Los fosfatos son un grupo de compuestos químicos que se presentan como sales o ésteres del ácido fosfórico (H₃PO₄). Desempeñan un papel fundamental en el tratamiento de aguas industriales y de aguas residuales, ya que pueden actuar tanto como nutrientes esenciales para los procesos biológicos como causantes de problemas medioambientales como la eutrofización. Su control, eliminación y dosificación es un aspecto crucial en la gestión de procesos de muchas plantas de tratamiento de aguas y aguas residuales.

Principios químicos de los fosfatos

Los fosfatos existen en varias formas químicas, que difieren en su grado de protonación y su solubilidad:

1. Fosfatos primarios (fosfatos de dihidrógeno)

   • Predominante en rangos de pH ácidos.

2. Fosfatos secundarios (fosfatos de hidrógeno)

   • Estable en rangos de pH neutros a ligeramente alcalinos.

3. Fosfatos terciarios (ortofosfatos):

   • Dominante en ambientes fuertemente alcalinos.

4. Polifosfatos:

   • Compuestos en forma de cadena o anillo formados por varios grupos fosfato (por ejemplo, tripolifosfato sódico, Na₅P₃O₁₀).

5. Fosfatos orgánicos:

   • Ésteres de ácido fosfórico unidos a moléculas orgánicas.

Los fosfatos son fácilmente solubles en agua, especialmente como ortofosfatos, mientras que pueden precipitar en forma de sales poco solubles (por ejemplo, fosfato de calcio).

Fuentes de fosfatos en el agua y las aguas residuales

1. Procesos industriales:

   • En la industria alimentaria y de bebidas, los fosfatos se utilizan como estabilizantes, reguladores de la acidez o emulsionantes.
   • En la industria textil y papelera, se utilizan como aditivos para ablandar el agua y eliminar la suciedad.
   • En el tratamiento de metales, se encuentran en los inhibidores de corrosión y las soluciones desengrasantes.

2. Aguas residuales domésticas e industriales:

   • Los fosfatos proceden de los productos de limpieza, especialmente detergentes y lavavajillas.
   • Las aguas residuales domésticas contienen fosfatos ligados orgánicamente procedentes de alimentos y residuos biológicos.

3. Entradas agrícolas:

   • Los abonos que contienen fosfatos y el estiércol líquido son una fuente importante de entrada de fosfatos en las aguas superficiales a través de la escorrentía.

4. Plantas de tratamiento de aguas residuales:

   • Los vertidos de las depuradoras municipales arrastran fosfatos al medio ambiente si no se eliminan eficazmente.

Importancia de los fosfatos en el tratamiento del agua y las aguas residuales

1. Nutriente para microorganismos:

   • Los fosfatos son nutrientes esenciales para el crecimiento de los microorganismos en las etapas de tratamiento biológico.
   • Se requiere una concentración óptima (por ejemplo, una relación C:N:P de 100:5:1) para garantizar un tratamiento biológico estable de las aguas residuales.

2. Eutrofización:

   • El exceso de fosfatos en las masas de agua provoca un crecimiento excesivo de algas y una deficiencia de oxígeno (eutrofización), lo que deteriora gravemente la calidad del agua.

3. Protección contra la corrosión:

   • Los fosfatos se utilizan como inhibidores en los circuitos de agua de refrigeración para evitar la formación de productos de corrosión.

Proceso de eliminación de fosfatos

Los fosfatos se eliminan del agua y de las aguas residuales mediante procesos físicos, químicos y biológicos:

1. precipitación química

• • Mecanismo: La adición de precipitantes (por ejemplo, sales de hierro, aluminio o calcio) conduce a la formación de compuestos de fosfato poco solubles, que se separan en forma de lodos.
  • Anwendung: In kommunalen Kläranlagen zur Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte (z. B. < 1 mg/L Gesamtphosphor).