Fosforul total este un indicator important al calității apei, care are un impact mare asupra mediului ecologic al corpurilor de apă și asupra sănătății umane. Fosforul total este unul dintre nutrienții necesari pentru creșterea plantelor și algelor, dar dacă fosforul total din apă este prea mare, va duce la eutrofizarea corpului de apă, va accelera reproducerea algelor și bacteriilor, va provoca înflorirea algelor, și afectează grav mediul ecologic al corpului de apă. Și în unele cazuri, cum ar fi apa potabilă și apa din piscină, nivelurile ridicate de fosfor total pot dăuna sănătății umane, în special copiilor și femeilor însărcinate.
Surse de fosfor total din apă
(1) Poluarea agricolă
Poluarea agricolă se datorează în principal utilizării pe scară largă a îngrășămintelor chimice, iar fosforul din îngrășămintele chimice se varsă în corpurile de apă prin apele pluviale sau prin irigații agricole. În mod normal, doar 10%-25% din îngrășământ poate fi folosit de plante, iar restul de 75%-90% este lăsat în sol. Conform rezultatelor cercetărilor anterioare, 24%-71% din fosforul din apă provine din fertilizarea agricolă, astfel încât poluarea cu fosfor din apă se datorează în principal migrării fosforului din sol în apă. Conform statisticilor, rata de utilizare a îngrășămintelor cu fosfat este în general de numai 10%-20%. Utilizarea excesivă a îngrășămintelor cu fosfat nu numai că provoacă risipa de resurse, dar și determină, de asemenea, excesul de îngrășământ cu fosfat să polueze sursele de apă prin scurgerea de suprafață.
(2) canalizare menajeră
Canalele menajere includ canalizarea clădirilor publice, canalizarea rezidențială menajeră și canalizarea industrială evacuată în canalizare. Principala sursă de fosfor în canalizarea menajeră este utilizarea produselor de spălat care conțin fosfor, a excrementelor umane și a gunoiului menajer. Produsele de spălat folosesc în principal fosfat de sodiu și fosfat de polisodiu, iar fosforul din detergent curge în corpul de apă împreună cu canalizarea.
(3) Ape uzate industriale
Apele uzate industriale sunt unul dintre principalii factori care cauzează excesul de fosfor în corpurile de apă. Apele uzate industriale au caracteristicile unei concentrații ridicate de poluanți, multe tipuri de poluanți, greu de degradat și componente complexe. Dacă apele uzate industriale sunt evacuate direct fără tratare, aceasta va provoca un impact uriaș asupra corpului de apă. Efecte adverse asupra mediului și sănătății locuitorilor.
Metoda de îndepărtare a fosforului din ape uzate
(1) Electroliza
Prin principiul electrolizei, substanțele nocive din apele uzate suferă o reacție de reducere și o reacție de oxidare la polii negativ și respectiv pozitiv, iar substanțele nocive sunt transformate în substanțe inofensive pentru a atinge scopul de purificare a apei. Procesul de electroliză are avantajele unei eficiențe ridicate, echipamente simple, operare ușoară, eficiență ridicată de îndepărtare și industrializare a echipamentelor; nu necesită adăugarea de coagulanți, agenți de curățare și alte substanțe chimice, evită impactul asupra mediului natural și reduce costurile în același timp. Se va produce o cantitate mică de nămol. Cu toate acestea, metoda de electroliză trebuie să consume energie electrică și materiale din oțel, costul de operare este ridicat, întreținerea și gestionarea sunt complicate, iar problema utilizării cuprinzătoare a sedimentelor necesită cercetări și soluții suplimentare.
(2) Electrodializa
În metoda electrodializei, prin acțiunea unui câmp electric extern, anionii și cationii din soluția apoasă se deplasează către anod și, respectiv, catod, astfel încât concentrația de ioni din mijlocul electrodului este mult redusă, iar concentrația de ioni. lângă electrod este crescută. Dacă se adaugă o membrană schimbătoare de ioni în mijlocul electrodului, se pot realiza separarea și concentrarea. scopul de. Diferența dintre electrodializă și electroliză este că, deși tensiunea electrodializei este mare, curentul nu este mare, ceea ce nu poate menține reacția redox continuă necesară, în timp ce electroliza este exact opusul. Tehnologia de electrodializă are avantajele că nu este nevoie de substanțe chimice, echipament simplu și proces de asamblare și funcționare convenabilă. Cu toate acestea, există și unele dezavantaje care limitează aplicarea sa largă, cum ar fi consumul mare de energie, cerințele ridicate pentru pretratarea apei brute și stabilitatea slabă a tratamentului.
(3) Metoda de adsorbție
Metoda de adsorbție este o metodă prin care anumiți poluanți din apă sunt adsorbiți și fixați de solide poroase (adsorbanți) pentru a elimina poluanții din apă. În general, metoda de adsorbție este împărțită în trei etape. În primul rând, adsorbantul este în contact complet cu apa uzată, astfel încât poluanții să fie adsorbiți; în al doilea rând, separarea adsorbantului și a apei uzate; în al treilea rând, regenerarea sau reînnoirea adsorbantului. Pe lângă cărbunele activ utilizat pe scară largă ca adsorbant, rășina sintetică de adsorbție macroporoasă este, de asemenea, utilizată pe scară largă în adsorbția de tratare a apei. Metoda de adsorbție are avantajele unei operațiuni simple, efect de tratament bun și tratament rapid. Cu toate acestea, costul este mare, iar efectul de saturație a adsorbției va scădea. Dacă se utilizează adsorbția cu rășină, este necesară analiza după saturarea adsorbției, iar lichidul rezidual de analiză este dificil de tratat.
