對於除磷機理，大多數學者持相同觀點，即植物吸收、滲透介質吸附、化學沈澱、絡合反應和微生物利用(Richardson，1985；Reneau Jr等人，1989；理查德·森等人，1987；福克納等人，1989；Mann，1990)，其中滲透介質對磷的吸附被認為是最有效的機制(Steiner，Freeman，1989；曼恩，1990；木材，1990).植物吸收主要是利用磷是植物生長必需的營養元素的機制來除磷，但這種方法除磷的量畢竟有限。有學者認為PO4-P與滲透介質顆粒表面的氧化膜和氫氧化膜中的Fe、Al、Ca、Mg結合產生沈澱，對除磷也有很大作用(Laak，1986；格林等人，1994；雷迪等人，1997).例如，在堿性條件下，磷與鈣反應生成羥基磷灰石(Ca5(OH)(PO4)3)。微生物除磷主要是指壹種特殊的菌株——不動桿菌，在好氧條件下吸收磷，在厭氧條件下釋放磷，從而達到去除汙水中磷的目的。近年來發現壹株兼性厭氧反硝化除磷菌(DPB)可以在缺氧環境中吸收磷(沒有O2，有它)(Bortone等，1996；克恩-葉斯柏森等人，1993；傑尼塞克等人，1993).DPB代替O2作為電子受體，使得脫氮除磷可以在同壹菌種、同壹環境下完成。
1.吸附和沈澱對磷遷移轉化的影響
影響磷吸附的主要因素有:介質中所含吸附劑的種類和數量、介質的粒徑等。本次試驗所用砂均取自北京豐臺松散沈積地層中的天然砂，采用X射線衍射對三種砂進行半定量物相分析(檢測單位:中國地質大學(北京)地質測試中心X射線實驗室)；分析儀器:D/Max-RC，由日本Rigaku制造)，結果如表2-16所示。就粘土礦物總量而言，2柱含量最高，就高嶺石含量而言，3柱最大，2柱次之，1柱最小。易被高嶺土和矽膠吸附，因此2號柱和3號柱的除磷效果優於1號柱。吸附是壹種表面反應。介質的顆粒越小，比表面積越大，其吸附能力越強。通過對砂的粒度分析(見表2-4)，粒徑小於0.075 mm的粘粒含量為:柱1，1.56%；列2，13.75438+0%；第三欄，3.80%。可以看出，第2列含有最多的粘土物質。從之前的去除率分析數據來看，柱2的去除效果略好於柱3和柱1。中國地質大學(北京)化學分析室測定了三種砂的氧化物含量。鐵、鋁、鈣、鎂和錳的氧化物含量見表2-17。從表中可以看出，第3欄鐵含量最高，第2欄鋁含量最高，第1欄鈣鎂含量最高，但各組分含量相差不大。Po4-P能與鐵、鋁、鈣、鎂等結合。在滲透介質顆粒表面的氧化膜和氫氧化膜上產生沈澱。如本實驗選取的三種沙土pH值為7.07 ~ 8.60，均為中性、微堿性。在這樣的pH條件下，磷可以與鈣反應生成Ca5(PO4)3OH沈澱，從而可以去除部分磷。pH值越大，沈澱反應越完全，除磷效果越好。反應式如下:
河流滲濾系統的汙染去除機理研究
表2-16砂質粘土的礦物含量wB表單位:%
表2-17 wB表單位:%
2.停留時間對磷遷移的影響
從圖2-4可以看出，飽水時2柱和3柱的滲流速度明顯小於1柱，對應的水力停留時間比1柱長；當柱1未飽和時，流速降低，水力停留時間逐漸增加。入滲速度越小，水力停留時間越長，磷在砂柱中的吸附沈澱反應越徹底，除磷率越高，與本實驗的結論壹致。柱2除磷效果最好，柱3次之，柱1最差。
3.1柱磷滲透原因分析
在試運行初期，1柱汙水的滲流速度很快。汙水中的磷通過砂柱時，可被砂柱中含量很少的粘土礦物吸附，僅13d後就會迅速達到吸附飽和，產生穿透現象。在此過程中，可能發生少量沈澱反應，但由於汙水流速快，水力停留時間短，除磷機理以吸附為主。隨著試運行時間的延長，汙水中的大量汙染物被截留在砂柱中，降低了汙水在砂柱中的滲流速度，延長了水力停留時間，使磷沈澱反應得以充分發生。汙水中的懸浮物在砂柱上部的截留和積累會形成少量的泥沙，增加對磷的吸附；此外，越來越多的有機物隨汙水帶入砂柱，為砂柱中的微生物提供了充足的碳源，使微生物(主要是聚磷菌)在實驗初期的好氧條件下吸收汙水中的磷。正是由於以上原因，磷穿透後1柱磷的去除率逐漸升高。另壹方面，2號柱和3號柱，無論是70多天前的飽和階段，還是後期的非飽和階段，在吸附的同時沈澱反應都充分進行，所以沒有磷的穿透。
綜上所述，可以得出以下結論:長期汙水滲濾過程中除磷的主要機理是沈澱反應，同時存在吸附作用。但由於磷壹般以陰離子形式存在，不容易被吸附。即使被吸附，也受到河床下部滲透介質中吸附劑含量的限制，短時間內達到吸附飽和(如1柱)，因此沈澱反應是汙水河中最重要、最長期的除磷機制。