Le phosphore total est un indicateur important de la qualité de l'eau, qui a un impact important sur l'environnement écologique des masses d'eau et sur la santé humaine. Le phosphore total est l'un des nutriments nécessaires à la croissance des plantes et des algues, mais si le phosphore total dans l'eau est trop élevé, cela entraînera une eutrophisation du plan d'eau, accélérera la reproduction des algues et des bactéries, provoquera des proliférations d'algues, et affecter gravement l'environnement écologique du plan d'eau. Et dans certains cas, comme l’eau potable et l’eau de piscine, des niveaux élevés de phosphore total peuvent nuire à la santé humaine, en particulier aux nourrissons et aux femmes enceintes.
Sources de phosphore total dans l'eau
(1) Pollution agricole
La pollution agricole est principalement due à l’utilisation intensive d’engrais chimiques, et le phosphore contenu dans les engrais chimiques s’écoule dans les plans d’eau par l’eau de pluie ou l’irrigation agricole. Normalement, seuls 10 à 25 % de l’engrais peuvent être utilisés par les plantes, et les 75 à 90 % restants sont laissés dans le sol. Selon les résultats de recherches antérieures, 24 à 71 % du phosphore présent dans l'eau provient de la fertilisation agricole, de sorte que la pollution par le phosphore dans l'eau est principalement due à la migration du phosphore du sol vers l'eau. Selon les statistiques, le taux d'utilisation des engrais phosphatés n'est généralement que de 10 à 20 %. L’utilisation excessive d’engrais phosphatés entraîne non seulement un gaspillage des ressources, mais entraîne également une pollution excessive des sources d’eau par ruissellement de surface.
(2) eaux usées domestiques
Les eaux usées domestiques comprennent les eaux usées des bâtiments publics, les eaux usées domestiques résidentielles et les eaux usées industrielles rejetées dans les égouts. La principale source de phosphore dans les eaux usées domestiques est l’utilisation de produits de lessive contenant du phosphore, d’excréments humains et d’ordures ménagères. Les produits de lavage utilisent principalement du phosphate de sodium et du phosphate polysodique, et le phosphore contenu dans le détergent s'écoule dans le plan d'eau avec les eaux usées.
(3) Eaux usées industrielles
Les eaux usées industrielles sont l’un des principaux facteurs responsables de l’excès de phosphore dans les plans d’eau. Les eaux usées industrielles présentent les caractéristiques d’une concentration élevée de polluants, de nombreux types de polluants, difficiles à dégrader et de composants complexes. Si les eaux usées industrielles sont rejetées directement sans traitement, cela aura un impact énorme sur le plan d’eau. Effets néfastes sur l'environnement et la santé des résidents.
Méthode d'élimination du phosphore des eaux usées
(1) Électrolyse
Grâce au principe de l'électrolyse, les substances nocives présentes dans les eaux usées subissent une réaction de réduction et une réaction d'oxydation respectivement aux pôles négatif et positif, et les substances nocives sont converties en substances inoffensives pour atteindre l'objectif de purification de l'eau. Le processus d'électrolyse présente les avantages d'un rendement élevé, d'un équipement simple, d'une opération facile, d'une efficacité d'élimination élevée et d'une industrialisation de l'équipement ; il n'est pas nécessaire d'ajouter de coagulants, d'agents de nettoyage et d'autres produits chimiques, évite l'impact sur l'environnement naturel et réduit en même temps les coûts. Une petite quantité de boues sera produite. Cependant, la méthode d'électrolyse doit consommer de l'énergie électrique et des matériaux en acier, le coût d'exploitation est élevé, la maintenance et la gestion sont compliquées et le problème de l'utilisation complète des sédiments nécessite des recherches et des solutions supplémentaires.
(2) Électrodialyse
Dans la méthode d'électrodialyse, sous l'action d'un champ électrique externe, les anions et les cations dans la solution aqueuse se déplacent respectivement vers l'anode et la cathode, de sorte que la concentration en ions au milieu de l'électrode est considérablement réduite et la concentration en ions près de l’électrode est augmentée. Si une membrane échangeuse d'ions est ajoutée au milieu de l'électrode, la séparation et la concentration peuvent être obtenues. le but de. La différence entre l'électrodialyse et l'électrolyse est que bien que la tension de l'électrodialyse soit élevée, le courant n'est pas important, ce qui ne peut pas maintenir la réaction redox continue requise, alors que l'électrolyse est tout le contraire. La technologie d'électrodialyse présente les avantages de ne nécessiter aucun produit chimique, d'un équipement et d'un processus d'assemblage simples et d'un fonctionnement pratique. Cependant, certains inconvénients limitent sa large application, tels qu'une consommation d'énergie élevée, des exigences élevées en matière de prétraitement de l'eau brute et une mauvaise stabilité du traitement.
(3) Méthode d'adsorption
La méthode d'adsorption est une méthode dans laquelle certains polluants présents dans l'eau sont adsorbés et fixés par des solides poreux (adsorbants) pour éliminer les polluants présents dans l'eau. Généralement, la méthode d’adsorption est divisée en trois étapes. Premièrement, l'adsorbant est en plein contact avec les eaux usées afin que les polluants soient adsorbés ; deuxièmement, la séparation de l'adsorbant et des eaux usées ; troisièmement, la régénération ou le renouvellement de l'adsorbant. En plus du charbon actif largement utilisé comme adsorbant, la résine d'adsorption macroporeuse synthétique est également largement utilisée dans l'adsorption du traitement de l'eau. La méthode d'adsorption présente les avantages d'une opération simple, d'un bon effet de traitement et d'un traitement rapide. Cependant, le coût est élevé et l’effet de saturation par adsorption diminuera. Si l'adsorption sur résine est utilisée, une analyse est requise après saturation de l'adsorption et le liquide résiduaire de l'analyse est difficile à traiter.
(4) Méthode d'échange d'ions
La méthode d'échange d'ions est sous l'action de l'échange d'ions, les ions dans l'eau sont échangés contre du phosphore dans la matière solide et le phosphore est éliminé par une résine échangeuse d'anions, qui peut éliminer rapidement le phosphore et avoir une efficacité d'élimination du phosphore élevée. Cependant, la résine échangeuse présente les inconvénients d'un empoisonnement facile et d'une régénération difficile.
(5) Méthode de cristallisation
L'élimination du phosphore par cristallisation consiste à ajouter une substance similaire à la surface et à la structure du phosphate insoluble aux eaux usées, à détruire l'état métastable des ions dans les eaux usées et à précipiter les cristaux de phosphate à la surface de l'agent de cristallisation en tant que noyau cristallin, puis séparer et éliminer le phosphore. Des matières minérales contenant du calcium peuvent être utilisées comme agents de cristallisation, telles que la roche phosphatée, le charbon osseux, les scories, etc., parmi lesquels la roche phosphatée et le charbon osseux sont plus efficaces. Il permet d'économiser de l'espace au sol et est facile à contrôler, mais a des exigences de pH élevées et une certaine concentration d'ions calcium.
(6) Zone humide artificielle
L'élimination du phosphore dans les zones humides construites combine les avantages de l'élimination biologique du phosphore, de l'élimination du phosphore par précipitation chimique et de l'élimination du phosphore par adsorption. Il réduit la teneur en phosphore par absorption et assimilation biologiques et par adsorption du substrat. L’élimination du phosphore se fait principalement par adsorption du phosphore sur le substrat.
En résumé, les méthodes ci-dessus peuvent éliminer le phosphore des eaux usées de manière pratique et rapide, mais elles présentent toutes certains inconvénients. Si l’une des méthodes est utilisée seule, l’application réelle peut rencontrer davantage de problèmes. Les méthodes ci-dessus sont plus adaptées au prétraitement ou au traitement avancé pour l'élimination du phosphore, et combinées à l'élimination biologique du phosphore, elles peuvent permettre d'obtenir de meilleurs résultats.
Méthode de détermination du phosphore total
1. Anti-spectrophotométrie molybdène-antimoine : Le principe d'analyse et de détermination de l'anti-spectrophotométrie molybdène-antimoine est le suivant : dans des conditions acides, le phosphore dans les échantillons d'eau peut réagir avec l'acide de molybdène et le tartrate de potassium et d'antimoine sous forme d'ions pour former du molybdène acide. complexes. Polyacide, et cette substance peut être réduite par l'agent réducteur acide ascorbique pour former un complexe bleu, que nous appelons bleu de molybdène. Lors de l’utilisation de cette méthode pour analyser des échantillons d’eau, différentes méthodes de digestion doivent être utilisées en fonction du degré de pollution de l’eau. La digestion du persulfate de potassium vise généralement des échantillons d'eau peu pollués, et si l'échantillon d'eau est fortement pollué, il apparaîtra généralement sous forme de faible teneur en oxygène, de sels métalliques riches et de matière organique. À ce stade, nous devons utiliser un réactif oxydant plus fort pour la digestion. Après une amélioration et un perfectionnement continus, l'utilisation de cette méthode pour déterminer la teneur en phosphore dans les échantillons d'eau peut non seulement raccourcir le temps de surveillance, mais également avoir une grande précision, une bonne sensibilité et une faible limite de détection. D’après une comparaison complète, c’est la meilleure méthode de détection.
2. Méthode de réduction du chlorure ferreux : mélangez l'échantillon d'eau avec de l'acide sulfurique et chauffez-le jusqu'à ébullition, puis ajoutez du chlorure ferreux et de l'acide sulfurique pour réduire le phosphore total en ions phosphate. Utilisez ensuite le molybdate d'ammonium pour la réaction colorée et utilisez la colorimétrie ou la spectrophotométrie pour mesurer l'absorbance afin de calculer la concentration totale de phosphore.
3. Digestion-spectrophotométrie à haute température : digérer l'échantillon d'eau à haute température pour convertir le phosphore total en ions phosphore inorganiques. Utilisez ensuite une solution acide de dichromate de potassium pour réduire l’ion phosphate et le dichromate de potassium dans des conditions acides afin de générer du Cr(III) et du phosphate. La valeur d'absorption du Cr(III) a été mesurée et la teneur en phosphore a été calculée par la courbe standard.
4. Méthode de fluorescence atomique : le phosphore total dans l'échantillon d'eau est d'abord converti en forme de phosphore inorganique, puis analysé par un analyseur de fluorescence atomique pour déterminer sa teneur.
5. Chromatographie en phase gazeuse : Le phosphore total dans l'échantillon d'eau est séparé et détecté par chromatographie en phase gazeuse. L'échantillon d'eau a d'abord été traité pour extraire les ions phosphate, puis un mélange acétonitrile-eau (9 : 1) a été utilisé comme solvant pour la dérivatisation de la pré-colonne, et enfin la teneur totale en phosphore a été déterminée par chromatographie en phase gazeuse.
6. Turbidimétrie isotherme : convertissez le phosphore total dans l'échantillon d'eau en ions phosphate, puis ajoutez un tampon et un réactif acide molybdovanadophosphorique (MVPA) pour réagir pour former un complexe jaune, mesurez la valeur d'absorbance avec un colorimètre, puis la courbe d'étalonnage a été utilisée pour calculer la teneur totale en phosphore.
Heure de publication : 06 juillet 2023
