Der Gesamtphosphor ist ein wichtiger Indikator für die Wasserqualität, der große Auswirkungen auf das ökologische Umfeld von Gewässern und die menschliche Gesundheit hat. Gesamtphosphor ist einer der Nährstoffe, die für das Wachstum von Pflanzen und Algen notwendig sind. Wenn der Gesamtphosphorgehalt im Wasser jedoch zu hoch ist, führt dies zu einer Eutrophierung des Gewässers, beschleunigt die Vermehrung von Algen und Bakterien und verursacht Algenblüten. und die ökologische Umwelt des Gewässers ernsthaft beeinträchtigen. Und in manchen Fällen, etwa im Trinkwasser und Schwimmbadwasser, können hohe Gesamtphosphorwerte die menschliche Gesundheit schädigen, insbesondere bei Säuglingen und schwangeren Frauen.
Quellen für Gesamtphosphor im Wasser
(1) Landwirtschaftliche Verschmutzung
Die Verschmutzung durch die Landwirtschaft ist hauptsächlich auf den umfangreichen Einsatz chemischer Düngemittel zurückzuführen, und der Phosphor in chemischen Düngemitteln gelangt durch Regenwasser oder landwirtschaftliche Bewässerung in Gewässer. Normalerweise können nur 10–25 % des Düngers von den Pflanzen verwertet werden, die restlichen 75–90 % verbleiben im Boden. Früheren Forschungsergebnissen zufolge stammen 24–71 % des Phosphors im Wasser aus landwirtschaftlicher Düngung, sodass die Phosphorverschmutzung im Wasser hauptsächlich auf die Migration von Phosphor aus dem Boden ins Wasser zurückzuführen ist. Laut Statistik beträgt der Ausnutzungsgrad von Phosphatdünger im Allgemeinen nur 10–20 %. Übermäßiger Einsatz von Phosphatdünger führt nicht nur zur Verschwendung von Ressourcen, sondern führt auch dazu, dass überschüssiger Phosphatdünger Wasserquellen durch Oberflächenabfluss verunreinigt.
(2) häusliches Abwasser
Zu den häuslichen Abwässern zählen Abwässer aus öffentlichen Gebäuden, häusliche Abwässer und in die Kanalisation eingeleitete Industrieabwässer. Die Hauptquelle für Phosphor im häuslichen Abwasser ist die Verwendung von phosphorhaltigen Waschmitteln, menschlichen Exkrementen und Hausmüll. Die Waschmittel verwenden hauptsächlich Natriumphosphat und Polynatriumphosphat, und der Phosphor im Waschmittel gelangt mit dem Abwasser in das Gewässer.
(3) Industrielles Abwasser
Industrieabwässer sind einer der Hauptverursacher von Phosphorüberschüssen in Gewässern. Industrielles Abwasser zeichnet sich durch eine hohe Schadstoffkonzentration, viele Arten von Schadstoffen, einen schwierigen Abbau und komplexe Bestandteile aus. Wenn Industrieabwässer ohne Behandlung direkt eingeleitet werden, hat dies enorme Auswirkungen auf den Gewässerkörper. Beeinträchtigung der Umwelt und der Gesundheit der Bewohner.
Methode zur Phosphorentfernung im Abwasser
(1) Elektrolyse
Durch das Prinzip der Elektrolyse durchlaufen die Schadstoffe im Abwasser eine Reduktionsreaktion und eine Oxidationsreaktion am Minus- bzw. Pluspol und die Schadstoffe werden in harmlose Stoffe umgewandelt, um den Zweck der Wasserreinigung zu erreichen. Der Elektrolyseprozess bietet die Vorteile einer hohen Effizienz, einer einfachen Ausrüstung, einer einfachen Bedienung, einer hohen Entfernungseffizienz und einer Industrialisierung der Ausrüstung. Der Zusatz von Gerinnungsmitteln, Reinigungsmitteln und anderen Chemikalien ist nicht erforderlich, die Umwelt wird nicht belastet und gleichzeitig werden Kosten gesenkt. Es entsteht eine kleine Menge Schlamm. Allerdings erfordert die Elektrolysemethode den Verbrauch von elektrischer Energie und Stahlmaterialien, die Betriebskosten sind hoch, die Wartung und Verwaltung sind kompliziert und das Problem der umfassenden Nutzung von Sedimenten erfordert weitere Forschung und Lösung.
