Bendrasis fosforas yra svarbus vandens kokybės rodiklis, turintis didelę įtaką vandens telkinių ekologinei aplinkai ir žmonių sveikatai. Bendrasis fosforas yra viena iš augalų ir dumblių augimui reikalingų maisto medžiagų, tačiau jei bendras fosforo kiekis vandenyje yra per didelis, tai sukels vandens telkinio eutrofikaciją, pagreitins dumblių ir bakterijų dauginimąsi, sukels dumblių žydėjimą, ir rimtai paveikti vandens telkinio ekologinę aplinką. Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, geriamasis vanduo ir baseino vanduo, didelis bendrojo fosforo kiekis gali pakenkti žmonių sveikatai, ypač kūdikiams ir nėščioms moterims.
Bendrojo fosforo šaltiniai vandenyje
(1) Žemės ūkio tarša
Žemės ūkio tarša daugiausia kyla dėl gausaus cheminių trąšų naudojimo, o cheminėse trąšose esantis fosforas į vandens telkinius patenka per lietaus vandenį ar žemės ūkio drėkinimą. Paprastai augalai gali sunaudoti tik 10–25 % trąšų, o likusieji 75–90 % lieka dirvoje. Remiantis ankstesnių tyrimų rezultatais, 24–71 % vandenyje esančio fosforo gaunama tręšiant žemės ūkį, todėl vandens užterštumas fosforu daugiausia atsiranda dėl dirvožemyje esančio fosforo migracijos į vandenį. Remiantis statistika, fosfatinių trąšų panaudojimo lygis paprastai yra tik 10–20%. Per didelis fosfatinių trąšų naudojimas ne tik eikvoja išteklius, bet ir fosfatinių trąšų perteklius užteršia vandens šaltinius paviršiniu nuotėkiu.
(2) buitinės nuotekos
Buitinėms nuotekoms priskiriamos visuomeninės paskirties pastatų, gyvenamųjų namų nuotekos ir pramoninės nuotekos, išleidžiamos į kanalizaciją. Pagrindinis fosforo šaltinis buitinėse nuotekose yra fosforo turinčių skalbimo priemonių, žmonių ekskrementų ir buitinių šiukšlių naudojimas. Skalbimo priemonėse daugiausia naudojamas natrio fosfatas ir polinatrio fosfatas, o plovikliuose esantis fosforas su nuotekomis patenka į vandens telkinį.
(3) Pramoninės nuotekos
Pramoninės nuotekos yra vienas iš pagrindinių fosforo perteklių vandens telkiniuose sukeliančių veiksnių. Pramoninės nuotekos pasižymi didelės teršalų koncentracijos, daugelio rūšių teršalų, sunkiai skaidomų ir sudėtingų komponentų savybėmis. Jei pramoninės nuotekos bus išleidžiamos tiesiogiai be valymo, tai darys didžiulį poveikį vandens telkiniui. Neigiamas poveikis aplinkai ir gyventojų sveikatai.
Fosforo pašalinimo iš kanalizacijos metodas
(1) Elektrolizė
Taikant elektrolizės principą, nuotekose esančios kenksmingos medžiagos atitinkamai neigiamame ir teigiamame poliuose vyksta redukcijos ir oksidacijos reakcija, o kenksmingos medžiagos paverčiamos nekenksmingomis medžiagomis, kad būtų pasiektas vandens valymo tikslas. Elektrolizės proceso pranašumai yra didelis efektyvumas, paprasta įranga, lengvas valdymas, didelis pašalinimo efektyvumas ir įrangos industrializavimas; į jį nereikia dėti koaguliantų, valymo priemonių ir kitų chemikalų, išvengiama poveikio natūraliai aplinkai, o tuo pačiu sumažinamos sąnaudos. Susidarys nedidelis kiekis dumblo. Tačiau elektrolizės metodui reikia sunaudoti elektros energiją ir plieno medžiagas, eksploatacijos sąnaudos yra didelės, priežiūra ir valdymas sudėtingas, o visapusiško nuosėdų panaudojimo problemą reikia toliau tirti ir spręsti.
