NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu khả năng xử lý chất hữu cơ COD, BOD5, Nitơ, Photpho của công nghệ Upfow multi layer bioreactor UMBR đối với xử lý nước thải bệnh viện và tìm các thông s
TỔNG QUAN
Thành phần và tính chất nước thải Bệnh viện
Mẫu nước thải đầu vào mô hình UMBR là nước thải bệnh viện Nhiệt Đới từ Khu nhiễm HIV và Khu điều trị bệnh gan
Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trường do nước thải bệnh viện gây ra là:
Các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng của nitơ (N), photpho (P), Chất rắn lơ lửng, Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: Samonella typhi gây bệnh thương hàn, Samonella paratyphi gây bệnh phó thương hàn, Shigella sp gâybệnh lỵ, Vibrio cholerae gây bệnh tả, , tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm…các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phân của người bệnh, các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm, thuốc điều trị bệnh ung thư, bệnh gan (theo báo cáo Bộ Y tế - Cục quản lý môi trường, 2014)
Một số thông số cơ bản trong nước thải Bệnh viện:
- BOD, COD: gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận, tạo môi trường yếm khí làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường
- Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh truyền nhiễm lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn
- Các dưỡng chất N và P: nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vật
- Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
Quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải
Cùng với Photpho trong nước thải, Nitơ là nguồn chính gây nên phú dưỡng hóa bề mặt nước vì lý do đó, Nitơ cần phải được loại bỏ cùng với các chất hữu cơ khác trong quá trình xử lý nước thải trái ngược với các dạng phosphat không hòa tan, kết tủa với nhiều kim loại nặng và có thể được tách bởi quá trình lắng hoặc quá trình tạo bông, tất cả các thành phần nitơ, ngoài trừ mangan ammonium phostphat (MnNH4PO4), dễ dàng hòa tan trong nước, vì vậy không thể loại chúng bằng
19 phương pháp hóa học như quá trình kết tủa Để loại bỏ Nitơ dạng amin và các hợp chất Nitơ dị vòng khác, quá trình chuyển hóa các hợp chất này thành ammonia là gia đoạn đầu tiên trong quá trình xử lý hiếu khí hoặc kỵ khí, sau đó xảy ra quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa tiếp theo Vì vậy tùy thuộc vào các hợp chất Nitơ trong nước thải, việc loại bỏ Nitơ đòi hỏi phải trải qua 3 quá trình: amon hóa, nitrat hóa và khử nitrat hóa (Gensicke et al., 1998; Zayed and Winter, 1998)
♦ Mô tả quá trình nitrat hóa Nitrat hóa lần lượt bao gồm 2 bước nitrat hóa ammonium và nitrat hóa nitrite nhờ vào 2 chủng vi khuẩn tự dưỡng: Vi khuẩn oxy hóa ammonia (AOB) và vi khuẩn oxy hóa nitrite (NOB) Trong bước nitrat hóa ammonium, Nitrosomonas là loại được tìm thấy nhiều nhất trong nhóm AOB và các loại khác, bao gồm
Nitrosococcus và Nitrosospira (Watson et al, 1977) Trong bước nitritt hóa kế tiếp, Nitrobacter là loại được tìm thấy nhiều nhất trong nhóm NOB và các loại khác, bao gồm Nitrospina, Nitrococcus và Nitrospira (Watson et al, 1977)