(2) Elektrodialyse
Bei der Elektrodialysemethode bewegen sich die Anionen und Kationen in der wässrigen Lösung durch die Einwirkung eines externen elektrischen Feldes zur Anode bzw. zur Kathode, so dass die Ionenkonzentration in der Mitte der Elektrode stark reduziert wird und die Ionenkonzentration in der Nähe der Elektrode ist erhöht. Wenn in der Mitte der Elektrode eine Ionenaustauschermembran angebracht wird, kann eine Trennung und Konzentration erreicht werden. das Ziel von. Der Unterschied zwischen Elektrodialyse und Elektrolyse besteht darin, dass die Spannung der Elektrodialyse zwar hoch ist, der Strom jedoch nicht groß ist, wodurch die erforderliche kontinuierliche Redoxreaktion nicht aufrechterhalten werden kann, während bei der Elektrolyse genau das Gegenteil der Fall ist. Die Elektrodialysetechnologie bietet den Vorteil, dass keine Chemikalien erforderlich sind, die Ausrüstung und der Montageprozess einfach sind und die Bedienung bequem ist. Allerdings gibt es auch einige Nachteile, die seine breite Anwendung einschränken, wie z. B. hoher Energieverbrauch, hohe Anforderungen an die Rohwasservorbehandlung und schlechte Behandlungsstabilität.
(3) Adsorptionsmethode
Bei der Adsorptionsmethode handelt es sich um eine Methode, bei der bestimmte Schadstoffe im Wasser durch poröse Feststoffe (Adsorbentien) adsorbiert und fixiert werden, um Schadstoffe im Wasser zu entfernen. Im Allgemeinen ist die Adsorptionsmethode in drei Schritte unterteilt. Erstens steht das Adsorptionsmittel in vollem Kontakt mit dem Abwasser, so dass die Schadstoffe adsorbiert werden; zweitens die Trennung von Adsorptionsmittel und Abwasser; drittens die Regeneration oder Erneuerung des Adsorptionsmittels. Neben der weit verbreiteten Aktivkohle als Adsorptionsmittel wird auch häufig synthetisches makroporöses Adsorptionsharz bei der Wasseraufbereitungsadsorption eingesetzt. Die Adsorptionsmethode bietet die Vorteile einer einfachen Bedienung, einer guten Behandlungswirkung und einer schnellen Behandlung. Allerdings sind die Kosten hoch und der Adsorptionssättigungseffekt nimmt ab. Wenn die Harzadsorption verwendet wird, ist eine Analyse nach der Adsorptionssättigung erforderlich, und die Analyseabfallflüssigkeit ist schwierig zu handhaben.
(4) Ionenaustauschmethode
Bei der Ionenaustauschmethode handelt es sich um einen Ionenaustausch, bei dem die Ionen im Wasser gegen Phosphor im Feststoff ausgetauscht werden und der Phosphor durch ein Anionenaustauscherharz entfernt wird, das Phosphor schnell entfernen kann und eine hohe Phosphorentfernungseffizienz aufweist. Allerdings hat das Austauscherharz die Nachteile einer leichten Vergiftung und einer schwierigen Regeneration.
(5) Kristallisationsmethode
Bei der Phosphorentfernung durch Kristallisation wird dem Abwasser eine Substanz zugesetzt, die der Oberfläche und Struktur von unlöslichem Phosphat ähnelt, der metastabile Zustand der Ionen im Abwasser zerstört und Phosphatkristalle auf der Oberfläche des Kristallisationsmittels als Kristallkeim ausgefällt werden Phosphor abtrennen und entfernen. Als Kristallisationsmittel können kalziumhaltige Mineralstoffe wie Phosphatgestein, Knochenkohle, Schlacke usw. verwendet werden, wobei Phosphatgestein und Knochenkohle wirksamer sind. Es spart Platz und ist leicht zu kontrollieren, stellt jedoch hohe pH-Anforderungen und eine bestimmte Calciumionenkonzentration.
(6) Künstliches Feuchtgebiet
Die Phosphorentfernung in bebauten Feuchtgebieten vereint die Vorteile der biologischen Phosphorentfernung, der Phosphorentfernung durch chemische Fällung und der Phosphorentfernung durch Adsorption. Es reduziert den Phosphorgehalt durch biologische Absorption und Assimilation sowie Substratadsorption. Die Phosphorentfernung erfolgt hauptsächlich durch Substratadsorption von Phosphor.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit den oben genannten Methoden Phosphor im Abwasser bequem und schnell entfernt werden kann, sie haben jedoch alle bestimmte Nachteile. Wenn eine der Methoden allein verwendet wird, kann es bei der eigentlichen Anwendung zu größeren Problemen kommen. Die oben genannten Methoden eignen sich besser für die Vorbehandlung oder fortgeschrittene Behandlung zur Phosphorentfernung und können in Kombination mit der biologischen Phosphorentfernung bessere Ergebnisse erzielen.
