Il fosforo totale è un importante indicatore della qualità dell'acqua, che ha un grande impatto sull'ambiente ecologico dei corpi idrici e sulla salute umana. Il fosforo totale è uno dei nutrienti necessari per la crescita di piante e alghe, ma se il fosforo totale nell'acqua è troppo elevato, porterà all'eutrofizzazione del corpo idrico, accelererà la riproduzione di alghe e batteri, causerà fioriture algali, e influenzare gravemente l'ambiente ecologico del corpo idrico. E in alcuni casi, come nell’acqua potabile e nell’acqua delle piscine, livelli elevati di fosforo totale possono causare danni alla salute umana, soprattutto ai neonati e alle donne incinte.
Fonti di fosforo totale nell'acqua
(1) Inquinamento agricolo
L’inquinamento agricolo è dovuto principalmente all’uso estensivo di fertilizzanti chimici e il fosforo contenuto nei fertilizzanti chimici fluisce nei corpi idrici attraverso l’acqua piovana o l’irrigazione agricola. Normalmente solo il 10%-25% del fertilizzante può essere utilizzato dalle piante e il restante 75%-90% viene lasciato nel terreno. Secondo i risultati di ricerche precedenti, il 24%-71% del fosforo nell’acqua proviene dalla fertilizzazione agricola, quindi l’inquinamento da fosforo nell’acqua è dovuto principalmente alla migrazione del fosforo dal suolo all’acqua. Secondo le statistiche, il tasso di utilizzo dei fertilizzanti fosfatici è generalmente solo del 10%-20%. L’uso eccessivo di fertilizzanti fosfatici non solo provoca uno spreco di risorse, ma fa anche sì che un eccesso di fertilizzanti fosfatici inquini le fonti d’acqua attraverso il deflusso superficiale.
(2) liquami domestici
Le acque reflue domestiche comprendono le acque reflue degli edifici pubblici, le acque reflue domestiche residenziali e le acque reflue industriali scaricate nelle fogne. La principale fonte di fosforo nelle acque reflue domestiche è l'uso di prodotti per il lavaggio contenenti fosforo, escrementi umani e rifiuti domestici. I prodotti per il lavaggio utilizzano principalmente fosfato di sodio e fosfato polisodico e il fosforo contenuto nel detersivo confluisce nel corpo idrico insieme alle acque reflue.
(3) Acque reflue industriali
Le acque reflue industriali sono uno dei principali fattori che causano l'eccesso di fosforo nei corpi idrici. Le acque reflue industriali hanno le caratteristiche di un'elevata concentrazione di inquinanti, molti tipi di inquinanti, difficili da degradare e componenti complessi. Se le acque reflue industriali vengono scaricate direttamente senza trattamento, causeranno un enorme impatto sul corpo idrico. Effetti negativi sull’ambiente e sulla salute dei residenti.
Metodo di rimozione del fosforo nelle acque reflue
(1) Elettrolisi
Attraverso il principio dell'elettrolisi, le sostanze nocive presenti nelle acque reflue subiscono una reazione di riduzione e una reazione di ossidazione rispettivamente ai poli negativo e positivo e le sostanze nocive vengono convertite in sostanze innocue per raggiungere lo scopo di purificazione dell'acqua. Il processo di elettrolisi presenta i vantaggi di alta efficienza, attrezzature semplici, facilità d'uso, elevata efficienza di rimozione e industrializzazione delle attrezzature; non è necessario aggiungere coagulanti, detergenti e altri prodotti chimici, evita l'impatto sull'ambiente naturale e allo stesso tempo riduce i costi. Verrà prodotta una piccola quantità di fango. Tuttavia, il metodo dell'elettrolisi deve consumare energia elettrica e materiali in acciaio, i costi operativi sono elevati, la manutenzione e la gestione sono complicate e il problema dell'utilizzo completo dei sedimenti necessita di ulteriori ricerche e soluzioni.
