Kokonaisfosfori on tärkeä veden laadun indikaattori, jolla on suuri vaikutus vesistöjen ekologiseen ympäristöön ja ihmisten terveyteen. Kokonaisfosfori on yksi kasvien ja levien kasvulle välttämättömistä ravintoaineista, mutta jos kokonaisfosforipitoisuus vedessä on liian korkea, se johtaa vesistön rehevöitymiseen, nopeuttaa levien ja bakteerien lisääntymistä, aiheuttaa leväkukintoja, ja vaikuttavat vakavasti vesistön ekologiseen ympäristöön. Ja joissakin tapauksissa, kuten juoma- ja uima-allasvesi, korkeat kokonaisfosforipitoisuudet voivat aiheuttaa haittaa ihmisten terveydelle, erityisesti imeväisille ja raskaana oleville naisille.
Veden kokonaisfosforin lähteet
(1) Maatalouden saastuminen
Maatalouden saastuminen johtuu pääasiassa kemiallisten lannoitteiden laajasta käytöstä, ja lannoitteiden sisältämä fosfori virtaa vesistöihin sadeveden tai maatalouden kastelun kautta. Normaalisti kasvit voivat käyttää vain 10-25 % lannoitteesta ja loput 75-90 % jää maaperään. Aikaisempien tutkimustulosten mukaan 24–71 % vedessä olevasta fosforista tulee maatalouden lannoituksista, joten vesien fosforin saastuminen johtuu pääasiassa maaperässä olevan fosforin kulkeutumisesta veteen. Tilastojen mukaan fosfaattilannoitteiden käyttöaste on yleensä vain 10–20 %. Fosfaattilannoitteiden liiallinen käyttö ei ainoastaan aiheuta resurssien tuhlausta, vaan myös saastuttaa ylimääräiset fosfaattilannoitteet vesistöjä pintavaluen kautta.
(2) kotitalousjätevesi
Kotitalousjätevesi sisältää julkisten rakennusten jätevedet, asuntojen talousjätevedet sekä viemäreihin johdetun teollisuusjäteveden. Pääasiallinen fosforin lähde talousjätevesissä on fosforipitoisten pesuaineiden, ihmisten ulosteiden ja talousjätteiden käyttö. Pesuaineissa käytetään pääasiassa natriumfosfaattia ja polynatriumfosfaattia, ja pesuaineen sisältämä fosfori virtaa jäteveden mukana vesistöihin.
(3) Teollisuuden jätevesi
Teollisuuden jätevedet ovat yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka aiheuttavat ylimääräistä fosforia vesistöissä. Teollisuuden jätevedellä on korkea epäpuhtauspitoisuus, monenlaisia epäpuhtauksia, vaikeasti hajoavia ja monimutkaisia komponentteja. Jos teollisuusjätevesi johdetaan suoraan ilman käsittelyä, sillä on valtava vaikutus vesistöihin. Haitalliset vaikutukset ympäristöön ja asukkaiden terveyteen.
Jäteveden fosforinpoistomenetelmä
(1) Elektrolyysi
Elektrolyysin periaatteen kautta jäteveden haitalliset aineet käyvät läpi pelkistysreaktion ja hapetusreaktion negatiivisessa ja positiivisessa navassa, ja haitalliset aineet muunnetaan vaarattomiksi aineiksi vedenpuhdistuksen tarkoituksen saavuttamiseksi. Elektrolyysiprosessin etuna on korkea hyötysuhde, yksinkertaiset laitteet, helppokäyttöisyys, korkea poistotehokkuus ja laitteiden teollistuminen; siihen ei tarvitse lisätä koagulantteja, puhdistusaineita ja muita kemikaaleja, se välttää vaikutukset luonnonympäristöön ja alentaa samalla kustannuksia. Lietettä syntyy pieni määrä. Elektrolyysimenetelmä vaatii kuitenkin sähköenergiaa ja teräsmateriaaleja, käyttökustannukset ovat korkeat, ylläpito ja hallinta monimutkaista ja sedimentin kokonaisvaltaisen hyödyntämisen ongelma vaatii lisätutkimusta ja ratkaisua.
