Usuwanie związków fosforu metodą krystalizacji w kolumnie piaskowej

• Autorzy: Hanna Kryger-Styga

Warianty tytułu

Removal of Phosphorus Compounds by Crystallization in the Sand Column

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Nadmierna ilość związków fosforu w wodach powierzchniowych prowadzi do nasilenia procesów etrofizacji powodujących zaburzenia w normalnym funkcjonowaniu ekosystemów. Wymagania stawiane wobec państw nadbałtyckich, w tym Polski, w ramach prac Konwencji Helsińskiej oraz konieczność zbliżenia naszych przepisów do ustawodawstwa krajów Unii Europejskiej, w zakresie dopuszczalnych stężeń fosforu ogółem w ściekach odprowadzanych do wód płynących i stojących, przyczyniły się do zmiany dotychczas obowiązującego Rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 5 listopada 1991 roku. W Polsce, po roku 2000, dopuszczalne stężenie fosforu ogółem w ściekach odprowadzanych do wód płynących będzie wynosiło 1,5 mg P/dm3, a do wód stojących 1,0 mg P/dm3. Zastosowanie wysoko efektywnych technologii oczyszczania ścieków w zakresie redukcji związków fosforu pozwoli na osiągnięcie wymaganych stężeń.
Głównym celem przeprowadzonych badań było określenie możliwości usuwania związków fosforu ze ścieków przy zastosowaniu metody krystalizacji fosforanów w kolumnie z fluidalnym złożem piaskowym. Badania zrealizowano w oparciu o cykl eksperymentów laboratoryjnych w zakresie stężeń od 0,36 do 14,90 mg P-PO4/dm3.
Metoda usuwania związków fosforu w procesie krystalizacji jest bezodpadowa, co należy uznać za jej ogromną przewagę w porównaniu z innymi technologiami obecnie stosowanymi. Dodatkowym aspektem proponowanego procesu jest otrzymywanie granulatu, który może być wykorzystywany w rolnictwie jako nawóz fosforowy, bądź zastosowany w procesach przemysłowych, co stwarza prostą i efektywną metodę recyrkulacji fosforu. (abstrakt oryginalny)

EN

The need for practical phosphorus removal process has arisen as a result of the overfertilization and eutrophication of the watercourses and impoundments.
A chemical process for the removal of phosphate from solution based on the crystallization of calcium phosphate in a granular form in a fluidized bed with pellet reactor has been descrebed. Phosphorus removal experiments were done in the laboratory conditions at room temperature with solutions of ortophosphate from 0,4 to 15 mg P- PCVdm3 at pH 9,10,11. Influent and effluent samples were collected from the column and- analyzed for ortophosphate, calcium or total hardness end pH. Phosphate concentrations in the effluent after a crystallization process in a fluidized bed with pellet reactor was below 1,5 mg P-PO4/dm3.
The major advantage in this pellet reator process is the fact that no sludge is produced but a stnaïl quantity of water free pellets which can be reused in the agriculture or in the phosphate processing industry. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Związki chemiczne; Metody analityczne; Badania naukowe; Materiały konferencyjne

EN

Chemical compounds; Analytical methods; Scientific research; Conference materials

• Czasopismo: Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu
• Rocznik: 1998
• Numer: nr 792 Chemia : związki fosforu w chemii, rolnictwie i medycynie
• Strony: 92--123

