磷酸或正磷酸,化學(xué)式H3PO4,分子量為97.994,是一種常見的無機(jī)酸,是中強(qiáng)酸。由五氧化二磷溶于熱水中即可得到。正磷酸工業(yè)上用硫酸處理磷灰石即得。磷酸在空氣中容易潮解。加熱會(huì)失水得到焦磷酸,再進(jìn)一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制藥、食品、肥料等工業(yè),包括作為防銹劑,食品添加劑,牙科和矯形,EDIC腐蝕劑,電解質(zhì),助焊劑,分散劑,工業(yè)腐蝕劑,肥料的原料和組件家居清潔產(chǎn)品。也可用作化學(xué)試劑,磷酸鹽是所有生命形形式的營養(yǎng)。
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MBR一體化設(shè)備利用膜生物反應(yīng)器(MBR)進(jìn)行污水處理及回用的一體化設(shè)備,其具有膜生物反應(yīng)器的所有優(yōu)點(diǎn):出水水質(zhì)好,運(yùn)行成本低、系統(tǒng)抗沖擊性強(qiáng)、污泥量少,自動(dòng)化程度高等,另外,作為一體化設(shè)備,其具有占地面積小,便于集成。它既可以作為小型的污水回用設(shè)備,又可以作為較大型污水處理廠(站)的核心處理單元,是目前污水處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一,具有廣闊的應(yīng)用前景。工作原理MBR是一種將膜分離與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理工藝,它用具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的MBR平片膜組件置于曝氣池中,經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水,由泵濾膜過濾后抽出。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
正磷酸是由一個(gè)單一的磷氧四面體構(gòu)成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3雜化的,3個(gè)雜化軌道與氧原子間形成3個(gè)σ鍵,另一個(gè)P—O鍵是由一個(gè)從磷到氧的σ配鍵和兩個(gè)由氧到磷的d-p配鍵組成的。σ配鍵是磷原子上的一對孤對電子向氧原子的空軌道配位而形成。d←p配鍵是氧原子的py、pz軌道上的兩對孤對電子和磷原子的dxz、dyz空軌道重疊而成。由于磷原子3d能級比氧原子的2p能級能量高很多,組成的分子軌道不是很有效的,所以P—O鍵從數(shù)目上來看是三重鍵,但從鍵能和鍵長來看是介于單鍵和雙鍵之間。純H3PO4和它的晶體水合物中都有氫鍵存在,這可能是磷酸濃溶液之所以粘稠的原因。
安全防護(hù)磷酸無強(qiáng)氧化性,無強(qiáng)腐蝕性,屬于較為安全的酸,屬低毒類,有刺激性。
LD50:1530mg/kg(經(jīng)口);2740mg/kg(兔經(jīng)皮)
刺激性:兔經(jīng)皮595mg/24小時(shí),嚴(yán)重刺激;兔眼119mg嚴(yán)重刺激。
接觸時(shí)防止入眼,防止接觸,防止入口即可。
遇H發(fā)孔劑可燃; 受熱排放有毒磷氧化物煙霧。 [1]
磷酸蒸氣能引起鼻黏膜萎縮;對有相當(dāng)強(qiáng)的腐蝕作用,可引起炎癥性疾患;能造成全身中毒現(xiàn)象。
若有磷酸蒸氣入眼,應(yīng)立即用大量生理鹽水沖洗,隨后送救治
空氣中容許濃度為1mg/m。生產(chǎn)人員工作時(shí)應(yīng)穿戴防護(hù)用具,如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料圍裙、長筒膠靴。保護(hù)呼吸器官和,如不慎濺到,應(yīng)立即用大量清水沖洗,把磷酸洗凈后,一般可用紅汞溶液或龍膽紫溶液涂抹患處,嚴(yán)重時(shí)應(yīng)立即送治。 [1]
應(yīng)用領(lǐng)域
農(nóng)業(yè):磷酸是生產(chǎn)重要的磷肥(過磷酸鈣、磷酸二氫鉀等)的原料,也是生產(chǎn)飼料營養(yǎng)劑(磷酸二氫鈣)的原料。
工業(yè):磷酸是一種重要的化工原料,主要作用如下:
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處理金屬表面,在金屬表面生成難溶的磷酸鹽薄膜,以保護(hù)金屬免受腐蝕。
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和硝酸混合作為化學(xué)拋光劑,用以提高金屬表面的光潔度。
