Optimization of struvite pellet formation in a fluidized bed reactor : investigation of agglomeration and growth processes
Notice bibliographique
Résumé
The precipitation of struvite (MgNH₄PO₄∙6H₂O) from phosphorus-rich wastewaters is well studied, but the agglomeration and growth mechanisms to form struvite pellets in fluidized-bed reactor (FBR) technologies are not well understood. Of primary concern is the unwanted production of fine struvite crystals that do not agglomerate and are generally lost to recovery. A pellet form is desirable as a final product; this can be used directly as a slow-release fertilizer and is important for the recovery process as it is easily separated from any colloidal material present in the wastewater. The purpose of this research was to increase the fundamental knowledge of struvite pellet formation and mechanisms contributing to it within the UBC FBR system, with the goal to maximize growth rates while preventing fines losses. New methods were developed to understand struvite-pellet growth and morphologies under simulated FBR conditions. Precipitation experiments were used to determine induction times and zeta potential values of nucleating and growing crystals. A pilot UBC-FBR and lab-scale flow cells were used for separating pellet growth and agglomeration processes, and performing individual crystal and pellet growth experiments, respectively. Growth and morphology data was obtained from scanning electron microscope images. Fundamental knowledge gained from this work includes: crystal growth was the dominant process found in pellet formation; a preferential, pellet branching structure was identified; repulsive forces of precipitating and growing struvite changes as solution conditions change; agglomeration can be independently controlled in an FBR; radial growth rates for individual crystals increase with an increase in concentrations, supersaturation ratio (SSR) and fluid velocity; and individual pellet growth shows an increase with higher relative fluid velocities. An overall FBR SSR between 2-6 is recommended to optimize the pelletization process. This will reduce crystal protrusions that could turn into fines while desirable pellet morphologies form, and also reduce repulsive forces that could prevent agglomeration. Higher relative fluid velocities can maximize growth rates and recover phosphorus at a faster rate, potentially reducing FBR footprints and/or changing technology designs. An alternate FBR operational process was proposed to maximize pellet growth and phosphorus recovery, while preventing fines losses by independently controlling growth and agglomeration.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».