Hiện nay, hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học đang được ứng dụng rộng rãi với nhiều giải pháp mới nhằm làm tăng hiệu quả làm sạch nước lại khắc phục được khó khăn về mặt d
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Hóa chất dùng trong phân tích :
SVTH : Nguyễn Tô Tường Vân 42
2.2.2 Thieát bò trong phaân tích :
- Caân phaân tích (Mettler Toledo AG 295)
- Máy quang phổ soi màu (Thermo Spectronic moder 4001/4,USA)
- Máy đo pH (Model 2000 VWR Scientific, USA)
Máy bơm (Nikkio) lượng Min: 5 lít/h, Max: 90 lít/h
Máy thổi khí (Boss 9600) lưu lượng Min: 2,5 lít/phút, Max: 5 lít/phút
- Bình nón chịu nhiệt lọai 250 ml
- Cốc chịu nhiệt lọai 100 ml
- 1 bể Nitrat hoá (cao: 39 cm; rộng: 14 cm; dài: 39 cm; V: 20 lít)
- 1 cột phản ứng Anammox (cao: 50 cm; đường kính: 11,5 cm)
SVTH : Nguyễn Tô Tường Vân 43
Mô hình dưới đây gồm 2 phần từ trái sang phải: xử lí bằng phương pháp hiếu khí bởi nhóm vi khuẩn Nitrosomonas và xử lí bằng phương pháp kị khí bởi nhóm vi khuẩn Anammox
Hỡnh 2.1 Moõ hỡnh thớ nghieọm
Thùng chứa môi trường đầu vào gồm:
- (NH4)2SO4 có nồng độ NH4 + lần lượt theo từng giai đoạn là 200 mg/l,
- KH2PO4 có nồng độ P là 70 mg/l
- Hỗn hợp stock vi lượng gồm :
SVTH : Nguyễn Tô Tường Vân 44
Phạm vi của bài viết này bắt đầu từ cột phản ứng chứa vi khuẩn Anammox, tiếp nhận nguồn ra của mô hình xử lí bằng Nitrosomonas là nguồn vào cho quá trình Anammox và tiếp tục xử lí Có thể tóm tắt cách hoạt động của mô hình Nitrosomonas nhử sau :
Thùng môi trường đầu vào có nắp đậy, trên nắp đậy có khoét một lỗ nhỏ để ống dẫn hút môi trường từ trong thùng vào bể nitrat hóa nhờ vào máy bơm với lưu lượng 20 lít/ngày, máy bơm hoạt động liên tục
Bùn hoạt tính (vi khuẩn Nitrosomonas lấy từ phòng vi sinh của Viện Sinh
Học Nhiệt Đới) được chứa trong bể nitrat hóa, trong bể có hai thổi khí với lưu lượng 2,5 lít/phút , hai thổi khí được gắn cố định ở đáy bể, thổi khí từ dưới lên Bể xử lý có hai ngăn, ngăn ‘1’ là ngăn chứa bùn hoạt tính được nuôi trong hỗn hợp môi trường gồm N (có nồng độ lần lượt qua từng giai đoạn là 200 ppm , 400 ppm và 600 ppm), P (có nồng độ 70 ppm), 2 ml stock vi lượng, NaHCO3 có tác dụng điều chỉnh pH = 7 tạo điều kiện cho vi khuẩn Nitrosomonas phát triển
Ngăn ‘2’ được chắn bởi tấm lọc (polypropylen) thông với ngăn ‘1’ qua một khe hở nhỏ ở dưới đáy bể có tác dụng tách riêng phần bùn và phần nước đã xử lý Trong bể nitrat hóa có giá thể vô cơ để tạo vật bám cho Nitrosomonas
Cột phản ứng Anammox chứa dung môi sau xử lý Ammonium bằng vi khuẩn Nitrosomonas từ bể nitrat hóa chảy vào và phần nước này được dùng cho giai đoạn sau nuôi Anammox (vi khuẩn Anammox lấy từ phòng vi sinh của Viện
