Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SWIM-BED

BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC<br /> <br /> 2014<br /> <br /> NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT<br /> BẰNG CÔNG NGHỆ SWIM-BED<br /> CN. Đặng Hạ, ThS. Đào Vĩnh Lộc<br /> Trường Đại học Yersin Đà Lạt<br /> Tóm tắt<br /> Công nghệ Swim-bed xử lý nước thải sinh hoạt có nhiều ưu điểm nổi bậc so với các công nghệ trước đây. Nghiên<br /> cứu này thiết lập mô hình Swim-bed quy mô phòng thí nghiệm để xử lý nước thải sinh hoạt tại Đà Lạt. Các thông số<br /> vận hành như thời gian lưu nước (HRT) là 6,5-10 giờ, pH là 6,5-8 và nồng độ oxy hòa tan (DO) là 2-3 mg/l. Qua 90<br /> 3<br /> ngày nghiên cứu với các tải trọng hữu cơ (OLR) là 0,5, 1,0 và 1,5 kg/m .ngày, cho thấy hiệu suất xử lý COD, Nitơ và<br /> Photpho tương đối cao. Với COD lần lượt đạt 80,1%, 75,7% và 74,1%, với Nitơ lần lượt là 88,69%, 50,3% và 47,7% và<br /> 50,2%, 55,58% và 52,1% là hiệu suất xử lý Photpho qua các OLR. Kết quả này cho thấy công nghệ Swim-bed có tính khả<br /> thi cao khi xử lý nước thải sinh hoạt tại Đà Lạt.<br /> Absctract<br /> Research on treatment domestic wastewater by Swim-bed technology<br /> Swim-bed technology using Biofringe as biomass for domestic wastewater treatment, with a lot of positive effects<br /> compared to previous technology, is the most researched technology these days. This research set the Swim-bed pilot<br /> using similar biomass as Biofringe to treats domestic wastewater in Da Lat. These active parameters such as hydraulic<br /> retention time (HRT), pH and dissolved oxygen (DO) were 6.5-10h, 6.5-8 and 2-3 mg/l, respectively. organic loading rate<br /> 3<br /> (OLR) was 0.5, 1.0 and 1.5 kg COD/m .day, after 90 operative days, these results show that the high of treatment effect<br /> as COD, Nitrogen and Phosphorus. This effect of COD was 80.1%, 75.7% and 74.1% and of Nitrogen was 88.69%, 50.3%<br /> và 47.7%, respectively. Besides, 50.2%, 55.58% and 52.1% were the effective treatment of Phosphorus through of<br /> mentioned OLR. the results showed that the advantages of this technology outnumber the previous technology to treats<br /> domestic wastewater in Da Lat.<br /> <br /> 1. Giới thiệu<br /> Nước thải sinh hoạt là nguồn chất thải gây ô<br /> nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được xử<br /> lý trước khi xả thải ra ngoài môi trường. Các công<br /> nghệ xử lý nước thải truyền thống có các nhược điểm<br /> như tốn diện tích, giá thành xây dựng và vận hành<br /> cao, khả năng xử lý các loại chất dinh dưỡng (Nitơ,<br /> phốt pho) thấp, tải lượng ô nhiễm thấp và lượng bùn<br /> thải tạo ra lớn... Để hạn chế các nhược điểm như<br /> trên, nhiều công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt mới<br /> được nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới nói chung<br /> cũng như ở Việt Nam nói riêng.