BIOGAS
Sau khi nghiên cứu tìm ra các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo MAP, áp dụng các điều kiện tối ƣu: tỷ lệ mol Mg2+: NH4+: PO43− = 1,2: 1: 1, pH = 10, thời
gian phản ứng 20 phút để thu hồi MAP từ nƣớc thải biogas với các nguồn nguyên liệu ban đầu khác nhau là hóa chất cơng nghiệp và nƣớc ót nhƣ đã nêu ở mục 2.2.4, nhằm đánh giá khả năng áp dụng của phƣơng pháp MAP với các nguồn nguyên liệu khác nhau này thu đƣợc các kết quả sau:
3.4.1. Sử dụng hóa chất cơng nghiệp
Sử dụng hóa chất cơng nghiệp MgSO4.7H2O 99% và Na3PO4.12H2O 98% để xử lý nƣớc thải biogas thu đƣợc kết quả ở bảng 3.23.
Bảng 3.23. Kết quả thu hồi MAP từ nước thải biogas bằng hóa chất cơng nghiệp
Dung dịch sau thu hồi MAP Kết quả thu hồi
pHs [𝐌𝐠𝟐+] (mg/l) [𝐍𝐇𝟒+] (mg/l) [𝐏𝐎𝟒𝟑−] (mg/l) COD (mg/l) 𝐦𝐊𝐓* (g/l) amoni (%) photphat (%) 7,5 178,45 140,38 87,54 405,6 11,46 80,68 97,72
(*): Lượng kết tủa thu được trong 1L hỗn hợp phản ứng
Qua kết quả thí nghiệm ở bảng 3.23 cho thấy rằng, khối lƣợng kết tủa thu hồi, hiệu suất thu hồi amoni và photphat đạt giá trị khá cao tƣơng ứng là 11,46 g, 80,68%, và 97,72%. Kết quả này có thể đƣợc giải thích sau:
Khối lƣợng kết tủa thu hồi cao hơn so với giá trị tính lý thuyết (7,99 g) là do trong nƣớc thải biogas cịn có các chất rắn lơ lửng bị sa lắng cùng với kết tủa MAP và các sản phẩm kết tủa của ion PO43− với các ion kim loại có mặt trong dung dịch phản ứng của q trình tạo MAP.
Trong nƣớc thải biogas còn chứa rất nhiều các hợp chất hữu cơ nhƣ axit axetic, axit suxinic, axit xitric,… đã tham gia phản ứng với Mg2+ và NH4+ theo các phƣơng trình phản ứng (3.27) - (3.32), nên đã làm giảm hàm lƣợng Mg2+ và NH4+ tham gia vào phản ứng tạo MAP.
Trong hóa chất cơng nghiệp có thể cịn chứa một số ion kim loại nên đã tham gia phản ứng tạo kết tủa với PO43− dẫn đến hiệu suất thu hồi photphat cao, nhƣng lại làm giảm hàm lƣợng PO43− tham gia vào phản ứng tạo MAP nên ảnh hƣởng đến hiệu suất thu hồi amoni.
3.4.2. Sử dụng nƣớc ót
Sử dụng hóa chất cơng nghiệp Na3PO4.12H2O 98% và nƣớc ót lấy từ làng nghề làm muối ở Thụy Hải, Thái Thụy, Thái Bình, có hàm lƣợng Mg2+ là 47385 mg/l để xử lý nƣớc thải biogas bằng phƣơng pháp MAP. Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.24.
Bảng 3.24. Kết quả thu hồi MAP từ nước thải biogas bằng nước ót
Dung dịch sau thu hồi MAP Kết quả thu hồi
pHs [𝐌𝐠𝟐+] (mg/l) [𝐍𝐇𝟒+] (mg/l) [𝐏𝐎𝟒𝟑−] (mg/l) COD (mg/l) 𝐦𝐊𝐓* (g/l) amoni (%) photphat (%) 8,0 243,00 154,60 66,67 444,4 10,33 78,32 98,22
(*): Lượng kết tủa thu được trong 1L hỗn hợp phản ứng
Từ kết quả thí nghiệm ở bảng 3.24 cho thấy, hiệu suất thu hồi amoni đạt 78,32%, nhƣng hiệu suất thu hồi photphat lại rất cao 98,22%. Kết quả này có thể đƣợc giải thích sau:
Một là, trong nƣớc ót chứa một số ion kim loại nhƣ: Ca, Cu, Zn,… đã tham gia phản ứng tạo kết tủa với PO43− dẫn đến hiệu suất thu hồi photphat cao, nhƣng lại làm giảm hàm lƣợng PO43− tham gia vào phản ứng tạo MAP nên ảnh hƣởng đến hiệu suất thu hồi amoni.
Hai là, trong nƣớc thải biogas còn chứa rất nhiều các hợp chất hữu cơ nhƣ axit axetic, axit suxinic, axit xitric,… đã tham gia phản ứng với Mg2+ và NH4+ theo các phƣơng trình phản ứng (3.27) - (3.32), nên đã làm giảm hàm lƣợng Mg2+ và
NH4+ tham gia vào phản ứng tạo MAP.
Qua hai thí nghiệm tiến hành phản ứng tạo MAP để thu hồi đồng thời amoni và photphat từ nƣớc thải biogas ở Cửu Cao – Văn Giang – Hƣng Yên, với các nguồn nguyên liệu Mg2+ ban đầu khác nhau là: MgSO4.7H2O cơng nghiệp, nƣớc ót.
Kết quả cho thấy rằng, dùng MgSO4.7H2O công nghiệp cho hiệu quả cao hơn so với
dùng nƣớc ót, nhƣng dùng nƣớc ót cịn góp phần xử lý và tận thu đƣợc nguồn nƣớc ót cho các làng nghề làm muối.