Os fosfatos são um grupo de compostos químicos que ocorrem como sais ou ésteres de ácido fosfórico (H₃PO₄). Desempenham um papel central no tratamento de águas industriais e no tratamento de águas residuais, uma vez que podem atuar tanto como nutrientes essenciais para os processos biológicos, como causas de problemas ambientais como a eutrofização. O seu controlo, remoção e dosagem é um aspeto crucial na gestão de processos de muitas estações de tratamento de água e de águas residuais.

Princípios químicos dos fosfatos

Os fosfatos existem em várias formas químicas, que diferem no seu grau de protonação e na sua solubilidade:

1. Fosfatos primários (fosfatos de di-hidrogénio)

   • Predominante em gamas de pH ácido.

2. Fosfatos secundários (fosfatos de hidrogénio)

   • Estável em gamas de pH neutras a ligeiramente alcalinas.

3. Fosfatos terciários (ortofosfatos):

   • Dominante em ambientes fortemente alcalinos.

4. Polifosfatos:

   • Compostos em cadeia ou em forma de anel constituídos por vários grupos fosfato (por exemplo, tripolifosfato de sódio, Na₅P₃O₁₀).

5. Fosfatos orgânicos:

   • Ésteres de ácido fosfórico ligados a moléculas orgânicas.

Os fosfatos são facilmente solúveis em água, especialmente como ortofosfatos, embora possam precipitar sob a forma de sais pouco solúveis (por exemplo, fosfato de cálcio).

Fontes de fosfatos na água e nas águas residuais

1. Processos industriais:

   • Na indústria alimentar e de bebidas, os fosfatos são utilizados como estabilizadores, reguladores de acidez ou emulsionantes.
   • Na indústria têxtil e do papel, são utilizados como aditivos para amaciar a água e remover a sujidade.
   • No processamento de metais, encontram-se em inibidores de corrosão e soluções de desengorduramento.

2. Águas residuais domésticas e industriais:

   • Os fosfatos provêm de agentes de limpeza, especialmente detergentes e detergentes para lavar loiça.
   • As águas residuais domésticas contêm fosfatos organicamente ligados provenientes de resíduos alimentares e biológicos.

3. Entradas agrícolas:

   • Os fertilizantes que contêm fosfatos e o estrume líquido são uma das principais fontes de entrada de fosfatos nas águas de superfície através do escoamento superficial.

4. Estações de tratamento de águas residuais:

   • As descargas das estações de tratamento de águas residuais municipais transportam fosfatos para o ambiente se estes não forem removidos de forma eficiente.

Importância dos fosfatos no tratamento da água e das águas residuais

1. Nutriente para microorganismos:

   • Os fosfatos são nutrientes essenciais para o crescimento dos microrganismos nas fases de tratamento biológico.
   • É necessária uma concentração óptima (por exemplo, rácio C:N:P de 100:5:1) para garantir um tratamento biológico estável das águas residuais.

2. Eutrofização:

   • O excesso de fosfatos nas massas de água leva ao crescimento excessivo de algas e à deficiência de oxigénio (eutrofização), o que prejudica gravemente a qualidade da água.

3. Proteção contra a corrosão:

   • Os fosfatos são utilizados como inibidores nos circuitos de água de arrefecimento para evitar a formação de produtos de corrosão.

Processo de remoção de fosfatos

Os fosfatos são removidos da água e das águas residuais através de processos físicos, químicos e biológicos:

1. precipitação química

• • Mecanismo: A adição de precipitantes (por exemplo, sais de ferro, alumínio ou cálcio) leva à formação de compostos de fosfato pouco solúveis, que são separados como lamas.
  • Anwendung: In kommunalen Kläranlagen zur Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte (z. B. < 1 mg/L Gesamtphosphor).