(4) Metoda schimbului de ioni
Metoda schimbului de ioni este sub acțiunea schimbului de ioni, ionii din apă sunt schimbați cu fosfor din materia solidă, iar fosforul este îndepărtat prin rășină schimbătoare de anioni, care poate îndepărta rapid fosforul și are o eficiență ridicată de îndepărtare a fosforului. Cu toate acestea, rășina schimbătoare are dezavantajele otrăvirii ușoare și regenerării dificile.
(5) Metoda de cristalizare
Îndepărtarea fosforului prin cristalizare înseamnă adăugarea unei substanțe similare cu suprafața și structura fosfatului insolubil în apele uzate, distrugerea stării metastabile a ionilor din apa uzată și precipitarea cristalelor de fosfat pe suprafața agentului de cristalizare ca nucleu de cristal, apoi separați și îndepărtați fosforul. Materialele minerale care conțin calciu pot fi utilizate ca agenți de cristalizare, cum ar fi roca fosfatică, carbon de oase, zgură etc., printre care roca de fosfat și carbon de os sunt mai eficiente. Economisește spațiu pe podea și este ușor de controlat, dar are cerințe ridicate de pH și o anumită concentrație de ioni de calciu.
(6) Zona umedă artificială
Eliminarea fosforului din zonele umede construite combină avantajele eliminării fosforului biologic, eliminării fosforului prin precipitare chimică și îndepărtarea fosforului prin adsorbție. Reduce conținutul de fosfor prin absorbția și asimilarea biologică și adsorbția substratului. Îndepărtarea fosforului se face în principal prin adsorbția fosforului pe substrat.
Pe scurt, metodele de mai sus pot elimina fosforul din apele uzate convenabil și rapid, dar toate au anumite dezavantaje. Dacă una dintre metode este utilizată singură, aplicația reală poate întâmpina mai multe probleme. Metodele de mai sus sunt mai potrivite pentru pretratament sau tratament avansat pentru îndepărtarea fosforului, iar combinate cu îndepărtarea biologică a fosforului poate obține rezultate mai bune.
Metoda de determinare a fosforului total
1. Anti-spectrofotometria molibden-antimoniu: Principiul analizei și determinării anti-spectrofotometriei molibden-antimoniu este: în condiții acide, fosforul din probele de apă poate reacționa cu acidul molibden și tartratul de antimoniu și potasiu sub formă de ioni pentru a forma molibden acid. complexe. Poliacid, iar această substanță poate fi redusă de agentul reducător acid ascorbic pentru a forma un complex albastru, pe care îl numim albastru de molibden. Atunci când utilizați această metodă pentru analiza probelor de apă, trebuie utilizate diferite metode de digestie în funcție de gradul de poluare a apei. Digestia persulfatului de potasiu vizează în general probele de apă cu un grad scăzut de poluare, iar dacă proba de apă este foarte poluată, aceasta va apărea în general sub formă de oxigen scăzut, săruri metalice bogate și materie organică. În acest moment, trebuie să folosim o digestie cu reactiv oxidant mai puternic. După îmbunătățirea și perfecțiunea continuă, utilizarea acestei metode pentru a determina conținutul de fosfor din probele de apă poate nu numai să scurteze timpul de monitorizare, ci și să aibă o precizie ridicată, o sensibilitate bună și o limită scăzută de detecție. Dintr-o comparație cuprinzătoare, aceasta este cea mai bună metodă de detectare.
2. Metoda de reducere a clorurii feroase: Se amestecă proba de apă cu acid sulfuric și se încălzește până la fierbere, apoi se adaugă clorură feroasă și acid sulfuric pentru a reduce fosforul total la ion fosfat. Apoi utilizați molibdat de amoniu pentru reacția de culoare și utilizați colorimetria sau spectrofotometria pentru a măsura absorbanța pentru a calcula concentrația totală de fosfor.
3. Digestie-spectrofotometrie la temperatură înaltă: Digerați proba de apă la temperatură ridicată pentru a converti fosforul total în ioni de fosfor anorganic. Apoi utilizați o soluție acidă de dicromat de potasiu pentru a reduce ionul fosfat și dicromatul de potasiu în condiții acide pentru a genera Cr(III) și fosfat. Valoarea de absorbție a Cr(III) a fost măsurată și conținutul de fosfor a fost calculat prin curba standard.
4. Metoda fluorescenței atomice: fosforul total din proba de apă este mai întâi convertit în formă de fosfor anorganic și apoi analizat cu un analizor de fluorescență atomică pentru a determina conținutul său.
5. Cromatografia de gaze: fosforul total din proba de apă este separat și detectat prin cromatografie de gaze. Proba de apă a fost tratată mai întâi pentru a extrage ionii de fosfat, iar apoi a fost utilizat amestecul de acetonitril-apă (9:1) ca solvent pentru derivatizarea precoloană și, în final, conținutul total de fosfor a fost determinat prin cromatografie gazoasă.
6. Turbidimetrie izotermă: convertiți fosforul total din proba de apă în ioni de fosfat, apoi adăugați tampon și reactiv acid molibdovanadofosforic (MVPA) pentru a reacționa pentru a forma un complex galben, măsurați valoarea absorbanței cu un colorimetru și apoi a fost utilizată curba de calibrare pentru a calcula conținutul total de fosfor.
Ora postării: Iul-06-2023
