температура окружающего воздуха,

атмосферное давление,

относительная влажность воздуха,

напряжение питания сети,

частота питающей сети,

При использовании автоклава бутылочки из боросиликатного стекла помещают в автоклав и выдерживают при температуре 132 °С и давлении 0,2 МПа в течение 30 минут.

После охлаждения в пробу прибавляют одну - две капли раствора фенолфталеина и раствор гидроокиси натрия до появления слаборозовой окраски. Затем раствор обесцвечивают прибавлением раствора серной кислоты молярной концентрации 0,5 моль/дм 3 .

11 Контроль качества результатов измерений

11.1 Контроль стабильности результатов измерений

Контроль стабильности результатов измерений в лаборатории осуществляют по ГОСТ Р ИСО 5725-6 , раздел 6, используя методы контроля стабильности стандартного отклонения промежуточной прецизионности и контроля стабильности показателя правильности рутинного анализа. Средство контроля готовят из ГСО состава водных растворов фосфат-ионов, аналогично пункту и анализируют согласно разделу . При построении контрольных карт для расчета пределов действия и предупреждения используют значения стандартного отклонения промежуточной прецизионности при различиях по факторам «время», «оператор», «оборудование» σ I(T,O,E) , приведенные в таблице .

Периодичность проведения контроля стабильности результатов измерений устанавливают индивидуально для каждой лаборатории в соответствии с документами по внутрилабораторному контролю качества результатов анализа.

При неудовлетворительных результатах контроля, например, превышение предела действия или регулярное превышение предела предупреждения, выясняют причины этих отклонений, в том числе повторяют градуировку прибора, проводят смену реактивов, проверяют работу оператора.

11.2. Контроль точности измерений при внедрении МВИ.

При внедрении МВИ в практику работы лаборатории необходимо провести контроль точности результатов измерений массовой концентрации общего фосфора и фосфора фосфатов, используя метод добавок в пробы вод.

Для контроля берут не менее пяти проб разного состава, анализируемых в лаборатории. Каждую пробу делят на две части. Первую часть пробы анализируют в соответствии с разделом , получая результат измерений массовой концентрации общего фосфора или фосфора фосфатов (С ). Во вторую часть пробы вводят добавку. Добавку готовят из ГСО состава водных растворов фосфат-ионов. Численное значение добавки рассчитывается таким образом, чтобы полученное после введения добавки значение массовой концентрации общего фосфора или фосфора фосфатов в пробе воды (С к) удовлетворяло условию:

С к = (1,5 ÷ 2) С,

где С - экспериментально установленное значение массовой концентрации общего фосфора или фосфора фосфатов в пробе до введения добавки.

Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:

где µ - действительное значение массовой концентрации общего фосфора или фосфора фосфатов в добавке;

Δ 1 и Δ 2 - абсолютная погрешность определения массовой концентрации общего фосфора или фосфора фосфатов в пробе с добавкой и в пробе без добавки (при Р = 0,95). Значения Δ 1 и Δ 2 рассчитываются по формулам:

Δ 1 = (δ·С к)/100; Δ 2 = (δ·С)/100

где δ - значения границ интервала, в котором относительная погрешность находится с доверительной вероятностью Р = 0,95, % (таблицы и ).

После внедрения МВИ в практику работы лаборатории при необходимости проверки приемлемости результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости, проводят межлабораторные сравнительные испытания с использованием данной методики для оценки стандартного отклонения воспроизводимости. В случае невозможности организации межлабораторных сравнительных испытаний допускается, согласно МИ 2336-2002 , оценить значение стандартного отклонения воспроизводимости, ctr, по формуле: σ R = 1,2·σ I(Т,О,Е) . Проверку приемлемости результатов измерений в условиях воспроизводимости осуществляют по ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 , пункт 5.3.

Сопоставление альтернативных методов измерений проводят по ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 , раздел 8.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Инструкция для работы на деструкционной установке "TURBOTERM" фирмы "GERHARD" при выполнении измерений массовой концентрации фосфора общего в пробах питьевых, природных и сточных вод.

Внимание! При любых неисправностях Вы можете немедленно остановить работу системы нажатием клавиши Stop.

Чтобы обеспечить нужное разрежение и полное удаление паров штатив должен быть полностью заполнен.

1. Поместите заполненный штатив с пробами в нижнее отделение двухуровневой стойки.

2. Удалите поддон и поместите узел удаления паров на штатив с пробирками TURBOTERM. Отгонка выходящих продуктов сгорания осуществляется через перевернутые стеклянные воронки с фторопластовыми уплотнениями. Убедитесь, что воронки плотно насажены на пробирки TURBOTERM.

3. Включите водоструйный насос (откройте водопроводный кран).

4. Включите прибор в сеть (розетка) и включите сетевой выключатель на панели прибора.

На лицевой панели дисплея должны появиться следующие надписи:

Дисплей режимов показывает номер программы (от 1 до 9).

На дисплее таймера отображено количество стадий нагревания (от Н0 до Н9).

Например: Н0 - означает, что нагрев не используется,

Н3 - введено 3 стадии нагревания и т. д.

Рис. 1 Блок-схема программы

5. Выберете нужную программу термической обработки проб нажатием клавишей "+" или "-".