Twórcy

autor

Hanna Kryger-Styga

• Wyższa Szkoła Pedagogiczna w Bydgoszczy

Bibliografia

• Apolinarski M., Rynkiewicz A. (1980): Badania efektywności usuwania fosforu ze ścieków miejskich metodą symultaniczną z zastosowaniem osadu czynnego. "Gaz, Woda i Technika Sanitarna", 3, 74-77.
• Barth E.F., Ettinger M.B. (1967): Mineral controlled phosphorus removal in the activated sludge process., J. Water Pollut. Control Fed. 39, 1362.
• Barth E.F., Brenner R.C., Lewis R.F. (1968): Chemical-biological control of nitrogen and phosphorus in wastewater effluent., J. Water Pollut. Control Fed. 40, 2040.
• Barth E.F. et al. (1969): Phosphorus removal from wastewater by direct dosing of aluminate to a trickling filter., J. Water Pollut. Control Fed. 41, 1932.
• Bernacka J. (1986): Rozwój systemów usuwania fosforu ze ścieków na drodze biologicznej. Seminarium szkoleniowe, Polanica Zdrój.
• Bernacka J., Kurbiel J., Pawłowska L. (1992): Usuwanie związków biogennych ze ścieków miejskich., Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa.
• Bernhardt H., Krempling K. (1968): Versuche zur Verminderung der Phosphat belastung einer Talsperre durch eine chemische Behandlung des Sperrenhaupt zu Busses. Von Wasser 35, 160.
• Buzzel J.C., Sawyer C.N. (1967): Removal of algae nutrient from raw wastewater with lime., J. Water Pollut. Control, 39, R16.
• Cooper P.F., Thomas E.V. (1974): Recent developments in sewage treatment based on physico-chemical methods., Wat. Pollut. Con., 73, 505.
• Csiti A. (1985): Phosphorus precipitation with iron and aluminium salts. Mat. konf. "Wysokoefektywne metody oczyszczania ścieków i odnowa wody", Kraków.
• Cywiński B. i inni (1983): Oczyszczanie ścieków. Oczyszczanie mechaniczne i chemiczne., Arkady, Warszawa.
• Daigger G.T., Sigmund T.W. (1989): Design and operation of chemical phosphorus removal facilities. Principles and practice of phosphorus and nitrogen removal from municipal wastewater. The Soap and Detergent Association, New York.
• Dijk J.C., Braakensiek H. (1984): Phosphate removal by crystallization in a fluidized bed., Wat. Sei. Tech., Amsterdam, 17, 133-142.
• Dijk J.C., Eggers E. (1988): Phosphate removal with pellet reactors. A promising Dutch development. DHV Consulting Engineers.
• Dryden F.D., Stern G. (1968): Renovated wastewater creates recreational lake. Environ. Sei. Technol. 2, 269.
• Dyrektywa Rady Wspólnot Europejskich z dnia 21 maja 1991 dotycząca oczyszczania ścieków miejskich (91/271/EEC). Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 5, 1992, 120-124.
• Dziennik Ustaw z dnia 16 grudnia 1991 r., Nr 116, poz. 503. Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 5 listopada 1991 r. w sprawie klasyfikacji wód oraz warunków, jakim powinny odpowiadać ścieki wprowadzane do wód lub do ziemi.
• Eberhardt W.A., Nesbitt J.B. (1968): Chemical precipitation of phosphorus in a high- rate activated sludge system. J. Water Pollut. Control Fed. 40, 1239.
• Emde W., Ludwig Ch., Matsche N. (1985): Phosphorus removal from wastewater by biological processes in combination with simultaneous precipitation. Mat. konf. "Wysokoefektywne metody oczyszczania ścieków i odnowa wody", Kraków.
• Gray A.V. (1982): Phosphorus reduction studies., Effluent and Water Treatment Journal, 02, 68-74.
• Hannah S.A. (1971): Chemical Precipitation. Symposium on advanced waste treatment, Dallas.
• Heide B.A. (1985): Influence of phosphate removal on biological treatment of wastewater and on dewaterability and agricultural use of sludge. Mat. konf. "Wysokoefektywne metody oczyszczania ścieków i odnowa wody", Kraków.
• Hobrowska-Grzesiak A. (1979): Eliminacja związków biogennych w stawach glonowych. IKS Wrocław.
• Humenick M.J., Kaufman W.J. (1970): On integrated biological-chemical process for municipal wastewater treatment. 5th Int. Conf. on Water Pollut. Res., San Francisco, California.
• Jankowska M. (1984): Nowe poglądy na proces koagulacji. "Gaz, Woda i Tech. Sanit.", 58, 158.