Khử nitrat là quá trình chuyển nitrat thành nitơ tự do thông qua nitrit và các chất trung gian khác dưới điều kiện thiếu khí Việc chuyển hóa này có thể đạt được do một vài loại vi khuẩn như Achromobacter, Aerobacter, Bacillus, Micrococcus, Proteus, v.v… (Tchobanoglous et al, 1991) Quá trình này đòi hỏi nguồn cacbon (ví dụ methanol, etanol, acetate, glucose) cho sự phát triển của vi khuẩn do chúng là vi khuẩn dị dưỡng Do đó giá thành xử lý sẽ tăng cao, nhất là khi nước thải có hàm lượng nitơ cao và nguồn cacbon hữu cơ có trong nước thải thấp (ví dụ: 1g NO3 N sẽ cần tiêu tốn 2,47g methanol) Việc giảm nitrat này bao gồm hai bước chính:
Nitrat chuyển thành nitrit và nitrit chuyển thành một số sản phẩm trung gian trước khi được khử thành khí nitơ (Tchobanoglous et al, 1991)
2.2.3 Nguyên lý loại bỏ photpho
Bản chất của quá trình loại bỏ phốtpho đó là một quá trình trải qua hai quá trình kỵ khí và hiếu khí
Kết hợp giữa hai điều kiện kỵ khí và hiếu khí Trong điều kiện kết hợp, vi sinh vật tích lũy photpho (PAOs) phụ thuộc vào sự kết hợp giữa hai điều kiện kỵ khí và hiếu khí để tổng hợp sinh khối từ năng lượng bên trong, chất hữu cơ lên men và polyphosphate cấu thành tế bào
Axit béo bay hơi (VFA) là sản phẩm phân hủy của vi khuẩn tùy nghi Một phần của chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học bị chuyển hóa, thông qua quá trình lên men của nước thải trong ngăn kỵ khí chuyển hóa các chất hữu cơ đơn giản ví dụ như các axít béo bay hơi Sự chuyển hóa này thường được thực hiện bởi các vi khuẩn tùy nghi xảy ra trong ngăn kỵ khí Ở đây thì không đủ thời gian cho quá trình thủy phân và chuyển hóa của các chất hữu cơ thành phần của nước thải đầu vào
Tích lũy các axít béo bay hơi bởi các vi sinh vật tích lũy photpho (PAOs) Vi sinh vật tích lũy phốtpho hấp thu các axít béo bay hơi nhanh và tích lũy bên trong tế bào
PAOs đồng hóa các sản phẩm lên men nhanh hơn các vi sinh vật khác trong quá trình bùn hoạt tính Nói cách khác đây chính là đặc tính đặc trưng của PAOs trong vùng kỵ khí và giải phóng photphat Photphat giải phóng được tích lũy trước bởi nhóm vi khuẩn cung cấp năng lượng cho chuyển hóa cơ chất cho lên men và dự trữ trong sản phẩm chuyển hóa, như là các nhóm polyhydroxybutyrate (PHB)
Sự tiêu thụ cơ chất dự trữ và đồng hóa phốtpho PHB bị oxi hóa chuyển thành dioxit và nước Photpho hòa tan bị loại bỏ khỏi nước thải bởi PAOs và tích lũy bên trong tế bào cho việc sinh ra năng lượng trong pha kỵ khí
21 Loại bỏ photpho bằng cách thải bỏ bùn Photpho thì bị hấp thu lớn trong bùn bên trong tế bào của PAOs và bị loại bỏ thông qua thải bỏ bùn thừa của hệ thống, bùn thừa thải bỏ bao gồm nhiều vi sinh vật trong bùn hoạt tính trong đó có phần PAOs (Marcos von Sperling, 2005).
Công nghệ UMBR trong xử lý nước thải
Hình 2.1 Bể UMBR Điểm khác biệt của mô hình này so với các mô hình truyền thống khác là nước thải đầu vào được trộn trực tiếp với hai dòng bùn tuần hoàn từ bể hiếu khí và bể lắng, quá trình tiếp xúc này đã tạo điều kiện thích nghi cho vi sinh ngay từ máng phân chia, ngoài ra nước thải và bùn hoạt tính được khuấy trộn đều tạo điều kiện cho quá trình sinh học trong bể UMBR đạt hiệu quả xử lý cao
