Очистка сточных вод от фосфатов

Фосфаты в сточных водах образуются в следующих случаях:

• в бытовых сточных водах в результате применения бытовой химии: ПАВ, регуляторов рН, умягчителей воды;
• в химической промышленности при обработке металлов, производстве фосфорных удобрений и др.;
• в пищевой промышленности при применении вкусовых добавок (от Е228 до Е1442), разрыхлителей теста, консервантов, при шприцевании мяса;
• в тяжёлой промышленности от использования фреонов, флюсов, пассиваторов, гидрожидкостей;
• в сельском хозяйстве при стоках с полей и животноводческих ферм.

В стоках фосфаты присутствуют в трех формах:

1. Ортофосфаты (соли фосфорной кислоты РО₄^3– и HPO₄^2–). В водных растворах ортофосфаты подвержены гидролизу.
2. Полифосфаты (как линейные, так и кольцевые, включающие в себя атомы фосфора и кислорода). В водном растворе способны гидролизоваться с и восстановлением до ортофосфатов. Способны коренным образом менять свойства, такие как растворимость, термостабильность.
3. Органические соединения фосфора.

В совокупности все вышеуказанные соединения представляют собой общий фосфор (Р_общ), содержание которого в среднем в сточных водах с городских территиорий составляет 4 - 12 мг/л. Ортофосфаты же в нем составляют 63 - 75 %.

Наиболее безопасная форма, допустимая к сбросу в водоемы рыбохозяйственного назначения, - это содержание органических соединений фосфора в количестве от 0,00011 мг/л до 0,11 мг/л. Чтобы добиться такого норматива, необходимо фосфатсодержащие сточные воды подвергнуть особым методам очистки.

Трудности очистки сточных вод от фосфатов

Фосфор играет большую роль метаболизме живых клеток, принимает участие в биологическом круговороте, и, тем самым, поддерживает жизнедеятельность микроорганизмов активного ила. Концентрация фосфора менее 0,3 мг/л приводит к “вспуханию” активного ила и выносу его из вторичных отстойников. Поэтому на стадии механической и физико-химической очистки очень важно регулирование содержания фосфора.

Однако удалить фосфаты на этапах предбиологической очистки достаточно сложно. Это обусловлено рядом причин:

• медленный процесс кристаллизации молекул ортофосфорной кислоты при недостаточной концентрации фосфат-ионов, что затрудняет их задержание на фильтрах с загрузкой размером 1,6-2,5 мм;
• введение реагентов в виде солей трехвалентного железа или сернокислого алюминия приводит к вторичному загрязнению стоков;
• добавление реагентов на этапе биологической очистки приводит к негативным последствиям для жизнедеятельности микроорганизмов.

Чтобы повысить эффективность удаления фосфора, необходимо увеличивать долю реагентов. Это в свою очередь приводит к повышению концентрации в сточных водах сульфатов и хлоридов, которые также являются серьезными загрязнителями.