O fósforo total é um importante indicador da qualidade da água, que tem grande impacto no ambiente ecológico dos corpos d'água e na saúde humana. O fósforo total é um dos nutrientes necessários para o crescimento de plantas e algas, mas se o fósforo total na água for muito alto, levará à eutrofização do corpo d'água, acelerará a reprodução de algas e bactérias, causará proliferação de algas, e afetar seriamente o ambiente ecológico do corpo d’água. E em alguns casos, como na água potável e na água da piscina, níveis elevados de fósforo total podem causar danos à saúde humana, especialmente em crianças e mulheres grávidas.
Fontes de fósforo total na água
(1) Poluição agrícola
A poluição agrícola deve-se principalmente ao uso extensivo de fertilizantes químicos, e o fósforo contido nos fertilizantes químicos flui para os corpos d'água através da água da chuva ou da irrigação agrícola. Normalmente, apenas 10% a 25% do fertilizante podem ser usados pelas plantas, e os 75% a 90% restantes ficam no solo. De acordo com resultados de pesquisas anteriores, 24% -71% do fósforo na água vem da fertilização agrícola, portanto a poluição por fósforo na água se deve principalmente à migração do fósforo do solo para a água. Segundo as estatísticas, a taxa de utilização de fertilizantes fosfatados é geralmente de apenas 10% -20%. O uso excessivo de fertilizantes fosfatados não só causa desperdício de recursos, mas também faz com que o excesso de fertilizantes fosfatados polua as fontes de água através do escoamento superficial.
(2) esgoto doméstico
O esgoto doméstico inclui esgoto de edifícios públicos, esgoto doméstico residencial e esgoto industrial lançado em esgotos. A principal fonte de fósforo no esgoto doméstico é o uso de produtos de lavagem contendo fósforo, excrementos humanos e lixo doméstico. Os produtos de lavagem utilizam principalmente fosfato de sódio e fosfato polissódico, e o fósforo do detergente flui para o corpo d'água junto com o esgoto.
(3) Águas residuais industriais
As águas residuais industriais são um dos principais fatores que causam o excesso de fósforo nos corpos d'água. As águas residuais industriais possuem características de alta concentração de poluentes, diversos tipos de poluentes, difíceis de degradar e componentes complexos. Se as águas residuais industriais forem descarregadas diretamente sem tratamento, causarão um enorme impacto no corpo hídrico. Efeitos adversos ao meio ambiente e à saúde dos residentes.
Método de remoção de fósforo de esgoto
(1) Eletrólise
Através do princípio da eletrólise, as substâncias nocivas nas águas residuais sofrem uma reação de redução e uma reação de oxidação nos pólos negativo e positivo, respetivamente, e as substâncias nocivas são convertidas em substâncias inofensivas para atingir o objetivo de purificação da água. O processo de eletrólise tem como vantagens alta eficiência, equipamento simples, fácil operação, alta eficiência de remoção e industrialização de equipamentos; não necessita adicionar coagulantes, agentes de limpeza e outros produtos químicos, evita o impacto no meio ambiente e ao mesmo tempo reduz custos. Uma pequena quantidade de lodo será produzida. No entanto, o método de eletrólise precisa consumir energia elétrica e materiais de aço, o custo operacional é alto, a manutenção e o gerenciamento são complicados e o problema da utilização abrangente de sedimentos precisa de mais pesquisas e soluções.
(2) Eletrodiálise
No método de eletrodiálise, através da ação de um campo elétrico externo, os ânions e cátions na solução aquosa movem-se para o ânodo e o cátodo respectivamente, de modo que a concentração de íons no meio do eletrodo é bastante reduzida, e a concentração de íons perto do eletrodo é aumentado. Se uma membrana de troca iônica for adicionada no meio do eletrodo, a separação e a concentração podem ser alcançadas. o objetivo de. A diferença entre eletrodiálise e eletrólise é que embora a voltagem da eletrodiálise seja alta, a corrente não é grande, o que não consegue manter a reação redox contínua necessária, enquanto a eletrólise é exatamente o oposto. A tecnologia de eletrodiálise tem as vantagens de não precisar de produtos químicos, equipamento simples e processo de montagem e operação conveniente. No entanto, existem também algumas desvantagens que limitam a sua ampla aplicação, tais como elevado consumo de energia, elevados requisitos de pré-tratamento de água bruta e fraca estabilidade do tratamento.
(3) Método de adsorção
O método de adsorção é um método no qual certos poluentes na água são adsorvidos e fixados por sólidos porosos (adsorventes) para remover poluentes na água. Geralmente, o método de adsorção é dividido em três etapas. Primeiro, o adsorvente está em contato total com as águas residuais para que os poluentes sejam adsorvidos; segundo, a separação do adsorvente e das águas residuais; terceiro, a regeneração ou renovação do adsorvente. Além do carvão ativado amplamente utilizado como adsorvente, a resina de adsorção macroporosa sintética também é amplamente utilizada na adsorção de tratamento de água. O método de adsorção tem as vantagens de operação simples, bom efeito de tratamento e tratamento rápido. Porém, o custo é alto e o efeito de saturação da adsorção diminuirá. Se a adsorção de resina for usada, a análise será necessária após a saturação da adsorção e o líquido residual da análise será difícil de lidar.