Bể UMBR được chia làm bốn vùng khác nhau, vùng dưới cùng là vùng nén bùn, phía trên vùng này lần lượt là vùng lắng, vùng thiếu khí, vùng kỵ khí Nước thải được đưa vào ống phân phối và chảy theo ống trung tâm xuống dưới đáy bể, tại đây nước thải được phân phối bởi hệ thống đục lỗ nước chảy ngược từ dưới lên trên
22 Các vùng Kỵ khí, Thiếu khí, Nén bùn được phân biệt theo MLSS được kiểm soát qua thông số DO và đánh giá hiệu suất xử lý của các vùng trên thông qua các thông số như BOD5, COD, Nitơ, Photpho
Về bản chất đây chính là công nghệ A2O nhưng các bể lắng sơ bộ, bể thiếu khí, bể kỵ khí, bể nén bùn được tích hợp trong một bể với dòng chảy ngược và được gọi tắt là bể UMBR (Up-flow multi-layer bioreactor)
Dòng tuần hoàn nội bộ từ bể hiếu khí nhằm bổ sung lượng nitrat (NO3 N) để thực hiện quá trình khử nitrat tại bể UMBR
Dòng tuần hoàn bùn từ bể lắng nhằm bổ sung nồng độ sinh khối vào bể UMBR và bể hiếu khí
Ngoài ra vùng kỵ khí trong bể UMBR sẽ xử lý Photpho theo cơ chế tích lũy các dạng photpho vào trong vi sinh vật, các hợp chất photpho này sẽ nằm trong bùn và được xử lý bằng cách xả bùn định kỳ
Vùng thiếu khí sẽ thực hiện quá trình khử nitrat, do dòng tuần hoàn nội bộ từ bể hiếu khí Chính quá trình này làm tăng hiệu quả xử lý nitơ của nước thải dòng ra
Vùng kỵ khí sẽ sử dụng năng lượng sẵn có từ polyphotphate tích luỹ, PAOs đồng hoá acetate và sản sinh ra những sản phẩm tích luỹ PHB Photpho được loại bỏ một lượng lớn thông qua lớp bùn được xả thải ở vùng lắng bể UMBR
Vùng nén bùn: lượng bùn dư được nén trên 30.000mg/l nhờ vào thiết bị phân phối Ngoài ra các chất rắn có phân tử lớn cũng được lắng trọng lực vào vùng nén bùn này
2.3.2 Khả năng xử lý bể UMBR
Bảng 2.1 Khả năng xử lý bể UMBR so với bể phản ứng xáo trộn hoàn toàn
Loại dòng chảy Dòng chảy ngược và dòng chảy nút
Kích cỡ công trình 70% Đặc trưng Dễ dàng thu nhỏ mô hình
Tiêu thụ năng lượng thấp Dễ dàng duy trì được nồng độ sinh khối cao
2.3.3 Đặc trưng của công nghệ UMBR
Bảng 1.2 Đặc trưng của công nghệ UMBR
Tính đơn giản của quá trình
Bốn phản ứng trong một bể = bể lắng sơ bộ + bể nén bùn + bể thiếu khí + bể kỵ khí
Nồng độ sinh khối cao Quá trình ổn định cao và mạnh chống lại sự sốc tải do tải trọng sinh khối cao (5000mg/l ~ 15000mg/l)
Chi phí Tiết kiệm năng lượng khuấy trộn (50 – 90%)
Giảm sản phẩm bùn dư (hơn 30%) Đòi hỏi ít đất hơn
Ngăn chặn sự hình thành bùn khối, bọt và váng nổi
Hệ thống ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn dạng sợi
Tải trọng khử nitơ cao Ứng dụng xử lý nước thải với tỉ lệ C/N thấp Ý nghĩa trong việc tiết kiệm lượng cacbon từ nguồn bên ngoài cho việc khử nitơ của nước thải có nồng độ cao
Dễ vận hành và duy trì Tiện nghi:
24 tải trọng Sự ổn định của vi sinh vật trong hệ thống UMBR có thể điều khiển bởi việc điều chỉnh dòng vào và tỉ lệ dòng tuần hoàn
