Remoção de fósforo de cal
A remoção do fósforo da cal envolve a adição de cal para reagir com os fosfatos, formando precipitado de hidroxiapatita.
Como a cal reage primeiro com a alcalinidade da água para formar o precipitado de carbonato de cálcio, apenas o excesso de íons de cálcio reage com os fosfatos para formar o precipitado de hidroxiapatita. Portanto, a quantidade de cal necessária depende principalmente da alcalinidade das águas residuais e não do seu teor de fosfato.
Além disso, a dureza do magnésio das águas residuais também afeta a remoção do fósforo da cal. Em níveis elevados de pH, o precipitado de Mg(OH)₂ formado é um precipitado coloidal, que não só consome cal, mas também dificulta a desidratação do lodo.
O pH tem um impacto significativo na remoção do fósforo da cal. À medida que o pH aumenta, a solubilidade da hidroxiapatita diminui drasticamente, o que significa que a taxa de remoção de fósforo aumenta. Acima de pH 9,5, todos os fosfatos na água tornam-se precipitados insolúveis. Geralmente, manter um pH entre 9,5 e 10 produz o melhor efeito de remoção de fósforo.
A quantidade de cal a adicionar para diferentes tipos de águas residuais deve ser determinada experimentalmente.
Existem três métodos específicos para remoção de fósforo de cal. Existem três métodos principais de remoção de fósforo: 1) Adição de cal antes do tanque de sedimentação primário em uma estação de tratamento de águas residuais; 2) Adição de cal após o tanque de tratamento biológico no tanque de sedimentação secundário; e 3) Adição de cal após sistema de tratamento biológico e utilização de sistema de recarbonatação.
Remoção de fósforo de sal de alumínio
Os agentes comuns para remoção do fósforo do sal de alumínio são o sulfato de alumínio e o aluminato de sódio. A diferença é que a adição de sulfato de alumínio reduz o pH das águas residuais, enquanto a adição de aluminato de sódio aumenta o pH. Portanto, o sulfato de alumínio e o aluminato de sódio são adequados para o tratamento de águas residuais alcalinas e ácidas, respectivamente.
A adição de sais de alumínio é relativamente flexível. Podem ser adicionados antes do tanque de sedimentação primário, no tanque de aeração ou entre o tanque de aeração e o tanque de sedimentação secundário. A remoção química do fósforo também pode ser separada do sistema de tratamento biológico, usando o efluente do tanque de sedimentação secundário como água bruta para filtração por coagulação ou adicionando sal de alumínio antes do filtro para filtração por micro-floculação.
A adição de sais de alumínio antes do tanque de sedimentação primário pode melhorar a taxa de remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos (SS) no tanque de sedimentação primário. Adicioná-los entre o tanque de aeração e o tanque de sedimentação secundário, onde a turbulência em canais ou tubulações ajuda a melhorar o efeito de mistura dos reagentes, ou adicioná-los após o sistema de tratamento biológico, pois a hidrólise do fósforo pelo tratamento biológico pode aumentar ainda mais a remoção do fósforo.
Devido à influência da alcalinidade das águas residuais e da matéria orgânica, a reação química para remoção do fósforo é um processo complexo. Portanto, a dosagem ideal de sais de alumínio não pode ser determinada por cálculo e deve ser determinada experimentalmente.
Remoção de Fósforo de Sal Férrico
Cloreto férrico, cloreto ferroso, sulfato ferroso e sulfato férrico podem ser usados para remoção de fósforo, sendo o cloreto férrico o mais comumente usado.
Semelhante aos sais de alumínio, uma grande quantidade de cloreto férrico precisa reagir com a alcalinidade para gerar Fe(OH)3, promovendo assim a precipitação e separação do fosfato férrico coloidal. A faixa ideal de pH para precipitação de fosfato férrico é 4,5–5,0. Em aplicações práticas, um pH em torno de 7 ou até superior ainda proporciona bons resultados de remoção de fósforo.
A adição de aproximadamente 45-90 mg/L de cloreto férrico às águas residuais urbanas pode remover 85%-90% do fósforo. Semelhante aos sais de alumínio, os sais férricos podem ser adicionados nas fases de pré-tratamento, tratamento secundário ou tratamento terciário.