ฟอสฟอรัสทั้งหมดเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำที่สำคัญ ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพแวดล้อมทางนิเวศของแหล่งน้ำและสุขภาพของมนุษย์ ฟอสฟอรัสรวมเป็นสารอาหารชนิดหนึ่งที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชและสาหร่าย แต่ถ้าปริมาณฟอสฟอรัสรวมในน้ำสูงเกินไป จะทำให้แหล่งน้ำขาดออกซิเจน เร่งการแพร่พันธุ์ของสาหร่ายและแบคทีเรีย ทำให้เกิดการบานของสาหร่าย และส่งผลร้ายแรงต่อสภาพแวดล้อมทางนิเวศน์ของแหล่งน้ำ และในบางกรณี เช่น น้ำดื่มและน้ำในสระว่ายน้ำ ปริมาณฟอสฟอรัสรวมที่สูงอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยเฉพาะทารกและสตรีมีครรภ์
แหล่งที่มาของฟอสฟอรัสทั้งหมดในน้ำ
(1) มลพิษทางการเกษตร
มลพิษทางการเกษตรส่วนใหญ่เกิดจากการใช้ปุ๋ยเคมีอย่างกว้างขวาง และฟอสฟอรัสในปุ๋ยเคมีจะไหลลงสู่แหล่งน้ำผ่านทางน้ำฝนหรือการชลประทานทางการเกษตร โดยปกติพืชสามารถใช้ปุ๋ยได้เพียง 10%-25% และส่วนที่เหลืออีก 75%-90% จะเหลืออยู่ในดิน จากผลการวิจัยก่อนหน้านี้ ฟอสฟอรัสในน้ำ 24%-71% มาจากปุ๋ยทางการเกษตร ดังนั้นมลพิษจากฟอสฟอรัสในน้ำจึงมีสาเหตุหลักมาจากการอพยพของฟอสฟอรัสในดินสู่น้ำ ตามสถิติ อัตราการใช้ปุ๋ยฟอสเฟตโดยทั่วไปอยู่ที่ 10% -20% เท่านั้น การใช้ปุ๋ยฟอสเฟตมากเกินไปไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการสิ้นเปลืองทรัพยากรเท่านั้น แต่ยังทำให้ปุ๋ยฟอสเฟตส่วนเกินก่อให้เกิดมลพิษกับแหล่งน้ำผ่านทางน้ำที่ไหลบ่าบนพื้นผิวอีกด้วย
(2) น้ำเสียจากครัวเรือน
สิ่งปฏิกูลในครัวเรือนรวมถึงสิ่งปฏิกูลในอาคารสาธารณะ สิ่งปฏิกูลในที่อยู่อาศัย และสิ่งปฏิกูลทางอุตสาหกรรมที่ปล่อยลงสู่ท่อระบายน้ำ แหล่งที่มาหลักของฟอสฟอรัสในน้ำเสียในบ้านเรือนคือการใช้ผลิตภัณฑ์ซักผ้าที่มีฟอสฟอรัส อุจจาระของมนุษย์ และขยะในครัวเรือน ผลิตภัณฑ์ซักผ้าส่วนใหญ่ใช้โซเดียมฟอสเฟตและโพลีโซเดียมฟอสเฟต และฟอสฟอรัสในผงซักฟอกจะไหลลงสู่แหล่งน้ำพร้อมกับสิ่งปฏิกูล
(3) น้ำเสียอุตสาหกรรม
น้ำเสียอุตสาหกรรมเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดฟอสฟอรัสส่วนเกินในแหล่งน้ำ น้ำเสียอุตสาหกรรมมีลักษณะเป็นสารมลพิษที่มีความเข้มข้นสูง มีสารมลพิษหลายประเภท ย่อยสลายยาก และมีส่วนประกอบที่ซับซ้อน หากน้ำเสียอุตสาหกรรมถูกระบายออกโดยตรงโดยไม่มีการบำบัด จะทำให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อแหล่งน้ำ ผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของผู้อยู่อาศัย
วิธีกำจัดฟอสฟอรัสจากน้ำเสีย
(1) กระแสไฟฟ้า
