bài tiểuluận về tổng photpho, một chỉ tiêu quan trọng không thể thiếu trong phân tích môi trường

GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
MỤC LỤC
Mở đầu 2
Chương 1: Tổng quan 3
1. Định nghĩa 3
2. Phân loại 3
3. Các hợp chất quan trọng của photpho 4
4. Ảnh hưởng của Photpho đến môi trường sinh thái 5
Chương 2: Các phương pháp phân tích tổng photpho 8
1. Phân tích tổng photpho trong nước 8
1.1. Nguyên tắc 8
1.2. Hóa chất và thiết bị 8
1.3. Chuẩn bị mẫu 9
1.4. Cách tiến hành 10
1.5. Tính toán kết quả 12
2. Phân tích tổng photpho trong đất 12
2.1 Lấy mẫu và xử lý mẫu 12
2.2. Cách tiến hành 13
Chương 3: Xử lý photpho 14
1. Nguyên tắc xử lý Photpho 14
2. Các biện pháp xử lý 14
3. Quy trình công nghệ 16
Kết luận 19
Tài liệu tham khảo 20

Tiểu luận môi trường Tổng photpho
1
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
MỞ ĐẦU
Photpho (từ tiếng Hy Lạp phosphoros, có nghĩa là "vật mang ánh sáng" và
nó cũng là tên gọi cổ đại của Sao Kim) đã được nhà giả kim thuật người Đức là

Hennig Brand phát hiện năm 1669 thông qua việc cô cặn nước tiểu. Phốtpho là
nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống. Cơ thể chúng ta trung bình
chứa 1 kg P. Với số lượng đó, nhà máy diêm có thể sản xuất được hàng trăm bao
diêm. Và nếu trên trái đất không có P thì cũng không có một ngọn cỏ nào có thể
mọc lên được. Mặc dù photpho là một dưỡng chất cần thiết cho tất cả các dạng
sống nhưng một lượng cơ bản chất hóa học này có thể gây ô nhiễm chất lượng
nước ở các sông, hồ và vùng ven biển. Nồng độ photpho cao trong hệ thủy sinh
thường liên quan tới các hoạt động của con người ở các khu vực xung quanh như
phát triển nông thôn và thành thị. Tuy nhiên, những ảnh hưởng của nó đến nay vẫn
chưa được khắc phục hoàn toàn. Tìm hiểu rõ chỉ tiêu này sẽ cho phép phát triển,
thực hiện và tiến hành các chiến dịch quản lý giá trị nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường.
Sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu, nhóm chúng em đã hoàn thành bài
tiểu luận về tổng photpho, một chỉ tiêu quan trọng không thể thiếu trong phân tích
môi trường, sau đây em xin trình bày bài tiểu luận này.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
2
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên

Chương I.TỔNG QUAN
1.Định nghĩa
Phôtpho (P) là một nguyên tố có nhiều trong tự nhiên dưới dạng quặng. Ở
sinh vật, Photpho có vai trò quan trọng, có nhiều trong xương động vật dưới dạng
canxi phôtphate, trong não, lòng đỏ trứng, dưới dạng hợp hữu cơ….
Photpho là một á kim, nguyên tử lượng 31, tỷ trọng 1.83, điểm nóng chảy
94
o
C, điểm sôi 278
o
C, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. Là một

chất rắn, dễ gãy ở nhiệt độ thường, mềm, dễ uốn.
Tổng lượng photpho bao gồm ortho photphat (PO
−3
4
) , polyphotphat (hai
phân tử axit orthophosphoric được ngưng tụ thành một phân tử ) và các hợp chất
photpho hữu cơ trong đó ortho photphat luôn chiếm tỉ lệ cao nhất. Photphat có thể
ở dạng hòa tan, keo hay rắn. Trước khi phân tích cần xác định dạng tồn tại của
Photpho. Nếu chỉ xác định orthophotphat (mục đích kiểm soát quá trình kết tủa
Photpho) thì mẫu cần được lọc trước khi phân tích. Tuy nhiên nếu phân tích
Photpho tổng (kiểm soát giới hạn thải) thì mẫu phải được đồng nhất và sau đó
được thủy phân.
2.Phân loại:
Phốtpho tồn tại dưới ba dạng thù hình cơ bản có màu: trắng, đỏ và đen. Các
dạng thù hình khác cũng có thể tồn tại, phổ biến nhất là phốt pho trắng và phốt pho
đỏ.
• Photpho trắng là chất hóa học có màu vàng mờ, có mùi cay nồng, có
khả năng gây cháy và tự bốc cháy ở nhiệt độ thường. Photpho trắng là chất
được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực quân sự, đặc biệt là chế tạo bom.
• Phôtpho đỏ là một dạng thù hình của phôtpho nhưng là chất trơ,
không có các hoạt tính đặc biệt như của P trắng. Phôtpho đỏ được chế tạo từ
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
3
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
phôtpho trắng và được xem là an toàn. Phốtpho đỏ là tương đối ổn định và
thăng hoa ở áp suất 1 atm và 170 °C nhưng cháy do va chạm hay nhiệt do ma
sát. Photpho đỏ chủ yếu được dùng trong công nghiệp diêm, chế tạo pháo hoa,
pháo lệnh,…
• Thù hình Photpho đen tồn tại và có cấu trúc tương tự như graphit –
các nguyên tử được sắp xếp trong các lớp theo tấm lục giác và có tính dẫn điện.

