全リンは重要な水質指標であり、水域の生態環境と人間の健康に大きな影響を与えます。全リンは植物や藻類の成長に必要な栄養素の一つですが、水中の全リンが多すぎると水域の富栄養化を引き起こし、藻類や細菌の繁殖を促進し、アオコの発生を引き起こし、そして水域の生態環境に深刻な影響を与えます。また、飲料水やプールの水など、場合によっては、高濃度の総リンが人間の健康、特に乳児や妊婦に害を及ぼす可能性があります。
水中の全リンの発生源
(1) 農業汚染
農業汚染は主に化学肥料の大量使用が原因であり、化学肥料中のリンは雨水や農業用灌漑を通じて水域に流れ込みます。通常、植物が利用できる肥料は10～25％のみで、残りの75～90％は土の中に残ります。これまでの研究結果によると、水中のリンの 24% ～ 71% は農業の施肥に由来するため、水中のリン汚染は主に土壌中のリンが水に移行することによるものです。統計によると、リン酸肥料の利用率は一般に 10 ～ 20% にすぎません。リン酸肥料の過剰使用は資源の無駄遣いを招くだけでなく、過剰なリン酸肥料が地表流出により水源を汚染する原因にもなります。
(2) 生活下水
生活下水には、下水道に放流される公共建築物下水、家庭生活下水、産業下水などが含まれます。家庭下水中のリンの主な発生源は、リンを含む洗濯製品、し尿、家庭ゴミの使用です。洗剤には主にリン酸ナトリウムやポリリン酸ナトリウムが使用されており、洗剤に含まれるリンは下水とともに水域に流れ込みます。
(3) 産業排水
産業廃水は、水域に過剰なリンを引き起こす主な要因の 1 つです。産業排水は、汚染物質濃度が高く、汚染物質の種類が多く、分解されにくく、成分が複雑であるという特徴があります。産業排水をそのまま放流すると、水域に多大な影響を及ぼします。環境や住民の健康に悪影響を及ぼします。
下水のリン除去方法
(1) 電気分解
電気分解の原理により、廃水中の有害物質はマイナス極とプラス極でそれぞれ還元反応と酸化反応を起こし、有害物質は無害物質に変換され、浄水の目的が達成されます。電解プロセスは、高効率、シンプルな設備、簡単な操作、高い除去効率、および設備の工業化という利点を持っています。凝固剤や洗浄剤などの化学物質を添加する必要がなく、自然環境への影響を回避し、同時にコストを削減します。少量のスラッジが発生します。しかし、電気分解法は電力と鋼材を消費する上、運転コストが高く、維持管理が煩雑であり、土砂の総合利用には更なる研究と解決が必要であるという課題がある。
(2) 電気透析
電気透析法では、外部電場の作用により、水溶液中の陰イオンと陽イオンがそれぞれ陽極と陰極に移動し、電極中央のイオン濃度が大幅に低下し、電極付近が増加します。電極の途中にイオン交換膜を付加すると分離・濃縮が可能です。の目標。電気透析と電気分解の違いは、電気透析は電圧が高いものの電流が大きくないため、必要な連続酸化還元反応を維持できないのに対し、電気分解はその逆です。電気透析技術は、化学薬品を一切必要とせず、設備や組立工程が簡単で、操作が便利であるという利点があります。しかし、エネルギー消費量が多い、原水の前処理に高い要件が必要である、処理の安定性が低いなど、幅広い用途を制限するいくつかの欠点もあります。
(3) 吸着法
吸着法は、水中の特定の汚濁物質を多孔質固体（吸着剤）に吸着・固定させて水中の汚濁物質を除去する方法です。一般に、吸着法は 3 つのステップに分かれます。まず、吸着剤は廃水と完全に接触し、汚染物質が吸着されます。第二に、吸着剤と廃水の分離。第三に、吸着剤の再生または更新。吸着剤として広く使用されている活性炭に加えて、合成マクロ多孔質吸着樹脂も水処理の吸着に広く使用されています。吸着法は操作が簡単で、治療効果が高く、治療が迅速であるという利点があります。ただし、コストが高くなりますし、吸着飽和効果も低下します。樹脂吸着の場合、吸着飽和後に分析する必要があり、分析廃液の処理が困難です。
(4) イオン交換法
