xử lý phospho trong nước thải xi mạ bằng phương pháp hóa học

trình bày xử lý phospho trong nước thải xi mạ bằng phương pháp hóa học

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Qua thực tế trong những năm gần nay cho thấy Việt Nam là một nướccó tốc độ phát triển kinh tế cao trong khu vực Bên cạnh sự phát triển mạnhmẽ của quá trình công nghiệp hóa đất nước, chất thải công nghiệp cũngngày một gia tăng về khối lượng, đa dạng về chủng loại gây ảnh hưởng xấuđến môi trường cũng như sức khỏe của con người, đòi hỏi con người phải cónhận thức đúng đắn và đầu tư thích đáng cho vấn đề xử lý nhằm phát triểnkinh tế song song với việc bảo vệ môi trường sống của chính mình

Ngày nay, kỹ thuật mạ kim loại đã trở thành một ngành kỹ thuật pháttriển mạnh mẽ ở hầu hết các nước trên thế giới Nước ta cũng đang tập trungphát triển các ngành công nghiệp phụ trợ, trong đó kỳ vọng đặc biệt vàongành gia công kim loại Do vậy nhu cầu gia công mạ kim loại càng lớn vàcũng từ đó việc xử lý chất thải trong gia công mạ – một yếu tố có nhiều khảnăng phá hủy môi trường – là hết sức cần thiết và cần được giải quyết triệtđể

Trong quá trình gia công mạ kim loại, lượng nước thải ra tuy khôngnhiều nhưng chứa hàm lượng các kim loại nặng rất cao và là độc chất đốivới sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe con người Nhiều công trìnhnghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị chết và thoáihóa, với nồng độ nhỏ có thể gây độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học, ảnhhưởng đến sự sống của sinh vật về lâu dài Do đó, nước thải từ các quá trình

xi mạ kim loại, nếu không được xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng conđường trực tiếp hay gián tiếp, chúng sẽ tồn đọng trong cơ thể con người và

gây các bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima,ung thư ….

Đề tài “Xử lý phospho trong nước thải xi mạ bằng phương pháp hóa

học” chỉ nghiên cứu xử lý nước thải xi mạ trong một nội dung hẹp đó là xử

lý phospho có trong nước thải ở công đoạn phosphat hóa bề mặt kim loạitrong gia công kim loại mạ, nhằm tìm ra những giải pháp kỹ thuật hợp lý đểloại bỏ phospho có trong nước thải xi mạ trước khi thải vào nguồn nước thảichung của gia công kim loại

1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Tìm ra được một phương pháp hóa học hiệu quả cao, giá thành thấpđể xử lý nước thải công đoạn phosphat hóa bề mặt, loại bỏ phospho có trongnước thải ra khỏi môi trường

1.2.2 Nội dung nghiên cứu

 Thu thập các tài liệu liên quan đến quá trình phosphat hóa bềmặt kim loại và các tài liệu liên quan đến quá trình gia công mạ kimloại hiện có tại Việt Nam

 Tìm hiểu một số tính chất hóa lý liên quan đến quá trìnhphosphat hóa bề mặt

 Tìm hiểu các ảnh hưởng của phospho tới môi trường và conngười

 Tìm hiểu các phương pháp xử lý nước thải xi mạ

 Lựa chọn phương pháp xử lý

 Khảo sát thành phần nước thải xi mạ

 Khảo sát, đánh giá khả năng loại bỏ phospho có trong côngđoạn phosphat hóa bề mặt cùng các yếu tố ảnh hưởng đến quá trìnhxử lý

 Thử nghiệm phương pháp trên mô hình, khảo sát yếu tố ảnhhưởng đến quá trình kết tủa, thu thập các thông số tối ưu nhằm phụcvụ cho việc thiết kế về sau.

 Đánh giá hiệu quả của phương pháp xử lý

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 Phương pháp thu thập tài liệu: Tìm hiểu các tài liệu sách báotrong và ngoài nước về xử lý phospho trong nước thải bằng phươngpháp hóa học, công nghệ xi mạ, phosphat hóa bề mặt cũng như ảnhhưởng của phospho và nước thải xi mạ đến môi trường

 Phương pháp tổng hợp tài liệu

 Phương pháp thực nghiệm: Lấy mẫu, phân tích các chỉ tiêu xửlý

 Phương pháp tính toán

 Phương pháp xử lý thông qua những chỉ tiêu bằng phương phápphân tích

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI

XI MẠ

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH XI MẠ

2.1.1 Một số khái niệm

Mạ kim loại là một quá trình công nghệ hay được sử dụng, vì thực tếhầu như tất cả các vật dụng bằng kim loại đều phải được hoàn thiện, đồngthời đó cũng là trách nhiệm của nhà sản xuất

Trong công nghệ xi mạ có nhiều hình thức xi mạ khác nhau: mạ điện,mạ hóa học, mạ nhúng nóng

Dung dịch mạ là dung dịch mà trong đó quá trình mạ điện xảy ra Nóchứa các ion của kim loại sẽ được mạ lên bề mặt kim loại cần xử lý – cácion kim loại này tham gia phản ứng catôt và bị khử điện hóa thành kim loạiđiện kết tủa lên trên bề mặt cần xử lý

Ví dụ: Trong trường hợp mạ kẽm, ion kẽm hóa trị 2 bị khử trên bề mặt

kim loại nền (thép chẳng hạn):

Zn2+ + 2e-

 Zn Rõ ràng trong một bình điện hóa như vậy cũng cần phải có phản ứnganôt tương ứng Trong mạ điện, đó thường là sự hòa tan anôt của một anôtkim loại để đảm bảo nồng độ ion kim loại trong bể mạ gần như không đổi.Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp các anôt có thể không tan và được làmbằng các vật liệu như graphit, chì, titan phủ platin… chúng trơ trong dungdịch mạ Anôt không tan vẫn thực hiện phản ứng anôt trong đó có một phảnứng anôt quan trọng đó là phản ứng thoát oxy

H2O  ½ O2 + 2H+ + 2e- [1] (Trong dung dịch axit)

Quá trình này sẽ hình thành một lớp kim loại tương đối mỏng trên bềmặt dẫn điện Quá trình này được thực hiện bằng cách nhúng vật liệu cầnmạ vào dung dịch chứa những muối kim loại và nối nó vào cực catôt củamột nguồn điện một chiều thế thấp Mạch điện được hoàn tất khi nhúng đầuanôt vào trong dung dịch đó và nối chúng với cực dương của nguồn điện.Sản phẩm của quá trình này là tạo một lớp kim loại cần mạ trong dung dịchlên trên bề mặt của vật liệu cần mạ

Lớp phủ kim loại hình thành trên bề mặt catôt thường có cấu trúc tinhthể và dày từ 1 – 50  m tùy thuộc vào kim loại được mạ và yêu cầu hoànthiện mặt hàng đó

2.1.1.2 Mạ hóa học

Dựa trên cơ sở khử hóa học ở đó ion kim loại được khử thành kim loạitừ dung dịch muối của nó bằng các chất khử.