ด้วยหลักการของกระแสไฟฟ้า สารอันตรายในน้ำเสียจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันและปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่ขั้วลบและขั้วบวกตามลำดับ และสารอันตรายจะถูกแปลงเป็นสารที่ไม่เป็นอันตรายเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทำน้ำให้บริสุทธิ์ กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสมีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูง อุปกรณ์เรียบง่าย ใช้งานง่าย ประสิทธิภาพการกำจัดสูง และการทำให้อุปกรณ์เป็นอุตสาหกรรม ไม่จำเป็นต้องเติมสารตกตะกอน สารทำความสะอาด และสารเคมีอื่นๆ หลีกเลี่ยงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ และลดต้นทุนไปพร้อมๆ กัน จะเกิดตะกอนจำนวนเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม วิธีการอิเล็กโทรไลซิสจำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าและวัสดุที่เป็นเหล็ก ต้นทุนการดำเนินงานสูง การบำรุงรักษาและการจัดการมีความซับซ้อน และปัญหาการใช้ตะกอนอย่างครอบคลุมจำเป็นต้องมีการวิจัยและการแก้ปัญหาเพิ่มเติม
(2) การฟอกไตด้วยไฟฟ้า
ในวิธีการอิเล็กโทรไดอะไลซิสโดยการกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอก แอนไอออนและแคตไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำจะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกและแคโทดตามลำดับ เพื่อให้ความเข้มข้นของไอออนที่อยู่ตรงกลางของอิเล็กโทรดลดลงอย่างมาก และความเข้มข้นของไอออน ใกล้ขั้วไฟฟ้าเพิ่มขึ้น หากเพิ่มเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนที่ตรงกลางของอิเล็กโทรด ก็สามารถบรรลุการแยกตัวและความเข้มข้นได้ เป้าหมายของ ความแตกต่างระหว่างอิเล็กโตรไดอะไลซิสและอิเล็กโทรไลซิสก็คือ แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าของอิเล็กโทรไดอะไลซิสจะสูง แต่กระแสก็ไม่มาก ซึ่งไม่สามารถรักษาปฏิกิริยารีดอกซ์ต่อเนื่องที่จำเป็นได้ ในขณะที่อิเล็กโทรไลซิสเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม เทคโนโลยีการฟอกไตด้วยไฟฟ้ามีข้อดีตรงที่ไม่ต้องใช้สารเคมี อุปกรณ์และกระบวนการประกอบที่เรียบง่าย และการทำงานที่สะดวก อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียบางประการที่จำกัดการใช้งานในวงกว้าง เช่น การใช้พลังงานสูง ข้อกำหนดสูงสำหรับการบำบัดน้ำดิบ และความเสถียรในการบำบัดที่ไม่ดี
(3) วิธีการดูดซับ
วิธีการดูดซับเป็นวิธีการที่สารมลพิษบางชนิดในน้ำถูกดูดซับและตรึงด้วยของแข็งที่มีรูพรุน (ตัวดูดซับ) เพื่อกำจัดสารมลพิษในน้ำ โดยทั่วไปวิธีการดูดซับจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน ขั้นแรก ตัวดูดซับสัมผัสกับน้ำเสียอย่างเต็มที่เพื่อดูดซับมลพิษ ประการที่สอง การแยกตัวดูดซับและน้ำเสีย ประการที่สาม การสร้างใหม่หรือการต่ออายุของตัวดูดซับ นอกจากถ่านกัมมันต์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวดูดซับแล้ว