Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zarodkowanie i wzrost kryształów struwitu w obecności związków boru, kobaltu, manganu i molibdenu w procesie odzyskiwania fosforanów ze ścieków z hodowli zwierząt

Hutnik Nina, Stanclik Anna, Piotrowski Krzysztof, Matynia Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 1

149--154

PL

Wyznaczono kinetykę ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu z wodnych roztworów jonów fosforanowych(V), zawierających dodatkowo charakterystyczne dla gnojowicy zanieczyszczenia, takie jak związki boru, kobaltu, manganu i molibdenu. Do obliczeń parametrów szybkości zarodkowania i wzrostu kryształów struwitu wykorzystano model kinetyki dla idealnego krystalizatora MSMPR (mixed suspension, mixed product removal), zakładający zależność szybkości wzrostu kryształów od ich wielkości RE SDG (Rojkowski exponential, size-dependent growth). Stwierdzono, że ze wzrostem stężenia związków boru, kobaltu i molibdenu gęstość populacji zarodków struwitu korzystnie zmalała, a w obecności związków manganu zwiększyła się. Liniowa szybkość wzrostu tych zarodków zwiększyła się analogicznie, a w obecności manganu niekorzystnie zmalała. W taki sam sposób, w zależności od stężenia zanieczyszczeń, zmieniała się szybkość zarodkowania struwitu. W obecności tych zanieczyszczeń liniowa szybkość wzrostu pełnowymiarowych kryształów struwitu przyjmowała duże wartości (1,31·10⁻⁸-8-2,24·10⁻⁸ m/s). Negatywnie na tę szybkość wpłynęło podwyższenie pH środowiska, korzystnie zaś obniżenie stężenia jonów fosforanowych(V) na wejściu do krystalizatora. Średni rozmiar kryształów produktu przy podwyższeniu pH do 11 zmalał z 28-40μm, a w pozostałych przypadkach zwiększył się do 40-56μm (τ 3600 s) i do 57-71μm (0,20% mas. PO₄³⁻ w roztworze zasilającym). Porównanie wpływu pojedynczych zanieczyszczeń na wartości kinetyczne krystalizacji struwitu z danymi odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z rzeczywistej gnojowicy bydlęcej CLM wykazało dobrą zgodność wyników.

EN

Struvite was pptd. from NH₄H₂PO₄, MgCl₂∙6H₂O, and B³⁺, Mn²⁺, Co²⁺ and Mo⁶⁺-ions-contg. aq. solns. to det. kinetic parameters of the continuous struvite reaction crystn. calcd. by using Rojkowski exponential size-dependent growth rate model. With the increase of B, Co and Mo ions concns., the d. of nuclei decreased advantageously but increased with the increase in Mn ion concn. Linear growth rate of the nuclei increased with B, Co and Mo ions concn. increase but decreased with the increase of Mn ion concn. The relatively stable and narrow range nucleation rates were obsd. (10¹²-10¹³ 1/(s·m³)) which was not affected by pH raise, elongation of residence time and redn. of phosphate(V) ions concn. in a feed stream of crystallizer. Good consistence of obtained struvite reaction crystallization kinetics of model mixts. with the real cattle liq. manure was obsd.

2

Wpływ wielkości kryształów struwitu na liniową szybkość ich wzrostu w wodnych roztworach jonów fosforanowych(V) z jonami glinu lub żelaza w procesie recyklingu fosforu

Hutnik Nina, Stanclik Anna, Matynia Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 2