Запустите работу прибора по выбранной программе нажатием клавиши RUN, после чего должно наблюдаться периодическое изменение яркости дисплея (мигание).

На дисплее режимов будет высвечиваться значение мощности нагревателя проб, на дисплее таймера - время, остающееся до окончания данной стадии нагревания.

Для ввода или корректировки программы необходимо произвести следующие действия:

А) Нажатием клавиши Prog , на дисплее кратковременно должна появиться надпись:

Б) Затем должен высветиться установленный режим первой стадии нагревания:

Параметры режима нагревания проб можно изменить, для этого необходимо нажать клавиши "+" или "-". Мигающая точка на дисплее означает, что прибор готов к изменению мощности нагревателя проб. С помощью клавиш "+" или "-" необходимо установить нужное значение мощности нагревателя проб.

После этого, если необходимо, изменить время нагревания, для этого следует нажать клавишу Time и аналогичным образом изменить число на дисплее таймера.

В) Нажатием клавиши Prog переходим ко второй стадии нагревания.

На дисплее должна появиться надпись:

Затем должен высветиться установленный режим второй стадии нагревания:

На второй стадии нагревания следует понизить мощность нагревателя до 50 % - 70 %, в зависимости от интенсивности кипения. Для изменения мощности и времени нагревания поступают в соответствии с п.4 (Б).

Г) Если изменять установленные параметры не надо, то нажимаем клавишу "+", на дисплее должно высветиться:

Затем высвечивается установленный режим 3-й стадии нагревания

Д) Нажмите клавишу Stop . Должна высветиться первоначальная надпись:

Е) Для запуска откорректированной программы нажмите клавишу Run , при этом высвечивается режим первой стадии нагревания:

Экран дисплея будет мигать.

6. По окончании работы прибора по программе раздастся короткий звуковой сигнал и на дисплее таймера появится надпись End :

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 растительно-сти прекращается, однако избыток их также приводит к негативным последст-виям, вызывая процессы эвтрофирования водного объекта и ухудшение качества воды.

Соединения фосфора попадают в природные воды в результате процессов жиз-недеятельности и посмертного распада водных организмов, выветривания и рас-творения пород, содержащих фосфаты, обмена с донными осадками, поступления с поверхности водосбора, а также с бытовыми и промышленными сточными во-дами. Загрязнению природных вод фосфором способствуют широкое применение фосфорных удобрений, полифосфатов, содержащихся в моющих средствах, флотореагентов и др.

Фосфаты в воде могут присутствовать в виде различных ионов в зависимости от величины рН. В водах соединения фосфора, как минеральные, так и органические могут при-сутствовать в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Переход со-единений фосфора из одной формы в другую осуществляется довольно легко, что создает сложности при определении тех или иных его форм. Обычно идентификация их осуществляется по процедуре, с помощью которой проводят химический анализ сточных вод . В том случае, когда анализируют фильтрованную пробу воды, говорят о раство-ренных формах, в противном случае - о суммарном содержании. Содержание взвешенных соединений фосфора находят по разности. Определение растворен-ных фосфатов (ортофосфатов) при анализе сточных вод осуществляется по реакции с молибдатом аммония и аскорбиновой кислотой с образованием молибденовой сини в исходной водной пробе, в то время как для определения полифосфатов в сточной воде требуется предварительно перевести их в фосфаты путем кислого гидролиза.

Для получения сравнимых результатов оп-ределения соединений фосфора и однозначной их интерпретации важно строгое соблюдение условий предварительной обработки проб и процедуры анализа сточных вод , в частности при определении растворенных форм проба должна быть отфильтрова-на как можно быстрее после отбора через фильтр с размером пор 0,45 мкм.

Концентрация фосфатов в незагрязненных природных водах может составлять тысячные, редко сотые доли мг/дм 3 . Повышение их содержания свидетельствует о загрязнении водного объекта. Концентрация фосфатов в воде подвержена се-зонным колебаниям, поскольку она зависит от интенсивности процессов фото-синтеза и биохимического разложения органических веществ Минимальные концентрации соединений фосфора наблюдаются весной и летом, максимальные - осенью и зимой

Уменьшение содержания фосфатов в воде связано с потреблением его водными организмами, а также переходом в донные отложения при образовании нераство-римых фосфатов

В «Экологический мониторинг» вы можете заказать комплексный анализ питьевой воды, ливневых сточных вод и промышленных, хозбытовых стоков. Заказать , можно оставив заявку на , или воспользовавшись формой обратной связи.

В этом разделе не рассматриваются синтезированные в промышленности фосфорорганические соединения. Природные соединения органического фосфора поступают в природные воды в результате процессов жизнедеятельности и посмертного распада водных организмов, обмена с донными отложениями.

Органические соединения фосфора присутствуют в поверхностных водах в растворенном, взвешенном и коллоидном состоянии.

Фосфор минеральный

Соединения минерального фосфора поступают в природные воды в результате выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты (апатиты и фосфориты) и поступления с поверхности водосбора в виде орто-, мета-, пиро- и полифосфат-ионов (удобрения, синтетические моющие средства, добавки, предупреждающие образование накипи в котлах и т.п.), а также образуются при биологической переработке остатков животных и растительных организмов. Избыточное содержание фосфатов воде, особенно в грунтовой, может быть отражением присутствия в водном объекте примесей удобрений, компонентов хозяйственно-бытовых сточных вод, разлагающейся биомассы.

