Zpracované otázky - CHEMIJE

Na ČOV se zvýšeným odstraněním fosforu je třeba věnovat pozornost možnému zpětnému uvolňování fosfátů mimo anaerobní zónu. Proto se doporučuje oddělené zahuštění primárního a přebytečného biologického kalu - posledně jmenovaného obvykle na zahušťovacích sítech nebo odstředivkách. Směs těchto kalů se pak na větších ČOV podrobuje anaerobní stabilizaci v metanizačních nádržích. Kalová voda po zahuštění stabilizovaného kalu, příp. jeho strojním odvodnění obsahuje zvýšený obsah fosfátů a pokud nejsou odstraněny chemickým srážením, což nebývá běžné, je jejich množství odhadováno až na cca 30 % z množství přiváděného na ČOV. Údaje z jednotlivých ČOV jsou však značně odlišné. Srážením fosfátů v kalové vodě se oproti srážení v hlavní lince uspoří až 70 % srážedla. Bylo popsáno i uvolňování fosfátů z biologického kalu během jeho separace v dosazovací nádrži.

Vysokou rychlost odstranění fosfátů v provozních podmínkách lze dosáhnout při teplotách od cca 12 °C do 30 °C a při pH od 6,5 do 8,0. Dimenzování anaerobního reaktoru bývá 25 až 35 % z celkového objemu aktivačních reaktorů (anoxických + oxických). Zapracování procesu trvá 2 až 6 týdnů.

Na 1 g BSK5 odstraněného v aktivaci lze počítat s odstraněním 0,03 až 0,05 g P. Je-li v přítoku na aktivaci poměr P/BSK5 vyšší než 0,03 - 0,05, objeví se přebytek fosforu ve vyčištěné odpadní vodě. Při koncentracích obvyklých v městské odpadní vodě lze biologickým způsobem snížit zbytkovou koncentraci P na 1 až 2 mg.l-1, za příznivých podmínek i méně. Jsou-li požadavky na kvalitu odtoku vyšší, musí být aplikováno chemické srážení. Je možné použít i kombinace obou způsobů, přičemž se spotřeba chemikálií výrazně snižuje ve srovnání se samotným chemickým postupem.

66. Chemické odstraňování fosforu

Chemické odstranění fosforu, přesněji řečeno ortofosforečnanů (PO43-), spočívá v tvorbě málo rozpustných sloučenin fosforu, charakterizovaných součinem rozpustnosti Ks (hodnota uvedena v závorce), zejména strengit, variscit a hydroxylapatit. Jsou uvedeny názvy minerálů.

Přidá-li se k roztoku fosforečnanu železitá nebo hlinitá sůl, dochází k vysrážení nerozpustných sloučenin FePO4 resp. AIPO4. Zbytková koncentrace fosforečnanů při jejich srážení solemi FeIII a AlIII závisí na těchto faktorech:

1. poměru látkových koncentrací kovu a fosforu vázaného ve fosforečnanech

2. hodnotě pH,

3. vstupní koncentraci fosforečnanu.

Při stechiometrické dávce srážedla by měl být prakticky všechen fosforečnan vysrážen, ve skutečnosti však jej zůstává v roztoku ještě nezanedbatelná koncentrace, která sice s růstem dávky srážedla dále klesá, zdaleka však ne úměrně stechiometrickému množství přídavku. Důvodem je tvorba rozpustných hydroxo-fosforečnanů, které se uplatňuje v závislosti na pH. Minimální zbytkové koncentrace fosforečnanů lze dosáhnout při srážení solemi FeIII a AlIII v oblasti pH od cca 4 do 6 až 7. Od této hodnoty pH výše lze pozorovat zřetelný růst zbytkové koncentrace fosforečnanů z výše uvedených důvodů. Kromě toho se při srážení solemi FeIII a AlIII uplatňuje další reakce, a tou je tvorba příslušných málo rozpustných hydroxidů Fe(OH)3 resp. Al(OH)3. Podíl těchto hydroxidů roste s růstem pH a při vyšším pH konkuruje srážení fosforečnanů. Proto lze růst zbytkové koncentrace fosforečnanů v roztoku s růstem pH vysvětlit i tvorbou nerozpustných hydroxidů. Na druhé straně se na tyto hydroxidy adsorbují fosforečnanové ionty, takže výsledná sraženina je směsí hydroxidů příslušného kovu, fosforečnanů toho kovu i fosforečnanů adsorbovaných na sraženinu.