286--292

PL

Wyznaczono parametry kinetyczne ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu z wodnych roztworów zawierających jony fosforanowe(V) i jako zanieczyszczenia jony glinu(III) lub jony żelaza(III). Do obliczeń przyjęto model wykładniczy Rojkowskiego RE SDG MSMPR (Rojkowski exponential, size-dependent growth, mixed suspension, mixed product removal), zakładający zależność liniowej szybkości wzrostu kryształów od ich rozmiarów G(L). Wartości gęstości populacji zarodków n0, szybkości ich wzrostu G0 oraz liniowej szybkości wzrostu kryształów struwitu G∞ wyznaczono z rozkładu rozmiarów cząstek stałych otrzymanych produktów. Stwierdzono, że w zakresie założonych parametrów procesu: zawartości Al3+ wynoszącej 10-100 mg/kg lub Fe3+ 2-10 mg/kg roztworu zasilającego krystalizator, pH 9 lub 11 i średniego czasu przebywania zawiesiny w krystalizatorze τ 900 lub 3600 s, wartości G∞ zmieniały się w zakresie 6,82·10-9-1,90·10-8 m/s w obecności jonów glinu(III) oraz 6,16·10-9-1,49·10-8 m/s w obecności jonów żelaza(III). Szybkość zarodkowania struwitu B (= n0G0) przyjmowała wartości w przedziale odpowiednio 2,89·1012-1,98·1015 1/(s·m3) i 4,30·1014- 1,61·1016 1/(s·m3). Są to duże różnice wartości parametrów kinetycznych krystalizacji struwitu, co rzutuje w konsekwencji na jakość wytwarzanego produktu. Wykazano, że jony glinu(III) oddziałują korzystniej na krystalizację struwitu niż jony żelaza( III). Wyniki badań porównano z danymi kinetycznymi krystalizacji struwitu z rzeczywistego ścieku z przemysłu nawozów fosforowych.

EN

Struvite was crystallized from the title soln. to det. the kinetic parameters of the ideal mixed suspension, mixed product removal MSMPR model. Rojkowski exponential size-dependent growth model was used for the calculation. Nuclei population d., their growth rates, and crystal linear growth rates were detd. from product crystal size distributions. At Al3+ or Fe3+ contents 10-100 mg/kg or 2-10 mg/kg, resp., in the soln. feeding the crystallizer, pH 9 or 11 and the mean residence time of suspension in the crystallizer τ 900 or 3600 s, the linear growth rate of struvite crystals in presence of Al3+ varied from 6.82∙10-9 to 1.90∙10-8 m/s, whereas in presence of Fe3+ it was within the 6.16∙10–9-1.49∙10-8 m/s range. Nucleation rate varied within the 2.89∙1012-1.98∙1015 1/(s·m3) and 4.30∙1014-1.61∙1016 1/(s·m3), resp. Al3+ ions affected struvite reaction crystn. more advantageously than Fe3+ ions. The MSMPR model test results were compared with the kinetic data of struvite crystallization from real wastewater from the P fertilizer industry.

3

Skład chemiczny i fazowy soli fosforanowych(V) odzyskiwanych z rzeczywistych ścieków z przemysłu mineralnych nawozów fosforowych

Hutnik Nina, Stanclik Anna, Matynia Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 8

1234--1237

PL

W procesie ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu odzyskiwano jony fosforanowe(V) ze ścieków o różnym składzie chemicznym. Były to ścieki rzeczywiste z przemysłu nawozów fosforowych. Zanieczyszczenia w ściekach spowodowały wydzielenie produktów stałych o wyraźnie zróżnicowanej jakości. Średni rozmiar kryształów struwitu zmieniał się w granicach 37–41 µm. Jednorodność ich populacji, oceniona współczynnikiem zmienności CV, zawierała się w granicach 72–75%, co powodowało wydłużenie czasu filtracji zawiesiny produktowej. Jony wapnia w ściekach wytrącały się jako amorficzne uwodnione fosforany wapnia ACP. Ich zawartość w produktach wynosiła 23,6–37,9% mas. W produktach stwierdzono 29,29–31,45% mas. P₂O₅, 11,50–14,12% mas. MgO i 3,19–4,35% mas. CaO oraz wodorotlenki niektórych metali, a także inne sole zanieczyszczeń.

EN

Three wastewater samples from the P mineral fertilizer industry with different chem. compn. were subjected to continuous pptd. of struvite at 298 K, pH 9 and the av. time of the mixt. residence in the crystallizer 60 min. Impurities present in the wastewater resulted in the crystn. of solid products of distinctly different quality. Mean size of struvite crystals was 37–41 µm and homogeneity within their population was 72–75%. Ca ions in wastewater were pptd. as amorphous hydrated Ca phosphates in amt. 23.6–37.9% by mass. The solid product contained also P₂O₅, MgO and CaO in amts. 29.29–31.45, 11.50–14.12 and 3.19–4.35% by mass, resp., as well as hydroxides of some metals and salts of other impurities.