Основной формой неорганического фосфора при значениях pH водоема больше 6.5 является ион HPO42- (около 90%).

В кислых водах неорганический фосфор присутствует преимущественно в виде H2PO4- .

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 наблюдается 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.

Полифосфаты

Men(PO3)n , Men+2PnO3n+1 , MenH2PnO3n+1

Применяются для умягчения воды, обезжиривания волокна, как компонент стиральных порошков и мыла, ингибитор коррозии, катализатор, в пищевой промышленности.

Малотоксичны. Токсичность объясняется способностью полифосфатов к образованию комплексов с биологически важными ионами, особенно с кальцием .

<< Предыдущий | Индекс | Литература | Следующий >>

© Эколайн, 1998

Соединения серы

©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

Растворимость — фосфор

Cтраница 2

Эта операция слегка снижает растворимость фосфора удобрения в воде, но не влияет на его цит-ратную растворимость.  

Это распределение зависит от соотношения значений растворимости данной примеси в окисле и кремнии. Например, как показано на рис. 7 — 12, растворимость фосфора в кремнии больше, чем в окисле. Это приводит к обогащению фосфором прилегающего к окислу слоя кремния.  

Транзисторы типа р-п — р используются крайне редко, так как имеют худшие электрические параметры. Основное преимущество технологии изготовления транзисторов типа п-р — п связано с относительно (большим коэффициентом растворимости фосфора в кремнии, диффузия которого используется при создании области эмиттера. Кроме того, в транзисторах типа п-р — п неосновными носителями в базе являются электроны. Подвижность электронов при одинаковой температуре и концентрации примесей в кремнии приблизительно в два раза превышает подвижность дырок.  

Из этого ясно, что недостаток серы может возникать в областях, где с некоторого времени отказались от сульфатных удобрений и где навоз стали применять реже. Недостаток серы встречается сравнительно редко; однако, по нашему мнению, земледельцы-практики часто не обращают на это внимания, и в большинстве случаев, когда констатируют преимущество сульфата аммония или суперфосфата над аммонитратами или шлаками и объясняют это преимущество аммиачной формой азота или растворимостью фосфора, действительной причиной является именно присутствие серы.  

Вредное влияние фосфора на свойства сварных соединений заключается в снижении высокотемпературных характеристик металла шва вследствие ослабления межкристаллитных границ (при выделении легкоплавких включений) и в ухудшении механических свойств швов при нормальной и низких температурах. Последнее обусловлено снижением пластичности металла в результате растворения фосфора и наличием на границах кристаллитов хрупких неметаллических прослоек. Так как растворимость фосфора в аустените ниже, чем в феррите, опасность образования кристаллизационных трещин и снижения механических свойств металла шва значительно больше для швов с аустенитнои структурой.  

Обогащение расплава фосфором также вызывает образование горячих трещин по границам кристаллитов. Так как растворимость фосфора в аустени-те меньше, чем в феррите, опасность возникновения кристаллизационных трещин в аустенитных швах значительно больше.

Показатель – содержание фосфатов в воде

В швах на углеродистых и низколегированных сталях фосфор преимущественно находится в твердом растворе, а не в виде неметаллических включений. Это обусловлено низкой концентрацией фосфора в металле швов и относительно высокой его растворимостью в феррите. В связи с низкой растворимостью фосфора в аустените фосфорсодержащие включения значительно чаще встречаются в швах с аустенитной структурой. В этих включениях фосфор может находиться в виде фосфидов, фосфидных эвтектик и фосфатов.  

Представленные на рис. 24 данные по влиянию легирующих элементов на растворимость фосфора в а-железе показывают, что легирование железа, содержащего фосфор, может приводить к нескольким конкурирующим процессам. К ним относятся усиление зернограничной сегрегации фосфора при умеренном снижении его растворимости в железе, с одной стороны, и ослабление сегрегации из-за связывания растворенного фосфора при выделении фосфидов в результате очень сильного снижения растворимости фосфора с другой. В ряде работ показано И09, 241 ], что в случае низколегированных конструкционных сталей весьма эффективными добавками, связывающими охрупчивающие примеси в химические соединения и значительно ослабляющими склонность к отпускной хрупкости, являются редкоземельные элементы, в частности, лантан и церий.  

Судя по выделению фосфора, SiP не является низшим фосфидом кремния. Последние 0 2 г-ат фосфора выделяются только при низком давлении. Бильц предполагал, что это может быть также и результатом растворения фосфора в кремнии. Однако измерение растворимости фосфора в кремнии, проведенное Фуллером и Дитценбергером , показало, что при температуре 1250 таковая составляет всего около 1 3 вес.  