Các điện tử cần cung cấp cho các phản ứng khử điện hóa được cungcấp bởi chất khử hóa học

Ví dụ: Như mạ Niken hóa học, natri hypophosphit được sử dụng làm

tác nhân khử và bị oxy hóa thành octophosphit, do đó có thể xảy ra phảnứng anôt sau:

H2PO2- + H2O  H2PO3- + 2H+ + 2e [2]Các điện tử tách ra và tham gia vào quá trình khử Nikel (Ni) ở phảnứng catôt theo phương trình sau:

ra một lớp mạ Ni – Bo

Mạ hóa học chỉ có thể xảy ra trên một bề mặt xúc tác: Nhiều kim loạithông thường đáp ứng được điều này Vật liệu phi kim như nhựa, gốm có thểđược xúc tác bằng cách xử lý để tạo ra kết tủa kim loại paladin lên bề mặtkhông dẫn điện Phản ứng mạ hóa hoạc sau đó có thể bắt đầu trên các phầntử này và phát triển thành lớp mạ Bằng cách này, việc mạ kim loại có thểtiến hành cho các bề mặt không dẫn điện Cũng có thể làm cho bề mặt của

2.1.1.3 Mạ nhúng nóng

Mạ nhúng nóng là một quá trình trong đó vật liệu cần mạ đi qua bểchứa kim loại mạ (kim loại nguyên chất) được nấu nóng chảy ở nhiệt độcao Kết quả của quá trình là kim loại mạ sẽ bám một lớp trên bề mặt vậtliệu cần mạ

2.1.2 Các loại mạ

Mạ Crom: Lớp mạ Crom được sử dụng nhiều trong công nghệ mạ ô

tô, mạ các chi tiết máy, dụng cụ y tế, phụ tùng máy móc… vì lớp mạ có tínhổn định hóa học, tính chịu mòn cao đồng thời bề mặt ngoài trông rất đẹp,khả năng phản xạ ánh sáng tốt Có thể sử dụng lớp mạ Crom làm lớp mạbảo vệ nhưng cần phải mạ đồng, mạ kền sau đó mới mạ Crom trang trí

Mạ kẽm: Trong công nghiệp ứng dụng mạ kẽm để đề phòng ăn mòn

kim loại, được gọi là lớp mạ bảo vệ Lớp mạ này có tính đàn hồi tốt nhưngđộ cứng thấp, độ bóng kém, trong không khí dễ tạo muối kẽm cacbonat cótính kiềm nên bị mờ, để khắc phục hiện tượng này người ta phủ photphathóa hay thụ động hóa bề mặt, … để tăng độ bền hóa học của lớp mạ Dungdịch mạ kẽm có hai loại: Dung dịch mạ kẽm cyanua và dung dịch mạ kẽmkhông có cyanua

Mạ Nikel: Mạ Nikel là kỹ nghệ quan trọng bậc nhất, đồng thời cũng

phổ biến nhất hiện nay Trong công nghiệp ứng dụng lớp mạ Nikel để trangtrí, làm tăng khả năng chịu mòn, tăng độ cứng bề mặt, lớp mạ vừa trang trívừa bảo vệ Để nâng cao hiệu quả bảo vệ – trang trí thường áp dụng mạ hailớp: Nikel – Crom; hoặc 3 lớp: Đồng – Nikel – Crom

Mạ hợp kim: Trong dung dịch đồng thời có 2 cation kim loại Để hai

ion này kết tủa đông thời lên bề mặt catôt (chi tiết mạ) tạo lớp mạ hợp kim

thì thế giải phóng của chúng phải bằng nhau hoặc gần nhau Tùy theo thànhphần và tính chất lớp mạ mà mạ hợp kim được chia thành các nhóm sau:

 Lớp mạ hợp kim bảo vệ kim loại nền khỏi bị ăn mòn, có hợp kim:Kẽm – cadmium; đồng – thiếc; chì – thiếc; thiếc – kẽm

 Lớp mạ hợp kim với mục đích trang trí – bảo vệ: Vàng – bạc; vàng –đồng; vàng – nikel; vàng – antimun

 Lớp mạ hợp kim có ứng dụng đặc biệt trong công nghiệp: Bạc – chì;thiếc – chì; …

 Mạ vàng: Lớp mạ vàng dùng để mạ đồ nữ trang, trang trí các vậtdụng như đồng hồ, gọng kính, gia dụng, trang trí nội thất, …

2.1.3 Sơ đồ công nghệ xi mạ tổng quát

Hình 1 Sơ đồ công nghệ xi mạ tổng quát

AxitMuội AuMuội Ag

Mài nhẵn, đánh bĩng c

Tẩy dầu, mỡ

Làm sạch bằng hố học và điện hốLàm sạch cơ học

Chất làm bĩngNiSO4

H3BO3

Zn(CN)2ZnCl2ZnO

NaCN NaOH

H3BO3

H2SO4NaCN

CuSO4Cu(CN)2

Hơi, axit

NT Axit, kiềm

2.2. LƯU LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI

2.2.1 Lưu lượng nước thải

Trong công nghệ xi mạ, lượng nước thải phát sinh ra trong một ngàykhông nhiều:

