intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST
Báo xấu
9
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên trình bày kết quả nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ thống hiếu khí - thiếu khí luân phiên. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính, thời gian cấp khí/ngừng cấp khí và thời gian lưu thủy lực đến hiệu quả xử lý của hệ thống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên

  1. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC TRÁI ĐẤT, MỎ, MÔI TRƯỜNG BỀN VỮNG LẦN THỨ V Doi: 10.15625/vap.2022.0179 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 0F 1 SỬ DỤNG HỆ THỐNG THIẾU KHÍ - HIẾU KHÍ LUÂN PHIÊN Phạm Duy Hoàn1, Bùi Thị Thủy Ngân2, Chu Xuân Quang2, Nguyễn Minh Phương1* 1 Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Trung tâm Công nghệ vật liệu, Viện Ứng dụng công nghệ, C6 Thanh Xuân Bắc, Thanh Xuân, Hà Nội 2 TÓM TẮT Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ thống hiếu khí - thiếu khí luân phiên. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính, thời gian cấp khí/ngừng cấp khí và thời gian lưu thủy lực đến hiệu quả xử lý của hệ thống. Nước thải sinh hoạt sử dụng trong quá trình nghiên cứu có giá trị COD trung bình là 351,4 ± 1,67 mg/L, nồng độ NH4+-N trung bình là 48,7 ± 0,94 mg/L và nồng độ PO43--P trung bình là 5,03 ± 0,05 mg/L. Tiến hành đánh giá hiệu quả xử lý nước thải ở các điều kiện vận hành khác nhau: hàm lượng bùn hoạt tính (2000, 3000, 4000, 5000 và 6000 mg/L), thời gian sục khí (10, 20, 30, 40, 50 phút) và thời gian lưu nước (3, 6, 8, 12, 24 giờ). Kết quả cho thấy với hàm lượng bùn 4000 mg/L, thời gian cấp khí/ngừng cấp khí là 30 phút/30 phút và thời gian lưu thủy lực là 6 giờ là tối ưu để xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên. Hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ (COD) và NH4+-N lần lượt đạt 91,1 và 96,4 %, chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, cột B. Từ khóa: Hiếu khí, thiếu khí, nước thải sinh hoạt, bùn hoạt tính. 1. MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển về kinh tế - xã hội, ô nhiễm môi trường nước đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe con người. Vì vậy, công nghệ xử lý nước thải đóng vai trò quan trọng trong giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đảm bảo sự bền vững của hệ sinh thái. Nước thải sinh hoạt với các đặc tính giàu chất hữu cơ, dinh dưỡng (nitơ, photpho), công nghệ sinh học như bùn hoạt tính, mương oxy hóa thường được áp dụng khá phổ biển trong xử lý nước thải sinh hoạt ở Việt Nam và trên thế giới [1, 2, 3]. Vi sinh vật trong bùn hoạt tính thực hiện quá trình trao đổi chất của chúng bằng cách sử dụng các chất ô nhiễm làm thức ăn. Oxy được cung cấp bởi hệ thống sục khí giúp vi khuẩn thực hiện các quá trình đó một cách hiệu quả. Công nghệ sử dụng hệ thống thiếu khí -hiếu khí luân phiên hay cấp khí gián đoạn (“intermittent aeration”) là công nghệ xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính được cải tiến nhằm nâng cao hiệu suất xử