Pilot-scale study of phosphorus recovery through struvite crystallization – examining the process feasibility


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Abstract

The suitability of a new pilot-scale reactor to recover phosphorus through struvite crystallization was examined. Based on the similar principles previously tested in bench-scale reactors and scaled up to overcome operating problems encountered in earlier work, the pilot-scale crystallizer was used to effectively remove–recover phosphorus from synthetic wastewaters. Ortho-P removal rates as high as 90% were obtained for low (∼50–70 mg/L P) and medium (∼70–100 mg/L P) strength wastewaters. To achieve these removal rates, a relatively high pH value of 8.3 was required. Over 90% of the removed phosphates could be recovered in the form of harvestable struvite crystals with a mean size of 2.5–3.5 mm and sufficient mechanical strength to permit harvesting–reuse. A new concept of crystal retention time (CRT) has been developed, which is used to make estimates of the struvite crystal age. Results of this study indicate that CRT is one of the main factors affecting the mean crystal size.RésuméCet article examine la praticabilité d'un nouveau réacteur d'usine-pilote pour récupérer le phosphore par la cristallisation de la struvite. En se basant sur des principes similaires testés dans des réacteurs en laboratoire et mis à l'échelle afin de surmonter les problèmes opérationnels rencontrés dans les travaux antérieurs, le cristalliseur à l'échelle pilote a été utilisé pour éliminer/récupérer efficacement le phosphore d'eaux usées synthétiques. Les taux d'élimination d'orthophosphate aussi hauts que 90% ont été obtenus pour des eaux usées de faible (∼50–70 mg/L P) à moyenne (∼70–100 mg/L P) force d'eaux usées. Pour atteindre ces taux de récupération, une valeur de pH relativement élevée de 8, 3 était requise. Plus de 90% des phosphates éliminés pouvait être récupérés sous forme de cristaux de struvite récoltables d'une dimension moyenne de 2, 5 à 3, 5 mm et qui avaient une résistance mécanique suffisante pour permettre leur récolte/réutilisation. Un nouveau concept de temps de rétention des cristaux (« crystal retention time: CRT ») a été développé et qui est utilisé pour estimer l'âge des cristaux de struvite. Les résultats de cette étude indiquent que le CRT est l'un des facteurs clés affectant la dimension moyenne des cristaux.

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