 Đối với các cơ sở nhỏ: 5 – 10 m3/ngày

 Đối với các cơ sở lớn: 12 – 50 m3/ngày

Nước thải xi mạ bao gồm: Nước rửa trước mạ và nước thải rửa saumạ

2.2.2 Thành phần nước thải

Nước thải xi mạ có thành phần rất phức tạp về nồng độ và pH daođộng rất lớn từ nước rất kiềm (pH > 9) đến nước rất acid (pH < 3) Đặc trưngchung của nước thải xi mạ là chứa hàm lượng cao các muối vô cơ và kimloại nặng Tùy theo kim loại của lớp mạ mà nguồn ô nhiễm có thể là Cu,

Zn, Cr, Ni, … và cũng tùy thuộc vào các loại muối kim loại được sử dụng mànước thải có thể chứa các độc tố như xyanua, sunfat, amoni, … Các chất hữu

cơ ít có trong nước thải xi mạ, phần chủ yếu là chất tạo bông, chất hoạt độngbề mặt … nên BOD, COD của nước thải xi mạ thường thấp và không thuộcđối tượng xử lý

Thành phần nước thải xi mạ được chia thành từng nhóm như sau:

 Chất ô nhiễm độc như: Cyanua, crom, kẽm…

 Chất ô nhiễm làm thay đổi pH: Các chất thuộc dòng acid vàkiềm

 Chất ô nhiễm hữu cơ như dầu mỡ, EDTA ….

2.3 QUÁ TRÌNH PHOSPHAT HÓA

Phương pháp tạo nên lớp màng bảo vệ muối phosphat không hòa tantrong nước, tiến hành trong dung dịch muối phosphat có mangan, sắt, kẽmgọi là phosphat hóa

Màng phoshat hóa do nguyên liệu khác nhau và công nghệ khác nhaucó màu tối hoặc màu tro đen

Màng phosphat ổn định trong không khí, đôï bền chống ăn mòn caogấp 2 – 3 lần so với phương pháp oxy hóa kim loại Nếu sau khi phosphathóa, thông thường mạ kim loại người ta thường tiến hành xử lý vật trongdung dịch K2Cr2O7, ngâm dầu hoặc phun sơn điều đó có thể nâng cao độ bềnăn mòn

Cấu tạo của màng phosphat có nhiều lỗ nhỏ, vì thế nó có tác dụnglàm cho bám dính dầu và sơn tốt Chính vì vậy phosphat hóa được dùng rộngrãi là lớp nền trong công nghệ gia công thay đổi hình dáng kim loại, có thểlàm giảm ma sát, giảm vết nứt gia công hoặc một số hiện tượng khác v.v…

Màng phosphat có tính cách điện cao do đó các máy biến thế, Roto,Stato, các lá thép silic thường được phosphat hóa, nhưng tính năng cơ khí, từtính của kim loại không đổi

 Ưu điểm của phosphat hóa:

 Dùng thiết bị đơn giản

 Thao tác đơn giản

 Giá thành thấp

Hiệu suất cao

 Được ứng dụng rộng rãi: trong công nghệp chế tạo ô tô, tàu,hàng không v.v…

 Nhược điểm: Thải ra ngoài môi trường một lượng lớn

phospho

Các loại phosphat hóa

 Làm nền cho lớp sơn: Với vật liệu nhôm và Altimon; vớivật liệu sắt

 Gia công biến hình (kéo dây sắt, ép khuôn, …)

2.4 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH XI MẠ TỚI MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI

2.4.1 Ảnh hưởng đến môi trường

 Là độc chất đối với cá và thực vật nước: Do phát sinh ra một lượnglớn kim loại nặng

 Tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi cáctính chất lí hóa của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiềudài chuỗi thức ăn Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy: Với nồng độ đủlớn, sinh vật có thể bị chết hoặc thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộđộc mãn tính hoặc tích tụ sinh học, ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật vềlâu dài

 Ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, vật nuôi canh tác nôngnghiệp, làm thoái hóa đất do sự chảy tràn và thấm của nước thải vào môitrường đất

 Ảnh hưởng đến hệ thống xử lý nước thải do ảnh hưởng đến hoạtđộng của vi sinh vật trong quá trình xử lý sinh học.

2.4.2 Ảnh hưởng đến con người

Xi mạ là một ngành gây ô nhiễm môi trường và sức khỏe con ngườicao mặc dù lượng nước thải ra môi trường của ngành này không nhiều.Nhưng do trong nước thải xi mạ có chứa hàm lượng các kim loại nặng rấtcao và độc chất đối với các sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe con ngườigây nên các bệnh nghiêm trọng có thể gây nguy hiểm tới tính mạng conngười Nước thải xi mạ nếu không được xử lý qua thời gian tích tụ và bằngcon đường trực tiếp hay gián tiếp, chúng sẽ tồn đọng trong cơ thể con ngườigây nên các bệnh như viêm loét da, ung thư, viêm đường hô hấp…

Một số kim loại nặng tồn tại trong nước thải xi mạ và các tác hại củanó:

 Độc tính của Crom ( Cr )

Mặc dù Crom tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau, chỉ có Cr(III) vàCr(VI) gây ảnh hưởng lớn đến sinh vật và con người

Crom xâm nhập vào cơ thể theo 3 đường: Hô hấp, tiêu hóa và qua da.Cr(VI) được cơ thể hấp thu dễ dàng hơn Cr(III) nhưng khi vào cơ thể Cr(VI)sẽ chuyển thành dạng Cr(III) Dù xâm nhập vào cơ thể theo bất cứ đườngnào, Crom cũng được hòa tan trong máu ở nồng độ 0.001mg/ml, sau đó đượcchuyển vào hồng cầu và sự hòa tan ở hồng cầu nhanh hơn 10-20 lần Từhồng cầu, Crom được chuyển vào các tổ chức và phủ tạng Crom gắn vớiSidero filing albumin và được giữ lại ở phổi, xương, thận, gan, phần còn lạithì qua phân và nước tiểu Từ các cơ quan phủ tạng, Crom lại được hòa tan

dần vào máu, rồi được đào thải qua nước tiểu từ vài tháng đến vài năm Dođó nồng độ Crom trong máu và nước tiểu biến đổi nhiều và kéo dài.

