水體富營(yíng)養化現象已成為我國急需解決的重大環(huán)境問(wèn)題，其主要成因是由于氮、磷等營(yíng)養鹽的富集，但較氮素而言，水體磷含量是抑制富營(yíng)養化更重要的控制因素。據統計，我國PCB行業(yè)由于工藝生產(chǎn)中大量難降解的表面活性劑和含磷化學(xué)除油劑使用，會(huì )產(chǎn)生大量高磷廢水。其中化學(xué)鍍鎳工藝以次磷酸鹽為還原劑，每年約產(chǎn)生10萬(wàn)噸含有高濃度次磷酸鹽、亞磷酸鹽的廢水。

　　PCB行業(yè)含磷廢水排放量大，并且國家對污水排放中的磷含量控制也越來(lái)越嚴格，大部分PCB企業(yè)嚴格執行《電鍍污染物排放標準》中表三排放要求(總磷的排放限值<0.5mg/L)，因此簡(jiǎn)單、高效地去除電鍍廢水中的高濃度磷已經(jīng)成為PCB行業(yè)廢水治理中的關(guān)鍵。本文針對PCB行業(yè)含磷廢水水質(zhì)特點(diǎn)，總結了當前除磷技術(shù)，并展望未來(lái)除磷技術(shù)的發(fā)展方向。

　　1、含磷廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

　　PCB生產(chǎn)線(xiàn)所產(chǎn)生的含磷廢水中磷主要以次磷酸鹽、亞磷酸鹽的形式存在，次磷酸鹽、亞磷酸鹽與廢水中的有機溶劑反應會(huì )生成無(wú)機鹽、絡(luò )合物、有機物等致使該廢水治理難度大。目前主要采用化學(xué)沉淀法、吸附法、生物處理法和電化學(xué)法對含磷廢水進(jìn)行除磷處理。

　　1.1 化學(xué)沉淀法

　　化學(xué)沉淀法由于工藝操作簡(jiǎn)單、處理費用低、除磷效果好，得到普遍應用。目前關(guān)于化學(xué)沉淀劑的篩選、除磷工藝的改進(jìn)、化學(xué)沉淀除磷的影響因素、沉淀除磷后的污泥回收利用等研究是化學(xué)沉淀法除磷工藝開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

　　通?；瘜W(xué)沉淀法除磷主要是通過(guò)添加Fe、Al或ca等金屬鹽與P生成難溶性磷酸鹽沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾將磷以沉淀形式從污水中除去?；瘜W(xué)法除磷并非是簡(jiǎn)單的化學(xué)反應過(guò)程。一方面，聚磷酸鹽通過(guò)水解反應生成正磷酸鹽，磷酸鹽沉淀是配位基參與競爭的電性中和沉淀;另一方面，在某些條件下，磷酸鹽沉淀中化學(xué)劑的水解產(chǎn)物可與磷酸鹽發(fā)生化學(xué)吸附并進(jìn)行絡(luò )合反應形成絡(luò )合物共同沉淀，又能吸附聚磷酸鹽而去除一部分磷。

　　目前用于化學(xué)沉淀除磷的沉淀劑主要有石灰、氯化鈣、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚氯化鋁等常規鈣鹽、鐵鹽和鋁鹽。KwonJH等利用高鐵酸鉀用于磷沉淀，可去除80%以上的磷。另外有研究考察采用工農業(yè)廢料作為潛在的磷沉淀劑，做到廢棄物的循環(huán)利用。夏雄等采用共聚法制備了PSAF—CPAM高分子無(wú)機一有機復合絮凝劑，總磷去除率均在98%以上。

