Le phosphore dans l’eau (P)

Le phosphore est un nutriment essentiel, mais dans les eaux naturelles et traitées, il se trouve principalement sous forme de composés phosphatés et de particules contenant du phosphore, et non sous forme de phosphore élémentaire dissous. Sa forme chimique, sa concentration et sa biodisponibilité sont importantes pour la qualité de l’eau, la maîtrise de l’eutrophisation et le traitement.

« Phosphore » est un terme analytique générique. Les résultats peuvent concerner l’orthophosphate, le phosphore total ou le phosphore exprimé « en P ». Ces mesures ne sont pas interchangeables. Vérifiez la méthode de laboratoire, si l’échantillon a été filtré ou non, ainsi que les unités avant de comparer les résultats ou de concevoir un traitement.

Formes du phosphore dans l’eau

L’orthophosphate est la forme inorganique la plus facile à mesurer. Selon le pH, il se présente principalement sous forme de dihydrogénophosphate (H2PO4−) et d’hydrogénophosphate (HPO42−) ; le phosphate (PO43−) prend davantage d’importance à pH élevé. Les eaux naturelles et les eaux de procédé peuvent aussi contenir du phosphore organique, des phosphates condensés tels que les polyphosphates, ainsi que du phosphore fixé sur des particules en suspension. Certains phosphates condensés peuvent se transformer en orthophosphate au fil du temps.

Le phosphore total comprend les formes dissoutes et particulaires mesurées selon la méthode analytique indiquée. Un résultat d’orthophosphate obtenu sur un échantillon filtré ne peut donc pas être assimilé au phosphore total, et aucun de ces deux résultats ne permet à lui seul d’identifier tous les composés du phosphore présents dans l’échantillon.

Où trouve-t-on le phosphore ?

Les minéraux phosphatés s’altèrent naturellement, tandis que les engrais agricoles, le fumier, l’érosion des sols, les eaux usées et certains procédés industriels peuvent apporter du phosphore aux eaux de surface ou aux eaux souterraines. Une proportion importante peut être transportée en étant fixée au sol, aux sédiments ou à d’autres particules. Les concentrations varient selon la géologie, l’utilisation des terres, la saison et les conditions de traitement.

Le phosphore favorise la croissance des plantes et des algues. Des apports excessifs en nutriments peuvent contribuer à l’eutrophisation et à la prolifération d’algues nuisibles ; la décomposition de l’excès de biomasse peut réduire la teneur en oxygène dissous. La gravité de ces effets dépend du milieu récepteur et d’autres facteurs limitants : le phosphore n’est donc pas la seule cause dans tous les écosystèmes.

Comment maîtriser ou éliminer le phosphore

  • Élimination biologique du phosphore : l’élimination biologique renforcée du phosphore fait appel à l’activité de micro-organismes spécialisés pour transférer le phosphore dans la biomasse, qui doit ensuite être séparée lors du traitement des boues.
  • Précipitation chimique : les sels de fer ou d’aluminium, ou la chaux dans des conditions appropriées, peuvent transformer le phosphate dissous en solides. Une clarification ou une filtration est nécessaire pour éliminer ces solides ; la dose et le pH dépendent du site.
  • Récupération du phosphore : dans les flux appropriés riches en nutriments, une cristallisation contrôlée, notamment la formation de struvite, peut permettre de récupérer le phosphore sous forme de produit solide. La composition chimique de l’eau à traiter et la gestion des résidus déterminent la faisabilité du procédé.
  • Traitement de finition : l’adsorption, l’échange d’ions ou les procédés membranaires peuvent être envisagés pour des objectifs particuliers de faibles concentrations ou selon les caractéristiques du flux. Ils ne remplacent pas systématiquement la séparation des solides et nécessitent une évaluation des ions concurrents, du colmatage et des résidus.

Pour des exemples de sels et composés phosphatés courants, leur comportement qualitatif en matière de solubilité et les possibilités de traitement, consultez les sels courants contenant du phosphore dans l’eau. Autre information de Lenntech : phosphate dissous.

Échantillons d’eau et flocs de phosphate à côté d’une colonne de filtration pilote
Le phosphate peut être précipité à partir de l’eau puis séparé sous forme de solides issus du traitement lorsque la composition chimique et le procédé s’y prêtent.

Discuter d’un problème de traitement du phosphore

Le choix du procédé dépend de la mesure du phosphore et de l’objectif visé, du pH, de l’alcalinité, des matières en suspension, des ions concurrents, du débit et des résidus à gérer. Communiquez à Lenntech votre objectif de traitement et les analyses d’eau pertinentes pour discuter des solutions possibles.

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Sources et lectures complémentaires