Link xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem phim mới 2023 hay nhất xem phim chiếu rạp mới nhất phim chiếu rạp mới xem phim chiếu rạp xem phim lẻ hay 2022, 2023 xem phim lẻ hay xem phim hay nhất trang xem phim hay xem phim hay nhất phim mới hay xem phim mới link phim mới

Link xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem tivi trực tuyến nhanh nhất xem phim mới 2023 hay nhất xem phim chiếu rạp mới nhất phim chiếu rạp mới xem phim chiếu rạp xem phim lẻ hay 2022, 2023 xem phim lẻ hay xem phim hay nhất trang xem phim hay xem phim hay nhất phim mới hay xem phim mới link phim mới

intTypePromotion=1
ADSENSE

Thử nghiệm ứng dụng bể bùn sinh học lọc dòng ngược xử lý nước thải nhà hàng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

3
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu nhằm thử nghiệm sử dụng bể USBF quy mô pilot để xử lý nước thải phát sinh từ nhà hàng. Qua nghiên cứu có thể đề xuất thời gian lưu nước và loại giá thể tối ưu, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các cơ sở kinh doanh ăn uống.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thử nghiệm ứng dụng bể bùn sinh học lọc dòng ngược xử lý nước thải nhà hàng

  1. THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG BỂ BÙN SINH HỌC LỌC DÒNG NGƯỢC XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG Lê Hoàng Việt1, Nguyễn Công Thuận1 Đặng Thị Hồng Yến2, Nguyễn Võ Châu Ngân1 1 Trường Đại học Cần Thơ 2 Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và Dịch vụ khoa học công nghệ tỉnh Tiền Giang Tóm tắt Trong nghiên cứu này, mô hình bể USBF có giá thể PET tự chế và giá thể thương mại được bố trí trực tiếp tại nhà hàng để xử lý nước thải. Với các thông số vận hành MLVSStk = 3138 mg/L, MLVSShk = 3055 mg/L, DOtk = 0,43 mg/L, DOhk = 3,23 mg/L, thời gian lưu phù hợp để bể USBF xử lý nước thải nhà hàng đạt quy chuẩn hiện hành là 10 giờ, trong khi ở thời gian lưu 8 giờ có 4/11 thông số khảo sát (pH, BOD5, COD, TDS) vượt quy chuẩn xả thải của QCVN 14:2008/BTNMT. Ở hầu hết các thông số chất lượng nước, hiệu suất xử lý nước thải của bể USBF giá thể tự chế và giá thể thương mại không khác biệt ở mức ý nghĩa 5 %. Từ khóa: Bể USBF; Giá thể; Nước thải nhà hàng; Thời gian tồn lưu. Abstract Applied upflow sludge blanket filtration model to treat restaurant wastewater In this study, the USBF pilot models with artificial medium and commercial medium were set up at the restaurant to test for watstewater treatment efficiencies. With the operation parameters of MLVSStk = 3138 mg/L, MLVSShh = 3055 mg/L, DOtk = 0.43 mg/L, DOhk = 3.23 mg/L, the optimum HRT to treat restaurant wastewater is 10 hours, while in the 8-hour HRT, there were 4/11 water quality parameters of pH, BOD5, COD and TDS exceeded discharge standards of QCVN 14:2008/ BTNMT. The wastewater treatment efficiency of the USBF tank added artificial medium and the commercial medium was not significantly different at the 5 %. Keywords: USBF tank; Medium; Restaurant wastewater; Hydraulic retention time. 