4

Odzyskiwanie soli fosforanowych(V) z rzeczywistych ścieków z przemysłu mineralnych nawozów fosforowych : kinetyka procesu

Hutnik Nina, Stanclik Anna

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 5

761--766

PL

Wyznaczono parametry kinetyczne ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu z rzeczywistych ścieków z przemysłu mineralnych nawozów fosforowych (IWW). Wyniki badań i obliczeń porównano z danymi kinetycznymi struwitu otrzymanego z rzeczywistej gnojowicy bydlęcej (CLM) i z wodnego roztworu jonów fosforanowych(V) bez zanieczyszczeń (WI). Do obliczeń przyjęto model kinetyki dla idealnego krystalizatora MSMPR (mixed suspen-sion, mixed product removal) zakładający zależność szybkości wzrostu kryształów od ich rozmiarów RE SDG (Rojkowski exponential, size-dependent growth). Stwierdzono, że zanieczyszczenia w ściekach spowodowały wydzielenie produktów stałych o wyraźnie różnej jakości. Średni rozmiar kryształów struwitu zmieniał się od 36,8 µm (IWW) do 48,5 µm (WI). Jednorodność ich populacji, oceniona współczynnikiem zmienności CV, zmieniała się w granicach od zadowalającej (CV 64,6%, WI) do niekorzystnej (CV 98,8%, CLM). Szybkość zarodkowania struwitu zwiększyła się od 6,27·10¹¹ 1/(s·m³) (WI) do 2,01·10¹⁵ 1/(s·m³) (IWW). W ściekach tych zanotowano odpowiednio największą (6,92·10⁻⁹ m/s) i najmniejszą (4,58·10⁻⁹ m/s) wartość liniowej szybkości wzrostu kryształów struwitu.

EN

Kinetic parameters describing continuous reaction crystallization of struvite from real P mineral fertilizers industry wastewaters (IWW) were detd. Test results were compared with kinetic data of struvite manufactured from real cattle liq. manure (CLM) and from a soln. without any impurities (WI). Kinetic model for ideal mixed suspension, mixed product removal (MSMPR) crystallizer was used assuming dependence of crystal growth rate on its size (Rojkowski exponential size-dependent growth). The impurities present in the wastewaters were a reason for pptn. of solid product of distantly different quality. The mean size of struvite crystals varied from 36.8 µm (IWW) to 48.5 µm (WI). Homogeneity within their populations, quantified by the coeff. of variation CV, varied from satisfactory (CV 64.6%, WI) to unfavorable (CV 98.8%, CLM) values. A rise of impurities concn. in a feed resulted in an increase of nucleation rate from 6.27·10¹¹ 1/(s·m³) (WI) to 2.01·10¹⁵ 1/(s·m³) (IWW). Linear growth rate of struvite crystals varied from 6.92·10⁻⁹ m/s to 4.58·10⁻⁹ m/s, resp.

5

Porównanie wpływu jonów miedzi(II) i cynku(II) w ścieku z przemysłu nawozów fosforowych na zależną od wielkości, liniową szybkość wzrostu kryształów struwitu w procesie recyklingu fosforu

Hutnik Nina, Stanclik Anna, Piotrowski Krzysztof, Matynia Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 11

1751--1756

PL

Wyznaczono parametry kinetyczne ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu w wodnych roztworach zawierających jony fosforanowe(V), magnezu i amonu oraz takie zanieczyszczenia, jak jony miedzi(II) lub/i jony cynku(II). Do obliczeń przyjęto model kinetyki dla idealnego krystalizatora MSMPR (mixed suspension mixed product removal) zakładający zależność szybkości wzrostu kryształów struwitu od ich wielkości RE SDG (Rojkowski exponential, size-dependent growth). Wykazano, że obecność jonów Cu(II) (0,2–0,5 mg/kg roztworu zasilającego krystalizator) wpływa korzystnie na parametry kinetyczne charakteryzujące przebieg ciągłego procesu krystalizacji strąceniowej struwitu. Liniowa szybkość wzrostu kryształów struwitu G∞ zwiększyła się z 1,35·10–8 do 1,42·10–8 m/s, a szybkość zarodkowania zmniejszyła się z 1,01·1015 do 2,58·1014 1/(s·m3). Jony Zn(II) (0,2–2,0 mg/kg roztworu zasilającego) miały negatywny wpływ na proces. Zmniejszyła się liniowa szybkość wzrostu kryształów z 1,64·10–8 do 1,30·10–8 m/s, a szybkość zarodkowania zwiększyła się z 1,14·1013 do 3,91·1015 1/(s·m3). Krystalizacji strąceniowej struwitu, obok obecności jonów Cu(II), sprzyjało także niskie pH i dłuższy (do 3600 s) średni czas przebywania zawiesiny w krystalizatorze.Zanieczyszczenia obecne w ścieku przemysłowym wpłynęły korzystnie na wzrost kryształów struwitu i jakość otrzymanego produktu. Wyniki badań porównano z danymi procesowymi odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z rzeczywistego ścieku z przemysłu nawozów fosforowych.