<br /> Công nghệ Swim-bed là một công nghệ mới đang<br /> được nghiên cứu và ứng dụng trong những năm gần<br /> đây trên thế giới, đặc biệt là ở Nhật Bản. Công nghệ<br /> này là sự kết hợp -các điều kiện thuận lợi của quá<br /> trình bùn hoạt tính truyền thống và bể lọc sinh học.<br /> Sử dụng giá thể sinh học là Biofringe (BF), giá thể<br /> được thiết kế có bề mặt hiệu dụng lớn để lớp màng<br /> biofilm dính bám trên bề mặt của giá thể, tạo điều<br /> kiện tối ưu cho hoạt động của vi sinh vật khi những<br /> giá thể này lơ lửng trong nước và tiếp xúc với chất<br /> dinh dưỡng, từ đó giúp chuyển hóa các chất ô nhiễm<br /> có trong nước thải. Giá thể BF được làm từ sợi acrylic<br /> thấm nước tốt, diện tích bề mặt lớn. Các sợi này<br /> được dệt thành các sợi nhỏ, sau đó kết lại theo dạng<br /> xương cá làm tăng khả năng co giãn và chịu lực. Cấu<br /> <br /> trúc xương cá của BF chia làm 2 loại: Sợi dọc (Warp<br /> thread) được làm bằng các sợi Polyester; sợi ngang<br /> (Weft thread) làm bằng acrylic rất ưa nước do đó bùn<br /> có thể dễ dàng và nhanh chóng được dính bám vào<br /> (Hình 1).<br /> <br /> Hình 1: Cấu trúc của giá thể Biofringe<br /> Chủng loại vi sinh vật trong lớp màng biofilm<br /> tương tự như đối với hệ thống xử lý bùn hoạt tính lơ<br /> lửng. Phân tích theo chủng loại vi sinh vật, lớp màng<br /> này còn có thể chia thành hai lớp: Lớp màng kỵ khí ở<br /> bên trong và lớp màng hiếu khí ở bên ngoài (Hình 2).<br /> Sự hình thành 2 lớp màng này là do chiều sâu của lớp<br /> màng lớn hơn nhiều so với đường kính của khối vi<br /> sinh vật, oxy hoà tan trong nước chỉ khuếch tán vào<br /> gần bề mặt màng và làm cho lớp màng phía ngoài trở<br /> thành hiếu khí, còn lớp màng bên trong không tiếp<br /> xúc được với oxy trở thành lớp màng kỵ khí.<br /> <br /> 23<br /> <br /> BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC<br /> <br /> 2014<br /> <br /> Bảng 1: Thông số cấu tạo của bể sinh học và bể lắng<br /> Bể lắng<br /> <br /> Thể tích hữu dụng (lít)<br /> Chiều cao<br /> (cm)<br /> <br /> Phần đáy<br /> <br /> 10<br /> 18<br /> <br /> 65<br /> <br /> 13<br /> <br /> Chiều rộng (cm)<br /> <br /> Hình 2: Mô tả lớp màng Biofilm<br /> Tuy nhiên, đây là loại giá thể được sản xuất tại<br /> Nhật Bản, có giá thành cao. Do đó, rất khó triển khai<br /> để nghiên cứu và ứng dụng với điều kiện ở Việt Nam.<br /> Chính vì thế, chúng tôi thiết kế mô phỏng theo loại<br /> giá thể trên với những vật liệu có sẵn ở Việt Nam<br /> nhằm đánh giá hiệu quả xử lý cũng giảm chi phí đầu<br /> tư cho một hệ thống swim-bed xử lý nước thải sinh<br /> hoạt tại Đà Lạt.<br /> 2. Phương pháp và vật liệu nghiên cứu<br /> 2.1. Mô hình thí nghiệm và nội dung nghiên<br /> cứu<br /> Mô hình Swim-bed được thiết kế và lắp đặt tại<br /> phòng thí nghiệm công nghệ môi trường. Sơ đồ và<br /> thông số cấu tạo mô hình thí nghiệm lần lượt được<br /> trình bày trong Hình 3. Cấu tạo chi tiết của bể sinh<br /> học và bể lắng được trình bày trong Bảng 1.