1. Giới thiệu Để phục vụ cho các nhu cầu dịch vụ của xã hội ngày một tăng nhanh, số lượng các quán ăn, nhà hàng đang gia tăng không ngừng, kéo theo mối quan tâm đến việc xử lý nước thải. Mỗi ngày một cơ sở kinh doanh dịch vụ vừa và nhỏ thải ra từ vài mét khối đến vài chục mét khối nước thải có hàm lượng chất hữu cơ, protein, carbon hydrat, các chất béo dầu mỡ cao. Hiện tại để xử lý loại nước thải này doanh nghiệp thường áp dụng công nghệ xử lý bể bùn hoạt tính kết hợp vật liệu dính bám. Công nghệ IFAS (Integrated Fixed - Film Activated Sludge) cung cấp giá thể vi sinh vào bể bùn hoạt tính là công nghệ kết hợp hai quy trình tăng trưởng lơ lửng và tăng trưởng bám dính để làm tăng mật độ vi sinh vật trong bể xử lý, tăng hiệu quả xử lý BOD, nitrat hóa và khử nitrat của bể [1]. Tuy nhiên, công nghệ này phát sinh một số hạng mục bổ sung như hệ thống chặn giá thể vi sinh, do đó gây tổn thất thủy lực qua các công trình được bổ sung thêm. Gần đây bể bùn hoạt tính có một phiên bản mới là bể USBF (Upflow Sludge Blanket Filter), đây là loại bể bùn hoạt tính kết hợp với bể lắng dòng ngược trong cùng một bể và có hai khu vực hoạt động theo quy trình thiếu khí và hiếu khí. Việc đưa giá thể vào trong bể này có thể nâng cao hiệu suất xử lý, giảm giá thành xây dựng [2]. Tuy nhiên, hiện nay các giá thể vi sinh vật dùng trong xử lý nước bán trên thị trường làm bằng nhựa chính phẩm khá đắt tiền. Nhóm nghiên cứu của Lê Hoàng Việt đã chế tạo giá thể PET ứng dụng cho bể USBF để xử lý nước thải nhà hàng đạt quy 408 Hội thảo Quốc gia 2022
  2. chuẩn xả thải, tuy nhiên nghiên cứu này chỉ đánh giá hiệu quả xử lý của bể USBF ở quy mô phòng thí nghiệm [3]. Nghiên cứu nhằm thử nghiệm sử dụng bể USBF quy mô pilot để xử lý nước thải phát sinh từ nhà hàng. Qua nghiên cứu có thể đề xuất thời gian lưu nước và loại giá thể tối ưu, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các cơ sở kinh doanh ăn uống. 2. Phương pháp, phương tiện nghiên cứu 2.1. Địa điểm, đối tượng nghiên cứu Hai bể USBF chế tạo bằng composite có độ bền và chịu được các tác động khi bố trí ngoài trời. Để tăng hiệu quả xử lý của bể USBF, bổ sung giá thể vào ngăn hiếu khí với thể tích giá thể chiếm 5 %. Có hai loại giá thể sử dụng trong nghiên cứu này gồm giá thể thương mại Mutag Biochip và giá thể PET tự chế của cùng nhóm nghiên cứu [3]. Cả hai bể được bố trí vận hành xử lý nước thải trong khuôn viên một nhà hàng ăn uống ở trung tâm thành phố Cần Thơ. Nước thải làm thí nghiệm được bơm từ hố thu nước thải tại khu bếp ăn của nhà hàng lên bồn chứa PVC thể tích 2 m3. Nước từ bồn chứa PVC sau đó được đưa vào các bể USBF bằng bơm định lượng. 