(4) Método de troca iônica
O método de troca iônica está sob a ação da troca iônica, os íons da água são trocados por fósforo na matéria sólida, e o fósforo é removido pela resina de troca aniônica, que pode remover rapidamente o fósforo e ter alta eficiência de remoção de fósforo. No entanto, a resina de troca tem as desvantagens de fácil envenenamento e difícil regeneração.
(5) Método de cristalização
A remoção de fósforo por cristalização consiste em adicionar uma substância semelhante à superfície e estrutura do fosfato insolúvel às águas residuais, destruir o estado metaestável dos íons nas águas residuais e precipitar cristais de fosfato na superfície do agente de cristalização como o núcleo do cristal e, em seguida, separar e remover o fósforo. Materiais minerais contendo cálcio podem ser usados como agentes de cristalização, como rocha fosfática, carvão mineral, escória, etc., entre os quais rocha fosfática e carvão mineral são mais eficazes. Ele economiza espaço e é fácil de controlar, mas possui altos requisitos de pH e uma certa concentração de íons de cálcio.
(6) Zona húmida artificial
A remoção de fósforo em áreas úmidas construídas combina as vantagens da remoção biológica de fósforo, remoção de fósforo por precipitação química e remoção de fósforo por adsorção. Reduz o teor de fósforo através da absorção e assimilação biológica e adsorção de substrato. A remoção de fósforo ocorre principalmente por meio da adsorção de fósforo no substrato.
Em resumo, os métodos acima podem remover o fósforo das águas residuais de forma conveniente e rápida, mas todos apresentam certas desvantagens. Se um dos métodos for usado sozinho, a aplicação real poderá enfrentar mais problemas. Os métodos acima são mais adequados para pré-tratamento ou tratamento avançado para remoção de fósforo e combinados com a remoção biológica de fósforo podem alcançar melhores resultados.
Método para Determinação de Fósforo Total
1. Antiespectrofotometria de molibdênio-antimônio: O princípio de análise e determinação da antiespectrofotometria de molibdênio-antimônio é: sob condições ácidas, o fósforo em amostras de água pode reagir com ácido de molibdênio e tartarato de antimônio e potássio na forma de íons para formar molibdênio ácido complexos. Poliácido, e esta substância pode ser reduzida pelo agente redutor ácido ascórbico para formar um complexo azul, que chamamos de azul de molibdênio. Ao utilizar este método para analisar amostras de água, diferentes métodos de digestão devem ser utilizados de acordo com o grau de poluição da água. A digestão do persulfato de potássio geralmente visa amostras de água com baixo grau de poluição e, se a amostra de água estiver altamente poluída, geralmente aparecerá na forma de baixo oxigênio, alto teor de sais metálicos e matéria orgânica. Neste momento, precisamos usar a digestão de reagentes oxidantes mais fortes. Após melhoria contínua e aperfeiçoamento, o uso deste método para determinar o teor de fósforo em amostras de água pode não apenas reduzir o tempo de monitoramento, mas também ter alta precisão, boa sensibilidade e baixo limite de detecção. A partir de uma comparação abrangente, este é o melhor método de detecção.
2. Método de redução de cloreto ferroso: Misture a amostra de água com ácido sulfúrico e aqueça-a até ferver, depois adicione cloreto ferroso e ácido sulfúrico para reduzir o fósforo total a íon fosfato. Em seguida, use molibdato de amônio para reação de cor e use colorimetria ou espectrofotometria para medir a absorvância e calcular a concentração total de fósforo.
3. Espectrofotometria de digestão em alta temperatura: Digerir a amostra de água em alta temperatura para converter o fósforo total em íons de fósforo inorgânico. Em seguida, use uma solução ácida de dicromato de potássio para reduzir o íon fosfato e o dicromato de potássio sob condições ácidas para gerar Cr(III) e fosfato. O valor de absorção de Cr(III) foi medido e o teor de fósforo foi calculado pela curva padrão.
4. Método de fluorescência atômica: o fósforo total na amostra de água é primeiro convertido na forma de fósforo inorgânico e depois analisado por um analisador de fluorescência atômica para determinar seu conteúdo.
5. Cromatografia gasosa: O fósforo total na amostra de água é separado e detectado por cromatografia gasosa. A amostra de água foi tratada primeiro para extrair íons fosfato e, em seguida, a mistura de acetonitrila-água (9:1) foi usada como solvente para derivatização pré-coluna e, finalmente, o teor total de fósforo foi determinado por cromatografia gasosa.
6. Turbidimetria isotérmica: converta o fósforo total na amostra de água em íons fosfato, em seguida, adicione tampão e reagente de ácido molibdovanadofosfórico (MVPA) para reagir para formar um complexo amarelo, medir o valor de absorbância com um colorímetro e, em seguida, a curva de calibração foi usada para calcular o teor total de fósforo.
Horário da postagem: 06/07/2023