Một sự lựa chọn thay thế cho các mô hình truyền thống bằng công nghệ mới
Dễ ứng dụng cho việc nâng cấp cho các nhà máy xử lý nước thải (bùn hoạt tính, lọc nhỏ giọt, lọc sinh học, v.v…)
2.3.4 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ UMBR trong và ngoài nước
Trong những thập kỉ vừa qua, đã có ứng dụng nhiều công nghệ khác nhau để xử lý nitơ và photpho trong nước thải Dưới đây là một số nghiên cứu về UMBR trên thế giới:
Nghiên cứu quá trình loại bỏ nitơ đối mô hình UMBR cho nước thải chăn nuôi bò sữa và tìm ra được thông số HRT và IR tối ưu lần lượt là 4 ngày và 300%, hiệu suất nitrat hoá, khử nitrat và loại bỏ COD lớn hơn 90% (Shams DF et al, 2010)
Mô hình UMBR được nghiên cứu với công suất xử lý của 900 m 3 /ngày Hiệu suất loại bỏ các hợp chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng trong UMBR cao lớn hơn 80% và của Nitơ khoảng 73%, thậm chí xử lý được cả trong khoảng nhiệt độ thấp 7- 10°C Photpho được loại bỏ hoàn toàn bởi sự keo tụ hóa học (An, J Y., et al, 2007) Ứng dụng mô hình UMBR xử lý nước thải chăn nuôi lợn công suất 5m 3 /ngày
Bể UMBR đã được áp dụng cho việc xử lý nước thải chăn nuôi như là một bể tùy nghi Hiệu suất nitrit hóa khoảng 98% trong bể hiếu khí, mà không có bất kỳ sự ức chế gây ra bởi amoni Nitrat tạo thành từ bể hiếu khí có nồng độ khoảng 58,2 mg/l đã được khử hoàn toàn trong bể UMBR, với thời gian lưu nước thực tế là 3,5h (An, J Y., et al, 2007)
Hình 2.2 Mô hình sử dụng bể UMBR bể xử lý nước thải chăn nuôi
Tỷ lệ trung bình của NH4 +-N/TKN trong nước thải chăn nuôi lợn khoảng 0.63
Khi tải lượng TKN vào trong khoảng từ 33,6-137,1 g/m 3 ngày, hiệu quả quá trình nitrat hóa khác nhau từ 93 đến 98%, Tỷ lệ trung bình của NH4 +-N/TKN là 0,22, có nghĩa là một số chất không phân hủy hữu cơ có chứa nitơ vẫn ở lại trong dòng ra, mặc dù NH4 +-N đã được hoàn toàn nitrat hóa trong hệ thống này Trong dòng ra, hầu hết nitơ đã ở dạng nitrat, trong khoảng nồng độ là 5,0-78,5 mg/l (An, J Y., et al, 2007)
Kwon và cộng sự tiến hành nghiên cứu Bể UMBR kết hợp Bể sinh học dính bám với thời gian lưu nước lần lượt là 5.8h và 6.4h cho nước thải sinh hoạt, Kết quả thu được từ nghiên cứu này cho thấy rằng nồng độ đầu ra của TCOD, TBOD, SS, TN, và TP đạt được 29,7 mg/l, 6,0 mg/l, 10,3 mg/l, 12,0 mg/l, và 1,8 mg/l, trong đó tương ứng với một hiệu quả loại bỏ 93%, 96%, 96%, 75% và 77% (Kwon, J C., et al, 2005)
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu
Hình 3.1 Nội dung nghiên cứu
T/N 9: Q tối ưu, IR tối ưu, RAS = 75%
T/N 10: Q tối ưu, IR tối ưu, RAS = 50%
Xác định IR và Q tối
Xác định SRT tối ưu SRT = 15 ngày
Vì là mô hình Pilot công suất 30m 3 /ngày và cũng dựa trên những nghiên cứu trước về mô hình này, nên công suất vận hành thích nghi và vận hành khởi động của mô hình là 10m 3 /ngày, và sau đó sẽ tiếp tục tăng công suất lên 20m 3 /ngày, 25m 3 /ngày, và do mục tiêu của đề tài là tìm Q, IR, RAS, SRT tối ưu, nên việc thiết nghiên cứu áp dụng cho 10 thí nghiệm khác nhau, nên nghiên cứu này được tiến hành với ba giai đoạn thí nghiệm Ở giai đoạn 1 cố định Q = 10m 3 /ngày