　　化學(xué)沉淀法除磷無(wú)論是在費用投入還是在除磷效果方面都具有明顯優(yōu)勢，我公司探究高磷濃度的化學(xué)鎳廢液的除磷工藝時(shí)發(fā)現，氯化鈣作為沉淀劑既經(jīng)濟又高效，但會(huì )產(chǎn)生大量富磷污泥。因此，今后有關(guān)化學(xué)除磷的重點(diǎn)研究方向應該是高效、低泥量的化學(xué)除磷劑的開(kāi)發(fā)。PCB行業(yè)大部分含磷廢水磷濃度高，選用化學(xué)沉淀除磷作為一級處理會(huì )更高效。不過(guò)，廢水中存在部分次磷酸鹽、亞磷酸鹽，單一選用化學(xué)沉淀法會(huì )出現沉淀不徹底，出水無(wú)法達到《電鍍污染物排放標準》排放要求，所以工程應用上需要與其他工藝相結合。

　　1.2 吸附法

　　吸附法除磷通常是利用某些具有多孔和大比表面積的吸附材料通過(guò)配位絡(luò )合與離子交換形式的化學(xué)吸附、靜電引力引發(fā)的物理吸附和固體表面的沉積過(guò)程等機制來(lái)吸附水體中的磷，來(lái)達到除磷目的。吸附法可通過(guò)吸附實(shí)現磷的分離，解吸實(shí)現磷的回收，已成為研究磷分離回收的新途徑。

　　吸附法除磷關(guān)鍵在于高性能吸附材料的選擇，該吸附材料往往具備：吸附容量高，原料易得且造價(jià)低，吸附速率高，磷在其上具有優(yōu)勢競爭力，吸附劑易再生，吸附過(guò)程穩定且無(wú)有害物質(zhì)溶出等特點(diǎn)。常見(jiàn)的吸附材料有活性炭、沸石、分子篩和樹(shù)脂等。研究發(fā)現，層狀復合氫氧化物的吸附效果優(yōu)，吸附容量可大于100mg?g。王衛東等制備高效磷吸附劑Mg/AL一layereddoubleoxide(Mg/AL一LDO)，大可達到176.94mg?g的吸附容量。朱格仙等制備活性炭負載氧化鋯的除磷吸附劑，對磷的吸附量為7.8mg?g。胡小蓮等利用磁性材料Fe3O4制備Fe3O4/BC(BC負載Fe3O4)復合材料用于吸附除磷，吸附率可達到92.14%，飽和材料解析率達到80%，并且Fe3O4/BC重復利用性好，在第4次利用后還能保持75%以上的吸附率。陳力等制備質(zhì)子化殼聚糖/Fe3O4磁性復合吸附劑對磷的去除率高能達80%左右。

　　吸附法除磷由于吸附劑吸附能力的限制，可應用于PCB行業(yè)低濃度的含磷廢水的達標排放，具有高效、低成本的優(yōu)勢。今后，在實(shí)際除磷工程中可嘗試用廢棄物資源化制備吸附劑，將成為除磷研究的重要方向。此外，結合現代先進(jìn)的分子化學(xué)技術(shù)，合成高效磷吸附劑，也是今后的研究重點(diǎn)。

　　1.3 生物處理法

　　生物除磷技術(shù)由于具有運行成本低、對環(huán)境造成的二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，使該技術(shù)得到廣泛應用。

　　生物除磷，主要利用微生物聚磷菌(PAOs)或反硝化聚磷菌(DPAOs)過(guò)量攝取磷的特性，將磷以聚合的形式儲存在菌體后形成高磷污泥排出廢水處理系統，實(shí)現磷的轉移。實(shí)際應用的生物除磷技術(shù)主要有厭氧/好氧處理工藝和人工濕地等。人工濕地是利用各類(lèi)水生或陸生的植物根系的過(guò)濾作用及根系微生物吸附、分解作用除磷。厭氧/好氧處理工藝包括有A2O、SBR、氧化溝、改良UTC工藝和Phostrip工藝等。生物除磷過(guò)程中，聚磷菌在厭氧條件下吸收水中有機物，以聚一B一羥丁酸(PHB)或聚一B一羥戊酸(PHV)的形式貯存，同時(shí)水解體內的聚磷酸鹽產(chǎn)生能量，產(chǎn)生正磷酸鹽釋放到水中，在好氧條件下聚磷菌利用聚羥基脂肪酸(PHAs)為能源和碳源，同時(shí)過(guò)量吸收水中的磷，形成聚磷顆粒，將水中的磷轉移到污泥體內，通過(guò)排放剩余污泥來(lái)除磷。