เรซินดูดซับที่มีรูพรุนขนาดใหญ่สังเคราะห์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการดูดซับการบำบัดน้ำ วิธีการดูดซับมีข้อดีคือใช้งานง่าย ให้ผลการรักษาที่ดีและการรักษาอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายสูงและผลความอิ่มตัวของการดูดซับจะลดลง หากใช้การดูดซับเรซิน จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์หลังจากการดูดซับอิ่มตัว และของเหลวของเสียจากการวิเคราะห์นั้นจัดการได้ยาก
(4) วิธีแลกเปลี่ยนไอออน
วิธีการแลกเปลี่ยนไอออนอยู่ภายใต้การกระทำของการแลกเปลี่ยนไอออน ไอออนในน้ำจะถูกแลกเปลี่ยนเป็นฟอสฟอรัสในของแข็ง และฟอสฟอรัสจะถูกกำจัดออกโดยเรซินแลกเปลี่ยนไอออนซึ่งสามารถกำจัดฟอสฟอรัสได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสสูง อย่างไรก็ตาม เรซินแลกเปลี่ยนมีข้อเสียคือเป็นพิษง่ายและเกิดใหม่ได้ยาก
(5) วิธีการตกผลึก
การกำจัดฟอสฟอรัสโดยการตกผลึกคือการเติมสารที่คล้ายกับพื้นผิวและโครงสร้างของฟอสเฟตที่ไม่ละลายน้ำลงในน้ำเสีย ทำลายสถานะที่แพร่กระจายของไอออนในน้ำเสีย และตกตะกอนผลึกฟอสเฟตบนพื้นผิวของสารตกผลึกเป็นนิวเคลียสของผลึก จากนั้น แยกและกำจัดฟอสฟอรัส วัสดุแร่ที่มีแคลเซียมสามารถใช้เป็นสารตกผลึกได้ เช่น หินฟอสเฟต ถ่านกระดูก ตะกรัน ฯลฯ ซึ่งหินฟอสเฟตและถ่านกระดูกมีประสิทธิภาพมากกว่า ช่วยประหยัดพื้นที่บนพื้นและควบคุมได้ง่าย แต่มีความต้องการ pH สูงและมีความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนในระดับหนึ่ง
(6) พื้นที่ชุ่มน้ำเทียม
การกำจัดฟอสฟอรัสในพื้นที่ชุ่มน้ำแบบก่อสร้างผสมผสานข้อดีของการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพ การกำจัดฟอสฟอรัสจากการตกตะกอนทางเคมี และการกำจัดฟอสฟอรัสแบบดูดซับ จะช่วยลดปริมาณฟอสฟอรัสผ่านการดูดซึมและการดูดซึมทางชีวภาพ และการดูดซับสารตั้งต้น การกำจัดฟอสฟอรัสส่วนใหญ่เกิดจากการดูดซับสารตั้งต้นของฟอสฟอรัส
โดยสรุป วิธีการข้างต้นสามารถกำจัดฟอสฟอรัสในน้ำเสียได้อย่างสะดวกและรวดเร็ว แต่ก็มีข้อเสียอยู่บ้าง หากใช้วิธีใดวิธีหนึ่งเพียงอย่างเดียว แอปพลิเคชันจริงอาจประสบปัญหามากขึ้น วิธีการข้างต้นเหมาะสำหรับการบำบัดล่วงหน้าหรือการบำบัดขั้นสูงเพื่อกำจัดฟอสฟอรัส และเมื่อรวมกับการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพอาจให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า
วิธีการหาปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมด
1. โมลิบดีนัม - พลวงต่อต้านสเปกโตรโฟโตมิเตอร์: หลักการวิเคราะห์และกำหนดของโมลิบดีนัม - พลวงต่อต้านสเปกโตรโฟโตมิเตอร์คือ: ภายใต้สภาวะที่เป็นกรดฟอสฟอรัสในตัวอย่างน้ำสามารถทำปฏิกิริยากับกรดโมลิบดีนัมและโพแทสเซียมทาร์เทรตพลวงในรูปของไอออนเพื่อสร้างกรดโมลิบดีนัม คอมเพล็กซ์ โพลีแอซิด และสารนี้สามารถรีดิวซ์ได้ด้วยสารรีดิวซ์ แอสคอร์บิกแอซิด เพื่อสร้างสารเชิงซ้อนสีน้ำเงิน ซึ่งเราเรียกว่าโมลิบดีนัมสีน้ำเงิน เมื่อใช้วิธีการนี้ในการวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำ ควรใช้วิธีการย่อยที่แตกต่างกันตามระดับของมลพิษทางน้ำ โดยทั่วไปการย่อยโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟตมุ่งเป้าไปที่ตัวอย่างน้ำที่มีมลพิษในระดับต่ำ และหากตัวอย่างน้ำมีมลพิษสูง โดยทั่วไปจะปรากฏในรูปของออกซิเจนต่ำ เกลือของโลหะสูง และอินทรียวัตถุ ในเวลานี้เราจำเป็นต้องใช้การย่อยสารรีเอเจนต์แบบออกซิไดซ์ที่แรงกว่า หลังจากการปรับปรุงและความสมบูรณ์แบบอย่างต่อเนื่อง การใช้วิธีนี้ในการกำหนดปริมาณฟอสฟอรัสในตัวอย่างน้ำไม่เพียงช่วยลดระยะเวลาการตรวจสอบเท่านั้น แต่ยังมีความแม่นยำสูง ความไวที่ดี และขีดจำกัดการตรวจจับต่ำอีกด้วย จากการเปรียบเทียบแบบครอบคลุม นี่เป็นวิธีการตรวจจับที่ดีที่สุด
2. วิธีการลดเฟอร์รัสคลอไรด์: ผสมตัวอย่างน้ำกับกรดซัลฟิวริกและให้ความร้อนจนเดือด จากนั้นเติมเฟอร์รัสคลอไรด์และกรดซัลฟูริกเพื่อลดฟอสฟอรัสทั้งหมดให้เป็นไอออนฟอสเฟต จากนั้นใช้แอมโมเนียมโมลิบเดตสำหรับปฏิกิริยาสี และใช้การวัดสีหรือสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เพื่อวัดค่าการดูดกลืนแสงเพื่อคำนวณความเข้มข้นของฟอสฟอรัสทั้งหมด
3. การย่อยด้วยสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ที่อุณหภูมิสูง: ย่อยตัวอย่างน้ำที่อุณหภูมิสูงเพื่อแปลงฟอสฟอรัสทั้งหมดให้เป็นไอออนฟอสฟอรัสอนินทรีย์ จากนั้นใช้สารละลายโพแทสเซียมไดโครเมตที่เป็นกรดเพื่อลดฟอสเฟตไอออนและโพแทสเซียมไดโครเมตภายใต้สภาวะที่เป็นกรดเพื่อสร้าง Cr(III) และฟอสเฟต วัดค่าการดูดซึมของ Cr(III) และปริมาณฟอสฟอรัสคำนวณโดยใช้เส้นโค้งมาตรฐาน
4. วิธีอะตอมมิกฟลูออเรสเซนซ์: ฟอสฟอรัสทั้งหมดในตัวอย่างน้ำจะถูกแปลงเป็นรูปแบบฟอสฟอรัสอนินทรีย์ก่อน จากนั้นจึงวิเคราะห์โดยเครื่องวิเคราะห์อะตอมฟลูออเรสเซนซ์เพื่อตรวจสอบเนื้อหา
5. แก๊สโครมาโตกราฟี: ฟอสฟอรัสทั้งหมดในตัวอย่างน้ำจะถูกแยกและตรวจจับโดยแก๊สโครมาโตกราฟี ตัวอย่างน้ำได้รับการบำบัดก่อนเพื่อแยกไอออนฟอสเฟต จากนั้นจึงใช้ส่วนผสมของอะซิโตไนไตรล์-น้ำ (9:1) เป็นตัวทำละลายสำหรับการเกิดอนุพันธ์ก่อนคอลัมน์ และสุดท้ายปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมดถูกกำหนดโดยแก๊สโครมาโทกราฟี
6. การวัดความขุ่นของไอโซเทอร์มอล: แปลงฟอสฟอรัสทั้งหมดในตัวอย่างน้ำให้เป็นไอออนฟอสเฟต จากนั้นเติมบัฟเฟอร์และรีเอเจนต์กรดโมลิบโดวานาโดฟอสฟอริก (MVPA) เพื่อทำปฏิกิริยาให้เกิดสารเชิงซ้อนสีเหลือง วัดค่าการดูดกลืนแสงด้วยคัลเลอริมิเตอร์ จากนั้นจึงใช้เส้นโค้งการสอบเทียบ เพื่อคำนวณปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมด
เวลาโพสต์: Jul-06-2023
