مواد شیمیایی رایج مورد استفاده برای حذف فسفر در تصفیه فاضلاب کدامند؟

در فرآیند حذف شیمیایی فسفر برای تصفیه فاضلاباصل اساسی شامل افزودن واکنشگرهای شیمیایی به فاضلاب برای واکنش با فسفر (عمدتاً ارتوفسفات) و تشکیل رسوبات فسفات نامحلول است. متعاقباً، فسفر از طریق جداسازی جامد-مایع از آب حذف می‌شود. واکنشگرهای رایج مورد استفاده در درجه اول به دو نوع طبقه‌بندی می‌شوند: نمک‌های فلزی و نمک‌های کلسیم، همانطور که در زیر شرح داده شده است:

داروهای نمک فلزی

این نوع ماده شیمیایی رایج‌ترین ماده شیمیایی مورد استفاده در تصفیه فاضلاب است که سرعت واکنش سریع و اثر پایداری دارد.

نمک‌های شور

گونه‌های رایج مورد استفاده: سولفات آهن (زنجبیل سبز)، کلرید فریک، سولفات پلی فریک (پی اف اس) ، پلی فریک کلراید (PFC).

مکانیسم اثر: یون‌های آهن (Fe²⁺ یا Fe³⁺) با PO₄³⁻ در فاضلاب ترکیب می‌شوند و رسوب فسفات آهن تشکیل می‌دهند. همزمان، کلوئید هیدروکسید آهن تولید شده از هیدرولیز نمک آهن، خواص جذب سطحی از خود نشان می‌دهد و قادر به جذب فسفر جزئی و جامدات معلق در فاضلاب است.

ویژگی‌ها: راندمان انعقاد نمک‌های پلی‌فریک نسبت به نمک‌های آهن معمولی برتر است و عملکرد ته‌نشینی لجن عالی دارد؛ سولفات آهن مقرون‌به‌صرفه است اما برای دستیابی به حذف بهینه فسفر، نیاز به اکسیداسیون به Fe³⁺ دارد که اغلب به هوادهی نیاز دارد.

نمک‌های آلومینیوم

انواع متداول مورد استفاده: سولفات آلومینیوم، آلوم، پلی آلومینیوم کلراید (PAC)، پلی آلومینیوم سولفات (PAS).

مکانیسم اثر: یون‌های آلومینیوم (Al⁺) با PO₄⁻ واکنش داده و رسوب فسفات آلومینیوم تشکیل می‌دهند؛ کلوئید هیدروکسید آلومینیوم هیدرولیز شده همچنین می‌تواند فسفر و ناخالصی‌ها را جذب کند.

ویژگی‌ها: راندمان بالای حذف فسفر، سازگاری با محدوده وسیعی از pH (5.5 تا 7.5)؛ خورندگی پلی آلومینیوم کلراید کمتر از کلرید آلومینیوم معمولی است، به دوز کمتری نیاز دارد و در نتیجه تولید لجن نسبتاً کمتری دارد.

Ⅱ. داروهای مبتنی بر نمک کلسیم

این نوع ماده شیمیایی در درجه اول با تشکیل رسوبات فسفات کلسیم، فسفر را حذف می‌کند، ضمن اینکه قلیائیت فاضلاب را نیز افزایش می‌دهد و همین امر باعث می‌شود که معمولاً در تصفیه فاضلاب قلیایی مورد استفاده قرار گیرد.

انواع متداول: آهک (هیدروکسید کلسیم)، کلرید کلسیم.

مکانیسم اثر: یون‌های کلسیم (Ca²⁺) در یک محیط قلیایی (pH>10) با یون‌های فسفات (PO₄³⁻) واکنش داده و رسوب هیدروکسی فسفات کلسیم Ca₅(PO₄)OH را تشکیل می‌دهند.

ویژگی‌ها: آهک ارزان است و می‌تواند فاضلاب اسیدی را خنثی کند و در عین حال فسفر و برخی فلزات سنگین را از بین ببرد. با این حال، به دوز زیادی نیاز دارد که ممکن است منجر به افزایش pH پساب شود، که به طور بالقوه نیاز به تنظیم pH بعدی را ایجاد می‌کند و لجن قابل توجهی تولید می‌کند.

Ⅲ. معرف‌های کمکی حذف فسفر

در موارد خاص، از لخته‌سازهایی مانند پلی‌اکریل‌آمید (PAM) به صورت ترکیبی برای افزایش راندمان رسوب‌گذاری استفاده می‌شود. PAM به خودی خود با فسفر واکنش نمی‌دهد، اما می‌تواند ذرات رسوب فسفات پل‌ساز را جذب کند و در نتیجه اندازه لخته‌ها را افزایش دهد، سرعت ته‌نشینی آنها را تسریع کند و راندمان جداسازی جامد-مایع را بهبود بخشد.