イオン交換法は、イオン交換の作用下にあり、水中のイオンが固体中のリンと交換され、リンが陰イオン交換樹脂によって除去されるため、迅速にリンを除去でき、高いリン除去効率を有する。しかし、交換樹脂には中毒しやすく、再生が難しいという欠点があります。
(5) 晶析方法
晶析によるリン除去は、不溶性リン酸塩の表面と構造に似た物質を廃水に添加し、廃水中のイオンの準安定状態を破壊し、晶析剤の表面にリン酸塩の結晶を結晶核として析出させ、リンを分離して除去します。結晶化剤としては、リン酸塩岩、骨炭、スラグ等のカルシウム含有鉱物材料が使用できるが、中でもリン酸塩岩、骨炭がより効果的である。床面積を節約し、制御が簡単ですが、高い pH 要件と一定のカルシウムイオン濃度が必要です。
(6) 人工湿地
人工湿地リン除去は、生物学的リン除去、化学的沈殿リン除去、および吸着リン除去の利点を組み合わせています。生物学的吸収と同化、および基質吸着を通じてリン含有量を低減します。リンの除去は主にリンの基板吸着によって行われます。
要約すると、上記の方法は廃水中のリンを便利かつ迅速に除去できますが、それらにはすべて一定の欠点があります。いずれかの方法を単独で使用すると、実際のアプリケーションではさらに多くの問題が発生する可能性があります。上記の方法はリン除去の前処理や高度な処理に適しており、生物学的リン除去と組み合わせることでより良い結果が得られる可能性があります。
全リンの定量方法
1. モリブデン-アンチモン反分光測光法: モリブデン-アンチモン反分光測光法の分析と測定の原理は次のとおりです。酸性条件下では、水サンプル中のリンがモリブデン酸および酒石酸アンチモンカリウムとイオンの形で反応して酸性モリブデンを形成します。コンプレックス。この物質は還元剤のアスコルビン酸によって還元されて、モリブデンブルーと呼ばれる青色の錯体を形成します。この方法を使用して水サンプルを分析する場合、水質汚染の程度に応じて異なる消化方法を使用する必要があります。過硫酸カリウムの分解は、通常、汚染度の低い水サンプルを対象としています。水サンプルが高度に汚染されている場合、通常、低酸素、高金属塩、および有機物の形で現れます。このとき、酸化性の強い試薬による消化を使用する必要があります。継続的な改善と完成を経て、この方法を使用して水サンプル中のリン含有量を測定すると、監視時間が短縮されるだけでなく、高精度、良好な感度、低い検出限界も得られます。総合的に比較すると、これが最良の検出方法です。
2. 塩化第一鉄の還元方法: 水サンプルを硫酸と混合し、沸騰するまで加熱し、次に塩化第一鉄と硫酸を加えて全リンをリン酸イオンに還元します。次に、モリブデン酸アンモニウムを発色反応に使用し、比色分析または分光測光法を使用して吸光度を測定し、総リン濃度を計算します。
3. 高温消化分光測光法: 水サンプルを高温で消化し、全リンを無機リンイオンに変換します。次に、酸性重クロム酸カリウム溶液を使用して、酸性条件下でリン酸イオンと重クロム酸カリウムを還元し、Cr(III) とリン酸塩を生成します。Cr(III)の吸収値を測定し、検量線よりリン含有量を算出した。
4. 原子蛍光法: 水サンプル中の全リンはまず無機リンの形に変換され、次に原子蛍光分析装置で分析されてその含有量が決定されます。
5. ガスクロマトグラフィー: 水サンプル中の全リンがガスクロマトグラフィーによって分離および検出されます。まず水サンプルを処理してリン酸イオンを抽出し、次にアセトニトリル-水 (9:1) 混合物をプレカラム誘導体化の溶媒として使用し、最後に総リン含有量をガスクロマトグラフィーで測定しました。
6. 等温濁度測定: 水サンプル中の全リンをリン酸イオンに変換し、緩衝液とモリブドバナドリン酸 (MVPA) 試薬を加えて反応させて黄色の錯体を形成し、比色計で吸光度を測定し、検量線を使用します。総リン含有量を計算します。
投稿時間: 2023 年 7 月 6 日
