фосфаты по фосфору в сточных водах что это такое
Фосфаты и общий фосфор в воде
Фосфор может содержаться и в нерастворенном состоянии (в твердой фазе воды), присутствуя в виде взвешенных в воде труднорастворимых фосфатов, включая природные минералы, белковые, органические фосфорсодержащие соединения, остат ки умерших организмов и др. Фосфор в твердой фазе в природных водоемах обычно находится в донных отложениях, однако может встречаться, и в больших количествах, в сточных и загрязненных природных водах.
Формы фосфора в природных водах представлены в таблице ниже.
Таблица. Формы фосфора в природных водах
Химические формы Р
Общий растворенный и взвешенный фосфор
Общий растворенный фосфор
Общий фосфор в частицах
Общий растворенный и взвешенный фосфор
Ортофосфаты в частицах
Гидролизируемые кислотой фосфаты
Общие растворенные и взвешенные гидролизируемые кислотой фосфаты
Растворенные гидролизируемые кислотой фосфаты
Гидролизируемые кислотой фосфаты в частицах
Общий растворенный и взвешенный органический фосфор
Растворенный органический фосфор
Органический фосфор в частицах
Один из вероятных аспектов процесса эвтрофикации – рост сине-зеленых водорослей ( цианобактерий ), многие из которых токсичны. Выделяемые этими организмами вещества относятся к группе фосфор- и серосодержащих органических соединений (нервно-паралитических ядов). Действие токсинов сине-зеленых водорослей может проявляться в возникновении дерматозов, желудочно-кишечных заболеваний; в особенно тяжелых случаях – при попадании большой массы водорослей внутрь организма – может развиваться паралич.
Содержание соединений фосфора подвержено значительным сезонным колебаниям, поскольку оно зависит от соотношения интенсивности процессов фотосинтеза и биохимического окисления органических веществ. Минимальные концентрации фосфатов в поверхностных водах наблюдаются обычно весной и летом, максимальные – осенью и зимой, в морских водах – соответственно весной и осенью, летом и зимой.
Общее токсическое действие солей фосфорной кислоты возможно лишь при весьма высоких дозах и чаще всего обусловлено примесями фтора.
Без предварительной подготовки проб колориметрически определяются неорганические растворенные и взвешенные фосфаты.
Химический анализ сточных вод определение растворенных фосфатов и фосфора общего
Фосфор относится к числу биогенных элементов, имеющих особое значение для развития жизни в водных объектах. Соединения фосфора встречаются во всех живых организмах, они регулируют энергетические процессы клеточного обмена. При отсутствии соединений фосфора в воде рост и развитие водной растительности прекращается, однако избыток их также приводит к негативным последствиям, вызывая процессы эвтрофирования водного объекта и ухудшение качества воды.
Соединения фосфора попадают в природные воды в результате процессов жизнедеятельности и посмертного распада водных организмов, выветривания и растворения пород, содержащих фосфаты, обмена с донными осадками, поступления с поверхности водосбора, а также с бытовыми и промышленными сточными водами. Загрязнению природных вод фосфором способствуют широкое применение фосфорных удобрений, полифосфатов, содержащихся в моющих средствах, флотореагентов и др.
Уменьшение содержания фосфатов в воде связано с потреблением его водными организмами, а также переходом в донные отложения при образовании нерастворимых фосфатов
Предельно допустимая концентрация фосфатов (в пересчете на фосфор) в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения составляет
— для олиготрофных водных объектов 0,05 мг/дм;
Предельно допустимая концентрация фосфатов для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения не установлена, в них нормируется только содержание полифосфатов Предельно допустимая концентрация полифосфатов составляет 3,5 мг/дм 3 в пересчете на фосфат-ион и 1,1 мг/дм 3 в пересчете на фосфор.
В лаборатории «Экологический мониторинг» вы можете заказать комплексный анализ питьевой воды, ливневых сточных вод и промышленных, хозбытовых стоков. Заказать анализ сточных вод, можно оставив заявку на sales@chemanalytica. ru , или воспользовавшись формой обратной связи.
Если у Вас возникли вопросы, направляйте их к нам на почту по адресу sales@chemanalytica.ru или звоните по телефонам
8-800-600-62-40; 8(495)969-35-06.
Существуют разные методы удаления фосфатов из производственных и бытовых стоков: физико-химические, биологические и комбинированные, отличающиеся по способам их реализации, строительным и эксплуатационным затратам. В статье рассматриваются примеры практической реализации методов, приводится опыт наладочных работ и результаты экспериментальных исследований, посвященные изучению методов удаления фосфатов.
