Mối tương quan bicacbonat và ammonium của quá trình nitrit hóa một phần anammox để loại ammonium trong nước thải nuôi lợn

TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 63-68<br /> <br /> MỐI TƯƠNG QUAN BICACBONAT VÀ AMMONIUM CỦA QUÁ TRÌNH<br /> NITRIT HÓA MỘT PHẦN/ANAMMOX ĐỂ LOẠI AMMONIUM<br /> TRONG NƯỚC THẢI NUÔI LỢN<br /> Lê Công Nhất Phương(*), Nguyễn Huỳnh Tấn Long, Ngô Kế Sương<br /> Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, (*)vshnd@yahoo.com<br /> TÓM TẮT: Kết qủa xử lý ammonium trong nước thải chăn nuôi lợn bằng quá trình nitrit hóa một<br /> phần/anammox với việc sử dụng bùn hoạt tính với chế độ hoạt động được thực hiện theo chu kỳ 3 phút<br /> cấp khí/15 phút ngưng cấp khí và tải lượng đầu vào là 0,22 kgN-NH4/m3.ngày đã cho thấy, hiệu suất xử lý<br /> N-NH4 giảm từ 75,4% xuống còn 65,7% khi tỉ số HCO3-/N-NH4 của nước thải đầu vào giảm từ 1,5 xuống<br /> 0,9. Mô hình vận hành tốt ở tỉ số HCO3-/N-NH4 ≥ 1,1. Ngoài ra, còn có mối liên hệ giữa hiệu suất xử lý NNH4 và hiệu quả tiêu thụ HCO3- với hệ số tin cậy (R2) cao nhất là 0,775. Do đó, có thể đo mức độ tiêu thụ<br /> bicarbonate để dự đoán hiệu quả xử lý ammonium.<br /> Từ khóa: Anammox, Nitrosomonas, nitrit hóa, nước thải, xử lý ammonium.<br /> <br /> Ngành chăn nuôi nói chung và chăn nuôi<br /> lợn nói riêng là ngành sản sinh ra khối lượng<br /> chất thải (khí, rắn và lỏng) rất lớn. Nước thải<br /> của quá trình chăn nuôi lợn là nguồn gây ô<br /> nhiễm nghiệm trọng đến môi trường nước,<br /> không khí. Xử lý nguồn nước thải này sẽ góp<br /> phần rất lớn vào việc phát triển bền vững ngành<br /> chăn nuôi.<br /> <br /> Năm 1995, một phản ứng chuyển hóa nitơ<br /> được phát hiện, đó là phản ứng oxy hóa kỵ khí<br /> ammonium (Anaerobic Ammo-nium Oxidation<br /> - Anammox). Trong đó, ammonium được oxy<br /> hóa bởi nitrit trong điều kiện kỵ khí, không cần<br /> cung cấp carbon hữu cơ, để tạo thành nitơ phân<br /> tử. Đây là một hướng phát triển kỹ thuật xử lý<br /> nitơ mới, nhất là với các loại nước thải có hàm<br /> lượng nitơ cao [5].<br /> <br /> Việc ứng dụng phương pháp sinh học kỵ khí<br /> để xử lý nước thải chăn nuôi lợn là một giải<br /> pháp phù hợp và hiệu quả. Tuy nhiên, quá trình<br /> này làm cho nước thải sau xử lý có một lượng<br /> rất lớn ammonium (N-NH4 từ 200-800 mg/l)<br /> nếu chưa qua xử lý mà xả thải ra các nguồn<br /> nước tiếp nhận sẽ gây tác động xấu đến môi<br /> trường nước.