В соответствии с моделью неоднородного карбидообразования при отпуске закаленной легированной стали вследствие более быстрого распада пересыщенного твердого раствора на границах зерен концентрация карбидообразующих элементов в феррите вблизи границ падает быстрее, чем в феррите объема зерна, приближаясь к равновесной, и остается ниже средней концентрации этих элементов внутри зерна в течение времени, зависящего от состава стали и температуры отпуска. Предполагается, что в обедненных карбидообразующими элементами приграничных зонах понижается термодинамическая активность фосфора, поэтому фосфор диффундирует в эти зоны. Влияние некарбидообразующих элементов в рамках этой модели является косвенным. Никель, например, ускоряет падение растворимости фосфора с понижением температурь), что связывается с повышением его термодинамической активности, усиливающим, в свою очередь, влияние неоднородно-стей твердого раствора на распределение фосфора. Влияние других элементов может быть обусловлено изменением поверхностной энергии и избыточной энергии границ зерен, размера аустенитного зерна, сопротивления начальной пластической деформации, т.е. изменением фона, на котором развиваются основные (в рамках этой модели) процессы, ответственные за охрупчивание — неоднородное карбидообразование и перераспределение фосфора и его аналогов.  

Страницы:      1    2    3

Современный человек в повседневной жизни не может обойтись без химии. И часто случается так, что не находится времени глянуть какие продукты употребляются и используются в быту.

Аллергия, пониженный иммунитет и другие проблемы со здоровьем могут быть следствием интоксикации фосфатами. Не говоря уже о тяжелой экологической обстановке окружающей среды.

Что такое фосфаты и откуда они берутся

Фосфаты - это неорганические химические соединения, которые образуются из фосфорной кислоты и металлов. Существует множество разновидностей фосфатов, а сфера их применения начинается пищевой промышленностью и заканчивается выплавкой металлов.

В быту человек встречается с фосфатами в пище, а также во время стирки или мытья посуды, то есть при контакте с бытовой химией. Чаще всего фосфаты представлены в виде трёх соединений - фосфата кальция (Ca3(PO4)2), ортофосфата калия (K3PO4) и фосфата натрия (Na3PO4).

Они могут находится в колбасе, сыре (добавляют для однородности), выпечке, тортах (разрыхлитель для теста), в прочих пищевых продуктах как консервант. В бытовую химию фосфаты добавляют в моющие средства, порошки, шампуни и пр. в качестве смягчителя воды. При чём в стиральных порошках фосфатов значительно больше, чем указывают на упаковке.

Фосфаты в естественном виде присутствуют в таких продуктах как мясо и орехи, но, в основном, выводятся организмом. Но с искусственными фосфатными солями всё по-другому.

Каков вред от фосфатов?

Влияние на здоровье человека

Давно известно, что эти вещества представляют серьёзную опасность для здоровья людей, особенно тех, кто страдает почечной недостаточностью. Долгое время врачи предупреждали об опасности слишком большого количества фосфатов в крови. Несколько исследований уже показали, что люди с заболеванием почек подвергаются повышенному риску смерти. Поскольку повреждённые почки больше не могут выводить определенные вещества, такие как, например, фосфаты. Они накапливается в крови и залегают в сосудах и мягких тканях.

Слишком большой уровень фосфатов в крови увеличивает риск смерти.

И тем не менее, риску подвергаются даже здоровые люди. Несколько исследований это доказывают. У здоровых людей фосфаты, что находятся в крови, выводятся через почки. Но чем больше фосфатов человек употребляет, тем быстрее почка перенапрягается и теряет эту способность. В результате наблюдается повышенный уровень фосфатов в крови, повреждения сосудов (их внутренние стенки изменяются и кальцифицируются), а также сердца. При этом риск инсульта или сердечного приступа в значительной мере возрастает.

Сердечно-сосудистая система - не единственная кто страдает от соединений фосфора. Кости также подвергаются риску по той простой причине, что фосфаты обеспечивают высвобождение и вымывание кальция из них. В результате кости теряют минералы и становятся хрупкими, что может привести к остеопорозу, а также увеличению риска переломов при значительных нагрузках.

Согласно исследованиям, взрослый человек может употреблять максимум 700 мг фосфатов в сутки. К сожалению, даже если вы и захотите уменьшить их употребление, - это будет почти невозможно. Например, замороженная пицца часто содержит в три раза больше рекомендуемой нормы фосфатов. Фастфуды и сладкие безалкогольные напитки буквально наводняют организм искусственными фосфатами.

Опасность в том, что искусственные фосфаты свободно растворяются и поглощаются организмом почти на 100%. Автоматический барьер для устранения избытка, который служит для регулирования натуральных фосфатов, здесь не работает. Тело поглощает гораздо больше, чем может справиться.

Также фосфаты могут попадать в тело человека через кожу, нарушая кислотно-щелочной баланс в клетках. Следствие - дерматологические болезни и ускоренное старение кожи. Кроме того, фосфаты таким образом влияют и на кровь человека - изменяют содержание гемоглобина, плотность сыворотки и количество белка. Что в свою очередь приводит к нарушению работы печени, мышц, тяжелым отравлениям, нарушению обмена веществ, обострению хронических болезней.

Влияние на экологию и природу

Садоводы знают, что фосфаты необходимы растениям в качестве удобрений. Так же само фосфаты действуют и в водоёмах, ускоряя рост водорослей. В результате бурного роста, водная растительность поглощает значительное количество растворённого в воде кислорода. По этой причине может наблюдаться гибель и превращение озёр в болота, мор рыбы, умирают животные и т.п. В конечном итоге, водоёмы полностью зарастают.