Qua nghiên cứu người ta thấy Crom có vai trò sinh học như chuyểnhóa glucose, protein, chất béo ở động vật hữu nhũ Dấu hiệu của thiếu hụtCrom ở người gồm có giảm cân, cơ thể không thể loại đường ra khỏi máu,thần kinh không ổn định

Tuy nhiên với hàm lượng cao Crom làm giảm protein, axit nucleic vàức chế hệ thống men cơ bản, Cr(VI) độc hơn Cr(III) Hít thở không khí cónồng độ Crom (ví dụ axit crômic hay Cr(III) trioxit) cao (>2g/m3) gây kíchthích mũi làm chảy nước mũi, hen suyễn dị ứng, ung thư (khi tiếp xúc vớiCrom có nồng độ cao hơn 100-1000 lần nồng độ trong môi trường tự nhiên).Ngoài ra Cr(VI) còn có tính ăn mòn, gây dị ứng, lở loét khi tiếp xúc với da

 Độc tính của Nikel ( Ni )

Trong môi trường nước Nikel có độc tính cao đối với cá, phụ thuộcvào chất lượng nước ở đó Nồng độ Nikel > 30g/l sẽ gây tác hại cho cơ thểsống bậc thấp trong nước

Đối với một số gia súc, thực vật, vi sinh vật Nikel được xem lànguyên tố vi lượng còn đối với cơ thể người thì điều đó chưa rõ ràng Tiếpxúc lâu dài với Nikel gây hiện tượng viêm da và có thể xuất hiện dị ứng ởmột số người Ngộ độc Nikel qua đường hô hấp gây khó chịu, buồn nôn, đauđầu và lâu dài ảnh hưởng đến phổi, hệ thần kinh trung ương, gan và thận.Kim loại và dạng vô cơ của nikel xâm nhập qua đường hô hấp có thể gâybệnh kinh niên

Độc tính của Đồng ( Cu )

Trong nước đồng rất độc đối với cá, đặc biệt độ độc được tăng cườngkhi có mặt thêm các kim loại khác như kẽm, cadmi và thủy ngân.

Đối với cơ thể người, đồng là nguyên tố vi lượng cần thiết tham giavào quá trình tạo hồng cầu, bạch cầu và là thành phần của nhiều enzymtrong cơ thể Ngộ độc đồng chỉ xảy ra ở những vùng nước có nồng độ đồnglớn hơn 3mg/l

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ HIỆN NAY

Trong ngành xi mạ, để hoàn thành một sản phẩm có nhiều công đoạnkhác nhau, trong đó một số công đoạn đã tạo ra các chất độc hại Do đó vấnđề xử lý, thu hồi các chất thải kim loại nặng, các chất độc hại có trong nướcthải xi mạ là điều cần thiết Có 3 phương pháp xử lý nước thải xi mạ hiệnnay được nhiều nước trên thế giới áp dụng đó là: phương pháp xử lý cơ học,phương pháp xử lý hóa học, phương pháp hóa lý

2.5.1 Phương pháp cơ học

Phương pháp cơ học gồm phương pháp lắng, lọc Phương pháp nàynhằm lắng các chất rắn dễ lắng, các chất lơ lửng ra khỏi nước thải

2.5.2 Phương pháp hóa học

Bao gồm hai phương pháp đó là: Phương pháp trung hòa và phươngpháp oxy hóa – khử

Phương pháp trung hòa: Sử dụng các chất có tính acid (H2SO4, HCl, …)hoặc có tính kiềm (NaOH, KOH,…) để trung hòa nước thải có tính kiềm hoặcacid Ngoài ra có thể tận dụng nước thải có tính acid để trung hòa nước thảicó tính kiềm

Phương pháp oxy hóa – khử: Phương pháp này nhằm làm biến đổimức oxy hóa của các nguyên tố.

Ví dụ : Trong nước thải xi mạ Crom thì Crom tồn tại ở dạng Cr6+, đểkết tủa và loại bỏ Cr ra khỏi nước thải trước tiên phải qua giai đoạn khử Cr6+

thành Cr3+ bằng chất khử Như vậy, chất khử được sử dụng là chất có tínhacid mạnh, chất oxy hóa chính là hợp chất của Crom

2.5.3 Phương pháp hóa lý

Đây là một phương pháp xử lý hiệu quả, dễ áp dụng thực tế và phùhợp với nước thải xi mạ

Phương pháp keo tụ – kết tủa: Quá trình kết tủa thường được ứng dụng

cho xử lý nước thải chứa kim loại nặng Kim loại nặng thường kết tủa ởdạng hydroxit khi cho chất kiềm hóa (vôi, NaOH, Na2CO3,…) vào để đạt đếngiá trị pH tương ứng với độ hòa tan nhỏ nhất Giá trị pH này thay đổi tuỳtheo kim loại, độ hoà tan nhỏ nhất của Crôm ở pH 7,5 và kẽm là 10,2 Ởngoài giá trị đó, hàm lượng hoà tan tăng lên

Khi xử lý kim loại, cần thiết xử lý sơ bộ để khử đi các chất cản trởquá trình kết tủa Thí dụ như cyanide và ammonia hình thành các phức vớinhiều kim loại làm giảm hiệu quả quá trình kết tủa Cyanide có thể xử lýbằng chlorine hoá hoặc các phương pháp khác trước giai đoạn khử kim loại

Trong xử lý nước thải công nghiệp, kim loại nặng có thể loại bỏ bằngquá trình kết tủa hydroxit với chất kiềm hóa, hoặc dạng sulfide haycarbonat

Một số kim loại như arsenic hoặc cadmium ở nồng độ thấp có thể xử

đòi hỏi cao, có thể áp dụng quá trình lọc để loại bỏ các cặn lơ lửng khó lắngtrong quá trình kết tủa.

