水处理水质指标 - TP（总磷）深度解说

在水生态环境的众多指标中，TP作为衡量水体质量的关键参数，其重要性不容小觑。那么，TP 里究竟是什么物质、有哪些危害、如何对其进行有效的测定、去除、它的影响因素是什么，今天就咱们就重点讨论讨论。

TP 是什么

TP，即总磷，是水体中所有含磷物质的总称，包括有机磷、无机磷、颗粒态等。具体指的是水样经过消解后，把各种形态的磷都转变成正磷酸盐后测定得到的结果，它综合反映了水体中磷元素的含量。

TP 里有什么

我们先把它分为有机磷、无机磷和悬浮态磷结合就比较有助于理解。

有机磷：是指磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、含磷农药、核酸、磷脂等。（看不懂？没事，你只要记着有机磷就行。）

无机磷：包含聚磷酸盐、正磷酸盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐。

注：焦磷酸盐一般出现在工业废水较多。

悬浮态磷：吸附于悬浮颗粒表面，通过沉淀去除。

不同形态的磷在特定条件下能够相互转化。好了，到这里我们就知道总磷里面有什么。总磷就是他们的奶奶。

记不住不要紧，只要记住有机磷、聚磷酸盐、正磷酸盐他们相互作用，咱觉得差不多够用了。

TP 主要来源

生活污水：人们日常生活产生的污水，比如厨房废水、洗涤废水以及粪便污水等。含磷洗涤剂的使用是生活污水磷的重要来源，人体排泄物里也有一定量的磷。

工业废水：化工、电镀、印染、食品加工等众多工业生产过程都会产生含磷废水。化工行业生产磷肥、含磷农药时会排放大量含磷废水。食品加工行业使用的含磷添加剂也会让废水中磷含量升高。

农业污染：农业生产中过量使用的磷肥，降雨和灌溉水会把农田里的磷冲刷到地表水体。畜禽养殖产生的粪便和污水若未经处理直接排放，也会带来大量磷。

TP 的危害

水体富营养化：水体中总磷过高会引发富营养化。磷是藻类生长的关键营养元素，过量磷会促使藻类大量繁殖，形成水华或赤潮。藻类过度繁殖会消耗大量溶解氧，使鱼类等水生生物缺氧死亡，还会改变水体生态结构，破坏生态平衡。

水质恶化：藻类死亡后被微生物分解，进一步消耗溶解氧，同时产生硫化氢、氨气等有异味的物质，让水体发黑发臭。

TP 去除原理

咱开头也说了，总磷的去除是去除它里面包含的磷元素，所以磷元素的去除就会伴随总磷的下降，但是它的去除过程跟总氮不一样。

有机磷去除：有机磷首先会在微生物产生的磷酸酶等作用下，逐步水解为无机磷，如磷酸单酯、磷酸二酯等有机磷化合物被水解为正磷酸盐，然后再进入聚磷菌的厌氧释磷和好氧吸磷过程被去除。

厌氧释磷：在厌氧条件下，聚磷菌释放体内储存的聚磷酸盐，吸收污水中的有机碳源 VFA（挥发性脂肪酸等），并将其合成 PHB（聚-β-羟基丁酸）等细胞内储能物质，储存于体内。同时将聚磷酸盐分解为正磷酸盐释放到细胞外，此过程中污水中的无机磷含量升高。

好氧吸磷：进入好氧阶段后，聚磷菌以 PHB 等储能物质为能源，大量摄取污水中的正磷酸盐等无机磷，合成聚磷酸盐储存在细胞内，使细胞内的聚磷酸盐含量升高，污水中的无机磷含量大幅降低。通过排放富含聚磷菌的剩余污泥，实现磷从污水中的去除。

那有人就会不解，为什么吐出来还要吃进去呢，这不是矛盾吗。

究其原因是“超量吸磷”原理，好氧段的吸磷量远超厌氧段的释磷量，你可以理解为拉得少吃的多。

那为什么这么能吃，具体容我打个电话问下“聚磷菌”。

TP 去除的技术路径

化学沉淀法

原理：向含磷废水中投加化学药剂，使磷与药剂中的金属离子发生化学反应，生成难溶性的磷酸盐沉淀，将磷从废水中去除。

常用药剂：铝盐、铁盐、熟石灰。

特点：操作简单，除磷效果稳定可靠，能快速降低废水中的磷含量。但可能会产生大量化学污泥，需要后续处理，且药剂投加量过多时可能会影响水质的 pH 值等指标。

生物法

原理：刚刚去除原理说过了，利用聚磷菌在好氧和厌氧条件下的吸磷和释磷特性，再通过剩余污泥的排放达到除磷目的。

常见工艺：AO 工艺(厌氧 - 好氧)、AAO 工艺（厌氧 - 缺氧 - 好氧）、氧化沟等。

特点：生物除磷是性价比高的除磷方法，无需投加大量化学药剂，运行成本相对较低，且产生的污泥量相对较少。但对废水的水质和运行条件要求较高，如需要合适的碳源、pH 值、溶解氧等。