<br /> 3<br /> 2<br /> 4<br /> 1<br /> <br /> 5<br /> <br /> Phần trên<br /> <br /> Bể sinh<br /> học<br /> <br /> 3,9<br /> <br /> Thông số<br /> <br /> 15<br /> <br /> 14<br /> <br /> Chiều dài (cm)<br /> <br /> 15<br /> <br /> 16<br /> <br /> Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Nước thải<br /> trong bể chứ nước thải (1) được bơm nước thải (2)<br /> bơm vào bể sinh học (4) với lưu lượng được chỉnh<br /> phù hợp. Nồng độ oxy hòa tan trong bể sinh học<br /> được cung cấp bằng máy sục khí (3) với bộ cấp khí<br /> được đặt ở đáy bể sinh học. Nước thải sau khi được<br /> xử lý tại bể sinh học sẽ được đưa qua bể lắng (5), tại<br /> đây lượng bùn hoạt tính sau khi lắng được dẫn vào bể<br /> chứa bùn thông qua van xả bùn đặt ở đáy bể lắng.<br /> Nước thải sau khi lắng được dẫn vào bể chứa nước<br /> thải sau xử lý (6).<br /> Nghiên cứu được chia thành 2 giai đoạn:<br />  Giai đoạn 1 (thí nghiệm thích nghi): Đây là<br /> giai đoạn nhằm ổn định và tạo sự thích nghi của bùn<br /> hoạt tính đối với nước thải sinh hoạt. Với Tải trọng<br /> hữu cơ (OLR) là 0,25 kg/m3.ngày, pH = 6,5 – 8, Thời<br /> gian lưu nước (HRT) = 38,4h, Nồng độ oxy hòa tan<br /> trong bể sinh học (DO) = 3 – 4 mg/l.<br />  Giai đoạn 2: Đánh giá hiệu suất xử lý của hệ<br /> thống qua các tải trọng hữu cơ (OLR) là 0,5<br /> kg/m3.ngày, 1 kg/m3.ngày và 1,5 kg/m3.ngày. Chi tiết<br /> các thông số vận hành của giai đoạn này được trình<br /> bày trong Bảng 2.<br /> <br /> 6<br /> <br /> Bảng 2: Các thống số vận hành thí nghiệm<br /> Các thông số vận hành<br /> <br /> Hình 3: Sơ đồ mô hình thí nghiệm<br /> <br /> Chú thích:<br /> 1. Bể chứa nước thải<br /> 2. Bơm nước thải<br /> 3. Máy thổi khí<br /> 4. Bể sinh học với giá thể mô phỏng Biofringe<br /> 5. Bể lắng<br /> 6. Bể chứa nước thải đã qua xử lý<br /> <br /> Thí nghiệm<br /> <br /> Giai<br /> đoạn<br /> 1<br /> <br /> Giai<br /> đoạn<br /> 2<br /> <br /> Thí<br /> nghiệm<br /> thích<br /> nghi<br /> Thí<br /> nghiệm<br /> 1<br /> Thí<br /> nghiệm<br /> 2<br /> Thí<br /> nghiệm<br /> 3<br /> <br /> DO<br /> (mg/l)<br /> <br /> pH<br /> <br /> HRT<br /> (h)<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 6,5 - 8<br /> <br /> 38,4<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 6,5<br /> <br /> 19,2<br /> <br /> 3-4<br /> <br /> 6,5<br /> <br /> 9,6<br /> <br /> 3-4<br /> <br /> 6,5<br /> <br /> 6,4<br /> <br /> 3-4<br /> <br /> OLR<br /> (kg/m3.ngày)<br /> <br /> 1,0<br /> <br /> 1,5<br /> <br /> 3-4<br /> <br /> 24<br /> <br /> BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC<br /> <br /> 2.2. Giá thể sinh học<br /> Vì giá thể Biofringe, Nhật Bản có giá thành cao và<br /> không sẵn có tại Việt Nam, nên sử dụng loại giá thể<br /> mô phỏng lại hình dáng của loại giá thể này. Cấu tạo<br /> giá thể mô phỏng bao gồm một trục chính dài 500<br /> mm và những sợi nằm ngang có đường kính khoảng 1<br /> mm và dài 10  3 mm. Sợi trục chính được làm bằng<br /> thép chống gỉ có độ bền cao, chịu được trọng lượng<br /> lớn. Các sợi ngang là các sợi được cấu tạo từ sợi<br /> polyetylen (Hình 4).