1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc

128 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc
Tác giả Nguyễn Âu Lạc
Người hướng dẫn TS. Hồ Thị Thanh Võn, TS. Đinh Thị Nga
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
Chuyên ngành Kỹ thuật hóa học
Thể loại Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2015
Thành phố TP. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 128
Dung lượng 74,52 MB

Nội dung

Y Điều chế nano bac.¥Y Khảo sát hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm của mô hình DNN kết hợp với diệt khuẩn băng nano bạc.. Nước thải sau khi được xửly bang mô hình DNN tiếp tục được diệ

TONG QUAN CHUONG 1 TONG QUAN TINH HINH NUOI TOMMÔ HÌNH DAT NGAP NƯỚC KIÊN TẠO VÀ HOẠT TÍNH

KHANG KHUAN CUA NANO BAC

2.1 Đất ngập nước kiến tạo

2.1.1 Khái niệm về đất ngập nước kiến tạo

Theo Công ước Ramsar thì "Đất ngập nước (wetland) bao gồm: những vùng dam lay, đầm lay than bùn, những vực nước bất ké là tự nhiên hay nhân tạo, những vùng ngập nước tạm thời hay thường xuyên, những vực nước đứng hay chảy, là nước ngọt, nước lo hay nước mặn, kế cả những vực nước biển có độ sâu không qua 6m khi triều thấp" Vùng Đồng bang sông Cửu Long được xem là vùng DNN rộng lớn của nước ta vì có đủ các yêu tô của định nghĩa này [9].

Hình 2 1: Dat ngập nước ở dong bằng sông Cửu Long ĐNN được xem là vùng đất giàu tính đa dang sinh học, có nhiều tiềm năng nông lâm ngư nghiệp nhưng rất nhạy cảm về mặt môi trường sinh thái Chúng tham gia tích cực vào chu trình thủy văn và có khả năng xử lý chất thải qua quá trình tự làm sạch băng các tác động lý hóa và sinh học phức tạp Tuy nhiên, việc xử lý nước thải qua DNN tự nhiên thường chậm, mắt nhiều diện tích và khó kiểm soát quá trình xử lý Nên các nhà khoa học đã dé xuất ra giải pháp xây dựng mô hình DNN kiến tạo nhằm tăng hiệu quả xử lý nước thải, giảm diện tích và đặc biệt có thể quản lý được quá trình vận hành ở mức đơn giản.

2.1.2 Phân loại đất ngập nước kiến tạo

2.1.2.1 Đất ngập nước kiến tạo có dòng chảy tự do trên mặt đất Đây là hệ thống có dòng chảy tự do trên mặt đất (hình 2.2), các loại thực vật vĩ mô được sử dụng như lục bình, bèo tây, các loại cây sống dưới nước, hay các loại thực vật có phan thân ở trên mặt nước còn bộ rễ ở dưới nước Các loại thực vật giúp xử lý các chất ô nhiễm, nhu cầu oxy hóa, các chất rắn hòa tan, chất ran lơ lững, nito, phốt pho, lượng bùn giàu dinh dưỡng sẽ được lắng đọng dưới lớp đất Thực vật thì cung cấp oxy cho lớp bùn băng rễ của nó, làm tăng các quá trình phân hủy hiếu khí các chat 6 nhiễm bởi các vi sinh vat [9].

Loại chảy tự do sẽ mang lai ưu điểm là ít tốn kém, quy trình xử lý don giản và tạo sự điều hòa nhiệt độ khu vực cao, nhưng lại vấp phải 3 nhược điểm lớn là: điện tích đất sử dụng lớn nhưng hiệu quả xử lý kém, bên cạnh đó nó tạo môi trường thuận lợi cho muỗi và côn trùng phát triển gây ảnh hưởng đến đời sống

2.1.2.2 Đất ngập nước kiến tạo có dòng chảy ngầm dưới dat [11]

Loại nay được chia thành 3 kiểu: chảy ngang, chảy thắng đứng và kết hợp chảy ngang và chảy đứng

Loại chảy ngang (HF): nước thải thì được cho vào từ đầu vào với tốc độ chậm, khi đó nước thải sẽ chảy xuyên qua các 16 xốp theo chiều ngang cho tới khi tới đầu ra của mô hình (hình 2.3) Trong mô hình nước thải sẽ được xử lý bởi các quá trình hiểu khí, ky khí, yếm khí HF có thể loại bỏ các chất 6 nhiễm COD, BOD, TSS, N,

Ong vào lý ( cat) Mực nước

Hình 2 3: DNN kiến tạo chảy ngâm theo chiêu ngang [11]

Loại chảy dọc (VE), trong hệ thống này nước thải được chảy từ trên xuống dưới thấm qua lớp sỏi, cát và được thu gom bằng ống nước phía nên mô hình Bên trên lớp sỏi. cát được trồng các loại thực vật( hình 2.4) Với thiết kế này thì mô hình tương đối nhỏ hơn so với mô hình dong chảy ngang Nó có thể loại bỏ các chất 6 nhiễm như BODs, COD va các vi sinh vật khỏi nước thải. Ông phân phối nước

Loại hydrid đây là sự kết hợp giữa dòng chảy ngang và chảy dọc, nhăm mục đích tăng hiệu quả xử lý nước thải Tùy vào mục đích xử lý mà thiết kế dòng chảy ngang trước dòng chảy dọc hay dòng chảy dọc trước dòng chảy ngang (hình 2.5).

Khu phân phối nước mm 2 —

Khu thu gom nước DNN dòng chảy ngang ĐNN dòng chảy dọc Óng ra

Hình 2 5: ĐNN kiến tạo kết hợp dòng chảy ngang và dọc

Việc chọn kiểu hình tùy thuộc vào mục đính và địa hình Trong luận văn này, chúng tôi sẽ chọn kiểu chảy ngang Bên cạnh đó có rất nhiều loại cây trồng được sử dụng để tham gia vào quá trình hấp thu các chất ô nhiễm trong nước thải ao nuôi tôm như: cây say, lục bình, bèo Nhung kết quả thực nghiệm xử lý nước thải ở Đại học Cần Thơ năm 2000 cho thấy cây sậy và cát cho hiệu quả hấp thu nitơ (N) rất cao, lên đến 90-92% và phốt pho lên đến 60-63% Do đó, chúng tôi sẽ sử dụng cây sậy trong mô hình của mình.

2.2.1 Tổng quan về nano bạc

Nano bạc đã thu hút được sự quan tâm rất lớn của các nhà khoa học trong và ngoài nước quan bởi chúng có khả năng tiêu diệt rất nhiều loài vi sinh vật gây bệnh như: nam, vi khuẩn với hiệu quả rất cao và tác dụng nhanh chóng Đồng thời chính khả năng khả năng phân tán ồn định trong các loại dung môi khác nhau (trong dung môi phân cực như nước và trong các dung môi không phân cực như benzene, toluene) [12,13].

Ngoài ra, chúng có độ bền hóa học cao, không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và các tác nhân oxy hóa khử thông thường, bên nhiệt tốt, đặt biệt là chi phí cho quá trình sản xuất thấp Gần đây, các nhà khoa học trường đại học y khoa Odense đã tiễn hành thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nano bạc đến sức khỏe con người Kết quả cho thấy hạt nano bạc không có tương tác mạnh với cơ thể con người và cũng không là tác nhân gây độc Tất cả những ưu điểm trên đã giúp chúng được sử dụng rất phố bién trong việc diệt khuẩn.

2.2.2 Cơ chế kháng khuẩn của bạc [13-19]

Các đặc tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ tính chất hóa học của ion Ag’.

Hiện nay cơ chế diệt khuẩn của nano bạc được giải thích chủ yếu dựa trên sự tương tác tĩnh điện giữa ion bạc mang điện tích dương và bé mặt tế bao vi khuẩn mang điện tích âm và trên sự vô hiệu hóa nhóm thiol trong enzym vận chuyên ôxy, hoặc trên sự tương tác của ion bạc với DNA dân đên sự dime hóa pyridin và cản trở quá trình sao chép DNA của tế bảo vi khuẩn.

Các nhà khoa học thuộc hãng Inovation của Hàn Quốc cho răng: bạc tác dụng trực tiếp lên mang bảo vệ của tế bao vi khuẩn Mang này là một cấu trúc gồm các glycoprotein được liên kết với nhau băng cầu nối axit amin dé tạo độ cứng cho màng Cac ion bạc vừa mới được giải phóng ra từ bề mặt các hạt nano bạc tương tác với các nhóm peptidoglican và ức chế kha năng vận chuyển oxy của chúng vào bên trong tế bào, dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn Nếu các ion bạc được lay ra khỏi té bào ngay sau đó, khả năng hoạt động của vi khuẩn có thể lại được phục hồi Các tế bào động vật cấp cao có lớp màng bảo vệ hoàn toàn khác so với tế bào vi sinh vật.

