Metody usuwania fosforu ze ścieków

Metody usuwania fosforu ze ścieków przemysłowych i komunalnych obejmują teoretycznie następujące metody:

  • strącanie chemiczne
  • wymiana jonowa
  • adsorpcja
  • metody membranowe.

Najczęściej stosowaną metodą jest wytrącanie chemiczne. Jest to metoda efektywna, pozwalająca na usunięcie fosforanów w uzasadnionym ekonomicznie czasie. Proces ten jest dobrze rozpoznany pod względem ekonomicznym i stosowany w skali technicznej. Do wytrącania fosforanów wykorzystywane są sole żelaza i glinu (proces można wspomagać dodatkiem flokulantów) lub wapno. Dodatek polimerów (flokulantów) pozwala na uformowanie większych, bardziej trwałych kłaczków. Powstające osady są następnie usuwane w procesie sedymentacji. W procesie wytrącania chemicznego jony ortofosforanowe są najczęściej wytrącane siarczanem glinu, chlorkiem żelaza(III) lub siarczanem żelaza(II). Mogą być także usuwane z wykorzystaniem wapna, ale obecnie proces ten odgrywa mniejszą rolę w porównaniu z wykorzystaniem koagulantów (sole żelaza i glinu). Wszystkie wymienione powyżej sole oraz wapno powodują wytrącanie z roztworu soli ortofosforanowych.

Odbywa się to zgodnie z następującymi reakcjami chemicznymi:

 

1. Al3+ + PO43- → AlPO4 ↓ (niezbędny stosunek Al do P wynosi w tym przypadku 0,87 :1)

 

2. Fe3+ + PO43- → FePO4 ↓ (niezbędny stosunek Fe do P wynosi w tym przypadku 1,8 :1)

 

3. W przypadku wapna tworzy się hydroksyapatyt: [Ca9(OH)(PO4)3]. Reakcję pomiędzy dodanymi do roztworu jonami wapna a fosforanami opisać można następującą reakcją: 5Ca2+ + 4OH- + 3HPO4- → Ca5OH(PO4)3 + 3H2O

 

Podczas procesu koagulacji powstają duże ilości osadów. W przypadku, gdy zasadowość ścieków jest niewystarczająca niezbędne jest dozowanie środków alkalizujących w postaci np. wapna lub NaOH. Dozowanie wapna zwiększa ilość powstających osadów. Do wad stosowania wapna należy jednak zaliczyć małą rozpuszczalność w wodzie (ok. 1,65 g/dm3 w temp. 20°C) i tym samym trudność w utrzymaniu odpowiedniego stężenia przy dawkowaniu. Jest to rozpuszczalność ponad 200-krotnie mniejsza niż rozpuszczalność soli glinu oraz ponad 500-krotnie mniejsza niż chlorku żelaza (III). Dodatek wapna powoduje wzrost pH powyżej 10. Do zalet stosowania wapna zalicza się niski koszt i dobrą podatność osadów na odwadnianie. W przypadku koagulacji uzyskuje się dobrą efektywność (dawka i pozostałe parametry technologiczne powinny zostać wyznaczone doświadczalnie). Jednakże siarczany lub chlorki (w zależności od wykorzystywanego koagulantu) obecne w ściekach po procesie mogą powodować wzrost korozyjności ścieków.

 

Inną metodą, która również sprawdza się w oczyszczalniach ścieków jest adsorpcja. Oczyszczony ściek przepuszcza się przez złoża naturalne lub specjalnie spreparowane złoża komercyjne.

 

Wśród złóż naturalnych wymienić można:

  • boksyt - szacunkowa pojemność sorpcyjna 0,35 - 0,61 g P/kg
  • zeolit (minerał glinokrzemianowy) - szacunkowa pojemność sorpcyjna 0,15 g P/kg
  • dolomit - szacunkowa pojemność sorpcyjna 0,68 g P/kg
  • walastonit (metakrzemian wapnia) - szacunkowa pojemność sorpcyjna 8 - 17 g P/kg

W 2018 roku nasza firma zaprojektowała instalację do usuwania fosforu opartą o złoża dolomitowe w ramach zadania: "Przebudowa i rozbudowa gminnej oczyszczalni ścieków w Doruchowie. Budowa nowego ciągu mechaniczno – biologicznego oczyszczania ścieków przemysłowych wraz z filtrem doczyszczającym usuwania fosforu do wartości mniejszej niż 3 mg P/l bez użycia środków chemicznych na terenie oczyszczalni w Doruchowie".

 

Ecokube sp. z o.o.

ul. Wólczańska 128/134

90-527 Łódź

tel. + 48 42 630 66 00

biuro@ecokube.pl