Попадают фосфаты в водоёмы с полей, а также через сточные воды, которые проходят обработку на очистных сооружениях активным мулом. Активный мул - это микроорганизмы, и они не справляются с огромным потоком фосфатов из городов и погибают. В следствие чего, фосфатные соединения не полностью удаляются из сточных вод и попадают в водоёмы.

От «нашествия водорослей» и экологической катастрофы страны и водоёмы средней климатической полосы спасает лишь недостаточное количество тепла и света, что поступает в холодный период года.

Как уменьшить употребление и вред от фосфатов для себя и окружающей среды

Фосфорные соединения не всегда упоминаются на упаковках товаров в открытом виде. Производителю попросту это не совсем выгодно, поэтому зачастую их скрывают за номерами с индексом «Е»:

. E338 (фосфорная кислота);

. Е339 (фосфат натрия);

. E340 (фосфат калия);

. E341 (фосфат кальция);

. Е343 (фосфат магния);

. E450 (дифосфат);

. E451 (трифосфат);

. E452 (полифосфат);

. Е442 (аммонийные соли фосфатидиловой кислоты);

. Е541 (кислый алюмофосфат натрия);

. Е1410 (монокрахмал-фосфат);

. Е1412 (дикрахмал фосфат);

. Е1413 (фосфатированный дикрахмал фосфат);

. Е1414 (ацетилированный крахмал);

. Е1442 (гидроксипропилдикрахмалфосфат).

Также они скрываются за терминами «регулятор кислотности». На колбасных или сырных продуктах имеются только маленькие знаки со словами «содержит фосфат». И если они используются в производстве продуктов питания только как вспомогательные средства или являются частью ингредиента - как в сыре замороженной пиццы, - они могут не упоминаться в конечном продукте. Поэтому потребителю сложно идентифицировать их как таковые. Таким образом, искусственные фосфаты и вредят здоровью человека.

Откажитесь от готовых к употреблению продуктов и фастфуда. Обращайте внимание на указанные выше номера на этикетках и держитесь подальше от таких товаров.

Что касается бытовой химии, используйте экологические «мягкие», щадящие, бесфосфатные моющие средства и порошки с пониженным содержанием поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Фосфаты и их влияние на человека

В такой продукции значительно уменьшена концентрация ПАВ, фосфатов вообще нет, а моющие свойства не уступают химии с фосфатами. Единственным недостатком является цена. Но негативное влияние на организм почти отсутствует.

Уменьшить эвтрофикацию (зарастание, заболачивание) водоёмов можно использованием именно бесфосфатных моющих средств и порошков, а также правильной агротехники на полях и огородах.

Ситуация с фосфатами на постсоветском пространстве близится к критической. Без применения мер на уровне правительств, принятия соответствующих норм и законов, она будет значительно усугубляться. Но человек - существо с правом выбора, и он сам способен выбирать как и в какой среде ему жить. Будьте внимательны, проверяйте состав продуктов, которые используете и употребляете. Позаботьтесь о себе, окружающей среде и будущем своих детей.

Под общим фосфором понимают сумму минерального и органического фосфора. Так же, как и для азота, обмен фосфором между его минеральными и органическими формами, с одной стороны, и живыми организмами – с другой – является основным фактором, определяющим его концентрацию. В природных и сточных водах фосфор может присутство­вать в разных видах. В растворенном состоянии (иногда говорят – в жидкой фазе анализируемой воды) он может находиться в виде ортофосфорной кислоты (Н 3 РО 4) и ее анионов (Н 2 РО 4 - , НРО 4 2- , РО 4 3-), в виде мета- , пиро - и полифосфатов (эти вещества используют для предупреждения образования накипи, они входят также в состав моющих средств). Кроме того, существуют разно­ образные фосфор­органические соединения – нуклеиновые кис­ лоты, нуклеопротеиды, фосфолипиды и др., которые также могут присутствовать в воде, являясь продуктами жизнедеятельности или разложения организмов. К фосфор­органическим соединени­ям относятся также некоторые пестициды.

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.

Концентрация общего растворенного фосфора (минерального и органического) в незагрязненных природных водах изменяется от 5 до 200 мкг/дм 3 .

Формы фосфора в природных водах представлены в таблице ниже.

Таблица. Формы фосфора в природных водах

Фосфор – важнейший биогенный элемент, чаще всего лимитирующий развитие продуктивности водоемов. Поэтому поступление избытка соединений фосфора с водосбора в виде минеральных удобрений с поверхностным стоком с полей (с гектара орошаемых земель выносится 0,4- 0,6 кг фосфора), со стоками с ферм (0,01-0,05 кг/сут на одно животное), с недоочищенными или неочищенными бытовыми сточными водами (0,003-0,006 кг/сут . на одного жителя), а также с некоторыми производственными отходами приводит к резкому неконтролируемому приросту растительной биомассы водного объекта (это особенно характерно для непроточных и малопроточных водоемов). Происходит так называемое изменение трофического статуса водоема, сопровождающееся перестройкой всего водного сообщества и ведущее к преобладанию гнилостных процессов (и, соответственно, возрастанию мутности, солености, концентрации бактерий).

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.