lý bằng cách điều chỉnh thời gian của chu trình sục khí và không sục khí [4]. Công nghệ bùn hoạt tính truyền thống thường cố định thời gian sục khí nhằm đảm bảo hàm lượng oxy cấp cho quá trình oxy hóa chất hữu cơ, do đó hiệu quả xử lý các chất hữu cơ khá tốt, tuy nhiên hiệu quả xử lý nitơ và photpho còn chưa cao. Ngoài ra, nhược điểm của công nghệ bùn hoạt tính truyền thống là tiêu tốn năng lượng có thể xảy ra khi sục khí quá mức và không cần thiết với nước thải có nồng độ chất ô nhiễm thấp. Công nghệ thiếu khí - hiếu khí luân phiên đã được ứng dụng trên thế giới để xử lý các loại nước thải khác nhau như nước thải sinh hoạt, nước thải chăn nuôi cho hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ (COD) và amoni đạt >90 % [5 - 8]. Tại Việt Nam, công nghệ này cũng đã được áp dụng để xử lý nước thải chăn nuôi lợn, nước thải chế biến cao su [9, 10]. Ngoài thời gian cấp khí, ngừng cấp khí, * Tác giả liên hệ, địa chỉ email: nmphuong.hn@hus.edu.vn 251
  2. Phạm Duy Hoàn, Bùi Thị Thủy Ngân, Chu Xuân Quang, Nguyễn Minh Phương thời gian lưu thủy lực, hàm lượng bùn hoạt tính cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới hiệu suất xử lý của hệ thống. Khi hàm lượng bùn thấp sẽ ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý, tuy nhiên nếu hàm lượng bùn quá cao lượng oxy tiêu tốn cho quá trình càng cao, ảnh hưởng tới sự tiêu thụ năng lượng của hệ thống. Trong nghiên cứu này, hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên được áp dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt (quy mô phòng thí nghiệm) với các hàm lượng bùn hoạt tính, chu trình cấp khí/ngừng cấp khí và thời gian lưu thủy lực khác nhau nhằm đánh giá khả năng xử lý và tìm ra các thông số vận hành tối ưu trong xử lý nước thải sinh hoạt. 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng Bùn hoạt tính sử dụng trong nghiên cứu được chuẩn bị và nuôi tạo tại Phòng thí nghiệm của Trung tâm Công nghệ vật liệu. Nước thải để nuôi tạo bùn hoạt tính được pha giả lập từ các hóa chất sau: 0,464 g glucozo (C6H12O6), 0,191 g NH4Cl, 0,022 g KH2PO4, 3,2 g NaHCO3 (trong 1 L) và các hóa chất vi lượng: 1,5 g FeCl3.6H2O; 0,18 g KI; 0,15 g CoCl2.6H2O; 0,15 g H3BO3; 0,12 g MnCl2.4H2O; 0,12 g ZnSO4.7H2O; 0,03 g CuSO4.5H2O và 10 g EDTA. Ưu điểm của nước thải giả lập là nồng độ đầu vào cố định, không biến động như đối với nước thải ngoài thực tế, có thể điều chỉnh tỷ lệ COD, nitơ, photpho sao cho phù hợp, tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của vi sinh vật. Nước thải sinh hoạt được sử dụng để đánh giá khả năng xử lý của hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên được lấy tại Công ty TNHH Tấn Tài, xã An Hồng, huyện An Dương, thành phố Hải Phòng (nước thải từ khu nhà vệ sinh, khu tắm giặt và khu nhà bếp). Nước thải đầu vào có pH 8, hàm lượng COD, hàm lượng NH4 +-N và PO43--P lần lượt là 351,4±1,67 mg/L, 48,7±0,94 mg/L và 5,03±0,05 mg/L. Nước thải sinh hoạt được bơm từ bể chứa nước đầu vào (1) sang bể phản ứng (4), lưu lượng nước thải 20 L/ngày. Hệ phản ứng vận hành