一种氯化镧关于磷吸附的缓释装置:吸管吸附

Hart · 发表于 2020-5-10 09:57:06

关注元素控制的话，都知道海缸里面难以自然排除的元素之一是磷，不同于碳和氮可以分别通过二氧化碳和氮气排离水体，磷的自然形态就是固体，因此需要通过自然吸附(聚磷菌，植物吸收，生物吸收)和人工吸附来排除。
一般关注到这个值的时候，都是第一种自然吸附已经跟不上产生速度产生积累需要人工吸附的时候。磷的吸附剂主要有三种类型，分别是铝基，铁基，镧基。
其中应用的比较广的就是镧基的氯化镧，有两种常用的，正式名称分别叫七合水氯化镧和六合水氯化镧，这两种的区别只是添加量的区别，这里不做过多陈述。

氯化镧的优点是:
便宜(十几块一瓶25g，够用非常久)

氯化镧的缺点是:
1.反应太快，因为是瞬时反应，导致磷下降速度非常明显，因此一般稀释之后滴定添加，让磷数据缓慢下降。
2.缸内无磷可以反应的时候，氯化镧会被生物吸收，对生物有毒害作用，严重的导致生物死亡。
3.和其他吸附剂一样的通病，磷固体依然在水里面，只不过是更稳定的结合而已，依然是我们想要排除的杂质。

本缓释装置目的主要是解决第1和第3问题，附带减少第二问题的严重度。

考虑反应的前提是接触，因此我使用了一根透明的豆奶吸管来作为分子扩散管，吸管短的一端浸入海水中，长的一端套一个吸盘固定在水面之上。吸管内浸慢水之后，根据测试后计算的氯化镧使用量，从露出水面的长的一端直接投入氯化镧固体。
氯化镧会融化进水中，并缓慢的通过分子扩散向短的端口扩散开，同时因为海水中的从短的端口同时扩散进来，所以会在吸管内反应形成磷的固体，并沉淀在管壁和管底。吸管内没有水流，因此氯化镧的扩散非常慢，而外面的海水一直流动，所以磷的扩散快很多，这就使得磷产生反应的位置基本上都是在吸管内。在一段时间感觉磷积累没有明显增加之后，可以重复投入氯化镧固体，或者将吸管取出清理磷固体后再重新使用。
看照片就对于装置一目了然了。
第一张是标识图，后面两张无标识照片是不同时间拍的，可以看到磷积累越来越多。
最后一张是我早期在藻缸的测试版本，可以看到有大量磷被吸附在气管的一端，但是这种难免有磷固体被吹出管道进入水中。

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