(2) Elektrodializė
Taikant elektrodializės metodą, veikiant išoriniam elektriniam laukui, vandeniniame tirpale esantys anijonai ir katijonai atitinkamai pereina į anodą ir katodą, todėl jonų koncentracija elektrodo viduryje labai sumažėja, o jonų koncentracija. šalia elektrodo padidėja. Jei elektrodo viduryje pridedama jonų mainų membrana, galima pasiekti atskyrimą ir koncentraciją. tikslas. Skirtumas tarp elektrodializės ir elektrolizės yra tas, kad nors elektrodializės įtampa yra didelė, srovė nėra didelė, o tai negali palaikyti reikalingos nuolatinės redokso reakcijos, o elektrolizė yra priešinga. Elektrodializės technologijos pranašumai yra tai, kad nereikia jokių cheminių medžiagų, paprasta įranga ir surinkimo procesas bei patogus veikimas. Tačiau yra ir tam tikrų trūkumų, kurie riboja platų jo taikymą, pavyzdžiui, didelės energijos sąnaudos, aukšti pirminio vandens apdorojimo reikalavimai ir prastas apdorojimo stabilumas.
(3) Adsorbcijos metodas
Adsorbcijos metodas – tai metodas, kai tam tikri vandenyje esantys teršalai adsorbuojami ir fiksuojami poringomis kietosiomis medžiagomis (adsorbentais), kad būtų pašalinti teršalai vandenyje. Paprastai adsorbcijos metodas yra padalintas į tris etapus. Pirma, adsorbentas visiškai kontaktuoja su nuotekomis, todėl teršalai yra adsorbuojami; antra, adsorbento ir nuotekų atskyrimas; trečia, adsorbento regeneravimas arba atnaujinimas. Be plačiai naudojamos aktyvintos anglies kaip adsorbento, sintetinė makroporinga adsorbcinė derva taip pat plačiai naudojama vandens valymo adsorbcijai. Adsorbcijos metodo privalumai yra paprastas veikimas, geras gydymo efektas ir greitas gydymas. Tačiau kaina yra didelė, o adsorbcijos prisotinimo efektas sumažės. Jei naudojama dervos adsorbcija, analizę reikia atlikti po adsorbcijos prisotinimo, o su analizės atliekų skysčiu susidoroti sunku.
(4) Jonų mainų metodas
Jonų mainų metodas yra veikiamas jonų mainų, jonai vandenyje pakeičiami į fosforą kietoje medžiagoje, o fosforas pašalinamas anijonų mainų derva, kuri gali greitai pašalinti fosforą ir pasižymi dideliu fosforo šalinimo efektyvumu. Tačiau mainų derva turi trūkumų – lengvas apsinuodijimas ir sunkus regeneravimas.
(5) Kristalizacijos metodas
Fosforo pašalinimas kristalizuojant į nuotekas įpilama į netirpaus fosfato paviršių ir struktūrą panašią medžiagą, sunaikinama metastabili jonų būsena nuotekose ir nusodinami fosfato kristalai ant kristalizacijos agento paviršiaus kaip kristalo branduolio, o tada atskirti ir pašalinti fosforą. Kalcio turinčios mineralinės medžiagos gali būti naudojamos kaip kristalizacijos agentai, pvz., fosfatinė uoliena, kaulų anglis, šlakas ir kt., tarp kurių fosfatinė uoliena ir kaulų anglis yra veiksmingesni. Jis taupo grindų plotą ir yra lengvai valdomas, tačiau turi aukštus pH reikalavimus ir tam tikrą kalcio jonų koncentraciją.
(6) Dirbtinė pelkė
Sukonstruotas pelkių fosforo šalinimas apjungia biologinio fosforo šalinimo, cheminio nusodinimo fosforo šalinimo ir adsorbcinio fosforo šalinimo privalumus. Jis sumažina fosforo kiekį dėl biologinės absorbcijos ir asimiliacijos bei substrato adsorbcijos. Fosforas daugiausia pašalinamas per fosforo adsorbciją substrate.
