Az összes foszfor fontos vízminőségi mutató, amely nagy hatással van a víztestek ökológiai környezetére és az emberi egészségre. Az összfoszfor a növények és algák növekedéséhez szükséges tápanyagok egyike, de ha túl magas a víz összfoszfortartalma, az a víztest eutrofizációjához vezet, felgyorsítja az algák és baktériumok szaporodását, algavirágzást okoz, és súlyosan befolyásolják a víztest ökológiai környezetét. Bizonyos esetekben, például az ivóvízben és az uszodavízben, a magas összfoszforszint károsíthatja az emberi egészséget, különösen a csecsemőket és a terhes nőket.
Az összes foszfor forrásai a vízben
(1) Mezőgazdasági szennyezés
A mezőgazdasági szennyezés főként a műtrágyák kiterjedt használatának köszönhető, a műtrágyákban lévő foszfor pedig esővízzel vagy mezőgazdasági öntözéssel kerül a víztestekbe. Normális esetben a műtrágyának csak 10-25%-a használható fel a növények számára, a maradék 75-90%-a pedig a talajban marad. Korábbi kutatási eredmények szerint a vízben lévő foszfor 24-71%-a mezőgazdasági műtrágyázásból származik, így a víz foszforszennyezése elsősorban a talajban lévő foszfor vízbe vándorlásának köszönhető. A statisztikák szerint a foszfátműtrágya felhasználási aránya általában csak 10-20%. A túlzott mértékű foszfátműtrágya használata nemcsak az erőforrások pazarlását okozza, hanem a foszfát-műtrágya túlzott mértékű szennyezését is okozza a vízforrások felszíni lefolyásán keresztül.
(2) háztartási szennyvíz
A háztartási szennyvíz magában foglalja a középületi szennyvizet, a lakossági háztartási szennyvizet, valamint a csatornába vezetett ipari szennyvizet. A háztartási szennyvízben a foszfor fő forrása a foszfortartalmú mosószerek, az emberi ürülék és a háztartási szemét. A mosószerek főként nátrium-foszfátot és polinátrium-foszfátot használnak, a mosószerben lévő foszfor pedig a szennyvízzel együtt a víztestbe áramlik.
(3) Ipari szennyvíz
Az ipari szennyvíz az egyik fő foszforfelesleget okozó tényező a víztestekben. Az ipari szennyvíz magas szennyezőanyag-koncentrációval, sokféle szennyezőanyaggal, nehezen lebontható és összetett összetevőkkel rendelkezik. Ha az ipari szennyvizet közvetlenül, kezelés nélkül vezetik el, az óriási hatást gyakorol a víztestre. Káros hatások a környezetre és a lakosok egészségére.
Szennyvíz-foszfor eltávolítási módszer
(1) Elektrolízis
Az elektrolízis elve révén a szennyvízben lévő káros anyagok a negatív, illetve a pozitív póluson redukciós reakción, illetve oxidációs reakción mennek keresztül, és a káros anyagok ártalmatlan anyagokká alakulnak a víztisztítás céljának elérése érdekében. Az elektrolízis folyamatának előnyei a nagy hatékonyság, az egyszerű berendezések, a könnyű kezelhetőség, a nagy eltávolítási hatékonyság és a berendezések iparosítása; nincs szükség koagulánsok, tisztítószerek és egyéb vegyszerek hozzáadására, elkerüli a természeti környezetre gyakorolt hatást, és egyben csökkenti a költségeket. Kis mennyiségű iszap keletkezik. Az elektrolízis módszer azonban elektromos energiát és acélanyagokat igényel, az üzemeltetési költségek magasak, a karbantartás és a kezelés bonyolult, és az üledék átfogó hasznosításának problémája további kutatást és megoldást igényel.
(2) Elektrodialízis
Az elektrodialízis módszerében külső elektromos tér hatására a vizes oldatban lévő anionok és kationok az anódra, illetve a katódra jutnak, így az elektróda közepén az ionkoncentráció nagymértékben csökken, az ionkoncentráció pedig jelentősen csökken. az elektróda közelében nő. Ha az elektróda közepére ioncserélő membránt adunk, akkor az elválasztás és a koncentrálás érhető el. a cél. Az elektrodialízis és az elektrolízis közötti különbség az, hogy bár az elektrodialízis feszültsége nagy, az áram nem nagy, ami nem tudja fenntartani a szükséges folyamatos redox reakciót, míg az elektrolízis ennek az ellenkezője. Az elektrodialízis technológia előnye, hogy nincs szükség vegyszerekre, egyszerű berendezés és összeszerelési folyamat, valamint kényelmes működés. Vannak azonban olyan hátrányok is, amelyek korlátozzák széles körű alkalmazását, mint például a magas energiafogyasztás, a nyersvíz előkezelésének magas követelményei és a rossz kezelési stabilitás.
(3) Adszorpciós módszer
Az adszorpciós módszer egy olyan módszer, amelyben a vízben lévő bizonyos szennyező anyagokat porózus szilárd anyagok (adszorbensek) adszorbeálják és rögzítik, hogy eltávolítsák a vízben lévő szennyeződéseket. Általában az adszorpciós módszer három lépésre oszlik. Először is, az adszorbens teljes mértékben érintkezik a szennyvízzel, így a szennyező anyagok adszorbeálódnak; másodszor az adszorbens és a szennyvíz elválasztása; harmadik, az adszorbens regenerálása vagy megújítása. Az adszorbensként széles körben használt aktív szén mellett a szintetikus makropórusos adszorpciós gyantát is széles körben használják vízkezelési adszorpcióban. Az adszorpciós módszer előnye az egyszerű működés, a jó kezelési hatás és a gyors kezelés. A költségek azonban magasak, és az adszorpciós telítési hatás csökken. Ha gyanta adszorpciót alkalmazunk, az adszorpciós telítés után elemzésre van szükség, és az elemzési hulladékfolyadék nehezen kezelhető.
