Struviitin saostus virtsasta, lietelannasta ja rejektivedestä

Abstract

Struviitti on fosfaattimineraali, jota voidaan käyttää lannoitteena väkilannoitteiden tapaan. Struviittia voidaan saostaa erilaisista jätevesistä. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää struviitin saostusprosessin optimaalinen magnesiumin ja fosforin moolisuhde ja sekoitusaika. Tutkittavina syötteinä käytettiin virtsaa, separoitua lietelantaa sekä biokaasutuksen rejektivettä. Työn tarkoituksena oli selvittää, mikä tutkituista syötteistä on optimaalisin struviitin saostukseen sekä mitä hyötyjä saostuksesta on.

Opinnäytetyön tilaajana toimi Energian ja ravinteiden kierrätyksen uudet mahdollisuudet vesihuollossa (KEHÄ) -hanke. Hankkeessa ovat mukana Hämeen ammattikorkeakoulu, Aalto-yliopisto, Laurea-ammattikorkeakoulu, Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry. ja Suomen ympäristöopisto.

Työ koostuu koesuunnitelmasta sekä saostuskokeista. Koesuunnitelma laadittiin oletuksilla kirjallisuustutkimuksen pohjalta. Virtsan optimaaliseksi moolisuhteeksi oletettiin 1:1 ja sekoitusajaksi 10 minuuttia. Lietelannan optimaalinen moolisuhde on 1,5:1 ja rejektiveden 1,3:1. Kummallakin optimaalisen sekoitusajan oletettiin olevan 30 minuuttia.

Saostuskokeita tehtiin jokaisella syötteellä yksi. Kokeet toistettiin kerran. Kokeissa käytettiin Tampereen ammattikorkeakoululta lainassa ollutta saostuslaitteistoa. Magnesiumlisänä käytettiin magnesiumkloridia. Optimaalisimmaksi syötteeksi valikoitui virtsa. Virtsasta poistui fosforia saostuksen aikana keskimäärin 97,3 %. Struviittia saostui noin 20–35 g jokaisesta koe-erästä. Rejektivedestä fosforia poistui keskimäärin 21,6 %. Struviittia ei saostunut. Separoitu lietelanta oli niin kiintoainepitoista, että onnistunutta saostusta ei pystytty tekemään.

Struvite is a phosphate mineral that can be used as a fertilizer. It can be precipitated from waste waters. The aim of this bachelor’s thesis was to solve the optimal molar ratio of magnesium and phosphorus and the optimal stirring time. The waste waters investigated were urine, liquid manure and reject water. The aim of the thesis was also to solve which of these wastes is the most optimal for the process and what benefits the precipitation of struvite has.

The commissioner of the thesis was New opportunities of energy and nutrient recycling in water management (KEHÄ) project. The project partners are Häme University of Applied Sciences, Aalto University, SYKLI En-vironmental School of Finland, Laurea University of Applied Sciences and The Association for Water and Environment of Western Uusimaa.

The thesis consists of an experimental design and experiments in a laboratory. The experimental design was based on the conclusions drawn from the literature review. The molar ratio of 1:1 was assumed to be the optimal for urine. The optimal stirring time was assumed to be 10 minutes. The optimal molar ratio for liquid manure was 1.5:1 and for reject water 1.3:1. For both the optimal stirring time was assumed to be 30 minutes.

The experiments were conducted once for each waste water and then repeated. According to the results, urine proved to be the most optimal. Average of 97.3 % phosphorus was removed during precipitation. About 20–35 g of struvite was precipitated from each batch. The amount of phosphorus removal from reject water was approximately 21.6 % and no struvite was formed. Because of the excessive amount of solid matter in the liquid manure, struvite could not be precipitated properly.