3.Các hợp chất quan trọng của Photpho
3.1. Axit Photphoric (H
3
PO
4
)
Axit photphoric (H
3
PO
4
) còn gọi là axit orthophotphoric, là một chất lỏng,
trong sánh, tan trong nước và cồn. Phân tử lượng : 98; tỷ trọng : 1,83; điểm nóng
chảy : 42,3
o
C; điểm sôi : 213
o
C
Axit photphoric là một axit tương đối mạnh, được dùng nhiều trong công
nghiệp phân bón superphotphate. Nó được dùng để làm sạch bề mặt kim loại trước
khi sơn, nếu có lẫn tạp chất có thể sinh ra hiđrô, từ đó có thể tạo ra một khí cực
độc là PH
3
…
Nếu bị axit bắn vào da hoặc mắt thì ngay tức khắc phải rửa với nhiều nước
tại nguồn gần nhất trước khi đưa nạn nhân đi cấp cứu.
3.2. Photpho pentaoxit (P
2
O
5
)

Còn gọi là anhiđrit photphoric, photphoric pentaoxit, là một bột trắng, chảy
ra trong không khí, tan trong H
2
SO
4
, phân hủy mạnh mẽ trong nước. Phân tử lượng
: 142; tỷ trọng 2,39; điểm nóng chảy 569
o
C
Được dùng trong tổng hợp hữu cơ làm tác nhân khử nước. Nó có tác dụng
ăn mòn đối với mắt, niêm mạc, da. Hít phải hơi photpho pentaoxit có thể bị phù
phổi.
3.3.Photphin (PH
3
)
Là chất khí không màu, tinh khiết không mùi (mùi tỏi khi tạo thành từ
photphua). Tỉ trọng 1,175; sôi ở -87,4
o
C; nóng chảy -132,5
o
C.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
4
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Rất ít tan trong nước, tan nhiều trong cồn và ete. Nó có thể hóa lỏng và
cháy với ngọn lửa màu xanh sáng.
Rất độc, tác dụng lên hệ thần kinh trung ương gây hôn mê. Gây kích ứng
phần da hở, niêm mạc mắt, đường hô hấp, gây xuất huyết ở phổi.
3.4. Photpho triclorua (PCl
3

)
Là chất lỏng không màu, bốc khói, tan trong dung môi hữu cơ. Nó phân hủy
trong nước, giải phóng nhiều nhiệt.
Được dùng để sản xuất photpho pentaclorua (PCl
5
) là tác nhân clo hóa
Photpho triclorua là một chất cực kỳ ăn mòn khi ẩm. Nếu đun nóng sẽ tạo
thành PH
3
. Phản ứng mạnh với kiềm.
Photpho triclorua là một chất gây cháy, nổ
Tính chất nguy hiểm như PCl
5
nên khi tiếp xúc phải rất thận trọng dự
phòng.
4.Ảnh hưởng của Photpho đến môi trường sinh thái
4.1.Nguồn sinh ra Photpho :
• Trong tự nhiên : mưa, tuyết tan, lũ lụt …
• Sản xuất hóa chất, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, bom đạn.
• Chất thải, các chất bài tiết của động vật, kể cả xác chết của
chúng
• Trong bùn thải của hệ thống xử lý nước thải….
• Sản xuất nông nghiệp bón thuốc trừ sâu, thức ăn dư thừa trong sản
xuất ngư nghiệp
4.2. Ảnh hưởng tốt:
Photpho vô cơ trong dạng phốtphat PO
4
3-
đóng một vai trò quan trọng trong
các phân tử sinh học như ADN và ARN trong đó nó tạo thành một phần của cấu