В соответствии с требованиями глобальной системы мониторинга состояния окружающей среды (ГСМОС/GEMS) в программы обязательных наблюдений за составом природных вод включено определение содержания общего фосфора (растворенного и взвешенного, в виде органических и минеральных соединений). Фосфор является важнейшим показателем трофического статуса природных водоемов. Основной формой неорганического фосфора при значениях pH водоема больше 6,5 является ион HPO 4 2- (около 90 %). В кислых водах неорганический фосфор присутствует преимущественно в виде H 2 PO 4 - .

Концентрация фосфатов в природных водах обычно очень мала – сотые, редко десятые доли миллиграммов фосфора в 1 дм 3 , в загрязненных водах она может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм 3 . Подземные воды содержат обычно не более 100 мкг/дм 3 фосфатов; исключение составляют воды в районах залегания фосфорсодержащих пород.

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.

Изобретение относится к реагентным способам обработки бытовых и промышленных сточных вод, а именно к очистке стоков от фосфатов, и может быть использовано на станциях очистки и водоподготовки, в частности на биологических очистных сооружениях. Обработку фосфорсодержащих сточных вод ведут полученным в промышленных условиях алюмохлоридным раствором - отходом (сточными водами) производства этилбензола, который характеризуется следующими показателями, г/дм 3: хлорид алюминия 1,5-8,2; свободная соляная кислота 1,1-48,0; рН 0,9-2,9. Алюмохлоридный раствор перед употреблением обрабатывают раствором щелочи, доводя величину рН до 3,8-4,3, а затем его добавляют в воду в количестве 1,0-3,2 дм 3 /м 3 (в пересчете на А1 +3 - 1,6-5,0 мг/дм 3). Обработку стоков и осаждение ведут при рН 6,5-7,4. Использование такого алюмохлоридного раствора для осаждения фосфатов позволяет получить осветленную воду хорошего качества, утилизировать отход производства, а также упростить и повысить стабильность процесса осаждения и последующего процесса биологической очистки.

Изобретение относится к реагентной обработке бытовых и промышленных сточных вод, а именно к очистке стоков от фосфатов, и может быть использовано на станциях очистки и водоподготовки, в частности на биологических очистных сооружениях (БОС).

Фосфор относится к числу биогенных элементов, имеющих особое значение в биологическом цикле как в водных объектах, так и в активном иле станций биологической очистки. При недостатке соединений фосфора в воде тормозится рост и развитие водной флоры и фауны, однако их избыток также приводит к негативным последствиям, вызывая развитие процессов эфтрофикации и ухудшение качества воды. Поэтому в технологии биологической очистки бытовых и производственных сточных вод на БОС существует настоятельная потребность снижения концентрации фосфатов в очищенных стоках до нормативов, предусмотренных санитарными нормами.

Соединения фосфора в природных и сточных водах представлены в виде ортофосфатов, полифосфатов и органических фосфорсодержащих соединений, причем преобладающей формой являются ортофосфаты.

Ортофосфорная кислота (средней силы), будучи трехосновной, способна образовывать три вида солей, например:

Кислые соли:

NaН 2 РO 4 первичный фосфорнокислый натрий;

Na 2 HPO 4 вторичный фосфорнокислый натрий;

Средняя соль:

Nа 3 РO 4 третичный фосфорнокислый натрий.

Все первичные фосфаты хорошо растворимы в воде, из вторичных и третичных растворимы лишь очень немногие, в частности соли натрия (Б.Н.Некрасов. Основы общей химии,. Т.1, изд. 3-е испр. и доп., М.: Химия, 1973, с.440).

В водах соединения фосфора как минеральные, так и органические могут присутствовать в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Переход из одной формы в другую осуществляется сравнительно легко.

Обработку сточных вод осуществляют на очистных сооружениях как с использованием, так и без применения химических реагентов. Обработка воды коагулянтами позволяет перевести минеральные примеси в нерастворимую форму. К таким реагентам относятся соли кальция, железа и алюминия.

Способ очистки сточных вод, характеризующийся улучшенными характеристиками отделения твердых частиц, сниженной биологической потребностью в кислороде (БХПК) в очищенных сточных водах и повышенным удалением азота и фосфата, описан в пат. RU 2148033, 7 С 02 F 3/30. Из пат. RU 2145942, 7 С 02 F 1/52, 1/54, опубл. 27.02.2000, №6, известно, что очистку сточных вод ведут с использованием извести и гидролизующейся соли железа или алюминия при оптимальных значениях рН. Способ очистки сточных вод, включающий смешивание стоков с сернокислым алюминием (12-20 мг/л) при заданной величине рН (6,5-7,6), изложен в пат. RU 2145575, 7 С 02 F 1/52, опубл. 20.02.2000, №5.

Для очистки многотоннажных промышленных стоков с использованием химических реагентов является характерным большой расход дефицитных и дорогостоящих коагулянтов, производство которых сопряжено не только со значительными материальными затратами, но и с экологическими проблемами. На станциях очистки при этом возникает настоятельная потребность в сооружении реагентных хозяйств и их оснащении специальным технологическим оборудованием, что обуславливает высокую себестоимость очистки за счет больших материальных и энергетических затрат.