<br /> <br /> Để thực hiện quá trình Anammox, trước tiên<br /> phải thực hiện oxy hóa một phần ammonium<br /> thành nitrit nhờ vi khuẩn Nitrosomonas (gọi là<br /> quá trình nitrit hóa một phần), sau đó lượng<br /> nitrit sinh ra sẽ oxy hóa lượng ammonium còn<br /> lại trong điều kiện kỵ khí để tạo thành nitơ<br /> nguyên tử bởi nhóm vi khuẩn Anammox, theo<br /> phương trình phản ứng dưới đây:<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> <br /> 2,34NH4+ + 1,85O2 + 2,59HCO3-  1,02N2 + 0,26NO3- + 2,41CO2 + 5,83H2O + 0,024C5H7NO2<br /> (Nitrosomonas) + 0,066CH2O0,5N0,15 (Anammox) (1)<br /> Quá trình này là quá trình hoàn toàn tự<br /> dưỡng nên không sử dụng carbon hữu cơ, nguồn<br /> carbon để vi khuẩn tổng hợp sinh khối chính là<br /> độ kiềm trong nước. Độ kiềm thể hiện khả năng<br /> nhận ion H+ trong nước, có thể biểu diễn bởi<br /> công thức:<br /> [Alk] = [OH-] + [HCO3-] + 2[CO32-] - [H+] (2)<br /> Độ kiềm trong nước vừa có tác đụng ổn<br /> định pH của dung dịch, vừa cung cấp nguồn<br /> carbon cho vi khuẩn. Vì vậy, độ kiềm đóng vai<br /> trò quan trọng trong quá trình nitrit hóa một<br /> <br /> phần/Anammox. Trong quá trình này, nhu cầu<br /> độ kiềm là 1,1 mmol HCO3-/mmol N-NH4 [6],<br /> nghĩa là có sự tương quan giữa lượng<br /> bicarbonate tiêu thụ với lượng N-NH4 chuyển<br /> hóa. Do đó, có thể tính hiệu suất của quá trình<br /> nitrat hóa một phần/anammox thông qua lượng<br /> bicarbonate tiêu thụ. Cũng với lập luận như trên,<br /> Szatkowska et al. (2000) [6], Gut et al. (2006)<br /> [2] đã tính toán hiệu suất quá trình Canon và<br /> nitrit hóa một phần/anammox thông qua chỉ tiêu<br /> độ dẫn điện vì sự tiêu thụ ion N-NH4+ và HCO3trong quá trình làm giảm độ dẫn điện. Nghiên<br /> 63<br /> <br /> Le Cong Nhat Phuong, Nguyen Huynh Tan Long, Ngo Ke Suong<br /> <br /> cứu này tiến hành đánh giá ảnh hưởng của độ<br /> kiềm đến hiệu quả của quá trình nitrit hóa một<br /> phần/Anammox, từ đó tìm mối liên hệ giữa độ<br /> giảm N-NH4+ và độ giảm HCO3-.<br /> VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> <br /> Vật liệu và mô hình<br /> Nước thải: Nghiên cứu được tiến hành với<br /> <br /> nước thải thực, được lấy từ nước thải chăn nuôi<br /> lợn đã qua giai đoạn phân hủy sinh học kỵ khí.<br /> Nước thải này có nồng độ ammonium cao<br /> nhưng hàm lượng các hợp chất carbon thấp.<br /> Nước thải đầu vào sử dụng trong nghiên cứu<br /> này được lấy từ đầu ra từ bể kỵ khí của hệ thống<br /> xử lý nước thải chăn nuôi lợn, Xí nghiệp lợn<br /> giống Đông Á, Dĩ An, Bình Dương với công<br /> suất 150 m3/ngày.