liên tục theo quy trình sục khí -khuấy trộn luân phiên được thể hiện trong Hình 1. Hệ xử lý nước thải được vận hành theo phương pháp hiếu khí - thiếu khí luân phiên trong bể phản ứng (4) có thể tích hữu dụng là 5 L. Nước thải đầu ra tại bể (10) được tiến hành phân tích để xác định hiệu quả xử lý. Chú thích: (1) Bể chứa nước đầu vào (2) Bơm nước (3) Van (4) Bể phản ứng (5) Bơm sục khí (6) Thiết bị đo lưu lượng khí (7) Cánh khuấy (8) Hệ sục khí (9) Bể lắng (10) Bể chưa nước đầu ra Hình 1. Hệ thống xử lý nước thải sử dụng phương pháp hiếu khí - thiếu khí luân phiên 2.2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước: pH được đo bằng máy đo cầm tay đa thông số (HQ40D, Hach, Mỹ). Giá trị COD được xác định bằng phương pháp SMEWW 5220-D. Hàm lượng NH4 +-N, NO3--N, NO2--N, PO43--P được đo bằng máy quang phổ UV-VIS (Thermo Scienfic, Mỹ) sử dụng các phương pháp SMEWW 4500-NH3, SMEWW 4500-NO3-, SMEWW 4500-NO2- và SMEWW 4500-P. Chỉ số MLSS hay hàm lượng bùn hoạt tính được xác định theo 252
  3. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên phương pháp trọng lượng TCVN 6625:2000 - lọc bằng giấy lọc có kích thước 0,45 µm, sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 105 ºC. Các chỉ tiêu trong nước thải được phân tích lặp lại 3 lần và lấy kết quả trung bình; kết quả phân tích được xử lý trên phần mềm Microsoft Excel (version 2108). Thiết kế thí nghiệm: Tiến hành các thí nghiệm 1, 2 và 3 nhằm đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính, thời gian cấp khí/ngừng cấp khí và thời gian lưu thủy lực đến hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt như sau: Thí nghiệm 1. Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính Hàm lượng bùn hoạt tính đầu vào được thay đổi với các giá trị là 2000 mg/L, 3000 mg/L, 4000 mg/L, 5000 mg/L, và 6000 mg/L. Thời gian lưu nước trong hệ thống là 6 giờ trong đó cứ 60 phút cấp khí xen kẽ 60 phút ngừng cấp khí. Sau mỗi giờ của quá trình cấp khí, ngừng cấp khí, lấy 50 mL mẫu nước thải tiến hành phân tích các chỉ tiêu COD, NH4 +-N, NO3--N, NO2--N, PO43--P để đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ, amoni và photpho trong nước thải. Thí nghiệm 2. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý COD, amoni, nitrit, nitrat, photphat Thí nghiệm được tiến hành với hàm lượng bùn hoạt tính tối ưu xác định được ở thí nghiệm 1 với thời gian lưu là 6 giờ, thời gian cấp khí/ngừng cấp khí được thay đổi với các giá trị như sau: Thời gian cấp khí/ngừng cấp khí = 50 phút/ 10 phút, 40 phút/20 phút, 30 phút/30 phút, 20 phút/40 phút, 10 phút/50 phút. Sau mỗi giai đoạn cấp khí/ngừng cấp khí lấy 50 mL mẫu nước thải tiến hành phân tích các chỉ tiêu COD, NH4+-N, NO3--N, NO2--N, PO43--P để đánh giá hiệu quả xử lý các chất hữu cơ, quá trình nitrat hóa và phản nitrat. Trong thí nghiệm này, chu trình cấp khí/ngừng cấp khí được rút ngắn để giảm tiêu tốn năng lượng sục khí. Cơ sở lựa chọn thời gian cấp khí và ngừng cấp khí này dựa trên các nghiên cứu trước đây về công nghệ sục khí luân phiên [4, 6]. Thí nghiệm 3. Ảnh hưởng của tổng thời gian lưu thủy lực đến hiệu quả xử lý COD và amoni. Tiến hành thí nghiệm với hàm lượng bùn hoạt tính tối ưu xác định được ở thí nghiệm 1 với thời gian cấp khí/ngừng cấp khí tối ưu xác định được ở thí nghiệm 2, thời gian lưu nước của hệ thống được thay đổi với các giá trị: 3 giờ, 6 giờ, 8 giờ, 12 giờ, 24 giờ. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính tới hiệu quả xử lý của hệ thống Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính tới hiệu quả xử lý của hệ thống được thể hiện trên Hình 2. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý COD và NH4+- N tăng dần khi tăng hàm lượng bùn hoạt tính từ 2000 mg/L tới 4000 mg/L (hiệu quả xử lý COD tăng từ 86,3 % đến 90,6 %; hiệu quả xử lý NH4+- N tăng từ 47,9 % đến 94,1 %). Khi hàm lượng bùn tăng lên 5000 và 6000 mg/L, hiệu quả xử lý COD giảm nhẹ từ 90,6 % xuống còn 89 %. Với hàm lượng bùn hoạt tính là 4000 mg/L, sau 6 giờ, giá trị COD (33±2 mg/L) và amoni (2,8±0,2 mg/L) trong nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, cột B. Nghiên cứu trước đây cũng cho thấy với hàm lượng bùn hoạt tính 4000 mg/L cho hiệu quả xử lý COD và amoni đạt >90 % [3]. Trong giai đoạn sục khí, hàm lượng amoni bị oxy hóa thành nitrit và nitrat (NH4+ + 1,5 O2 → NO2- + 2H+ + H2O; NO2- + 0,5 O2 → NO3- ) sau đó tới giai đoạn thiếu khí (khi ngừng cấp khí), nitrit và nitrat bị khử thành N2 [4, 9]. Các 253
  4. Phạm Duy Hoàn, Bùi Thị Thủy Ngân, Chu Xuân Quang, Nguyễn Minh Phương kết quả từ thí nghiệm xác định ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính cho thấy với hàm lượng bùn là 4000, 5000 và 6000 mg/L đều cho kết quả xử lý vượt trội so với các hàm lượng bùn ở giá trị thấp hơn. Hiệu quả xử lý COD, amoni, nitrat, nitrit và photphat tại hàm lượng bùn 4000, 5000 và 6000 mg/L không chênh lệch nhiều. Thậm chí khi tăng hàm lượng bùn lên trên 4000 mg/L, hiệu quả xử lý COD có sự giảm nhẹ. Đồng thời, việc nuôi cấy và duy trì bùn hoạt tính ở nồng độ 4000 mg/L cũng thuận lợi hơn so với nồng độ 5000 và 6000 mg/L. Do đó, nghiên cứu lựa chọn hàm lượng bùn hoạt tính 4000 mg/L để tiến hành ở các thí nghiệm tiếp theo. Hình 2. Ảnh hưởng của hàm lượng bùn hoạt tính tới hiệu quả xử lý COD (a), NH4+-N (b), NO3--N (c), NO2--N (d), PO43--P (e) (M1, M2, M3, M4, M5 tương ứng với hàm lượng bùn hoạt tính 2000 mg/L, 3000 mg/L, 4000 mg/L, 5000 mg/L, 6000 mg/L) 254
  5. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên 3.2. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý COD Thí nghiệm được tiến hành với hàm lượng bùn hoạt tính là 4000 mg/L, thời gian lưu nước là 6 giờ và thay đổi thời gian cấp khí/ngừng cấp khí. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí tới hiệu quả xử lý COD được thể hiện trên Hình 3. (a) (b) (c) (d) (e) Hình 3. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ ngừng cấp khí tới hiệu quả xử lý COD (a) Cấp khí/ngừng cấp khí: 50 phút/10 phút, (b) Cấp khí/ngừng cấp khí: 40 phút/20 phút, (c) Cấp khí/ngừng cấp khí: 30 phút/30 phút, (d) Cấp khí/ngừng cấp khí: 20 phút/40 phút, (e) Cấp khí/ngừng cấp khí: 10 phút/50 phút Kết quả cho thấy giá trị COD giảm nhanh nhất khi thời gian cấp khí/ngừng cấp khí là 50 phút/10 phút (sau 6 giờ, giá trị COD đạt 29±2 mg/L, đạt hiệu suất xử lý 91,8 %). Khi thời gian cấp khí giảm dần xuống còn 40 phút, 30 phút, 20 phút, 10 phút thì tốc độ giảm COD chậm hơn, giá trị COD trong nước sau xử lý có giá trị cao hơn so với thời gian cấp khí 50 phút, lần lượt đạt các giá trị 38±2; 32±2; 51±2; 126±5 mg/L tương ứng với hiệu suất xử lý 89,6; 91,15; 86,7 và 64,8 %. Khi thời gian cấp khí là 10 phút, hiệu suất xử lý COD chỉ đạt 64,8 %. Như vậy có thể thấy, khi thời gian cấp khí càng dài thì hiệu quả xử lý COD càng cao. Tuy nhiên, với thời gian cấp khí/ngừng cấp khí là 30 phút/30 phút, sau 6 giờ là đã cho hiệu quả xử lý COD khá tốt, đạt tới 91,1 %. Kết quả trên khá tương đồng với nghiên cứu trước đây của Izadi và cộng sự (2021) cho thấy hiệu quả xử lý COD bằng cơ chế sục khí gián đoạn, kết quả cho thấy với chu kỳ cấp khí/ngừng cấp khí là 25/25 phút hiệu quả xử lý COD có thể đạt tới 90 % [6].
  6. Phạm Duy Hoàn, Bùi Thị Thủy Ngân, Chu Xuân Quang, Nguyễn Minh Phương 3.3. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý amoni Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí tới hiệu quả xử lý amoni được thể hiện trên Hình 4. Thí nghiệm được tiến hành với hàm lượng bùn hoạt tính là 4000 mg/L, thời gian lưu nước là 6 giờ và thay đổi thời gian cấp khí/ngừng cấp khí. Kết quả cho thấy với thời gian cấp khí 50 phút, 40 phút, 30 phút thì hiệu quả xử lý amoni đạt khá cao. Hàm lượng NH4+- N đầu ra có giá trị lần lượt là 1,2±0,2 mg/L; 1,6±0,2 mg/L; 1,8±0,2 mg/L tương ứng với hiệu suất xử lý 97,57 %; 96,88 %; 96,4 %. Trong khi đó, khi giảm thời gian cấp khí xuống còn 20 phút và 10 phút, hiệu quả xử lý amoni giảm rất nhiều, giá trị amoni đầu ra cao với giá trị 10,8±0,5 mg/L (cấp khí 20 phút); 24,8±0,5 mg/L (cấp khí 10 phút), hiệu suất xử lý chỉ đạt 78,91 %; 51,56 %, chưa đạt tiêu chuẩn đầu ra theo QCVN 14 : 2008/BTNMT. Như vậy, có thể thấy thời gian cấp khí có ảnh hưởng rõ rệt tới hiệu quả xử lý amoni, khi thời gian cấp khí không đủ dài, amoni sẽ không bị oxy hóa hết thành nitrat, nitrit. Nghiên cứu trước đây sử dụng cơ chế sục khí gián đoạn cũng cho hiệu quả xử lý amoni đạt tới 92 % với thời gian cấp khí/ngừng cấp khí là 25/25 phút [6]. Trong các hệ thống sục khí xử lý nước thải, các vi khuẩn nitrat hóa như Nitrosomonas, Nitrobacter đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa amoni và làm giảm hàm lượng NH4+-N trong nước thải [4]. (a) (b) (c) (d) (e) Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí tới hiệu quả xử lý amoni (a) Cấp khí/ngừng cấp khí: 50 phút/10 phút, (b) Cấp khí/ngừng cấp khí: 40 phút/20 phút, (c) Cấp khí/ngừng cấp khí: 30 phút/30 phút, (d) Cấp khí/ngừng cấp khí: 20 phút/40 phút, (e) Cấp khí/ngừng cấp khí: 10 phút/50 phút 3.4. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý nitrat, nitrit Ảnh hưởng của thời gian cấp khí và ngừng cấp khí tới hiệu quả xử lý nitrat và nitrit được thể hiện trên Hình 5.