CHƯƠNG 3

TỔNG QUAN VỀ PHOSPHO

3.1 TỔNG QUAN

Phospho (từ tiếng Hy Lạp: phôs có nghĩa là “ánh sáng” và phoros cónghĩa là “người/vật mang”), là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàncó ký hiệu là P và số nguyên tử là 15 Là một phi kim đa hóa trị trong nhómNitơ, Phospho chủ yếu được tìm thấy trong các loại đá phosphat vô cơ vàtrong các cơ thể sống Do độ hoạt động hóa học cao, không bao giờ người tatìm thấy nó ở dạng đơn chất trong tự nhiên Nó cũng là một nguyên tố thiếtyếu cho các cơ thể sống Sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhaunhư: dùng để sản xuất phân bón, sản xuất diêm, pháo hoa, thuốc trừ sâu,thuốc đánh răng, chất tẩy rửa

Hình 1 Cấu tạo phospho

3.1.1 Cấu tạo và phân loại

3.1.1.1 Cấu tạo

Thông thường phospho là chất rắn dạng sáp, có màu trắng, mùi khóngửi như mùi tỏi Dạng tinh khiết của nó không màu trong suốt, có cấu trúctinh thể là lục giác

3.1.1.2 Phân loại

Phospho tồn tại dưới ba dạng cơ bản có: màu trắng, đỏ và đen Cácloại khác cũng có thể tồn tại Phổ biến nhất là phospho trắng và phospho đỏ,cả hai đều chứa các mạng gồm các nhóm phân bố kiểu tứ diện gồm bốnnguyên tử phospho Các tứ diện của phospho trắng tạo thành các nhómriêng, các tứ diện của phospho đỏ liên kết với nhau thành chuỗi Phosphotrắng cháy khi tiếp xúc với không khí hay khi bị tiếp xúc với nguồn nhiệt vàánh sáng

Phospho cũng tồn tại trong các dạng ưa thích về mặt động học vànhiệt động lực học Chúng đượch tách ra ở nhiệt độ chuyển tiếp -3,8oC Một

dạng được gọi là dạng “alpha”, dạng kia gọi là “beta” Phospho đỏ là tươngđối ổn định và thăng hoa ở áp suất 1atm và 170oC nhưng cháy do va chạmhay nhiệt độ ma sát Thù hình phospho đen tồn tại và có cấu trúc tương tựnhư graphit – các nguyên tử được sắp xếp trong các lớp theo tấm lục giác vàcó tính dẫn điện.

3.1.2 Ứng dụng

Phospho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống

 Phospho vô cơ trong dạng phosphat (PO43-) đóng một vai trò quantrọng tạo thành một phần của phần cấu trúc của các phân tử sinh họcnhư ADN và ARN

 Các tế bào sống cũng sử dụng photphat để vận chuyển năng lượng tếbào thông qua ađenoin triphosphat (ATP)

 Các muối photphat canxi đựơc các động vật dùng để làm cứng xươngcủa chúng

 Trong cơ thể người chứa khoảng phospho có vai trò cấu tạo chínhtrong xương và răng dưới dạng apatit

 Phospho thường được coi là chất dinh dưỡng giới hạn trong nhiều môitrường, do khả năng có sẵn của phospho điều chỉnh tốc độ tăngtrưởng của nhiều sinh vật Trong các hệ sinh thái sư dư thừa phosphocó thể là một vấn đề đằc biệt là trong các hệ thủy sinh thái (sự dinhdưỡng tốt và bùng nổ tảo)

 Axit phosphoric đậm đặc, có thể chứa tới 70% - 75% P2O5 là rất quantrọng đối với ngành nông nghiệp do nó được dùng để sản xuất phân

bón Nhu cầu về phân bón đã dẫn tới sự tăng trưởng đáng kể trongsản xuất phosphat (PO43-) trong nửa sau của thế kỷ 20

Các sử dụng khác còn có:

 Các phosphat được dùng trong sản xuất các loại thủy tinh

 Phosphat canxi được sử dụng trong sản xuất đồ sứ

 Tripolyphosphat natri được sản xuất từ axit phosphoric được sử dụngtrong bột giặt

Axit phosphoric được sản xuất từ phospho nguyên tố được ứng dụngtrong các ứng dụng như:

 Chế tạo các phosphat cấp thực phẩm, các hóa chất này bao gồmphosphat monocanci được dùng trong bột nở và tripolyphosphat natrivà các phosphat của natri

 Trong số các ứng dụng khác, người ta thường dùng nó trong thuốcđánh răng

 Phosphat trinatri đươc dùng trong các chất làm sạch để là mềm nướcvà chống ăn mòn cho các đường ống/nồi hơi

 Phospho được sử dụng rộng rãi để sản xuất các hợp chất hữu cơ chứaphospho thông qua các chất trung gian như cloruaphospho vàsulfuaphospho Các chất này có nhiều ứng dụng bao gồm các chấtlàm dẻo, các chất làm chậm cháy, thuốc trừ sâu, các chất chiết vàcác chất xử lý nước

 Nguyên tố này cũng là thành phần quan trọng trong sản xuất thép,trong sản xuất đồng thau chứa phospho và trong nhiều sản phẩm liênquan khác

 Phospho đỏ được sử dụng để sản xuất các vỏ bao diêm an toàn, pháohoa và nhất là mêtanphêtamin (C10H15N).

3.1.3 Độc tính

Đây là nguyên tố có độc tính với 50 (mg) là liều trung bình gây chếtngười (phospho trắng nói chung được coi là dạng độc hại của phospho trongkhi phosphat và orthophosphat lại là các chất dinh dưỡng thiết yếu) Loạiphospho trắng cần được bảo quản dưới dạng ngâm nước do nó có độ hoạtđộng hóa học rất cao với ôxy trong khí quyển và gây ra nguy hiểm cháy vàthao tác với nó cần đươc thực hiện bằng kẹp chuyên dụng và việc tiếp xúctrực tiếp với da có thể sinh ra các vết bỏng nghiêm trọng Ngộ độc mãn tínhphospho trắng đối với các công nhân không được trang bị bảo hộ lao độngtốt dẫn đến chứng chết hoại xương hàm Các hợp chất hữu cơ của phosphotạo ra một lớp lớn các chất, một số trong đó là cực kỳ độc Các esteflorophotphat thuộc về số các chất độc thần kinh có hiệu lực mạnh nhất mà

ta đã biết Một loại các hợp chất hữu cơ chứa phospho được sử dụng bằngđộc tính của chúng để làm các thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệtnấm, Phần lớn các phosphat vô cơ là tương đối không độc và là các chấtdinh dưỡng thiết yếu