2.2. Phương pháp và các bước thí nghiệm 2.2.1. Chế tạo mô hình Mô hình bể USBF được chế tạo với thể tích làm việc không quá lớn vì sẽ phức tạp để vận hành cũng như khó điều chỉnh các thông số vận hành, tuy nhiên thể tích quá nhỏ thì khi ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tế cũng gặp khó khăn. Từ các yêu cầu trên, thể tích mô hình USBF được chọn là 315 L với thể tích hoạt động thực là 252 L. Các kích thước của mô hình như sau: - Chiều cao bể: h = 1 m (trong đó: Chiều cao hoạt động 0,8 m; Chiều cao chứa bọt nổi và chống tràn 0,2 m); - Chiều dài bể: L = 0,9 m; - Chiều rộng bể: W = 0,35 m; - Thể tích ngăn hiếu khí: Vhk = 163,8 L; - Thể tích ngăn thiếu khí: Vtk = 63 L; - Thể tích ngăn lắng: Vl = 25,2 L. Hình 1: Bể USBF thí nghiệm tại nhà hàng 2.2.2. Khởi động mô hình Giai đoạn đầu tiên là tạo sinh khối bùn hoạt tính để sử dụng cho mô hình. Nguồn bùn hoạt tính tạo sinh khối được lấy từ bể bùn hoạt tính của một công ty chế biến thủy sản. Bùn được nuôi trong thùng nhựa 200 L với nước thải của nhà hàng (Tỉ lệ 1 bùn : 1 nước thải tính theo thể tích) và sục khí liên tục 24/24 giờ. Thay nước thải định kỳ cho thùng nuôi bùn mỗi ngày 02 lần. Trước khi cho nước thải vào thùng nuôi bùn, nước thải đã được tách mỡ sơ bộ. Song song với quá trình nuôi bùn, mẫu nước thải của nhà hàng được thu thập và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước để kiểm tra xem các thông số này có nằm trong khoảng hoạt động thích hợp của vi sinh vật hay không, từ đó đưa ra các biện pháp hiệu chỉnh. Hội thảo Quốc gia 2022 409
  3. Cuối cùng sinh khối bùn hoạt tính và nước thải được đưa vào các mô hình theo các thông số vận hành đã tính trước, vận hành liên tục mô hình, hàng ngày quan sát nước thải đầu ra để đánh giá khả năng lắng của ngăn lắng, lấy mẫu nước thải đầu ra để phân tích COD. Nếu thấy nước thải đầu ra trong và giá trị COD ở 3 ngày lấy mẫu liên tiếp không chênh lệch lớn, khi đó mô hình đã vận hành ổn định, tiến hành các thí nghiệm chính thức. 2.2.3. Thí nghiệm chính thức Trong nghiên cứu này thí nghiệm tiến hành ở hai thời gian lưu nước 8 giờ và 10 giờ của bể USBF nhằm so sánh hiệu quả xử lý và tìm ra HRT tốt hơn. Các bể USBF được bố trí 2 loại giá thể khác nhau để đánh giá hiệu quả xử lý của chúng. Tổng cộng 2 cặp thí nghiệm được thực hiện với hai ngưỡng HRT và trên hai loại giá thể khác nhau. Nước thải từ trong bồn chứa 2 m3 được bơm đều đặn vào các bể USBF với lưu lượng 604,8 L/ngày (Tương đương HRT 10 giờ) và 756 L/ngày (Tương đương HRT 8 giờ). Nồng độ bùn hoạt tính (MLVSS) trong các ngăn khi vận hành như sau: Ngăn hiếu khí từ 2.800 - 3.100 mg/L, ngăn thiếu khí từ 2.800 - 3.400 mg/L. Nồng độ oxy hòa tan (DO) của ngăn thiếu khí được duy trì từ 0,4 - 0,5 mg/L, ngăn hiếu khí từ 3 - 4 mg/L trong suốt thời gian thí nghiệm. Vận hành mô hình để màng sinh học hình thành và bám vào các giá thể trong bể. Sau 6 tuần ghi nhận sinh khối tạo ra nhiều bùn có màu nâu đỏ, bùn lắng tốt, nước trong và đặc biệt màng sinh học đã hình thành và bám đầy trên bề mặt các giá thể trong bể USBF. Qua nhận định bằng các yếu tố cảm quan, thu mẫu nước đầu ra phân tích COD, nếu giá trị COD không chênh lệch nhiều xem như bể đã hoạt động ổn định. Khi đó thu mẫu nước đầu vào và đầu ra của các bể trong ba ngày liên tục để đánh giá hiệu quả vận hành. Phân tích các thông số BOD5, COD, TSS, amoni, sunfua, phosphat, TDS, dầu mỡ động thực vật, chất hoạt động bề mặt để so sánh và đánh giá hiệu quả xử lý giữa các bể, đồng thời so sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT [4]. 