Sau khi áp dụng các điều kiện tối ƣu của phản ứng tạo MAP vào thu hồi amoni và photphat từ nƣớc thải. Chúng tôi đƣa ra quy trình cơng nghệ thu hồi amoni và photphat từ nƣớc thải biogas bằng phƣơng pháp MAP gồm các bƣớc sau:
Bƣớc 1: Khuấy trộn và cho từ từ Na3PO4.12H2O công nghiệp vào nƣớc thải biogas cho đến khi pH của dung dịch đạt khoảng 10.
Bƣớc 2: Khuấy trộn và cho từ từ MgSO4.7H2O cơng nghiệp (hoặc nước ót)
vào dung dịch trên cho đến khi pH của dung dịch đạt khoảng 7,5-8.
Bƣớc 3: Cho dung dịch sau khi đã phản ứng kết tủa MAP vào thiết bị lắng lọc và tách kết tủa MAP, dịch lọc thu đƣợc tiếp tục đƣa vào giai đoạn xử lý tiếp theo bằng phƣơng pháp sinh học trƣớc khi thải ra môi trƣờng.
Theo quy trình cơng nghệ trên, chúng tôi đƣa ra sơ đồ công nghệ thu hồi amoni và photphat từ nƣớc thải biogas và tận thu phân MAP nhƣ sau:
Hệ thống xử lý bao gồm 4 bể, trong đó có 2 bể phản ứng và 2 bể lắng lọc để tách kết tủa MAP.
Hình 3.55. Sơ đồ cơng nghệ thu hồi amoni và photphat từ nước thải biogas
Trong đó: 1 - Na3PO4.12H2O công nghiệp
2 - MgSO4.7H2O cơng nghiệp (hoặc nước ót) 3, 4 - Các bể phản ứng
5, 6 - Các bể lắng
7 - Máy lọc khung bản hoặc ly tâm
3.6.2. Pilot
Dựa vào quy trình và sơ đồ cơng nghệ trên, chúng tôi thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành thử nghiệm thành công pilot thu hồi amoni và photphat trong nƣớc thải biogas của cơ sở trăn nuôi lợn tập trung ở thôn Cửu Cao – Văn Giang – Hƣng Yên.
Hình 3.56. Bể chứa nước thải biogas của cơ sở chăn nuôi lợn ở Cửu Cao -
Văn Giang – Hưng Yên
Hình 3.57. Pilot thu hồi amoni và phosphat từ nước thải biogas ở Cửu Cao - Văn Giang – Hưng Yên
cao 80 cm và đƣờng kính 40 cm, hai máy khuấy, một bơm dịng vào, MgSO4.7H2O cơng nghiệp (hoặc nước ót) và Na3PO4.12H2O cơng nghiệp đƣợc bơm định lƣợng.
Dòng nƣớc thải chảy qua các bể dựa vào sự chênh lệch về độ cao giữa các bể và chảy tự do. Thể tích làm việc của khu vực phản ứng và khu vực sa lắng lần lƣợt là 100 và 200 l.
Hệ thống đƣợc vận hành nhƣ sau: Bơm nƣớc thải biogas vào thể phản ứng thứ nhất với lƣu lƣợng 150 (l/phút). Dùng máy khuấy, khuấy trộn đều với tốc độ 2000 (vòng/phút). Dùng bơm định lƣợng, bơm dung dịch Na3PO4 2M vào cho đến khi dung dịch có pH = 10. Sau khi dung dịch chảy sang bể phản ứng thứ hai, tiếp tục dùng máy khuấy trộn với tốc độ 2000 (vòng/phút), và dùng bơm định lƣợng bơm dung dịch MgSO4 2M (hoặc nƣớc ót 2,5M ) vào cho đến khi pH của dung dịch 7,5 – 8. Thời gian lƣu của dung dịch trong bể hai là 20 phút. Sau đó, dung dịch sẽ chảy tự do sang hai bể lắng, thời gian lƣu ở mỗi bể lắng khoảng 30 phút. Kết tủa đƣợc lấy ra ở đáy của hai bể lắng này. Nƣớc thải sau khi thu hồi hồi MAP sẽ đƣợc xử lý tiếp bằng phƣơng pháp sinh học hiếu khí để đạt đƣợc tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 40-2011 trƣớc khi xả thải ra môi trƣờng.
Bảng 3.33. Kết quả xử lý nước thải biogas của pilot
STT Thông số Đầu vào Đầu ra Hiệu suất thu hồi (%)
1 COD (mg/l) 1170,65 573,59 51,12 2 NH4+ (mg/l) 865,94 151,84 82,46 3 PO43− (mg/l) 350,56 67,84 4 Mg2+ (mg/l) 153,67 126,46 5 NO2− (mg/l) 0,39 0,25 6 NO3− (mg/l) 0,91 0,83 7 pH 7,5 7,5 8 𝑚𝐾𝑇 (g/l) 11
Thử nghiệm pilot với nƣớc thải biogas ở trang trại chăn nuôi lợn tập trung với quy mô khoảng 1000 con lợn, trang trại có bể biogas khoảng 5 m3, thu đƣợc kết quả ở bảng 3.33.