• Jenkins D., Ferguson J.F., Menar A.B. (1971): Chemical processes for phosphate removal., Water Research Pergamon Press, 5, 369-389.
• Jenkins D., Hermanowicz S.W. (1989): Principles of Chemical Phosphorus Removal. Principles and practice of phosphorus and nitrogen removal from municipal wastewater. The Soap and Detergent Association, New York.
• Jenkins D., Menar A.B. (1967): The Fate of Phosphorus in Sewage Treatment Processes, Part I, Primary Sedimentation and Activated Sludge. SERL Report, 67-7, University of California, Barkley.
• Jenkins D., Menar A.B. (1968): The Fate of Phosphorus in Sewage Treatment Processes, Part II, Mechanism of Enhanced Phosphate Removal by Activated Sludge. SERL, Report, 68-6, University of California, Barkley.
• Johnson E.L., Beeghly J.H., Wukasch R.F. (1969): Phosphorus removal with iron and polyelectrolytes. Public Works 66.
• Joko I. (1984): Phosphorus removal from wastewater by the crystallization method. Wat. Sci. Tech., 17, 121-132.
• Kryger-Styga H. (1995): Oczyszczanie wód i ścieków z biogennych związków fosforu metodą krystalizacji w kolumnie piaskowej. Praca doktorska, Wydział Rolniczy, ATR Bydgoszcz.
• Kurbiel J. (1973): Chemiczne metody usuwania fosforu ze ścieków. Mat. konf, "Trzeci stopień oczyszczania ścieków", Warszawa.
• Kurbiel J., Mączka K., Stojek R. (1985): Zastosowanie stawów napowietrzanych do oczyszczania ścieków z osiedli wiejskich z uwzględnieniem symultanicznego strącania fosforu. Mat. konf. "Problemy Gospodarki Wodno-Ściekowej w Regionach Rolniczo-Przemysłowych. Wybrane problemy technologii uzdatniania wody i oczyszczania ścieków", Białystok.
• Kurbiel J., Rybicki S.M. (1994): O współczesnych kierunkach rozwojowych usuwania fosforu ze ścieków i ich wpływie na problem osadów ściekowych. Mat. sem. "Nowe Rozwiązania w Technologii Oczyszczania Ścieków i Przeróbce Osadów Ściekowych", Ustroń.
• Kurbiel J., Styka W. (1984): Aktualne kierunki i podstawy technologii biologicznego usuwania związków biogennych w systemie osadu czynnego. Sem. szkol., Paszkówka k/Skawiny.
• Malhotra S.K., Lee G.F., Rohlich G.A. (1964): Nutrient removal from secondary effluent by alum flocculation and lime precipitation. Int: J. Air Wat. Poll. Pergamon Press, 8,487-500.
• Menar A.B., Jenkins D. (1968): The fate of phosphorus in sewage treatment processes, part II - mechanism of enhanced phosphate removal by activated sludge. SERL Report 68-6, University of California, Berkeley.
• Mikosz J. i inni (1990): Określenie współdziałania procesów usuwania substancji biogennych w wielofazowych reaktorach oraz właściwości osadów dla potrzeb oczyszczalni ścieków. CPBR 13.1, cel 6.4, Kraków.
• Miodoński J., Wardecka L. (1991): Badania atestacyjne zblokowanych biologicznych oczyszczalni ścieków typu Odra i Biooxyblok w Pyrzycach, Zakopanem i Miliczu. IOŚ Wrocław.
• Nancollas G.H., Tomazic B. (1974): Growth of calcium phosphate on hydroxilapatite crystals. Effect of supersaturation and ionic medium. "Journal of Physical Chemistry", 8, 22, 2218-2225.
• Narkis N., Meiri M. (1981): Phosphorus removal by activated alumina. Environmental Pollution Series В 2, 327-343.
• Nesbitt J.B. (1966): Removal of phosphorus from municipal sewage plant effluents. Engineering Research Bulletin B-93. The Pensylvania State University.
• Nesbitt J.B. (1969): Phosphate removal - the state of the art. J. Water Pollut. Control Fed. 41, 701.
• Nicholls H.A., Osborn D.W. (1979): Bacterial stress: prerequisite for biological removal of phosphorus JWPCF, 51,3, 557.
• Nowe przepisy o odprowadzaniu ścieków - Polska i EWG. "Gaz, Woda i Technika Sanitarna", 1992, 5, 101-115.
• Official Journal of The European Communities, No L 135, 30.05.1991, 40. Dyrektywa Rady Wspólnot Europejskich z dnia 21 maja 1991 dotycząca oczyszczania ścieków miejskich (91/271/EEC).
• Owen R. (1953): Removal of phosphorus from sewage plant effluent with lime. Sewage and Industrial Wastes, 25, 5, 548-556.