Sinh học Nhiệt Đới).Vi khuẩn Anammox tiếp tục xử lý phần nước này 1 phần chảy vào bể lắng sau đó chảy ra đầu ra, 1 phần bị chuyển hoá thành khí
SVTH : Nguyễn Tô Tường Vân 45 Khi mô hình hoạt động, tiến hành điều chỉnh lưu lượng từ máy bơm và tiến hành phân tích hàm lượng N-NH4, N-NO2, N-NO3, SS, pH tại môi trường đầu vào và đầu ra
Dùng máy đo Model 2000 VWR Scientisic Made in Japan
• Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng trong mẫu – SS (Suspended solids)
Dùng giấy lọc (sau khi sấy ở 105 0 C trong 2h và được hút ẩm) đem đi cân (cân bằng cân phân tích Mettler Toledo AG 245-độ chính xác 4 số sau dấu phẩy), ta có khối lượng m giấy sấy trước khi lọc
Lấy chính xác 10 ml mẫu (nếu mẫu quá đặc còn nếu loãng thì có thể lấy hơn đem lọc qua phễu) để ráo mẫu, sau đó trãi giấy lọc ra rồi đem đi sấy ở
105 0 C trong 15 phút, sau đó cho vào bình hút ẩm 10 phút rồi đem đi cân Thực hiện như vậy từ 4-5 lần đến khi thu được mẫu giấy lọc có khối lượng không đổi Hàm lượng chất rắn lơ lửng chính là trọng lượng khô của giấy sau khi lọc có khối lượng không đổi trừ cho khối lượng giấy trước khi lọc
Từ hàm lượng chất rắn lơ lửng của 10 ml mẫu trong thể tích bùn xác định ta sẽ tính được hàm lượng chất rắn lơ lửng trong 1 lít mẫu bùn
• Xác định hàm lượng Ammonium (N-NH 4 ) – phương pháp so màu với thuốc thử Nessler
Việc xác định lượng ion N-NH4 bằng phương pháp này dựa trên cơ sở là muối ammonium và amoniac khi tác dụng với dung dịch kiềm kali thuỷ ngân iodua (thuốc thử Nessler) tạo thành hợp chất thuỷ ngân iodua có kết tủa dạng keo và biến thiên từ màu vàng sang màu nâu đỏ nâu tuỳ theo hàm lượng ion
SVTH : Nguyễn Tô Tường Vân 46 N-NH4 ít hay nhiều Nếu hàm lượng muối tương đối lớn thì dung dịch có màu đỏ vàng, và khi lượng muối lớn sẽ tạo thành kết tủa đỏ thẫm
NH4OH + 2K2HgI4 + 4KOH → Hg2ONH2 ↓ + 3H2O + 7KI
Màu của dung dịch bền sau 10 phút Đo màu bằng quang phổ kế ở λ = 410 nm Dùng máy soi màu Thermo Spectronic Model 4001/4 -USA
• Xác định hàm lượng nitrat (N-NO 3 ) – phương pháp trắc quan với thuốc thử acid phenoldisunfonic
Ion nitrat kết hợp với acid phenoldisunfonic tạo thành acid nitro phenoldisunfonic màu vàng, màu vàng bền trong môi trường kiềm NH4OH ở pH = 8-9 Phản ứng xảy ra trong môi trường khan nước, do đó phải cô khan mẫu trước khi cho acid nitrofenoldisunfonic vào, sau khi lên màu đem đo mật độ quang ở bước sóng 430 nm Dùng máy soi màu Thermo Spectronic Model 4001/4 – USA
C6H6(HSO3)2OH + 3 HNO3 = C6H6(OH)(NO2)3 + 2 H2SO4 + H2O
C6H2(OH)(NO2)3 + NH3 = C6H2(NO2)3ONH4 (màu vàng)