Ключевые слова: производственные и бытовые стоки, удаление фосфора из сточных вод, анализ методов удаления фосфатов.
Для предприятий пищевой промышленности, находящихся далеко за пределами населенного пункта и вынужденных сбрасывать очищенные производственные стоки в водоем, особую значимость приобретают эффективные, доступные для реализации, экономичные при строительстве и простые в эксплуатации методы удаления фосфора, так как концентрация этого элемента в очищенных стоках при их сбросе в рыбохозяйственный водоем не должна превышать 0,2 мг/л при исходной концентрации 20-50 мг/л.
При изучении проектов локальных очистных сооружений канализации (ЛОСК), предлагаемых зарубежными фирмами, часть из которых на сегодня уже реализована в России, в пояснительной записке к проекту, как правило, указывается, что согласно рекомендуемой технологии фосфор на стадии биологической очистки будет снижаться до 2 мг/л.
Многолетний опыт эксплуатации (с 2007 по 2016 гг.) биореакторов, работающих в режиме контактной стабилизации на ЛОСК небольшого завода по переработке мяса (Новосибирская область), опроверг оптимистические прогнозы специалистов по поводу значительного снижения фосфора на стадии биологической очистки. На этой стадии фосфор снижается максимум на 2-5 мг/л в зависимости от прироста активного ила. Степень снижения фосфора на городских очистных сооружениях канализации еще ниже из-за меньшего прироста активного ила.
Удалить фосфор на стадии доочистки также чрезвычайно проблематично по ряду причин. При поступлении на фильтры сточной жидкости с низкой концентрацией ион-фосфатов образуются в основном зародыши и дозародыши кристаллов ортофосфорной кислоты (FePO 4 или AlPO 4 ), имеющие малые размеры и состоящие, как правило, из пяти и более молекул. Это обусловлено специфическими условиями медленного протекания процесса кристаллизации, поэтому зародыши и дозародыши не могут задерживаться в межпоровом пространстве фильтрующей загрузки фракцией 1,6-2,5 мм, которая обычно принимается для доочистки сточной жидкости. При поступлении на фильтры стоков с высокой концентрацией ион-фосфатов, например, 20-50 мг/л, для получения в очищенной сточной жидкости остаточной концентрации фосфора 0,2 мг/л необходимо обеспечить удаление фосфора более чем на 99%. Однако максимально возможный эффект, который достигается при введении этих реагентов при соблюдении оптимального стехиометрического соотношения, не превышает 95%. Дальнейшее повышение эффекта удаления фосфора требует неоправданно большого расхода реагента, а ввод реагента в чрезмерно больших количествах приводит к образованию дополнительного количества гидроксида железа или алюминия, повышению нагрузки на фильтры и увеличению количества их промывок. К тому же повышенный расход реагентов увеличивает в очищенной сточной жидкости концентрацию хлоридов или сульфатов, которые также относятся к регламентируемым показателям.
Способы удаления фосфора из сточной жидкости при кажущейся простоте являются не только сложными в реализации в сравнении с удалением азота, но и создают при эксплуатации массу нежелательных последствий [4, 5]. В данной работе сделана попытка проанализировать существующие методы извлечения фосфора: физико-химическим, биологическим и комбинированным способами и поделиться результатами исследований, выполненных авторами в лабораторных, полупроизводственных и производственных условиях.
К физико-химическим относятся реагентные методы, при которых свободные ион-фосфаты связываются реагентами в труднорастворимую соль ортофосфорной кислоты. Биологический способ основан на удалении фосфора за счет его использования на синтез биомассы в биологической системе. Комбинированные методы предусматривают сочетание биологических и физико-химических методов.
Известь может вводиться как на стадии механической очистки, так и на стадии доочистки стоков. Ввод извести на стадии механической очистки приводит иногда к дестабилизации работы биологической очистки не из-за повышенного значения рН сточной жидкости, а низкой концентрации фосфатов. В биологической системе нейтрализация сточной жидкости с повышенным значением рН происходит как угольной, так и азотной кислотами, которые являются продуктами распада органических веществ и азотсодержащих соединений. Пониженная концентрация фосфора (менее 0,2 мг/л) приводит к развитию в сооружениях биологической очистки явления «вспухания» активного ила, что ведет к массовому выносу ила из вторичных отстойников.