  7. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên (a) (b) (c) (d) (e) Hình 5. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ ngừng cấp khí tới hiệu quả xử lý nitrat, nitrit (a) Cấp khí/ngừng cấp khí: 50 phút/10 phút, (b) Cấp khí/ngừng cấp khí: 40 phút/20 phút, (c) Cấp khí/ngừng cấp khí: 30 phút/30 phút, (d) Cấp khí/ngừng cấp khí: 20 phút/40 phút, (e) Cấp khí/ngừng cấp khí: 10 phút/50 phút. Kết quả cho thấy với thời gian cấp khí/ngừng cấp khí là 50/10 phút, sau 180 phút, hàm lượng NO3--N, NO2--N vẫn có giá trị tương đối cao, lần lượt là 24,0±0,5 mg/L và 16,8±0,5 mg/L và không có sự thay đổi đáng kể sau 360 phút. Với chu kỳ cấp khí 40/20 phút, hàm lượng NO3--N, NO2--N có giảm xuống < 5 mg/L nhưng vẫn chưa được khử hoàn toàn. Trong thời gian cấp khí, amoni bị oxy hóa để tạo thành nitrat và nitrit, khi ngừng cấp khí chuyển sang quá trình thiếu khí, nitrit, nitrat khử để tạo thành khí N2 kết thúc chu trình xử lý amoni. Khi giảm thời gian cấp khí và tăng thời gian ngừng cấp khí trong các chu trình tiếp theo, giá trị amoni bị oxy hóa giảm và nitrit, nitrat bị khử tăng. Kết quả cho thấy với chu trình cấp khí/ngừng cấp khí là 30 phút/30 phút, nitrit và nitrat tạo ra trong giai đoạn cấp khí đã được gần như khử hoàn toàn trong giai đoạn ngừng cấp khí, hiệu quả xử lý nitrit, nitrat đạt >99 %.
  8. Phạm Duy Hoàn, Bùi Thị Thủy Ngân, Chu Xuân Quang, Nguyễn Minh Phương 3.5. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý photphat Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý photphat được thể hiện trên Hình 6. (a) (b) (c) (d) (e) Hình 6. Ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý photphat (a) Cấp khí/ngừng cấp khí: 50 phút/10 phút, (b) Cấp khí/ngừng cấp khí: 40 phút/20 phút, (c) Cấp khí/ngừng cấp khí: 30 phút/30 phút, (d) Cấp khí/ngừng cấp khí: 20 phút/40 phút, (e) Cấp khí/ngừng cấp khí: 10 phút/50 phút Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý photphat khi thời gian cấp khí (giai đoạn xử lý hiếu khí) là 50, 40 và 30 phút cao hơn so với thời gian cấp khí là 20 và 10 phút. Cụ thể, đối với thời gian cấp khí là 50, 40 và 30 phút, hàm lượng PO43--P trong nước thải sau xử lý đạt các giá trị là 0,9±0,01 mg/L; 1,40±0,05 mg/L; 1,15±0,05 mg/L tương ứng với hiệu suất xử lý là 86,15 %; 77,05 %; 81,21 %. Trong khi đó, với thời gian cấp khí là 20 và 10 phút, hàm lượng PO43--P sau xử lý đều cao hơn (lần lượt là 2,5±0,2 mg/L và 2,8±0,2 mg/L), tương ứng với hiệu suất xử lý chỉ đạt 56,14 và 45,1 %. Kết quả trước đây cũng cho thấy thời gian cấp khí ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý photphat, khi tăng thời
  9. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên gian cấp khí từ 25 đến 50 phút, hiệu quả xử lý PO43--P tăng từ 63 % lên đến 91 % [6]. Quá trình hiếu khí tạo điều kiện thuận lợi giúp tăng cường khả năng tích lũy photphat ở vi sinh vật, vai trò của các vi khuẩn có khả năng tích lũy photphat thuộc chi Pseudomonas, Acinobacter trong bùn hoạt tính đã được xác định trong nghiên cứu trước đây [7]. Từ kết quả xác định ảnh hưởng của thời gian cấp khí/ngừng cấp khí đến hiệu quả xử lý các thông số COD, NH4+-N, NO3--N, NO2--N, PO43--P trong nước thải sinh hoạt cho thấy thời gian