Chúng có hai lớp lipoprotein giàu liên kết đôi có khả năng cho điện tử do đó không cho phép các ion bạc xâm nhập, vì vậy chúng không bị tổn thương khi tiếp xúc với các ion bạc (hình 2.7).

Ngừng quá trình + phân chia tế bào ? t a

Lam giản đoạn ev vận chuyên chát dinh dưỡng của enzym

Phá hủy mang tế bảo

Hình 2 7: Tác động cua ion bạc lên vi khuẩn

Cơ chê tác động của các ion bạc lên vi khuan cũng được các nhà khoa hocTrung Quốc làm việc trong hãng Anson mô tả như sau: khi ion Ag” tương tác với lớp mang của tế bào vi khuẩn gây bệnh nó sẽ phản ứng với nhóm sunphohydril SH của phân tử enzym vận chuyên oxy và vô hiệu hóa enzym này dân đên ức chê quá trình hô hap của tê bao vi khuân theo phương trình sau:

Bên cạnh đó, các ion bạc còn có khả năng ức chê quá trình phat trién cua vi khuân băng cách sản sinh ra ôxy nguyên tử siêu hoạt tính trên bê mặt của hạt nano bạc.

Meu heat hoa + 2Ag” ——> Men thu động + 2H

Hình 2 8: lon bạc vô hiệu hóa enzym chuyền hóa oxy của vi khuẩn

TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VA

NGOÀI NƯỚC VE XU LÝ NƯỚC THAI AO NUOI TOM

3.1 Tình hình nghiên cứu trên thé giới

Xử lý nước thải bằng đất ngập nước kiến tạo đã được áp dụng khoảng 100 năm nay ở My, châu Âu va gan đây nhất là các nước châu A, châu Uc Tại các nước phát triển, xử lý chất thải sau khi nuôi thủy sản đã được quan tâm nghiên cứu và triển khai áp dụng từ rất lâu Lần đầu tiên, mô hình đất ngập nước kiến tạo được đưa vào xử lý nước thải bởi Dr Kathel Seidel ở Đức vào năm 1950 Đến năm 1960, thì hệ thống PNN kiến tạo mới được sử dụng rộng rãi trên thế giới [32] Việc nghiên cứu đất ngập nước kiến tạo khá nhiều trong khoảng hon 20 năm nay, đặc biệt là các công trình cua Kadlec va Knight (1996), Moshiri (1993), US-EPA (1988) cho thay hiệu qua xu ly các chat 6 nhiễm như BOD;, COD, DO, TSS, phot pho, Coliform có giảm đáng kế trong nước thải Ưu điểm của phương pháp nay là xử lý nước thải hiệu quả diện tích sử dụng nhỏ, mô hình dễ xây dựng, kiêm soát được quá trình, chỉ phí vận hành thấp, dễ thực hiện.

Năm 2001, nhóm của Wiliam Dennision đã thử nghiệm thành công khả năng xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng sự kết hợp của quá trình lăng, quá trình xử lý trong ao nuôi hào va hấp thụ chất ô nhiễm bang những loại tao lớn (hình 3.1) Nước thải ao nuôi tôm được xử lý qua 3 giai đoạn:

- Giai đoạn đầu: nước thai ao nuôi tôm được xử lý một phan trong ao lắng tự nhiên sau 24 giờ.

- Giai đoạn 2: sau khi qua ao lang nước thải được đưa vào bể loc bằng hàu Trong giai đoạn này cặn ban lo ling, thực vat phù du, vi sinh vat và các chất dinh dưỡng của chúng thi được xử lý sau 48 giờ.

- - Giai đoạn cuối: thì các chất dinh dưỡng hòa tan được hap thụ bởi những tảo lớn trong bề tảo sau 72 giờ.

Sau khi qua hệ thông xử lý kết hợp hiệu quả xử lý chất ô nhiễm của mô hình tương ứng như sau: TSS (88%), tổng — N (72%), tong - P( 86%), N- Amonia (24%), N - NOx (70%), P- PO3- (65%), vi khuẩn (30%) [33].

Bể lắng(60L) : Ao nuôi Hau :- Ao nuôi tảo không quạtkhí : quạt khí | quạt khí

Nước thải : - chưa xử lý ' ` Kho ng

J P= l4 | l6cá — 100g ae | thé hau : — >| tảo lớn

Hình 3 1: Mô hình kết hợp ao lắng, ao nuôi hào và ao tảo [33]

Hai năm sau đó, năm 2003, J Panigua — Michel cùng cộng sự đã cải tiến quá trình xử lý sinh học nước thải ao nuôi tôm bằng cách dùng các tâm vi sinh vật kiến tạo Trong đó quá trình xử lý dựa vào sự cố định những vi sinh vat bién tu nhién thành từng mảng trên các bông thủy tinh dé làm giảm mức độ phân tán của nito trong nước thải của ao nuôi tôm ( hình 3.2) Mô hình này đã cho hiệu suất xử lý amonia khá tốt vào khoảng 97%, nitrat là 97% chỉ sau 20 ngày xử lý [34].

Hình 3 2: Mô hình thiết bị phan ung sinh học với thảm vi sinh vat kién tao [34].

Songsanjinda.P đã nghiên cứu kết hợp công nghệ sinh học và quá trình tự nhiên để xử lý nước thải ao nuôi tôm và tái sử dụng Năm 2004, tác giả đã kết hợp nhiều mô hình để xử lý nước thải ao nuôi tôm để tái sử dụng theo quy trình khép kín như hình 3.3 Với mô hình nay, nước thải ao nuôi tôm qua hệ thống xử lý liên tục. Đầu tiên, chúng sẽ vào ao lang để loại bỏ một phan 6 nhiễm Sau đó, nước thai được bơm qua ao nuôi cá để xử lý sinh học Cuối cùng nước thải được bơm vào ao xử lý sinh học bang rong biến Sau quá trình xử lý nước được bơm về hồ chứa và cung cấp lại cho ao nuôi tôm [35].

*®=: Dong chảy 7 H : Đường ông nu š v_—” la ` A ke

Hình 3 3: Mô hình kết hợp công nghệ sinh học và quá trình tự nhiên [35]

Darooncho (1991) khi trồng rong biển trong nước thải nuôi tôm tại 2 tỉnh Chanthaburi và Songkhala —Thai Lan cho thấy lượng amoni va BOD bi hấp thu bởi rong bién là 100% và 39% sau 24 giờ Theo kết quả điều tra của dự án PD/A CRSP năm 2002 ở Thái Lan, việc nuôi kết hợp tôm nước lo với cá rô phi dang trở nên phd biến trong vai năm gan đây (Yang Yi & K Fitzsimmons, 2002) Năm 2005,

Xiongfei cùng các cộng sự đã nghiên cứu xây dựng khu nuôi tôm công nghiệp sử dụng nhuyễn thé hai vỏ dé xử lý nước thải sau khi nuôi tai Trung Quốc Ty lệ về diện tích tương ứng ao tôm: ao nhuyễn thé: khu vực chứa nước dự trữ là 1.0: 0,8:

0,4 Hiệu quả của hệ thống nay đạt được là 40,0 — 83,6% P-PO,; 45 — 89% TSS; 22

— 24% N-NO3;; 19 — 64% TAN và tiền lãi từ thu nhuyễn thé cũng bang tiền lãi từ thu hoạch tôm.

Bên cạnh việc xử lý nước thải, nhóm tác giả F.R Miranda đã nghĩ ra một sáng kiến mới đó là dùng chính nước thải ao nuôi tôm để tưới cho hoa màu vào năm 2008 Kết quả cho thấy rằng: so với tưới băng nước sông, thì hoa màu được tưới băng nước thải ao nuôi tôm hiệu suất của hoa màu không tăng cũng không giảm. Đồng thời giúp giảm pH, Canxi, magie trong đất và tăng tỉ lệ trao đối natri [36].

Bang 3 1: Kết qua xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng ao lắng tram tích

Initial Conc Final Conc Mean Initial Conc Mean Final Conc Overall Reduction Parameter Depth (mg/L) (mg/L) Reduction (%) (mg/L) (mg/L) (%) ' 0,

Xử lý nước thai ao nuôi tôm đã không ngừng nhận được sự quan tâm cua các nhà khoa học trên toàn thế giới Do đó, năm 2011, L.Nyanti cùng với cộng sự đã tiễn hành xử lý nước thải ao nuôi tôm bang ao lăng trầm tích trong vùng nhiệt đới.