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生產(chǎn)洗滌用品、殺蟲劑的原料磷酸酯。
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生產(chǎn)含磷阻燃劑的原料。
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一般認(rèn)為,低多效蒸餾法和反滲透膜法是未來方向。預(yù)計(jì)十二五期間,我國海水淡化將達(dá)到15萬-2萬噸/日,是現(xiàn)有產(chǎn)能的四倍,投資規(guī)模將達(dá)到2億元左右。冷凍法冷凍海水淡化法原理:海水三相點(diǎn)是使海水汽、液、固三相共存并達(dá)到平衡的一個(gè)特殊點(diǎn)。若壓力或溫度偏離該三相點(diǎn),平衡被破壞,三相會(huì)自動(dòng)趨于一相或兩相。冷凍法,即冷凍海水使之結(jié)冰,在液態(tài)海水變成固態(tài)冰的同時(shí)鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端,其中蒸餾法會(huì)消耗大量的能源并在儀器里產(chǎn)生大量的鍋垢,而所得到的淡水卻并不多;而冷凍法同樣要消耗許多能源,但得到的淡水味道卻不佳,難以使用。
食品:磷酸是食品添加劑之一,在食品中作為酸味劑、酵母營養(yǎng)劑,可樂中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑,可作為營養(yǎng)增強(qiáng)劑。
醫(yī)學(xué):磷酸可用于制取含磷,例如甘油磷酸鈉等。磷酸主產(chǎn)區(qū)
磷酸的生產(chǎn)過程一直受原材料的地域影響,我國磷酸的生產(chǎn)主要集中在云南、四川、貴州、湖北,而磷酸的精細(xì)化應(yīng)用主要集中在沿海地區(qū),根據(jù)磷交所的一份調(diào)查顯示,我國磷酸生產(chǎn)主要以熱法磷酸為主,提純高純度的磷酸,以滿足工業(yè)需求。生物學(xué)影響
飲料添加物
磷酸用在食品添加劑,素來有骨質(zhì)疏松癥的疑慮。以往的調(diào)查是借由問卷選填飲用可樂及其他碳酸飲料的頻率,發(fā)現(xiàn)飲用碳酸飲料的受試者較易有骨質(zhì)疏松癥的。研究指出,飲用碳酸飲料者沒有比其他人攝取更多的磷,但身體的鈣磷比卻顯著的降低!睹绹R床營養(yǎng)學(xué)雜志》(American Journal of Clinical Nutrition)中的有項(xiàng)研究在1996年至2001年使用雙倍能量的X光去探測1672位女性及1148位男性的骨密度,發(fā)現(xiàn)磷酸確實(shí)會(huì)降低骨密度,此研究了比以往使用問卷調(diào)查更有利的證據(jù)。
另一項(xiàng)臨床研究指出,磷的攝取會(huì)降低骨密度。但此實(shí)驗(yàn)以磷的總攝取量為主,并未明確證明使骨密度降低的主因是磷酸。
但在Heaney及Rafferty使用鈣平衡的方法對于20至40歲的女人一日習(xí)慣飲用三杯以上(680 mL)碳酸飲料進(jìn)行的臨床研究,卻發(fā)現(xiàn)含磷酸的碳酸飲料與鈣流失無關(guān)。研究比較了水、奶以及各種非酒精飲料(兩種含,兩種不含,兩種含磷酸,兩種含檸檬酸)。他們發(fā)現(xiàn),相較于水,只有奶以及另外兩項(xiàng)含有的飲品會(huì)增加尿液中的鈣含量,而添加有磷酸的飲料和含的飲料鈣量流失速度差不多,并沒有擴(kuò)大造成流失鈣質(zhì)的影響。由于研究顯示所造成的鈣質(zhì)流失會(huì)逐漸補(bǔ)回來,而磷酸在實(shí)驗(yàn)中又沒有對鈣質(zhì)流失造成影響。Heaney及Rafferty認(rèn)為前面實(shí)驗(yàn)受試者骨質(zhì)疏松的原因是受試者飲用碳酸飲料,造成奶攝取量的漸少,造成鈣攝取量不足。
也是被認(rèn)為造成骨質(zhì)疏松的元兇之一。
:遼陽磷酸,廠家絲狀菌大量繁殖的適宜溫度在25℃~3℃,因而夏季易發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。導(dǎo)致非絲狀菌膨脹的條件和成因非絲狀菌膨脹是由于菌膠團(tuán)細(xì)菌本身生理活動(dòng)異常,導(dǎo)致活性污泥沉降性能惡化?煞譃閮煞N。一種是由于進(jìn)水中含有大量的溶解性有機(jī)物,使污泥負(fù)荷F/M太高,而進(jìn)水中缺乏足夠的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),或者混合液內(nèi)溶解氧不足。高F/M時(shí),細(xì)菌會(huì)把大量的有機(jī)物質(zhì)吸入體內(nèi),而由于缺乏氮、磷或溶解氧不足,又不能在體內(nèi)進(jìn)行正常的分解代謝。