Welche chemischen Mittel werden üblicherweise zur Phosphorentfernung in der Abwasserbehandlung eingesetzt?

Im chemischen Phosphorentfernungsverfahren für AbwasserbehandlungDas Kernprinzip besteht darin, dem Abwasser chemische Reagenzien zuzusetzen, die mit Phosphor (hauptsächlich Orthophosphat) reagieren und unlösliche Phosphatfällungen bilden. Anschließend wird der Phosphor durch Fest-Flüssig-Trennung aus dem Wasser entfernt. Gängige Reagenzien lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen: Metallsalze und Calciumsalze, wie nachfolgend detailliert beschrieben:

I. Metallsalzmedikamente

Diese Art von Chemikalie ist die am häufigsten verwendete Chemikalie in der Abwasserbehandlung und zeichnet sich durch eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und eine stabile Wirkung aus.

Salze

Häufig verwendete Sorten: Eisen(II)-sulfat (grüner Vitriol), Eisen(III)-chlorid, Polyferrisulfat (Pfs), Polyferrichlorid (PFC).

Wirkungsmechanismus: Eisenionen (Fe²⁺ oder Fe³⁺) verbinden sich mit PO₄³⁻ im Abwasser zu Eisenphosphat-Präzipitat. Gleichzeitig weist das durch die Hydrolyse von Eisensalzen entstehende Eisenhydroxid-Kolloid Adsorptionseigenschaften auf und kann einen Teil des im Abwasser enthaltenen Phosphors und der suspendierten Feststoffe binden.

Eigenschaften: Die Koagulationseffizienz von Polyferric-Salzen ist der von herkömmlichen Eisensalzen überlegen, mit ausgezeichneten Schlammabsetzeigenschaften; Eisensulfat ist kostengünstig, erfordert jedoch eine Oxidation zu Fe³⁺, um eine optimale Phosphorentfernung zu erreichen, was oft eine Belüftung erforderlich macht.

Salze von Aluminium

Häufig verwendete Sorten: Aluminiumsulfat, Alaun, Polyaluminiumchlorid (PAC), Polyaluminiumsulfat (PAS).

Wirkungsmechanismus: Aluminiumionen (Al³⁺) reagieren mit PO₄³⁻ zu einem Aluminiumphosphat-Präzipitat; das hydrolysierte Aluminiumhydroxid-Kolloid kann außerdem Phosphor und Verunreinigungen adsorbieren.

Eigenschaften: Hohe Phosphorentfernungseffizienz, anpassungsfähig an einen breiten pH-Bereich (5,5~7,5); die Korrosivität von Polyaluminiumchlorid ist geringer als die von gewöhnlichem Aluminiumchlorid, wodurch eine geringere Dosierung erforderlich ist und eine relativ geringere Schlammproduktion entsteht.

II. Kalziumsalzbasierte Medikamente

Diese Art von Chemikalie entfernt in erster Linie Phosphor durch die Bildung von Calciumphosphat-Präzipitaten und erhöht gleichzeitig die Alkalität des Abwassers, weshalb sie häufig in der alkalischen Abwasserbehandlung eingesetzt wird.

Häufig verwendete Sorten: Kalk (Calciumhydroxid), Calciumchlorid.

Wirkungsmechanismus: Calciumionen (Ca²⁺) reagieren in einem alkalischen Milieu (pH>10) mit Phosphationen (PO₄³⁻) zu Calciumhydroxyphosphat-Präzipitat Ca₅(PO₄)OH.

Eigenschaften: Kalk ist kostengünstig und kann saures Abwasser neutralisieren sowie Phosphor und bestimmte Schwermetalle entfernen. Allerdings ist eine hohe Dosierung erforderlich, was zu einem Anstieg des pH-Werts im Abwasser führen und gegebenenfalls eine spätere pH-Wert-Anpassung notwendig machen kann. Zudem entsteht erhebliche Schlammmenge.

III. Hilfsreagenzien zur Phosphorentfernung

In bestimmten Fällen werden Flockungsmittel wie Polyacrylamid (PAM) in Kombination eingesetzt, um die Sedimentationseffizienz zu steigern. PAM selbst reagiert nicht mit Phosphor, kann aber Brücken bildende Phosphat-Präzipitatpartikel adsorbieren. Dadurch vergrößert sich die Flockengröße, ihre Sinkgeschwindigkeit erhöht sich und die Fest-Flüssig-Trennung wird verbessert.