Mục tiêu của nghiên cứu này là để xác định chất lượng nước thải ra sau khi lưu trữ trong ao lăng trầm tích sau 76 giờ với hiệu quả xử lý của ao ở những độ sâu khác nhau Kêt quả chứng minh răng chât lượng nước ở độ sâu băng 1/3 chiêu sâu của bê thì tốt hơn so với ở độ sâu 2/3 chiều sâu bể Trong khi đó hiệu suất trung bình của bể được biểu diễn trong bảng 3.1. Đề tăng khả năng xử lí nitơ lên 95 %, Clayton Kern cùng cộng sự đã sử dụng bể phan ứng liên tục (SBR) dé xử lý nước thải ao nuôi tôm theo (hình 3.4) Mô hình này đã được vận hành một cách thành công vào năm 2012 Trong đó, SBR được kết nối với quá trình bùn hoạt tính trong từng bể phản ứng với những điều kiện ki khí và hiểu khí Khi đó, những vi sinh vật trong bùn hoạt tính sẽ thực hiện quá trình nitrit hóa và khử nito [37].

Hiếu khí | Ky khí | Hiếu khí el m al m - mm

Bé nhap Binh phan ứng Bé lang Bé gan chat Bề không

Hình 3 4: Mô hình xu lý nước thai nuôi tôm SBR [37]

Theo thời gian, các nhà khoa hoa đã cố gan hoan thiện khả năng xử lý của mô hình, đồng thời cũng chú trọng hơn đến yếu tố hiệu suất Dé mang lại kết qua tốt nhất ma không gây lãng phí nguồn thức ăn còn sót lại trong nước thải ao nuôi tôm, Shewin Attasat cùng cộng sự đã sử dụng cá rô phi và rong biển vào năm 2013.

Nước thải ao nuôi tôm được đưa vào ao nuôi cá rô phi, tại đây lượng thức ăn thừa và thực vật phù du sẽ là thức ăn của cá rô phi, sau đó nước thải sẽ tiếp tục được xử lý ở ao nuôi rong biến (hình 3.5) Kết quả xử ly của mô hình cho thay 88% lượng N thì được xử lý bởi hệ thống trên [38].

Ao nuôi tôm ( 400 L) Ao cá rô phi ( 40L) Ao rong bien (80L)

Hình 3 5: Mô hình kết hợp tôm — cá — rong biển [38]

Năm 2008, Tawadchai và những cộng sự đã sử dụng cây bèo tây (hình 3.6) để xử lý nước thải ao nuôi tôm sú Tác giả đã nghiên cứu mối liên hệ giữa sinh khối bèo tây và thời gian xử lý, sự thay đổi trong các thông số chất lượng nước và cân băng N được đánh giá để xử lý nước thải ao nuôi tôm sú trong khu vực có độ mặn thấp Kết quả cho thay rằng, cứ khoảng 12 g béo tây trên mỗi lít nước thải ao nuôi tôm sau 30 ngày xử lý là điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của bèo tây cũng như chất lượng nước thải xử lý về nhu cầu oxy sinh hoc, chất ran lơ lửng, phốt pho tong, nitrat, amonia, nito tong [39].

Năm 2010, nhóm nghiên cứu thuộc trường đại học Sarawak ở Malaysia đã khảo sát khả năng xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng cây lục bình Đề tiến hành thí nghiệm này, nước thải của ao nuôi tôm mới thu hoạch được đặt ngoài trời trong bê thủy tinh với ba diện tích bao phủ lục bình khác nhau: bao phủ hòa toàn (F), phân nửa (H) và không bao phủ (C) trong vòng 76 giờ Kết quả cho thấy răng khi khả năng bao phủ của lục bình giảm thì khả năng xử lý nước thải cũng giảm Dién hình là hàm lượng amoni nito trong F giảm từ 1,8 mg/L xuống còn 0,2 mg/L trong 46 giờ Trong khi đó, nồng độ của chúng chỉ dưới 0,6 mg/L trong H và C Khả năng xử lý của F theo thứ tự NO3-N>NO.-N>TP> TAN>TN>RP>BODz>COD khoảng 52,2 đến 100% Nhưng trong H thì khoảng nay chi còn 45,5 đến 95,2% và trong C vao khoảng 18,5 đến 74.9% Khả năng xử lý cao nhất trong F, sau đó đến H và cuối cùng là C Như vậy, kết quả chi ra rang, mặt dù thời gian xử lý ngăn, nhưng khả năng xu lý cao khi dung cây lục bình [40].

Hình 3 7: Đồ thị biéu diễn kha năng xử lý BODs va COD của F, H, C

3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

THỰC NGHIỆMPHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp kết hợp mô hình DNN kiến tạo với diệt khuẩn bằng nano bạc từ đó đưa ra phương pháp xử lý nước thải ao nuôi tôm một cách hiệu quả, đạt tiêu chuẩn nước thải ra môi trường và có thể tái sử dụng, đạt hiệu quả kinh tế cao, dễ vận hành và phù hợp với điều kiện địa li ĐBSCL.

- Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm băng mô hình DNN kiến tạo.

- Nghiên cứu tông hợp nano bạc và đánh giá khả năng diệt khuẩn của nano bạc.

- Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm băng mô hình DNN kiến tạo kết hợp diệt khuẩn băng nano bạc.

- Xây dựng thiết kế mô hình DNN kiến tạo dé xử lý nước thải ao nuôi tôm.

- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thai ao nuôi tôm dựa trên mô hình DNN đã thiết kế bang việc thay đối tải lượng ô nhiễm của nước thai.

- Tính toán hiệu suất của quá trình xử lý bang việc phân tích các chỉ tiêu như nồng độ TDS, COD,N - tong, N — Amonia, P - tong của nước thai đầu vào va đầu ra mô hình ở các tải lượng khác nhau Từ đó tìm ra các điều kiện tối ưu cho các thông số vừa nghiên cứu.

- Điều chế nano bạc bằng phương pháp khử hóa học với tác nhân khử là nattri citrat.

- Nghiên cứu đánh giá khả năng diệt khuẩn của nano bạc ở các nồng độ khác nhau và thời gian tiếp xúc khác nhau.

- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng mô hình DNN kết hợp diệt khuẩn băng nano bạc.

4.3.1 Thanh phần nước thải tong hợp

Nước thải tổng hợp được sử dụng để khảo sát hiệu quả xử lý của mô hình DNN, từ đó làm cơ sở dé nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm thật bang mô hình DNN Trong đó nước thai tổng hợp có thành phần và nồng độ như bang 4.1

Bảng 4 1: Thành phân nước thải tổng hợp [50]

Thành phần hóa học Tải lượng 62,5 Tải lượng 100

KgCOD/ha.ngay KgCOD/ha.ngay

(NH4)2S04(99 0%) 146,70 220,10 KH,PO,4(99,5%) 14,00 21,00 Ca(NO3)2(99,0%) 53.00 79,50 MgSOx.H;O (99,5%) 15,00 22,50 MnSO, (98,0%) 2,00 3,00

4.3.2 Xây dựng mô hình đất ngập nước kiến tạo

Mô hình DNN có dòng chảy ngâm theo chiều ngang được chọn dé tiến hành thực nghiệm Bởi vì mô hình này có cơ chế loại bỏ các thành phần TDS, COD,N, P tương tự như các mô hình DNN khác nhưng dễ xây dựng cũng như làm thực nghiệm Ở đây hàm lượng oxy cung cấp vào nước từ không khí tăng nhờ quá trình quang hợp của thực vật trồng phía trên [48] Thực vật được chon trồng trong mô hình này là cây say, có tên khoa học là Phragmites communis Bởi vì cay say là một loài cây có thé sống trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt và phù hợp với khí hậu Việt Nam Hệ sinh vật quanh rễ loại cây này có thể phân hủy chất hữu cơ và hấp thu kim loại nặng trong nước thải Rễ cây sậy có khả năng làm tăng lượng oxy trong bể cát.

Mô hình được thiết kế với các thông số được chọn theo tỉ lệ chiều dài: chiều rộng là 3:1 tới 5:1 hay có thé rộng hon, chiều cao mô hình xấp xi 0,15 — 0.6 m [49] như hình 4.1.

Hình 4 1: Mô hình đất ngập nước kiến tạo

Trong luận văn nay mô hình DNN được chon là mô hình có dòng chảy ngầm và theo phương ngang Kích thước mô hình được chọn 1,2 x 0,4 x 0,35 m, trong đó mô được chia làm 3 khu như hình 4.2:

- Khu nước vào cú chiều dai là 0,15m và được điền sỏi ỉ = 10 — 20 mm.

