磷不同于氮，不能形成氧化体或还原体，向大气排放，但是磷具有固体形态和溶解形态相互循环转化的性能。污水除磷技术就是基于磷的这种性能，如化学法除磷是通过投加药剂使磷生成不溶性的磷酸盐从而沉淀去除；生物法除磷则是通过聚磷菌的合成代谢作用将磷转化为细胞物质，并随微生物以剩余形式被分离。化学法除磷的方法主要有化学沉淀法和化学混凝法，前者可以通过投加石灰进行化学沉淀法除磷，或投加铝盐和铁盐混凝剂进行磷的混凝沉淀，在化学沉淀和混凝沉淀章节已有涉及，本章重点分析生物法除磷技术。

7.3.1生物法除磷机理

生物除磷是利用聚磷菌这一类微生物，过量地（超过自身代谢需要）从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统，从而达到从污水中除磷的目的。其基本过程如下：

一、聚磷菌对磷的过量摄取

好氧条件下聚磷菌进行有氧呼吸，不断氧化分解其体内贮存的有机物，同时从外界摄取有机物，有机物的氧化分解释放出的能量为ADP（二磷酸腺苷）所获得，并结合H₃PO₄而合成ATP（三磷酸腺苷），反应如式7-6所示：

ADP+H₃PO₄+能量→ATP+H₂O                 （式7-6）

其中磷酸除了少部分来自于微生物体内的聚磷酸盐外，绝大多数来自于聚磷菌从环境中摄取，从环境中摄取的磷酸盐一部分被微生物用于合成ATP，另一部分就被微生物以聚磷酸盐形式贮存在体内。这种现象就是磷的过剩摄取。

二、聚磷菌的放磷

在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H₃PO₄和能量，ATP又转化为ADP，反应如式7-7所示。这样聚磷菌好氧过剩摄取H₃PO₄，厌氧放磷，完成水中磷向微生物体内转移的过程。

ATP+H₂O→ADP+H₃PO₄+能量                 （式7-1）

7.3.2生物法除磷工艺

根据聚磷菌除磷机理的两个阶段构造的就是A_p/O工艺。

一、A_p/O工艺

A_p/O工艺全称厌氧-好氧工艺，与A_N/O脱氮工艺的第一段不同，A_p/O工艺第一段为厌氧状态，即系统中既不能又分子氧，也不能又化合态的氧。其工艺流程如图7-5所示。

                                            图7-5 Ap/O工艺流程

该工艺流程简单，无需投药，也不用考虑内循环，因此建设和运行费用都比较低，且没有回流影响厌氧释磷和好氧聚磷之间没有相互影响。对BOD₅的去除率大致与一般活性污泥系统相同，对于含磷量低于1mg/L的污水磷的去处理大致在76%左右；水力停留时间较短为3~6h，污泥SVI值≤100，沉降性能好，剩余污泥含磷量4%左右，可作为肥料，肥效好。

   但是该工艺除磷效率有待进一步提高，特别是当进水中BOD值不高时（BOD/P值偏低），污泥产量低，除磷率不高；另外沉淀池内容易产生磷的释放现象，特别是污泥在沉淀池内停留时间较长时，应注意即使排泥和污泥回流。

二、Phostrip工艺

为进一步提高除磷率，使用化学除磷强化生物除磷效果即Phostrip工艺的构造原理。

1. Phostrip工艺流程

Phostrip工艺流程如图7-6所示。

                                 图7-6 Phostrip除磷工艺流程

该工艺各设备单元的功能如下：

（1）含磷污水进入曝气池，同步进入的还有由除磷池回流的脱磷污泥。曝气池中进行碳氧化和好氧吸磷，还可能发生硝化反应。

（2）从曝气池进入沉淀池Ⅰ的混合液（除磷水+含磷污泥）在其中进行泥水分离，上清液作为处理水排放，含磷污泥进入除磷池。

（3）除磷池中在厌氧条件下进行聚磷菌的厌氧放磷，上清液含磷而污泥脱磷，脱磷污泥回流至曝气池，含磷污水则进入混合池。

（4）混合池中投加石灰，与污水中的磷生成难溶性磷酸钙沉淀。

（5）沉淀池Ⅱ为混凝沉淀池，经过混凝反应形成的磷酸钙固体物质在这里进行泥水分离，污泥可作为肥料，上清液回流至曝气池

2. Phostrip工艺特点

由于采用化学沉淀和混凝对含磷污泥进行脱磷，强化了生物除磷效果。该工艺具有以下特点：

a.除磷效果良好，处理水中含磷量一般都低于1mg/L；

b.污泥含磷量高，约为2.1~7.1%，宜于作为肥料；

c.石灰用量一般介于21~31.8mgCa(OH)₂/m³污水，相对于单独的化学除磷，用量较低；

d.污泥沉降性能好，SVI值＜100，污泥不膨胀；

e.可根据BOD₅/P值灵活调节回流污泥与混凝污泥量的比例；

f.工艺流程复杂，管理麻烦，投加石灰会增加运行费用，建设费用也高；

g.沉淀池Ⅰ底部可能会出现厌氧放磷，需要及时排泥和回流。