(2) Elektrodialyysi
Elektrodialyysimenetelmässä vesiliuoksessa olevat anionit ja kationit siirtyvät ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta anodille ja katodille, jolloin ionipitoisuus elektrodin keskellä pienenee huomattavasti ja ionipitoisuus pienenee huomattavasti. elektrodin lähellä. Jos elektrodin keskelle lisätään ioninvaihtokalvo, voidaan saavuttaa erotus ja konsentraatio. tavoite. Ero elektrodialyysin ja elektrolyysin välillä on, että vaikka elektrodialyysin jännite on korkea, virta ei ole suuri, mikä ei pysty ylläpitämään vaadittua jatkuvaa redox-reaktiota, kun taas elektrolyysi on juuri päinvastainen. Elektrodialyysitekniikan etuna on se, että kemikaaleja ei tarvita, laitteet ja kokoonpano ovat yksinkertaisia ja käyttömukavuus. On kuitenkin myös joitain haittoja, jotka rajoittavat sen laajaa käyttöä, kuten korkea energiankulutus, korkeat vaatimukset raakaveden esikäsittelylle ja huono käsittelyn stabiilisuus.
(3) Adsorptiomenetelmä
Adsorptiomenetelmä on menetelmä, jossa tietyt vedessä olevat epäpuhtaudet adsorboidaan ja kiinnitetään huokoisiin kiintoaineisiin (adsorbenteihin) saasteiden poistamiseksi vedestä. Yleensä adsorptiomenetelmä on jaettu kolmeen vaiheeseen. Ensinnäkin adsorbentti on täysin kosketuksessa jäteveden kanssa niin, että epäpuhtaudet adsorboituvat; toiseksi adsorbentin ja jäteveden erottaminen; kolmanneksi adsorbentin regenerointi tai uusiminen. Adsorptioaineena laajasti käytetyn aktiivihiilen lisäksi synteettistä makrohuokoista adsorptiohartsia käytetään laajalti myös vedenkäsittelyn adsorptiossa. Adsorptiomenetelmän etuna on yksinkertainen toiminta, hyvä hoitovaikutus ja nopea käsittely. Kustannukset ovat kuitenkin korkeat, ja adsorption kyllästysvaikutus vähenee. Jos käytetään hartsiadsorptiota, analyysi vaaditaan adsorption kyllästymisen jälkeen, ja analyysijätenestettä on vaikea käsitellä.
(4) Ioninvaihtomenetelmä
Ioninvaihtomenetelmä on ioninvaihdon alainen, vedessä olevat ionit vaihtuvat kiinteässä aineessa olevaan fosforiin, ja fosfori poistetaan anioninvaihtohartsilla, joka pystyy poistamaan fosforin nopeasti ja jolla on korkea fosforinpoistotehokkuus. Vaihtohartsilla on kuitenkin haittapuolena helppo myrkytys ja vaikea regeneroituminen.
(5) Kiteytysmenetelmä
Fosforin poisto kiteyttämällä on liukenemattoman fosfaatin pintaa ja rakennetta vastaavan aineen lisääminen jäteveteen, jäteveden ionien metastabiilin tilan tuhoaminen ja fosfaattikiteiden saostaminen kiteytysaineen pinnalle kideytimenä ja sitten erota ja poista fosfori. Kiteytysaineina voidaan käyttää kalsiumia sisältäviä mineraalimateriaaleja, kuten fosfaattikiveä, luuhiiltä, kuonaa jne., joista fosfaattikivi ja luuhiili ovat tehokkaampia. Se säästää lattiatilaa ja on helppo hallita, mutta sillä on korkea pH-vaatimus ja tietty kalsiumionipitoisuus.
(6) Keinotekoinen kosteikko
Rakennetussa kosteikkofosforinpoistossa yhdistyvät biologisen fosforinpoiston, kemiallisen saostusfosforinpoiston ja adsorptiofosforinpoiston edut. Se vähentää fosforipitoisuutta biologisen absorption ja assimilaation sekä substraatin adsorption kautta. Fosforin poisto tapahtuu pääasiassa fosforin adsorptiolla substraattiin.
