Загальний фосфор є важливим показником якості води, який має великий вплив на екологічну обстановку водойм і здоров'я людини. Загальний фосфор є однією з поживних речовин, необхідних для росту рослин і водоростей, але якщо загальний фосфор у воді занадто високий, це призведе до евтрофікації водойми, прискорить розмноження водоростей і бактерій, спричинить цвітіння водоростей, і серйозно впливають на екологічне середовище водойми. А в деяких випадках, наприклад у питній воді та воді басейну, високий рівень загального фосфору може завдати шкоди здоров’ю людини, особливо немовлят і вагітних жінок.
Джерела загального фосфору у воді
(1) Сільськогосподарське забруднення
Сільськогосподарське забруднення в основному пов’язане з широким використанням хімічних добрив, а фосфор, що міститься в хімічних добривах, надходить у водойми через дощову воду або сільськогосподарське зрошення. Зазвичай лише 10%-25% добрива може бути використано рослинами, а решта 75%-90% залишається в ґрунті. Згідно з попередніми результатами досліджень, 24%-71% фосфору у воді надходить від сільськогосподарських добрив, тому забруднення води фосфором відбувається головним чином через міграцію фосфору з ґрунту у воду. Згідно зі статистичними даними, коефіцієнт використання фосфорних добрив зазвичай становить лише 10%-20%. Надмірне використання фосфорних добрив не тільки спричиняє марну витрату ресурсів, але й призводить до того, що надлишок фосфорних добрив забруднює джерела води через поверхневий стік.
(2) побутові стічні води
Побутові стічні води включають стічні води громадських будівель, побутові стічні води та промислові стічні води, що скидаються в каналізацію. Основним джерелом надходження фосфору в побутові стічні води є використання фосфоровмісних засобів для миття, людські екскременти та побутове сміття. Продукти для прання в основному використовують фосфат натрію та поліфосфат натрію, а фосфор у мийному засобі потрапляє у водойму зі стічними водами.
(3) Промислові стічні води
Промислові стічні води є одним із основних факторів, що спричиняють надлишок фосфору у водоймах. Промислові стічні води мають високу концентрацію забруднюючих речовин, багато типів забруднюючих речовин, які важко розкладаються та складні компоненти. Якщо промислові стічні води скидаються безпосередньо без очищення, це спричинить величезний вплив на водойму. Шкідливий вплив на довкілля та здоров'я мешканців.
Спосіб видалення фосфору зі стічних вод
(1) Електроліз
Завдяки принципу електролізу шкідливі речовини у стічній воді проходять реакцію відновлення та реакцію окислення на негативному та позитивному полюсах відповідно, і шкідливі речовини перетворюються на нешкідливі речовини для досягнення мети очищення води. Процес електролізу має переваги високої ефективності, простого обладнання, легкої експлуатації, високої ефективності видалення та індустріалізації обладнання; не потребує додавання коагулянтів, миючих засобів та інших хімічних речовин, уникає впливу на природне середовище та водночас знижує витрати. Утворюється невелика кількість мулу. Однак метод електролізу вимагає споживання електроенергії та сталевих матеріалів, експлуатаційні витрати високі, обслуговування та управління складні, а проблема комплексної утилізації осаду потребує подальших досліджень та вирішення.
(2) Електродіаліз
У методі електродіалізу під дією зовнішнього електричного поля аніони та катіони у водному розчині рухаються до анода та катода відповідно, так що концентрація іонів у середині електрода значно зменшується, а концентрація іонів біля електрода збільшується. Якщо в середині електрода додати іонообмінну мембрану, можна досягти розділення та концентрації. мета. Різниця між електродіалізом і електролізом полягає в тому, що, хоча напруга електродіалізу висока, струм невеликий, що не може підтримувати необхідну безперервну окисно-відновну реакцію, тоді як електроліз якраз навпаки. Технологія електродіалізу має такі переваги, як відсутність потреби в будь-яких хімікатах, просте обладнання та процес складання, а також зручна експлуатація. Однак є також деякі недоліки, які обмежують його широке застосування, такі як високе споживання енергії, високі вимоги до попередньої обробки сирої води та низька стабільність обробки.
(3) Адсорбційний метод
Метод адсорбції — це метод, при якому певні забруднюючі речовини у воді адсорбуються та фіксуються пористими твердими речовинами (адсорбентами) для видалення забруднюючих речовин у воді. Загалом метод адсорбції ділиться на три етапи. По-перше, адсорбент знаходиться в повному контакті зі стічними водами, так що забруднюючі речовини адсорбуються; по-друге, розділення адсорбенту та стічної води; по-третє, регенерація або оновлення адсорбенту. На додаток до широко використовуваного активованого вугілля як адсорбенту, синтетична макропориста адсорбційна смола також широко використовується в адсорбції для очищення води. Адсорбційний метод має переваги простої роботи, хорошого ефекту лікування та швидкого лікування. Однак вартість висока, і ефект насичення адсорбції зменшиться. Якщо використовується адсорбція смолою, аналіз потрібний після насичення адсорбцією, а з відпрацьованою рідиною аналізу важко працювати.
