Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2019 - zeszyt 4

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

Size-dependent growth kinetics in continuous struvite reaction crystallization in wastewaters and cattle liquid manure with potassium ions

10.15199/62.2019.4.26

nr katalogowy: 119582
10.15199/62.2019.4.26

Streszczenie

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.

Abstract

truvite 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.

Bibliografia

[1] M.L Christensen, T. Schmidt, L.S. Jensen
[w:] Animal manure recycling. Treatment and management (red. S.G Sommer), Wiley, New Delhi 2013.
[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] S.A. Parsons, CEEP Scope Newslett. 2001, 41, 15.
[4] E. Valsami-Jones, CEEP Scope Newslett. 2001, 41, 8.
[5] K.S. Le Corre, E. Valsami-Jones, P. Hobbs, S.A. Parsons, Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2009, 39, 433.
[6] N. Hutnik, A. Kozik, A. Mazienczuk, K. Piotrowski, B. Wierzbowska, A. Matynia, Wat. Res. 2013, 47, 3635.
[7] A. Kozik, N. Hutnik, K. Piotrowski, A. Matynia, Chem. Eng. Res. Des. 2014, 92, 481.
[8] M. Latifian, J. Liu, B. Mattiasson, Environ. Technol. 2012, 33, 2691.
[9] J.W. Mullin, Crystallization, Butterworth-Heinemann, Oxford 1993.
[10] A. Kozik, N. Hutnik, K. Hoffmann, M. Huculak-Mączka, Przem. Chem. 2015, 94, 938.
[11] B. Tansel, G. Lunn, O. Monje, Chemosphere 2018, 194, 504.
[12] A.D. Randolph, M.A. Larson, Theory of particulate processes. Analysis and techniques of continuous crystallization, Academia Press, New York 1988.
[13] Z. Rojkowski, Krist. Tech. 1977, 12, 1121.
[14] J. Koralewska, K. Piotrowski, B. Wierzbowska, A. Matynia, Chin. J. Chem. Eng. 2009, 17, 330.
[15] N. Hutnik, B. Wierzbowska, A. Matynia, Przem. Chem. 2013, 92, 791.
[16] N. Hutnik, A. Stanclik, K. Piotrowski, Mat. 44th Int. Conf. of Slovak Society of Chemical Engineering, Demänowska Dolina, Słowacja, 2017, 341.
[17] K. Machej, K. Piotrowski, Inż. Ap. Chem. 2001, 40, nr 5, 17.
[18] A. Stanclik, N. Hutnik, K. Piotrowski, A. Matynia, Chem. Papers 2019, 73, 555.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2019-4 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

2019-4

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma