Ffurfiau Llygryddion Ffosfforws mewn Dŵr Gwastraff A Strategaethau Symud Addas

Ar ôl chwilio am amser hir, doeddwn i wir ddim yn gwybod beth i ysgrifennu amdano. Wrth edrych yn ôl ar fy erthyglau blaenorol, sylweddolais nad oeddwn wedi ymdrin â ffosfforws, felly dyna'r pwnc heddiw. Mae ffosfforws yn llygrydd cyffredin mewn dŵr gwastraff, wedi'i rannu'n bennaf yn ddau gategori: "ffosfforws organig a ffosfforws anorganig." Mae'r rhai sy'n gweithio yn y diwydiant diogelu'r amgylchedd yn eithaf cyfarwydd â'r dangosydd hwn. Mae ffosfforws yn ymddangos yn syml, ond gall fod yn anodd o hyd mewn rhai dŵr gwastraff.

Mae ffosfforws yn bodoli mewn dŵr gwastraff ar ffurf ffosfforws organig ac anorganig. Rhennir ffosfforws anorganig ymhellach yn orthoffosffad a metaffosffad. Mae tynnu ffosfforws yn derfynol yn gofyn am drawsnewid i orthoffosffad.

Orthophosphate (ffosfforws anorganig): megis PO₄³⁻, HPO₄²⁻. Y ffurf fwyaf cyffredin, mae ganddo hydoddedd da a gellir ei ddefnyddio'n uniongyrchol gan organebau. Gellir ei dynnu'n uniongyrchol trwy ddulliau ffisiocemegol.

Metaffosffad (ffosfforws anorganig): megis pyroffosffad, tripolyffosffad (o lanedyddion), sy'n hydrolyze yn raddol i orthoffosffad mewn dŵr.

Ffosfforws organig: megis plaladdwyr a phosphocreatine. Mae'r rhan fwyaf i'w cael mewn llygryddion organig ac mae'n rhaid eu hydrolysu yn orthoffosffad yn gyntaf cyn y gellir eu tynnu'n effeithiol.

Yn gyffredinol, mae'r llwybr tynnu ffosfforws yn golygu ei drawsnewid yn orthoffosffad yn gyntaf, ac yna ystyried dulliau tynnu biolegol neu gemegol. Mae gan dynnu ffosfforws biolegol effeithiolrwydd cyfyngedig, yn gyffredinol gyfyngedig i ffosfforws mewn dŵr gwastraff domestig, a phan fo'r crynodiad yn rhy uchel, mae angen ei ategu â thynnu ffosfforws cemegol. Tynnu ffosfforws cemegol yw'r dull gorau, ond nid yw'n addas i'w ddefnyddio mewn prosesau llaid wedi'i actifadu, oherwydd gall asiantau tynnu ffosfforws effeithio'n andwyol ar dwf micro-organebau.

Craidd trosi ffosfforws organig i ffosfforws anorganig (orthoffosffad) yw'r broses fwynoli, yn y bôn torri grwpiau gweithredol organig, gyda ffosfforws yn cael ei ocsidio i PO₄³⁻. Nid oes gan y broses hon un hafaliad sefydlog; yn dibynnu ar yr amodau adwaith, mae'n disgyn yn bennaf i'r tri llwybr nodweddiadol canlynol:

① Bioddiraddio (mwyaf cyffredin): Wedi'i gataleiddio gan ffosffatas (fel ffosffatas alcalïaidd), mae bondiau C-O-P neu C-P ffosfforws organig yn cael eu torri. Gan gymryd monoesterau ffosffad fel enghraifft:

R{0}}O-PO₃²⁻ + H₂O → R{3}}OH + HPO₄²⁻ (neu PO₄³⁻)

Nodweddion: Tymheredd a phwysau arferol, gwyrdd ac economaidd. Mae dŵr gwastraff trefol yn dibynnu'n bennaf ar y dull hwn, ond mae'r gyfradd adwaith yn dibynnu ar weithgaredd microbaidd a thymheredd.