trúc cốt tủy của các phân tử này.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
5
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Photpho là một nguyên tố rất phổ biến trong tự nhiên. Ở bất kỳ nơi nào
cũng có lượng nhỏ Photpho. Do đó nếu Photpho trên trái đất mất đi thì trên trái đất
hoàn toàn không có sự sống. Ở bất kỳ nơi nào cũng có lượng nhỏ Photpho. Nếu
trên trái đất không có Photpho thì cũng không có một ngọn cỏ nào có thể mọc lên
được vì phốtpho trong phân bón giúp cây trồng hấp thụ nguyên tố này từ đất.
Photpho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho sự phát triển của thảo
mộc sống dưới nước.
4.3. Ảnh hưởng xấu:
Mặc dù Photpho là một dưỡng chất cần thiết cho tất cả các dạng sống
nhưng một lượng cơ bản chất hóa học này có thể gây ô nhiễm chất lượng nước ở
các sông, hồ và vùng ven biển. Nồng độ Photpho cao trong hệ thủy sinh thường
liên quan tới các hoạt động của con người ở các khu vực xung quanh như phát
triển nông thôn và thành thị. Photpho theo nước thải sinh hoạt, sản xuất và hoạt
động nông nghiệp xả xuống các thủy vực không qua xử lý là nguyên nhân gây ra
sự ô nhiễm cho các nguồn nước.
Với các mức độ xả lớn hay ở đầu nguồn xả có thể làm cho nguồn nước bị
phú dưỡng (Eutrophication). Phú dưỡng là hiện tượng thường gặp trong các hồ đô
thị, các sông và kênh dẫn nước thải. Biểu hiện phú dưỡng của các hồ đô thị là nồng
độ chất dinh dưỡng N, P cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối P so với N, sự
yếm khí và môi trường khử của lớp nước đáy thuỷ vực, sự phát triển mạnh mẽ của
tảo và nở hoa tảo, sự kém đa dạng của các sinh vật nước, đặc biệt là cá, nước có
màu xanh đen hoặc đen, có mùi khai thối do thoát khí H
2
S v.v Nguyên nhân gây
phú dưỡng là sự thâm nhập một lượng lớn N, P từ nước thải sinh hoạt của các khu
dân cư, sự đóng kín và thiếu đầu ra của môi trường hồ. Sự phú dưỡng nước hồ đô

thị và các sông kênh dẫn nước thải gần các thành phố lớn đã trở thành hiện tượng
phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới. Hiện tượng phú dưỡng hồ đô thị và kênh
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
6
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
thoát nước thải tác động tiêu cực tới hoạt động văn hoá của dân cư đô thị, làm biến
đổi hệ sinh thái nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí của đô thị.
VD:ở Hà Lan năm 1987, tổng chi phí cho việc xử lý hiện tượng phú dưỡng
mất tới 760 triệu Guider Hà Lan. Còn ở NaUy, các chất độc do tảo tạo ra gây thiệt
hại hơn 10 triệu USD cho ngành công nghiệp nuôi cá hồi năm 1988.
Ngoài việc gây những ảnh hưởng to lớn cho môi trường Photpho còn là
nguồn gây ung thư tiềm tàng ở người. Trong các độc chất môi trường thì Photpho
được nhắc đến như là một độc chất nguy hiểm lớn cho con người, nhất là cư dân
sống trong những đô thị có nguồn nước ô nhiễm hoặc dân cư ở những vùng nông
thôn chưa tiếp cận được với nguồn nước sạch đảm bảo.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
7
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Chương II.PHÂN TÍCH TỔNG PHOTPHO
1.Phân tích tổng Photpho trong nước ( theo TCVN 6202 : 1996)
1.1.Nguyên tắc
Phản ứng xảy ra giữa ion octophotphat và dung dịch axit chứa molipdat và
ion antimon sẽ tạo ra phức chất amoni photphomolipdat màu vàng
PO
−3
4
+ 3(NH
4
)
+

