廢水中的磷 | 磷基礎(chǔ)知識(shí)

磷的介紹

當(dāng)前廢水處理面臨的一大緊迫問(wèn)題就是磷超標(biāo)。

許多水資源回收設(shè)施 (WRRF) 都將除磷作為充分優(yōu)先事項(xiàng)，新建設(shè)施也往往專門為除磷而設(shè)計(jì)。由于我們的淡水資源持續(xù)緊張并受到過(guò)量營(yíng)養(yǎng)物的影響，導(dǎo)致總磷 (T.P.) 的排放限值持續(xù)延伸，并變得更低。

傳統(tǒng)的二級(jí)處理設(shè)施并不能滿足這些降低后的限值要求，不過(guò)，去除營(yíng)養(yǎng)物技術(shù)正在迅速發(fā)展以幫助設(shè)施實(shí)現(xiàn)其除磷目標(biāo)。

使用 WTW IQ SensorNet 和 Alyza IQ PO4 正磷酸鹽分析儀，專門用于幫助去除廢水中的磷。

磷與生命   

生物體

磷是地球上所有生命必需的一種元素，也是生物體所必需的六種基本元素之一，其余五種為碳、氫、氧、氮和硫。

由于磷元素的不穩(wěn)定性，因此幾乎所有的磷都以磷酸鹽的形式存在。

一個(gè)關(guān)鍵的例子，比如 ATP（5'- 三磷酸腺苷），它對(duì)植物和動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移至關(guān)重要。

在將光或食物中儲(chǔ)存的 ATP 轉(zhuǎn)化為 ADP（二磷酸腺苷）的過(guò)程中，能量被釋放而被植物或動(dòng)物的細(xì)胞利用。

同樣，磷酸鹽也是 DNA 和 RNA 中核酸的組成部分，也就意味著遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移依賴于磷。

磷與生命

飲食

更具體地說(shuō)，人類攝入含磷飲食至關(guān)重要。磷除了對(duì)能量和基因轉(zhuǎn)移之外，它還在骨骼和牙齒、酶激活以及細(xì)胞能量?jī)?chǔ)存方面發(fā)揮著重要作用（美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院）。

磷與生命

生態(tài)系統(tǒng)

磷在我們的生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色，并且在很大程度上受到人類活動(dòng)的影響。它是淡水系統(tǒng)中的一種有限營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這意味著當(dāng)磷豐富時(shí)，藻類等光合生物可以生長(zhǎng)并不斷繁殖。

當(dāng)?shù)w的磷含量過(guò)高時(shí)，就會(huì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。水體變得過(guò)度富含礦物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，刺激藻類過(guò)度生長(zhǎng)（或藻華）。

雖然并非所有藻類的生長(zhǎng)都是不好的，但富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)促進(jìn)藍(lán)綠藻的生長(zhǎng)，而藍(lán)綠藻對(duì)人類和動(dòng)物有毒。這類藻華被稱為有害藻華或 HAB，人類和動(dòng)物都應(yīng)避免與之接觸。

而且無(wú)論是否有毒，藻類的過(guò)度生長(zhǎng)也會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生連鎖影響。過(guò)量的藻類生物在夜間消耗氧氣，在白天通過(guò)光合作用產(chǎn)氧，氧氣迅速恢復(fù)甚至超過(guò) 100% 的飽和度。這些波動(dòng)會(huì)影響魚類和其他水生生物，但更為嚴(yán)重的是，當(dāng)藻類死亡并被生物體分解的過(guò)程中會(huì)加劇氧氣消耗。

這是導(dǎo)致嚴(yán)重缺氧進(jìn)而造成死區(qū)（水生生物因缺乏溶解氧而死亡的地區(qū)）的根本原因。

磷與生命

生態(tài)系統(tǒng)·續(xù)

營(yíng)養(yǎng)物污染的多種來(lái)源導(dǎo)致了富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。磷和氮作為肥料的重要組成部分，在草坪和農(nóng)田徑流中普遍存在。

過(guò)量使用的肥料會(huì)從其預(yù)定的用途中滲出，并進(jìn)入我們的天然水體。像農(nóng)田徑流這樣的來(lái)源被認(rèn)為是非點(diǎn)源污染，它在過(guò)剩營(yíng)養(yǎng)污染源中占有很大比例。

另一方面，水資源回收設(shè)施通常被認(rèn)為是點(diǎn)源，因?yàn)橛幸粋€(gè)確定的排放到水體的位置。因此減少點(diǎn)源的磷含量，例如 WRRF 的流出物，是減少富營(yíng)養(yǎng)化和保護(hù)湖泊、河流、溪流和河口的最大努力的一部分。