cấp khí/ngừng cấp khí là 30/30 phút là thích hợp để vận hành hệ thống xử lý nước thải hiếu khí - thiếu khí luân phiên, các chỉ tiêu trong nước sau xử lý đều đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B. 3.6. Ảnh hưởng của tổng thời gian lưu thủy lực đến hiệu quả xử lý COD và amoni Ảnh hưởng của thời gian lưu nước đến hiệu quả xử lý của hệ thống được thể hiện trên Hình 7. Với thời gian lưu nước là 3 giờ, hiệu quả xử lý COD và NH4+- N lần lượt là 79,05 và 66,25 %. Khi thời gian lưu nước tăng lên 6 giờ, hiệu quả xử lý COD và NH4+- N tăng lên rõ rệt và đều đạt >80 %, chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B. Khi thời gian lưu nước tăng lên 8, 12 và 24 giờ, hiệu quả xử lý COD và NH4+- N tăng lên không đáng kể. Kết quả cho thấy với thời gian lưu nước 6 giờ là thích hợp cho hệ thống xử lý nước thải. Kết quả này khá tương đồng với nghiên cứu trước đây cho thấy thời gian lưu thủy lực thích hợp nhất là 6 giờ so với 9 giờ và 12 giờ trong hệ thống sục khí luân phiên [8]. (a) (b) Hình 7. Ảnh hưởng của thời gian lưu nước tới hiệu quả xử lý COD (a) và NH4+- N (b) 4. KẾT LUẬN Nghiên cứu chỉ ra rằng nước thải sinh hoạt có thể được xử lý hiệu quả bằng công nghệ hiếu khí - thiếu khí luân phiên. Hàm lượng bùn hoạt tính, thời gian cấp khí/ngừng cấp khí và thời gian lưu thủy lực ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý nước thải. Hàm lượng bùn hoạt tính là 4000 mg/L, thời gian cấp khí/ngừng cấp khí là 30/30 phút và thời gian lưu thủy lực 6 giờ là điều kiện thích hợp để vận hành hệ thống công nghệ xử lý nước thải hiếu khí -thiếu khí luân phiên. Ở điều kiện này, chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B. Các kết quả trong nghiên cứu này góp phần cung cấp nhiều thông tin có giá trị cho việc áp dụng công nghệ hiếu khí - thiếu khí luân phiên để xử lý các nguồn nước thải sinh hoạt nói chung và có thể mở rộng áp dụng để xử lý nước thải các ngành khác nói riêng (nước thải chăn nuôi, nước thải các ngành chế biến thực phẩm,…). 259
  10. Phạm Duy Hoàn, Bùi Thị Thủy Ngân, Chu Xuân Quang, Nguyễn Minh Phương TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Liu, Y., Shi.H, Xia, H., et at., (2010). “Study of operational conditions of simultaneous nitrifcation and denitrifcation in a Carrousel oxidation ditch for domestic wastewater treatment”, Bioresource Technology, 101, 901 - 906. 2. Wang, S., Zhang, S., Peng, C., et al., (2008). “Intercross real-time control strategy in alternating activated sludge process for short-cut biological nitrogen removal treating domestic wastewater”, Journal of Environmental Sciences, 20, 957 - 963. 3. Nguyen Sang, Nguyen Thi Oanh, Nguyen Minh Phuong, Tran Hung Thuan, Tran Van Quy, Chu Xuan Quang, (2018). “Improvement of COD and ammonium removal from domestic wastewater by activated aerobic granular sludge”, Vietnam Water Cooperation Highlights, ISBN 978-604-62-9664-7, 68 - 70. 4. Miao, Y., Zhang, L., Yu, D., et al., (2022). “Application of intermittent aeration in nitrogen removal process: development, advantages and mechanisms”, Chemical Engineering Journal, 430, 133184. 5. Cheng, J., Liu, B., (2001). “Nitrification/Denitrification in Intermittent Aeration Process for Swine Wastewater Treatment”, Journal of Environmental Engineering, 127, 705 - 711. 