2
+ 12(MoO
4
)
−2
+ 21H
+
→
(NH
4
)
3
H
4
[P(Mo
2
O
7
)
6
] + 10H
2
O
Khử phức chất bằng axit ascobic tạo thành phức Molipden màu xanh đậm.
Đo độ hấp thụ quang của dung dịch sẽ xác định được nồng độ octophotphat.
1.2.Thiết bị và hoá chất :
1.2.1.Thiết bị:
Phổ kế (máy quang phổ) , loại lăng kính, loại ghi, hoặc lọc, có khả năng đặt
được các cuvet dày từ 10mm đến 50 mm. Chú ý : phổ kế cần được chọn lựa thích
hợp để đo độ hấp thụ trong vùng nhìn thấy và gần vùng hồng ngoại của máy quang

phổ. Bước sóng nhạy nhất là 880 nm, với độ nhạy cần thiết có thể đo ở 700nm
10 ống nghiệm sạch, khô, có cùng đường kính ,độ dày, và chất lượng thuỷ
tinh trong suốt. Đánh số thứ tự ống nghiệm từ 1 – 10.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
8
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Dụng cụ thuỷ tinh dùng để phát triển màu cần tráng với dung dịch NaOH để
loại trừ các phức chất có màu thường bám thành màng mỏng trên thành dụng cụ
1.2.2.Pha hoá chất:
H
2
SO
4
30% : cho 700ml nước vào bình định mức 1l,thêm từ từ 300ml
H
2
SO
4
đậm đặc, lắc đều
Axit ascorbic nồng độ 100g/l : hoà tan 10g tinh thể axit ascorbic C
6
H
8
O
6
trong 100ml nước, khuấy kỹ. Bảo quản dung dịch trong lọ thuỷ tinh nàu nâu, giữ
lạnh.
Molipdat : hòa tan 13g amoni heptamolipdat tetrahydrat
[(NH
4

)
6
Mo
7
O
24
.4H
2
O] trong 100ml nước .Hòa tan 0,35g antimony kali tatrat
hemyhydrat K(SbO)C
4
H
6
O
6
.1/2H
2
O trong 100ml nước. Cho dung dịch molipdat
vào 300ml dung dịch H
2
SO
4
9 M, khuấy đều, thêm dung dịch tatrat, trộn kỹ
Dung dịch K
2
S
2
O
8
: Hoà tan 5g K

2
S
2
O
8
vào 100ml nước cất
Dung dịch chuẩn 50 mg/l : Sấy khô vài gam kali dyhydrogen photphat tới
khối lượng không đổi ở 105
o
C. Hòa tan 0,2197g KH
2
PO
4
trong 800 ml nước cất
trong bình định mức 1l. Thêm 10ml H
2
SO
4
4,5M, thêm nước tới vạch. Bảo quản
trong lọ thủy tinh nút kín, để trong tủ lạnh
1.3.Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu
1.3.1.Lấy mẫu
Lấy mẫu vào lọ Polietylen, PVC, tốt nhất là lọ thuỷ tinh, trong trường hợp
nồng độ Photphat thấp, nhất thiết phải dung lọ thuỷ tinh
1.3.2.Chuẩn bị mẫu
Thêm 1 ml axit H
2
SO
4
30% cho mỗi 100ml mẫu thử. Độ axit của dung dịch

cần phải tương đương pH = 1.
Giữ trong chỗ mát, trong bóng tối tới khi phân tích
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
9
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
1.4.Tiến hành
Sơ đồ quá trình phân tích tổng Photpho
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
1ml H
2
SO
4
Bình nón
Nước
4ml
K
2
S
2
O
8
Đun sôi 30ph
Giữ thể tích
Mẫu
Đo độ hấp thụ
quang
Nước
Hút 10 lần từ 1
đến 10 ml
1ml C

6
H8O
6
2ml molipdat
Bình định mức
Làm nguội
10 bình nón
100ml
10
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
1.4.1.Phá mẫu: bằng Kali perodisunphat (K
2
S
2
O
8
)
Dùng pipet lấy lượng mẫu thử tối đa 40ml vào bình nón 100ml ,thêm nước
đến 40ml, thêm 4ml dung dịch K
2
S
2
O
8
, đun nhẹ 30ph
Giữ thể tích ở 25-50 ml, làm nguội, chỉnh pH đến 3
÷
10 ,chuyển sang bình
định mức 50ml, thêm nước đến khoảng 40ml.
CHÚ Ý :