<br /> <br /> 2.4. Phương pháp lấy và phân tích mẫu<br /> Các mẫu được lấy vào mỗi buổi sáng sau khi đã<br /> kiểm tra mô hình hoạt động trong điều kiện bình<br /> thường. Phân tích các chỉ tiêu pH, DO, COD, BOD5,<br /> N-NH3 và P-PO43- để đánh giá hoạt động và hiệu suất<br /> của hệ thống. Các chỉ tiêu pH, DO và nhiệt độ được<br /> đo trực tiếp trong bể sinh học, các chỉ tiêu còn lại<br /> được phân tích sau bể lắng. Tần suất và các phương<br /> pháp phân tích mẫu lần lượt được trình bày ở bảng 4.<br /> Bảng 4: Tần suất và phương pháp phân tích mẫu<br /> STT<br /> <br /> Hình 4: Giá thể<br /> mô phỏng giá thể<br /> Biofringe<br /> <br /> 2014<br /> <br /> Chỉ<br /> tiêu<br /> <br /> Tần<br /> suất<br /> <br /> Phương<br /> pháp<br /> <br /> Thiết bị<br /> <br /> Điện cực<br /> Hana<br /> <br /> Bút đo pH<br /> <br /> 1<br /> <br /> pH<br /> <br /> 2<br /> lần/ngày<br /> <br /> 2<br /> <br /> Nhiệt<br /> độ<br /> <br /> 2<br /> lần/ngày<br /> <br /> Nhiệt kế chất lỏng<br /> <br /> 3<br /> <br /> Nước thải sinh hoạt, được lấy từ ngăn phân phối<br /> sau bể lắng cát tại nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt<br /> Đà Lạt. Thành phần và tính chất của nước thải được<br /> trình bày trong Bảng 3.<br /> <br /> COD<br /> <br /> 3<br /> lần/tuần<br /> <br /> 4<br /> <br /> BOD5<br /> <br /> 1<br /> lần/tuần<br /> <br /> Winkler<br /> cải tiến<br /> <br /> 5<br /> <br /> 2.3. Nước thải và bùn hoạt tính<br /> <br /> Đun hoàn<br /> lưu kín với<br /> K2Cr2O7,<br /> chuẩn độ<br /> bằng dung<br /> dịch FAS<br /> <br /> N-NH3<br /> <br /> 2<br /> lần/tuần<br /> <br /> So<br /> màu<br /> (Thuốc<br /> thử<br /> Nessler)<br /> <br /> Máy<br /> spectrophotometer<br /> <br /> 6<br /> <br /> PPO43-<br /> <br /> 2<br /> lần/tuần<br /> <br /> So<br /> màu<br /> (Thuốc<br /> thử SunfoMolipdate)<br /> <br /> Máy<br /> spectrophotometer<br /> <br /> Bảng 3: Thành phần nước thải sinh hoạt tại<br /> NMXLNT Đà lạt<br /> STT<br /> <br /> Thông số<br /> <br /> Đơn vị<br /> <br /> Giá trị<br /> <br /> -<br /> <br /> 7 - 7,5<br /> <br /> 1<br /> <br /> pH<br /> <br /> 2<br /> <br /> COD<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 206,7 - 645,6<br /> <br /> 3<br /> <br /> BOD5<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 190,5 - 284,5<br /> <br /> 4<br /> <br /> SS<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 112 - 384<br /> <br /> 5<br /> <br /> N-NH3<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 25 - 50<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 4,7 - 9,45<br /> <br /> 6<br /> <br /> P-PO4<br /> <br /> 3-<br /> <br /> Bùn hoạt tính sử dụng có nguồn gốc từ bể sinh<br /> học của Hệ thống MBBR xử lý nước thải sinh hoạt,<br /> Phòng thí nghiệm CNMT, Đại học Yersin Đà Lạt.