- Khu xử lý có chiều đài là 0,9m, khu này được chia làm 2 lớp, lớp dưới có chiều cao 0,25 m điền sỏi ỉ = 5 — 10 mm lớp trờn cú chiều cao khoảng 10 cm được điền cát mịn.

- Khu nước ra cú chiều dai 0,15 m và được diễn sỏi ỉ = 10— 20 mm.

Hình 4 2: Mô hình thực nghiệm đất ngdp nước kiến tạo

Mô hình sau khi được điền đây sỏi thì tiến hành trông sậy vào mô hình với mật độ 25 cây/m” Sau khi sậy được trồng khoảng 3 tháng bắt đầu xử lý nước thải.

4.3.3 Khao sát hiệu qua xứ lý nước thải tong hợp bằng mô hình DNN

Trong nghiên cứu này chúng tôi tiến hành đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tong hợp đối với mô hình DNN với các tải lượng khác nhau theo bảng 4.1 Khi đó tải lượng 62,5 Kg COD/ha.ngay thì được chon để khảo sát trước nhằm mục đích để cho hệ thích nghi dan và 6n định Ở tải lượng nay chúng tôi tiến hành khảo sát hiệu quả xử lý của mô hình trong vòng 30 ngày, tiếp đó tải lượng ô nhiễm được chúng tôi tăng lên 100kg COD/ha.ngay và tiễn hành khảo sát trong vòng 30 ngày dé đánh giá hiệu quả xử lý hàm lượng ô nhiễm của mô hình với các mức tải lượng khác nhau Ở mỗi tải lượng trước khi tiên hành phân tích các chỉ tiêu dau ra của nước thải chúng tôi chạy mô hình với tải lượng đó từ 10-15 ngày dé mô hình thích nghi và 6n định theo như quy trình ở hình 4.3. r ;

Tải lượng 62,5 Tải lượng 100 KgCOD/ha.ngày KgCOD/ha.ngay

Hình 4 3: Quy trình xử lý nước thai tong hợp bằng mô hình ĐNN

4.3.4 Khao sát hiệu qua xứ lý nước thải ao nuôi bang mô hình DNN

Mẫu nước thải ao nuôi tôm được khảo sát ở ap Đại Phước, xã Nhơn Trach huyện Cát Lái Các ao nuôi tôm này có diện tích khoảng 2000m”, thả nuôi tôm thẻ chân trắng với mật độ khoảng 50 con/m Tại thời điểm lấy mẫu nước thì tôm đã được nuôi khoảng hai tháng, mẫu được lẫy vào lúc 8h sáng tại khu vực giữa ao với mỗi lần lay khoảng 100 lít mẫu, mẫu lay về được tiến hành phân tích các chỉ tiêu và trữ đông ở nhiệt độ khoảng 4°C Do nồng độ ô nhiễm của nước ao tăng theo thời gian vì thế tải lượng ô nhiễm cũng tăng theo Trong nghiên cứu này thì lưu lượng xử lý được giữ cô định 10 lít / ngày để khảo sát hiệu quả xử ly của mô hình DNN

Xử lý nước thải bằng mô hình DNN x(

Hình 4 4: Quy trình xử lý nước thải ao nuôi tôm bang mô hình DNN

Trong thí nghiệm này nano bạc được điều chế bằng phương pháp khử hóa học với tác nhân khử là natri citrat (Na;CsHsO7, 99,0%) trong dung dịch muối bạc nitrat

Muối AgNO; được pha trong 500ml nước cất với nồng độ 0.001M Sau đó đun sôi dung dịch AgNOa, khi dung dịch sôi thì cho 5ml chất khử natri citrat nồng độ 0,04M vào từ từ Trong suốt quá trình đó dung dịch được khuấy liên tục, sau khi chất khử được thêm vào ta giữ nhiệt độ của dung dịch ở 80°C theo thời gian khao sát rồi lam lạnh xuống nhiệt độ phòng được mô tả như hình 4.5

Hình 4 5: Quy trình điều chế nano bạc

4.3.6 Khảo sát ảnh hướng thời gian phản ứng đến kích thước hạt Ag NPs

Hiệu quả diệt khuẩn của nano bạc phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt và độ phân tán của nó Trong nghiên cứu này chúng tôi tiễn hành khảo sát thời gian phản ứng để đưa ra thời gian thích hợp để được kết quả hạt nano bạc có kích nhỏ và phân tán đều trong dung dịch, trong đó nông độ bạc nitrat và natri citrat không đối.

Ba mốc thời gian được khảo sát là 1,0 giờ, 1,5 giờ và 2.0 giờ, quy trình nghiên cứu như hình 4.6.

Giữ nhiệt ở 80°C Giữ nhiệt ở 80°C Giữ nhiệt ở 80°C trong | giờ trong 2 giờ trong 3 giờ

Hình 4 6: Quy trình khảo sát anh hưởng thoi gian phan ứng tới kích thước Ag NPs

4.3.7 Khảo sát khả năng diệt khuẩn của nano bạc Đề đảm bảo nước thải được diệt khuẩn hoàn toàn trước khi thải ra môi trường thì sau khi được xử lý bằng mô hình DNN nước thải tiếp tục được diệt khuẩn bang

Ag NPs với nồng độ và thời gian tiếp xúc khác nhau để khảo sát khả năng diệt khuẩn trong nước thải ao nuôi tôm của Ag NPs (hình 4.7).

0,0 mg/L 0,02 mg/L 0,04 mg/L 0,06 mg/L 0,08 mg/L 0,1 mg/L

100ml 100ml 100ml 100ml 100ml 100ml nước thai nước thai nước thai nước thai nước thai nước thai

Kiểm tra tổng Coli form còn lại

Chọn nồng độ và khảo sát thời gian lưu khác nhau ( 3h, 6h, 12h) Ẳ

| Kết quả và hiệu quả diệt khuân của nano bạc }

Hình 4 7: Quy trình khảo sát khả năng diệt khuẩn của nano bạc

4.3.8 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thai ao nuôi tôm bằng mô hình DNN kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc

Từ các kết quả xử lý mô hình DNN và diệt khuẩn băng nano bạc, chúng tôi tiến hành đánh giá hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm bang mô hình DNN kết hợp với diệt khuẩn băng nano bạc (hình 4.8).Việc xử lý kết hợp hai giai đoạn này nhăm nâng cao hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm và vi khuẩn có hại cho tôm.

Phân tích các chỉ tiêu Nước thai ao nuôi tôm pH TDS, COD, N - tong , N—amonia, P - tong, Coli form tong

Xử lý bằng mô hình ĐNN

Phân tích các chỉ tiêu| Nước thải sau xử lý pH, TDS, COD,N-| bằng mô hình DNN tong , N — amonia, P - tong, Coli form tong

Diệt khuẩn bằng nano form bạc con pH Đánh giá hiệu qua "

Hình 4 8: Quy trình đánh gid hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng mô hình ĐNN kết hợp với diét khuẩn bằng nano bạc

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHAN TÍCH

5.1 Do phố hap thụ UV-Vis

Phố hap thụ UV-Vis là phương pháp phân tích được sử dụng rộng rãi từ lâu.

Vùng sóng: Tử ngoại (UV) 200 — 400 nm, khả kiến (Vis) 400 — 800 nm

Phương pháp pho hấp thụ có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực phân tích định lượng, phân tích cấu trúc, phân tích định tính Nguyên tắt của phương pháp phân tích định lượng là dựa vào mối quan hệ giữa mật độ quang va nông độ dung dịch theo định luật Lambert — Beer Ưu điểm của phương pháp này trong phân tích định lượng là có độ nhạy cao, có thé phát hiện được một lượng nhỏ chất hữu cơ hoặc ion vô cơ trong dung dịch.

Hình 5 1: Máy quang pho hấp thụ UV-Vis Shimazu TCC-240A

Phương pháp XRD giúp xác định được cau trúc của vật liệu và có thé dự đoán được kích thước hạt Thông số cần quan tâm ở đây là cường độ nhiễu xạ, góc nhiễu xạ và tập hợp nhiễu xạ đặc trưng. Điện tử lớp

EK nhảy ra Bức xạ tới Điện tử lớp M điện vào lô trông

\dién vào 16 trông lia X tán xa

Hình 5 2: Nguyên tắc tán xạ tia X của phố EDX

5.3 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Để xác định được hình thái của vật liệu và xác định được chính xác kích thước hạt và sự phân bồ kích thước hạt tiến hành đo ảnh TEM của vật liệu TEM là thiết bi nghiên cứu xác định hình ảnh các mẫu vật, khi sử dụng một chùm electron có năng lượng cao chiếu hội tụ vào và xuyên qua mẫu tạo nên sự phóng đại hình ảnh (có thể lên đến hàng triệu lần) trên màng huỳnh quang hoặc trên lớp phim quang học, hay được ghi nhận bang cac may anh số [56].

