城镇污水处理厂尾水氮磷特征与湿地处理

水体的氮污染主要来源于居民生活污水和工业废水。用总氮（TN）来表示污水中所有形态的氮的总量。总氮由总硝态氮（TNOx）和总凯氏氮（TKN）组成；总硝态氮又分为硝酸盐氮（，硝态氮）和亚硝酸盐氨（，亚硝态氮）；总凯氏氮又分为总氨氮（TAN）和总有机氮（TON）。可以用如下的关系式来表达：

总氮=总硝态氮+总凯氏氮

=（硝酸盐氮+亚硝酸盐氮）+（总氨氮+总有机氮）

=（硝酸盐氮+亚硝酸盐氮）+（离子态氨氮+分子态氨氮+总有机氮）

表3-1总结了污水中氮的定义、关系和形态。图3-20也形象地表达了污水中氮的形态和关系。

表3-1　污水中氮的定义、关系和形态

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图3-20　污水中氮的形态和关系

氮元素的价态从硝酸盐的正5价到氨的负3价，进行着各种价态的转化。所以，氮的氧化-还原作用非常多样化。亚硝态氮不稳定，可以氧化成硝态氮，或者还原成氨氮。有机氮有核酸、蛋白质、氨基酸、氨基糖、尿素、尿酸、有机碱等含氮有机物。其中，尿素和蛋白质可通过氨化等作用转化为氨氮的可溶性有机氮的主要存在形式，在好氧和厌氧的条件下，有机氮均可转化成氨氮。

生活污水中磷的主要来源是人类的排泄物、食物残渣、合成洗涤剂。我国人均体内排出的磷为0.8～1.0 g/d，若按1.0 g计算，加上食物残渣和其他家庭污染物含磷量为0.3g左右，合计1.3g/（PE·d）。欧洲一些国家曾对生活污水中的总磷做过多次调查，由人类食物产生的磷基本上不变；国外后来普遍采用无磷洗涤剂，所以由洗涤剂产生的磷降低了很多。

污水中磷的最常见存在形态有有机磷、磷酸盐（，，）和聚磷酸盐（poly-P）。生活污水中一般含有10～15 mg/L的磷，其中70%是可溶性的。传统的二级处理出水中有90%左右的磷是以磷酸盐的形式存在。磷在水中以何种形式存在主要取决于pH，当pH为2～7时，水中的磷酸盐离子多数以形式存在；而当pH为7～10时，则水中的磷酸盐离子多数以形式存在。

污水中的磷根据污水的类型而以不同的形式存在，总的来说，磷可按物理态和化学态来分类。按物理态可分为溶解态磷和颗粒态磷，一般采用0.45 μm的微孔滤膜对此二态进行分离，其中颗粒态磷（包括有机的和无机的）大多存在于细菌或动植物残骸的碎屑中。按化学态可分为正磷酸盐（，，），聚合磷酸盐（，，（）和有机磷酸盐（如磷脂等）。由于废水来源不同，总磷及各种形式的磷含量差别较大。典型的生活污水中总磷含量在3～15 mg/L（以磷计）；在新鲜的生活污水中，磷酸盐的分配大致如下：正磷酸盐5 mg/L（以磷计）、三聚磷酸盐3 mg/L（以磷计）、焦磷酸盐l mg/L（以磷计）以及有机磷＜1 mg/L（以磷计）。聚磷酸盐和有机磷（核酸）一般在污水管网中和污水处理中就转化成正磷酸盐。徐伟勇等（2009）在2008年3月至2008年6月期间对某城市污水处理厂二沉池出水进行广泛采样分析，结果表明，该厂二沉池出水中磷主要以溶解态形式存在，颗粒态磷含量和其他溶解态磷含量比较低。根据为期3个月的定期监测数据，各形态磷含量的总体规律为：溶解态总磷酸盐含量＞溶解态正磷酸盐含量＞颗粒态磷含量＞其他溶解态磷含量。各形态磷含量占总磷含量的百分比（均值）分别为：溶解态总磷酸盐占82.78%，溶解态正磷酸盐占76.82%，颗粒态磷占17.22%，其他溶解态磷占5.96%。其中颗粒态磷主要存在于污泥颗粒的聚磷菌中，主要为无机磷酸盐，可见生物处理过程中聚磷菌对缩合磷酸盐和有机磷酸盐有较好的降解作用。