Elduayen-Echave, B., Azcona, M., Grau, P., Schneider, P.A. (2020). Effect of the shear rate and supersaturation on the nucleation and growth of struvite in batch stirred tank reactors. Journal of Water Process Engineering 38, 101657. (link)

Título

Effect of the shear rate and supersaturation on the nucleation and growth of struvite in batch stirred tank reactors

(Efeito da taxa de cisalhamento e supersaturação na nucleação e crescimento de estruvita em reatores de tanque agitado em batelada)

Resumo

Controlled struvite precipitation is a promising solution for phosphorus recovery in wastewater treatment plants. Particle size distribution of recovered struvite affects its efficacy as a fertilizer, so should be considered in the design and operation of struvite recovery reactors. This contribution analyzes the effect of varying the average shear rate (between 150 s−1 and 876 s−1) and saturation index (between 0.76 and 2.96) in two different experimental set-ups. Solution pH and particle number and size measurements using an electric zone sensing method are used to monitor the process. In addition, photomicrographs are used to observe the shape of the precipitated particles. Interestingly, for identical thermochemical conditions, a higher mixing intensity, associated with the shear rate, leads to shorter induction times, faster precipitation and a greater particle density. On the other hand, for similar mixing conditions, a higher saturation index is also linked with shorter induction times, faster precipitation and a greater particle density. From the experimental data it is concluded that the effect of the fluid shear rate cannot be ignored and should be further studied in the precipitation process.

TRADUÇÃO LIVRE

A precipitação controlada de estruvita é uma solução promissora para a recuperação de fósforo em estações de tratamento de águas residuais. A distribuição do tamanho das partículas de estruvita recuperada afeta sua eficácia como fertilizante, portanto, deve ser considerada no projeto e operação de reatores de recuperação de estruvita. Esta contribuição analisa o efeito da variação da taxa média de cisalhamento (entre 150 s −1 e 876 s −1) e índice de saturação (entre 0,76 e 2,96) em dois arranjos experimentais diferentes. O pH da solução e o número de partículas e medições de tamanho usando um método de detecção de zona elétrica são usados ​​para monitorar o processo. Além disso, fotomicrografias são usadas para observar a forma das partículas precipitadas. Curiosamente, para condições termoquímicas idênticas, uma maior intensidade de mistura, associada à taxa de cisalhamento, leva a tempos de indução mais curtos, precipitação mais rápida e maior densidade de partículas. Por outro lado, para condições de mistura semelhantes, um índice de saturação mais alto também está associado a tempos de indução mais curtos, precipitação mais rápida e maior densidade de partículas. A partir dos dados experimentais conclui-se que o efeito da taxa de cisalhamento do fluido não pode ser ignorado e deve ser mais estudado no processo de precipitação.

Artigo publicado no site ScienceDirect, no The Journal of Water Process Engineering (JWPE).