thay đổi tỉ lệ tuần hoàn nội bộ (IR) 100% và 150% nhằm đánh giá, lựa chọn thông số IR tối ưu Tương tự như giai đoạn 1, ở giai đoạn 2 cố định Q = 20m 3 /ngày và thay đổi IR lần lượt là 50%, 75%, 100% và 150% sau đó đánh giá, lựa chọn thông số IR tối ưu ở giai đoạn này Ở giai đoạn 3 tăng lưu lượng lên 25m 3 /ngày, nhằm đánh giá khả năng xử lý chất hữu cơ của mô hình, và so sánh với các lưu lượng chạy trước nhằm lựa chọn lưu lượng tối ưu nhất của mô hình, từ đó quy đổi ra HRT tối ưu
Cũng ở giai đoạn 3 cố định Q = 25m 3 /ngày và IR = 100% thay đổi RAS 100% còn 80% tiếp tục đánh giá hiệu suất xử lý các chất hữu cơ, nếu hiệu suất xử lý tăng lên khi giảm RAS, chứng tỏ tỉ số tuần hoàn bùn từ bể lắng (RAS) có ảnh hưởng lớn đến quá trình xử lý các chất dinh dưỡng có trong nước thải, và phương pháp tìm RAS tối ưu tiến hành ở các thí nghiệm 9 và 10 là cố định Q tối ưu và IR tối ưu, thay đổi RAS từ 100% xuống còn 75%, 50% và đánh giá thông qua hiệu suất xử lý các chất dinh dưỡng
Trong quá trình nghiên cứu của cả ba giai đoạn bao gồm 10 thí nghiệm, SRT từ thí nghiệm 1 đến thí nghiệm 5 là 15ngày, và từ thí nghiệm 6 đến thí nghiệm 10 là 12ngày, việc thay đổi SRT nhằm tìm ra SRT tối ưu của mô hình thông qua việc đánh giá hiệu quả xử lý P
Mô hình và vật liệu nghiên cứu
Mô hình nghiên cứu pilot, được công ty Ecodigm tại Hàn Quốc thiết kế và chuyển giao cho Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, mô hình được lắp đặt tại Bệnh viện Nhiệt đới
Hình 3.2 Mô hình thực tế pilot UMBR
Mô tả mô hình pilot UMBR
Mô hình pilot UMBR bao gồm bể UMBR theo sau nó là bể phản ứng xáo trộn bùn hoạt tính, bể lắng đợt 2 và bể khử trùng Thể tích tổng cộng bể UMBR là 5.4m 3 và kích thước lọt lòng D x R x C là 1,5 x 1,5 x 2,0 m, thể tích hữu dụng là 4.5m 3 Thể tích tổng cộng bể sinh học hiếu khí là 7.2m 3 với kích thước D x R x C là 2 x 1,5 x 2,0 m, thể tích hữu dụng la 6.0m 3 Bể lắng đợt 2 có thể tích hữu dụng là 3.53m 3 , đường kính là 1,5m, chiều cao hữu dụng 2m, chiều cao tổng cộng 2,4m
Dòng nước thải đầu vào, dòng tuần hoàn nội bộ từ bể hiếu khí và dòng tuần hoàn bùn từ bể lắng đợt 2 được trộn đều và phân phối đều ở đáy bể UMBR bằng thiết bị phân phối và khuấy trộn theo hình tròn, nước thải được đưa ra ở phía trên
Bể UMBR được phân chia tách biệt 2 phần cơ bản trong dòng chảy ngược, thứ nhất là phần chứa bùn đậm đặc với độ sâu nhỏ hơn 1m, phía dưới thiết bị phân phối nước và bùn là phần nén bùn, MLSS phần này từ 20g/l – 40g/l, thứ hai là phần bên trên,
32 thực hiện các phản ứng sinh học như kỵ khí, thiếu khí và phần này có thể điều chỉnh bởi dòng tuần hoàn nội bộ và dòng tuần hoàn từ bể lắng
Bảng 2.1 Kích thước của các bể trong mô hình Đơn vị xử lý
Bể sinh học hiếu khí (TK-103) 1 2 x 1,5 x 2,4 6000
Bể chứa nước sau xử lý (TK-105) 1 0,9 x 0,6 x 1,5 360 Bể chứa bùn trung gian (TK-106) 1 0,9 x 0,9 x 2,4 1620
Hình 3.3 Mặt bằng mô hình KNR
TK-101 Máng phân phối, TK-102 Bể UMBR, TK-103 Bể hiếu khí Aeroten, TK- 104Bể lắng, TK-105 Bể nước sau xử lý, TK-106 Bể chứa bùn trung gian, TK-107 Bể chứa bùn dư