<br /> <br /> Bảng 1. Thành phần của nước thải chăn nuôi heo sau xử lý kỵ khí<br /> STT<br /> Chỉ tiêu phân tích<br /> Đơn vị<br /> Phạm vi giá trị<br /> 1<br /> pH<br /> 7,0 - 7,5<br /> 2<br /> COD<br /> mg/l<br /> 175 - 225<br /> 3<br /> N-NH4<br /> mg/l<br /> 282 - 441<br /> 4<br /> N-NO2<br /> mg/l<br /> 0,0 - 0,2<br /> 5<br /> N-NO3<br /> mg/l<br /> 0,9 - 2,4<br /> 6<br /> Tổng P<br /> mg/l<br /> 13 - 44<br /> 7<br /> Ôxy hòa tan DO<br /> mg/l<br /> 0,1 - 0,2<br /> o<br /> 8<br /> Nhiệt độ<br /> C<br /> 27 - 32<br /> Hệ thống vận hành theo sự thay đổi tỉ số<br /> bicarbonat/ammonium của nước thải đầu vào.<br /> Nồng độ ammonium cố định ở nồng độ khoảng<br /> 280 mg/L (20 mM), thay đổi giá trị bicarbonat<br /> từ 14 mM đến 30 mM tương ứng với tỉ số<br /> HCO3-/N-NH4+ từ 0,7 đến 1,5 để đánh giá ảnh<br /> <br /> Giá trị trung bình<br /> 7,3<br /> 205<br /> 370<br /> 0,1<br /> 1,6<br /> 28<br /> 0,1<br /> 30<br /> <br /> hưởng của nồng độ bicarbonat đến mô hình xử<br /> lý. Sử dụng NH4Cl để bổ sung N-NH4+ và<br /> NaHCO3 để bổ sung HCO3- cho nước thải thí<br /> nghiệm.<br /> Mô hình được vận hành trong điều kiện:<br /> không kiểm soát nhiệt độ và pH.<br /> <br /> Bảng 2. Thay đổi tỷ số bicarbonat/ammonium của nước thải đầu vào<br /> Lý thuyết<br /> <br /> Thí nghiệm<br /> <br /> Tỉ số HCO3-/NH4+<br /> 1,11/1<br /> 0,7/1<br /> 0,9/1<br /> 1,1/1<br /> 1,3/1<br /> 1,5/1<br /> <br /> Vi sinh vật: Sinh khối Anammox và<br /> Nitrosomonas, với các thông số sau: SS =<br /> 4872,5 mg/L, VSS = 3714,6 mg/L, được cung<br /> cấp từ đề tài nghiên cứu [5].<br /> Mô hình và thiết bị<br /> Thiết bị phản ứng có dạng hình hộp chữ<br /> nhật phía trên để hở, kích thước dài - rộng - cao<br /> tương ứng là 270 × 125 × 450 mm (thể tích =<br /> 15,2 lít; thể tích hữu ích = 12 lít). Thiết bị chia<br /> <br /> 64<br /> <br /> HCO3-<br /> <br /> NH4+ (280 mg/L)<br /> <br /> 14 mM<br /> 18 mM<br /> 22 mM<br /> 26 mM<br /> 30 mM<br /> <br /> 20 mM<br /> 20 mM<br /> 20 mM<br /> 20 mM<br /> 20 mM<br /> <br /> làm 2 ngăn: ngăn phản ứng 10 lít và ngăn lắng 2<br /> lít, 2 ngăn này thông với nhau ở dưới đáy. Mô<br /> hình thiết kế để cho nước thải đầu vào sẽ đi từ<br /> đầu ngăn phản ứng ở phía trên, di chuyển đến<br /> cuối ngăn phản ứng và chảy qua ngăn lắng từ<br /> phía dưới, tiếp tục đi lên phía trên ngăn lắng và<br /> chảy qua miệng ống ra khỏi thiết bị. Mô hình<br /> thiết kế để kéo dài đường đi của nước thải, tránh<br /> hiện tượng chảy tắt dòng, giúp quá trình xử lý<br /> đạt hiệu quả cao.<br /> <br /> TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 63-68<br /> <br /> có gắn thiết bị timer nhằm điều chỉnh thời gian<br /> cấp khí và thời gian ngưng cấp khí để tạo môi<br /> trường hiếu khí và kỵ khí theo yêu cầu (theo<br /> chu kỳ 3 phút cấp khí/15 phút ngưng cấp khí).<br /> Nước thải sau khi qua thiết bị xử lý sẽ chảy vào<br /> ngăn lắng, sau đó thoát ra ngoài.