bbk 000000

УДК 628.35:316.12

Кофман В. Я.

Извлечение азота и фосфора в виде струвита  из сточных вод с высоким содержанием биогенов

Аннотация

Мировые запасы фосфатных руд насчитывают порядка 7000 млн тонн, из числа которых 40 млн тонн ежегодно используют для производства удобрений. По оценкам экспертов, этот ресурс будет исчерпан к 2090 г. В этой связи поиск альтернативных возобновляемых источников фосфора является весьма актуальной задачей, поэтому уделяется большое внимание разработке экономичных и технически доступных способов извлечения фосфора, а также азота из разного вида сточных вод. Одним из способов является осаждение данных биогенов в виде струвита (MgNH₄PO₄·6H₂O). Исследования по получению струвита из сточных вод и его применению в качестве удобрения ведутся во многих странах мира. Разработаны технологические схемы извлечения струвита из муниципальных сточных вод, сталеплавильных и кожевенных заводов, процессов коксования, фильтрата полигонов хранения твердых бытовых отходов, животноводческих и молочных ферм, а также черных сточных вод при их децентрализованной обработке. Изучение использования струвита в качестве удобрения продолжается уже на протяжении почти 20 лет. В целом не оспаривается перспективность инвестиций в производство этого продукта для агросектора. Практика производства и поставки струвита в качестве удобрения уже достаточно развита в Японии. Применение струвита не приводит к увеличению содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах. Быстрорастворимые удобрения неэффективны на пастбищах или лесных угодьях, где внесение удобрений практикуется один раз в несколько лет. В таких условиях более целесо­образно применение медленно растворяющихся удобрений, к которым относится и струвит.

Ключевые слова

сточные воды , азот , фосфор , струвит , фильтрат полигонов твердых бытовых отходов , фосфорные удобрения

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Taylor A., Frazier A., Gurney E. Solubility products of magnesium ammonium phosphate. Transactions of Faraday Society, 1963, no. 59, pp. 1580–1584.
2. Kumar R., Pal P. Assessing the feasibility of N and P recjvery by struvite precipitation from nutrient-rich wastewater: A review. Environmental Science and Pollution Research, 2015, v. 22, pp. 17453–17464.
3. Kumar R., Pal P. Response surface-optimized Fenton’s pretreatment for chemical precipitation of struvite and recycling of water through downstream nanofiltration. Chemical Engineering Journal, 2012, no. 210, pp. 33–44.
4. Liu Y. H., Kwag J. H., Kim J. H., Ra C. S. Recovery of nitrogen and phosphorus by struvite crystalization from swine wastewater. Desalination, 2011, v. 277, no. 1–3, pp. 364–369.
5. Suzuki K., Tanaka Y., Kuroda K., et al. Removal and recovery of phosphorus from swine wastewater by demonstration crystallization reactor and struvite accumulation device. Bioresource Technology, 2007, v. 98, pp. 1573–1578.
6. Yilmazel Y. D., Demirer G. N. Removal and recovery of nutrients as struvite from anaerobic digestion residues from poultry manure. Environmental Technology, 2011, v. 32, pp. 783–794.
7. Larsen T. A., Peters I., Alder A., et al. Reengineering the toilet for sustainable wastewater management. Environmental Science and Technology, 2001, v. 35, pp. 192A–197A.
8. Kaikake K., Sekito T., Dote Y. Phosphate recovery from phosphorus-reach solution obtained from chicken manure inciniration ash. Waste Management, 2009, no. 29, pp. 1084–1088.
9. Dichtl N., Rogge S., Bauerfeld K. Novel strategies in sewage sludge treatment. Clean, 2007, v. 35, pp. 473–479.
10. Kabdasli I., Safak A., Tunay O. Bench-scale evaluation of treatment schemes incorporating struvite precipitation for young landfill leachate. Waste Management, 2008, v. 28, pp. 2386–2392.
11. Di Laconi C., Rossetti S., Lopez A., Ried A. Effective treatment of stabilized municipal landfill leachate. Chemical Engineering Journal, 2011, v. 168, pp. 1085–1092.
12. Kumar R., Pal P. A membrane-integrated advanced scheme for treatment of industrial wastewater: dynamic modelling towards scale up. Chemosphere, 2013, v. 92, pp. 1375–1382.
13. Lahav O., Telzhensky M., Zewuhn A., et al. Struvite recovery from municipal-wastewater sludge centrifuge supernatant using seawater NF concentrate as a cheap Mg (II) source. Separation and Purification Technology, 2013, v. 108, pp. 103–110.
14. Ueno Y., Fujii M. Three years’ experience of operating and selling recovered struvite from full-scale plant. Environmental Technology, 2001, v. 22, pp. 1373–1381.
15. El Diwani G., El Rafie S., El Ibiari N. N., El-Alia H. I. Recovery of ammonia nitrogen from industrial wastewater as struvite slow releasing fertilizer. Desalination, 2007, v. 214, pp. 200–214.
16. Ryu H. D., Lim C. S., Kang M. K., et al. Evaluation of struvite obtained from semiconductor wastewater as a fertilizer in cultivating Chinese cabbage. Journal of Hazardous Materials, 2012, v. 221, pp. 248–255.
17. Uysal A., Yilmazel Y. D., Demirer G. N. The determination of fertilizer quality of the formed struvite from effluent of a sewage sludge anaerobic digester. Journal of Hazardous Materials, 2010, v. 181, pp. 248–254.
18. Gaterell M. R., Gay R., Wilson R., et al. An economic and environmental evaluation of the opportunities for substituting phosphorus recovered from wastewater treatment works in existing UK fertilizer markets. Environmental Technology, 2000, v. 21, pp. 1067–1084.
19. Shu L., Schneider P., Jegatheesan V., Johnson J. An economic evaluation of phosphorus recovery as struvite from digester supernatant. Bioresource Technology, 2006, no. 97, pp. 2211–2216.
20. Munch E. V., Barr K. Controlled struvite crystallisation for removing phosphorus from anaerobic digester side streams. Water Research, 2001, v. 35, pp. 151–159.