Фосфор в сточной воде
В обычных условиях фосфор находится в виде модификаций разных видов – на
текущий момент все формы не установлены. К самым распространенным относится три
разновидности: белый, черный и красный. Они отличаются цветом, плотностью и
показателями химической активности. Ученые называют их основными, так как остальные
модификации представляют собой смесь вышеперечисленных.
Особенности фосфора
Говоря о биологической роли соединений фосфора, нельзя не отметить его присутствие в клетках в виде различных кислот. Так, кости человека и зубная эмаль состоят из гидроксилапатита. Для полноценного регулирования соединений требуется наличие определенного уровня витамина D и гормонов.Если в организме наблюдается недостаточный уровень фосфора, это может вызывать заболевания костей. Суточная норма фосфора зависит от рода занятий и возраста. Так, для детей и подростков она составляет 1,5-2,5 г, для взрослых – 1,0-2,0 г. В случае активных занятий спортом и других видов физических нагрузок необходимая норма возрастает в 1,5- 2 раза.
Откуда берется фосфор в сточных водах?
В большинстве случаев фосфор попадает в воду антропогенным путем. Несмотря на это, небольшой объем элемента и его соединений находится в водоемах в виде части биологического цикла, а фосфин – одно из соединений – служит биологическим маркером. В сточных водах фосфор оказывается преимущественно из-за деятельности предприятий химической, пищевой и сельскохозяйственной промышленности.В природных и сточных водах фосфор может присутствовать в разных видах. В растворенном состоянии (иногда говорят - в жидкой фазе анализируемой воды) он может находиться в виде ортофосфорной кислоты (Н3РО4) и ее анионов в виде мета-, пиро- и полифосфатов. Последние используют для предупреждения образования накипи, они входят также в состав моющих средств. Кроме того, существуют разнообразные фосфорорганические соединения — нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды, фосфолипиды и др., которые также могут присутствовать в воде, являясь продуктами жизнедеятельности или разложения животных и растительных организмов. К фосфорорганическим соединениям относятся также некоторые пестициды.
Сфера применения фосфора
Как важный биогенный элемент, фосфор широко используется в различных сферах. Одним из самых популярных направлений считается изготовление удобрений для агропромышленного комплекса. Это связано со способностью фосфора стимулировать рост и плодоношение большинства сельскохозяйственных культур. В этом он схож с калием и азотом.Также соединения фосфора задействуют в пищевой промышленности, используя для получения подкислителей, загустителей и консервантов. Их применяют и в быту – так, соединения входят в состав активных веществ, добавляемых в моющие средства и стиральные порошки.
Общий фосфор в сточных водах
В рамках изучения особенностей сточных вод рано или поздно встретится понятие общего фосфора. Это концентрация элементарного фосфора и его соединений органического и неорганического типа. К ним относятся гидролизуемые фосфаты и ортофосфаты. Наибольшие трудности при организации систем очистки воды вызывают фосфаты – соли фосфорных кислот.Фосфор может содержаться: в нерастворенном состоянии, в виде взвешенных в воде труднорастворимых фосфатов, включая природные минералы, белковые, органические фосфорсодержащие соединения, остатки умерших организмов и др. Фосфор в твердой фазе в природных водоемах обычно находится в донных отложениях, однако иногда, может встречаться в сточных и загрязненных природных водах.
Основное отличие - фосфат от ортофосфата:
Фосфаты - это природные минералы. Эти минералы добываются для получения фосфора, необходимого для производства удобрений. Это соли или сложные эфиры фосфорной кислоты.
Ортофосфат - представляет собой любую соль или сложный эфир ортофосфорной кислоты. Это также называется общим фосфат-анионом, так как ортофосфат является самым простым среди представителей ряда фосфатов. Он состоит только из одной фосфатной единицы. Его также называют монофосфатом. Другие представители серии фосфатов имеют два или более фосфатных звеньев. Основное различие между фосфатом и ортофосфатом заключается в том, что фосфат представляет собой любое соединение, состоящее из фосфатных единиц, тогда как ортофосфат состоит из одной фосфатной единицы.
Методы очистки сточных вод от фосфора
Поступающая на очистные сооружения канализации, сточная жидкость, имеет несколько источников насыщения фосфором: стоки от жилой застройки и промышленных предприятий, иловая вода уплотнителей избыточного активного ила или иловая вода уплотнителей совместного сгущения сырого осадка и избыточного активного ила, иловая вода уплотнителей промытого осадка в схемах с метантенками и вакуум-фильтрами, а также иловая вода иловых площадок, фугат (жидкость, удаленная в слив в процессе центробежного осаждения) центрифуг и фильтрат фильтр-прессов. Перечисляются достоинства и недостатки известных способов удаления фосфора. Даётся сравнительная оценка реагентов, применяемых для удаления фосфора, указываются необходимые условия для успешного протекания процесса кристаллизации.Определив повышенное содержание фосфора и его соединений в сточных водах, потребуется ряд шагов, направленных на постепенное устранение и выведение элемента. Для этого существует несколько методов. Они в свою очередь делятся на три категории, что обусловлено особенностями применяемых инструментов: физико-химические, биологические и комбинированные.
Для извлечения из воды фосфора могут быть использованы механические, физикохимические, электрохимические, химические и биологические методы, а также их комбинации. Методом механической очистки можно удалить фосфор, находящийся в воде в виде суспендированных частиц. Фосфорсодержащие частицы шлама отделяются от сточной воды в отстойниках различных конструкций, а также гидроциклонах. Для очистки сточных вод от фосфора можно использовать методы, основанные на окислении взвешенных и растворенных частиц фосфора кислородом воздуха, хлором или другими окислителями.
Далее вода нейтрализуется известковым молоком с осаждением взвешенных веществ. Однако, эффективность процесса отстаивания невелика: от 60 % до 80 % за 2 ч, 90 % за 4 ч. Для очистки от фторфосфатов наибольшее распространение получил реагентный метод путем выделения их в виде нерастворимых солей кальция, железа, алюминия, представляющих собой мелкодиспергированный коллоидный осадок фосфата.
Для очистки от ортофосфатов предложена схема очистки от фосфорного шлама, включающая отстойник (отстаивание 1 ч) и два последовательно установленных напорных гидроциклона, которая обеспечивает (80-85) %-е осветление. Для интенсификации процесса осаждения частиц фосфора используют коагулянты (Al2(SO4)3, FeCl2) и флокулянты (полиакриламид). Применение коагулянтов позволяет повысить эффект очистки до 98 %, а флокулянтов увеличить производительность примерно в 2 раза. Образующийся фосфорный шлам, содержащий от 10 % до 30 % фосфора, направляется на сжигание или установку дистилляции (упаривания). В то же время химический реагент взаимодействует со щелочами, содержащимися в воде, образуя осадок из крупных хлопьев. Этот осадок вызывает коагуляцию мелкодисперсного коллоидного фосфата и взвешенных веществ, а также адсорбирует некоторую часть органических соединений, содержащих фосфор. В качестве реагентов используют соли двух- и трехвалентных металлов, чаще всего алюминия и железа, реже – известь.
Телефоны
+7 812 904-33-16 (справочный)
+7 904 611-05-76 (для агентов)
+7 921 904-33-16 (viber)
Электронная почта
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
(для приема коммерческих предложений)
Социальные сети
Официальный сайт
Адрес
г.Санкт-Петербург, пер. Челиева, д.13, лит. Б. оф.205
Популярное