Khi phospho trắng bị đưa ra ánh sáng măt trời hay bị đốt nóng thànhdạng hơi ở 2500C thì nó chuyển thành dạng phospho đỏ và nó không tự cháytrong không khí, do vậy nó không nguy hiểm như phospho trắng Tuy nhiênviệc tiếp xúc với nó vẩn cần sự thận trọng do nó cũng có thể chuyển thànhphospho trắng trong một khoảng nhiệt độ nhất định và nó cũng tỏa ra khóicó độc tính cao chứa các ôxit phospho khi bị đốt nóng

Khi bị phơi nhiễm phospho, trong quá khứ người ta rửa bằng dungdịch chứa 2% sunfat đồng (CuSO2) để tạo ra một hợp chất không độc có thểrửa sạch Theo báo cáo của hải quân Mỹ là sunfat đồng có độc tính có thểgây độc cho thận và não cũng như phá hủy hồng cầu trong mạch máu.Hướng dẫn này cũng đề xuất thay thế là dùng dung dịch bicacbonat để trunghòa axitphosphoric

3.2 NGUỒN GỐC PHOSPHO TRONG MÔI TRƯỜNG

Khối lượng phospho trong vỏ trái đất ở dưới dạng phosphat (V): Cáckhoáng vật phosphoric Ca3(PO4)2, Hydroxyapatit Ca5(PO4)3(OH)2, Floapatit

Ca5(PO4)F , Phospho trong môi trường nước tồn tại ở dạng phosphat.Nồng độ của phosphat trong mọi nguồn nước không ô nhiễm thường nhỏ hơn0,01(mg/l) Trong nước bị ô nhiễm, hàm lượng phosphat không lớn là 0,1(mg/l) (dạng chủ yếu là dạng polyphosphat), trong nước thải nồng độphosphat cao hơn nhiều và dạng tồn tại chủ yếu là polyphosphat

Phospho tồn tại trong môi trường nước là từ 3 nguồn chính sau đây :

 Nguồn nước thải sinh hoạt

 Nguồn nước thải nông nghiệp

 Nguồn nước thải công nghiệp

3.2.1 Nguồn nước thải sinh hoạt

Nguồn thải phospho quan trọng nhất trong nước thải sinh hoạt làphân, thức ăn thừa, chất tẩy rửa tổng hợp:

 Lượng phospho có nguồn gốc từ phân được ước tính là 0,2 – 1,0kgP/người/năm hoặc trung bình là 0,6kg

 Lượng phospho có nguồn gốc từ chất tẩy rửa tổng hợp được ướctính là 0,3kg/người/năm

 Thức ăn thừa: Sữa, thịt, cá hoặc dụng cụ nấu ăn, đựng các loạitrên khi vào nước cũng thải ra một lượng phospho đáng kể

Nồng độ phospho trong nước thải sinh hoạt biến động theo lưu lượngnguồn nước thải: Mức độ sử dụng nước của cư dân, mức độ tập trung cácdịch vụ công cộng, thời tiết, khí hậu trong vùng, thay đổi mạnh theo chukỳ thời gian ngày tháng cũng như mức sống và tiện nghi của cộng đồng.Lượng chất thải vì vậy thường được tính theo đầu người (khối lượng khô)hoặc là nồng độ sau khi đã được pha loãng với mức nước sử dụng trên đầungười (ở các nước công nghiệp khoảng 190l/người/ngày) hoặc ở trong cáccống rãnh thải (450l/người/ngày) Nồng độ pha loãng được gọi là nồng độtại điểm xả hoặc trong cống rãnh

Bảng 1 Mức độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt, tính theo khối lượng khô trên đầu người trong ngày tại điểm xả C(x) và tại cống rãnh C(R) của các thành

phố Mỹ (1)

Thông số M (g/người/ngày) C(x) (mg/l) C(R) (mg/l)

Thành phần ô nhiễm và mức độ ô nhiễm đặc trưng của nước thải sinhhoạt từ cống dẫn thải được ghi trong bảng 2.

Bảng 2 Đặc trưng ô nhiễm nước thải sinh hoạt (1)

Khoảng Đặc trưng

P – tổng mg/l 4 – 15 7

3.2.2 Nguồn nông nghiệp

Nông nghiệp là một nguồn thải ra một lượng phospho vào trong môitrường là rất lớn Bởi vì canh tác nông nghiệp về nguyên tắc là phải bónphân, đạm, lân cho cây trồng vì đây là các yếu tố thiếu trong đất trồng trọt

Vì thế phân bón sử dụng trong nông nghiệp là một trong những nguyênnhân chính gây ô nhiễm nguồn nước Tại vùng nông thôn nồng độ phospho ởcác con sông cao trong thời điểm sử dụng phân nhiều, đặc biệt khi có mưarửa trôi

Nguồn nước thải phát sinh do chăn nuôi gia cầm, gia súc có lượng nhỏhơn so với nước thải sinh hoạt Chủ yếu là nước tắm, vệ sinh chuồng trại.Nước thải từ chuồng trại chăn nuôi chứa một lượng chất rắn không tan lớn:Phân, rác rưởi, bùn đất, thức ăn thừa rơi vãi, các hợp chất hữu cơ chứaphospho được chiết ra từ các chất thải rắn gặp nước Nồng độ các tạp chấttrong nước thải chuồng trại cao hơn 50 – 150 lần với mức độ ô nhiễm củanước thải đô thị Nồng độ của phospho nằm trong khoảng 70 – 1750 mg P/l

3.2.3 Nguồn nước thải công nghiệp

Ô nhiễm do hợp chất phospho từ sản xuất công nghiệp chủ yếu liênquan tới ngành chế biến thực phẩm, xi mạ, chế biến mủ cao su hợp chấtchứa phospho nhanh chóng đựơc tiết ra từ các thành phần rắn vào nước với

và loại sản phẩm chế biến Nồng độ của phospho trong nước thải cũng biếnđộng rất mạnh, không chỉ theo mùa vụ mà cả trong từng ngày.