(4) Метод іонного обміну
Метод іонного обміну відбувається під дією іонного обміну, іони у воді обмінюються на фосфор у твердій речовині, а фосфор видаляється аніонообмінною смолою, яка може швидко видалити фосфор і мати високу ефективність видалення фосфору. Однак обмінна смола має такі недоліки, як легке отруєння і важка регенерація.
(5) Метод кристалізації
Видалення фосфору кристалізацією полягає у додаванні до стічної води речовини, схожої на поверхню та структуру нерозчинного фосфату, руйнуванні метастабільного стану іонів у стічній воді та осадженні кристалів фосфату на поверхні агента кристалізації як кристалічного ядра, а потім відокремити і видалити фосфор. Мінеральні матеріали, що містять кальцій, можуть бути використані як агенти кристалізації, такі як фосфорит, кістяний вугілля, шлак тощо, серед яких фосфорит і кістяний вугілля є більш ефективними. Це економить простір і його легко контролювати, але він має високі вимоги до рН і певну концентрацію іонів кальцію.
(6) Штучне заболочення
Конструйоване видалення фосфору з водно-болотних угідь поєднує в собі переваги біологічного видалення фосфору, видалення фосфору хімічним осадженням і адсорбційного видалення фосфору. Він зменшує вміст фосфору шляхом біологічного поглинання та асиміляції, а також адсорбції субстрату. Видалення фосфору відбувається в основному шляхом адсорбції фосфору субстратом.
Підсумовуючи вищезазначені методи, можна зручно та швидко видалити фосфор зі стічних вод, але всі вони мають певні недоліки. Якщо один із методів використовується окремо, реальна програма може зіткнутися з більшими проблемами. Наведені вище методи більше підходять для попередньої обробки або розширеної обробки для видалення фосфору, і в поєднанні з біологічним видаленням фосфору можна досягти кращих результатів.
Метод визначення загального вмісту фосфору
1. Молібден-сурьмяна антиспектрофотометрія: принцип аналізу та визначення молібден-сурьмяної антиспектрофотометрії такий: у кислих умовах фосфор у зразках води може реагувати з молібденовою кислотою та сурмою тартратом калію у формі іонів з утворенням кислого молібдену. комплекси. Полікислота, і ця речовина може бути відновлена відновником аскорбіновою кислотою з утворенням синього комплексу, який ми називаємо молібденовим синім. При використанні цього методу для аналізу проб води слід використовувати різні методи травлення відповідно до ступеня забруднення води. Переварювання персульфату калію, як правило, спрямоване на зразки води з низьким ступенем забруднення, і якщо зразок води сильно забруднений, він, як правило, буде проявлятися у вигляді низького вмісту кисню, високого вмісту солей металів і органічних речовин. У цей час нам потрібно використовувати окислювальний сильніший реагент. Після постійного вдосконалення та вдосконалення використання цього методу для визначення вмісту фосфору в пробах води може не тільки скоротити час моніторингу, але також мати високу точність, хорошу чутливість і низьку межу виявлення. З огляду на комплексне порівняння, це найкращий метод виявлення.
2. Метод відновлення хлориду заліза: змішайте зразок води з сірчаною кислотою та нагрійте її до кипіння, потім додайте хлорид заліза та сірчану кислоту, щоб відновити загальний фосфор до фосфат-іонів. Потім використовуйте молібдат амонію для кольорової реакції та використовуйте колориметрію або спектрофотометрію для вимірювання поглинання для обчислення загальної концентрації фосфору.
3. Високотемпературне розщеплення-спектрофотометрія: переваріть зразок води при високій температурі для перетворення загального фосфору в неорганічні іони фосфору. Потім використовуйте кислий розчин біхромату калію, щоб відновити іон фосфату, а біхромат калію в кислих умовах утворює Cr(III) і фосфат. Вимірювали величину поглинання Cr(III), а за стандартною кривою розраховували вміст фосфору.
4. Метод атомної флуоресценції: загальний фосфор у зразку води спочатку перетворюється в неорганічну форму фосфору, а потім аналізується аналізатором атомної флуоресценції для визначення його вмісту.
5. Газова хроматографія: загальний фосфор у зразку води відокремлюється та виявляється за допомогою газової хроматографії. Зразок води спочатку обробляли для вилучення фосфат-іонів, а потім суміш ацетонітрил-вода (9:1) використовували як розчинник для дериватизації перед колонкою, і, нарешті, загальний вміст фосфору визначали за допомогою газової хроматографії.
6. Ізотермічна турбідиметрія: перетворіть загальний фосфор у зразку води у фосфат-іони, потім додайте буфер і реагент молібдованадофосфорної кислоти (MVPA) для реакції з утворенням жовтого комплексу, виміряйте значення абсорбції за допомогою колориметра, а потім використовуйте калібрувальну криву розрахувати загальний вміст фосфору.
Час публікації: 06 липня 2023 р