5.4 Phương pháp ICP/Ms (Inductivey Coupled Plasma mass spectrometry)

Phương pháp ICP - MS là sự kết hop ngọn lửa plasma tạo thành băng dòng điện có tần số cao (cỡ MHz) được cung cấp bằng một máy phát Radio Frequency Power (RFP) Ngọn lửa plasma có nhiệt độ rất cao có tác dụng chuyên các nguyên tố trong mẫu cần phân tích thành dạng ion với phép ghi phố theo số khối hay chính xác hơn là theo ty số giữa số khối và điện tích (m/Z).

Hai ưu điểm nỗi bật của ICP-MS là có độ phân giải cao và dễ tách các nhiễu ảnh hưởng lẫn nhau do đó có thé phát hiện được hầu hết các nguyên t6 trong bảng tuân hoàn Phương pháp phân tích này dựa trên các nguyên tắc của sự bay hơi, phân tach, ion hóa của các nguyên tô hóa học khi chúng được đưa vào môi trường plasma có nhiệt độ cao Sau đó các ion nay được phan tách ra khỏi nhau theo ty số khối lượng / điện tích (m/z) của ching, bang thiết bị phân tích khối lượng có từ tính và độ phân giải cao phát hiện, khuyếch đại tín hiệu và đếm băng thiết bị điện tử kĩ thuật số.

Phương pháp ICP-MS hơn han các kĩ thuật phân tích kim loại nặng khác ở các điểm sau: có độ nhạy cao, độ lặp lại cao, xác định đồng thời được hàng loạt các kim loại trong thời gian phân tích ngăn [57].

Các quá trình xảy ra trong nguồn ICP:

- Hóa hơi chất mẫu, nguyên tử hóa các phân tử, ion hóa các nguyên tử, sự phân giải của các ion theo số khối sẽ sinh ra phố ICP-MS:

Hoa hoi: M;X„ạ(ứ) 7 M;x„(K) Phan li: M;X„ạ(k) — nM (k) + mX(k)

- Thu toàn bộ đám hơi ion của mau, lọc và phân ly chúng thành phổ nhờ hệ thống phân giải khối theo số khối của ion, phát hiện chúng băng detector, ghi lại phô.

- Đánh giá định tính, định lượng phố thu được.

Như vậy thực chất phố ICP - MS là phổ của các nguyên tử ở trạng thái khí tự do đã bị ion hóa trong nguồn năng lượng cao tần ICP theo số khối các chất.

5.5 Phương pháp DLS (Laser Scattering Particle Size Distribution Analyze)

Phương pháp tán xa laser dé xác định độ phân bố kích thước hat là phương pháp phân tích hiện đại, hiện được sử dụng pho bién trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu Nguyên tac của phương pháp này dựa trên hiện tượng tán xạ ánh sang, phương pháp nảy thực hiện trong một thời gian ngắn với độ chính xác và độ lập lại cao.

Thiệt bị bao gồm nguồn lazer cùng hệ thống quang học là bộ phận cốt lõi của thiết bi, ngoài ra một số bộ phận khác được tích hợp cùng hệ thống hoàn lưu mẫu tiền xử ly, mach xử lý tín hiệu do, thiết bị truyền và hiến thị dữ liệu.

Hình 5 3: Sơ đô nguyên lý hệ thống quang học trong thiết bị do DLS

Trong đó: Pham vi kích thước do 0,01 — 3000 um

Kỹ thuật phân tích: mẫu khô hoặc mẫu ướt Thời giana đo khoảng 5 giây ( từ lúc bat đầu đo tới khi hiển thị dữ liệu).

Luong mẫu cần thiết: 10mg — 5g Dung tích: bình hoàn lưu chứa mẫu 180 — 290 ml, bình đo 10 -15mm.

Dung môi phân tán mẫu: nước, cồn axeton và các dung môi hữu cơ khác.

Nguồn sáng laser diod: 650nm, 5mW hoặc 405nm, 3mW.

Siêu âm bình đo: 130 W, 28kHz

Nhiệt độ môi trường hoạt động.

Nguôn điện: 100/120/230 V, 50/60 Hz, 300VA parca 4

Hình 5 4: Máy do phân bố kích thước hạt HORIBA LA - 950

5.6 Phương pháp MPN ( MOST PROBABLE NUMBER) [58-59]

Phương pháp MPN gọi la phương pháp pha loãng tới hạn Day là phương pháp định lượng dựa trên kết quả định tính của một loạt thí nghiệm được lặp lại ở một số độ pha loãng khác nhau Thông thường việc định lượng này được thực hiện lặp lại 3 lần ở 3 độ pha loãng bậc 10 liên tiếp, tổng cộng 3 x 3 = 9 ống nghiệm.

Sử dụng các số liệu này va dựa vào bảng Mac Crady suy ra mật độ vi sinh vật được trỡnh bày dưới dạng số MPN/100ml hay số MPN/1 ứ mẫu Độ chớnh xỏc của trị số MPN phụ thuộc vào số lượng ống nghiệm lặp lại trong mỗi độ pha loãng.

Các ống nghiệm LST có ống Durham po ^^

Hình 5 5: Các thao tác trong phương pháp MPN

Bước 1: Lay mau và pha loãng mẫu đến 3 nông độ liên tiếp thích hợp.

Bước 2: Mỗi độ pha loãng hút 3 lần, mỗi lần 1 ml cay vào 3 ống nghiệm môi trường Lauryl Sulphate broth (LSB) Hút 3 nông độ liên tiếp, mỗi nồng độ 3 ống nghiệm.

Bước 3: Ủ ấm từ 35 — 37C, thời gian 24 - 48 giờ.

Bước 4: Ông dương tính là có bọt khí trong ống durham.

Bước 5: Tra bảng Mac Crady — loạt 3 ống nghiệm ở 3 nồng độ liên tiếp.

Kết quả tra bảng MPN/ml = kết quả tra bang x 10 ( f độ pha loãng thấp nhất 10")

5.7 Phương pháp khối lượng xác định hàm lượng chất răn lơ lững [60] Độ dẫn điện của nước là có liên quan trực tiếp đến nông độ ion hóa của các chất rắn hòa tan trong nước lon từ các chất rắn hòa tan trong nước tạo ra khả năng dẫn điện của nước, cái mà có thể được đo băng máy đo độ dẫn (conductivity meter) hoặc may đo TDS(TDS meter) Khi tương quan với các phép do TDS trong phòng thí nghiệm, độ dẫn cung cấp một giá trị gần đúng cho nồng độ TDS, thường có độ chính xác đến mười phan trăm.

Mối quan hệ giữa TDS và độ dẫn điện cụ thể của nước ngầm xấp xỉ theo phương trình sau đây:

KET QUÁ VA BAN LUẬN CHƯƠNG 6: KET QUA MÔ HÌNH DAT NGAP NƯỚC

6.1 Kha năng xử lý nước thai tong hợp của mô hình DNN

Quy trình xử lý nước thải tổng hợp được tiến hành sau thời gian 3 tháng tinh từ lúc cây say được trồng trong mô hình Vì lúc này, tat cả chúng đều đã trưởng thành, kha năng thích nghi với môi trường tốt và khả năng xử lý 6n định Để kiểm tra hiệu quả xử lý của mô hình với nồng độ ô nhiễm khác nhau, chúng tôi đã chon hai tải lượng là 62,5 và 100 kg COD/ha.ngày Với mỗi tải lượng, chúng tôi cho mô hình chạy từ 10 đến 15 ngày để chúng thích nghỉ với tải lượng mới Sau khoảng thời gian này, mẫu được đem đi phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải đầu ra bao gôm: pH, TDS, COD, N - tổng, N — amonia, P — tổng trước và sau khi xử lý băng mô hình DNN chu ki phân tích mẫu là 3 ngày.

Với tải lượng 62,5 kg COD/ha.ngay, chúng tôi tiến hành đo pH dau vào và dau ra của 3 mẫu được kí hiệu theo thứ tự là M1, M2, M3 với pH đầu vào của 3 mẫu là 6,80 va pH dau ra lần lượt là 640; 6.24 và 6,23 Với tải lượng 100 kg COD/ha.ngay, các mẫu sẽ được đánh số là M4, M5, M6 với pH dau vào là 7.40 và đầu ra tương ứng là 6,49; 6,31 và 6,35 (bảng 6.1).