2.3. Phương pháp phân tích Phương pháp và phương tiện phân tích nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải tuân theo các TCVN hiện hành. Nồng độ nước thải đầu vào và đầu ra được so sánh với quy chuẩn xả thải của nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT để đánh giá hiệu quả xử lý và sự biến động của các thông số ô nhiễm. Nồng độ chất ô nhiễm đầu ra của các nghiệm thức được phân tích phương sai ANOVA và kiểm định F bằng phần mềm Excel nhằm đánh giá sự khác biệt giữa các nghiệm thức. 3. Kết quả - Thảo luận 3.1. Nồng độ ô nhiễm của nước thải thí nghiệm Trước tiên nước thải tại cống thu của nhà hàng được thu thập trong 3 ngày liên tiếp để đánh giá nồng độ các chất ô nhiễm. Kết quả phân tích mẫu nước trình bày trong Bảng 1. Bảng 1. Nồng độ ô nhiễm của mẫu nước thí nghiệm QCVN 14: 2008/BTNMT Thông số chất lượng nước Đơn vị Nồng độ ô nhiễm Cột A Cột B pH - 6,2 ± 0,1 5-9 5-9 BOD5 mg/L 387 ± 134,4 30 50 COD mg/L 770 ± 285,7 - - TSS mg/L 309 ± 113,1 50 100 410 Hội thảo Quốc gia 2022
  4. Amoni mg/L 41 ± 6,4 5 10 Nitrat mg/L 1,5 ± 0,4 30 50 Phosphat mg/L 1,2 ± 0,5 6 10 Sunfua mg/L 6,4 ± 1,0 1 4 TDS mg/L 887 ± 27,6 500 1000 Dầu mỡ ĐTV mg/L 31,5 ± 5,2 10 20 Chất hoạt động bề mặt mg/L 13 ± 3,3 5 10 Tổng Coliform MPN/100 mL 9,1 × 105 ± 6,5 × 104 3000 5000 Giá trị pH của nước thải từ 5,9 - 6,1 nằm ngoài khoảng 6,5 - 8,5 phù hợp cho các vi sinh vật hoạt động trong công đoạn xử lý sinh học [5]. Do nước thải lấy ở hố thu chứa nhiều thức ăn thừa lắng xuống, thức ăn bị phân hủy sinh học trong điều kiện yếm khí sinh ra các axit hữu cơ làm cho pH của nước thải thấp. Tuy nhiên, không cần điều chỉnh pH nước thải trong quá trình thí nghiệm vì các axit hữu cơ sẽ nhanh chóng bay hơi (Do quá trình sục khí) và chuyển hóa thành các chất khác trong bể USBF. Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải khá cao trung bình đạt 309 ± 113 mg/L. Quá trình chuẩn bị thực phẩm và chế biến món ăn phát sinh nhiều chất rắn lơ lửng dưới dạng các mảnh vụn đưa vào dòng nước thải. Bên cạnh đó, hàm lượng dầu mỡ cũng phát sinh nhiều trung bình đạt 31,5 ± 5,2 mg/L, cao gấp 3 lần so với hàm lượng dầu mỡ cho phép thải ra nguồn tiếp nhận nước thải. Nước thải có tỉ lệ BOD5 : COD ≈ 0,5 thích hợp cho quá trình xử lý sinh học; Tỉ lệ BOD5 : N : P ≈ 100 : 11 : 0,4 cho thấy nước thải thừa nitơ nhưng thiếu phốt pho. Tuy nhiên, tỉ lệ 100 : 5 : 1 áp dụng cho các trường hợp thời gian lưu của vi khuẩn trong hệ thống từ 3 - 15 ngày, trong khi đó bể USBF có bổ sung giá thể, thời gian lưu của vi khuẩn trong màng sinh học trên 15 ngày, khi đó nhu cầu về phốt pho thấp hơn nhiều [6]. Dựa trên cơ sở này, nước thải làm thí nghiệm không cần phải bổ sung thêm phốt pho. 3.2. Vận hành khởi động mô hình Dựa trên thể tích mô hình bể USBF = 252 L đã thiết kế, tính toán vận hành bể với HRT 10 giờ và 8 giờ cho các thông số hoạt động như trình bày trong Bảng 2. Kết quả cho thấy các thông số vận hành đều nằm trong