Hình 3.4 Sơ đồ khối mô hình pilot KNR
Hình 3.5 Sơ đồ công nghệ mô hình KNR
Nước thải được thu gom về hố ga của 2 khu nhiễm C và nhiễm E của bệnh viện Nhiệt đới và được bơm về ngăn phân phối (TK-101), đi qua lưới chắn đường kính lỗ 5mm và được kiểm soát lưu lượng bởi máng tràn tam giác trước khi tràn vào ngăn phối trộn để hoà trộn với dòng bùn tuần hoàn (RAS) và bùn tuần hoàn nội bộ (IR) Hỗn hợp nước thải và bùn từ ngăn phối trộn tiếp tục đi vào ống trung tâm bể UMBR (TK-102), sau đó được phân phối xuống đáy bể UMBR, đi ngược dòng từ dưới lên qua lớp bùn lơ lửng Nước thải sau khi qua bể UMBR và một phần bùn được thu vào máng thu nước và dẫn qua bể hiếu khí (TK-103), tại đây có quá trình sục khí xáo trộn hoàn toàn để xử lý sinh học hiếu khí Sau khi ra khỏi bể hiếu khí dòng nước thải xử lý tiếp tục được dẫn qua bể lắng (TK-104) để thực hiện quá trình lắng bông cặn Sau quá trình lắng, lớp nước sạch trên mặt được thu bởi máng tràn răng cưa và chứa vào bể chứa nước (TK-105) rồi được dẫn thải ra ngoài, phần bông cặn bùn hoạt tính lắng xuống dưới đáy bể và được bộ phận gạt bùn đưa về chứa trong bể chứa bùn trung gian (TK-106) Từ bể chứa bùn hoạt tính và bể hiếu khí, một phần bùn được tuần hoàn trở lại, bơm về ngăn phân phối, được kiểm soát lưu lượng bởi máng tràn tam giác trước khi tràn vào ngăn phối trộn để hoà trộn với dòng nước thải đầu vào
Bên cạnh đó, mô hình còn có một bể chứa bùn thải để chứa bùn rút ra từ bể UMBR, khi lượng bùn này đầy bể chứa bùn dư (TK-107) sẽ tiến hành thải bỏ Tất cả các thiết bị được vận hành ứng với hai chế độ: tự động hoặc bằng tay bằng các nút điểu khiển trên tủ điện
Nước thải đầu vào mô hình nghiên cứu được lấy từ hố ga giữa hai khu nhiễm C và nhiễm E của Bệnh viện Nhiệt Đới
Bảng 3.2 Thành phần và tính chất nước thải đầu vào mô hình UMBR
STT Thông số Đơn vị Đầu vào (*)
4 Chất rắn lơ lửng mg/l 142±32
* Số mẫu phân tích n = 68 ± : Độ lệch chuẩn
Bùn nuôi cấy ban đầu được lấy từ bể bùn hoạt tính thông thường trong hệ thống xử lý nước thải của KCN Lê Minh Xuân.
Điều kiện vận hành
3.3.1 Các thông số vận hành mô hình
Mô hình được vận hành với thời gian là gần 6 tháng, với 10 thí nghiệm khác nhau để tìm ra thông số vận hành thích hợp, làm tiền đề cho việc ứng dụng công nghệ UMBR rộng rãi Thông số vận hành thí nghiệm được thể hiện ở bảng 5
Giai đoạn vận hành thích nghi:
Bể UMBR được cấp vào 2m 3 bùn từ bể bùn hoạt tính, trong quá trình vận hành ban đầu, công suất vận hành thích nghi 10m 3 /ngày (HRTUMBR = 9,6h) với nước thải
37 bệnh viện, IR = 100%Q, RAS = 100%Q, thời gian vận hành thích nghi là 20 ngày vì sau thời gian này lượng MLSS đầu ra trong bể UMBR bắt đầu lớn hơn mức 8000mg/l và lượng MLSS lớp đáy bể UMBR dao động từ 20.000 – 25.000 mg/l, SVI ổn định (80 -120mL/g)
Bảng 3.3 Thông số chạy tải ứng với các giai đoạn nghiên cứu
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3
Lưu lượng nước thải vào
Lưu lượng bùn tuần hoàn từ bể hiếu khí (IR ) 100 150 50 75 100 150 100 100 150 150
Lưu lượng bùn tuần hoàn từ bể lắng (RAS) 100 100 100 100 100 100 100 80 75 50
