Metody usuwania fosforu ze ścieków

Metody usuwania fosforu ze ścieków i wód przemysłowych 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.

 

Procesy adsorpcji lub wymiany jonowej w przypadku ścieków przemysłowych nie są ekonomicznie uzasadnione.

Ecokube sp. z o.o.

ul. Wólczańska 128/134

90-527 Łódź

tel. + 48 42 630 66 00

biuro@ecokube.pl