khoảng phù hợp cho hệ vi sinh vật hoạt động trong bể USBF. Tỉ lệ F/M nằm trong khoảng 0,2 - 0,4 L/ngày, nồng độ oxy hòa tan được duy trì ổn định ở các ngăn, giá trị DOhiếukhí từ 3 - 4 mg/L (đảm bảo > 2 mg/L) và DOthiếukhí từ 0,4 - 0,5 mg/L (đảm bảo < 1 mg/L). Bảng 2. Các thông số vận hành bể USBF Giá thể tự chế Giá thể thương mại HRT 10 giờ HRT 8 giờ HRT 10 giờ HRT 8 giờ Lưu lượng nước thải Q (L/ngày đêm) 604,8 756,0 604,8 756,0 HRT ngăn thiếu khí (giờ) 2,5 2,0 2,5 2,0 HRT ngăn hiếu khí (giờ) 6,5 5,2 6,5 5,2 Thời gian lưu nước ngăn lắng (giờ) 1,0 0,8 1,0 0,8 Tỷ lệ F/M (L/ngày) 0,31 ± 0,0 0,39 ± 0,02 0,31 ± 0,01 0,40 ± 0,02 Nồng độ DO ngăn thiếu khí (mg/L) 0,43 ± 0,03 0,41 ± 0,09 0,483 ± 0,03 0,413 ± 0,03 Nồng độ DO ngăn hiếu khí (mg/L) 3,32 ± 0,08 3,38 ± 0,08 3,34 ± 0,06 3,43 ± 0,08 Nồng độ bùn hoạt tính ngăn thiếu khí MLVSStk (mg/L) 3180 ± 22,91 3180 ± 31,22 3146 ± 45,46 3163 ± 14,19 Nồng độ bùn hoạt tính ngăn hiếu khí MLVSShk (mg/L) 3058* ± 11,5 3086 ± 17,0 3063* ± 45,6 3055* ± 8,19 * Ngoài vi sinh vật nằm lơ lửng trong nước thải, ngăn hiếu khí của bể USBF còn một lượng lớn vi sinh vật nằm ở dạng màng sinh học, hiện nay chưa xác định được lượng vi sinh vật này. Hội thảo Quốc gia 2022 411
  5. Mô hình được đưa vào vận hành khởi động trong khoảng 6 tuần để màng sinh học hình thành và bám vào giá thể. Sau khoảng thời gian này, theo dõi thấy vi sinh vật đã bám đầy các giá thể với một lượng tương đối dày ở 2 bề mặt, kết hợp quan sát trong bể thấy lượng sinh khối tạo ra nhiều, bùn có màu nâu đỏ, bùn lắng tốt và nước đầu ra trong. Lấy mẫu nước thải phân tích để đánh giá khả năng hoạt động của bể thông qua chỉ tiêu COD. Kết quả phân tích COD liên tiếp 3 ngày được trình bày trong Bảng 3. Nồng độ COD đầu ra của các bể ở 3 ngày lấy mẫu liên tiếp không biến động lớn chứng tỏ mô hình đã đi vào hoạt động ổn định, vì vậy ở 3 ngày tiếp theo mẫu nước thải đầu vào và đầu ra của các bể được thu thập và phân tích các thông số đánh giá chính thức. Bảng 3. Giá trị COD đầu ra của mô hình Thời điểm Thời gian tồn lưu Loại giá thể trong bể USBF lấy mẫu 10 giờ 8 giờ Ngày 1 54 109 Bể có giá thể tự chế Ngày 2 55 112 Ngày 3 49 115 Ngày 1 48 98 Bể có giá thể thương mại Ngày 2 45 105 Ngày 3 50 112 3.3. Kết quả vận hành mô hình Sau khi mô hình hoạt động ổn định, tiến hành lấy mẫu nước thải đầu vào và đầu ra đem phân tích. Mẫu được thu vào buổi sáng, cách 24 giờ thu mẫu một lần và mẫu được thu liên tục 3 ngày. Hiệu suất xử lý các thông số ô nhiễm của mô hình USBF ở các HRT khác nhau và trên các loại giá thể khác nhau được trình bày ở Hình 3 và 4. Tất cả các giá trị pH đầu vào đều < 6,5 khá thấp do trong nước thải xảy ra giai đoạn đầu của quá trình yếm khí sinh ra axit hữu cơ và phóng thích vào nước. Nước thải sau xử lý có pH giảm so với đầu vào, tuy nhiên mức độ giảm rất ít. Giá trị pH thích hợp cho khử nitrat là từ 7 đến 9, tại pH ≈ 10 và pH ≈ 6 tốc độ khử nitrat chỉ còn lại vài phần trăm so với vùng tối ưu [7]. Nước thải có pH đầu vào trung bình xấp xỉ 6,25 gần với ngưỡng mà tốc độ khử nitrat chỉ còn vài phần trăm, nói khác đi quá trình khử nitrat diễn ra trong bể chậm. Kết quả phân tích thống kê cho thấy không có sự khác biệt giữa pH đầu ra giữa các bể USBF có giá thể khác nhau và có HRT khác nhau. Hình 2: Hiệu suất xử lý của bể USBF sử dụng giá thể tự chế 412 Hội thảo Quốc gia 2022
