Mẫu nước tiểu người và nước tiểu bò Ba Vì sau thời gian 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng, quá trình thủy phân ure đã xảy ra hoàn toàn, mẫu đạt pH 9. Hàm lượng amoni và photphat trong mẫu có giá trị lớn... Đây là điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo kết tủa struvite từ mẫu nước thải này. Thêm vào đó, các kết tủa ngẫu nhiên cũng hình thành trong quá trình bảo quản đã làm giảm đáng kể hàm lượng canxi (Ca) sẽ là điều kiện để thu hồi kết tủa MAP tinh khiết.
Việc bổ sung magie là yếu tố cần thiết cho quá trình kết tủa struvite.
Chuẩn bị dung dịch MgCl2 0,2M: hòa tan 41,4284g MgCl2 98% trong 1 lit nước cất.
Quá trình tạo kết tủa Struvite được thực hiện như sau: Lấy 200 ml nước tiểu, bổ sung thêm V ml MgCl2 0,2M để đạt tỷ lệ mol Mg/P cần nghiên cứu; chỉnh pH bằng NaOH 0,1M đến pH cần nghiên cứu (khuấy đều để điều chỉnh pH của phản ứng). Sau đó để lắng hoàn toàn kết tủa.
Sau khi phản ứng kết thúc, lọc kết tủa đem sấy khô đến khối lượng không đổi rồi đem cân thu được khối lượng kết tủa MAP (mMAP). Dịch lọc thu được đem xác định hàm lượng Mg2+, NH4+, PO43-còn lại nhằm đánh giá hiệu suất thu hồi amoni và photphat trong nước tiểu người. Kết quả được trình bày trong mục 3.5 thuộc chương 3.
2.3.5.1. Khảo sát pH tối ưu để tạo MAP
Trong quá trình kết tủa struvite, thông số pH được xem là một yếu tố rất quan trọng.
Phản ứng tạo kết tủa struvite:
Mg2+ + NH4+ + PO43- + 6H2O → MgNH4PO4.6H2O pKs = 12,6 (250C) (2.2) Dựa vào phản ứng (2.1), tỷ lệ mol Mg/P theo lý thuyết là 1/1 để tạo kết tủa Struvite. Tuy nhiên tôi thử nghiệm với lượng dư Mg so với P, thay đổi pH từ 8 đến 11 bằng dung dịch NaOH 0,1M.
Sau khi phản ứng kết thúc, lọc kết tủa đem sấy khô đến khối lượng không đổi rồi đem cân thu được khối lượng kết tủa Struvite. Đồng thời tiến hành xác định hàm lượng PO43- trong dịch lọc nhằm xác định hiệu suất loại bỏ P-PO43-. Kết quả được trình bày trong mục 3.5.1 thuộc chương 3.
2.3.5.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ mol Mg/Ptrong quá trình tạo MAP
Ở thí nghiệm này, tôi tiến hành thay đổi tỷ lệ mol Mg/P đạt lần lượt là 1,0/1; 1,25/1; 1,5/1; 1,75/1 và 2,0/1, sử dụng NaOH 0,1M để điều chỉnh pH của dung dịch đạt 9. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc kết tủa đem sấy khô đến khối lượng không đổi rồi đem cân thu được khối lượng kết tủa Struvite. Đồng thời tiến hành xác định hàm lượng PO43- trong dịch lọc nhằm xác định hiệu suất loại bỏ P-PO43-. Kết quả được trình bày trong mục 3.5.2 thuộc chương 3.
2.3.5.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Sau khi xác định được pH và tỷ lệ mol Mg/P tối ưu, tôi chọn các điều kiện tối ưu để khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến khối lượng kết tủa Struvite và hiệu suất xử lý photphat. Cụ thể như sau: pH = 9, tỷ lệ mol Mg/P = 1,5/1, theo dõi nồng độ PO43- sau các khoảng thời gian 10, 20, 30, 40 và 50 phút. Kết quả thu được được trình bày ở mục 3.5.3 thuộc chương 3.