Jumlah fosforus ialah penunjuk kualiti air yang penting, yang mempunyai kesan besar terhadap persekitaran ekologi badan air dan kesihatan manusia. Jumlah fosforus adalah salah satu nutrien yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan dan alga, tetapi jika jumlah fosforus di dalam air terlalu tinggi, ia akan membawa kepada eutrofikasi badan air, mempercepatkan pembiakan alga dan bakteria, menyebabkan alga mekar, dan memberi kesan serius kepada persekitaran ekologi badan air. Dan dalam beberapa kes, seperti air minuman dan air kolam renang, tahap jumlah fosforus yang tinggi boleh menyebabkan kemudaratan kepada kesihatan manusia, terutamanya kepada bayi dan wanita hamil.
Sumber jumlah fosforus dalam air
(1) Pencemaran pertanian
Pencemaran pertanian disebabkan terutamanya oleh penggunaan baja kimia yang meluas, dan fosforus dalam baja kimia mengalir ke dalam badan air melalui air hujan atau pengairan pertanian. Biasanya, hanya 10%-25% baja boleh digunakan oleh tumbuhan, dan baki 75%-90% tinggal di dalam tanah. Menurut hasil penyelidikan terdahulu, 24%-71% fosforus dalam air berasal dari pembajaan pertanian, jadi pencemaran fosforus dalam air adalah disebabkan terutamanya oleh penghijrahan fosforus dalam tanah ke air. Mengikut statistik, kadar penggunaan baja fosfat secara amnya hanya 10%-20%. Penggunaan baja fosfat yang berlebihan bukan sahaja menyebabkan pembaziran sumber, tetapi juga menyebabkan lebihan baja fosfat mencemarkan sumber air melalui air larian permukaan.
(2) kumbahan domestik
Kumbahan domestik termasuk kumbahan bangunan awam, kumbahan domestik kediaman, dan kumbahan industri yang dibuang ke dalam pembetung. Sumber utama fosforus dalam kumbahan domestik ialah penggunaan produk pencuci yang mengandungi fosforus, najis manusia, dan sampah domestik. Produk pembasuhan terutamanya menggunakan natrium fosfat dan polisodium fosfat, dan fosforus dalam detergen mengalir ke dalam badan air bersama kumbahan.
(3) Air sisa industri
Air sisa industri adalah salah satu faktor utama yang menyebabkan lebihan fosforus dalam badan air. Air sisa industri mempunyai ciri-ciri kepekatan bahan pencemar yang tinggi, banyak jenis bahan pencemar, sukar diurai, dan komponen yang kompleks. Jika air sisa industri dibuang terus tanpa rawatan, ia akan menyebabkan kesan yang besar kepada badan air. Kesan buruk kepada alam sekitar dan kesihatan penduduk.
Kaedah Penyingkiran Fosforus Kumbahan
(1) Elektrolisis
Melalui prinsip elektrolisis, bahan berbahaya dalam air sisa mengalami tindak balas pengurangan dan tindak balas pengoksidaan masing-masing pada kutub negatif dan positif, dan bahan berbahaya ditukar kepada bahan tidak berbahaya untuk mencapai tujuan pembersihan air. Proses elektrolisis mempunyai kelebihan kecekapan tinggi, peralatan mudah, operasi mudah, kecekapan penyingkiran tinggi, dan perindustrian peralatan; ia tidak perlu menambah koagulan, agen pembersih dan bahan kimia lain, mengelakkan kesan terhadap persekitaran semula jadi, dan mengurangkan kos pada masa yang sama. Sebilangan kecil enapcemar akan dihasilkan. Walau bagaimanapun, kaedah elektrolisis perlu menggunakan tenaga elektrik dan bahan keluli, kos operasi adalah tinggi, penyelenggaraan dan pengurusan adalah rumit, dan masalah penggunaan menyeluruh sedimen memerlukan penyelidikan dan penyelesaian lanjut.