  6. Hình 3: Hiệu suất xử lý của bể USBF sử dụng giá thể thương mại Việc bổ sung giá thể vào ngăn hiếu khí của bể USBF đã làm tăng mật độ vi sinh vật trong bể dưới dạng màng sinh học bám trên bề mặt giá thể, do đó giúp tăng hiệu suất phân hủy các hợp chất hữu cơ. Mặc dù tải lượng nạp chất hữu cơ ghi nhận có biến động lớn, nhưng nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sau xử lý không chênh lệch nhiều chứng tỏ mô hình hoạt động ổn định. Hiệu suất xử lý BOD5 ở HRT 10 giờ và 8 giờ có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5 % khi lần lượt đạt 92,5 % và 84,8 % (Giá thể tự chế), 93,0 % và 87 % (Giá thể thương mại). Hiệu suất xử lý COD có sự khác biệt giữa HRT 10 giờ và 8 giờ ở mức ý nghĩa 5 % khi lần lượt đạt 92,8 % và 86,1 % (Giá thể tự chế), đạt 93,3 % và 87,8 % (Giá thể thương mại). Xét về hiệu suất xử lý, bể USBF có giá thể tự chế và giá thể thương mại không ghi nhận khác biệt có ý nghĩa. Nghiên cứu trước đây của Vũ Kim Hạnh và Trương Đức Cảnh sử dụng bể USBF xử lý nước thải sinh hoạt sau hầm tự hoại ghi nhận hiệu suất xử lý BOD5 chỉ đạt 87,5 % và 84,8 % ở thời gian lưu 10 giờ và 8 giờ, xử lý COD chỉ đạt 82,8 % và 78,4 % ở thời gian lưu 10 giờ và 8 giờ [8]. Các hiệu suất xử lý không cao do bể USBF thí nghiệm không được bổ sung giá thể như mô hình pilot thử nghiệm này. Nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước thải đầu vào khá cao nhưng hiệu suất xử lý SS của các bể USBF cũng rất cao đã giúp giảm đáng kể lượng SS trong mô hình. Hiệu suất xử lý TSS của bể USBF không có sự khác biệt giữa HRT 10 giờ và 8 giờ ở mức ý nghĩa 5 % khi lần lượt đạt 90,9 % và 92,3 % (Giá thể tự chế), đạt 93,4 % và 93,3 % (Giá thể thương mại). Ưu điểm của bể USBF là lọc dòng ngược ở ngăn lắng, các chất rắn lơ lửng bị giữ lại bởi bông cặn sinh học nhưng nếu nồng độ SS đầu vào quá cao (> 150 mg/L), bể không bổ sung giá thể không thể đạt hiệu quả cao trong việc loại bỏ SS. Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng bể USBF thông thường chỉ ghi nhận hiệu suất xử lý SS đạt 87,9 % và 76,6 % ở HRT 10 giờ và 8 giờ [8]. Nhưng ở các bể có bổ sung giá thể, một phần SS đầu vào sẽ bị hấp phụ lên lớp màng sinh học và SS đầu ra chứa các màng sinh học có kích thước lớn bong tróc khỏi giá thể, vì vậy hiệu quả loại SS trong ngăn lắng của các bể có bổ sung giá thể cao hơn. SS trong nước thải đầu ra chủ yếu là vi sinh vật (Là chất hữu cơ), do đó khi SS đầu ra cao sẽ dẫn đến BOD5 và COD đầu ra cao, điều này góp phần củng cố cho kết quả về hiệu quả xử lý BOD5 và COD ở trên. Nồng độ amoni trung bình của nước thải đầu vào tương đối cao và có biến động lớn, tuy nhiên nồng độ amoni sau xử lý ở tất cả bể USBF thí nghiệm đều nằm dưới ngưỡng quy định theo QCVN 14: 2008/BTNMT (Cột A). Nồng độ amoni trong nước thải sau xử lý giảm do một phần Hội thảo Quốc gia 2022 413