<br /> <br /> V-A<br /> 2<br /> <br /> 3<br /> <br /> 4<br /> <br /> 8<br /> <br /> 5<br /> <br /> 6<br /> <br /> Phương pháp phân tích<br /> Nước thải đầu vào và ra, mô hình được phân<br /> tích hàng ngày với các thông số sau: pH và DO<br /> được đo bằng thiết bị đo cầm tay tương ứng.<br /> Các chỉ tiêu khác được phân tích theo Clescerl<br /> et al. (1999) [1]: N-NH4(4500-NH3 F), N-NO2 ,<br /> N-NO3, SS(2540 D), VSS (2540 E), độ kiềm<br /> (2320 B), COD(5220 B); COD được điều chỉnh<br /> theo chất cản trở N-NO2 (-1,1 mg/L COD cho 1<br /> mg/L N-NO2)<br /> <br /> 7<br /> <br /> Hình 1. Sơ đồ mô hình thí nghiệm<br /> 1. Nguồn điện; 2. Timer; 3. Máy thổi khí; 4. Đồng hồ<br /> đo lưu lượng khí; 5. Thùng chứa nước thải đầu vào;<br /> 6. Bơm định lượng; 7. Bể phản ứng; 8. Nước ra.<br /> <br /> Vận hành hệ thống<br /> Mô hình vận hành với lưu lượng 10 lít/ngày.<br /> Nước thải được bơm liên tục từ thùng chứa vào<br /> mô hình, lưu lượng nước thải vào thiết bị này<br /> được điều chỉnh từ bơm định lượng với giá trị<br /> cố định 10 lít/ngày và thời gian lưu là 1 ngày.<br /> Mô hình được cấp khí thông qua bơm khí, khí<br /> được phân phối vào bể thông qua đầu phân phối<br /> khí. Lưu lượng khí được điều chỉnh thông qua<br /> lưu lượng kế với giá trị cố định 1 lít/phút. Khí<br /> được cấp không liên tục thông qua máy thổi khí<br /> <br /> 300<br /> <br /> 100<br /> <br /> 250<br /> <br /> 80<br /> <br /> 200<br /> <br /> 60<br /> <br /> 150<br /> 40<br /> <br /> 100<br /> <br /> 20<br /> <br /> 0<br /> <br /> 0<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .1<br /> 1 .1<br /> 1 .1<br /> 0 .9<br /> 0 .9<br /> 0 .9<br /> 0 .7<br /> 0 .7<br /> 0 .7<br /> 0 .7<br /> <br /> 50<br /> <br /> Tỉ số HCO3/NH4<br /> <br /> NH4<br /> <br /> NH4 ra<br /> <br /> Hình 2. Diễn biến nồng độ<br /> và hiệu suất loại N-NH4<br /> <br /> H% (N-NH4)<br /> <br /> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> <br /> Ảnh hưởng của nồng độ bicarbonate đến<br /> hiệu quả xử lý ammonium<br /> Thí nghiệm thực hiện liên tục với sự thay<br /> đổi 5 giá trị tỷ số HCO3-/N-NH4 là 1,5; 1,3; 1,1;<br /> 0,9; 0,7 đã đạt được các kết quả chỉ rõ ở hình 2<br /> và hình 3.<br /> 35<br /> 30<br /> 25<br /> 20<br /> 15<br /> 10<br /> 5<br /> 0<br /> <br /> 100<br /> 80<br /> 60<br /> 40<br /> 20<br /> 0<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .5<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .3<br /> 1 .1<br /> 1 .1<br /> 1 .1<br /> 0 .9<br /> 0 .9<br /> 0 .9<br /> 0 .7<br /> 0 .7<br /> 0 .7<br /> 0 .7<br /> <br /> 1<br /> <br /> Tỉ số HCO3/NH4<br /> <br /> HCO3<br /> <br /> HCO3 ra<br /> <br /> H% (HCO3)<br /> <br /> Hình 3. Diễn biến nồng độ<br /> và hiệu suất loại HCO3-<br /> <br /> Bảng 3. Hiệu suất loại N-NH4 và HCO3Tỉ số HCO3/N-NH4<br /> H% N-NH4<br /> H% HCO3-<br /> <br /> 1,5<br /> 75,38 ± 7,69<br /> 59,7 ± 11,12<br /> <br /> Trung bình ± độ lệch chuẩn<br /> 1,3<br /> 1,1<br /> 0,9<br /> 74,38 ± 3,69<br /> 71,27 ± 3,26 66,88 ± 12,27<br /> 60,87 ± 7,25<br /> 60,66 ± 7,24<br /> 59,87 ± 8,62<br /> <br /> 0,7<br /> 65,69 ± 6,22<br /> 53,69 ± 7,62<br /> 65<br /> <br /> Le Cong Nhat Phuong, Nguyen Huynh Tan Long, Ngo Ke Suong<br /> <br /> Tương ứng với giá trị tỉ số HCO3-/N-NH4<br /> của nước thải đầu vào khác nhau thì hiệu suất<br /> loại HCO3- và N-NH4 cũng thay đổi và được thể<br /> hiện ở hình 2 và 3. Hiệu suất loại N-NH4 trung<br /> bình lớn nhất là ở 75,4% tỉ số 1,5, và nhỏ nhất<br /> là 65,7 ở tỉ số 0,7 (bảng 3). Hiệu suất xử lý<br /> ammonium có dấu hiệu giảm dần khi tỉ số<br /> HCO3-/N-NH4 giảm dần, điều này cho thấy,<br /> bicarbonate có ảnh hưởng đến hiệu quả của quá<br /> trình nitrit hóa một phần/Anammox.<br /> Tuy nhiên, khi so sánh sự khác biệt hiệu<br /> suất xử lý N-NH4 ở các tỉ số khác nhau, kết quả<br /> <br /> cho thấy, không có sự khác biệt giữa hiệu suất ở<br /> các tỉ lệ HCO3-/N-NH4 1,5; 1,3; 1,1; còn tỉ lệ 0,9<br /> và 0,7 thì có sự khác biệt và có ý nghĩa về mặt<br /> thống kê (bảng 4). Điều này có nghĩa là ở các<br /> giá trị tỉ số HCO3-/NH4 của nước thải đầu vào từ<br /> 1,1-1,5 thì hiệu quả xử lý N-NH4 là tương<br /> đương nhau. So với tỉ lệ của phương trình lý<br /> thuyết là 1,1 thì 2 tỉ lệ HCO3-/NH4 thấp hơn (0,9<br /> và 0,7) cho kết quả hiệu suất loại N-NH4 thấp là<br /> đúng, bởi vì lượng bicarbonate không đủ để<br /> thực hiện quá trình cho nhóm vi khuẩn tự dưỡng<br /> xảy ra hoàn toàn theo phương trình (1).<br /> <br /> Bảng 4. So sánh sự khác biệt hiệu suất xử lý N- NH4 ở các tỷ số khác nhau (Method: 95.0 percent LSD)<br /> Trung bình<br /> Nhóm đồng đều<br /> H% N-NH4 (0,7)<br /> 65,688<br /> XXX<br /> H% N-NH4 (0,9)<br /> 66,879<br /> XX<br /> H% N-NH4 (1,1)<br /> 71,269<br /> XX<br /> H% N-NH4 (1,3)<br /> 74,379<br /> X<br /> H% N-NH4 (1,5)<br /> 75,381<br /> X<br /> H% HCO3- (0,7)<br /> 53,688<br /> X<br /> H% HCO3 (0,9)<br /> 59,869<br /> X<br /> H% HCO3- (1,1)<br /> 60,662<br /> X<br /> H% HCO3- (1,3)<br /> 60,871<br /> X<br /> H% HCO3- (1,5)<br /> 59,701<br /> X<br /> Bảng 5. So sánh tỉ số HCO3-/N-NH4+<br /> Quá trình<br /> - Nitrat hóa một<br /> phần/Anammox<br /> - CANON<br /> - SNAP<br /> - Nitrit hóa một<br /> phần/Anammox<br /> <br /> Nước thải<br /> Rỉ rác<br /> (sau ép<br /> bùn)<br /> Rỉ rác<br /> Chăn nuôi<br /> heo (sau<br /> giai đoạn<br /> kỵ khí)<br /> <br /> HCO3-/NNH4+ vào<br /> 1,45<br /> <br /> HCO3-/NNH4+<br /> đã tiêu thụ<br /> 1,14<br /> <br /> Szatkowska (2007)<br /> <br /> 1,22<br /> 0,99<br /> 1,51<br /> 1,32<br /> 1,08<br /> 0,88<br /> 0,70<br /> 1,49*<br /> (*). tỷ số của giai đoạn sục khí 3 phút/nghỉ sục khí 15 phút.