Krystalizator FB MSZ ze strumienicą cieczową do wydzielania struwitu ze ścieku z przemysłu nawozów fosforowych

• Autorzy: Stanclik A. , Hutnik N. , Mazieńczuk A. , Wierzbowska B. , Matynia A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2018.3.25

Warianty tytułu

EN

Continuous FB MSZ crystallizer with liquid jet pump for recovery of struvite from mineral fertilizer industry wastewater

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono nową konstrukcję krystalizatora typu FB MSZ (fluidized bed with mixing suspension zone) o działaniu ciągłym z wewnętrzną cyrkulacją wymuszaną strumienicą zasilaną roztworem macierzystym. Krystalizator jest przeznaczony do prowadzenia procesów krystalizacji z reakcją chemiczną. W krystalizatorze o objętości roboczej 1,2 dm3 przeprowadzono badania wydzielania struwitu MgNH4PO4∙6H2O ze ścieku z przemysłu nawozów fosforowych za pomocą jonów magnezu i amonu. Ściek ten o pH<4 zawierał 0,445% mas. jonów fosforanowych(V) i zanieczyszczenia: jony glinu, wapnia, miedzi, żelaza, potasu, magnezu, tytanu, cynku, fluorokrzemianowe, fluorkowe i siarczanowe(VI). Badania przeprowadzono w temp. 298 K w warunkach stechiometrycznych i przy 20-proc. nadmiarze jonów magnezu w stosunku do ilości jonów fosforanowych( V) i jonów amonu. Otrzymano kryształy o średnim rozmiarze 19–31 μm. Kryształy struwitu o największych rozmiarach i zadowalającej jednorodności otrzymano przy 20-proc. nadmiarze jonów magnezu, przy pH 9 i wydłużonym średnim czasie przebywania 3600 s. Dla tych warunków liniowa szybkość wzrostu kryształów wynosiła 3,7·10–9 m/s wg modelu SIG MSMPR (size independent growth, mixed suspension mixed product removal). Stężenie jonów fosforanowych(V) zmniejszyło się z 0,445% mas. w roztworze zasilającym do 19,2 mg/kg w poprocesowym roztworze macierzystym. W produkcie, obok struwitu (65-75% mas.) pojawił się bezpostaciowy fosforan wapnia i zanieczyszczenia zawarte w ścieku.

EN

A crystallizer with fluidized bed and mixing suspension zone and with internal circulation forced by jet pump fed with a mother soln. (vol. 1.2 L) was used for pptn. of MgNH4PO4∙6H2O from phosphate fertilizers-contg. industry wastewater (pH<4 ) with Mg and NH4 ions. The wastewater contained phosphate(V) ions (0.445% by mass) and impurities (Al, Ca, Cu, Fe K, Mg, Ti, Zn, fluorosilicate, fluoride and SO4 ions). The tests were carried out at 298 K under stoichiometric conditions at 20% excess of Mg ions in relation to the amount of PO4 and NH4 ions. Medium sized struvite crystals (19-31 μm) were obtained. Largest size and satisfactory homogeneity of the crystals were obtained at 20% excess of Mg ions, pH 9 and residence time 3600 s. The linear crystal growth rate was 3.7·10-9 m/s, according to the size independent growth, mixed suspension mixed product removal model. The concn. of PO4 ions decreased from 0.445% by mass in a feed solution down to 19.2 mg/kg in the postprocessed mother soln. The product contained struvite (65-75% by mass) as well as some amts. of amorphous Ca3(PO4)3 and impurities.

Słowa kluczowe

PL

struwit; nawóz fosforowy; strumienica cieczowa; krystalizator FB MSZ; ścieki z przemysłu nawozów

EN

struvite; phosphate fertilizer; liquid jet pump; FB MSZ crystallizer; fertilizer industry wastewater

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 97, nr 3
• Strony: 467--472
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stanclik A.

• Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Hutnik N.

• Politechnika Wrocławska

autor

Mazieńczuk A.

• Politechnika Wrocławska

autor

Wierzbowska B.

• Politechnika Wrocławska

autor

Matynia A.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] K. S. Le Corre, E. Valsami-Jones, P. Hobbs, S. A. Parsons, Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2009, 39, 433.
• [2] M. M. Rahman, M. A. M. Salleh, U. Rashid, A. Ahsan, M. M. Hossain, C. S. Ra, Arabian J. Chem. 2014, 7, 139.
• [3] L. E. de-Bashan, Y. Bashan, Wat. Res. 2004, 38, 4222.
• [4] M. Latifian, J. Liu, B. Mattiasson, Environ. Technol. 2012, 33, 2691.
• [5] P. Penicot, A. Muhr, E. Plasari, J. Willermaux, Chem. Eng. Technol. 1998, 21, 507.
• [6] J. Franke, A. Mersmann, Chem. Eng. Sci. 1995, 50, 1737.
• [7] J. D. Doyle, S. A. Parsons, Water Res. 2002, 36, 3925.
• [8] N. Hutnik, A. Kozik, A. Mazieńczuk, K. Piotrowski, B. Wierzbowska, A. Matynia, Water Res. 2013, 47, 3635.
• [9] J. W. Mullin, Crystallization, Butterworth-Heinemann, Oxford 1993.
• [10] P. Synowiec, Krystalizacja przemysłowa z roztworu, WNT, Warszawa 2008.
• [11] A. Matynia, Inż. Ap. Chem. 1997, 36, 9.
• [12] A. Mazieńczuk, N. Hutnik, K. Piotrowski, B. Wierzbowska, A. Matynia, Przem. Chem. 2012, 91, 890.
• [13] A. Mazieńczuk, N. Hutnik, K. Piotrowski, A. Kozik, A. Matynia, Online J. Sci. Technol. 2013, 3, 26.
• [14] A. D. Randolph, M. A. Larsen, Theory of particulate processes. Analysis and techniques of continuous crystallization, Academia Press, New York 1988.
• [15] A. Kozik, N. Hutnik, K. Piotrowski, A. Matynia, Chem. Eng. Res. Des. 2014, 92, 481.
• [16] N. Hutnik, A. Kozik, B. Wierzbowska, A. Matynia, Przem. Chem. 2017, 96, nr 3, 611.
• [17] A. Kozik, N. Hutnik, B. Wierzbowska, K. Piotrowski, A. Matynia, Int. J. Chem. Eng. Appl. 2016, 7, 47.
• [18] N. Hutnik, B. Wierzbowska, K. Piotrowski, A. Matynia, Brazilian J. Chem. Eng. 2016, 33, 307.
• [19] N. Hutnik, A. Stanclik, K. Piotrowski, A. Matynia, Int. J. Environ. Poll. 2018 (w druku).
• [20] N. Hutnik, A. Stanclik, A. Matynia, Przem. Chem. 2017, 96, nr 9, 1864.
• [21] E. Valsami-Jones, CEEP Scope Newslett. 2001, 41, 8.
• [22] A. Mersmann, Crystallization technology handbook, M. Dekker, New York 1995.