Application of low-solubility dolomite mineral for phosphorus recovery

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorThi-Hanh Ha
dc.contributor.authorYao-Hui Huang
dc.contributor.authorMing-Chun Lu
dc.date.accessioned2026-03-20T12:30:03Z
dc.date.available2026-03-20T12:30:03Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractThis study aimed to determine whether seeding with low-solubility dolomite improves the efficiency, product quality, and scalability of phosphorus (P) recovery by fluidized-bed crystallization compared with an unseeded (homogeneous) mode, and to identify operating conditions that maximize recovery while yielding a reusable product. Two continuous 350-mL reactors were run in parallel under identical hydrodynamics (up-flow 30 m·h-1; surface loading 0.9 kg·m-2·h-1) and chemistry designed to favor calcium phosphate formation (pH 7.7; Ca/P = 3.5): a seeded system using dolomite as heterogeneous nuclei and an unseeded control. Seeding increased crystallization of both P and Ca from about 60% to about 80%; under optimal conditions, total removals reached ~85% for P and ~92% for Ca. X-ray diffraction and Raman spectroscopy confirmed tricalcium phosphate (Ca3(PO4)2·xH2O) as the dominant phase in both modes, while microscopy showed that the seeded bed produced larger, denser pellets with fewer fines, simplifying solid–liquid separation and supporting scale-up. Sensitivity tests across pH 6–8.7 validated the selected set-point, and “blank” runs with dolomite alone showed minimal P removal, indicating that performance gains arise from controlled supersaturation with added calcium. The recovered P, in a stable crystalline form, is suitable for slow-release fertilizers and as feedstock for bio-ceramics and bioactive glass. Note: The results presented in this abstract have been published in Separation and Purification Technology as: Ha, T.H., Mahasti, N.N., Lu, M.C., and Huang, Y.H. (2022). Sep. Purif. Technol. 303, 122192. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122192
dc.description.abstractotherМетою дослідження було з’ясувати, чи підвищує внесення малорозчинного доломіту як ядер кристалізації ефективність вилучення фосфору (P) зі стічних вод шляхом кристалізації у псевдозрідженому шарі порівняно з гомогенним режимом, а також визначити режими роботи, які забезпечують максимальний ступінь вилучення та придатність отриманого продукту до повторного використання. У дослідженні використовували два безперервні реактори об’ємом 350 мл, що працювали паралельно за однакових гідродинамічних умов (висхідний потік 30 м·год-1; поверхневе навантаження 0,9 кг·м-2·год-1) і хімічних параметрів, налаштованих на утворення фосфатів кальцію (pH 7,7; Ca/P = 3,5). Було встановлено, що порівняно з гомогенним режимом застосування ядер кристалізації підвищило ступінь кристалізації як P, так і Ca приблизно з 60% до близько 80% (за оптимальних умов загальне вилучення сягало ~85% для P і ~92% для Ca). Рентгенофазовий аналіз і раманівська спектроскопія підтвердили, що домінуючою фазою в обох режимах є трикальційфосфат (Ca3(PO4)2·xH2O), тоді як мікроскопія показала, що у випадку використання ядер кристалізації утворюються більші й щільніші гранули з меншою кількістю тонкодисперсних частинок, що спрощує розділення твердої та рідкої фаз і сприяє масштабуванню. Перевірка в межах pH 6–8,7 підтвердила, що вибране робоче pH є оптимальним, а контрольні запуски процесу лише з доломітом засвідчили мінімальне вилучення P, що вказує: приріст ефективності зумовлений керованим перенасиченням за рахунок додавання кальцію. Зроблено висновок, що вилучений фосфор перебуває у стабільній кристалічній формі й придатний для використання у добривах сповільненої дії, а також як сировина для виготовлення біокераміки та біоактивного скла. Примітка: результати дослідження опубліковано в журналі Separation and Purification Technology: Ha, T.H., Mahasti, N.N., Lu, M.C., and Huang, Y.H. (2022). Sep. Purif. Technol. 303, 122192. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122192
dc.format.pagerangeС. 319-320
dc.identifier.citationThi-Hanh Ha. Application of low-solubility dolomite mineral for phosphorus recovery / Thi-Hanh Ha, Yao-Hui Huang , Ming-Chun Lu // Матеріали XХV Міжнародної науково-практичної конференції «Екологія. Людина. Суспільство» пам’яті д-ра Дмитра СТЕФАНИШИНА (12 червня 2025 р., м. Київ, Україна). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025. – С. 319-320.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/EHS2710-3315.2025.332294
dc.identifier.issn2710-3315 (Online)
dc.identifier.orcid0000-0001-5293-0718
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/79673
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofМатеріали XХV Міжнародної науково-практичної конференції «Екологія. Людина. Суспільство» пам’яті д-ра Дмитра СТЕФАНИШИНА (12 червня 2025 р., м. Київ, Україна)
dc.subjectfluidized-bed crystallization (FBC/FBHC)
dc.subjectseeded crystallization
dc.subjectunseeded crystallization
dc.subjectdolomite (CaMgCO3)2
dc.subjectphosphorus recovery
dc.subjectcalcium crystallization
dc.subjectpH optimization
dc.subjecttricalcium phosphate (Ca3(PO4)2·xH2O)
dc.subjectslow-release fertilizer
dc.subjectbio-ceramics
dc.subjectкристалізація у псевдозрідженому шарі (FBC/FBHC)
dc.subjectдосівний метод
dc.subjectбездосівний метод
dc.subjectдоломіт (CaMgCO3)2
dc.subjectвідновлення фосфору
dc.subjectкристалізація кальцію
dc.subjectоптимізація pH
dc.subjectтрикальційфосфат (Ca3(PO4)2·xH2O)
dc.subjectдобриво з повільним вивільненням
dc.subjectбіокераміка
dc.titleApplication of low-solubility dolomite mineral for phosphorus recovery
dc.title.alternativeЗастосування малорозчинного доломітового мінералу для відновлення фосфору
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
EHS_2025-319-320.pdf
Розмір:
469.22 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Екологія. Людина. Суспільство (25 ; 2025 ; Київ)