(2) Elettrodialisi
Nel metodo dell'elettrodialisi, attraverso l'azione di un campo elettrico esterno, gli anioni e i cationi nella soluzione acquosa si spostano rispettivamente verso l'anodo e il catodo, in modo che la concentrazione di ioni al centro dell'elettrodo sia notevolmente ridotta e la concentrazione di ioni vicino all'elettrodo aumenta. Se si aggiunge una membrana a scambio ionico al centro dell'elettrodo, è possibile ottenere la separazione e la concentrazione. l'obiettivo di. La differenza tra elettrodialisi ed elettrolisi è che sebbene la tensione dell'elettrodialisi sia elevata, la corrente non è elevata e non può mantenere la reazione redox continua richiesta, mentre l'elettrolisi è esattamente l'opposto. La tecnologia dell'elettrodialisi presenta i vantaggi di non aver bisogno di prodotti chimici, di attrezzature e processi di assemblaggio semplici e di un funzionamento conveniente. Tuttavia, ci sono anche alcuni svantaggi che ne limitano l’ampia applicazione, come l’elevato consumo energetico, gli elevati requisiti di pretrattamento dell’acqua non depurata e la scarsa stabilità del trattamento.
(3) Metodo di adsorbimento
Il metodo di adsorbimento è un metodo in cui alcuni inquinanti presenti nell'acqua vengono adsorbiti e fissati da solidi porosi (assorbenti) per rimuovere gli inquinanti presenti nell'acqua. Generalmente, il metodo di adsorbimento è diviso in tre fasi. Innanzitutto, l'adsorbente è completamente a contatto con le acque reflue in modo che gli inquinanti vengano adsorbiti; in secondo luogo, la separazione dell'adsorbente e delle acque reflue; terzo, la rigenerazione o il rinnovamento dell'adsorbente. Oltre al carbone attivo ampiamente utilizzato come adsorbente, la resina adsorbente macroporosa sintetica è ampiamente utilizzata anche nell'adsorbimento del trattamento dell'acqua. Il metodo di adsorbimento presenta i vantaggi di un funzionamento semplice, di un buon effetto terapeutico e di un trattamento rapido. Tuttavia, il costo è elevato e l'effetto di saturazione dell'adsorbimento diminuirà. Se si utilizza l'adsorbimento della resina, è necessaria l'analisi dopo la saturazione dell'adsorbimento e il liquido di scarto dell'analisi è difficile da gestire.
(4) Metodo dello scambio ionico
Il metodo di scambio ionico è sotto l'azione dello scambio ionico, gli ioni nell'acqua vengono scambiati con fosforo nella materia solida e il fosforo viene rimosso mediante resina a scambio anionico, che può rimuovere rapidamente il fosforo e avere un'elevata efficienza di rimozione del fosforo. Tuttavia la resina scambiatrice presenta gli svantaggi di un facile avvelenamento e di una difficile rigenerazione.
(5) Metodo di cristallizzazione
La rimozione del fosforo mediante cristallizzazione consiste nell'aggiungere una sostanza simile alla superficie e alla struttura del fosfato insolubile nelle acque reflue, distruggere lo stato metastabile degli ioni nelle acque reflue e far precipitare i cristalli di fosfato sulla superficie dell'agente di cristallizzazione come nucleo cristallino, quindi separare ed eliminare il fosforo. I materiali minerali contenenti calcio possono essere utilizzati come agenti di cristallizzazione, come roccia fosfatica, carbone osseo, scorie, ecc., Tra cui la roccia fosfatica e il carbone osseo sono più efficaci. Risparmia spazio sul pavimento ed è facile da controllare, ma ha requisiti di pH elevati e una certa concentrazione di ioni calcio.
(6) Zona umida artificiale
La rimozione del fosforo nelle zone umide costruite combina i vantaggi della rimozione biologica del fosforo, della rimozione del fosforo tramite precipitazione chimica e della rimozione del fosforo per adsorbimento. Riduce il contenuto di fosforo attraverso l'assorbimento e l'assimilazione biologica e l'adsorbimento del substrato. La rimozione del fosforo avviene principalmente attraverso l'adsorbimento del fosforo nel substrato.