Наиболее близок по техническому решению к предлагаемому изобретению способ, изложенный в пат. RU 2151172, 7 С 12 F 3/10, опубл. 20.06.2000. №17. Сущность данного технического решения заключается в удалении взвешенных, коллоидных и растворенных органических и минеральных примесей методом коагуляции на стадии осаждения гидроксидом алюминия.

Общим признаком с предлагаемым изобретением является использование для агломерации частиц на стадии осаждения гидролизующейся соли алюминия. Данному способу присущи вышеперечисленные недостатки.

Наиболее близким к заявляемому способу очистки воды от фосфатов (прототипом) является способ извлечения из сточных вод (СВ) фосфатов, описанный в (В.А.Проскуряков, Л.И.Шмидт. Очистка сточных вод в химической промышленности. Изд. Химия, Ленинградское отделение, 1977, с.138). Сущность данного технического решения заключается в осаждении фосфатов сульфатом алюминия в щелочной среде. Эффективность очистки составляет 90-95%.

Кроме перечисленных выше недостатков, в данном случае имеет место вторичное загрязнение осветленной воды солями и ионами, т.к. характерной особенностью технических реагентов являются высокое содержание в них балласта и небольшое количество основного вещества (активное начало).

Задачей предлагаемого изобретения является:

Расширение ассортимента высокоэффективных, доступных и недорогих реагентов для извлечения фосфатов из сточных вод с сохранением высокой степени очистки воды;

Предотвращение вторичного загрязнения очищаемых стоков солями и ионами, содержащимися в используемых растворах реагентов;

Уменьшение себестоимости очистки за счет сокращения материальных и энергетических затрат;

Упрощение и повышение стабильности проведения технологического процесса;

Квалифицированное использование отхода производства.

Исключение указанных недостатков в способе очистки сточных вод от фосфатов, включающем обработку воды гидролизующейся солью алюминия, и достижение технического результата возможно за счет того, что в качестве гидролизующейся соли алюминия используют алюмохлоридный раствор - отход производства этилбензола, который характеризуется следующими показателями, г/дм 3: хлорид алюминия 1,5-8,2, свободная соляная кислота 1,1-48,0, величина рН 0,9-2,9, причем перед употреблением его обрабатывают раствором щелочи, доводя величину рН до 3,8-4,3, реагент вводят в воду в количестве 1,0-3,2 дм 3 /м 3 (в пересчете на А1 +3 1,6-5,0 мг/дм 3), а величина рН очищаемой воды изменяется в пределах 6,5-7,4.

Сопоставительный анализ прототипа и предлагаемого изобретения показывает, что общим признаком является использование в качестве осадителя фосфатов гидролизующейся соли алюминия.

Отличие заявляемого способа от прототипа заключается в том, что в качестве алюминийсодержащего реагента для осаждения фосфатов используют отход производства этилбензола - алюмохлоридный раствор, который перед добавлением в очищаемую воду обрабатывают щелочью до рН 3,8-4,3, доза реагента составляет 1,0-3,2 дм 3 /м 3 (в пересчете на Аl +3 1,6-5,0 мг/дм 3), а величина рН очищаемой воды изменяется в пределах 6,5-7,4.

Отличительной особенностью данного реагента является то, что он получен в промышленных условиях в результате производства этилбензола с использованием в качестве катализатора безводного хлорида алюминия и представляет собой сточные воды. Перед сбросом в общезаводские канализационные сооружения эти стоки обрабатывают щелочью для соблюдения санитарных норм по величине рН. Практика показала, что имеют место большие затраты материальных средств на защелачивание отхода и его дальнейшее обезвреживание.

Предложено подщелачивать алюмохлоридный раствор до рН 3,8-4,3, что позволяет получать раствор гидроксохлоридов алюминия общей формулы Al(OH) n Cl m , где n=1-5, m=6-n. Расход щелочи при этом значительно сокращается.

Предлагаемый способ испытан в лабораторных условиях. Обработанный щелочью раствор алюмохлорида добавляют в смесь хозбытовых и химзагрязненных фосфорсодержащих стоков, поступающих на первичные отстойники биологических очистных сооружений (БОС) в количестве 1,0-3,2 дм 3 /м 3 (в пересчете на Аl +3 1,6-5,0 мг/дм 3).

Для сравнения фосфорсодержащую воду обрабатывают раствором сульфата алюминия, количество добавленного реагента в пересчете на А1 +3 составляет 2,0 мг/дм 3 (24,7 мг/дм 3 по Al 2 (SO 4) 3 18 Н 2 О).

Опыты моделируют процесс отстаивания сточных вод в отстойниках БОС и их проводят следующим образом. Сточную воду перемешивают и разливают в мерные цилиндры, затем добавляют расчетную аликвоту того или иного реагента. Все пробы тщательно и однообразно перемешивают в течение 1-3 мин и отстаивают в течение 2-х часов при 18-22 С. В процессе отстаивания контролируют кинетику осаждения образующегося осадка, а по истечении 2-х часов осветленную воду декантируют от последнего и анализируют.

Экспериментальные данные показывают, что при добавлении в очищаемую воду названных выше реагентов наблюдается интенсивное хлопьеобразование, агломерация мелких частиц и осаждение образующихся продуктов гидролиза с адсорбированными на их поверхности загрязняющими веществами (фосфаты в т.ч.).

