摘 要

水体富营养化问题是目前环境保护面临的重大难题之一,而相对于氮而言,磷是水体尤其是淡水湖泊富营养化的营养控制因子,尽可能地减少排入水体中的磷含量是亟待解决的环境问题。但是工业废水中磷的存在形态多种多样，并且浓度各不相同，为了选择合适的生产工艺，有效的去除工业废水中的磷，必须通过实验分析得到工业废水中磷的存在形态及浓度。

本文主要研究武汉某化工厂产生的含高浓度磷的废水，首先根据水体中磷的各存在形态划分的方法，对废水中可能存在的磷形态进行分类。然后对目前运用在磷分析中的各种方法进行归纳分析，最终采用钼酸铵分光光度法测得废水中易测的几种形态的磷的浓度，最后用差减法分析得到该废水中各种磷的浓度，为后续的磷的有效去除提供数据参考。

研究结果表明：该工业废水中总磷的浓度高达957mg/L，约为污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准值的要求（TP≤0.5mg/L）的1900倍。水样中磷的主要存在形态为可溶态，可溶性总磷占总磷的96.3%，其中可溶性正磷酸盐占其中95.2%。缩合磷酸盐和可溶性有机磷含量均很少，分别占总磷的2.2%和2.4%；颗粒态总磷浓度为35mg/L，占总磷的3.7%，其中主要成分为颗粒态正磷酸盐，占88.6%。因此废水中的磷以可溶性正磷酸盐为主要存在形态，而正磷酸盐是最易用化学沉淀法去除的磷，采用钙盐、铁盐、铝盐等均有不错的去除效果。

关键词：富营养化；除磷；磷形态；分光光度法

Abstract

Eutrophication of water body is one of difficult problems of environmental protection. And in comparison with nitrogen, phosphorus is the nutrition control factor toward water body especially freshwater lake. We should try our best to reduce phosphorus concentration discharged into water body, and this is desiderated to be settled.However,the existing forms of phosphorus in industrial waste water are varied, and the concentrations are different . In order to choose the right production technology to remove the phosphorus in industrial waste water effectively, we have to know the existing forms and concentrations in industrial waste water through experimental analysis.

This paper studies the wastewater containing a high concentration of phosphorus produced in a chemical plant in Wuhan. Firstly, classify the possible forms of phosphorus in waste water based on the division method of presence of various forms of phosphorus in water. then summarize and analyse the various methods used in phosphorus analysis currently. Final use ammonium molybdate spectrophotometry to measure concentration of several testability phosphorus forms. Finally, use subtraction analysis to obtain the concentration of various phosphorus in waste water, to provide data reference for subsequent effective phosphorus removal.

The results show that：the total phosphorus concentration in industrial wastewater up to 957mg / L, which was about 1900 times more than the integrated wastewater discharge standard(GB8978-1996) about TPlt;0.5mg / L, the main form of phosphorus in water samples is resolvable, resolvable total phosphorus accounted 96.3% of the total phosphorus, and resolvable orthophosphate account for 95.2%. the levels of condensed phosphates and dissolved organic phosphorus are very low, which accounted for 2.2% and 2.4% respectively of the total phosphorus; The concentration of particulate total phosphorus is 35mg / L, account for 3.7% of the total phosphorus, the main component is particulate orthophosphate, accounting for 88.6%. Therefore, the primary form of phosphorus in this waste water is resolvable orthophosphate. orthophosphate is the easiest phosphorus to be removed using chemical precipitation. using calcium salt, ferric salt or aluminum salt to remove all have good results.

Key Words: eutrophication；phosphorus removal；Phosphorus forms；spectrophotometry

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2水体富营养化的危害 1

1.2.1降低水体透明度 1

1.2.2产生恶臭 2

1.2.3降低水体的溶解氧 2

1.2.4释放有毒物质 2

1.2.5增加供水成本 2

1.2.6破坏生态平衡 3

1.3水中磷的存在形态 3

1.4工业废水除磷技术现状 4

1.4.1生物除磷 4

1.4.2化学沉淀除磷 6

1.4.3总结 7

1.5研究目的及内容 7

第二章 实验材料与方法 8

2.1磷形态分析方法 8

2.1.1流动进样分析法 8

2.1.2核磁共振法 8

2.1.3毛细管电泳法 9

2.1.4离子色谱法 9

2.1.5分光光度法 9

2.2各分析方法的比较与选择 10

2.3技术方案 11

2.3.1检测指标 11

2.3.2分析方法 12

2.4实验仪器 12

2.5实验试剂 12

2.6实验步骤 13

2.6.1水样预处理 13

2.6.2总磷的测定 13

2.6.3可溶性总磷的测定 14

2.6.4总正磷酸盐的测定 14

2.6.5可溶性正磷酸盐的测定 14

2.6.6酸解态磷的测定 15

第三章 结果与讨论 16

3.1水样总磷与可溶性总磷 16

3.1.1总磷标线 16

3.1.2总磷含量 16

3.2水样总正磷酸盐磷和可溶性正磷酸盐磷 17

3.2.1正磷酸盐磷标线 17

3.2.2正磷酸盐磷含量 18

3.3水样酸解态磷 19

3.3.1酸解态磷标线 19

3.3.2酸解态磷含量 20

3.4磷的存在形态及除磷方法分析 20

3.4.1磷的存在形态 20

3.4.2除磷方法分析 21

第四章 结论 23

参考文献 24

致 谢 26

第一章 绪论

1.1研究背景

磷是生物圈中重要的元素之一，在人类生产和生活的各方面，比如工业制造，农业生产和人们的日常生活中，含磷产品都发挥着十分重要的作用。但正是通过这些途径，含磷化合物进入到江河湖泊等水体中，导致水体的富营养化。近些年来，世界各国越来越重视水体富营养化问题。在我国，每年太湖，巢湖等主要淡水湖泊，都会发生一定规模的蓝藻爆发，严重危害水体环境，造成经济损失，危害周边居民的生活。氮磷元素是导致水体富营养化的主要原因，其中磷更为重要，磷浓度是控制藻类生长丰度的最重要的因子。根据计算当磷浓度低于0.05mg/L时,藻类的生长过程几近停滞，当磷浓度小于0.5mg/L时,营养元素不够藻类过度繁殖的需要，而当水体中的磷含量高于0.5mg/L，藻类将过度生长从而致使水体富营养化^[1]。

近年来,我国工业化水平越来越高，全国机械加工厂、化肥厂等工厂日益增多，在工厂生产过程中排放的含磷废水量也日益增多，对环境的影响也越来越严重。所以,为了减少总磷的排放,必须对工业废水进行除磷处理。但是，工业废水中磷的存在形态多种多样，浓度各不相同，并且针对不同形态和不同浓度的磷，去除方法不尽相同。为了选择合适的生产工艺，有效地去除工业废水中的磷，使出水达到国家标准，必须采取恰当的实验方案，通过实验分析得到工业废水中磷的存在形态及浓度。这是有效地除磷必须要做的工作。

1.2水体富营养化的危害

水体富营养化是因为人类生产生活的原因,大量含氮、磷营养元素的化合物进入河流、湖泊等水流不湍急的水体,藻类和其他浮游植物因为营养元素充足而过量繁殖，最终导致水体中溶解氧含量下降,水质慢慢恶化，水体中的鱼类和其他水生生物大量死亡的现象。水体呈富营养化状态时，生长于水面的藻类过量繁殖。因数量最多的浮游藻类的颜色区别，水面通常呈现绿色、红色、蓝色、红棕色等各种颜色。这种现象在淡水中叫做水华，在海洋中则被称为赤潮。