Bảng 6 1: Kết quả pH đầu vào và đầu ra pH đầu vào pH đâu ra

Kết qua thí nghiệm hình 6.1 chỉ ra rằng pH của nước thải sau khi được xử lý qua mô hình ĐNN đều giảm Nguyên nhân chính của sự thay đổi pH là do quá trình oxy hóa đất phèn tiềm tàng:

~#pH Đầu vào -#-pH Đâu ra

Hình 6 1: Sự biến đối pH của nước thải dau ra

Ngoài ra pH của nước còn giảm do quá trình phân hủy hữu co, hô hấp của thủy sinh vật Hai quá trình này giải phóng ra nhiều COs, CO, phan ứng tạo ra nhiều H” làm giảm pH của nước:

Ngược lại quá trình quang hợp của thực vật hap thu CO, làm pH tăng dan Do thực vật hap thụ CO, nhanh hon lượng CO; tao ra từ quá trình hô hấp của thủy sinh vật nên thực vật phải lay CO, từ sự chuyển hóa HCO3Z và sinh ra nhiều CO; làm tăng pH của nước.

Tuy nhiên, với 2 tải lượng khác nhau có 2 pH đầu vào khác nhau, nhưng pH đầu ra của các mẫu luôn 6n định ở khoảng với pH~6,4 Khoảng pH nằm trong khoảng pH cho phép đối với đời sống sinh trưởng của thủy sinh vật Vì pH thích hop cho thủy sinh vật là 6.0 - 9,0.

6.1.2 Sự biến đối tong chất rắn hòa tan ( TDS)

Kết quả TDS được trình bày trong bảng 6.2 chỉ ra rằng các mẫu đầu vào với tải lượng 62,5 kg COD/ha.ngày có TDS đâu vào là 236 mg/L và đầu ra tương ứng là 182, 168 và 162 mg/L Bên cạnh đó, với TDS đầu vào là 391 mg/L, các mẫu này có TDS đầu ra theo thứ tự là 261, 276 và 266 mg/L.

Bang 6 2: Kết qua TDS đầu vào và dau ra

TDS đâu vào (mg/L) TDS đâu ra (mg/L)

Như vậy, tong chat ran hòa tan hay nồng độ muối của nước thải sau khi qua mô hình giảm tương đối thấp Theo kết quả hình 6.2 cho thấy khi nồng độ chất răn hòa tan tăng lên thì hiệu quả xử lý của mô hình cũng tăng lên Hiệu quả xử lý tăng có thể do chất răn hòa tan với nồng độ cao chứa hàm lượng vi lượng cao được cây sậy hấp thu mạnh.

=®-TDS đâu vào -#-TDS đầura =#-Hiệu suất %

Trong bảng 6.3, chúng tôi trình bày kết quả xử lý COD của mô hình DNN.

Khi nồng độ COD tăng trong khoảng 292 mg/L đến 460 mg/L tương ứng với tải lượng hữu cơ là 62,5 Kg COD/ha.ngày và 100 KgCOD /ha.ngày, hiệu suất xử lý COD của mô hình giảm Trong đó với tải lượng 62,5 Kg COD/ha.ngay thì hiệu suất xử lý tăng sau các lần thu mẫu là do lúc đầu hệ sinh học trong mô hình chưa thích nghi, nhưng với tải lượng 100 KgCOD /ha.ngày thì hiệu suất xử lý của mô hình thay đối không đáng kế khoảng 92% lúc này có thể hệ sinh học trong mô hình đã được bảo hòa như hình 6.3.

Bang 6 3: Kết quả xử lý COD ở các tải lượng khác nhau

Mẫu Dau vào Đầu ra (mg/l) | Hiệu suất % Tải lượng

(mg/l) Kg COD/ha.ngay

Hiệu quả xử ly của mô hình phụ thuộc vào nguồn cung cấp và tiêu thụ oxy.

Trong đó, nguồn cung cấp oxy hòa tan cho mô hình bao gồm oxy trong khí quyền và quá trình quang hợp của thực vật làm tăng lượng oxy hòa tan trong nước cũng như làm giảm nông độ COD của nước thải Quá trình quang hợp diễn ra mạnh mẽ vào khoảng 14:00 — 16:00 trong ngày và được minh họa trong phương trìn 6.9.

Bên cạnh đó cũng có những nguồn tiêu thụ oxy hòa tan của nước làm tăng nông độ COD của nước thải như quá trình thoát oxy ra khí quyền, do vi sinh vat hap thu, do quá trình oxy hóa và quá trình hô hấp của thực vật vào ban đêm theo phương trình 6.10.

Ngoài ra, nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến khả năng hòa tan oxy vào trong nước khi nhiệt độ tăng thì khả năng hòa tan oxy giảm và tốc độ oxy hóa các chất hữu cơ sinh hóa với cường độ mạnh làm tăng nông độ COD của nước thải và ngược lại.

~=®=Đâu vào (mg/L) “#-Đâu ra (mg/L) =#=hiệu suất %

Hình 6 3: Sự biến đổi COD của nước thải sau khi xử lý

Theo kết quả nghiên cứu ở bảng 6.4 thì hiệu suất trung bình của quá trình xử lý phốt pho tương ứng 92,57 % Trong đó với nông độ P— tổng ban đầu tương ứng băng 8,7 mg/L, 15,6 mg/L thì sau khi được xử lý nông do P— tong nước thải dau ra tương ứng còn khoảng 0,5 mg/L, 1,3 mg/L.

Bang 6 4: Kết qua xử ly P — tong ở các tải lượng khác nhau

Mẫu Đâu vào Dau ra Hiệu suất % Tải lượng mg/L mg/L KgP/ ha ngày l 8,70 0,60 93,10 2 8,70 0,50 94.25 1,81 3 8,70 0,50 93,10

Hình 6.4 cho thay kết quả xử lý P — tong của mô hình ở 2 tải lượng khác nhau có nông độ P - tong sau khi xử lý rất thấp Khi nồng độ phốt pho đầu vào tăng lên, hiệu quả xử lý phốt pho giảm không đáng kể.

—*Dau vào mg/L “#=-Đâu ra mg/L =#=Hiệu suất % 2 20 100

Hình 6 4: Sự biến đổi P- tong

Trong nước thải phốt pho tổn tai ở dạng orthophotphat Chúng dễ bị thực vật hấp thu và chuyển hóa thành năng lượng để phục vụ cho quá trình trao đối chất.

35 YIN VON 315 N\Asọ =

Hình 6 11: Kết quả xử lý TDS trong nước thải của mô hình DNN

Sau khi nước thai được xử lý qua mô hình DNN thì hàm lượng TDS giảm và trong khoảng sống và sinh trưởng của tôm Sự giảm hàm lượng TDS của nước là do các ion Fe**, Fe**, Na", K*, Mg”*, Ca“ trong nước một phan là bị thực vật trong mô hình hấp thu tạo chất dinh dưỡng để nuôi cây, một phần là do quá trình kết tụ lại trong mô hình Trong đó dạng Fe** thường gây độc với thủy sinh vật vì quá trình oxy hóa Fe'” thành Fe”” làm tiêu hao nhiều oxy của môi trường và tạo các rỉ sắt bám trên mang tôm làm tôm không hồ hấp được Trong mô hình sat được thực vật hấp thu như là một xúc tác để tạo thành chất diệp lục nếu không có sắt thì chất diệp lục của cây không hình thành được mặc dù trong thành phần diệp lục không có sắt.

Ngoài ra ion K* cũng được thực vật hap thu mạnh vi nó có ý nghĩa quan trọng trong đời sống thực vật, kali đóng vai trò xúc tiến quá trình quang hợp của thực vật băng cách thúc đây quá trình vận chuyền glucid từ phiến lá vào các co quan khác Trong mô hình thì hàm lượng K” sẽ bị cây sậy hấp thu mạnh làm giảm hàm lượng của nó trong nước thải Các ion Ca””, Mg”” cũng góp phan vào quá trình quang hop của thực vật, bên cạnh đó chúng cũng bị kết tủa bởi các ion C O§~ và bị lang lai trong mô hình Qua đó làm giảm hàm lượng TDS cũng như nồng độ muối trong nước được xự lý.