  7. được chuyển hóa vào trong tế bào chất của vi sinh vật, sau đó các vi sinh vật này bị loại bỏ ở ngăn lắng. Ngoài ra, các bông bùn hoạt tính còn hấp phụ một phần ion NH4+ lên bề mặt của chúng, phần amoni còn lại được chuyển hóa thành dạng nitrat và sau đó mất đi do quá trình khử nitrat [8]. Phân tích thống kê không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa giữa hai bể có HRT 10 giờ và 8 giờ trong trường hợp bổ sung giá thể tự chế (Hiệu suất xử lý đạt 95,0 % và 90,5 %); Tuy nhiên vẫn có sự khác biệt có ý nghĩa (Hiệu suất xử lý đạt 96,0 % và 81,9 %) khi bổ sung giá thể thương mại cho bể. Trường hợp không bố trí giá thể, bể USBF xử lý nước thải sinh hoạt có hiệu suất xử lý đạm amoni thấp, chỉ đạt 81,1 % và 76,9 % ở HRT 10 giờ và 8 giờ [9]. Nồng độ sunfua đầu vào của nước thải cao là một chỉ thị của hố ga chứa nhiều cặn lắng có thể phân hủy sinh học (Thức ăn thừa), tại đây các cặn lắng sẽ phân hủy yếm khí phóng thích sunfua. Nồng độ sunfua cao, kết hợp với pH thấp, nước thải chứa nhiều dầu mỡ là những nguyên nhân dẫn đến việc phát triển quá mức của các vi sinh vật hình sợi, làm cho các bông cặn có kết cấu lớn nhưng nhẹ và khó lắng. Nồng độ trung bình của sunfua đầu vào cao và có biến động lớn, sau khi xử lý vẫn có chênh lệch giữa các bể USBF thí nghiệm. Hiệu suất xử lý sunfua khác biệt giữa các bể có HRT 10 giờ và 8 giờ lần lượt đạt 86,2 % và 68,3 % (Giá thể tự chế), đạt 94,3 % và 76,2 % (Giá thể thương mại). Đồng thời có sự khác biệt về hiệu suất xử lý giữa hai loại giá thể bổ sung. Tổng chất rắn hòa tan TDS là thông số có sự khác biệt rõ nhất về hiệu suất xử lý giữa các mô hình có HRT khác nhau và các mô hình bổ sung các loại giá thể khác nhau. Hiệu suất xử lý TDS giữa bể USBF có HRT 10 giờ và 8 giờ lần lượt đạt 49,2 % và 22,4 % đối với giá thể tự chế, nhưng đạt đến 55 % và 32,5 % đối với giá thể thương mại. Nồng độ TDS đầu ra giảm nhiều do một phần được các vi sinh vật đưa vào trong tế bào, một phần do bị các ion hấp phụ và giữ lại trong các bông cặn ở bể lắng. Nước thải nhà hàng chứa nhiều dầu mỡ có thể tạo lớp váng nổi che phủ bề mặt, cản trở sự trao đổi oxy giữa lớp nước bên trong và bên ngoài, hạn chế lượng DO đưa vào bể gây bất lợi cho hệ vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ. Dầu mỡ cao dẫn đến vi khuẩn hình sợi phát triển quá độ, làm cho khả năng lắng của bông cặn kém, có thể là nguyên nhân làm cho nồng độ SS đầu ra của bể USBF còn cao. Hiệu suất xử lý dầu mỡ không khác biệt giữa các mô hình bể USBF có HRT khác nhau hay bổ sung giá thể khác nhau, đạt từ 91,5 - 96,1 %. Nguồn gốc chất hoạt động bề mặt trong nước thải là từ chất tẩy rửa. Nhà hàng sử dụng chất hoạt động bề mặt không sinh ion, dễ phân hủy sinh học, vì vậy tuy nồng độ đầu vào cao và có độ biến thiên lớn nhưng nồng độ đầu ra có độ biến động nhỏ và đạt cột A của QCVN 14: 2008/ BTNMT ở tất cả các mô hình. Hiệu suất xử lý dầu mỡ không khác biệt giữa các mô hình bể USBF có HRT khác nhau hay bổ sung giá thể khác nhau, đạt từ 90,8 - 94,6 %. 