EN

Kinetic parameters of struvite continuous reaction crystn. in phosphate(V), Mg and NH4 ions and Cu(II) or Zn(II) ions – contg. aq. solns. were detd. Calculations were based on kinetic model for ideal MSMPR (mixed suspension mixed product removal) crystallizer assuming a dependence of struvite crystal growth rate on its size RE SDG (Rojkowski exponential, size-dependent growth) model. The presence of Cu(II) ions (0.2–0.5 mg/kg of feed) resulted in increasing the linear growth rate of struvite crystals from 1.35·10–8 to 1.42·10–8 m/s, resp., whereas nucleation rate decreased from 1.01·1015 to 2.58·1014 1/(s·m3). The Zn(II) ions concn. varied from 0.2 to 2.0 mg/kg of feed and influenced the process disadvantageously. The linear crystal growth rate decreased from 1.64·10–8 to 1.30·10–8 m/s, resp., while nucleation rate increased from 1.14·1013 to 3.91·1015 1/(s·m3). The crystallization was also favored by low pH and elongated up to 3600 s mean residence time of suspension in a crystallizer. The struvite manufactured under the conditions had high quality.

6

Kinetyka SDG ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu w ściekach i gnojowicy w obecności jonów potasu

Hutnik Nina, Stanclik Anna, Piotrowski Krzysztof, Matynia Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 4

644--649

PL

Oszacowano kinetykę zarodkowania i wzrostu kryształów struwitu w obecności jonów potasu dla ciągłego procesu krystalizacji strąceniowej. Do obliczeń wykorzystano dwa modele kinetyki dla idealnego krystalizatora MSMPR (mixed suspension mixed product removal): model SIG (size independent growth), najbardziej uproszczony, i model RE SDG (Rojkowski exponential, size dependent growth), zakładający zależność szybkości wzrostu kryształów od ich rozmiarów. Stwierdzono, że jony potasu wpłynęły korzystnie na liniową szybkość wzrostu kryształów struwitu. Przy stężeniu jonów K⁺ 2800 mg/kg w roztworze zasilającym krystalizator o działaniu ciągłym szybkość ta przekroczyła aż 2·10⁻⁸ m/s. W tych warunkach otrzymano bardzo dobrze wykształcone i jednorodne kryształy struwitu o średnim rozmiarze 46,8 μm i współczynniku niejednorodności CV wynoszącym tylko 71,6%. Tworzeniu się dużych kryształów struwitu sprzyjał także nadmiar jonów Mg²⁺ w środowisku reakcji syntezy struwitu, niskie pH, jak i wydłużony do 3600 s średni czas przebywania zawiesiny w krystalizatorze. Wyniki badań porównano z danymi procesowymi odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z gnojowicy zawierającej jony K⁺ w ilości 2800 mg/kg. Wykazano, że zanieczyszczenia obecne w gnojowicy wpłynęły negatywnie na wzrost kryształów struwitu i jakość wytwarzanego produktu. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń i porównań zalecono model RE SDG MSMPR do opisu kinetyki krystalizacji ciągłej struwitu w rozpatrywanych układach technologicznych.

EN

Struvite was pptd. from phosphate(V), Mg²⁺, NH₄ ⁺, and K⁺ ions-contg. aq. solns. to det. kinetic parameters of the continuous struvite reaction crystn. process calcd. from the crystal size distribution by using size - independent growth model (SIG) and Rojkowski exponential size dependent growth model (RE SDG). The K⁺ ions advantageously affected on linear struvite crystals growth rate. The results were compared with the process data concerning recovery of phosphate(V) ions from K⁺ ions-contg. liq. manure. The impurities presented in liq. manure unfavorably affected on struvite crystals growth. The RE SDG model described the distribution of the product crystal d. population much more accurately than the SIG model, but the linear growth rates of struvite crystals calcd. from both models were comparable. RE SDG model was recommended for estg. the kinetics of continuous struvite crystn. in the phosphates(V) recovery process from liq. manure.