Использование для осаждения фосфатов солей железа или алюминия при их вводе на стадии биологической очистки производственных стоков невозможно, так как для получения даже самого низкого эффекта удаления фосфора (например, 70%) необходимо вводить реагент в количестве от 20 до 50 мг/л (по иону металла). Однако уже при концентрации более 17 мг/л эти реагенты начинают оказывать негативное воздействие на метаболизм бактерий, простейших и микроскопических животных активного ила.
Ввод реагентов на стадии биологической очистки порождает две проблемы. Кристаллы ортофосфорной кислоты прочно закрепляются на аэраторах, резко сокращая срок их службы и увеличивая таким образом эксплуатационные затраты. Удельный вес активного ила с кристаллами намного выше удельного веса активного ила, поэтому для поддержания такой смеси во взвешенном состоянии требуется больший расход воздуха, что также увеличивает эксплуатационные затраты. Опыт показал, что чрезмерное снижение концентрации фосфатов на стадии биологической очистки производственных стоков дестабилизирует работу аэротенков или биореакторов.
Авторами настоящей работы в течение длительного времени отлаживалась работа биореакторов, работающих в режиме контактной стабилизации с остаточной концентрацией фосфора от 0,2 до 10 мг/л. Установлено, что уменьшение концентрации фосфора ниже 2 мг/л провоцирует развитие такого нежелательного явления, как «вспухание» активного ила. Гипотеза о том, что при концентрации фосфора, близкой к 0,2-0,6 мг/л, находящиеся в биореакторе кристаллы могут использоваться микроорганизмами для метаболизма, не получила практического подтверждения. Более того, для удаления суточного количества фосфора, связываемого на стадии биологической очистки в кристаллы труднорастворимой соли, необходимо, чтобы их концентрация была примерно равна концентрации активного ила. К примеру, если доза ила в аэротенке или биореакторе равна 4 г/л, то из этой массы 50% должно приходиться на кристаллы.
Перечисленные реагенты могут вводиться также на стадии доочистки стоков, а именно: перед отстойниками физико-химической очистки стоков или перед фильтрами доочистки. Ввод реагента перед отстойниками физико-химической очистки позволяет решить проблему удаления фосфора. При этом образующийся химический осадок требуется вывозить на полигон твердых бытовых отходов. На этой стадии использование солей железа или алюминия в необходимом количестве может привести к превышению в очищенной сточной жидкости сульфатов и хлоридов, ионов железа и алюминия, которые также относятся к регламентируемым показателям. Ввод реагентов на стадии доочистки, т.е. перед фильтрами, приводит к образованию большого количества кристаллов FeРО 4 или AlPO 4 и вызывает массовое обрастание ими фильтрующей загрузки и накопление гидроксида железа или алюминия, которые возвращаются в голову сооружений С промывной водой. Во избежание этого перед сбросом промывной воды в голову сооружений необходимо предусматривать узел для удаления кристаллов и гидроксидов алюминия или железа.
Комбинированный способ удаления фосфора (рис. 1) авторами изучен достаточно глубоко [2, 3]. Суть этого метода состоит в биологическом дефосфатировании активного ила на стадии биологической очистки и химическом связывании ион-фосфатов в труднорастворимые кристаллы ортофосфорной кислоты с последующим их осаждением в отстойниках физико-химической очистки. Особенность этого метода извлечения фосфора заключается в предварительной подготовке циркулирующего активного ила перед его подачей в аэротенки.
Рис.1. Комбинированный способ удаления фосфора из сточной жидкости
Активный ил из вторичных отстойников направляют не в аэротенк, а в сооружение (уплотнитель), где он, в зависимости от температуры иловой смеси, находится без доступа кислорода в течение 5-24 часов. Оказавшись в анаэробных условиях, микроорганизмы активного ила начинают перестраивать свой обмен веществ с аэробного дыхания на анаэробное сбраживание. В аэробных условиях микроорганизмы для метаболизма продуцируют 36 молекул АТФ (аденозинтрифосфата), состоящих примерно на 80-90% из ортофосфорной кислоты (Н 3 РО 4 ). В анаэробных условиях потребности клетки в АТФ в 6 раз ниже. Поэтому бактериальная клетка, попав из аэробных условий в анаэробные, начинает выделять в окружающую среду излишки аденозинтрифосфата.
