2009 01 023031

<A W wLaoo. $ i l

ISBN 97UU4M5J240. C by W PW ZOirt

16.2. Ścieki wodne i ich oczyszczanie    449

szącym I mg-L^_l lub mniej. Zastosowanie bardziej zaawansowanego technologicznie procesu biologicznego, powalającego na bardziej wydajne usuwanie fosforu, zostanie przedstawione w dalszej części tego rozdziału.

Będąc skutecznym koagulantem do usuwania zmętnienia spowodowanego obecnością rozmaitych koloidów, ałun może reagować z fosforanami(V), w wyniku czego strąca się trudno rozpuszczalny fosforan(V) glinu. Zazwyczaj tę reakcję przedstawia się prostym równaniem

Al³⁺(aq) + POj“(aq) — AIP0₄(s)    (16.7)

Reakcja ta została zapisana starannie zbilansowanym równaniem, ale w rzeczywistości jest ona na pewno bardziej złożona. Gdy jony glinu zostają bezpośrednio dodane do strumienia ścieków o małej zasadowości zawierających fosfor, wówczas może zachodzić bezpośrednia reakcja przedstawionego tutaj typu. Jednak w obecności dużego nadmiaru wody o dużej zasadowości jony glinu szybko hydrolizują i ulegają przekształceniu w nierozpuszczalny uwodniony tlenek, zanim będą mogły reagować z fosforanami V). Niemniej jednak stały uwodniony tlenek glinu nadal jest zdolny do usuwania fosforu na drodze specyficznej adsorpcji na aktywnej powierzchni świeżo strąconych kłaczków: możliwa reakcja wiąże się z wymianą jonów wodorotlenkowych przez częściowo sprotonowanc jony fosforanowc(V).

A1(0H>3 + HPOj <aq) + H₂0 -*• AI0H(HP0₄) • H₂0(s) + 20H"(aq)    (16.8)

W następstwie reakcji powierzchniowej fosforany! V) wolno migrują do wnętrza koloidalnego tlenku glinu, opuszczając świeżą powierzchnię i umożliwiając adsorpcję dalszych ilości fosforanów(V). Gdy te procesy trwają, podobny do żelu uwodniony tlenek glinu stopniowo przekształca się prawie całkowicie w hydroksyfosforan(V) glinu lub fosforan^) glinu, chociaż całkowite przekształcenie nie musi nastąpić w czasie, gdy osad pozostaje w oczyszczalni ścieków. Ten okres, nawiasem mówiąc, to mc tylko 4-12 godzin czasu przebywania w urządzeniu napowietrzającym i w odstojniku, ale znacznie dłużej — być może 10 dni — podczas których większość szlamu jest w powtarzający się sposób zawracana z odstojnika do urządzenia napowietrzającego. Mniejsza część szlamu, być może 20%. jest ..zanieczyszczona" i zbierana w celu jego dalszego oczyszczania (p. 16.4). Przypomnijmy, że głównym celem recyklingu jest dostarczanie do świeżego ścieku znacznej ilości mikroorganizmów, które będą się namnażać i wzrastać w obecności substancji pokarmowych w dopływającym strumieniu. Jednakże obecnie możemy dostrzec, że drugą użyteczną funkcją zawracanego szlamu jest reakcja fosforu ze świeżo strąconym uwodnionym tlenkiem glinu zgodnie z. równaniem (16.8), co powoduje usuwanie fosforu z roztworu. Podsumowując, świeży ałun dodany do strumienia ścieku reaguje częściowo z rozpuszczalnymi fosforanami V) w trakcie lub natychmiast po jego hydrolizie; ..użyty" hydrolityczny osad ałunu również usuwa fosfor nawet przy braku nowej porcji koagulantu.

Obliczenie ilości ałunu potrzebnej w danej sytuacji zazwyczaj opiera się na stechiometrii reakcji (16.7). przy założeniu, żc ostatecznie w osadzie stosunek glinu do fosforu jest bliski 1:1. Aby zapewnić lepsze usuwanie substancji pokarmowej, nadmiar koagulantu jest często określony. Zc względu na znaczne ilości ałunu potrzebnego do oczyszczania dużych objętości ścieków komunalnych z dużego osiedla, korzystne jest poświęcenie pewnego wysiłku na zapewnienie optimum skuteczności jego działania.