I. Réamhrá
Tar éis cuardach a dhéanamh ar feadh i bhfad, i ndáiríre ní raibh a fhios agam cad a scríobh faoi. Ag breathnú siar ar na hailt a bhí agam roimhe seo, thuig mé nach raibh fosfar clúdaithe agam, mar sin is é sin ábhar an lae inniu. Is truailleán coitianta i bhfuíolluisce é fosfar, roinnte go príomha i dhá chatagóir: "fosfar orgánach agus fosfar neamhorgánach." Tá na daoine atá ag obair sa tionscal um chosaint an chomhshaoil ar an eolas faoin táscaire seo. Dealraíonn sé go bhfuil fosfar simplí, ach is féidir é a bheith deacair fós i roinnt fuíolluisce.
II. Foirmeacha agus Tréithe an Fhosfair
Tá fosfar ann i bhfuíolluisce i bhfoirm fosfair orgánach agus neamhorgánach. Roinntear fosfar neamhorgánach tuilleadh i orthophosphate agus meiteafosfáit. Chun deireadh a chur le fosfar tá gá le comhshó go orthophosphate.
Ortaphosphate (fosfar neamhorgánach): mar PO₄³⁻, HPO₄²⁻. An fhoirm is coitianta, tá tuaslagthacht maith aige agus is féidir le horgánaigh é a úsáid go díreach. Is féidir é a bhaint go díreach trí mhodhanna fisiciceimiceacha.
Metaphosphate (fosfar neamhorgánach): mar pirophosphate, tripolyphosphate (ó ghlantaigh), a hidrealú de réir a chéile i orthophosphate in uisce.
Fosfar orgánach: mar lotnaidicídí agus phosphocreatine. Faightear an chuid is mó díobh i dtruailleáin orgánacha agus ní mór iad a hidrealú ar dtús i orthophosphate sular féidir iad a bhaint go héifeachtach.
III. Straitéisí do Bhaint Fosfar
Go ginearálta is éard atá i gceist leis an gcosán bainte le haghaidh fosfar ná é a thiontú go orthophosphate ar dtús, agus modhanna bainte bitheolaíocha nó ceimiceacha a bhreithniú ansin. Tá éifeachtacht theoranta ag baint le fosfar bitheolaíoch, go ginearálta teoranta do fosfar i bhfuíolluisce tí, agus nuair a bhíonn an tiúchan ró-ard, ní mór é a fhorlíonadh le baint fosfar ceimiceach. Is é an modh is fearr a bhaint fosfar ceimiceach, ach níl sé oiriúnach le húsáid i bpróisis sloda gníomhachtaithe, mar is féidir le gníomhairí a bhaint fosfar tionchar diúltach ar fhás na miocrorgánaigh.
Is é an croí a bhaineann le fosfar orgánach a thiontú go fosfar neamhorgánach (orthophosphate) ná an próiseas mianraí, go bunúsach briseadh grúpaí feidhmiúla orgánacha, agus fosfar á ocsaídiú go PO₄³⁻. Níl cothromóid sheasta amháin ag an bpróiseas seo; ag brath ar na coinníollacha imoibrithe, tagann sé go príomha isteach sna trí ghnáthbhealaí seo a leanas:
① Bith-dhíghrádú (is coitianta): Déantar na bannaí C-O-P nó C-P d’fhosfar orgánach a chatalú le fosfatás (cosúil le fosfatase alcaileach). Ag glacadh monaiistir fosfáite mar shampla:
R{0}}O-PO₃²⁻ + H₂O → R-OH + HPO₄²⁻ (nó PO₄³⁻)
Saintréithe: Teocht agus brú gnáth, glas agus eacnamaíoch. Braitheann fuíolluisce cathrach go príomha ar an modh seo, ach braitheann an ráta imoibrithe ar ghníomhaíocht mhiocróbach agus ar theocht.