　　生物除磷無(wú)需投加化學(xué)試劑，故運行費用低。但采用生物法處理PCB含磷廢水，除磷效率低于30%。一方面某些PCB含磷廢水中高濃度的磷會(huì )抑制生物除磷效率，另一方面由于PCB含磷廢水中包含大量重金屬，會(huì )對生物除磷系統的穩定性造成破壞。因此生物法更適合用于處理PCB行業(yè)低濃度含磷廢水，并且往往前期需要進(jìn)行預處理去除生物有害因子。因此，提高生物耐受性將成為生物法處理PCB處理廢水的重點(diǎn)突破之處。另一方面可通過(guò)投加化學(xué)絮凝劑、投加填料形成生物膜復合系統。協(xié)同生物除磷，可改善除磷效果。周律等發(fā)現生物膜復合系統具有較強的緩沖能力且附著(zhù)態(tài)生物膜對除磷可起主要作用。李非等利用對微生物有良好吸附性能的甲殼素作為微生物載體，利用微生物固定化技術(shù)處理廢水，可有效降低廢水COD，這也為微生物處理技術(shù)提供新的模式。

　　此外，磷是藻類(lèi)細胞核酸與膜的主要成分，也是ATP基本組成元素，可促進(jìn)藻類(lèi)細胞的生長(cháng)與增殖。在美國得以廣泛利用的水力藻類(lèi)床是一種以藻類(lèi)為主體的新型藻類(lèi)污水除磷技術(shù)，可利用根系過(guò)濾、吸附、同化吸收和沉淀作用有效去除污水中的磷。國內有發(fā)現水華魚(yú)腥藻攝磷能力好，因此可嘗試生物吸附法除磷。另外，國內外興起利用超富集植物修復含重金屬水體與土壤的技術(shù)，尋找高效的超富集植物制成濕地用于修復含磷水體，可為今后含磷水體修復提供綠色可行的研究方向。

　　今后若嘗試生物法除磷處理PCB行業(yè)廢水則需要從馴化環(huán)境適應力強的微生物及開(kāi)發(fā)“生物法”處理模式這兩個(gè)方面著(zhù)手。

　　1.4 電化學(xué)法

　　電化學(xué)法是一種“環(huán)境友好型技術(shù)”，由于無(wú)二次污染和可實(shí)現資源循環(huán)利用的特點(diǎn)，近年來(lái)備受關(guān)注。主要涉及電絮凝/氣浮、電化學(xué)氧化一還原、電催化氧化等。

　　張洪亮研究電化學(xué)處理化學(xué)鍍鎳廢水除磷效果，發(fā)現電芬頓總磷的去除率可達到92.4%，且相比傳統化學(xué)芬頓技術(shù)可降低雙氧水用量。王悅采用電絮凝法對高濃度磷酸鹽廢水進(jìn)行了處理，原水總磷去除率達到72%。另外有學(xué)者嘗試利用電化學(xué)技術(shù)處理化學(xué)鍍鎳液，將亞磷酸鹽轉化為次磷酸鹽回收，并且將電解法制得的次磷酸鎳配制成鍍液，性能優(yōu)于傳統鍍液。

　　采用電化學(xué)法處理PCB行業(yè)廢水，因為處理效率低往往不被采用，但將化學(xué)鍍鎳產(chǎn)生的含亞磷酸鹽廢水以鍍鎳原料次磷酸鹽的形式回收，有利于磷資源的循環(huán)利用。