6. Izadi, P., Izadi, P., Eldyasti, A., (2021). “Enhancement of simultaneous nitrogen and phosphorus removal using intermittent aeration mechanism”, Journal of Environmental Sciences, 109, 1-14. 7. Benammar, L., Menasria, T., Ayachi, A., et al., (2015). “Phosphate removal using aerobic bacterial consortium and pure cultures isolated from activated sludge”, Process Safety and Environmental Protection, 95, 237-246. 8. Chang K., Choi, Moonil, K., Euntae, Y., In S. Kim (2015). “Effects of aeration on/off times and hydraulic retention times in an intermittently aerated membrane bioreactor”, Desalination and Water Treatment, 57 (16), 7574-7581. 9. Dương Văn Nam, Phan Đỗ Hùng, Nguyễn Hoài Châu, Đinh Văn Viện, (2017). Thiết bị SBR cải tiến hiệu năng cao trong xử lý đồng thời các chất hữu cơ và nitơ trong nước thải chế biến cao su sau xử lý kỵ khí, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 22 (11), 48 - 53 10. Lê Sỹ Chính, Phạm Anh Hùng, Phan Đỗ Hùng (2018). Ảnh hưởng của tỷ lệ hồi lưu đến hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau khi xử lý biogas bằng phương pháp lọc sinh học kết hợp sục khí luân phiên, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 34 (3), 25-32. 260
  11. Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt sử dụng hệ thống thiếu khí - hiếu khí luân phiên EVALUATION OF DOMESTIC WASTEWATER TREATMENT BY INTERMITTENT AERATION Pham Duy Hoan1, Bui Thi Thuy Ngan2, Chu Xuan Quang2, Nguyen Minh Phuong1* 1 Faculty of Environmental Sciences, University of Science, Vietnam National University, Hanoi, 334 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi 2 Center for Advanced Materials and Environmental Technology, National Center for Technological Progress, C6 Thanh Xuan Bac, Thanh Xuan, Hanoi ABSTRACT 2 The study presents the results on the domestic wastewater treatment by intermittent aeration technology. 1F The study evaluated the influence of activated sludge content, aeration/non-aeration time and hydraulic retention time on the treatment performance. The domestic wastewater used in the study had the average COD value of 351.4±1.67 mg/L, the NH4+-N concentration of 48.7±0.94 mg/L and PO43--P concentration of 5.03±0.05 mg/L. The evaluation of domestic wastewater treatment efficiency was conducted under different operating conditions: activated sludge content (2000, 3000, 4000, 5000 and 6000 mg/L), aeration time (10, 20, 30, 40, 50 min) and hydraulic retention time (3, 6, 8, 12, 24 hours). The results showed that with the activated sludge content of 4000 mg/L, the aeration/non-aeration time of 30 minutes/30 minutes and the hydraulic retention time of 6 hours, the treatment of domestic wastewater achieved high removal efficiencies. The removal efficiency of organic matter (COD) reached 91.1 and 96.4 %, respectively. The effluent after treatment met the Vietnamese regulation QCVN 14:2008/BTNMT, column B. Keywords: Aerobic, anoxic, domestic wastewater, activated sludge. * Corresponding author, email address: nmphuong.hn@hus.edu.vn 261
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
12=>0