(2) Elektrodialisis
Dalam kaedah elektrodialisis, melalui tindakan medan elektrik luaran, anion dan kation dalam larutan akueus masing-masing bergerak ke anod dan katod, supaya kepekatan ion di tengah elektrod berkurangan dengan banyak, dan kepekatan ion berhampiran elektrod meningkat. Jika membran pertukaran ion ditambah di tengah elektrod, pemisahan dan kepekatan boleh dicapai. matlamat. Perbezaan antara elektrodialisis dan elektrolisis ialah walaupun voltan elektrodialisis adalah tinggi, arusnya tidak besar, yang tidak dapat mengekalkan tindak balas redoks berterusan yang diperlukan, manakala elektrolisis adalah sebaliknya. Teknologi elektrodialisis mempunyai kelebihan tidak memerlukan sebarang bahan kimia, peralatan mudah dan proses pemasangan, dan operasi yang mudah. Walau bagaimanapun, terdapat juga beberapa kelemahan yang mengehadkan penggunaannya yang luas, seperti penggunaan tenaga yang tinggi, keperluan yang tinggi untuk prarawatan air mentah dan kestabilan rawatan yang lemah.
(3) Kaedah penjerapan
Kaedah penjerapan ialah kaedah di mana bahan pencemar tertentu dalam air diserap dan difikatkan oleh pepejal berliang (penjerap) untuk menghilangkan bahan pencemar dalam air. Secara amnya, kaedah penjerapan terbahagi kepada tiga langkah. Pertama, penjerap bersentuhan penuh dengan air sisa supaya bahan pencemar terserap; kedua, pengasingan bahan penjerap dan air sisa; ketiga, penjanaan semula atau pembaharuan bahan penjerap. Sebagai tambahan kepada karbon teraktif yang digunakan secara meluas sebagai penjerap, resin penjerapan makroporous sintetik juga digunakan secara meluas dalam penjerapan rawatan air. Kaedah penjerapan mempunyai kelebihan operasi yang mudah, kesan rawatan yang baik dan rawatan yang cepat. Walau bagaimanapun, kosnya tinggi, dan kesan tepu penjerapan akan berkurangan. Jika penjerapan resin digunakan, analisis diperlukan selepas ketepuan penjerapan, dan cecair sisa analisis sukar untuk ditangani.
(4) Kaedah pertukaran ion
Kaedah pertukaran ion adalah di bawah tindakan pertukaran ion, ion di dalam air ditukar dengan fosforus dalam bahan pepejal, dan fosforus dikeluarkan oleh resin penukar anion, yang boleh dengan cepat mengeluarkan fosforus dan mempunyai kecekapan penyingkiran fosforus yang tinggi. Walau bagaimanapun, resin pertukaran mempunyai kelemahan iaitu mudah keracunan dan penjanaan semula yang sukar.
(5) Kaedah penghabluran
Penyingkiran fosforus melalui penghabluran adalah untuk menambah bahan yang serupa dengan permukaan dan struktur fosfat tidak larut kepada air sisa, memusnahkan keadaan ion metastabil dalam air sisa, dan mendakan hablur fosfat pada permukaan agen penghabluran sebagai nukleus kristal, dan kemudian asingkan dan keluarkan fosforus. Bahan mineral yang mengandungi kalsium boleh digunakan sebagai agen penghabluran, seperti batu fosfat, arang tulang, sanga, dll., antaranya batu fosfat dan arang tulang adalah lebih berkesan. Ia menjimatkan ruang lantai dan mudah dikawal, tetapi mempunyai keperluan pH yang tinggi dan kepekatan ion kalsium tertentu.
(6) Tanah lembap buatan
Penyingkiran fosforus tanah lembap yang dibina menggabungkan kelebihan penyingkiran fosforus biologi, penyingkiran fosforus pemendakan kimia, dan penyingkiran fosforus penjerapan. Ia mengurangkan kandungan fosforus melalui penyerapan dan asimilasi biologi, dan penjerapan substrat. Penyingkiran fosforus terutamanya melalui penjerapan substrat fosforus.
