Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การนำกลับฟอสฟอรัสในรูปผลึกสตรูไวท์จากสลัดจ์รีดน้ำ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Recovery of phosphorus as struvite precipitate from dewatered sludge

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

สุธา ขาวเธียร

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.1331

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาวิธีการนำฟอสฟอรัสกลับคืนโดยการตกผลึกในรูปสตรูไวท์จากสลัดจ์ที่ผ่านการรีดน้ำแล้ว ฟอสฟอรัสในสลัดจ์สามารถเปลี่ยนรูปเป็นสตรูไวท์ที่มีมูลค่าโดยผ่านกระบวนการชะละลายด้วยสารละลายกรดและกระบวนการตกผลึกทางเคมี ผลการทดลองพบว่า เถ้าสลัดจ์จากระบบบำบัดน้ำเสียฟาร์มสุกรมีปริมาณฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบปริมาณมาก ประมาณร้อยละ 13 โดยน้ำหนัก ซึ่งมากกว่าเถ้าสลัดจ์จากระบบบำบัดน้ำเสียชุมชนที่พบปริมาณฟอสฟอรัสเพียงร้อยละ 6 โดยน้ำหนัก ประสิทธิภาพการชะละลายฟอสฟอรัสในเถ้าสลัดจ์จากระบบบำบัดน้ำเสียฟาร์มสุกรจะสูงถึงร้อยละ 99.9 เมื่อชะละลายด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 1 โมลาร์ ที่อัตราส่วนของสารละลายกรดต่อเถ้าสลัดจ์ 50 มิลลิลิตรต่อกรัม และระยะเวลาในการชะลาย 2 ชั่วโมง สภาวะที่เกิดผลึกมากที่สุด คือ ที่อัตราส่วนโดยโมลของแมกนีเซียมต่อแอมโมเนียมต่อฟอสเฟตเท่ากับ 2:1:1 และพีเอชเท่ากับ 10 ซึ่งมีผลึกเกิดขึ้น 0.4138 กรัมต่อเถ้าสลัดจ์ 500 มิลลิกรัม และสามารถนำฟอสฟอรัสกลับคืนได้ร้อยละ 90.16 และเมื่อนำโปรแกรมแบบจำลองสมดุลทางเคมี Visual MINTEQ Version 3.0 มาใช้ในการคำนวณสภาวะที่เกิดผลึกสตรูไวท์มากที่สุดคือ ที่อัตราส่วนโดยโมลของแมกนีเซียมต่อแอมโมเนียมต่อฟอสเฟตเท่ากับ 1.6:1:1 และพีเอชเท่ากับ 9 เกิดผลึกสตรูไวท์น้ำหนัก 0.44 กรัมต่อเถ้าสลัดจ์ 500 มิลลิกรัม ดังนั้นวิธีการชะละลายด้วยกรดและการตกผลึกในรูปสตรูไวท์สามารถใช้ในการบำบัดสลัดจ์และนำฟอสฟอรัสกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยสลัดจ์ฟาร์มสุกรที่ผ่านการรีดน้ำแล้วถือเป็นแหล่งฟอสฟอรัสทดแทนที่มีศักยภาพอีกแหล่งหนึ่ง

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This study investigated the phosphorus recovery process by struvite precipitation from dewatered sludge. Phosphorus in dewatered sludge can be converted to a valuable struvite through acid leaching and chemical precipitation processes. The results showed that ash from incinerated swine farm dewatered sludge contains high phosphorus content, approximately 13% (w/w) while only 6% (w/w) of phosphorus was found in the dewatered sewage sludge. Phosphorus leaching efficiency of swine farm dewatered sludge ash was 99.9% when 1M hydrochloric acid with liquid/solid ratio of 50 mL/g were used at leaching time of 2 hours. The most of crystallization condition were molar ratios of magnesium ammonium phosphate ions at 2:1:1 and solution pH of 10, which had 0.4138 g of crystals per 500 mg of sludge ash and phosphorus could be recovered at 90.16%. The best conditions of struvite precipitation were investigated using the Visual MINTEQ program. The results showed that at the molar ratios of magnesium ammonium phosphate ions of 1.6:1:1 and solution pH of 9, 0.44 g of struvite was formed per 500 mg of sludge ash. Therefore, acid leaching and struvite precipitation methods can be effectively used to treat sludge and recovery phosphorus. Swine farm dewatered sludge can be considered a potentially renewable source of phosphorus.

Link to Full Text

Share

COinS