<br /> Khi so sánh hiệu suất tiêu thụ HCO3- số liệu<br /> ở bảng 3 và bảng 4 cho kết quả các giá trị tương<br /> tự nhau (trừ kết quả ở tỷ số HCO3-/N-NH4+ =<br /> 0,7). Như vậy, hiệu quả loại N-NH4 tỉ lệ thuận<br /> với hiệu suất tiêu thụ HCO3- ở 3 tỉ số HCO3-/NNH4+ của nước thải đầu vào là 1,5; 1,3 và 1,1. Ở<br /> 66<br /> <br /> Tham khảo<br /> <br /> 1,2<br /> 0,98<br /> 1,19<br /> 1,08<br /> 0,92<br /> 0,81<br /> 0,58<br /> 1,12<br /> <br /> Phan Khắc Liệu (2006)<br /> <br /> Nghiên cứu này<br /> <br /> đây có sự liên hệ giữa khả năng tiêu thụ HCO3và loại N-NH4. Để đánh giá mối liên hệ giữa<br /> ammonium và bicarbonate, chúng tôi đã tính<br /> toán tỷ lệ giữa hàm lượng bicarbonate tiêu thụ<br /> và hàm lượng ammonium bị loại, kết quả được<br /> thể hiện ở bảng 5. Kết quả này tương tự với kết<br /> <br /> TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 63-68<br /> <br /> quả của các tác giả khác, với các loại nước thải<br /> khác nhau.<br /> Xây dựng mối liên hệ giữa ammonium và<br /> bicarbonate<br /> Kết quả thí nghiệm cho thấy có mối liên hệ<br /> giữa hàm lượng tiêu thụ HCO3- và hàm lượng<br /> loại N-NH4, có thể nhận thấy 2 mối liên hệ tuyến<br /> tính như sau: thứ nhất: do quá trình chuyển hóa<br /> ammonium cần một lượng bicarbonate sử dụng<br /> để quá trình nitrit hóa một phần/Anammox hoạt<br /> động, vì vậy khả năng có mối liên hệ giữa hiệu<br /> suất xử lý N-NH4 và hiệu suất tiêu thụ HCO3-.<br /> Như vậy, hiệu quả loại ammonium thông qua<br /> hiệu suất tiêu thụ bicarbonate. Thứ hai: vì hàm<br /> lượng HCO3- tiêu thụ có tỷ lệ với hàm lượng<br /> ammonium chuyển hóa, nên chúng có mối tương<br /> quan với nhau, từ đó có thể suy ra được hàm<br /> lượng ammonium chuyển hóa thông qua lượng<br /> bicarbonate tiêu thụ. Từ hàm lượng N-NH4<br /> chuyển hóa và tỉ số N-NH4/HCO3- của nước thải<br /> đầu vào có thể dự đoán được hiệu suất xử lý NNH4 qua phương trình:<br /> H% N-NH4 = (N-NH4 - N-NH4 ra) × 100% (3)<br /> <br /> Trong đó, N-NH4 = HCO3- × (tỉ số HCO3/N-NH4 (nước thải vào) (4); N-NH4 ra = N-NH4<br /> - (lượng N-NH4 chuyển hóa) (5).