Eliminación de fósforo de cal
La eliminación del fósforo de la cal implica agregar cal para reaccionar con los fosfatos, formando un precipitado de hidroxiapatita.
Dado que la cal reacciona primero con la alcalinidad del agua para formar un precipitado de carbonato de calcio, sólo el exceso de iones de calcio reacciona con los fosfatos para formar un precipitado de hidroxiapatita. Por lo tanto, la cantidad de cal necesaria depende principalmente de la alcalinidad del agua residual, no de su contenido de fosfato.
Además, la dureza del magnesio de las aguas residuales también afecta la eliminación del fósforo de la cal. A niveles de pH elevados, el precipitado de Mg(OH)₂ formado es un precipitado coloidal, que no sólo consume cal sino que también dificulta la deshidratación de los lodos.
El pH tiene un impacto significativo en la eliminación del fósforo de la cal. A medida que aumenta el pH, la solubilidad de la hidroxiapatita disminuye drásticamente, lo que significa que aumenta la tasa de eliminación de fósforo. Por encima de un pH de 9,5, todos los fosfatos del agua se convierten en precipitados insolubles. Generalmente, mantener un pH entre 9,5 y 10 produce el mejor efecto de eliminación de fósforo.
La cantidad de cal a añadir para diferentes tipos de aguas residuales debe determinarse experimentalmente.
Existen tres métodos específicos para la eliminación del fósforo de la cal. Existen tres métodos principales para la eliminación de fósforo: 1) Agregar cal antes del tanque de sedimentación primario en una planta de tratamiento de aguas residuales; 2) Agregar cal después del tanque de tratamiento biológico en el tanque de sedimentación secundario; y 3) Agregar cal después del sistema de tratamiento biológico y utilizar un sistema de recarbonatación.
Eliminación de fósforo y sal de aluminio
Los agentes comunes para la eliminación del fósforo de la sal de aluminio son el sulfato de aluminio y el aluminato de sodio. La diferencia es que agregar sulfato de aluminio reduce el pH del agua residual, mientras que agregar aluminato de sodio aumenta el pH. Por lo tanto, el sulfato de aluminio y el aluminato de sodio son adecuados para tratar aguas residuales alcalinas y ácidas, respectivamente.
La adición de sales de aluminio es relativamente flexible. Se pueden agregar antes del tanque de sedimentación primario, en el tanque de aireación o entre el tanque de aireación y el tanque de sedimentación secundario. La eliminación química de fósforo también se puede separar del sistema de tratamiento biológico, utilizando el efluente del tanque de sedimentación secundario como agua cruda para la filtración de coagulación o agregando sal de aluminio antes del filtro para la filtración de micro-floculación.
Agregar sales de aluminio antes del tanque de sedimentación primario puede mejorar la tasa de eliminación de materia orgánica y sólidos suspendidos (SS) en el tanque de sedimentación primario. Agregarlos entre el tanque de aireación y el tanque de sedimentación secundario, donde la turbulencia en canales o tuberías ayuda a mejorar el efecto de mezcla de los reactivos, o agregarlos después del sistema de tratamiento biológico, ya que la hidrólisis del fósforo mediante el tratamiento biológico puede mejorar aún más la eliminación de fósforo.
Debido a la influencia de la alcalinidad de las aguas residuales y la materia orgánica, la reacción química para la eliminación del fósforo es un proceso complejo. Por lo tanto, la dosis óptima de sales de aluminio no se puede determinar mediante cálculos y debe determinarse experimentalmente.
Eliminación de fósforo de sal férrica
Para la eliminación de fósforo se pueden utilizar cloruro férrico, cloruro ferroso, sulfato ferroso y sulfato férrico, siendo el cloruro férrico el más utilizado.
De manera similar a las sales de aluminio, una gran cantidad de cloruro férrico necesita reaccionar con la alcalinidad para generar Fe(OH)3, promoviendo así la precipitación y separación del fosfato férrico coloidal. El rango de pH óptimo para la precipitación de fosfato férrico es de 4,5 a 5,0. En aplicaciones prácticas, un pH de alrededor de 7 o incluso superior proporciona buenos resultados de eliminación de fósforo.
Agregar aproximadamente 45-90 mg/L de cloruro férrico a las aguas residuales urbanas puede eliminar entre el 85% y el 90% del fósforo. De manera similar a las sales de aluminio, las sales férricas se pueden agregar en las etapas de pretratamiento, tratamiento secundario o tratamiento terciario.