Rimozione del fosforo della calce
La rimozione del fosforo nella calce comporta l'aggiunta di calce per reagire con i fosfati, formando un precipitato di idrossiapatite.
Poiché la calce reagisce prima con l'alcalinità dell'acqua per formare un precipitato di carbonato di calcio, solo gli ioni calcio in eccesso reagiscono con i fosfati per formare un precipitato di idrossiapatite. Pertanto, la quantità di calce necessaria dipende principalmente dall'alcalinità delle acque reflue e non dal loro contenuto di fosfati.
Inoltre, la durezza del magnesio delle acque reflue influisce anche sulla rimozione del fosforo calcareo. A livelli di pH elevati, il precipitato di Mg(OH)₂ che si forma è un precipitato colloidale, che non solo consuma calce ma ostacola anche la disidratazione dei fanghi.
Il pH ha un impatto significativo sulla rimozione del fosforo calcareo. All’aumentare del pH, la solubilità dell’idrossiapatite diminuisce drasticamente, il che significa che aumenta la velocità di rimozione del fosforo. Al di sopra del pH 9,5, tutti i fosfati presenti nell'acqua diventano precipitati insolubili. In generale, mantenendo un pH compreso tra 9,5 e 10 si ottiene il miglior effetto di rimozione del fosforo.
La quantità di calce da aggiungere per i diversi tipi di acque reflue dovrebbe essere determinata sperimentalmente.
Esistono tre metodi specifici per la rimozione del fosforo calcareo. Esistono tre metodi principali per la rimozione del fosforo: 1) Aggiunta di calce prima della vasca di sedimentazione primaria in un impianto di trattamento delle acque reflue; 2) Aggiunta di calce dopo la vasca di trattamento biologico nella vasca di sedimentazione secondaria; e 3) Aggiunta di calce dopo il sistema di trattamento biologico e utilizzo di un sistema di ricarbonatazione.
Rimozione del fosforo e del sale di alluminio
Gli agenti comuni per la rimozione del sale di alluminio e del fosforo sono il solfato di alluminio e l'alluminato di sodio. La differenza è che l’aggiunta di solfato di alluminio abbassa il pH delle acque reflue, mentre l’aggiunta di alluminato di sodio aumenta il pH. Pertanto, il solfato di alluminio e l'alluminato di sodio sono adatti rispettivamente per il trattamento delle acque reflue alcaline e acide.
L'aggiunta di sali di alluminio è relativamente flessibile. Possono essere aggiunti prima della vasca di sedimentazione primaria, nella vasca di aerazione, oppure tra la vasca di aerazione e la vasca di sedimentazione secondaria. La rimozione chimica del fosforo può anche essere separata dal sistema di trattamento biologico, utilizzando l'effluente del serbatoio di sedimentazione secondaria come acqua grezza per la filtrazione per coagulazione o aggiungendo sale di alluminio prima del filtro per la filtrazione con micro-flocculazione.
L'aggiunta di sali di alluminio prima del serbatoio di sedimentazione primaria può migliorare il tasso di rimozione della materia organica e dei solidi sospesi (SS) nel serbatoio di sedimentazione primaria. Aggiungendoli tra il serbatoio di aerazione e il serbatoio di sedimentazione secondaria, dove la turbolenza nei canali o nei tubi aiuta a migliorare l'effetto di miscelazione dei reagenti, o aggiungendoli dopo il sistema di trattamento biologico, poiché l'idrolisi del fosforo mediante il trattamento biologico può migliorare ulteriormente la rimozione del fosforo.
A causa dell’influenza dell’alcalinità delle acque reflue e della materia organica, la reazione chimica per la rimozione del fosforo è un processo complesso. Pertanto, il dosaggio ottimale dei sali di alluminio non può essere determinato mediante calcolo e deve essere determinato sperimentalmente.
Rimozione del fosforo e del sale ferrico
Il cloruro ferrico, il cloruro ferroso, il solfato ferroso e il solfato ferrico possono essere tutti utilizzati per la rimozione del fosforo, essendo il cloruro ferrico il più comunemente usato.
Similmente ai sali di alluminio, una grande quantità di cloruro ferrico deve reagire con l'alcalinità per generare Fe(OH)3, favorendo così la precipitazione e la separazione del fosfato ferrico colloidale. L'intervallo di pH ottimale per la precipitazione del fosfato ferrico è 4,5–5,0. Nelle applicazioni pratiche, un pH intorno a 7 o anche superiore fornisce comunque buoni risultati di rimozione del fosforo.
L'aggiunta di circa 45-90 mg/L di cloruro ferrico alle acque reflue urbane può rimuovere l'85%-90% del fosforo. Analogamente ai sali di alluminio, i sali ferrici possono essere aggiunti nelle fasi di pretrattamento, trattamento secondario o trattamento terziario.