<br /> Dựa vào các phương trình (3), (4) và (5) trên,<br /> có thể thấy rằng, có mối liên hệ giữa ammonium<br /> và bicarbonate, tuy nhiên, hệ số tin cậy chỉ ở<br /> mức trung bình và cao (0,4-0,775 hay 40%77,5%). Trong khi đó, các nghiên cứu cho thấy,<br /> giữa hàm lượng N-NH4 với độ dẫn điện có mối<br /> liên hệ, với độ tin cậy rất cao Gut (2006) [2] là<br /> (0,81-0,87) và Szatkowska (2007) [7] là (0,830,93). Độ chính xác khi sử dụng thông số độ dẫn<br /> điện đánh giá cao vì độ dẫn điện cũng phụ thuộc<br /> vào nồng độ N-NH4 trong nước thải, trong khi<br /> nồng độ HCO3- lại không phụ thuộc vào nồng độ<br /> N-NH4, chỉ có một tỉ lệ tương đối giữa 2 nồng độ<br /> này đối với từng loại nước thải nhất định, đối với<br /> nước thải chăn nuôi lợn trong thí nghiệm, thì tỉ<br /> số là 1,7. Vì vậy, tuy có thể đo nồng độ HCO3- để<br /> tìm ra được hiệu quả xử lý N-NH4 với độ tin cậy<br /> cao nhất là 77,5%, nhưng so với phương pháp đo<br /> độ dẫn điện để dự đoán hiệu quả xử lý N-NH4 thì<br /> có độ chính xác kém hơn.<br /> <br /> Bảng 6. Công thức mô tả tương quan tuyến tính<br /> Tỷ số<br /> 1,1<br /> 1,5<br /> 1,7 (*)<br /> <br /> Mối liên hệ<br /> (H% N-NH4) = 48,9609 + 0,368778 × (H% HCO3-)<br /> ( N-NH4) = 133,857 + 4,90451 × ( HCO3-)<br /> (H% N-NH4) = 39,0429 + 0,608672 × (H% HCO3-)<br /> ( N-NH4) = 68,3354 + 7,05211 × ( HCO3-)<br /> (H% N-NH4) = 37,6218 + 0,559132 × (H% HCO3-)<br /> ( N-NH4) = 68,642 + 5,73573 × ( HCO3-)<br /> <br /> R2<br /> 73,46%<br /> 69,15%<br /> 77,5%<br /> 69,3%<br /> 69,8%<br /> 75,1%<br /> <br /> (*). Các mẫu ở thí nghiệm 1 có tỷ số HCO3-/N-NH4 = 1,7 (là tỷ số trung bình của nước thải chăn nuôi lợn)<br /> KẾT LUẬN<br /> <br /> suất loại N-NH4 tốt khi tỷ số HCO3-/N-NH4 ≥ 1,1.<br /> <br /> Sau thời gian nghiên cứu thực nghiệm với<br /> kết quả đạt được khi xử lý được ammonium<br /> trong nước thải chăn nuôi lợn bằng quá trình<br /> nitrit hóa một phần/anammox với việc sử dụng<br /> bùn hoạt tính; chế độ vận hành thực hiện theo<br /> chu kỳ 3 phút cấp khí/15 phút ngưng cấp khí, ở<br /> tải trọng 0,22 kgN-NH4/m3.ngày, có thể đưa ra<br /> nhận xét sau:<br /> <br /> Có mối liên hệ giữa hiệu suất xử lý N-NH4<br /> và hiệu quả tiêu thụ HCO3- với hệ số tin cậy<br /> (R2) cao nhất là 0,775. Do đó, có thể đo mức độ<br /> tiêu thụ bicarbonate để dự đoán hiệu quả loại<br /> ammonium.<br /> <br /> Hiệu suất loại N-NH4 giảm từ 75,4% xuống<br /> còn 65,7% khi tỉ số HCO3-/N-NH4 của nước thải<br /> đầu vào giảm từ 1,5 xuống 0,9. Từ kết quả thu<br /> được chứng minh, mô hình vận hành với hiệu<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> 1. Clescerl L. S., Arnold E. Greenberg,<br /> Andrew D. Eaton, 1999. Standard methods<br /> for the examination of water and<br /> wastewater-20th edition, American Public<br /> Health Association.<br /> 67<br /> <br />