Nguồn nước thải đầu vào được lẫy từ ao nuôi tôm tại thời điểm tôm được hai tháng tudi Nồng độ COD dau vào mô hình ở 3 dot lay nước thai từ ao là 110 mg/L (thời điểm tôm 60 ngày), 143mg/L (thời điểm tôm được 70 ngày) và 186 mg/L (thời điểm tôm 80 ngày) Kết quả ở bảng 6.6 thể hiện hiệu suất xử lý COD rất cao của mô hình ĐNN với kết quả xử lý này thì nước thải đầu ra mô hình cho phép thải ra môi trường cũng đê đảm bao chat lượng nước cho các vụ nuôi tôm kê tiệp.

Bảng 6 6: Kết quả xử lý nước thải của mô hình ĐNN

COD Dau vào Dau ra Hiệu suất Tải lượng ô nhiễm

(mg/L) (mg/L) (%) kg COD/ha.ngay Mau 1 110 11 90,00

—®-Đầu vào (mg/L) -#-Đầu ra(mg/L) hiệu suất (%) se sa an

Hình 6 12: Kết quả xử lý COD trong nước thải của mô hình ĐNN

Kết quả phân tích 9 mẫu nước thải đầu vào và đầu ra của quá trình xử lý nước thải ao nuôi tôm ở hình 6.12, cho thấy rằng hiệu quả của quá trình xử lý COD của nước thải ao nuôi tôm bang mô hình DNN khá cao khoảng 89,39%: nồng độ COD trung bình sau khi xử lý còn lại khoảng 15,67 mg/L Tương ứng tải lượng ô nhiễm trung bình của nước thải trước và sau khi xử lý theo bảng 6.7.

Bảng 6 7: Hiệu quả xử lý COD theo tải lượng ô nhiễm

Tải lượng đầu vào Tải lượng đầu ra

Kg COD/ha.ngay Kg COD/ha.ngay

Trong khi đó ở thí nghiệm trước đây bang nước thải tổng hợp thì hiệu suất trung bình khoảng 92,73% Tải lượng 6 nhiễm tương ứng trước khi xử lý là 62,5;

100 KgCOD/ha.ngày và sau khi xử lý 3,82; 7,92 KgCOD/ha.ngày Kết qua cho thay với cùng mô hình xử lý và tải lượng ô nhiễm COD của nước thải thực thấp hơn so với tải lượng ô nhiễm COD của nước thải tổng hợp nhưng hiệu suất xử lý COD trong nước thải thật lại thấp hơn so với nước thải tong hợp Điều này được giải thích là do nồng độ TDS và nhiệt độ của nước ảnh hưởng lớn đến quá trình xử ly COD cũng như hòa tan oxy trong nước Theo Colt (1984) thì nồng độ TDS hay nông độ muối và nhiệt độ của nước ảnh hưởng tỉ lệ nghịch với khả năng hòa tan oxy vào nước Theo thí nghiệm trên thì cả 2 thí nghiệm có nhiệt độ của nước gân như nhau trong khi đó nồng độ TDS của nước thải thật thì cao hơn rất nhiều so với nước thải tong hợp Bên cạnh đó trong nước thải thật nồng độ COD là bao gém những hợp chất hữu cơ khó phân hủy, còn trong nước thải tổng hợp chủ yếu là đường glucozo khả năng phân hủy dễ và dễ hấp thu bởi thực vật cũng như các vi sinh vật Theo kết quả thu được bảng 6.6 có thé thay răng hiệu quả xử lý của COD giảm một phan là do tải lượng 6 nhiễm tăng và nồng độ TDS trong nước thải cao va tăng dan theo thời gian thì nghiệm.

Trong khi đó kết quả thí nghiệm của tác giả Lê Anh Tuan trong dé tài xử lý nước thải ao nuôi cá nước ngọt băng đất ngập nước kiến tạo tại huyện Ô Môn thì hiệu suất xử lý trung bình khoảng 83,38%, tại huyện Phong Điền 89,27% Ở tác giả xử ly nước thải là nước ngọt, thì theo Colt (1984) nước ngọt có kha năng hòa tan oxy cao hơn nước lợ và nước mặn Nhưng hiệu quả xử lý của tác giả băng và thấp hơn so với kết quả nghiên cứu của nhóm Theo nhóm tác giả Phan Thị Hồng Ngân và Phạm Khắc Liệu thì xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản nước lợ bằng bề lọc sinh học hiếu khí có lớp đệm ngập nước Bề có khả năng xử lý tốt nước thải nuôi tôm st giống và nuôi tôm trên cát với hiệu suất xử lý COD đạt 73,7% với mô hình này thì chi phí đầu tư tương đối cao hơn so với mô hình DNN nhưng hiệu suất mang lại không cao bằng mô hình ĐNN Theo Shubiao Wu cùng cộng sự, trong thí nghiệm khả năng xử lý nước thải của các loại mô hình DNN khác nhau thì hiệu suất xử lý của mô hình DNN có dòng chảy ngang có trồng cây khoảng 94,0 % Ở đây hiệu xuât của Shubiao Wu cao hơn so với của nhóm, điêu nay do diện tích bê mặt mô hình của Shubiao Wu là 2,1 m” lớn hơn nhiều so với của nhóm 0.48 m”.

6.2.4 Nitơ tổng và nito amonia

Trong kết quả phân tích nước thải đầu vào cho thấy nồng độ nitơ tổng và amonia tăng mạnh vào thời gian cuối mùa Với nồng độ này thải ra môi trường mà không được xử lý trước sẽ góp phan gây 6 nhiễm nguồn nước sông ngòi cũng như nguồn nước vụ mùa sau Kết quả hình 6.13 cho thấy sau khi được xử lý bởi hệ thống DNN thì nông độ của N tong va N — Amonia đều giảm đáng kể, hiệu quả xử lý trung bình tương ứng 94,57%; 95,42% Mặc dù hiệu qua của cả hai chỉ tiêu có xu hướng giảm nhưng không đáng kể vào giai đoạn sau của thí nghiệm 1a do với cùng lưu lượng xử lý nhưng nông độ của N — tong và N — amonia tăng dan vào giai đoạn cuối vụ Nhưng với hiệu suất xử lý trên thì néng độ đầu ra của N - tong, N — amonia trung bình tương ứng là 0,72 mg/L; 0,57 mg/L Kết quả nảy thì đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường và tái sử dụng theo tiêu chuẩn loại A của QCVN 24:2009/BTNMT và có thé tái sử dụng.

=®-Đâu vào N- Tong (mg/L) =#=Đầu raN-Téng(mg/L) =+-Hiêu suất N - Tổng %

——Dau vào N-Amonia (mg/L) =©=Đâu ra N-Amonia(mg/L) =®=Hiệu suất N - Amonia %

Hình 6 13: Hiệu quả xử lý N- tong và N - Amonia của mô hình DNNVới tải lượng ô nhiễm trước và sau khi xử lý của nước thải thật theo bảng 6.8 thì hiệu quả xử lý nước thải thật thấp hơn so với nước thải tổng hợp mặc dù tải lượng dau vào của nước thai tong hợp cao hơn nhiều so với nước thải thật Do ham lượng N - tong và N — amonia trong nước thải thật chủ yếu là do các protein , amin, hay xác thực vật phân hủy ra nên khả năng phân hủy và xử lý thành phần N trong nước thải thật thấp hơn so với nước thải tổng hợp hàm lượng N chứa chủ yếu trong các muôi vô cơ dê bị phân hủy.

Bảng 6 8: Hiệu quả xử lý tải lượng ô nhiễm N của mô hình

STT Tải lượng đầu vào Tải lượng đầu ra Hiệu suất %

Kg N/ha.ngày Kg N/ha.ngay

Trong đó N - tong và N — amonia được loại bỏ trong hệ thong DNN được nhờ 3 cơ chế chủ yếu: Nitrat hóa/khử nito, Sự bay hơi của ammoniac (NH3), sự hấp thụ của thực vật Giai đoạn Nitrat hóa/khử nitơ được thực hiện nhờ các vi sinh vật trong hệ thống DNN Quá trình nitrat hóa chủ yếu xảy ra ở phần ngập nước của thực vật, tại đây NH,” được chuyển hóa thành NOz' bởi vi khuẩn nitrosomonat (N europasa, N.oligocarbogenes) và cuối cùng thành NO; bởi vi khuẩn nitrobacter (N agilis, N.winogradski) trong môi trường hiếu khí.

