Odzyskiwanie jonów fosforanowych(V) z roztworów odpadowych zawierających zanieczyszczenia organiczne

• Autorzy: Kozik A. , Hutnik N. , Matynia A. , Gluzińska J. , Piotrowski K.

Warianty tytułu

EN

Recovery of phosphate(V) ions from liquid waste solutions containing organic impurities

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wydzielano w sposób ciągły struwit z wodnego roztworu zawierającego jony fosforanowe (0,20% mas.), magnezu i amonu w proporcjach stechiometrycznych i kwas mlekowy (0,03 lub 0,06% mas.). Proces prowadzono w temperaturze 298K w krystalizatorze typu DT MSMPR z wewnętrzną cyrkulacją zawiesiny. Przebadano wpływ pH (od 8,5 do 10) i średniego czasu przebywania zawiesiny w krystalizatorze (od 900 do 3600 s) na rozkład rozmiarów kryształów produktu, ich jednorodność i kształt, oraz na kinetykę zarodkowania i wzrostu kryształów struwitu. W badanym zakresie parametrów procesowych otrzymano kryształy produktu o średnim rozmiarze od 28,6 do 80,0 mm o zróżnicowanym pokroju i jednorodności. Ich liniowa szybkość wzrostu wynosiła od 7,68?10-9 do 2,29?10-8 m/s. Najlepiej wykształcone kryształy, o typowym dla struwitu kształcie i pożądanej jednorodności otrzymano w zakresie pH 8,5 x9 i wydłużonym średnim czasie przebywania 3600 s. W tak zdefiniowanych warunkach kwas mlekowy, symulujący obecność substancji organicznych w rozcieńczonym wodnym roztworze fosforanów(V), ogólnie korzystnie oddziaływał na przebieg i rezultaty badanego procesu.

EN

Struvite was continuously produced from water solutions containing phosphate(V) ions (0.20 mass %), magnesium and ammonium ions in stoichiometric proportions, as well as lactic acid (0.03 or 0.06 mass %). Reaction crystallization of struvite was carried out in temperature 298 K in DT MSMPR type crystallizer with internal circulation of suspension. Influence of pH (from 8.5 to 10) and mean residence time of suspension in the crystallizer (from 900 to 3600 s) on product crystal size distributions, crystal phase homogeneity and shape, as well as on struvite nucleation and crystal phase growth kinetics was identified. Within the process parameter ranges tested product crystals of mean size from 28.6 to 80.0 mm, of diversified habit and size homogeneity were reported. Their linear growth rate varied from 7.68x10-9 to 2.29x10-8 m/s. The best crystals, of typical for struvite shape and required homogeneity were produced at pH 8.5 - 9 and for elongated mean residence time 3600 s. In such defined process conditions lactic acid, simulating presence of organic substance load in diluted water solution of phosphates(V), influenced course and final results of the investigated process advantageously.

Słowa kluczowe

PL

struwit; jony fosforanowe(V); kwas mlekowy; krystalizacja z reakcją chemiczną; krystalizator DT MSMPR o działaniu ciągłym; rozkład rozmiarów kryształów; kinetyka procesu

EN

struvite; phosphate(V) ions; lactic acid; reaction crystallization; continuous DT MSMPR crystallizer; crystal size distribution; process kinetics

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 65, nr 7
• Strony: 675--686
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., 5 rys., 2 tabl.

Twórcy

autor

Kozik A.

autor

Hutnik N.

autor

Matynia A.

autor

Gluzińska J.

autor

Piotrowski K.

• Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, Wrocław

Bibliografia

• 1. Le Corre K.S., Valsami-Jones E., Hobbs P., Parsons S.A.: Phosphorus recovery from wastewater by struvite crystallization: a review. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2009, 39, 433.
• 2. Parsons S.: Recent scientific and technical developments: struvite precipitation. CEEP Scope Newslett. 2001, 41, 15.
• 3. Doyle J., Parsons S.: Struvite formation, control and recovery. Wat. Res. 2002, 36, 3925.
• 4. Bridger G.: Fertiliser value of struvite. CEEP Scope Newslett. 2001, 43, 3.
• 5. de-Bashan L.E., Bashan Y.: Recent advances in removing phosphorus from wastewater and its future use as fertilizer. Wat. Res. 2004, 38, 4222.
• 6. Hutnik N., Wierzbowska B., Matynia A., Piotrowski K., Gluzińska J.: Influence of aluminum ions on the quality of struvite crystals produced in a continuous mode from the diluted solutions. CHEMIK 2008, 61, 505.
• 7. Hutnik N., Piotrowski K., Wierzbowska B., Matynia A.: Influence of sulphate(VI) and nitrate(V) ions on the quality of struvite crystals in a continuous reaction crystallization process for removing phosphates from diluted water solutions. Progr. Environ. Sci. Technol. 2009, 2, 1044.
• 8. Hutnik N., Wierzbowska B., Matynia A., Piotrowski K.: Influence of potassium ions on the quality of struvite crystals produced in continuous reaction crystallization process. Inż. Ap. Chem. 2009, 48(4), 54.
• 9. Hutnik N., Wierzbowska B., Matynia A., Piotrowski K.: Influence of zinc ions on the quality of struvite crystals produced in continuous crystallization process from diluted water solutions. Inż. Ap. Chem. 2009, 48(5), 38.
• 10. Hutnik N., Piotrowski K., Wierzbowska B., Matynia A.: Reaction crystallization of struvite from water solutions containing phosphate(V) and iron(II) ions. Proceedings of 19th International Congress of Chemical and Process Engineering, CHISA, Prague, Czech Republic 2010, CD-ROM No. 0398, 0398.1.
• 11. Hutnik N., Matynia A., Wierzbowska B.: Precipitation and crystallization of struvite in the presence of iron(III) ions. CHEMIK 2010, 64, 820.
• 12. Hutnik N., Piotrowski K., Wierzbowska B., Matynia A.: Continuous reaction crystallization of struvite from phosphate(V) solutions containing calcium ions. Cryst. Res. Technol. 2011 - w druku.
• 13. Hutnik N., Matynia A., Wierzbowska B.: Influence of fluoride and fluosilicate ions on struvite crystals quality in phosphate(V) ions removal from mineral fertilizer industry liquid wastes. Przem. Chem. 2011, 90(4) - w druku.
• 14. Hutnik N., Matynia A., Piotrowski K., Mazieńczuk A.: Influence of copper (II) ions on the quality of struvite crystals produced in continuous reaction crystallization process. Proceedings of 38th Conference of Slovak Society of Chemical Engineering, Tatranskie Matliare, Slovakia 2011, CD-ROM - w druku.
• 15. Le Corre K.S., Valsami-Jones E., Hobbs P., Parsons S.A.: Impact of calcium on struvite crystal size, shape and purity. J. Cryst. Growth 2005, 283, 514.
• 16. Matynia A., Koralewska J., Piotrowski K., Wierzbowska B.: The influence of the process parameters on the struvite continuous crystallization kinetics. Chem. Eng. Comm. 2006, 193(2), 160.
• 17. Koralewska J., Piotrowski K., Wierzbowska B., Matynia A.: Kinetics of reaction-crystallization of struvite in the continuous draft tube magma type crystallizers - influence of different internal hydrodynamics. Chinese J. Chem. Eng. 2009, 17, 330.
• 18. Mullin J.W.: Crystallization, Butterworth-Heinemann, Oxford 1993.
• 19. Randolph A.D., Larson M.A.: Theory of Particulate Processes: Analysis and Techniques of Continuous Crystallization, Academic Press, New York 1988.
• 20. Synowiec P.: Krystalizacja przemysłowa, WNT, Warszawa 2008.
• 21. Rojkowski Z., Synowiec J.: Krystalizacja i krystalizatory, WNT, Warszawa 1991.
• 22. Matynia A., Wierzbowska B., Hutnik N., Ciesielski T., Liszka R., Mazieńczuk A., Piotrowski K.: Rozwiązanie technologiczno-aparaturowe do odzyskiwania jonów fosforanowych ze ścieku z przemysłu nawozowego przez strącanie i krystalizację struwitu MgNH4P046H2O. CHEMIK 2009, 62, 498.
• 23. Matynia A., Wierzbowska B., Hutnik N., Piotrowski K., Liszka R., Ciesielski T., Mazieńczuk A.: Sposób wydzielania struwitu ze ścieku z przemysłu nawozowego. Przem. Chem. 2010, 89, 478.
• 24. Kozik A., Matynia A., Mazieńczuk A., Piotrowski K.: Wydzielanie struwitu z rozcieńczonych wodnych roztworów zawierających jony fosforanowe (V) i kwas mlekowy. Przem. Chem. 2011, 90 - w druku.
• 25. Ohlinger K.N., Young T.M., Schroeder E.D.: Predicting struvite formation in digestion. Wat. Res. 1998, 32, 3607.
• 26. Snoeyink VL., Jenkins D.: Water Chemistry, Wiley, New York 1980.
• 27. Abbona F., Boistelle R., Lundager H.E.: Crystallization of two magnesium phosphates, struvite and newberyite: effect of pH and concentration. J. Cryst. Growth 1982, 57, 6.