• Thông thường 30ph là đủ để vô cơ hoá mẫu hợp chất
Photpho, nhưng một vài axit poliphotphoric cần tới 90 ph để thuỷ phân, có
thể thay đổi bằng cách vô cơ hoá mẫu trong nồi hấp 30 ph, nhiệt độ 115 -
120
o
C ( có thể dùng nồi áp suất nấu ăn)
• Sự có mặt của muối Asen gây nhiễu cho quá trình phân tích
Photpho. Asen trong mẫu bị oxi hoá thành asenat ảnh hưởng đến quá trình
phân tích. Nếu biết rõ hoặc nghi ngờ có asen phải loại trừ bằng cách xử lý
với dung dịch Na
2
SO
3
ngay sau bước khoáng hoá.Trong trường hợp khoáng
hoá nước biển trong nồi hấp, loại trừ Clo tự do bằng cách đun sôi trước khi
khử Asen bằng Thiosunfat
• Ngoài ra có thể vô cơ hóa mẫu bằng axit nitric
1.4.2.Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn dựng đường chuẩn
Lấy bằng pipet dãy dung dịch octophotphat chuẩn 50 mg/l thể tích từ 1 đến
10 ml cho vào 10 bình nón 100ml , thêm nước cất đến 40ml
1.4.3.Phát triển màu
Thêm vào mỗi bình 1ml axit ascorbic (C
6
H
8
O
6
)
Sau 30 giây thêm vào 2ml molipdat trong axit
Thêm nước cất tới vạch

1.4.4. Đo phổ (đo độ hấp thụ quang )
Đo độ hấp thụ quang của mỗi dung dịch ở bước sóng 410nm
Nếu đã sử dụng thiosunphat thì phải tến hành đo ngay trong 10 phút nếu
không dung dịch sẽ bị nhạt màu dẫn tới kết quả sai lệch
1.4.5.Dựng đường chuẩn
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
11
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Vẽ đồ thị độ hấp thụ quang của dung dịch theo nồng độ Photpho (mg/l) của
dãy dung dịch hiệu chuẩn
Quan hệ giữa nồng độ và độ hấp thụ quang là tuyến tính
1.5.Tính toán kết quả
Nồng độ Photpho tổng tính bằng mg/l là
(mg/l)P =
s
o
V
VfAA
max
.)( −
Trong đó : A là độ hấp thụ quang của mẫu thử
A
o
là độ hấp thụ quang của mẫu trắng
f là độ dốc của đường chuẩn
V
max
là thể tích lớp nhất của mẫu thử (40ml)
V
s

là thể tích thực của mẫu thử
Làm tròn kết quả
Nếu (mg/l) P < 0,1 thì lấy chính xác đến 0,001mg/l
Nếu 0,1< (mg/l) P < 10 thì lấy chính xác đến 0,01 mg/l
Nếu (mg/l) P > 10 thì lấy chính xác đến 0,1 mg/l
2.Phân tích tổng Photpho trong đất
2.1.Lấy mẫu và xử lý mẫu
Mẫu đất được gói trong giấy, túi vải. Mẫu đất lấy về phải được hong khô
ngay trong phòng thoáng, hoặc trong bóng râm. Sau đó đóng gói cẩn thận.
Xử lý mẫu phân tích : để xác định chỉ tiêu này chúng ta phải xử lý mẫu đất,
đưa các dạng của Photpho trong đất về dạng muối tan của ion PO
4
3-
để xác định
hàm lượng tổng. Có 2 cách phân huỷ mẫu đẻ xác định hàm lượng tổng :
• Cách 1: Nung chảy một lượng a = 5g mẫu đất với 10g hỗn hợp kiềm
mạnh ( Na
2
CO
3
+ KOH + Na
2
O
2
: 1/2/2 ) ở 750
o
C cho chảy đểu và thêm 10 phút
nữa. Sau đó hoà tan mẫu trong 100ml nước nóng có NH
4
NO

3
(1%) có pH = 8
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
12
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
• Cách 2: Phân huỷ một lượng a = 5g mẫu đất bằng hỗn hợp axit mạnh
( HClO
4
+ H
2
SO
4
+ HNO
3
) trong bình Kendan hay trong lò vi sóng. Ta được
dung dịch mẫu để xác định hàm lượng tổng P trong đất.
2.2.Cách tiến hành
2.2.1.Phương pháp chuẩn độ trung hòa
Lấy chính xác một lượng dung dịch mẫu đất (V=25ml) đã được xử lý ở
trên, thêm 5ml NH
4
NO
3
5% và đun sôi. Kết tủa bằng thuốc thử Amoni-Molipdat
trong môi trường axit HNO
3
6M. Sau khi làm muồi, lọc kết tủa qua giấy băng xanh
và rửa sạch kết tủa bằng dung dịch NH
4
NO