吸附法

原理：利用吸附剂的表面特性，通过物理吸附、化学吸附或离子交换等作用，将废水中的磷吸附在吸附剂表面，从而达到除磷的目的。

常用吸附剂：活性炭、沸石、金属氧化物吸附剂

特点：吸附法操作灵活，可根据废水的水质和处理要求选择合适的吸附剂。对低浓度含磷废水有较好的处理效果，能深度去除废水中的磷。但吸附剂的吸附容量有限，需要定期更换或再生吸附剂，运行成本较高。

再简述几种

膜分离技术：通过超滤、纳滤或反渗透膜的物理截留作用去除溶解态和胶体态磷。

人工湿地：通过植物吸收、基质吸附和微生物作用协同除磷。

结晶法：是在碱性条件下，通过投加镁盐诱导生成鸟粪石，实现磷的资源化回收。

TP 测定

总磷的测定一般采用GB 11893-89《钼酸铵分光光度法》

原理：酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑钾反应生成磷钼杂多酸，经抗坏血酸还原成磷钼蓝，在 700nm 波长下用分光光度计测吸光度，依吸光度与磷含量的正比关系，通过与标准曲线对比算出总磷含量，测定前需消解将其他形态磷转为正磷酸盐。

缺点：当你发现水质异常的时候就，整个化验数据做下来要花一个多小时，效率低。

这个时候我们可选择“曲线救国”，采用不消解正磷酸盐的测定方法。紧急情况下，可同时开工，不消解能将测定时间缩短一半，快速获取初步结果，以便及时判断是否存在异常。平时定期测定消解和不消解的比值，心理有个数，突发紧急情况的时候可带入判断。

消解和不消解的区别：消解是将水样中各种形态的磷，包括有机磷、聚磷酸盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐等都转化为正磷酸盐。不消解时，测定的仅仅是水样中原本以正磷酸盐形式存在的磷。

不消解测定方法：

1、水样：进水3mL、厌氧3mL、好氧25mL、出水25mL

2、取消4mL过硫酸钾和消解的过程

3、水定容50mL、加入抗坏血酸1mL、钼酸盐2mL

4、反应15分钟开测，剩下的跟做总磷一样。整个过程不一样的地方就是取消4mL过硫酸钾和消解的过程。

TP 异常的影响因素

进水水质异常

进水TP浓度突变：工业废水冲击，电镀、食品加工等高磷废水混入，超出设计处理能力。管网渗漏或雨水稀释，雨季地表径流携带农田磷进入管网，导致TP波动。

碳源异常：COD/TP 过低（<15），聚磷菌在厌氧段无法获取足够挥发性脂肪酸，导致释磷不足，后续吸磷能力下降。碳源类型不匹配，难降解COD，如木质素，无法被聚磷菌利用，影响代谢效率。

悬浮态磷比例升高：初沉池失效、沉砂池跑砂、二沉池跑泥，导致颗粒态磷未被有效去除，增加后续生物、化学处理负荷及出水异常风险。

工艺控制失当

溶解氧：厌氧段溶氧过高，抑制聚磷菌释磷，破坏“释磷-吸磷”循环，控制在0.2 mg/L以下。在好氧段，溶解氧不足会使聚磷菌的好氧吸磷作用受限，无法充分摄取磷，导致磷残留，一般控制在2-4mg/L。

HRT：水力停留时间过短，污水中的磷与微生物接触时间不足，聚磷菌无法充分进行释磷和吸磷过程。水力停留时间过长，为了获取能量维持生命，会分解细胞内储存的聚磷酸盐，将磷重新释放到污水中，这就出现了与正常好氧吸磷相反的现象。

污泥龄：SRT过短，聚磷菌未完成吸磷即被排出，除磷效率降低。SRT过长，污泥老化，聚磷菌死亡后释放储存的磷，变成二次释磷。排放量不足，污泥中富集的磷未及时移出系统，导致磷循环积累。排放过量，聚磷菌过度流失，生物系统恢复困难。

回流量：内回流比不足，缺氧段反硝化不彻底，硝酸盐氮进入厌氧段抑制聚磷菌释磷。那如果硝态氮较多的存在，反硝化菌跟聚磷菌就会抢夺VFA（碳源）将硝态氮还原为氮气。如果污泥回流太小或中断，聚磷菌流失，生物系统功能崩溃。

设备与药剂问题

加药系统：加药泵堵塞或计量偏差，铁盐、铝盐投加量不足，沉淀反应不完全。药剂及污水混合不充分，接触不均，生成絮体过小难以沉淀。

搅拌及曝气：厌氧池搅拌器停转，VFA分布不均，聚磷菌无法高效吸收碳源。好氧池曝气头堵塞，局部DO不足，吸磷受阻。

二沉池：污泥膨胀或上浮，含磷污泥随出水流失，导致TP反弹。刮泥机故障，污泥淤积导致厌氧释磷。

环境与外部干扰

温度：低温（<15℃）影响聚磷菌代谢速率下降，释磷和吸磷效率降低。高温（>30℃）异养菌繁殖加快，与聚磷菌竞争碳源。

重金属及有毒有害物质：进水中若含有重金属离子或有毒有害物质，可能会抑制微生物的活性，影响聚磷菌的代谢和吸磷能力，导致总磷异常。