Kalk-Phosphor-Entfernung
Bei der Entfernung von Kalkphosphor wird Kalk hinzugefügt, um mit Phosphaten zu reagieren und einen Hydroxylapatit-Niederschlag zu bilden.
Da Kalk zunächst mit der Alkalität des Wassers reagiert und einen Calciumcarbonat-Niederschlag bildet, reagieren nur überschüssige Calciumionen mit Phosphaten unter Bildung eines Hydroxylapatit-Niederschlags. Daher hängt die benötigte Kalkmenge in erster Linie von der Alkalität des Abwassers und nicht vom Phosphatgehalt ab.
Darüber hinaus beeinflusst auch die Magnesiumhärte des Abwassers die Entfernung von Kalk und Phosphor. Bei hohen pH-Werten ist der gebildete Mg(OH)₂-Niederschlag ein kolloidaler Niederschlag, der nicht nur Kalk verbraucht, sondern auch die Schlammentwässerung behindert.
Der pH-Wert hat einen erheblichen Einfluss auf die Entfernung von Kalkphosphor. Mit zunehmendem pH-Wert nimmt die Löslichkeit von Hydroxylapatit stark ab, was bedeutet, dass die Phosphorentfernungsrate zunimmt. Oberhalb von pH 9,5 werden alle Phosphate im Wasser zu unlöslichen Niederschlägen. Im Allgemeinen führt die Aufrechterhaltung eines pH-Werts zwischen 9,5 und 10 zu der besten Phosphorentfernungswirkung.
Die Menge an Kalk, die für verschiedene Abwassertypen hinzugefügt werden muss, sollte experimentell ermittelt werden.
Es gibt drei spezifische Methoden zur Entfernung von Kalkphosphor. Es gibt drei Hauptmethoden zur Phosphorentfernung: 1) Zugabe von Kalk vor dem Vorklärbecken in einer Abwasseraufbereitungsanlage; 2) Zugabe von Kalk nach dem biologischen Klärbecken in das Nachklärbecken; und 3) Zugabe von Kalk nach dem biologischen Aufbereitungssystem und Verwendung eines Rekarbonisierungssystems.
Entfernung von Aluminiumsalz und Phosphor
Übliche Mittel zur Entfernung von Aluminiumsalz-Phosphor sind Aluminiumsulfat und Natriumaluminat. Der Unterschied besteht darin, dass die Zugabe von Aluminiumsulfat den pH-Wert des Abwassers senkt, während die Zugabe von Natriumaluminat den pH-Wert erhöht. Daher eignen sich Aluminiumsulfat und Natriumaluminat zur Behandlung von alkalischem bzw. saurem Abwasser.
Der Zusatz von Aluminiumsalzen ist relativ flexibel. Sie können vor dem Vorklärbecken, im Belebungsbecken oder zwischen Belebungsbecken und Nachklärbecken zugegeben werden. Die chemische Phosphorentfernung kann auch vom biologischen Aufbereitungssystem getrennt werden, indem das Abwasser des Nachklärbeckens als Rohwasser für die Koagulationsfiltration verwendet wird oder Aluminiumsalz vor dem Filter für die Mikroflockungsfiltration hinzugefügt wird.
Durch die Zugabe von Aluminiumsalzen vor dem Vorklärbecken kann die Entfernungsrate organischer Stoffe und Schwebstoffe (SS) im Vorklärbecken verbessert werden. Die Zugabe erfolgt zwischen dem Belebungsbecken und dem Nachklärbecken, wo Turbulenzen in Kanälen oder Rohren zur Verbesserung der Mischwirkung der Reagenzien beitragen, oder die Zugabe nach dem biologischen Aufbereitungssystem, da die Hydrolyse von Phosphor durch die biologische Aufbereitung die Phosphorentfernung weiter verbessern kann.
Aufgrund des Einflusses der Abwasseralkalität und organischer Stoffe ist die chemische Reaktion zur Phosphorentfernung ein komplexer Prozess. Daher kann die optimale Dosierung von Aluminiumsalzen nicht rechnerisch ermittelt werden, sondern muss experimentell ermittelt werden.
Eisensalz-Phosphor-Entfernung
Eisenchlorid, Eisenchlorid, Eisensulfat und Eisensulfat können alle zur Phosphorentfernung verwendet werden, wobei Eisenchlorid am häufigsten verwendet wird.
Ähnlich wie bei Aluminiumsalzen muss eine große Menge Eisenchlorid mit der Alkalität reagieren, um Fe(OH)3 zu erzeugen, wodurch die Ausfällung und Abtrennung von kolloidalem Eisenphosphat gefördert wird. Der optimale pH-Bereich für die Eisenphosphatfällung liegt bei 4,5–5,0. In der praktischen Anwendung liefert ein pH-Wert von etwa 7 oder sogar höher immer noch gute Ergebnisse bei der Phosphorentfernung.
Durch die Zugabe von etwa 45–90 mg/L Eisenchlorid zum städtischen Abwasser können 85–90 % des Phosphors entfernt werden. Ähnlich wie Aluminiumsalze können Eisensalze in der Vorbehandlungs-, Sekundärbehandlungs- oder Tertiärbehandlungsstufe zugesetzt werden.