<br /> Lượng bùn hoạt tính sử dụng trong bể sinh học tính<br /> theo MLSS là 3.500 mg/l (Hình 5).<br /> <br /> Hình 5: Bùn hoạt tính<br /> từ bể sinh học MBBR<br /> <br /> Ống COD<br /> Máy phá mẫu<br /> <br /> Tủ nung BOD<br /> <br /> 3. Kết quả và thảo luận<br /> 3.1. Hiệu suất xử lý COD (Hình 6)<br /> Kết quả tại thí nghiệm 1 cho thấy, hiệu suất xử lý<br /> chưa ổn định nhưng vẫn duy trì ở mức từ 60,44%<br /> đến 94,39%. Nguyên nhân của sự không ổn định này<br /> là do lớp màng biofilm bám dính trên giá thể còn<br /> mỏng, chưa ổn định.<br /> Đối với kết quả của thí nghiệm 2, hiệu suất xử lý<br /> trong những ngày đầu giảm xuống còn 66,1%, thấp<br /> hơn nhiều so với hiệu suất xử lý trung bình của thí<br /> nghiệm 1. Nguyên nhân chính là do hệ vi sinh vật<br /> trong bùn hoạt tính chưa thích nghi được với nồng<br /> độ ô nhiễm tăng cao nên không xử lý triệt để. Tuy<br /> nhiên, sau đó hiệu suất xử lý tăng dần đều qua thời<br /> gian và ổn định ở mức 76%.<br /> Với thí nghiệm 3, hiệu suất xử lý có sự giảm nhẹ<br /> trong thời gian đầu sau khi tăng tải trọng, giảm xuống<br /> còn 60% so với thí nghiệm 2 là 80% ở giai đoạn cuối.<br /> Sau đó, dần ổn định ở mức bình quân là 74%.<br /> <br /> 25<br /> <br /> 2014<br /> <br /> BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC<br /> <br /> Thí nghiệm 1<br /> 700.0<br /> <br /> Đầu ra<br /> <br /> Thí nghiệm 2<br /> <br /> Hiệu suất<br /> Thí nghiệm 3<br /> <br /> 100.00<br /> <br /> COD (mg/l)<br /> <br /> 600.0<br /> <br /> 80.00<br /> <br /> 500.0<br /> 400.0<br /> <br /> 60.00<br /> <br /> 300.0<br /> <br /> 40.00<br /> <br /> 200.0<br /> <br /> Hiệu suất (%)<br /> <br /> Đầu vào<br /> <br /> Những ngày tiếp theo của thí nghiệm này, hiệu suất<br /> xử lý tăng đều và ổn định dần trong những ngày cuối.<br /> Hiệu suất trung bình của thí nghiệm 2 tương đối cao<br /> đạt 50,03  6,5%. Diễn biến của thí nghiệm 3 cũng<br /> tương tự như thí nghiệm 2, hiệu suất trung bình của<br /> thí nghiệm 3 đạt 47,7  12,6%.<br /> Qua 3 thí nghiệm thì hiệu suất xử lý N-NH3 của<br /> công nghệ tương đối cao, trung bình khoảng 37,77,3%. So với QCVN 14:2008/BNTMT cột B, thì chỉ có<br /> thí nghiệm 1 đạt tiêu chuẩn xả thải, đối với thí<br /> nghiệm 2 và thí nghiệm 3 vẫn chưa đạt tiêu chuẩn<br /> này.<br /> <br /> 20.00<br /> <br /> 100.0<br /> 0.0<br /> <br /> Đầu vào<br /> <br /> 0.00<br /> 1<br /> <br /> 4<br /> <br /> 7<br /> <br /> 10<br /> <br /> 13<br /> <br /> 16<br /> <br /> 19<br /> <br /> 22<br /> <br /> 25<br /> <br /> 28<br /> <br /> 31<br /> <br /> 34<br /> <br /> Thí nghiệm 2<br /> <br /> Thí nghiệm 1<br /> <br /> 37<br /> <br /> Đầu ra<br /> <br /> Hiệu suất<br /> <br /> Thí nghiệm 3<br /> <br /> 80<br /> <br /> Thời gian (ngày)<br /> <br /> 120.0<br /> <br /> Hình 6: Hiệu quả xử lý COD qua các Thí nghiệm<br /> 3.2. Hiệu quả xử lý BOD5 (Hình 7)<br /> Hiệu