3
1% đến hết môi trường axit ở nước
rửa, và rửa lần cuối bằng nước cất. Sau đó cho cả kết tủa và giấy lọc vào cốc, thêm
10ml dung dịch fomalin ( đã chỉnh pH = 7), hoà tan kết tủa bằng cách thêm chính
xác 40ml dung dịch NaOH 0,2M, thêm chỉ thị phenolphthalein, khuấy đều cho tan
hết kết tủa và chuẩn độ lượng NaOH dư bằng dung dịch axit HCl 0,1M
2.2.2.Phương pháp so màu dạng xanh Molipden
Làm tương tự như phân tích tổng Photpho trong nước
2.2.3. Phương pháp xác định gián tiếp bằng F-ASS
Kết tủa ion PO
4
3-
bằng hỗn hợp Manhê theo phản ứng sau trong môi trường
kiềm yếu (pH = 8 - 9) :
PO
4
3-
+ NH
4+
Mg
2+
= MH
4
MgPO
4
↓
Chúng ta có thể làm một trong 2 cách
• Cho chính xác và có dư thuốc thử kết tủa MgCl
2
, sau đó xác

định lượng Mg dư bằng F_AAS, như vậy sẽ biết đương lượng Mg tác dụng
với PO
4
3
Từ đó tính hàm lưọng PO
4
3-
theo phản ứng trên.
• Lấy kết tủa rửa sạch, hoà tan trong HCl 10%, sau đó xác định
lượng Mg trong kết tủa. Từ đó tính hàm lượng PO
4
3-
theo phưong trình trên.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
13
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Chương III.BIỆN PHÁP XỬ LÝ
1.Nguyên tắc xử lý Photpho
Tách loại Photpho trong công nghệ xử lý nước thải dựa trên nguyên tắc hoạt
động của vi sinh vật bio – P, quá trình tách loại Photpho trong một hệ thống xử lý
nước thải có thể thực hiện phối hợp với oxy hóa BOD, với khử hợp chất nitơ theo
các phương án kỹ thuật khác nhau.
Trong quá trình xử lý vi sinh, lượng Photpho hao hụt từ nước thải duy nhất
là lượng được vi sinh vật hấp thu để xây dựng tế bào. Hàm lượng Photpho trong tế
bào chiếm khoảng 2% (1, - 2,5%) khối lượng khô.
Trong quá trình xử lý hiếu khí, một số loại vi sinh vật có khả năng hấp thu
photphate cao hơn mức bình thường trong tế bào vi sinh vật (2-7%), lượng
phôtpho dư được vi sinh vật dự trữ để sử dụng sau.
Trong điều kiện yếm khí, với sự có mặt của chất hữu cơ, lượng photphate
dư lại được thải ra ngoài cơ thể vi sinh dưới dạng phôtphate đơn. Một vài loại tảo

cũng có khả năng tích trữ một lượng photphate dư so với nhu cầu của tế bào.
2.Các phương pháp xử lý
2.1.Phương pháp sinh học
Nhiều loại vi sinh vật tham gia vào quá trình hấp thu – tàng trữ - thải
phôtpho được quy chung về nhóm vi sinh bio – P. Loại vi sinh bio – P phát triển
trong điều kiện vận hành kế tiếp chu trình hiếu khí – yếm khí.
Trong điều kiện hiếu khí (qt tiêu thụ O
2
hòa tan) vi sinh bio – P tích lũy
phôtphate trùng ngưng trong cơ thể chúng từ phôtphate đơn tồn tại trong nước
thải.
C
2
H
4
O
2
+ 0,16 NH
4
+
+ 1,2 O
2
+ 0,2 PO
4
3-
 0,16 C
5
H
7
NO

2
+ 1,2 CO
2
+ 0,2
(HPO
3
) + 0,44 OH
-
+ 1,44 H
2
O.
HPO
3
là photphate ở dạng trùng ngưng tồn tại trong cơ thể vi sinh vật.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
14
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Trong điều kiện thiếu khí (không có oxi, chỉ có mặt nitrat) quá trình tích
lũy phôtpho xảy ra:
C
2
H
4
O
2
+ 0,16 NH
4
+
+ 0,2 PO
4

3-
+ 0,96 NO
3-
 0,16 C
5
H
7
NO
2
+ 1,2 CO
2
+
0,2 (HPO
3
) + 1,4 OH
-
+ 0,48 N
2
+ 0,96 H
2
O
Từ phương trình trên cho thấy chủng loại vi sinh tích lũy photpho cũng có
khả năng khử nitrat
Trong điều kiện yếm khí, vi sinh vật trên hấp thụ chất hữu cơ, phân hủy
phôtphate trùng ngưng trong tế bào và thải ra môi trường dưới dạng phôtphate
đơn:
2C
2
H
4

O
2
+ (HPO
3
) + H
2
O  (C
2
H
4
O
2
)
2
+ PO
4
3-
+ 3 H
+
(C
2
H
4
O
2
)
2
là chất hữu cơ tích lũy trong cơ thể vi sinh vật được hấp thu từ
ngoài vào.
2.2.Phương pháp hóa học loại bỏ photphat bằng kết tủa

Các hợp chất orthophotphat bị kết tủa khi lượng photphat kim loại hòa tan
kém và sự có mặt của các hóa chất tạo lắng (muối sắt, nhôm, vôi sữa). Các muối
này lắng xuống và lưu lại trong bùn thải. Các chất tạo kết tủa có thể được cho vào
ở quá trình xử lý sơ bộ (trước kết tủa), trong bể khí khí (kết tủa đồng thời) hay tại
bể phản ứng phụ cuối dòng của bể hiếu khí (sau kết tủa). Hiệu quả nhất là tại quá
trình kết tủa đồng thời và tiết kiệm chi phí nhất.
Do ô nhiễm đại lượng nên xử lý phôtpho trong đất ít được quan tâm. Tuy
nhiên, một số kỹ thuật được sử dụng để xử lý là: kỹ thuật bùn nhão, kỹ thuật trải
đất, kỹ thuật đống ủ…. Ngoài ra, có thể sử dụng thực vật để xử lý Photpho trong
đất.
2.3.Thu hồi phophat từ chất thải
Nếu những năm trước đây các hợp chất nitơ là thủ phạm chính gây ô nhiễm
nước ngầm ở các khu vực nông nghiệp, thì ngày nay, vấn đề ô nhiễm nước do các
hợp chất photphat đang nổi lên ngày càng rõ nét.
Hiện nay, khả năng giảm phát thải Photphat trực tiếp tại các trang trại sản
xuất nông nghiệp hoặc khả năng loại trừ Photphat dạng sinh học ra khỏi nước thải
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
15
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
là rất hạn chế. Vì vậy, phương pháp khả thi duy nhất để giảm lượng photphat trong
các sông ngòi là loại bỏ Photphat tại các nhà máy xử lý nước thải.
Quy trình xử lý và thu hồi Photphat từ nước thải không những phải loại bỏ
một cách hiệu quả phần lớn Photphat có trong đó mà còn có thể thu hồi Photphat
và chuyển nó thành dạng sản phẩm thương mại để bù đắp một phần chi phí xử lý
nước thải. Đây là một khó khăn lớn, vì nồng độ Photphat trong nước thải thường
rất thấp (cỡ ppm). Tuy nhiên, do Photphat có khả năng tạo muối không tan với một
số cation thông thường, nên người ta có thể tách nó ra khỏi nước ngay cả ở những
nồng độ rất thấp.
Hiện nay ở Hà Lan, Italia và Nhật Bản người ta đang vận hành một số nhà
máy xử lý nước thải có khả năng thu hồi Photphat. Phần lớn các nhà máy này thu

hồi Photphat ở dạng canxi photphat hoặc struvit (magiê amoni photphat
(MgNH
4
PO
4
); cũng có nhà máy áp dụng phương pháp kết tủa sắt photphat.
3.Quy trình công nghệ
• Tang trống quay
Hai thiết bị lọc loại rác kiểu trống quay được mắc nối tiếp với nhau để loại
bỏ rác có kích thước >1mm ra khỏi nước thải.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
16
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
• Quá trình điều hòa nước thải
Bể điều hòa nhằm điều hòa hệ thống và cân bằng nồng độ các cấu tử trong
nước thải. Hệ thống sục khí được bố trí tại đây để khử mùi hôi và oxi hóa một
phần chất hữu cơ ( 10% COD) và amini (5% NH
4
+)
trong nước thải. Nước thải từ
bể điều hòa được bơm tự động lên bể xử lý thiếu khí.
• Quá trình xử lý thiếu khí
Bể xử lý thiếu khí được thiết kế một bộ khuấy trộn nhằm đảo trộn đều nước
thải và vi sinh vật. Bộ khuấy trộn này hoạt động tự động theo tín hiệu giowne thời
gian, nghĩa là 5 phút động cơ khuấy động và nghỉ trong 5 phút. Tại tank thiếu khí
xảy ra quá trình khử nitrat thành nitơ bay vào khí quyển ( quá trình đề hidrat hóa-
denitrification), đồng thời tank thiếu khí còn đóng vai trò là một hệ chọn lọc vi
sinh để chống lại bùn nổi do vi khuẩn dạng sợi gây ra. Nước sau bể thiếu khí sẽ tự
động chảy sang bể hiếu khí.
• Quá trình xử lý hiếu khí