MLSS lớp trên bể UMBR, mg/l
MLSS trung bình lớp đáy bể UMBR
Tải trọng CODUMBR (kg COD/m 3 /ngày)
39 (*): Thí nghiệm 1 vận hành 41 ngày, trong đó 20 ngày đầu là giai đoạn nuôi cấy, 21 ngày tiếp theo là bắt đầu chính thức nghiên cứu
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3
Tỉ lệ F/M: kCOD/kgMLSS/ngày
3.3.2 Kiểm soát các thông số vận hành
Lưu lượng nước thải vào mô hình được kiểm tra mỗi ngày nhằm đảm bảo đủ lượng nước cho mô hình Việc điều chỉnh lưu lượng đến giá trị mong muốn được thực hiện bằng cách điều chỉnh van trên đường ống đẩy trên bơm
Tỉ lệ tuần hoàn nội bộ ảnh hướng rất lớn đến hiệu quả xử lý nitơ Để đạt tỉ lệ tuần hoàn mong muốn cần điều chỉnh van trên đường ống đẩy của bơm tuần hoàn bùn
Phương pháp phân tích
Tần suất lấy mẫu: 3 lần/tuần vào mỗi buổi sáng và được vận chuyển về phòng thí nghiệm để phân tích ngay
Phương pháp lấy mẫu: Tất cả chai lọ dùng để lấy và giữ mẫu được rửa thật sạch bằng nước xà phòng, bằng chất kiềm axit hoặc hỗn hợp kali bicromat trong axit sunfuric, sau đó rửa kỹ bằng nước sạch, tráng bằng nước cất, trước khi lấy mẫu phải tráng ít nhất 1 lần bằng chính nước thải mấy mẫu rồi mới lấy mẫu đó
Thời gian lấy mẫu vào các buổi sáng và cứ 02 ngày lấy mẫu một lần, Địa điểm lấy mẫu là tại mô hình KNR đặt tại Bệnh Viện Nhiệt Đới
Khối lượng mẫu phân tích từ 2 lít cho mỗi vị trí, sau đó mẫu sẽ được dán nhãn và ghi rõ thời gian (giờ, ngày, tháng, năm) địa điểm lấy mẫu (có thể miêu tả bằng sơ đồ, ảnh ); các điều kiện thiên nhiên như thời tiết, nhiệt độ (cả nước và không khí khi lấy mẫu)
Bảo quản và vận chuyển mẫu
Thời gian vận chuyển từ nơi lấy mẫu đến phòng thí nghiệm trong 30-60 phút, và sau đó lưu mẫu ở chỗ tối và nhiệt độ thấp
Khi vận chuyển mẫu sẽ bọc chai, chèn lót giữa các chai bằng giấy mềm, đặt chai vào hộp gỗ, túi da sao cho an toàn tránh đổ vỡ trong khi vận chuyển
Vị trí lấy mẫu và thông số phân tích thể hiện ở Bảng 3.4
Bảng 3.4 Chỉ tiêu phân tích và vị trí lấy mẫu
Vị trí lấy mẫu Đầu vào Đầu ra KNR Đầu ra UMBR Aerotank
Việc phân tích mẫu được thực hiện theo các phương pháp trong Standard Method for Exammination of Water and Wastwater (APHA, Eaton DA, and AWWA Joint eds 1998) Phương pháp phân tích các chỉ tiêu của mẫu nước được trình bày trong Bảng 7
Bảng 3.5 Các phương pháp phân tích chỉ tiêu của mẫu nước
STT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Đơn vị Thiết bị
1 pH 4500-H+B.Electrometric pH 211 pH Meter ±0,01
Giấy lọc thủy tinh Bộ hút chân không
Tủ sấy Cân phân tích ±0,1
Tủ sấy 105 0 C Bình hút ẩm Cân phân tích
2540 E Fixed and Volatile Solids Ignited at
Bình hút ẩm Cân phân tích
5 DO Điện cực oxy hòa tan- máy đo oxy mg/l Hanna Hi 9143 ±0,01
Preparation mgP/l Máy Hach DR/2010 ±0,005
B.Colorimetric Method mgN/l Máy Hach DR/2010 ±0,005
4500- NO3 - E.Cadmium Reduction Method mgN/l
Cột Cadmium Máy Hach DR/2010 ±0,005
Method mgN/l Bộ chưng cất
Kjeldahl Method mgN/l Tủ phá mẫu Bộ chưng cất Kjedahl 3,06%
11 COD 5520 C.Closed Reflux, itrimetic Method mg COD/l Tủ nung 150 0 C ±13 12 BOD 5 Winkler cải tiến mg