Достоинствами этого способа являются: обеспечение требуемой степени снижения фосфора на стадии биологической очистки и использование образующегося химического осадка в качестве низкосортного удобрения для кислых почв. При использовании этого метода исключаются все недостатки, присущие методу ввода реагентов в сооружения биологической очистки. К недостаткам этого способа относится необходимость строительства: уплотнителей-дефосфатизаторов больших размеров, иногда соизмеримых со вторичными отстойниками; отстойников физико-химической очистки, рассчитанных на двухчасовое отстаивание; фильтров для доочистки стоков; реагентного хозяйства; узла для извлечения из промывных вод кристаллов ортофосфорной кислоты с последующим их обезвоживанием в естественных или искусственных условиях. При эксплуатации требуется большое количество извести, иногда необходим питательный субстрат для ускорения погружения биологической системы в анаэробные условия, образуется большой объем химического осадка. На всех этапах, где протекают процессы кристаллизации, неизбежно образование отложений в трубопроводах, арматуре, оборудовании и сооружениях, при этом, чем выше давление в трубах, тем прочнее твердые отложения.
На рис. 2 приведена технологическая схема поэтапного снижения фосфора в производственных стоках небольшого завода по переработке мяса (Новосибирская область).
Рис. 2. Поэтапный метод снижения фосфора в производственных стоках
ЛОСК этого предприятия предназначены для усреднения и нейтрализации стоков, механической очистки во флотаторах, биологической очистки в биореакторах, доочистки стоков на песчаных и угольных фильтрах, обеззараживания гипохлоритом с последующим сбросом в рыбохозяйственный водоем II категории. Согласно проектным данным максимальное количество фосфора предполагалось удалять на стадии биологической очистки с 13-39 мг/л до 2 мг/л, дальнейшее его снижение до 0,2 мг/л должно было происходить на стадии доочистки. Практика показала, что, к сожалению, декларированного проектировщиками снижения фосфора на стадии биологической очистки не произошло, этого не наблюдается и в настоящее время. На стадии биологической очистки он снижается максимум на 2-5 мг/л.
Необходимая степень удаления фосфора регулируется значением рН сточной жидкости в резервуаре-усреднителе и количеством вводимой извести. На этом этапе фосфор снижается примерно с 13-39 мг/л до 4-7 мг/л. Предложенный вариант имеет два основных достоинства. Во-первых, он вписывается в проектную технологию очистки сточной жидкости, согласно которой на стадии усреднения и нейтрализации используется щелочь. Во-вторых, ион кальция (Са 2+ ) не оказывает ингибирующего воздействия на активный ил, так как этот элемент наряду с магнием, калием и натрием относится к макроэлементам, жизненно необходимым для бактерий, простейших и микроскопических животных.
Второй этап удаления фосфора протекает в биореакторе, где фосфор удаляется естественным путем за счет его использования на синтез биомассы активного ила. В биореакторе фосфор снижается в зависимости от количества поступающих загрязнений и возраста активного ила примерно на 2-5 мг/л. В процессе эксплуатации осуществляется строгий контроль за поддержанием остаточной концентрации фосфора в биореакторе не менее 2 мг/л.
Третий этап снижения фосфора происходит на стадии доочистки в песчаных фильтрах. От хлорного железа, которое было предусмотрено проектом, пришлось отказаться, так как остаточная концентрация этого элемента в очищенной сточной жидкости превышала предельно допустимую концентрацию на сброс в водоем. При выборе реагента, который решено было использовать на этой стадии очистки, руководствовались следующими соображениями: реагент должен быть эффективным и его ввод не должен порождать дополнительные проблемы.
Анализ полученных данных позволил выявить причины низкого эффекта удаления фосфора на этом этапе очистки стоков. Прежде всего, это связано с размерами фильтрующей загрузки (1,6-2,5 мм), не способной задерживать зародыши и дозародыши кристаллов ортофосфорной кислоты. Активный ил, остающийся в загрузке по причине некачественной промывки, в результате дефосфатирования в отдельные дни увеличивал концентрацию фосфора после фильтров на 1,5-2,5 мг/л. Фильтры согласно проекту имели только водяную промывку, к тому же с пониженной интенсивностью 8,4 л/с*м2.
В настоящее время на данном объекте проводятся интенсивные испытания, направленные на сокращение расхода извести или полной ее замены, что позволит резко сократить объем химического осадка. Проходят экспериментальные исследования по апробации способов удаления фосфора на конечной стадии очистки сточной жидкости с использованием брусита, цеолита и алюмосодержащего реагента. Испытания, проведенные на модели фильтра, показали, что фосфор при использовании алюмосодержащего реагента можно снизить до 0,05-0,1 мг/л.
