含氮和含磷的化合物過多排入水體，破壞了原有的生態平衡，引起藻類大量繁殖，過多的消耗水中的氧，使魚類、浮游生物缺氧死亡它們的尸體腐爛又造成水質污染。水體富營養化的發生主要是因為N、P等營養鹽含量超過了水體本身的白凈能力，由于水流流態和局部水域的氣候條件目前尚無力通過人工措施予以調節，而只能通過降低水體中的營養鹽濃度來控制富營養化的發生。

01   人類的存在打破了這一平衡

自然條件下，氮、磷等元素在水圈、大氣圈、巖石圈中保持著平衡狀態。大氣中的氮沒有有效進入水體的方式、巖石圈中的各類磷礦也難以向水圈滲透。但人類的存在打破了這一平衡。

磷是生命的必須元素，自然界中的磷主要來源于磷酸鹽礦、動物糞便以及化石等天然磷酸鹽沉積物中。自然界的磷循環只是一個單向流動過程，由于礦山開采、土地開發，儲藏在地球表面的磷通過雨水或者食物鏈進入水循環中（生活污水磷含量（3～15mg/L左右，其中70%是可溶性的），使水體中的磷負荷增加。在生物圈內，磷主要以三種狀態存在，即以可溶解狀態存在于水溶液中；在生物體內與大分子結合；不溶解的磷酸鹽大部分存在于沉積物內。

02  控磷比除磷更合理

OECD(國際經濟合作與發展組織)的研究結果表明，80%的湖泊富營養化是受磷元素的制約，大約 10%的湖泊與氮元素有關，余下的 10%的湖泊與其他因素有關。水體富營養化絕大部分與磷的超標有關系。除磷控磷是解決水體富營養化較直接而有效的手段。

2016年，瑞士出臺政策強制從污水/污泥、動物糞尿、動物骨粉中回收磷，并以此作為磷肥的生產原料，使之再次進入土地，用作作物肥料，形成了一個磷元素封閉循環系統。

03  先從除磷說起邁出控磷第一步

目前除磷的方法有多種，主要包括有生物除磷方法、物理除磷和化學除磷方法。具體選擇哪種方法更好，則要看具體需要治理的水生態環境情況。

04  生物除磷

生物除磷，分為生長吸附型除磷和絮凝沉淀型除磷

①生長吸附型除磷，主要用于污水處理，是利用聚磷菌，在厭氧狀態釋放磷，在好氧狀態從外部攝取磷，并將其以聚合形態儲藏在體內，形成高磷污泥，排出系統，達到從廢水中除磷的效果。

②絮凝沉淀型除磷，主要用在地表水處理，在水體磷循環中微生物使水中的溶解態磷被懸浮顆粒吸附形成顆粒態磷，經凝絮作用轉為沉淀，為去除水體中富集的磷元素提供有力幫助，有效地降低水體總磷含量。具有生物絮凝作用的微生物也可用于除磷，主要有芽孢桿菌、不動桿菌、專性厭氧的脫硫弧菌、假單孢菌、產堿桿菌、黃桿菌、無色桿菌、微球菌、動膠菌等。

絮凝沉淀型除磷的技術核心是創造微生物適宜的生存環境和穩定的附著條件，傳統的直接潑灑方式，不但生物制劑用量大，而且微生存活時間很短，效果很不明顯。

采用KELPBIO立體生境填料（生物巢型生物填料），不但為微生物提供量良好棲息地，而且讓微生物與水體有一個充分接觸的過程。值得一提的是設置立體生境填料的水域即使不添加外源除磷菌，可以自然繁殖微生物，起到良好的脫氮除磷效果。

05  物流除磷

物理除磷，主要是以物料轉移方式，消除水體底部的沉積磷。

一般來說，河道湖泊沉積物粒徑越小，顆粒比表面積就越大，對磷的吸附力就越強。我國富營養化的河道湖泊底泥含磷量在0.3~3.0g/kg，這些沉積磷一直與上覆水進行著動態轉移，適宜情況下會大量釋放，提高上層水的磷含量。清淤是一種直觀有效的轉移磷的方式。一般土壤有效磷含量10-150mg/kg，條件允許可以直接還田，實現磷的資源化利用。

06  化學除磷

化學除磷分為臨時性除磷和永固性除磷兩種方式。

化學除磷的方法要更為方便簡單，也是較常用到的除磷方法之一。在污染的水域常存在磷含量超標的問題，化學除磷的方法可以把有機磷給有效結合起來進行沉降與凝析。但由于富營養化水體成分復雜，共存干擾組分，尤其是碳酸根、有機酸等組分能夠與磷酸根競爭鈣鎂離子，所以工藝也不是那么容易實施的。

臨時性除磷，一般是使用化學絮凝劑，PAC（聚合氯化鋁）、SPFS（聚合硫酸鐵）、石灰等。這些藥劑具有快速高效的特點。應為是化學絮凝劑，能快速使水變清，從感官和效果上都比較理想。

但在使用過程中暴露出很多問題，有些地區明確禁止使用。

①是通過化學絮凝劑沉淀的磷和化學反應產生的難溶磷酸鹽都有一個特點，會二次釋放出游離態的磷，一年的釋放量達30%以上。

②為了有效除磷、達到磷酸鹽沉淀的條件，必須向含磷水中投加過量的金屬離子類沉淀劑，投加量低很容易形成懸浮的膠體物。因此為了達到預期效果污泥的產量比較大，在河床上形成一個泥水隔離層，影響到底棲動物活性，甚至改變水體底層生態。

中央生態環境保護督察組"回頭看"期間曝光的典型案例①貴州省貴陽市及開陽縣對洋水河流域總磷污染治理，每年投入2600萬元在其上游安裝撒藥裝置，通過直接添加絮凝劑的方式降低總磷濃度，污染物實際上仍留在河道中。②安徽省銅陵市荷花塘大面積拋灑絮凝劑等進行“撒藥治污”。③四川省德陽市中江縣更是以應急治理代替常規治理，在水質斷面上游“撒藥治污”，弄虛作假干擾水質監測。撒藥的結果，是一時河水清冽，環境宜人，然而由于從根本上未對生態進行實質性修復，

③采用絮凝劑聚合硫酸鐵除磷，釋放到水中的鐵離子會影響水體微生物的繁殖，降低水體的自凈功能。

永固性除磷，是采取螯合反應方式實現磷酸根與絡合體形成穩定結構，一般情況下不會二次釋放出活性磷，通常這種藥劑也叫鎖磷劑。常見的鎖磷劑有北京海暢清環保科技有限公司生產的鎖磷劑（鑭改性膨潤土，粉劑）。

07  控磷展望

不論采用絮凝劑還是鎖磷劑，相應的成本都還是比較高的。筆者認為磷的去除要從源頭減量著手，選擇性資源化利用為輔，在河道湖泊治理工藝提高水生態系統的比例。通過30多個工程案例驗證（農田尾水、水產養殖排水），這種方式是可行的，經濟有效的，并可為養殖業提供青儲飼料，但也會受到區域和季節限制，如果有足夠的閑置空間，這是一種很好的磷資源化利用方式。

磷是植物生長三要素之一，但在三要素中吸收利用率最低，作物生育過程中施入土壤的磷肥當季有效利用率介于10-25%，這意味著約80%磷肥都不能被吸收利用。磷在不斷的開采用應，磷的綜合利用以及富營養化防治注定是一個持久性課題。

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