Nước thải trước khi vào bể xử lý hiếu khí, nước được trộn với một lượng
kiềm thích hợp ( từ bơm định lượng hóa chất) để xử lý amoni và Photpho. Quá
trình hiếu khí bao gồm hai giai đoạn trong hai bể nối tiếp nhau. Ở đáy mỗi tank
hiếu khí được lắp các đĩa phân phối khí dạng khuếch tán nhằm mục đích cung cấp
khí oxi cho qua trình xử lý vi sinh ( oxi hóa chất hữu cơ và amoni). Tại đây các
chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ được xử lý triệt để. Thiết bị thổi được vận
hành liên tục nhằm cung cấp oxi cho sinh vật hiếu khí hoạt động. Trong điều kiện
thổi khí liên tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trạng thái lơ lửng ( bùn hoạt
tính) sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ
đơn giản như CO
2
và nước… theo phản ứng sau:
Chất hữu cơ + vi sinh vật hiếu khí => H
2
O + CO
2
+ sinh khối mới
Bên cạnh đó, trong môi trường hiếu khí vi khuẩn hấp thụ photphos cao hơn
mức bình thường, photpho lúc này không những chỉ cần cho việc tổng hợp, duy trì
tế bào và vận chuyển năng lượng mà còn được vi khuẩn chứa them một lượng dư
vào trong tế bào để sử dụng ở cacsc giai đoạn tiếp theo.
• Bể lắng đứng
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
17
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Nước chảy ra khỏi bể hiếu khí 2 được thu vào máng tràn và tự chảy về thiết
bị lắng thứ cấp. Trước khi được đi sang bể lắng, nước được cấp thêm hóa chất keo
tụ để tăng cường quá trình lắng và loại bỏ một phần Photpho ở dạng Photphat. Tại
đây xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật). Phần bùn lắng
này chủ yếu là vi sinh vật trôi ra từ bể xủ lý hiếu khí và lọc sinh học. Bùn ở bể lắng

được bơm hồi lưu một phần trở lại bể thiếu khí nhờ bơm bùn ( 1 dự phòng và một
hoạt động). Lưu lượng bùn hồi lưu phụ thuộc vào mật độ vi sinh trong bể thiếu
khí.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
18
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
Hệ thống xử lý nước thải sản xuất của công ty thủy sản Quảng Ninh

KẾT LUẬN
Về phương diện khoa học, môi trường là một lĩnh vực liên ngành, đa ngành.
Còn về phạm vi ảnh hưởng của nó là một trong những đối tượng mang tính toàn
cầu rõ rệt nhất. Ô nhiễm môi trường là một tai họa và tai họa này không của riêng
ai, mà là chung của tất cả các quốc gia, của toàn nhân loại. Vì vậy con người phải
bảo vệ môi trường để đảm bảo chất lượng cuộc sống và giải quyết hậu quả của
chính mình.
Là thế hệ trẻ của đất nước chúng ta không những luôn bảo vệ môi trường
mà còn phải là người đi đầu, tuyên truyền, phổ biến cho mọi người về tầm quan
trọng của môi trường và nguy hại to lớn của ô nhiễm môi trường. Từ đó đưa ra các
biện pháp, những chương trình hành động thích hợp chẳng hạn như việc tổ chức
các buổi hoạt động vì môi trường xanh sạch đẹp.Hãy chung tay góp sức để môi
trường không còn ô nhiễm.
Sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu chúng em đã hoàn thành bài tiểu luận
này. Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu không tránh khỏi sai sót, kính mong
cô nhận xét và đưa ra lời khuyên để em có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
19
GVHD: Th.s Phạm Thị Thanh Yên
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Báo cáo môi trường quốc gia năm 2005.
2. Báo cáo môi trường quốc gia năm 2010.

3. Các biện pháp xử lý nước thải ( T.s Nguyễn Mạnh Hùng).
4. Tham luận: Các vấn đề ô nhiễm gây bức xúc của ngành than tại Quảng
Ninh (tại hội thảo ngày 30/5/2009,Quảng Ninh)
5. TCVN 6202 : 1996.
Tiểu luận môi trường Tổng photpho
20