Fosfórsýra, með efnaformúlu H3PO4, er fjölprótínsýra sem sýnir sérstaka efnafræðilega eiginleika. Það er litlaus, lyktarlaus og seigfljótandi vökvi, leysanlegur í vatni og getur myndað margar röð salta. Súrstyrkur fosfórsýru fer eftir styrk hennar; Þynntar lausnir eru veikburða súrar, en óblandaðar eru sterkari súrar. Það hvarfast kröftuglega við basa, málma og oxíð, losar hita og myndar samsvarandi fosföt. Að auki getur fosfórsýra gengist undir esterunarviðbrögð við alkóhólum og ofþornunarviðbrögð við kolvetni. Þessir eiginleikar stuðla að víðtækri notkun fosfórsýru í ýmsum atvinnugreinum, þar á meðal áburði, matvælaaukefnum og hreinsiefnum.
Rannsóknir á fosfórsýru veita umhverfisvænni lausn til að meðhöndla skolvatn úr urðunarstöðum
Með þróun atvinnulífsins og fjölgun borgarbúa heldur framleiðsla á föstu úrgangi áfram að aukast. Urðunaraðferð er tækni til förgunar í föstu formi sem almennt er notuð heima og erlendis. Hins vegar mun mikið magn af sigvatni myndast meðan á urðunarferlinu stendur. Sigvatn vísar til skólps í mikilli styrk sem síað er út í urðunarferlinu vegna rofs gerjunar og úrkomu og bleytu yfirborðsvatns og grunnvatns. Ef þetta sigvatn er losað beint án viðeigandi meðhöndlunar mun það ógnað vistfræðilegu umhverfi og heilsu manna. Þar sem það eru nokkur lífræn efni sem erfitt er að brjóta niður í sigvatninu henta hefðbundnar líffræðilegar meðhöndlunaraðferðir ekki til meðhöndlunar á þessari tegund lífrænna efna. Þess vegna hefur eðlisefnafræðileg tækni eins og jónaskipti, himnusíun og aðsogsaðferðir sýnt fram á kosti í skolvatnsmeðferð. Á undanförnum árum hefur aðsogsaðferð með virku kolefni vakið athygli margra vísindamanna. Þar að auki er þessi tegund af virku kolefni, sem er búið til úr lífmassa úr landbúnaði til að meðhöndla skólp, stuðlað að þróun sjálfbærrar efnafræði og umhverfisverndar. Til að ná fram skilvirkri meðhöndlun á sigvatni með virku kolefni er mjög mikilvægt að skilja hvernig á að meðhöndla sigvatn. Hins vegar er aðferðin við að meðhöndla skolvatn með virku kolefni enn óljós. Sérstaklega þarf frekari rannsókn á áhrifum uppbyggingar virks kolefnis á meðhöndlun skolvatns.
Fosfórsýra framleidd af BLOOM Tech veitti stuðning við þessa rannsókn
Fosfórsýra sem virkjunarefni til að framleiða virkt kolefni hefur þá kosti að lágmarka umhverfisáhrif og auðvelda endurheimt. Hér var virkjað lífkolefni, sem búið var til úr hrísgrjónahýði með fosfórsýruvirkjun, notað með góðum árangri til meðhöndlunar á sorphreinsunarvatni. Formeðferðin sem af þessu leiddi með NaOH og HCl fjarlægðu kísil og ösku úr lífkoli vandlega, sem leiddi til sprungna og opnunar á holum. Þar að auki gæti fosfórsýran sem virkjunarforingi undirbúið virkt kolefni með nóg af fosfórhópum á yfirborðinu. Í þessari rannsókn var lögð áhersla á að greina frammistöðu mismunandi meðhöndlaðra kolefnissýna á meðhöndlun skolvatns á urðunarstaðnum, og leiða í ljós hugsanlegt hlutverk fosfórtegunda sem myndast í virku lífkoli í skolvatnsmeðferðinni. Einnig var fjallað um notagildi hreyfilíkana og aðsogsjafnhita fyrir sigvatnsmeðferð á fosfórsýruvirku lífkoli (H3PO4-virkjuð lífkoli). Það gaf mikilvæga innsýn til að skilja skilvirka meðhöndlunarkerfi skólps og undirbúa afkastamikið virkjað lífkol með því að nota úrgangsleifar úr landbúnaði. Að auki fylgdi nýting á úrgangsleifum úr landbúnaði til framleiðslu á afkastamiklu kolefnisefni við meðhöndlun á sorphreinsunarvatni hugmyndinni um sjálfbæra græna efnafræði.
