La rimozione del fosforo dalle acque reflue costituisce una condizione necessaria per migliorare la qualità dell’acqua.
L’allontanamento del fosforo proveniente dagli impianti di trattamento delle acque reflue urbane e industriali è un fattore chiave per prevenire il fenomeno dell’eutrofizzazione.
L’aumento del fosforo nell’ambiente è dovuto alle attività umane e fortemente influenzato dall’uso di fertilizzanti e detergenti.
Il fosforo nelle acque reflue
Le acque reflue urbane possono contenere da 5 a 20 mg/L di fosforo totale, di cui 1-5 mg/l organico e il resto inorganico. Le forme più diffuse di fosforo presenti nelle soluzioni acquose includono:
- ortofosfati: PO43-
- polifosfati: (HPO3)n e (HPO2)n . Di solito i polifosfati danno luogo a idrolisi per trasformarsi in ortofosfati
Processo di rimozione
Il processo di rimozione del fosforo per via chimica prevede l’aggiunta di idrossido di calcio. Esso reagisce con il carbonato acido di calcio normalmente presente per dare carbonato di calcio secondo la reazione:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCO3 + 2 H2O
L’aggiunta di idrossido di calcio fa aumentare il pH e, quando raggiunge un valore di circa 10, l’eccesso di ioni calcio reagisce con il fosfato con formazione dell’idrossiapatite:
5 Ca2+ + 3 PO43- + OH– → Ca5(PO4)3OH
L’idrossiapatite è un sale poco solubile avendo un valore del prodotto di solubilità pari a 2.34∙10-59 e pertanto precipita.
Poiché la quantità di ione calcio aggiunta non fa superare i prodotti di solubilità per gli altri sali di calcio, gli anioni di quei sali rimangono nelle acque reflue. Il precipitato è quindi allontanato per filtrazione e l’acqua è riportata a pH neutro mediante l’aggiunta di CO2.
Alluminio e ferro
Altre sostanze chimiche per la rimozione dei fosfati per precipitazione, come il solfato di alluminio e il cloruro di ferro (III).
Il solfato di alluminio idrato è ampiamente utilizzato per la precipitazione dei fosfati e in particolare dei polifosfati come fosfato di alluminio:
Al3+ + HnPO43-n→ AlPO4 + n H+
Il cloruro di ferro (III) è utilizzato per la precipitazione dei fosfati e in particolare dei polifosfati come fosfato di ferro (III):
Fe3+ + HnPO43-n→ FePO4 + n H+