• Poznańska K. i inni (1980): Symultaniczne strącanie fosforu w oczyszczalniach typu BIOBLOK i jego wpływ na ilość i własności powstającego osadu. PR-7, kierunek 03. Politechnika Poznańska, Poznań.
• Poznańska K. i inni (1990): Defosfatacja chemiczna w małych oczyszczalniach ścieków odprowadzających ścieki do wód stojących. CPBR 13.1, cel 6.4. Politechnika Poznańska, Poznań.
• Poznańska K., Kurbiel J. (1985): Przyrost osadu w procesie symultanicznego strącania fosforu w komorach osadu czynnego o przedłużonym czasie napowietrzania. Mat. konf. "Wysokoefektywne metody oczyszczania ścieków i odnowa wody", Kraków.
• Poznańska M., Jaroszyński P., Pańczak J. (1981): Symultaniczne strącanie fosforu w oczyszczalniach typu BIOBLOK i jego wpływ na ilość i właściwości powstającego osadu. PR-7, kierunek 03. Politechnika Poznańska, Poznań.
• Przewłocki J., Łojewska C. (1989): Ocena efektywności różnych wariantów defosfatacji ścieków komunalnych. CPBR 13.1, cel 6.4. IOŚ Wrocław.
• Sadowska E. i inni (1991): Zastosowanie flokulantu PIX w procesie biologicznego oczyszczania ścieków osadem czynnym. Gdańsk, IOŚ.
• Schmidtke N.W. (1980): Sludge generation, handling and disposal at phosphorus control facilities. In Phosphorus Management Strategies for Lakes. Ann Arbor Science Publishers, Inc., Ann Arbor, Michigan.
• Seiden L., Patel K. (1969): Mathematical model of tertiary treatment by lime addition. Report on Contract 14-12-416 between FWPCA and General American Research Division.
• Skuciński S., Mikulski T., Borowiak H. (1990): Ocena możliwości zastosowania odpadowego siarczanu żelazawego w procesie oczyszczania ścieków. "Gaz, Woda i Technika Sanitarna", 1, 22-24.
• Spiegel M. (1968): Research findings and plan for pilot demonstration of phosphate removal by controlled activated sludge system. PRW, Chicago, III.
• Stumm W. (1964): Advances- in Water Pollution Control Research. Proc. 1st. International Conference Water Pollution Research, Pergamon Press, London, 2, 216.
• Thomas E.A. (1962): Verfarhken zur Entfurnung von phosphaten ans Abwassern. Swiss Patent No. 361543.
• Thomas E.A. (1965): Phosphat-Elimination in der Belebtschlammanlage von Mannedorf und Phosphat-Fixation in See und Klarschlamm. Vierteljahrsch Naturf. Ges. Zurich 110, 419.
• Thomas E.A. (1966): Phosphate precipitation in clarification plant at Uster and removal of Fe-PO4 sludges. Verteil jahrsch. Naturf. Ges. Zurich 111, 309.
• Environmental Protection Agency (1987): Design Manual Phosphorus Removal. ЕРА/625/1-87/001.
• Environmental Protection Agency (1987): Handbook Retrofitting: POTWs for Phosphorus Removal in the Chesapeake Bay Drainage Basin. EPA/625/6-87/017.
• Venter S.L., Halliday J., Pitman A.R. (1978): Optimisation of the Johannesburg Olifantsvlei Extended Aeration Plant for Phosphorus Removal Progress in Water Technology, 10, 112, 279-292, Toronto.
• Vollenweider R.A. (1970): Scientific fundamentals of the eutrophication of lakes and flowing waters, with particular reference to nitrogen and phosphorus as factors in eutrophication. Techn. Rep. to Org. of Econom. Cooper, and Develop., Paris, 159.
• Wiechers H.NS (1986): Chemical phosphate removal from municipal wastewaters: current practice and recent innovations. Water SA, 12, 4, 197-201.
• Wuhrmann K. (1968): Objective technology and results of nitrogen and phosphorus removal processes. Advances in Water Quality Improvement. University of Texas Press, 21.
• Wukasch R.F. (1968): The Dow process for phosphate removal. FWPCA Phosphorus Removal Symposium, Chicago, III.
• Wukasch R.F. (1968): Phosphate removal Grayling, Michigan and Lake Odessa, Michigan. Presented at Michigan Water Pollut. Control Ass. Ann. Conf.
• Zawadzki В. (1991): Raport z badań efektywności oczyszczalni PS-150 wg nowego układu. Poznań, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury i Urządzeń Komunalnych POWOGAZ.