Yhteenvetona voidaan todeta, että yllä olevat menetelmät voivat poistaa fosforin jätevedestä kätevästi ja nopeasti, mutta niissä kaikissa on tiettyjä haittoja. Jos jotakin menetelmistä käytetään yksinään, varsinaisessa sovelluksessa voi olla enemmän ongelmia. Yllä olevat menetelmät soveltuvat paremmin esikäsittelyyn tai jatkokäsittelyyn fosforinpoistoon, ja yhdistettynä biologiseen fosforinpoistoon voidaan saavuttaa parempia tuloksia.
Kokonaisfosforin määritysmenetelmä
1. Molybdeeni-antimoni-anti-spektrofotometria: Molybdeeni-antimoni-anti-spektrofotometrian analyysin ja määrityksen periaate on: happamissa olosuhteissa vesinäytteissä oleva fosfori voi reagoida molybdeenihapon ja antimonikaliumtartraatin kanssa ionien muodossa muodostaen hapanta molybdeeniä komplekseja. Polyhappo, ja tämä aine voidaan pelkistää pelkistimellä askorbiinihappo muodostamaan sininen kompleksi, jota kutsumme molybdeenisiniseksi. Kun tätä menetelmää käytetään vesinäytteiden analysointiin, tulee käyttää erilaisia mädätysmenetelmiä veden pilaantumisasteen mukaan. Kaliumpersulfaatin pilkkominen on yleensä suunnattu vesinäytteille, joiden saastuminen on alhainen, ja jos vesinäyte on erittäin saastunut, se esiintyy yleensä vähän happipitoisena, korkean metallisuolan ja orgaanisen aineen muodossa. Tällä hetkellä meidän on käytettävä hapettavaa Voimakkaampaa reagenssisulatusta. Jatkuvan parantamisen ja täydellisyyden jälkeen tämän menetelmän käyttäminen vesinäytteiden fosforipitoisuuden määrittämiseen ei vain voi lyhentää tarkkailuaikaa, vaan sillä on myös korkea tarkkuus, hyvä herkkyys ja alhainen havaitsemisraja. Kattavan vertailun perusteella tämä on paras tunnistusmenetelmä.
2. Rauta(II)kloridin pelkistysmenetelmä: Sekoita vesinäyte rikkihapon kanssa ja kuumenna se kiehuvaksi, lisää sitten rauta(II)kloridia ja rikkihappoa kokonaisfosforin pelkistämiseksi fosfaatti-ioneiksi. Käytä sitten ammoniummolybdaattia värireaktioon ja käytä kolorimetriaa tai spektrofotometriaa absorbanssin mittaamiseen kokonaisfosforipitoisuuden laskemiseksi.
3. Korkean lämpötilan digestio-spektrofotometria: Digesta vesinäyte korkeassa lämpötilassa kokonaisfosforin muuttamiseksi epäorgaanisiksi fosfori-ioneiksi. Käytä sitten hapanta kaliumdikromaattiliuosta fosfaatti-ionin pelkistämiseen ja kaliumdikromaattia happamissa olosuhteissa tuottamaan Cr(III) ja fosfaattia. Cr(III):n absorptioarvo mitattiin ja fosforipitoisuus laskettiin standardikäyrällä.
4. Atomifluoresenssimenetelmä: vesinäytteen kokonaisfosfori muunnetaan ensin epäorgaaniseen fosforimuotoon ja analysoidaan sitten atomifluoresenssianalysaattorilla sen sisällön määrittämiseksi.
5. Kaasukromatografia: Vesinäytteen kokonaisfosfori erotetaan ja havaitaan kaasukromatografialla. Vesinäyte käsiteltiin ensin fosfaatti-ionien uuttamiseksi ja sitten asetonitriili-vesi-seosta (9:1) käytettiin liuottimena esikolonnijohdannaisessa ja lopuksi kokonaisfosforipitoisuus määritettiin kaasukromatografialla.
6. Isoterminen sameusmitta: muuta vesinäytteen kokonaisfosfori fosfaatti-ioneiksi, lisää puskuri ja molybdovanadofosforihappo (MVPA) -reagenssi reagoimaan muodostaen keltaisen kompleksin, mittaa absorbanssiarvo kolorimetrillä ja sitten käytettiin kalibrointikäyrää. laskea kokonaisfosforipitoisuus.
Postitusaika: 06.07.2023