Apibendrinant galima teigti, kad minėti metodai gali patogiai ir greitai pašalinti fosforą iš nuotekų, tačiau visi jie turi tam tikrų trūkumų. Jei naudojamas vienas iš metodų, tai gali susidurti su daugiau problemų. Minėti metodai labiau tinka išankstiniam arba pažangiam fosforo šalinimo apdorojimui, o kartu su biologiniu fosforo pašalinimu galima pasiekti geresnių rezultatų.
Bendrojo fosforo kiekio nustatymo metodas
1. Molibdeno ir stibio anti-spektrofotometrija: Molibdeno ir stibio antispektrofotometrijos analizės ir nustatymo principas yra toks: rūgštinėmis sąlygomis vandens mėginiuose esantis fosforas gali reaguoti su molibdeno rūgštimi ir stibio kalio tartratu jonų pavidalu, sudarydamas rūgštinį molibdeną. kompleksai. Polirūgštis, o ši medžiaga gali būti redukuojama reduktoriumi askorbo rūgštimi, kad susidarytų mėlynas kompleksas, kurį vadiname molibdeno mėlynuoju. Naudojant šį metodą vandens mėginiams analizuoti, pagal vandens užterštumo laipsnį turi būti naudojami skirtingi skaidymo metodai. Kalio persulfato virškinimas paprastai yra skirtas vandens mėginiams, kurių užterštumas yra mažas, o jei vandens mėginys yra labai užterštas, jame paprastai yra mažai deguonies, daug metalų druskų ir organinių medžiagų. Šiuo metu turime naudoti oksiduojantį Stipresnį reagento virškinimą. Nuolat tobulinant ir tobulinant, naudojant šį metodą fosforo kiekiui vandens mėginiuose nustatyti galima ne tik sutrumpinti stebėjimo laiką, bet ir turėti didelį tikslumą, gerą jautrumą ir žemą aptikimo ribą. Atlikus išsamų palyginimą, tai yra geriausias aptikimo metodas.
2. Geležies chlorido redukcijos metodas: vandens mėginį sumaišykite su sieros rūgštimi ir pakaitinkite iki virimo, tada įpilkite geležies chlorido ir sieros rūgšties, kad bendras fosforas būtų sumažintas iki fosfato jonų. Tada spalvinei reakcijai naudokite amonio molibdatą, o absorbcijai matuoti naudokite kolorimetriją arba spektrofotometriją, kad apskaičiuotumėte bendrą fosforo koncentraciją.
3. Aukštos temperatūros skaidymas-spektrofotometrija: Virkite vandens mėginį aukštoje temperatūroje, kad bendras fosforas paverstų neorganiniais fosforo jonais. Tada naudokite rūgštinį kalio dichromato tirpalą, kad sumažintumėte fosfato joną ir kalio dichromatą rūgštinėmis sąlygomis, kad susidarytų Cr(III) ir fosfatas. Išmatuota Cr(III) sugerties vertė, o fosforo kiekis apskaičiuotas pagal standartinę kreivę.
4. Atominės fluorescencijos metodas: visas vandens mėginyje esantis fosforas pirmiausia paverčiamas neorganinio fosforo forma, o po to analizuojamas atominės fluorescencijos analizatoriumi, siekiant nustatyti jo kiekį.
5. Dujų chromatografija: bendras fosforas vandens mėginyje yra atskiriamas ir aptinkamas dujų chromatografijos būdu. Vandens mėginys pirmiausia buvo apdorotas fosfato jonams ekstrahuoti, o po to acetonitrilo ir vandens (9:1) mišinys buvo naudojamas kaip tirpiklis prieškoloninėje derivatizacijoje, o galiausiai bendras fosforo kiekis buvo nustatytas dujų chromatografijos būdu.
6. Izoterminė drumstimetrija: paverskite bendrą vandens mėginyje esantį fosforą fosfato jonais, tada įpilkite buferio ir molibdovanadofosforo rūgšties (MVPA) reagento, kad susidarytų geltonas kompleksas, išmatuokite absorbcijos vertę kolorimetru ir tada buvo naudojama kalibravimo kreivė. bendram fosforo kiekiui apskaičiuoti.
Paskelbimo laikas: 2023-06-06