 Trong sản xuất bột giặt có khoảng 20% là chất hoạt động bề mặt,còn lại là chất phụ gia có thể là các chất silicat và phosphat, làm cho nướccó môi trường bazơ yếu Để loại trừ tính chất axit của bụi bẩn và dầu mỡtrong quần áo Với phosphat như natri triphosphat (Na5P3O10) sẽ tạo đượcphức với ion Ca2+ và Mg2+ như :

 Một số ngành công nghiệp như công nghiệp sản xuất phân lân,công nghiệp thực phẩm trong nước đều có chứa phosphat

Ví dụ : Tại nước thải công nghiệp rượu bia, nồng độ N và P có thể

đến 150 200(mg/l) và 15 30(mg/l)

3.3 CÁC HỢP CHẤT CỦA PHOSPHO TRONG MÔI TRƯỜNG

3.3.1 Các hợp chất của Phospho trong môi trường nước.

Phospho có lớp vỏ electron 1s22s22p63s23p3 và ở nhóm VA Nó là phikim hoạt động trung bình Dạng chủ yếu của phospho trong vỏ quả đất là ởdưới dạng phosphate (V) các khoáng vật phosphoric Ca(PO ) ,

Hydroxylapatit, Ca5(PO4)3(OH)2, Floapatit Ca5(PO4)F, Trong đó khoảng95% nguồn phospho trên thới giới tồn tại dưới dạng các Fluoapatit.

Phospho có trong thành phần cơ thể động vật Hydroxylapatit là thànhphần quan trong cấu tạo của răng và xương, còn những dẫn xuất hữu cơ phứctạp của phospho nằm trong thành phần não và thần kinh

Hợp chất của phospho và oxy, anhidrit phosphoric (P2O5) thành axitmeta phosphoric, sau đó thành axit orthophosphoric (gọi đơn giản là axitphosphoric):

Muối của các axit phospho gọi là phosphat Có 3 trạng thái tồn tại củaphospho trong nước là: orthophosphat(PO43-), polyphosphat và phosphat liên

Ví dụ: Như muối diphosphat hay còn gọi là pyrophosphat (M4P2O7) vàmuối triphosphat (M5P3O10) (M là kim loại kiềm) Tất cả các dạngpolyphosphat đều chuyển hóa về dạng orthophosphat trong môi trường nước,quá trình chuyển hóa được thúc đẩy bởi nhiệt độ (nhất là ở gần điểm sôi) vàtrong môi trường axit.

Ví dụ: Polyphosphat bị phân hủy nhanh nhờ quá trình thủy phân như

sau :

P3O105- + 2H2O = 2HPO42- + H2PO4 [8]Các phospho hữu cơ được oxy hóa và thủy phân thành orthophosphat.Các ion phosphat trong nước thường bị thủy phân theo 3 bậc sau đây (do

H3PO4 có 3 nấc phân ly)

PO43- + 2H2O  HPO42- + OH- [9] HPO42- + H2O  H2PO4- + OH- [10]

H2PO4- + H2O  H3PO4 + OH- [11]Khi có mặt muối ion Mg2+ và ion NH4+ ở trong dung dịch amoniac, ion

PO43- tạo nên kết tủa màu trắng NH4MgPO4 không tan trong dung dịchamôniac nhưng tan trong axit như :

NH4+ + Mg2+ + PO43- = NH4MgPO4 [12]Khi có mặt của muối nhôm amôni molydat (NH4)2MoO4 trong dungdịch HNO3 ion PO43- tạo nên kết tủa amoni phosphomolydat[(NH4)3(PMo12O40)], có màu vàng không tan trong axitnitric nhưng tan trongkiềm và dung dịch amôniac Như sau :

3NH4 + PO43-+ 12MoO42- + 24H+ = (NH4)3(PMo12O40) + 12H2O [13]

Những phản ứng này dùng để nhận biết ion PO 3- ở trong dung dịch

3.3.2 Tác hại của hợp chất phospho tan trong môi trường nước.

Khi trong môi trường nước có chứa hàm lượng phospho quá cao thìphospho sẽ gây lên hiện tượng phú dưỡng hóa ở nước

Phú dưỡng hóa (eutrophication) là một khái niệm dùng để chỉ một

nguồn nước, trong đó có quá trình phát triển ồ ạt của thủy thực vật mà trướctiên là các loài vi tảo Nguyên nhân của quá trình là do trong nước chứanhiều chất dinh dưỡng cho thực vật : đạm và lân

Trong giai đoạn tảo phát triển, nguồn nước giàu ôxy Do vào banngày hoặc khi quá nhiều nắng, quá trình quang hợp của tảo diễn ra mãnhliệt Khi quang hợp tảo hấp thụ khí CO2 hoặc bicacbonat (HCO3-) trong nướcvà nhả ra khí oxy pH của nước tăng nhanh, nhất là khi nguồn nước nhận cóđộ kiềm thấp, vào thời điểm cuối buổi chiều, pH của một số ao hồ có thểlên đến 10 Nồng độ oxy tan trong nước thường ở mức siêu bão hòa, có thểlên tới 20mg/l

Song song với quá trình quang hợp là quá trình hô hấp (phân huỷ chấthữu cơ để tạo ra năng lượng, ngược với quá trình quang hợp xảy ra) Trongkhi hô hấp, tảo thải ra khí CO2, tác nhân làm giảm pH của nước Vào banđêm hoặc những ngày ít nắng, quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ gây tìnhtrạng thiếu oxy và làm giảm pH trong nước Trong giai đoạn tảo chết, phânhủy, nguồn nước sẽ bị cạn kiệt oxy

Quá trình phú dưỡng hóa đóng vai trò quan trọng trong dây chuyềnthực phẩm của hệ sinh thái nước

Trong nước, tảo sử dụng cacbon dioxit, nitơ vô cơ, orthophosphat vàcác chất dinh dưỡng khác với lượng vết để phát triển Tảo lại là thức ăn của

rong tảo, một số loại cá lớn lại ăn cá nhỏ Như vậy năng suất của dâychuyền thực phẩm lại phụ thuộc vào lượng N và P Khi nồng độ N và P cao,rong tảo phát triển mạnh tạo ra khối lượng lớn đến mức các loài động vậtphù du không thể tiêu thụ hết, dẫn đến làm đục nước Đặc biệt trong nguồnnước tù (ao, đầm) có thể tạo ra nước chứa đầy tảo như nước xúp Việc phânhủy tảo sẽ tạo ra mùi và tạo ra những chất cặn lắng, gây giảm oxy hòa tantrong nước, từ đó gây cản trở việc phát triển hầu hết các loài cá Trong điềukiện đó thì chỉ có một số loài cá dữ mới có thể sống được

