Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2018 - zeszyt 3

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

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

10.15199/62.2018.3.25

nr katalogowy: 112772
10.15199/62.2018.3.25

Streszczenie

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.

Abstract

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.

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.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2018-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2018-3

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma