INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS Nr 7/2011, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddziaá w Krakowie, s. 145–154
Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi
Justyna Czajkowska, Tadeusz Siwiec
KRYSTALIZACJA STRUWITU
W ZMIENNYCH WARUNKACH ODCZYNU I STĉĩEē
ANALIZOWANYCH SKàADNIKÓW
____________
CRYSTALLIZATION OF STRUVITE
IN CHANGE CONDITIONS PH INDEX
AND CONCENTRATIONS ANALYSED COMPONENTS
StreszczenieW pracy przedstawiono problem związany z krystalizacją uwodnionego
fosforanu amonowo-magnezowego (struwitu), o wzorze chemicznym MgNH4PO4
·6H2O czĊsto tworzącego siĊ w linii osadowej oczyszczalni Ğcieków. Badania
kry-stalizacji struwitu wykonane zostaáy w skali laboratoryjnej przy zaáoĪeniu trzech zmiennych niezaleĪnych jakimi byáy odczyn pH, stĊĪenie jonów fosforanowych PO43- i stĊĪenie jonów amonowych NH4+. WielkoĞcią poszukiwaną byáo
wymaga-ne stĊĪenie jonów magwymaga-nezu Mg2+, przy których nastĊpuje wytrącanie siĊ struwitu.
Stwierdzono, Īe krystalizacja struwitu wystĊpuje w szerokim zakresie stĊĪenia jo-nów fosforanowych i amonowych, lecz najsilniej zaleĪy od odczynu. W analizo-wanych warunkach struwit nie wytrącaá siĊ przy pH równym 7,0 natomiast od 7,5 wytrącaá siĊ w coraz wiĊkszym zakresie stĊĪeĔ poszczególnych skáadników. Sáowa kluczowe: struwit, oczyszczanie Ğcieków, biogeny
Summary
The paper presents the problem of crystallization of hydrated magnesium ammonium phosphate (struvite), a chemical formula MgNH4PO4 · 6H2O often
formed in the line of wastewater treatment plant sludge. Struvite crystallization tests were performed on a laboratory scale, assuming three independent variables which were pH, concentration of phosphate ions PO43- and the concentration of
magnesium ions Mg2+, which occurs when struvite precipitation. It was found that
the crystallization of struvite occurs in a wide range of concentrations of phosphate and ammonium ions, but most depend on the reaction. In the analyzed conditions, struvite is not precipitated at pH 7.0 from 7.5 and precipitated an increasing range of concentrations of individual components.
Key words: struvite, waste water treatment, nutrients
WSTĉP
Struwit to uwodniony fosforan amonowo-magnezowy o wzorze chemicz-nym MgNH4PO4 ·6H2O. Jest on mineraáem o krystalicznej strukturze odkrytym w 1845 r. [Soczek 2003, Tabernacki 2002] lub 1846 r. [Gorazda i inni 2004], a jego syntezĊ przedstawia reakcja [Zych 2001]:
Mg + NH4+ + PO
43- + 6H2O ĺ MgNH4PO4 ·6H2O
Z powyĪszej reakcji wynika, iĪ dla powstawania struwitu konieczny jest odpowiedni stosunek stĊĪenia magnezu, amonu i fosforanów, który w literaturze [Malej i Majewski 2002, Daekeun i inni 2009] podawany jest w formie molowej i wynosi 1 mol Mg2+,,1 mol NH
4+ :i 1 mol (PO43-).
Cechami charakterystycznymi struwitu są [Gorazda i inni 2004, Soczek 2003, Tabernacki 2002]:
– barwa biaáa przejrzysta lub póáprzejrzysta o poáysku szklistym, – przeáam nierówny,
– áupliwoĞü waha siĊ od dobrej do sáabej, – twardoĞü w skali Mosha wynosi 2, – masa wáaĞciwa 1700 kg/m3.
W oczyszczalniach Ğcieków najbardziej podatnym na tworzenie siĊ stru-witu jest ciąg przeróbki osadów, a szczególnie zespóá rurociągów i urządzeĔ zlokalizowanych po komorze fermentacyjnej. W skróconej formie proces po-wstawania struwitu moĪna wyobraziü sobie nastĊpująco. Polifosforany dopáy-wające do komór fermentacyjnych prawie w 100% ulegają hydrolizie do orto-fosforanów PO43-. Faza wodna fermentującego osadu po biologicznym usuwaniu azotu i fosforu ulega wzbogaceniu w jony ortofosforanowe (PO43-) i jony amo-nowe (NH4+). JeĞli w Ğciekach wystĊpuje magnez (Mg2+) jako naturalny skáadnik wody w systemie wodociągowym i bĊdzie miaá odpowiednie stĊĪenie to przy wysokich koncentracjach jonów fosforanowych i amonowych nastĊpuje wytrą-canie, a tym samym krystalizacja struwitu [Konieczny 2003]..
Wiele miejsca w literaturze poĞwiĊcono procesom kontrolowanego wytrą-cania struwitu [Pastor i inni 2010], jednakĪe niekontrolowane tworzenie siĊ struwitu w oczyszczalniach Ğcieków generuje spore problemy, które polegają na zarastaniu rurociągów, a co za tym idzie zwiĊkszaniu chropowatoĞci rur oraz zmniejszaniu Ğrednicy wewnĊtrznej. OczywiĞcie takie zmiany skutkują
wzro-stem oporów hydraulicznych, co przyczynia siĊ do zmniejszenia przepustowoĞci rurociągów. Na ile moĪe to byü powaĪny problem niech komentarzem bĊdą fo-tografie kawaáków struwitu wyciągniĊte z wnĊtrza rurociągów w oczyszczalni Ğcieków w àodzi i pokazane na rys. 1 i 2.
Jak widaü z rys. 1 i 2 wytwarzający siĊ na Ğciankach rur osad struwitu po-trafi wprowadziü znaczące perturbacje zwaĪywszy na jego gruboĞü, którą moĪna odczytaü z rys. 1. GruboĞü okoáo 5 cm jest duĪym zmniejszeniem pola przekroju poprzecznego, gdyĪ, jeĞli jest to rurociąg ciĞnieniowy, caákowicie wypeániony odciekami to naleĪy domniemywaü, Īe zmniejszenie Ğrednicy, uwzglĊdniając powstawanie osadu na caáym obwodzie rury w analizowanym miejscu moĪe wynieĞü okoáo 10 cm. Z kolei zwiĊkszenie chropowatoĞci rury w wyniku osa-dzania struwitu jest dobrze widoczne na rys. 2.
Rysunek 1. Widok z boku na struwit wykrystalizowany w rurociągach
oczyszczalni Ğcieków w àodzi
Figure 1. Side view of the crystallized struvite in pipes of sewage treatment plant in Lodz
Rysunek 2. Widok z góry na struwitu wykrystalizowany w oczyszczalni Ğcieków w àodzi Figure 2. Top view of the crystallized struvite in sewage treatment plant in Lodz
Jednak podstawową wątpliwoĞcią jest, dlaczego są oczyszczalnie Ğcieków, które borykają siĊ z problemem powstawania struwitu, a inne nie. Analiza lite-ratury nie daje jednoznacznej odpowiedzi, przy jakich stĊĪeniach podstawowych skáadników, to jest fosforanów, amonu i magnezu nastĊpuje krystalizacja stru-witu.
Dlatego celem niniejszych badaĔ byáo sprawdzenie jakie stĊĪenia, a wáa-Ğciwie stosunki molowe poszczególnych skáadników oraz odczyn mają najwiĊk-szy wpáyw na powstawanie struwitu.
MATERIAà I METODY BADAē
Badania eksperymentalne zostaáy wykonane w skali laboratoryjnej. Roz-twory sporządzane byáy na bazie wody destylowanej i soli fosforanowej w po-staci KH2PO4, soli amonowej w postaci NH4Cl oraz soli magnezowej w postaci MgSO4 6H2O. Woda destylowana byáa Ğwiadomie wybrana, aby uniknąü do-datkowego wpáywu innych jonów np. jonów wapnia, które mogáyby zmieniü zachowanie siĊ analizowanych roztworów. PodstawĊ stanowiáy roztwory, w których znajdowaáy siĊ sole KH2PO4 oraz sole NH4Cl w zadanych odpowied-nich stĊĪeniach. Badania prowadzono dla piĊciu wartoĞci stĊĪenia jonów PO4 3-(50 mg/dm3, 100 mg/dm3 , 150 mg/dm3, 200 mg/dm3 i 250 mg/dm3) i dziesiĊciu NH4+ (100 mg/dm3, 200 mg/dm3 , 300 mg/dm3,…,1000 mg/dm3), co stanowiáo 50 próbek. Ze wzglĊdu na to, Īe jednym z parametrów badawczych byá odczyn, dokonywano jego korekty przy pomocy roztworu KOH. Zakres pomiarowy od-czynu stanowiáy wartoĞci pH 7,0; 7,5; 8,0; 8,5 i 9,0, co spowodowaáo, Īe suma-rycznie przebadano 250 próbek. Tak przygotowaną kaĪdą z próbek stawiano na páycie mieszadeáka magnetycznego i do próbki dodawano za pomocą biurety porcjami po 0,1 ml roztwór MgSO4 jako Ĩródáo magnezu. Roztwór MgSO4 byá doĞü stĊĪony, bo jego koncentracja wynosiáa 1579 mg Mg/dm3. Przygotowywa-nie roztworu tak stĊĪonego byáo Ğwiadomym dziaáaPrzygotowywa-niem, aby podczas dawko-wania roztworu nie wystĊpowaáo nadmierne zwiĊkszanie objĊtoĞci próbki, co mogáoby wpáywaü na obniĪenie wiarygodnoĞci porównawczej wyników. Po wprowadzeniu odmierzonej porcji roztworu magnezu uruchamiano mieszadeáko magnetyczne przez 90 s i obserwowano roztwór. ZmĊtnienie Ğwiadczące o roz-poczĊciu wytrącania siĊ struwitu uznawane byáo za zakoĔczenie badaĔ nad daną serią. Wytrącający siĊ struwit zostaá przykáadowo pokazany na rys. 3.
Rysunek 3. Struwit wytworzony w warunkach laboratoryjnych Figure 3. Struvite produced in the laboratory
pH = 9,0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 200 400 600 800 1000 1200 StĊĪenie amonu, mgNH4/dm3 St ĊĪ e n ie m a g n e zu, m g M g /d m 3 50mgPO4/l 100mgPO4/l 150mgPO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l pH = 8,5 0 10 20 30 40 50 60 70 0 200 400 600 800 1000 1200 StĊĪenie amonu, mgNH4/dm3 St ĊĪ e n ie m a g n e zu , m g M g /d m 3 50mgPO4/l 100mgPO4/l 150mgPO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l 50PO4 brak struw itu
pH = 8,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 StĊĪenie amonu, mgNH4/dm3 St ĊĪ en ie m a g n e zu , m g M g /d m 3 50mgPO4/l 100mgPO4/l 150mgPO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l 50 PO4 brak struw itu 100 PO4 brak struw itu
pH = 7,5 0 50 100 150 200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 StĊĪenie amonu, mgNH4/dm3 St ĊĪ e n ie m a g n e zu , m g M g /d m 3 100mgPO4/l 150mgPO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l
100 PO4 brak struw itu 150 PO4 brak struw itu
200 PO4 brak struw itu 250 PO4 brak struw itu
Rysunek 4. StĊĪenie magnezu przy którym nastĊpowaáo krystalizowanie struwitu
przy zadanych: stĊĪeniu PO43-, stĊĪeniu NH4+ oraz zadanym odczynie pH
Figure 4. Magnesium concentration at which struvite crystallization followed
Na osiach poziomych wykresów zostaáy zamieszczone stĊĪenia jonu amo-nowego, natomiast na osi pionowej jonu magnezowego. KaĪdy z wykresów odnosi siĊ do innego odczynu, co uwidoczniono w nagáówkach poszczególnych wykresów. Jak widaü na rys. 4 są podane wykresy dla odczynu 9,0, 8,5, 8,0 i 7,5, natomiast brakuje wykresu dla pH = 7,0, które równieĪ byáo wymienione w metodyce badaĔ. Staáo siĊ tak ze wzglĊdu na to, Īe przy pH = 7,0 struwit nie wytrącaá siĊ przy Īadnym stĊĪeniu fosforanów, amonu i magnezu.
Na kaĪdym z wykresów poszczególne grupy punktów przypisane zostaáy do okreĞlonego stĊĪenia jonów fosforanowych. Analizując wyniki badaĔ na poszczególnych wykresach, a wiĊc stĊĪenia skáadników przy których obserwo-wano wytrącanie siĊ struwitu moĪna stwierdziü, Īe zjawisko to wystĊpowaáo przy róĪnych kombinacjach stĊĪeĔ. Najsilniejszy wpáyw miaá odczyn roztworu.
Przy wysokim odczynie (pH = 9,0) dla wszystkich stĊĪeĔ jonów amono-wego i fosforanoamono-wego zaobserwowano wytrącanie siĊ struwitu. ZauwaĪono istotną zaleĪnoĞü, otóĪ im wyĪsze byáo stĊĪenie jonów fosforanowych tym kry-stalizacja struwitu wystĊpowaáa przy niĪszych stĊĪeniach magnezu. Tendencja ta sukcesywnie malaáa, gdyĪ przy stĊĪeniu NH4+ = 100 mg/dm3, oraz stĊĪeniu PO43- 50 mg/dm3 potrzebne byáo okoáo 43 mgMg/dm3, natomiast przy 100 mg PO43-/dm3 potrzeba byáo tylko ok. 27 mgMg/dm3 i dalej ok. 18 mgMg/dm3 i 13 mgMg/dm3. Przy wzrastających stĊĪeniach azotu amonowe-go krzywe odpowiednich stĊĪeĔ PO43- zbliĪają siĊ do siebie pokazując, Īe róĪni-ce miĊdzy nimi stają siĊ coraz mniejsze. Warto zwróciü uwagĊ na to, Īe na wy-maganą iloĞü magnezu silny wpáyw mają stĊĪenia jonów amonu i jonów fosforanowych, ale w niskim zakresie stĊĪeĔ. Przy stĊĪeniach jonów amono-wych powyĪej 400 mgNH4+/dm3 punkty ukáadają siĊ niemal poziomo, co Ğwiad-czy o braku ich wpáywu na wymaganą iloĞü jonów magnezowych. Podobny wniosek moĪna sformuáowaü w odniesieniu do jonów fosforanowych, co poka-zane zostaáo na rys. 5 dla pH równego 9,0 oraz 8,5. Przy wzrastających stĊĪe-niach jonów PO43- maleje potrzebna iloĞü magnezu do wytrącania siĊ struwitu, lecz powyĪej 200 mgPO4/dm3 iloĞü wymaganego magnezu ustala siĊ na okreĞlo-nym poziomie. Poziom ten jest związany z iloĞcią jonu amonowego.
Na rys. 4 i 5 dla pH = 8,5 jeden punkt umieszczony zostaá na osi poziomej. Dotyczy to punktu dla stĊĪenia fosforanów 50 mgPO43-/dm3 oraz amonu 100 mgNH4+/dm3. Jest to symboliczny zapis przypadku, w którym nawet przy bardzo duĪych stĊĪeniach magnezu nie nastąpiáo wytrącenie siĊ struwitu. Jak widaü na kolejnych wykresach rys. 4, im odczyn miaá niĪszą wartoĞü, tym wiĊcej punktów byáo umieszczonych na osi poziomej. Zobrazowanie procesu wytrącania zostaáo pokazane w tabeli 1.
pH = 9,0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 50 100 150 200 250 300
StĊĪenie fosforanów, mgPO4/dm3
St ĊĪ e n ie m a g n e zu , m g M g /d m 3 100 mgNH4/l 200 mgNH4/l 300 mgNH4/l 400 mgNH4/l 500 mgNH4/l 600 mgNH4/l 700 mgNH4/l 800 mgNH4/l 900 mgNH4/l 1000 mgNH4/l pH = 8,5 0 10 20 30 40 50 60 0 50 100 150 200 250 300
StĊĪenie fosforanów, mgPO4/dm3
St ĊĪ en ie m ag n ez u , m g M g /d m 3 100 mgNH4/l 200 mgNH4/l 300 mgNH4/l 400 mgNH4/l 500 mgNH4/l 600 mgNH4/l 700 mgNH4/l 800 mgNH4/l 900 mgNH4/l 1000 mgNH4/l
Rysunek 5. StĊĪenie magnezu przy którym nastĊpowaáo krystalizowanie struwitu
dla zadanym stĊĪeniu PO43-, stĊĪeniu NH4+ oraz odczynie pH = 9,0 i 8,5
Figure 5. Magnesium concentration at which followed struvite crystallization for
a given concentration of PO43- , NH4+ concentration and pH = 9.0 and 8,5
Tabela 1. StĊĪenie jonów magnezu w mgMg/dm3
przy którym wystĊpowaáo wytrącanie siĊ struwitu
Table 1. The concentration of magnesium ions in mgMg/dm3
at which there was precipitation of struvite
StĊĪenie
jonów amonu StĊĪenie jonów fosforanowych mg PO4---/dm3
Odczyn pH mg NH 4+/dm3 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 50 39,6 24,0 18,3 16,1 15,4 15,4 13,9 13,2 13,2 12,5 100 25,5 16,8 11,8 9,6 8,1 9,6 8,1 8,1 8,8 8,1 150 16,8 13,2 11,0 6,6 8,1 6,6 5,9 7,4 4,4 4,4 200 11,8 9,6 8,8 5,2 5,2 4,4 4,4 5,2 5,2 3,7 9,0 250 11,8 5,9 5,9 5,2 5,9 4,4 4,4 3,7 4,4 4,4 50 X 48,0 43,1 34,7 31,9 25,5 23,3 22,6 19,0 19,0 100 55,6 20,4 17,6 15,4 15,4 15,4 14,7 15,4 15,4 14,7 150 32,6 18,3 13,9 13,2 13,2 11,0 11,8 10,3 10,3 10,3 200 18,3 10,3 9,6 8,8 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 6,6 8,5 250 17,6 12,5 10,3 8,8 7,4 6,6 6,6 6,6 7,4 6,6 50 X X X 143,7 100,1 83,8 77,2 73,8 56,9 55,6 100 X 96,8 48,7 47,3 37,5 35,4 34,7 32,6 31,9 26,9 150 X 41,0 29,0 26,9 23,3 23,3 21,9 21,2 19,7 19,7 200 113,4 38,2 28,3 24,7 21,9 19,7 20,4 18,3 17,6 16,8 8,0 250 83,12 28,3 24,0 18,3 15,4 15,4 16,1 14,7 13,9 12,5 50 X X X X X X X X X X 100 X X X X X X X X X 165,0 150 X X X X X 143,1 109,0 98,8 84,4 83,8 200 X X X 236,3 119,1 87,1 67,8 60,3 60,3 56,9 7,5 250 X X 111,5 59,0 57,6 54,2 53,5 53,5 51,4 49,4
Pokazane w tabeli 1 liczby przedstawiają stĊĪenie magnezu, przy którym dla zadanych stĊĪeĔ jonów fosforanowych (kolumny) i jonów amonowych (wiersze) nastĊpowaáo wytrącanie siĊ struwitu. Przyciemnione komórki tabeli z oznaczeniem X symbolizują stĊĪenia jonów amonowych i fosforanowych przy zadanym odczynie, które bez wzglĊdu na iloĞü dawkowanych jonów magnezu nie doprowadziáy do wytrącenia struwitu. Jak widaü wraz ze spadkiem odczynu wymagane stĊĪenie magnezu bardzo szybko roĞnie wraz z coraz wyĪszymi stĊ-Īeniami fosforanów i jonów amonowych oraz szybko przybywa przypadków kiedy struwit nie wytrąca siĊ. Przy pH = 9,0 struwit wytrąciá siĊ przy wszystkich analizowanych stĊĪeniach, przy pH=8,5 nie wytrąciá siĊ w jednym przypadku, przy pH=8,0 nie wytrąciá siĊ w 5 przypadkach, a przy pH 7,5 w 29 przypadkach. Jak widaü przypadki nie wytrącania siĊ struwitu wystĊpują przy niskich stĊĪe-niach amonu i fosforanów.
CzĊsto w literaturze [Gorazda i inni 2004, Hutnik i inni 2008] podawane są stosunki molowe tworzenia siĊ struwitu Mg2+:NH
4+:PO43- jako 1:1:1. Jest to oczywiĞcie relacja wzajemna poszczególnych skáadników w struwicie, a nie w roztworze. Dlatego na rys. 6 pokazano te same charakterystyki jak na rys. 4, lecz przeliczone na zaleĪnoĞci molowe. Przedstawione wykresy pokazują zaleĪ-noĞü molową fosforanów w funkcji stĊĪenia molowego amonu przy zaáoĪeniu, Īe iloĞü magnezu przy której zaczyna siĊ wytrącaü struwit wynosi 1 mol.
Jak widaü z rys. 6 przy niskich stĊĪeniach molowych amonu krzywe doĞü szybko wzrastają. Dalej przyrosty siĊ zmniejszają i od pewnych wartoĞci krzywe staja siĊ prawie poziome, co Ğwiadczy o braku wpáywu stĊĪenia fosforanów na wymagane stĊĪenia molowe amonu.
Aby moĪna byáo przewidywaü wymaganą iloĞü magnezu sprzyjającą two-rzeniu siĊ struwitu, co mogáoby znaleĨü zastosowanie w konkretnych instala-cjach w oczyszczalni Ğcieków wykorzystując dane liczbowe z otrzymanych serii obliczona zostaáa regresja wielokrotna pozwalająca na oszacowanie molowego stĊĪenia magnezu przy zadanym odczynie pH, stĊĪeniu fosforanów i amonu wyraĪonych takĪe w molach. Odpowiednia zaleĪnoĞü przedstawia nastĊpująco:
Wymagane Mg{mole} =-20,17 – 2,06 pH – 0,57 PO4 {mole} – 0,02 NH4 {mole}
Równanie to naleĪy traktowaü jako orientacyjne, gdyĪ jego wspóáczynnik determinacji R2 wyniósá 0,58. W dalszych badaniach zostaną uwzglĊdnione do-datkowe parametry, które sprzyjają wytracaniu siĊ struwitu, jak ruch turbulentny oraz obecnoĞü innych związków, jak obecne we wszystkich wodach naturalnych związki wapnia.
pH = 9; liczba moli Mg = 1 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 0 100 200 300 400 Liczba moli NH4 Lic zb a m o li P O4 50mgPO4/l 100mgPO4/l 150mgPO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l pH = 8,5; liczba moli Mg = 1 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 0 50 100 150 200 250 Liczba moli NH4 L ic zb a m o liP O 4 50mgPO4/l 100mgPO4/l 150mgPO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l pH = 8,0; liczba moli Mg = 1 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 0 20 40 60 80 100 120 Liczba moli NH4 Lic zb a m o li P O4 50mgPO4/l 100mgPO4/l 150mgPO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l pH = 7,5; liczba moli Mg = 1 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0 5 10 15 20 25 30 Liczba moli NH4 Lic zb a m o li P O4 100mgPO4/l 150PO4/l 200mgPO4/l 250mgPO4/l
Rysunek 6. StĊĪenie molowe fosforanów przy którym nastĊpowaáo krystalizowanie
struwitu przy zadanym stĊĪeniu molowym NH4+, odczynie pH oraz stĊĪeniu molowym Mg równym 1 mol
Figure 6. Phosphate molarity at which followed struvite crystallization at a given molar
concentration of NH4+, pH and molar concentration of 1 mol Mg
PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Omawiane badania naleĪy traktowaü jako początek do bardziej zaawanso-wanych dziaáaĔ, których celem jest poznanie czynników, które w sposób istotny wpáywają na tworzenie siĊ struwitu. Szczegóáowe rozpoznanie pozwoli na sfor-muáowanie zaleceĔ i dziaáaĔ, które mogą zapobiegaü lub czĊĞciowo ograniczaü krystalizacjĊ struwitu w urządzeniach oczyszczalni Ğcieków. Uzyskane tu wyniki badaĔ wraz z poprzednio publikowanymi badaniami [Czajkowska, Siwiec 2011] wykazują duĪą záoĪonoĞü problematyki dotyczącej tworzenia siĊ struwitu w rurociągach.