Với mật độ rong tảo cao, chất lượng nước sẽ bị suy giảm, gây ảnhhưởng đến công tác cấp nước sinh hoạt (lắng lọc nước rất khó khăn) gây ảnhhưởng mỹ quan và tạo trở ngại cho du lịch, thể thao dưới nước

Các vùng nước tù – những ao, hồ có nước tồn đọng lâu ngày -, đặcbiệt là kênh rạch, các ao hồ ở Hà Nội, ở đồng bằng sông Cửu Long, đồngbằng sông Hồng, những khu vực trong thành phố Hồ Chí Minh, Hiệnnay đang bị phú dưỡng hóa nặng với biểu hiện của sự phát triển mạnh củacác loài tảo, bèo

GVHD: Th.s Lê Công Nhất Phương

Tảo xanh

Cá đơn(loại ăn động vật)Nitơ và phospho

Cá nhỏ(loại ăn cỏ)

Động vật phù du

Dây chuyền thực phẩm bình thường

Dư thừa

Nitơ và phospho

Bùng nổ tảo

Cá ăn thịt

Gia tăng sinh khối tảo

Phát triển cỏ, lau

sậy ven bờ Nước

đục,sánh Giảm oxy Tăng mùi

Phospho hữu cơ Phospho trong thức ăn Không

khí

P – đơn P – hữu cơ

tan P hữu cơ không tan

Bùn

P can xi

P – phân

P đơn P trong tảo P – hữu cơ

không tan P – hữu cơ tan Nước

P – cá Phân bón

P (Al, Fe)

P – Ca Ca, Al, Fe

Hình 3 Chu trình phospho trong tự nhiên

3.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP LOẠI BỎ PHOSPHO TRONG NƯỚC THẢI

Hầu như các hợp chất của phospho không tồn tại ở dạng bay hơi trongđiều kiện thông thường, vì vậy để tách phospho ra khỏi nước ta phải chuyểnhóa chúng về dạng không tan trước khi áp dụng các kỹ thuật tách chất lắngnhư: lọc, lắng hoặc tách trực tiếp qua màng thích hợp

Hợp chất phospho trong môi trường nước thải tồn tại ở các dạng:phospho hữu cơ, phosphat đơn (H2PO4-, HPO42-, PO43-) tan trong nước,polyphosphat hay còn gọi là phosphat trùng ngưng, muối phosphat vàphospho trong tế bào sinh khối

Bảng 4 ghi các hợp chất phospho chính và khả năng chuyển hóa củachúng

Bảng 4. Hợp chất phospho và khả năng chuyển hóaHợp chất Khả năng chuyển hóa

Phosho hữu cơ Phân hủy thành phosphat đơn và polyphosphat

Phosphat đơn Tan, phản ứng tạo muối, tham gia phản ưng sinh

hóa

Polyphosphat Ít tan, có khả năng tạo muối tham gia phản ứng sinh

hóa

phosphat đơn.

Phospho trong tế bào Thành phần của tế bào hoặc lượng dư trong tế bào

của một số vi khuẩn

Xử lý hợp chất phospho dựa trên các nguyên tắc sau:

 Kết tủa phosphat (đơn và một phần loại trùng ngưng) với các ionnhôm, sắt, canxi tạo ra các muối tương ứng có độ tan thấp tích số tancàng nhỏ thì hiệu quả kết tủa càng cao và tách chúng ra dưới dạngchất rắn Giá trị tích số tan của một số hợp chất có liên quan tới quátrình xử lý phosphat bằng kết tủa với muối, nhôm, sắt và vôi (canxi)được thể hiện trong bảng 5

 Phương pháp sinh học dựa trên hiện tượng là một số loại vi sinh vậttích lũy lượng phosho nhiều hơn mức cơ thể chúng cần trong điều kiệnhiếu khí Thông thường hàm lượng phospho trong tế bào chiễm 1,5 –2,5% khối lượng tế bào khô, một số loại có thể hấp thu cao hơn, từ 6– 8 % Trong điều kiện yếm khí chúng lại thải ra phần tích lũy dưthừa Quá trình loại bỏ phospho dựa trên hiện tượng trên gọi là loạibỏ phospho tăng cường Phospho được tách ra khỏi nước trực tiếpthông qua thải bùn dư (vi sinh chứa nhiều phospho) hoặc được tách radưới dạng muối không tan khi xử lý yếm khí với một hệ kết tủa kèmtheo (ghép hệ thống phụ)

 Tách các hợp chất phospho đồng thời với các tạp chất khác nhau quaquá trình màng thích hợp: Màng nano, màng thẩm thấu ngược hoặc

điện thẩm tích Về nguyên tắc hiệu quả tách lọc qua màng có hiệusuất cao nhưng do giá thành quá đắt nên hầu như chưa thấy có ứngdụng trong thực tế.

Bảng 5 Tích số tan của một số hợp chất phosphat với canxi, nhôm, sắt tại

Ca4H(PO4)3  4Ca2+ + 3PO43- + H+ 10-49.6

Ca10(PO4)6(OH)2  10Ca2+ + 6PO43- +2OH- (Hydroxylapatit) 10-114

Ca10(PO4)6F2  10Ca2+ + 6PO43- +2F- (apatit) 10-118

CaHAl(PO4)2  Ca2+ +Al3++ 2PO43- + H+ 10-39

3.4.1 Loại bỏ Phospho bằng phương pháp hóa học

Hình 5 Nồng độ phosphat dư trong dung dịch sau khi kết tủa với Ca

Khi đưa vôi vào hệ pH sẽ tăng làm dịch chuyển cân bằng về PO43-.Tỷ lệ mol Ca/P nằm trong khoảng 1,33 đến 2 Ion Ca2+ có khả năng loại bỏphosphat do nó tạo với phosphat những hợp chất kém hòa tan

Apatit

Apatit + Calcit

ApatitpH