(4) Ioncsere módszer
Az ioncserélő módszer ioncsere hatása alatt áll, a vízben lévő ionok a szilárd anyagban foszforra cserélődnek, a foszfort pedig anioncserélő gyanta távolítja el, amely gyorsan eltávolítja a foszfort és magas foszforeltávolítási hatékonysággal rendelkezik. A cseregyantának azonban megvan az a hátránya, hogy könnyen mérgezhető és nehéz regenerálódni.
(5) Kristályosítási módszer
A kristályosítással végzett foszforeltávolítás során az oldhatatlan foszfát felületéhez és szerkezetéhez hasonló anyagot adnak a szennyvízhez, a szennyvízben lévő ionok metastabil állapotát megsemmisítik, és a kristálymagként a kristályosítószer felületén foszfátkristályokat csapnak ki, majd különítse el és távolítsa el a foszfort. Kristályosítószerként kalciumtartalmú ásványi anyagok használhatók, mint például a foszfátkőzet, csontszenesedés, salak stb., amelyek közül a foszfátkőzet és a csontszenesedés hatékonyabb. Alapterületet takarít meg és könnyen szabályozható, de magas pH-igénye és bizonyos kalciumion-koncentrációja van.
(6) Mesterséges vizes élőhely
Az épített vizes foszforeltávolítás egyesíti a biológiai foszforeltávolítás, a kémiai kicsapásos foszforeltávolítás és az adszorpciós foszforeltávolítás előnyeit. Csökkenti a foszfortartalmat a biológiai abszorpció és asszimiláció, valamint a szubsztrát adszorpciója révén. A foszfor eltávolítása főként a foszfor szubsztrát adszorpciójával történik.
Összefoglalva, a fenti módszerekkel kényelmesen és gyorsan el lehet távolítani a szennyvízből a foszfort, de mindegyiknek megvannak a maga bizonyos hátrányai. Ha az egyik módszert önmagában alkalmazzák, a tényleges alkalmazás több problémába ütközhet. A fenti módszerek alkalmasabbak előkezelésre vagy foszforeltávolítás előrehaladott kezelésére, és biológiai foszforeltávolítással kombinálva jobb eredményeket érhetnek el.
Az összes foszfor meghatározásának módszere
1. Molibdén-antimon anti-spektrofotometria: A molibdén-antimon anti-spektrofotometria analízisének és meghatározásának elve: savas körülmények között a vízmintákban lévő foszfor molibdénsavval és antimon-kálium-tartaráttal reagálhat ionok formájában, így savas molibdént képez komplexek. Polisav, és ez az anyag redukálható aszkorbinsav redukálószerrel kék komplexet képezve, amelyet molibdénkéknek nevezünk. Amikor ezt a módszert vízminták elemzésére használjuk, a vízszennyezettség mértékének megfelelően különböző emésztési módszereket kell alkalmazni. A kálium-perszulfát emésztése általában alacsony szennyezettségű vízmintákra irányul, és ha a vízminta erősen szennyezett, általában alacsony oxigéntartalmú, magas fémsók és szerves anyagok formájában jelenik meg. Ilyenkor oxidáló Erősebb reagens emésztést kell alkalmaznunk. Folyamatos fejlesztés és tökéletesítés után ezzel a módszerrel a vízminták foszfortartalmának meghatározására nemcsak a megfigyelési idő lerövidíthető, hanem nagy pontosság, jó érzékenység és alacsony kimutatási határ is lehet. Átfogó összehasonlítás alapján ez a legjobb kimutatási módszer.
2. Vas-klorid redukciós módszer: Keverje össze a vízmintát kénsavval és melegítse forrásig, majd adjon hozzá vas-kloridot és kénsavat, hogy a teljes foszfort foszfátionná redukálja. Ezután használjon ammónium-molibdátot a színreakcióhoz, és használjon kolorimetriát vagy spektrofotometriát az abszorbancia mérésére a teljes foszforkoncentráció kiszámításához.
3. Magas hőmérsékletű emésztés-spektrofotometria: A vízmintát magas hőmérsékleten emésztjük fel, hogy a teljes foszfort szervetlen foszforionokká alakítsuk. Ezután használjon savas kálium-dikromát oldatot a foszfátion redukálására, a kálium-dikromátot pedig savas körülmények között Cr(III) és foszfát előállítására. Megmértük a Cr(III) abszorpciós értékét, a foszfortartalmat pedig a standard görbe segítségével számítottam ki.
4. Atomfluoreszcencia módszer: a vízmintában lévő összes foszfort először szervetlen foszfor formává alakítják, majd atomi fluoreszcencia analizátorral elemzik annak tartalmának meghatározására.
5. Gázkromatográfia: A vízmintában lévő összes foszfort elválasztják és gázkromatográfiával detektálják. A vízmintát először a foszfát ionok extrahálására kezeltük, majd az oszlop előtti származékképzéshez acetonitril-víz (9:1) elegyet használtunk oldószerként, végül gázkromatográfiás módszerrel határoztuk meg a teljes foszfortartalmat.
6. Izoterm turbidimetria: alakítsa át a vízmintában lévő összes foszfort foszfát ionokká, majd adjon hozzá puffert és molibdovanadofoszforsav (MVPA) reagenst, hogy sárga komplexet képezzen, mérje meg az abszorbancia értékét koloriméterrel, majd a kalibrációs görbét használjuk. a teljes foszfortartalom kiszámításához.
Feladás időpontja: 2023.06.06