Methode zur Bestimmung des Gesamtphosphors
1. Molybdän-Antimon-Antispektrophotometrie: Das Prinzip der Analyse und Bestimmung der Molybdän-Antimon-Antispektrophotometrie ist: Unter sauren Bedingungen kann Phosphor in Wasserproben mit Molybdänsäure und Antimon-Kaliumtartrat in Form von Ionen reagieren, um saures Molybdän zu bilden Komplexe. Polysäure, und dieser Stoff kann durch das Reduktionsmittel Ascorbinsäure zu einem blauen Komplex reduziert werden, den wir Molybdänblau nennen. Bei der Analyse von Wasserproben mit dieser Methode sollten je nach Grad der Wasserverschmutzung unterschiedliche Aufschlussmethoden eingesetzt werden. Der Aufschluss von Kaliumpersulfat zielt im Allgemeinen auf Wasserproben mit geringem Verschmutzungsgrad ab. Wenn die Wasserprobe stark verschmutzt ist, liegt sie im Allgemeinen in Form von wenig Sauerstoff, hohen Metallsalzen und organischem Material vor. Zu diesem Zeitpunkt müssen wir einen oxidierenden, stärkeren Reagenzaufschluss verwenden. Nach kontinuierlicher Verbesserung und Perfektionierung kann die Verwendung dieser Methode zur Bestimmung des Phosphorgehalts in Wasserproben nicht nur die Überwachungszeit verkürzen, sondern auch eine hohe Genauigkeit, gute Empfindlichkeit und eine niedrige Nachweisgrenze aufweisen. Aus einem umfassenden Vergleich geht hervor, dass dies die beste Erkennungsmethode ist.
2. Methode zur Reduktion von Eisenchlorid: Mischen Sie die Wasserprobe mit Schwefelsäure und erhitzen Sie sie zum Sieden. Geben Sie dann Eisenchlorid und Schwefelsäure hinzu, um den gesamten Phosphor zu Phosphationen zu reduzieren. Verwenden Sie dann Ammoniummolybdat für die Farbreaktion und verwenden Sie Kolorimetrie oder Spektrophotometrie, um die Absorption zu messen und die Gesamtphosphorkonzentration zu berechnen.
3. Hochtemperatur-Aufschlussspektrophotometrie: Aufschluss der Wasserprobe bei hoher Temperatur, um den gesamten Phosphor in anorganische Phosphorionen umzuwandeln. Verwenden Sie dann eine saure Kaliumdichromatlösung, um das Phosphation und Kaliumdichromat unter sauren Bedingungen zu reduzieren, um Cr(III) und Phosphat zu erzeugen. Der Absorptionswert von Cr(III) wurde gemessen und der Phosphorgehalt anhand der Standardkurve berechnet.
4. Atomfluoreszenzmethode: Der gesamte Phosphor in der Wasserprobe wird zunächst in anorganische Phosphorform umgewandelt und dann mit einem Atomfluoreszenzanalysator analysiert, um seinen Gehalt zu bestimmen.
5. Gaschromatographie: Der gesamte Phosphor in der Wasserprobe wird abgetrennt und gaschromatographisch nachgewiesen. Die Wasserprobe wurde zuerst behandelt, um Phosphationen zu extrahieren, dann wurde eine Acetonitril-Wasser-Mischung (9:1) als Lösungsmittel für die Vorsäulenderivatisierung verwendet und schließlich wurde der Gesamtphosphorgehalt durch Gaschromatographie bestimmt.
6. Isotherme Turbidimetrie: Wandeln Sie den gesamten Phosphor in der Wasserprobe in Phosphationen um, fügen Sie dann Puffer und Molybdovanadophosphorsäure (MVPA) hinzu, um zu einem gelben Komplex zu reagieren, messen Sie den Absorptionswert mit einem Kolorimeter und verwenden Sie dann die Kalibrierungskurve um den Gesamtphosphorgehalt zu berechnen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.07.2023