suất xử lý BOD5 của hệ thống qua ba thí<br /> nghiệm tương đối cao, lần lượt đạt 65,6%, 71,5%, và<br /> 81,2%. Hiệu suất xử lý BOD5 tăng dần qua quá trình<br /> vận hành, điều này chứng tỏ rằng công nghệ Swimbed có khả năng xử lý tốt BOD5. Theo QCVN<br /> 14:2008/BTNMT (Quy chuẩn quốc gia về nước thải<br /> sinh hoạt), nồng độ BOD5 tối đa sau xử lý loại A là<br /> 30mg/l, loại B là 50mg/l. Theo kết quả xử lý ở Hình 7,<br /> thí nghiệm 1 và thí nghiệm 3 có kết quả đạt loại B so<br /> với QCVN này.<br /> Đầu ra<br /> <br /> Thí nghiệm 2<br /> <br /> 400.0<br /> <br /> Hiệu suất<br /> Thí nghiệm 3<br /> <br /> 90<br /> 80<br /> 70<br /> 60<br /> 50<br /> 40<br /> 30<br /> 20<br /> 10<br /> 0<br /> <br /> BOD5 (mg/l)<br /> <br /> 350.0<br /> 300.0<br /> 250.0<br /> 200.0<br /> 150.0<br /> 100.0<br /> 50.0<br /> 0.0<br /> 1<br /> <br /> 2<br /> <br /> 3<br /> <br /> 4<br /> <br /> 5<br /> <br /> 6<br /> <br /> HIệu suất (%)<br /> <br /> Đầu vào<br /> Thí nghiệm 1<br /> <br /> 7<br /> <br /> Lần phân tích<br /> <br /> Hình 7: Hiệu quả xử lý BOD5 qua các Thí nghiệm<br /> 3.3. Hiệu quả xử lý N-NH3 (Hình 8)<br /> Hiệu quả xử lý bình quân tại thí nghiệm 1 chỉ đạt<br /> 87,22%, tuy nhiên thời gian ở giai đoạn cuối của thí<br /> nghiệm này, hiệu quả xử lý tăng nhanh và duy trì ổn<br /> định trong khoảng 88,69  12,04%. Giai đoạn đầu của<br /> thí nghiệm 2, hiệu suất cũng giảm như đối với hiệu<br /> suất xử lý COD và BOD5, giảm xuống còn 43,8%.<br /> <br /> Amoni (mg/l)<br /> <br /> 70<br /> <br /> 100.0<br /> <br /> 60<br /> 80.0<br /> <br /> 50<br /> 40<br /> <br /> 60.0<br /> <br /> 30<br /> <br /> 40.0<br /> <br /> Hiệu suất (%)<br /> <br /> Nhìn chung, có thể cho thấy rằng hiệu suất xử lý<br /> COD của công nghệ Swim-bed là tương đối cao, lần<br /> lượt qua 3 thí nghiệm là 80%, 76% và 74%. Hiệu quả<br /> xử lý COD tương đối ổn định trong suốt quá trình<br /> vận hành, điều này chứng tỏ vi sinh vật trong hệ<br /> thống Swim-bed ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nồng<br /> độ chất ô nhiễm. Đây là một trong những ưu điểm<br /> của công nghệ Swim-bed.<br /> <br /> 20<br /> 20.0<br /> <br /> 10<br /> 0<br /> <br /> 0.0<br /> 1<br /> <br /> 3<br /> <br /> 5<br /> <br /> 7<br /> <br /> 9<br /> <br /> 11<br /> <br /> 13<br /> <br /> 15<br /> <br /> 17<br /> <br /> 19<br /> <br /> 21<br /> <br /> Hình 8: Hiệu quả xử lý N-NH3 qua các thí nghiệm<br /> 3.4. Hiệu quả xử lý P-PO43- (Phốt phát) (Hình 9)<br /> Kết quả thí nghiệm 1 cho thấy hiệu suất xử lý phốt<br /> phát trung bình là 50,2  13,4%. Đây là một hiệu suất<br /> xử lý phốt phát khá cao khi so sánh với các công nghệ<br /> xử lý nước thải sinh hoạt khác.