Luo Yiping, a postdoctoral fellow at the Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences (co-supervisor: researcher Liu Xiaofeng), conducted research on the treatment of landfill leachate with activated carbon prepared from rice husk residue using phosphoric acid as an activator. By evaluating the color, pollutant removal rate, COD removal rate and NH4+-N removal rate of the leachate, the performance of carbon samples prepared by different treatment methods in leachate treatment was investigated. It was found that activated carbon prepared by phosphoric acid activation was more effective in treating landfill leachate than carbon samples prepared without phosphoric acid activation. When the mass ratio of phosphoric acid to carbon is greater than 2, the prepared activated carbon shows better performance in the leachate treatment process, namely chroma (100%), pollutants (>90%), COD (~80%) og NH4+-N (100%) hafa hærra brottnám. Hreyfifræðilegar rannsóknir hafa sýnt að ferlið við að meðhöndla útskolvatn með virku kolefni, sem er búið til með fosfórsýruvirkjun, samræmist gervi-annar-ordens hreyfifræði og Langmuir aðsogslíkani. Aðsogsferlinu er fyrst stjórnað með ytri agnadreifingu og síðan með innri agnadreifingu. Í því ferli að meðhöndla virk kolefni á sigvatni eru helstu lífrænu efnasamböndin sem eru aðsoguð huminsýruefni og lögð er áhersla á hlutverk fosfórtegunda sem myndast í virku kolefni. Fosfórtegundirnar sem myndast í virka kolefninu geta á áhrifaríkan hátt stillt og stjórnað eiginleikum og uppbyggingu virka kolefnisins, þannig að örgjúpa uppbyggingin sem myndast í virka kolefninu stuðlar að frásog huminsýra efna. Auk svitaholaeiginleika virks kolefnis, reyndust vetnisbindingar og pp víxlverkanir á milli fosfórtegundanna sem myndast í virka kolefninu og huminsýrutegundanna vera mikilvægir þættir í skilvirkri meðhöndlun á sigvatni. Ofangreindar rannsóknarniðurstöður skýra hvernig virkjað kolefni er framleitt með fosfórsýruvirkjun til skilvirkrar meðhöndlunar á sorphreinsunarvatni, í von um að gefa vísbendingar um skilvirka meðhöndlun skólps í iðnaði.
Efni
Fosfórsýra sem Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd býður upp á. Lífkol var fengið frá Chongqing Jinhuan Biomass Energy Co. Ltd í Kína, þar sem það var framleitt eftir að hrísgrjónshýði var breytt í lífolíu við 400 gráður í vökvabeðsofni. NaOH (AR), HCl (36%–38%) og H3PO4 (85%) voru keypt frá Chengdu Kelong Chemical Regent Factory í Kína án frekari hreinsunar. Úrgangsskolvatn var fengið frá urðunarstað bæjarúrgangs í Luodai, Chengdu, Sichuan héraði, Kína. Fyrir notkun var það síað með natríumhimnu.
Niðurstaða
Núverandi vinna rannsakaði frammistöðu fosfórsýruvirkjaðar lífkolefnis úr hrísgrjónahýði til meðhöndlunar á sorphreinsivatni, til að ná gæðum þess í losunarstaðla. Aðsog mengunarefna fylgdi Langmuir jafnhitalíkaninu og gervi-annar röð hreyfihvarfalíkönum. Fosfórtegundir virks lífkols gátu ekki aðeins stillt og stjórnað áferðareiginleikum kolefnis, heldur einnig haft samskipti við virka hópa huminsýra í útskolunarvatninu með vetni.