② Modh ocsaídiúcháin cheimiceach (cóireáil dhomhain thionsclaíoch): ocsaídeoir láidir (cosúil le himoibrí Fenton · OH) a chur leis chun orgánafosfáití a ocsaídiú go hiomlán. Ag glacadh lotnaidicídí orgánafosfáit (cosúil le malation) mar shampla:
(C₁₀H₁₉O₆PS₂) + 21·OH → 10CO₂ + 14H₂O + SO₄²⁻ + H₂PO₄⁻
Saintréithe: imoibriú tapa agus mianrú críochnúil. Oiriúnach le haghaidh fuíolluisce tionsclaíoch le droch-bhith-dhíghrádaithe, ach tá an costas oibriúcháin sách ard.
③ Ardteocht Loiscthe (Sloda/Dramhaíl Sholadach): Trí théamh faoi choinníollacha saibhre ocsaigine, déanann sé fosfar orgánach a thiontú go díreach ina iarmhar fosfáit neamhorgánach cobhsaí, a shocraítear go minic sa luaith mar mheiteafosfáit nó pireafhosfáit. Oiriúnach do-fosfar-dtiúchan ard{{-ina bhfuil dramhaíl ghuaiseach.
I gcóireáil fuíolluisce iarbhír, braitheann formhór mór an chomhshó "fosfar orgánach go fosfar neamhorgánach" ar hidrealú einsímeach bitheolaíoch. Bíonn H₂O i gceist leis an imoibriú i gcónaí, agus is é an táirge deiridh beagnach i gcónaí orthophosphate (PO₄³⁻ nó HPO₄²⁻), atá ina réamhriachtanas chun fosfar ceimiceach a bhaint ina dhiaidh sin (salainn alúmanaim / iarainn) chun fosfar a deascadh agus a bhaint.
IV. Baint Fosfar Bitheolaíochta
Prionsabal: Trí úsáid a bhaint as saintréithe polyphosphate-orgánach carntha (PAO) a scaoileann fosfar sa chrios anaeróbach agus a ionsúnn an iomarca fosfar sa chrios aeróbach, baintear fosfar ar deireadh trí sloda saibhir fosfair a scaoileadh.
Próisis Phríomhshrutha: A²/O (anaeróbach-anocsa-aeróbach) agus a malairtí (cosúil le díoga ocsaídiúcháin, SBR). Is féidir leis an bpróiseas seo nítrigine agus fosfar a bhaint ag an am céanna, ag baint amach ráta iomlán a bhaint fosfar de thart ar 60%.
Croílár: Costas-éifeachtach agus in ann orgánafosfáití a chóireáil (iad a thiontú go orafosfáití roimh ionsú), ach níl cobhsaíocht ann nuair a bhíonn tiúchan eisiltigh thar a bheith dian (m.sh.<0.5 mg/L).
V. Baint Fosfar Ceimiceach
Prionsabal: Nuair a chuirtear salainn alúmanaim (m.sh., sulfáit alúmanaim) nó salainn iarainn (eg, clóiríd ferric) imoibríonn sé le hiain fosfáit chun deascáin dothuaslagtha a fhoirmiú (m.sh., AlPO₄, FePO₄).
pH is fearr: salainn alúmanaim thart ar 6-7, salainn iarainn thart ar 5-5.5; tá gá le rialú cúramach.
Straitéis: De ghnáth cuirtear leis mar chéim cóireála domhain tar éis an umar cóireála bitheolaíoch, nó cuirtear leis i gcomhar leis ag amanna sonracha chun comhlíonadh cobhsaí cáilíochta uisce a chinntiú.
Le haghaidh ard-tiúchana nó fuíolluisce orgánafosfáití tionsclaíochta ath-chaothraithe, tá gá le hard-ocsaídiú (eg, próiseas Fenton) le haghaidh réamhchóireála ag an taobh in aghaidh an tsrutha; más gá, is gá meiteafosfáit a thiontú go orthophosphate trí ocsaídiú chun cinn chun a bhaint a thuilleadh.