<br /> Giai đoạn đầu của thí nghiệm 2, hiệu suất xử lý<br /> phốt phát giảm đột ngột, chỉ còn 49%. Lý do là vì khi<br /> đang hoạt động ở OLR là 0,5 kg COD/m3.ngày tại thí<br /> nghiệm 1 khi tăng lên 1,0 kg COD/m3 làm cho hệ vi sinh<br /> trong hệ thống chưa kịp thích ứng nên bị giảm khả<br /> năng hoạt hóa, từ đó làm giảm hiệu quả xử lý của hệ<br /> thống. Tuy nhiên, những ngày tiếp theo của thí nghiệm<br /> này cho thấy hiệu quả xử lý tăng lên và duy trì hiệu<br /> suất xử lý trong khoảng 52,2-69,1%, điều này cho thấy<br /> khả năng thích nghi nhanh của hệ vi sinh xử lý phốt<br /> phát trong nước thải. Hiệu quả xử lý trung bình của<br /> thí nghiệm này là 55,58  9.7%.<br /> Ở thí nghiệm 3, hiệu suất xử lý phốt phát trung<br /> bình là 52,1  13,4% có giảm so với thí nghiệm 1 và 2.<br /> Ban đầu, do bắt đầu thay đổi tải trọng hữu cơ nên hiệu<br /> suất xử lý có giảm xuống tương tự như ở thí nghiệm 2.<br /> Sau đó lại tăng lên đến 59,2% vào những ngày cuối của<br /> thí nghiệm.<br /> <br /> 26<br /> <br /> BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC<br /> Đầu vào<br /> <br /> Thí nghiệm 1<br /> <br /> Đầu ra<br /> <br /> hành là 52,65%. Chỉ có kết quả tại thí nghiệm 2 đạt<br /> QCVN 14:2008/BNTMT cột B về chỉ tiêu phốt phát.<br /> <br /> Hiệu suất<br /> <br /> Thí nghiệm 2<br /> <br /> Thí nghiệm 3<br /> 70.0<br /> <br /> 10<br /> <br /> 60.0<br /> 50.0<br /> <br /> 8<br /> <br /> 40.0<br /> 6<br /> <br /> 30.0<br /> <br /> 4<br /> <br /> 20.0<br /> <br /> 2<br /> <br /> Hiệu suất (%)<br /> <br /> 80.0<br /> <br /> 12<br /> <br /> Photphat (mg/l)<br /> <br /> 14<br /> <br /> 10.0<br /> <br /> 0<br /> <br /> 0.0<br /> 1<br /> <br /> 3<br /> <br /> 5<br /> <br /> 7<br /> <br /> 9<br /> <br /> 11<br /> <br /> 13<br /> <br /> 15<br /> <br /> 17<br /> <br /> 2014<br /> <br /> 19<br /> <br /> 21<br /> <br /> Hình 9: Hiệu quả xử lý P-PO43- qua các thí nghiệm<br /> Qua 3 thí nghiệm, hiệu suất xử lý phốt phát của<br /> hệ thống cũng khá cao, trung bình đạt 52,65  17,8%.<br /> Trong đó, hiệu suất của thí nghiệm 2 là cao nhất, với<br /> 55,58  9,% và đạt TCVN 14:2008/BTNMT. Kết quả<br /> này cho thấy rằng, hệ thống hoạt động càng ổn định<br /> và đạt được hiệu suất xử lý ngày càng cao theo thời<br /> gian vận hành của các thí nghiệm. Tuy nhiên, ở thí<br /> nghiệm 3 hiệu suất bình quân xử lý thấp hơn thí<br /> nghiệm 2, lý giải kết quả này do khi tăng tải trọng hữu<br /> cơ đã làm giảm thời gian lưu (HRT) của nước thải<br /> trong bể sinh học, từ đó không đảm bảo về mặt thời<br /> gian cho các vi sinh vật xử lý hoàn toàn chất ô nhiễm<br /> nói chung và phốt phát nói riêng.<br /> 4. Kết luận và kiến nghị<br /> 4.1. Kết luận<br /> Đề tài nghiên cứu xử lý thành phần hữu cơ trong<br /> nước thải sinh hoạt bằng công nghệ Swim-bed qua 2<br /> giai đoạn và 4 thí nghiệm đã đạt được những kết quả<br /> sau:<br />  Hiệu quả xử lý COD tương đối cao và ổn định<br /> theo thời gian, trung bình đạt 79,92  38,99 mg/l.<br /> Tương tự, hiệu suất xử lý BOD5 cũng tăng dần trong<br /> quá trình vận hành. Hiệu suất xử lý của 3 thí nghiệm<br /> lần lượt là 65,56  5,58%; 71,49  7,18%; 81,2  3,82%.