OTRZYMYWANIE PRODUKTÓW KRYSTALICZNYCH W REAKTORZE O DZIAŁANIU CIĄGŁYM.
Stale rosnący przyrost populacji ludzkiej niesie za sobą konieczność sukcesywnego zwiększania ilości produkowanej żywności. Niezwykle istotne stało się więc nawożenie gleb, które jest najważniejszym czynnikiem oddziaływującym na ich produktywność.
Wciąż malejąca zasobność rud fosforanowych wymusiła na wielu jednostkach badawczych podjęcie badań nad pozyskiwaniem alternatywnych źródeł fosforu. Wysoce efektywnym źródłem fosforu, magnezu i azotu okazał się struwit MgNH4PO4∙6H2O.
Struwit jest minerałem rzadko występującym w przyrodzie, jego największym naturalnym źródłem jest rozkładający się materiał organiczny. Występuje on w osadach z biologicznego oczyszczania ścieków, odpadach rolnych oraz w osadach powstałych w procesach beztlenowej fermentacji ciekłych odpadów z hodowli zwierząt.
Do najważniejszych metod odzyskiwania fosforu ze ścieków przemysłowych, pochodzenia zwierzęcego, bytowo - gospodarczych należą technologie biologicznego usuwania fosforu oraz chemiczne usuwanie fosforanów. Nowość technologiczną stanowią metody chemicznej eliminacji związków fosforu ze ścieków, poszerzone o etap odzysku form użytecznych tzw. recykling fosforu.
Kontrolowane strącanie i krystalizacja trudno rozpuszczalnych soli fosforanowych jest złożonym zagadnieniem, tak zarówno teoretycznym, jak i praktycznym zależnym od czynników związanych ze środowiskiem, w którym te procesy przebiegają oraz parametrami tych procesów. Główny problem w poprawnym zaprojektowaniu i eksploatacji instalacji przemysłowej do recyklingu fosforu stanowi niestabilny skład chemiczny ścieków, jak również obserwowane często zmiany w czasie wartości stężeń poszczególnych składników. Zanieczyszczenia, występujące w różnym składzie, stężeniach i proporcjach mają decydujący wpływ obok zasadniczego składnika ścieków - jonów fosforanowych. Część zanieczyszczeń czasami w nieoczekiwany sposób (zależny m.in. od ich stężenia, postaci fizycznej, obecności i stężeń innych współobecnych składników w układzie) katalizuje bądź inhibituje przebieg reakcji chemicznej strącania, procesów zarodkowania i wzrostu kryształów, wpływając znacząco na ostateczny kształt i aglomerację kryształów oraz chemiczną czystość produktu. Wyniki badań wpływu różnych zanieczyszczeń na kinetykę zarodkowania i wzrostu kryształów struwitu z roztworów rozcieńczonych w procesie ciągłego usuwania jonów fosforanowych ze ścieków przemysłowych mogą stanowić znaczące źródło danych poznawczych o tym ważnym i aktualnym problemie światowym jakim jest recykling fosforu. Pomimo znacznego wkładu pracy i uruchamiania instalacji pilotażowych, recykling fosforu ścieków nie został jeszcze szeroko zaadoptowany. Temperatura, pH, geometria wnętrza, mieszanie/cyrkulacja, czas przebywania, miejsce wprowadzenia reagentów oddziaływują na przebieg i rezultaty procesów odzyskiwania fosforanów. Miejsca wprowadzenia reagentów muszą być tak dobrane, aby mieszanina wprowadzonych razem jonów była szybko i skutecznie mieszana z cyrkulującą w krystalizatorze zawiesiną.
(…)
… - wytrącanie wodorotlenku magnezu, hydroksyfosforanu magnezu, wodorofosforanu magnezu. Wytrącają się one wcześniej niż krystalizujący struwit ze względu na amorficzny charakter. Regulację pH można kontrolować za pomocą roztworów: wodorotlenku wapnia Ca(OH)2, wodorotlenku sodu NaOH lub wodorotlenku magnezu Mg(OH)2. Wraz ze wzrostem pH rozpuszczalność struwitu maleje, natomiast potencjał jego wytrącania rośnie…
…, uszkodzenia bądź zniszczenia kryształów. Czas przebywania w reaktorze odgrywa bardzo ważna rolę również w powstawaniu kryształów o średniej wielkości.
Kryształy struwitu mogą być żółte, brązowe, jasno brunatne, a po dehydracji białe. Rzadko są bezbarwne. Charakteryzują się wyraźną łupliwością. Twardość osiąga wartość 1,5 - 2 w skali Mohsa, gęstość 1710 kg/m3 .
Kinetyka strącania struwitu
Fosforan magnezu i amonu strąca się samorzutnie według reakcji:
HPO42- + Mg2+ + NH4+ + 6H2O = MgNH4PO4 ∙ 6H2O↓ + H+
Na proces strącania struwitu wpływa:
siła jonowa oraz temperatura,
pH,
przesycenie roztworu (czas przebywania w krystalizatorze ciągłego działania),
stężenie jonów magnezowych, amonowych i fosforanowych(V).
Wytrącanie struwitu następuje wówczas, gdy iloczyn stężeń jonów magnezu, amonu i fosforanowych(V…
… się wodorotlenek sodu NaOH.
Proces Phosnix Unitaka jest to trójstopniowy proces odzyskiwania fosforu w postaci struwitu ze ścieków wzbogaconych uprzednio w fosfor (30-905 mg P/dm3) na drodze biologicznej. Proces prowadzony jest w zasilanym powietrzem reaktorze fluidalnym. Czas przebywania w reaktorze (1-2h) pozwala na usunięcie 94% fosforu.
Proces OFMSW i BNR jest procesem trzystopniowym, który łączą anaerobową…
… składników pokarmowych wzmaga się poprzez mechanizm biologicznej nitryfikacji z jednoczesnym uwalnianiem składników w kontrolowanych porcjach w wyznaczonych przedziałach czasowych.
Proces krystalizacji masowej z roztworu
Krystalizacja masowa z roztworu jest szczególnym przypadkiem krystalizacji. Ma ona szeroki wachlarz zastosowań: do wydzielania, oczyszczania i formowania substancji organicznych…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)