Вывод
Из всего многообразия существующих и апробированных на сегодня методов удаления фосфора из сточной жидкости в каждом конкретном случае должен выбираться тот, который является наиболее эффективным, дешевым, простым в реализации и эксплуатации.
Литература:
1. Справочник проектировщика под редакцией Самохина В.Н. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1981.
2. Патент № 2230041, СО2 F. Способ удаления фосфора из сточной жидкости. Авторы: Амбросова Г.Т., Меркель О.М., Бойко Т.А. и др. Приоритет от 10.10.2002., опубликовано 10.06.2004 в «Бюллетень изобретений» №16.
3. Патент № 2276108, СО2F3/30. Способ удаления фосфора из сточной жидкости. Авторы: Амбросова Г.Т., Бойко Т.А., Максуров М.Ю. и др. Приоритет от 05.08.2004, опубликовано 10.06.2006 в «Бюллетень изобретений» №13.
4. Амбросова Г.Т., Бойко Т.А., Ксенофонтова О.В., Функ А.А. Изучение способа удаления фосфора из сточной жидкости. Журнал «Стройпрофиль», № 3, 2007, г. Санкт-Петербург.
5. Амбросова Г.Т., Ксенофонтова О.В. Прогнозирование интенсивности процессов кристаллизации в системах канализации свинокомплексов. Журнал «Известия вузов. Строительство». Новосибирск 2003, №10.
There are different methods of removing phosphates from industrial and domestic waste water: physicochemical, biological, and combined with different ways of their implementation, construction and maintenance costs. The article discusses examples of the practical implementation of the methods is commissioning experience and the results of experimental studies, devoted to methods of removing phosphates.
Keywords: industrial and domestic effluents, phosphorus removal from wastewater, analysis of methods for phosphate removal.
Ambrosova Galina Tarasovna, candidate of technical Sciences, Professor, NGASU («Sibstrin»). 630008, Novosibirsk, Leningradskaya St., 101/2. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Funk Anna Aleksandrovna, candidate of technical Sciences, associate Professor, NGASU («Sibstrin»). 630008, Novosibirsk, Leningradskaya str., 113. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Matyushenko Evgeny Nikolaevich, engineer of the 1st category of MUP Novosibirsk «Gorvodokanal». 630008, Novosibirsk, Leningradskaya str. 100, apt 15. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Журнал «Вода Magazine» №7 (107), 2016 г.
Фосфор в сточной воде
Фосфор – химический элемент, относящийся к пниктогенам. Он является одним из самых распространенных элементов в земной коре, занимая до 1% ее общей массы. Из-за значительной химической активности его нельзя встретить в свободном виде. При этом элемент образует огромное количество различных минералов, в том числе апатита и фосфорита. Также фосфор считается неотъемлемой частью фосфолипидов – важных биологических соединений. Содержась в животных тканях, белках, а также АТФ и ДНК, он считается жизненно важным элементом.
В обычных условиях фосфор находится в виде аллотропных 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.
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. ПДК общего фосфора в сточных водах составляет 12 мг/дм3.
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.
Особенности определения фосфора в сточных водах
Любому анализу предшествует отбор образцов. Этот процесс подразумевает выполнение всех процедур в соответствии с ГОСТом, в связи с чего его лучше доверить профессионалам. Особенно это касается сточных вод. Объем образца для проведения исследований должен составлять по меньшей мере 250 см3. Емкости, используемые для сбора и хранения воды, нельзя обрабатывать синтетически средствами, в составе которых находятся ортофосфаты или полифосфаты. Это вызовет искажение результатов из-за повышения содержания соединений.
Анализ воды должен быть проведен не позже чем спустя 6 часов после отбора образца. В случае, если испытание не удастся провести в день взятия пробы, его необходимо законсервировать путем добавления хлороформа в объеме 3-4 см3 на каждые 1000 см3 воды. Далее пробу помещают в особые условия с температурой не выше +8 °C. В таком состоянии образец можно хранить в течение 3 суток. Перед проведением анализа пробу необходимо тщательно взболтать.
Чтобы добиться наибольшей точности, измерения должны осуществляться при комнатной температуре. Приготовление растворов выполняется в соответствии с требуемым объемом и соблюдением правильного соотношения. Количество аликвот и массы навесок регентов регламентировано настоящим стандартом и также вычисляется в см3 или дм3.
Методы анализа сточных вод
Существует несколько методов определения фосфора в сточных водах. Все они делятся на две категории: грубые и точные. Выбор зависит от направления исследования и данных, которые должны быть получены после его завершения.
Для проведения анализов по вышеперечисленным методам могут использоваться разные виды оборудования. К ним относятся фотометры, спектрофотомеры, фотометрические анализаторы и другие устройства, которые позволяют оценить плотность раствора в разном диапазоне волн при погрешности измерений не выше 2%. Благодаря возможностям современного оборудования с помощью данных методов можно эффективно определять фосфаты в сточной воде при массовой концентрации от 0,01 до 1000 мг/дм3.
Методы очистки сточных вод от фосфора
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.
Физико-химические методы очистки
Чтобы очистить воду от фосфатов, часто применяют физико-химические методы. Они подразумевают фильтрацию, позволяющую удалить взвешенные вещества. После проведения фильтрования в воду добавляются коагулянты, созданные на основе сульфата алюминия или хлорида железа. Иногда их совмещают с флокулянтом. Это способствует образованию коллоидных фосфатов, которые впоследствии переходят в состояние осадка.
Вода с осажденными фосфатами отстаивается или проходит через очистку флотацией. На данном этапе можно рассчитывать на удаление до 90% фосфатов. Применение электрохимической очистки ускоряет процесс обработки воды, так как газы, выделяющиеся во время электролиза, помогают хлопьям оксидов металлов оказываться на поверхности воды, откуда они удаляются. Но с учетом дороговизны этот метод используется не так часто.
Биологические методы
Биологические способы очистки сточных вод подразумевают применение активного ила, в котором содержится большое количество аэробных и анаэробных микроорганизмов. Их отличает способность задействовать загрязняющий воду фосфор во время метаболизма. В рамках биологической очистки из сточных вод одновременно удаляется фосфор и азот, что связано с их участием в процессе обмена веществ живых организмов.
Метод основан на введении активного ила и питательного субстрата в сточные воды, которые предварительно помещаются в специальные резервуары. Субстрат требуется для создания наилучших условий для бактерий, принимающих непосредственное участие в процессе дефосфоризации. В виде субстрата используются жирные кислоты с летучими свойствами, а в роли основной питательной среды выступает уксусная, а в некоторых случая пропионовая кислота.
Когда бактерии начинают потреблять органические кислоты без привлечения кислорода, полифосфаты разлагаются до состояния фосфатов. Реакция объясняется тем, что бактериям для поддержания жизнедеятельности требуется энергия, которая и поступает от распада указанных соединений. После этого в анаэробных условиях начитают размножаться бактерии и водоросли – в рамках этого процесса свободные фосфаты применяются для синтеза. Благодаря этому они превращаются в биомассу, которая на финальном этапе отделяется от очищенной воды.
Комбинированные методы
К комбинированным методам очистки сточных вод относится сочетание физико-химических и биологических процессов. В случае с фосфором химическая коагуляция дополнительно усиливается биологической очисткой, что способствует более тщательной обработке и очистке. Однако, при использовании таких методов необходимо учитывать ряд нюансов.
Так, применение извести и коагулянтов с целью очистки от фосфора, может привести к повышению показателя рН, что в свою очередь вызывает гибель микроорганизмов. Для борьбы с этим явлением можно использовать карбонизацию, то есть насыщение воды углекислым газом. Во время контакта с водой он образует угольную кислоту, при помощи которой можно снизить уровень рН до допустимого.
Анализ сточных вод в лаборатории «НОРТЕСТ»
В крупных городах и промышленных центрах регулярно создаются и модернизируются сточные водоочистные сооружения, что делается с учетом постоянно растущего объем сточных вод. Однако, во многих случаях превышение допустимой концентрации фосфора и других элементов еще наблюдается. Для того, чтобы своевременно выявить факт нарушения, для проверки воды потребуются услуги квалифицированной лаборатории, которая способна провести независимую экспертизу, обеспечив высокую точность исследований.
К таким лабораториям относится испытательный центр «НОРТЕСТ», базирующийся в Москве. Помимо клиентов из столицы, мы также готовы помочь компаниям и потребителям из Московской области. Весь процесс, начиная от отбора образцов с последующим проведением анализов и выдачей результатов, осуществляется с соблюдением нормативов и требований. Полученный результат указывает на процентное содержание соединений фосфора и может быть использован в качестве основания для оптимизации работы систем водоочистки в области расположения сточных вод.
Полезные статьи
Анализ воды в Балашихе
Гранулометрический (механический) состав грунтов и почв