<br /> Hiệu suất trung bình trong quá trình vận hành là<br /> 72,57  8,16%. Kết quả tại thí nghiệm 1 và thí nghiệm 3<br /> có kết quả đạt tiêu chuẩn xả thải loại B so với QCVN<br /> 14:2008/BNTMT cột B.<br />  Hiệu quả xử lý N-NH3 cao nhưng thay đổi khi<br /> tải trọng hữu cơ tăng, trong đó hiệu suất xử lý qua 3<br /> thí nghiệm lần lượt đạt 88,69  12,04%, 50,03  6,5%<br /> và 47,7  12,6%. Giá trị trung bình của quá trình vận<br /> hành đạt 24  10,23%. Tuy nhiên, so sánh với QCVN<br /> 14:2008/BNTMT cột B về chỉ tiêu N-NH3, thì chỉ có kết<br /> quả của thí nghiệm 1 là đạt tiêu chuẩn xả thải, đối<br /> với thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 vẫn chưa đạt tiêu<br /> chuẩn này. Hiệu quả xử lý P-PO43- (phốt phát) cũng<br /> tăng dần trong quá trình vận hành. Hiệu suất xử lý<br /> của 3 thí nghiệm lần lượt là 50,2  13,4%, 55,58  9.7%<br /> và 52,1  13,4%. Hiệu suất trung bình của quá trình vận<br /> <br /> 4.2. Kiến nghị<br /> Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi có một số<br /> kiến nghị như sau:<br />  Cần nghiên cứu về các điều kiện vận hành tối<br /> ưu của công nghệ<br />  Cần nhiều thời gian hơn với một tải trọng<br /> hữu cơ, cũng như nghiên cứu tại các tải trọng hữu<br /> lớn hơn.<br />  Cần nghiên cứu với nhiều loại nước thải khác<br /> nhau để so sánh hiệu quả xử lý và khả năng áp dụng<br /> công nghệ Swim-bed.<br />  Cần nghiên cứu về hệ vi sinh vật tồn tại trong<br /> bùn hoạt tính.<br /> <br /> Tài liệu tham khảo<br /> 1. Đinh Hải Hà (2009), Phương pháp phân tích<br /> các chỉ tiêu môi trường, trường Đại học Công nghiệp<br /> Tp. Hồ Chí Minh.<br /> 2. Đào Vĩnh Lộc (2010), Bài giảng Công nghệ môi<br /> trường, Khoa Sinh học Môi trường, trường Đại học<br /> Yersin Đà Lạt, Lâm Đồng.<br /> 3. Lê Hoàng Nghiêm (2010), Bài giảng các quá<br /> trình sinh học trong công nghệ môi trường, Khoa Môi<br /> trường, trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh.<br /> 4. Nguyễn Tấn Phong (2010), Bài giảng Biological<br /> Wastewater Treatment Technologies, Khoa Môi<br /> trường, trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh.<br /> 5. Nguyễn Văn Phước (2007), Giáo trình xử lý<br /> nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp<br /> sinh học, Nxb. Xây dựng, Hà Nội.<br /> 6. TCXDVN 33:2006 Cấp nước-Mạng lưới đường<br /> ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế, Bộ Xây Dựng.<br /> 7. TCXDVN 51:2006 Thoát nước – Mạng lưới bên<br /> ngoài và công trình, Tiêu chuẩn thiết kế, Bộ Xây dựng.<br /> 8. Metcalf & Eddy (2003), Wastewater<br /> Engineering, Treatment and Resuse, Fourth Edition,<br /> McGraw-Hill, New York, USA.<br /> 9. Joseph D.Rouse, Daisuke Yazaki, Yingjun<br /> Cheng, Toichiro Koyama anh Kenji Furukawa (2004),<br /> Swim-bed technology as an innovative attached-growth<br /> process for hight-rate wastewater treatment, Japanese<br /> Journal of water treatment biology, Vol.40, No3.<br /> <br /> 27<br /> <br />