② Dull ocsideiddio cemegol (triniaeth ddwfn ddiwydiannol): Ychwanegu ocsidydd cryf (fel adweithydd Fenton · OH) i ocsideiddio organoffosffadau yn llwyr. Gan gymryd plaladdwyr organoffosffad (fel malathion) fel enghraifft:

(C₁₀H₁₉O₆PS₂) + 21·OH → 10CO₂ + 14H₂O + SO₄²⁻ + H₂PO₄⁻

Nodweddion: Adwaith cyflym a mwyneiddiad trylwyr. Yn addas ar gyfer dŵr gwastraff diwydiannol gyda bioddiraddadwyedd gwael, ond mae'r gost gweithredu yn gymharol uchel.

③ Llosgi Tymheredd Uchel (Slwtsh/Gwastraff Solet): Mae gwresogi o dan amodau cyfoethog o ocsigen yn trosi ffosfforws organig yn uniongyrchol yn weddillion ffosffad anorganig sefydlog, yn aml wedi'i osod yn y lludw fel metaffosffad neu pyroffosffad. Yn addas ar gyfer-ffosfforws crynodiad uchel-sy'n cynnwys gwastraff peryglus.

Mewn triniaeth dŵr gwastraff gwirioneddol, mae'r mwyafrif helaeth o drawsnewid "ffosfforws organig i ffosfforws anorganig" yn dibynnu ar hydrolysis catalyzed ensym biolegol. Mae'r adwaith bob amser yn cynnwys H₂O, a'r cynnyrch terfynol bron bob amser yw orthoffosffad (PO₄³⁻ neu HPO₄²⁻), sy'n rhagofyniad ar gyfer tynnu ffosfforws cemegol dilynol (ychwanegiad o halwynau alwminiwm / haearn) i waddodi a thynnu ffosfforws.

Egwyddor: Gan ddefnyddio nodweddion polyffosffad-organebau cronnus (PAO) sy'n rhyddhau ffosfforws yn y parth anaerobig ac yn amsugno ffosfforws yn ormodol yn y parth aerobig, caiff ffosfforws ei dynnu'n derfynol trwy ollwng llaid llawn ffosfforws.

Prosesau Prif Ffrwd: A²/O (anaerobig-anocsig-aerobig) a'i amrywiadau (fel ffosydd ocsideiddio, SBR). Gall y broses hon gael gwared ar nitrogen a ffosfforws ar yr un pryd, gan gyflawni cyfradd tynnu ffosfforws cyfanswm o tua 60%.

Craidd: Yn gost-effeithiol ac yn gallu trin organoffosffadau (eu trosi i orthoffosffad cyn amsugno), ond mae diffyg sefydlogrwydd pan fo crynodiadau elifion yn hynod o llym (ee,<0.5 mg/L).

Egwyddor: Mae ychwanegu halwynau alwminiwm (ee, alwminiwm sylffad) neu halwynau haearn (ee, clorid fferrig) yn adweithio ag ïonau ffosffad i ffurfio gwaddod anhydawdd (ee, AlPO₄, FePO₄).

Y pH optimaidd: Mae halwynau alwminiwm tua 6-7, halwynau haearn tua 5-5.5; mae angen rheolaeth ofalus.

Strategaeth: Fel arfer yn cael ei ychwanegu fel cam trin dwfn ar ôl y tanc triniaeth fiolegol, neu ei ychwanegu ar y cyd ag ef ar adegau penodol i sicrhau cydymffurfiad ansawdd dŵr sefydlog.

Ar gyfer-crynodiad uchel neu ddŵr gwastraff organoffosffad diwydiannol ysbeidiol, mae angen ocsidiad datblygedig (ee, proses Fenton) ar gyfer rhagdriniaeth ar y pen i fyny'r afon; os oes angen, mae angen trosi metaffosffad i orthoffosffad trwy ocsidiad uwch i'w dynnu ymhellach.