In sintesi, i metodi di cui sopra possono rimuovere il fosforo nelle acque reflue in modo conveniente e rapido, ma presentano tutti alcuni svantaggi. Se uno dei metodi viene utilizzato da solo, l'applicazione effettiva potrebbe riscontrare più problemi. I metodi di cui sopra sono più adatti per il pretrattamento o il trattamento avanzato per la rimozione del fosforo e, combinati con la rimozione biologica del fosforo, possono ottenere risultati migliori.
Metodo per la determinazione del fosforo totale
1. Antispettrofotometria molibdeno-antimonio: Il principio di analisi e determinazione dell'antispettrofotometria molibdeno-antimonio è il seguente: in condizioni acide, il fosforo nei campioni di acqua può reagire con l'acido di molibdeno e il tartrato di antimonio e potassio sotto forma di ioni per formare molibdeno acido complessi. Poliacido e questa sostanza può essere ridotta dall'agente riducente acido ascorbico per formare un complesso blu, che chiamiamo blu di molibdeno. Quando si utilizza questo metodo per analizzare i campioni di acqua, è necessario utilizzare metodi di digestione diversi a seconda del grado di inquinamento dell'acqua. La digestione del persolfato di potassio è generalmente mirata a campioni di acqua con un basso grado di inquinamento e, se il campione di acqua è altamente inquinato, apparirà generalmente sotto forma di basso contenuto di ossigeno, alti sali di metalli e materia organica. In questo momento, dobbiamo utilizzare la digestione del reagente ossidante più forte. Dopo continui miglioramenti e perfezionamenti, l'utilizzo di questo metodo per determinare il contenuto di fosforo nei campioni di acqua non solo può ridurre il tempo di monitoraggio, ma offre anche un'elevata precisione, una buona sensibilità e un basso limite di rilevamento. Da un confronto completo, questo è il metodo di rilevamento migliore.
2. Metodo di riduzione del cloruro ferroso: mescolare il campione di acqua con acido solforico e scaldarlo fino all'ebollizione, quindi aggiungere cloruro ferroso e acido solforico per ridurre il fosforo totale in ione fosfato. Quindi utilizzare il molibdato di ammonio per la reazione cromatica e utilizzare la colorimetria o la spettrofotometria per misurare l'assorbanza per calcolare la concentrazione totale di fosforo.
3. Spettrofotometria di digestione ad alta temperatura: digerire il campione di acqua ad alta temperatura per convertire il fosforo totale in ioni di fosforo inorganico. Quindi utilizzare una soluzione acida di dicromato di potassio per ridurre lo ione fosfato e dicromato di potassio in condizioni acide per generare Cr(III) e fosfato. È stato misurato il valore di assorbimento del Cr(III) e il contenuto di fosforo è stato calcolato mediante la curva standard.
4. Metodo della fluorescenza atomica: il fosforo totale nel campione di acqua viene prima convertito in forma di fosforo inorganico e quindi analizzato mediante un analizzatore di fluorescenza atomica per determinarne il contenuto.
5. Gascromatografia: il fosforo totale nel campione di acqua viene separato e rilevato mediante gascromatografia. Il campione di acqua è stato prima trattato per estrarre gli ioni fosfato, quindi la miscela acetonitrile-acqua (9:1) è stata utilizzata come solvente per la derivatizzazione pre-colonna e infine il contenuto totale di fosforo è stato determinato mediante gascromatografia.
6. Turbidimetria isotermica: convertire il fosforo totale nel campione di acqua in ioni fosfato, quindi aggiungere tampone e reagente acido molibdovanadofosforico (MVPA) per reagire e formare un complesso giallo, misurare il valore di assorbanza con un colorimetro, quindi è stata utilizzata la curva di calibrazione per calcolare il contenuto totale di fosforo.
Orario di pubblicazione: 06-lug-2023