Эффективность выделения фосфатов из обработанной алюмохлоридом (2,0 мг/дм 3 по Аl +3) воды составляет не менее 90 мас.%. При использовании алюмохлорида в количестве 2,0 мг/дм 3 (по А1 +3) величина рН изменяется в пределах санитарных норм и составляет 6,9-7,4. Увеличение в сточных водах концентрации этого реагента до 5 мг/дм 3 (по Аl +3) не требует корректировки их величины рН, которая колеблется в пределах 6,5-7,2. Положительным моментом при использовании в качестве реагента алюмохлоридного раствора является более стабильное проведение процесса очистки воды. Достигнутая степень очистки стоков от фосфатов при использовании отхода производства представляется вполне допустимой, т.к. их остаточная концентрация в осветленной воде является необходимой и достаточной для нормального проведения в дальнейшем процесса биологической очистки названных выше стоков. Успешное проведение биохимической очистки сточных вод, а также эффективная денитрификация и дефосфатизация обусловлены тем, что в обработанной предложенным реагентом воде отношение концентрации БПК к концентрации соединений азота и фосфора соответствует требованиям санитарных норм.

Глубина очистки воды от фосфатов сульфатом алюминия (2,0 мг/дм 3 по Аl +3) составляет не менее 97 мас.%. Однако при использовании сульфата алюминия существенным недостатком является двухкратное увеличение в осветленной воде концентрации сульфат-ионов и общего солесодержания, снижение величины рН осветленной воды до 4,4-6,4, возможность передозировки названного реагента и дестабилизации процесса очистки воды. Добавление сульфата алюминия в осветляемую воду в количестве более 2,0 мг/дм 3 (по Аl +3) без корректировки величины рН также не представляется возможным, т.к. рН воды снижается до 4,3-5,7. Последнее, кроме того, не является оптимальным для осаждения фосфатов.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от фосфатов позволяет:

Расширить ассортимент реагентов для извлечения фосфатов и получить при этом высокий эффект очистки;

Исключить необходимость проведения сложной, трудоемкой и дорогостоящей обработки (например, центрифугирования и нагревания) отхода производства перед его использованием;

Сократить материальные затраты на обработку отхода производства и очищаемой воды;

Исключить недостатки, характерные для традиционно используемых в процессах обработки воды реагентов, а именно: уменьшить влияние используемых реагентов на параметры санитарных норм очищаемой воды; исключить необходимость дополнительной обработки (корректировки величины рН) очищаемой воды как на стадии осаждения фосфатов, так и на стадии биологической очистки; уменьшить вторичное загрязнение очищаемой воды ингредиентами, содержащимися в используемых реагентах;

Упростить и повысить стабильность процесса осаждения фосфатов и проводимого затем процесса биологической очистки этой воды;

Утилизировать отход производства, ценный компонент которого находит применение на том же предприятии.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от фосфатов, включающий обработку воды гидролизующейся солью алюминия, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащего реагента используют алюмохлоридный раствор - отход производства этилбензола, который характеризуется следующими показателями, г/дм 3: хлорид алюминия 1,5-8,2; свободная соляная кислота 1,1-48,0; величина рН 0,9-2,9, причем перед употреблением его обрабатывают раствором щелочи, доводя величину рН до 3,8-4,3, а затем добавляют в воду в количестве 1,0-3,2 дм 3 /м 3 (в пересчете на А1 +3 - 1,6-5,0 мг/дм 3), величина рН очищаемой воды при этом изменяется в пределах 6,5-7,4.

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биохимической очистки бытовых и промышленных сточных вод и может быть использовано в химической, азотной и нефтеперерабатывающей промышленности для повторного использования стоков при водоснабжении предприятий

Изобретение относится к способу удаления патогенов нано-размера из жидкости, предусматривающему контактирование жидкости с фильтром, содержащим частицы активированного угля, при этом указанный фильтр имеет показатель удаления патогенов (PRI), определенный методом тестирования, описанным ниже, равный, по меньшей мере, около 99,99%

Изобретение относится к реагентным способам очистки сточных и природных вод от сульфат-ионов и может быть использовано для очистки в различных отраслях промышленности, в том числе горнорудной, химической и для очистки гальваностоков машиностроительных заводов

Изобретение относится к области очистки природных вод, а именно к устройствам для удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ, удаления ионов жесткости; устройство может быть использовано для предварительной очистки воды на теплоэлектроцентралях и котельных, на станциях, очищающих воду для промышленных и питьевых целей

Изобретение относится к устройствам электрохимической очистки питьевой воды и может быть использовано в бытовых условиях, а также в общественных учреждениях (предприятиях общественного питания, лечебных и детских учреждениях, офисах и пр.) и в качестве групповых средств очистки воды

• Навигация по сайту
  • Двор и сад
  • Ландшафт
  • Из бумаги и картона
  • Из ткани
  • Дом
  • Спальня
  • Материалы
  • Домашние животные
  • Мебель
  • Разное

Свежие статьи

Можно ли в воскресенье шить Можно ли вязать по воскресеньям

Можно ли вязать во время православных церковных праздников Православие можно ли шить в воскресенье

Отличие «Слова о полку Игрореве» от летописной повести

Закон Архимеда: определение и формула

Лейкоцитарная реакция незначительная