Secara ringkasnya, kaedah di atas boleh mengeluarkan fosforus dalam air sisa dengan mudah dan cepat, tetapi semuanya mempunyai kelemahan tertentu. Jika salah satu kaedah digunakan secara bersendirian, aplikasi sebenar mungkin menghadapi lebih banyak masalah. Kaedah di atas lebih sesuai untuk prarawatan atau rawatan lanjutan untuk penyingkiran fosforus, dan digabungkan dengan penyingkiran fosforus biologi boleh mencapai hasil yang lebih baik.
Kaedah Penentuan Jumlah Fosforus
1. Anti-spektrofotometri molibdenum-antimoni: Prinsip analisis dan penentuan anti-spektrofotometri molibdenum-antimoni ialah: dalam keadaan berasid, fosforus dalam sampel air boleh bertindak balas dengan asid molibdenum dan antimoni kalium tartrat dalam bentuk ion untuk membentuk asid molibdenum kompleks. Polyacid, dan bahan ini boleh dikurangkan oleh agen pengurangan asid askorbik untuk membentuk kompleks biru, yang kita panggil biru molibdenum. Apabila menggunakan kaedah ini untuk menganalisis sampel air, kaedah penghadaman yang berbeza harus digunakan mengikut tahap pencemaran air. Pencernaan kalium persulfat secara amnya ditujukan kepada sampel air dengan tahap pencemaran yang rendah, dan jika sampel air sangat tercemar, ia biasanya akan muncul dalam bentuk oksigen rendah, garam logam tinggi dan bahan organik. Pada masa ini, kita perlu menggunakan penghadaman reagen pengoksidaan yang lebih kuat. Selepas penambahbaikan dan kesempurnaan berterusan, menggunakan kaedah ini untuk menentukan kandungan fosforus dalam sampel air bukan sahaja dapat memendekkan masa pemantauan, tetapi juga mempunyai ketepatan yang tinggi, sensitiviti yang baik dan had pengesanan yang rendah. Daripada perbandingan menyeluruh, ini adalah kaedah pengesanan yang terbaik.
2. Kaedah pengurangan ferus klorida: Campurkan sampel air dengan asid sulfurik dan panaskan sehingga mendidih, kemudian tambah ferus klorida dan asid sulfurik untuk mengurangkan jumlah fosforus kepada ion fosfat. Kemudian gunakan ammonium molibdat untuk tindak balas warna, dan gunakan kolorimetri atau spektrofotometri untuk mengukur penyerapan untuk mengira jumlah kepekatan fosforus.
3. Spektrofotometri pencernaan suhu tinggi: Hadam sampel air pada suhu tinggi untuk menukar jumlah fosforus kepada ion fosforus tak organik. Kemudian gunakan larutan kalium dikromat berasid untuk mengurangkan ion fosfat dan kalium dikromat dalam keadaan berasid untuk menjana Cr(III) dan fosfat. Nilai penyerapan Cr(III) diukur, dan kandungan fosforus dikira oleh lengkung piawai.
4. Kaedah pendarfluor atom: jumlah fosforus dalam sampel air mula-mula ditukar kepada bentuk fosforus tak organik, dan kemudian dianalisis oleh penganalisis pendarfluor atom untuk menentukan kandungannya.
5. Kromatografi gas: Jumlah fosforus dalam sampel air diasingkan dan dikesan oleh kromatografi gas. Sampel air dirawat terlebih dahulu untuk mengekstrak ion fosfat, dan kemudian campuran asetonitril-air (9:1) digunakan sebagai pelarut untuk derivatisasi pra-lajur, dan akhirnya jumlah kandungan fosforus ditentukan oleh kromatografi gas.
6. Turbidimetri isoterma: menukar jumlah fosforus dalam sampel air kepada ion fosfat, kemudian tambah penimbal dan reagen Asid Molybdovanadophosphoric (MVPA) untuk bertindak balas membentuk kompleks kuning, ukur nilai penyerapan dengan kolorimeter, dan kemudian keluk penentukuran digunakan. untuk mengira jumlah kandungan fosforus.
Masa siaran: Jul-06-2023