4. Kết luận và kiến nghị 4.1. Kết luận Ứng dụng bể USBF để xử lý nước thải nhà hàng có nồng độ ô nhiễm như trong nghiên cứu này cho thấy hiệu suất xử lý các thành phần ô nhiễm rất cao. Ở cả hai thời gian lưu nước 10 giờ và 8 giờ, hiệu suất xử lý chất hữu cơ trong nước thải đều đạt trên 85 %, hiệu suất xử lý dưỡng chất trên 70 %, xử lý dầu mỡ và chất hoạt động bề mặt đạt trên 95 %. Khi lưu nước 10 giờ, sau quá trình xử lý nồng độ chất ô nhiễm đầu ra của bể USBF (với hai loại giá thể khác nhau) đều đạt các yêu cầu xả thải của QCVN 14: 2008/BTNMT và QCVN 40: 2011/BTNMT (cột A). Nếu giảm HRT còn 8 giờ, các thông số pH, BOD5, COD, TDS vượt quy chuẩn xả thải cho phép. Như vậy, thời gian lưu nước phù hợp để xử lý nước thải nhà hàng là 10 414 Hội thảo Quốc gia 2022
  8. giờ với các thông số vận hành bể USBF là MLVSSthiếukhí = 3138 mg/L, MLVSShiếukhí = 3055 mg/L, DOthiếukhí = 0,43 mg/L, DOhiếukhí = 3,23 mg/L. 4.2. Kiến nghị Khi áp dụng bể USBF vào xử lý nước thải nhà hàng có thể áp dụng thêm một số công đoạn xử lý sơ cấp để làm giảm tải nạp cho bể USBF, nâng cao hiệu quả xử lý và tính ổn định của hệ thống xử lý. Tiếp tục nghiên cứu hiệu quả xử lý của bể USBF bổ sung giá thể khác nhau với các thông số vận hành khác nhau, thay đổi hàm lượng MLVSS để chọn ra thông số vận hành hiệu quả nhất. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Ye J., Kulick F. M., McDowell C. S. (2019). Biofilm performance of high surface area density vertical - flow structured sheet media for IFAS and fixed bed biofilm reactor applications. Biofilms Proceedings of Water Environment Federation 20, 234. [2]. Stowa (2018). USBF process sheet. Truy cập tại trang web www.stowa-selectedtechnolo gies.nl/Sheets/ index. html, ngày 26/6/2018. [3]. Lê Hoàng Việt, Đặng Thị Hồng Yến, Nguyễn Võ Châu Ngân (2017). Nghiên cứu ứng dụng bể USBF giá thể tự chế trong xử lý nước thải nhà hàng. Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một 1(32) 143. [4]. Tổng cục Môi trường (2008). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của nước thải sinh hoạt QCVN 14: 2008/ BTNMT. Bộ Tài nguyên và Môi trường. [5]. Đỗ Hồng Lan Chi, Lâm Minh Triết (2005). Vi sinh vật môi trường. Nxb. Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. [6]. Lương Đức Phẩm (2007). Công nghệ xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học. Nxb. Giáo dục. [7]. Lê Văn Cát (2007). Xử lý nước thải giàu nitơ và phốt pho. Nxb. Khoa học và Công nghệ. [8]. Mahvi A. H., Nabizadh R., Pishrafti M. H., Zarei Th. (2008). Evaluation of single stage USBF in removal of nitrogen and phosphorus from wastewater. School of Public Health and Center for Environmental Research - Tehran University of Medical Sciences, Iran. [9]. Vũ Kim Hạnh, Trương Đức Cảnh (2018). Ứng dụng mô hình USBF trong xử lý nước thải sinh hoạt. Tài nguyên và Môi trường 46 - 48. BBT nhận bài: 29/9/2022; Chấp nhận đăng: 31/10/2022 Hội thảo Quốc gia 2022 415
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2