Jak wykazano struwit wytrąca siĊ przy duĪych zróĪnicowaniach stĊĪeĔ związków amonu fosforanów oraz magnezu. Zasadniczy wpáyw ma odczyn i jak pokazano przy pH = 7,0 struwit w analizowanych warunkach, w ogóle siĊ nie wytrąciá, natomiast przy pH = 9,0 przy niemal dowolnych stĊĪeniach amonu
i fosforanów, jeĞli tylko bĊdzie wystarczająca iloĞü magnezu moĪna spodziewaü jego wytrącania.
Wykorzystując wyniki badaĔ opracowano z analizy regresji równanie po-zwalające oszacowaü wymagane stĊĪenie magnezu przy zadanym odczynie oraz stĊĪeniach molowych fosforanów i amonu.
BIBLIOGRAFIA
Czajkowska J., Siwiec T. Krystalizacja struwitu ze Ğcieków syntetycznych w instalacji
doĞwiad-czalnej w warunkach przepáywowych, Przegląd Naukowy InĪynieria i Ksztaátowanie
ĝro-dowiska, vol. 20 (2), 2011 (w druku po pozytywnych recenzjach).
Daekeun K, Jinhyeong K., Hong-Duck R., Sang-Ill L. Effect of mixing on spontaneous struvite
precipitation from semiconductor wastewater, Bioresource Technology.100, 2009, 74-78.
Gorazda K., Wzorek Z., Jodko M., Nowak A. K.: Struwit- wáaĞciwoĞci fizykochemiczne i
zastoso-wanie. Cz. I, Chemik. Nauka-technika-rynek. 1 (57), 2004, 8–13.
Hutnik N., Wierzbowska B., Matynia A., Piotrowski K., GluziĔska J. Wpáyw jonów glinu na
ja-koĞü krysztaáów struwitu wydzielonego w sposób ciągáy z roztworów rozcieĔczonych,
Che-mik. Nauka-technika-rynek. 10 (61), 2008, 505–508.
Konieczny P. Stosowanie PIX-113 w zapobieganiu krystalizacji struwitu, Przegląd komunalny. 4, 2003, 64.
Malej J., Majewski A. Wybrane problemy oczyszczania wód osadowych, Rocznik Ochrony ĝro-dowiska. Tom 4., 2002, 11–48.
Pastor L., Mangin D., Ferrer J., Seco A. Struwite formation from the supernatans of an anaerobic
digestion pilot plant, Bioresiurce Technology. 101, 2010, 118–125.
Soczek A. Zastosowanie polimerów w celu eliminacji osadzania struwitu i osadów wapniowych, Forum eksploatatora. 1, 2003, 10–12.
Tabernacki K. Struwit w miejskich oczyszczalniach Ğcieków, Gaz, Woda i Technika Sanitarna. 12, 2002, 447–449.
Zych B. Struwit – korzyĞci czy káopoty, Forum Eksploatatora. 10, 2001, 9.
Mgr inĪ. Justyna Czajkowska Dr hab. inĪ. Tadeusz Siwiec, prof. SGGW Katedra InĪynierii Budowlanej Wydziaá Budownictwa i InĪynierii ĝrodowiska Szkoáa Gáówna GospodarstwWiejskiego ul. Nowoursynowska 159 02-787 Warszawa e-mail: justyna_czajkowska@sggw.pl, tadeusz_siwiec@sggw.pl Recenzent: Prof. dr hab. Jan Paweáek