NH; + 20, —> NOs + 2H + H,O (6.17) Ở môi trường nhiệt độ cao hơn, một số NH,* chuyển sang dang NH: và bay hơi vào không khí Một phan nitrat sau đó duoc hap thu boi cay say, mot phan khuộch tan bộn trong mụ hỡnh va bi khử thành N>, NằO bởi cỏc vi sinh vat ki khớ như Pseudomonas.spp, Baccilus, Spirillum, Acinetobacter Sau đó khí N; sẽ được cố định lại trong tế bào vi khuân và tế bao thực vật, va được chuyển hóa thành dạng nito hữu cơ nhờ nhóm vi khuẩn cố định nitơ Ở đây thực vat trong mô hình đóng vai trò quan trong trong quá trình loại bỏ nitơ trong nước thai bởi bộ rễ của cây tao thành mảng sinh học giúp loại bỏ nitơ và cung cấp oxy cho quá trình oxy hóa các hợp chất nitơ bởi các vi sinh vật hiếu khí [9.61].

Với kết quả này thì hiệu quả xử lý nitơ của mô hình DNN trong nghiên cứu của chúng tôi thì phù hợp với nghiên cứu của nhóm tác giả Ngô Thùy Diễm Trang về hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống PNN kiến tạo nên cát vận hành với mức tải nạp thủy lực cao Trong đó hiệu suất xử lý của mô hình giảm khi tăng tải lượng xử lý từ 600 L/ngay lên 1200 L/ngày nhưng hiệu suất xử lý của mô hình

DNN trong thí nghiệm này thì cao hon [47].

6.2.5 Kha năng diét khuẩn của mô hình DNN

Hàm lượng vi khuẩn của nước thải ao nuôi tôm trong thí nghiệm khá cao khoảng 7500 MPN/100ml, vượt mức cho phép thải ra môi trường Hàm lượng vi khuẩn giảm còn khoảng 3400MPN/100ml sau khi qua mô hình DNN Với ham lượng vi khuẩn còn khá cao dé thải ra môi trường Trong đó vi khuẩn được loại bỏ khỏi nước thải trong suốt quá trình di chuyển của nước thải qua mô hình chủ yếu là do quá trình lăng, lọc, do sự chết tự nhiên, quá trình ăn thịt lẫn nhau giữa các vi sinh vật, sự chiếu xạ của các tia sáng, và bị hấp thu bởi sinh khối bên cạnh đó rễ cây cũng tiết ra các chất làm ức chế vi khuẩn góp phan loại bỏ vi khuẩn ra khỏi nước thải Khi vi sinh vật đi vào hệ thống số lượng của chúng sẽ bị giảm nhanh chóng chủ yếu là do điều kiện sống không thuận lợi thiếu thức ăn làm vi sinh vật chết đi hay chúng tự ăn lẫn nhau [11].

KET QUA TONG HOP NANO BAC

Trong luận văn này, nano bạc được tổng hop bằng phương pháp đơn giản dé thực hiện và ít độc hại, phương pháp được sử dụng là phương pháp khử hóa học với tác nhân khử là natri citrat Trong đó natri citrat đóng vai trò vừa là tác nhân khử vừa là tác nhân hoạt động bề mặt Với phương pháp này thì ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến kích thước hạt Ag NPs thì được khảo sát để đưa ra thời gian phản ứng thích hợp để tạo hạt Ag NPs có kích thước nhỏ và phân tán đều để tăng hiệu quả diệt khuẩn của no[61].

Ag NPs được hình thành sau khi muối bạc nitrat bị khử bởi dung dịch natri citrat (0,04M) trong khoảng thời gian từ 1.0 đến 2.0 giờ Dung dịch natri citrat được cho từng giọt vào dung dịch bạc nitrat Sau thời gian phản ứng thì dung dịch chuyển sang màu vàng nhạt lúc này Ag NPs đã hình thành và kích thước bắt đầu tăng dân.

Kích thước hạt được kiểm soát ở kích thước nano, quá trình kiểm soát sự phát triển của các nguyên tử bạc tạo ra hiện tượng dao động plasma bề mặt Bởi sự dao động này ma tinh chất quang của Ag NPS được tong hợp không giống với muối bạc [64].

Hình 7 1: Pho hấp thu UV-Vis của hat nano bạc ở những thời gian phan ứng khác nhau (a) 1,0 h; b) 1,5 h; c) 2,0 h

Keo nano bạc có bước sóng hấp thu khoảng 400.0 — 500.0 nm [63-65] Kết quả UV — Vis của keo nano bạc ở hình 7.1 chỉ ra rang khi tăng thời gian phan ứng theo thứ tu 1,0; 1,5 và 2,0 h thì kích thước trung bình của các hat Ag NPs tăng tương ứng là 30,0; 60,0 và 85,0 nm dẫn đến đỉnh hấp thu cực dai sẽ tăng theo thứ tự 425.0; 430,0 và 450,0 nm (bang 7.1).

Bảng 7 1: Kết quả UV-Vis của các hạt nano bạc Mẫu | 2 3

Màu sắc Vàng nhạt Vàng sậm Vàng xám

Như vậy, đỉnh hap thụ cự dai sẽ dịch chuyển về bước song dai hon (dịch đỏ) khi kích thước AgNPs tăng Điều này chứng minh rằng thời gian phản ứng ảnh hưởng một cách mạnh mẽ đến kích thước hạt có nghĩa là thời gian phản ứng càng lâu thì kích thước hạt càng lớn Ngoài ra, cường độ và bước sóng hấp thụ cực đại của mẫu 2,0 h cao hơn han so với những mau còn lại Điều đó cho thay rằng sau 2,0 giờ phản ứng, kích thước hạt phát triển nhanh hơn Sự khác biệt màu sắc của những keo bạc cũng được thể hiện trong hình 7.2.

Hình 7 2: Màu sắc của hạt nano bạc ở những thời gian phản ứng khác nhau

Sự thay đối mau sắc của keo bạc theo thời gian được minh họa trong hình 7.2. Ở 1 giờ hệ keo có màu vàng nhạt, ở 1,5 giờ màu vàng sậm, và khi thời gian tăng lên 2.0 giờ thì hệ sẽ có màu vàng xám Có thé thay rang: thời gian phản ứng càng tăng dẫn đến việc tăng kích thước hat và kết qua là làm thay đối mau sắc của hệ.

7.2 Phân tích cau trúc hạt

Nano bạc được tạo ra với dạng dung dịch, để kiểm tra thành phần dung dịch thì dung dich được sây khô và nung lên tạo thành nano bạc dạng hạt.

Hình 7 3: Kết quả XRD của Ag NPs với thời gian phan ứng khác nhau

Kết quả XRD của Ag NPs ở những thời gian phản ứng khác nhau được minh họa trong hình 7.3 Những đỉnh phát xạ ở 20 = 38,2”; 44,4°; 64,6° có thể được (111), (200), (220), những mặt của bac tinh chất Tất cả các đỉnh trong phổ XRD của các mẫu dễ dàng đưa ra cấu trúc lập phương tâm diện của bạc (JCPDS, File No.

4-0783) Điều đó khang định rằng thành phan chính của hạt nano được điều chế là bạc.

Khi tăng thời gian phản ứng, các đỉnh trở nên hẹp hơn cho thấy sự hình thành của các hạt có kích thước lớn hơn Điều này tương ứng với kích thước tinh thé (L) của vật liệu màng mỏng đã được đánh giá bởi công thức Scherrer.

L =0.94)/B cos 9 À: bước song của tia X được dung dé đo mẫu (0,15418 A).

B: độ rộng của dòng nhiễu xạ được đo tại một nửa cường độ cực đại (radian) ©: là góc tán xạ Bragg (°).

Kích thước tinh thé của Ag NPs vào khoảng 35,0 nm; 70,0 nm và 100,0 nm tương ứng với thời gian phan ứng là 1,0; 1,5 và 2,0 giờ.

Hình 7 4: Anh TEM và DLS của Ag NPs ở những thời gian phản ứng khác nhau

Kích thước và hình thái học của Ag NPs được điều chế ở những thời gian khác nhau được thể hiện trên hình 7.4 Các hạt Ag NPs được điều chế có hình cầu và hình dạng nay không thay đổi theo thời gian Nhưng kích thước hạt lại thay đôi một cách rõ rằng Khi ta tăng thời gian phản ứng, các hạt sẽ kết tụ và hình thành hạt có kích thước lớn hơn Khi phản ứng được tiễn hành trong vòng 1,5 giờ thì kích thước hạt khoảng 100,0 — 120,0 nm nhưng khi thời gian là 2,0 giờ thì kích thước sẽ là 200.0 - 230.0 nm Nhu vay, kích thước hạt tỉ lệ thuận với thời gian phan ứng Thời gian thích hợp nhất cho phan ứng là 1,0 go và kích thước hạt vào khoảng 20,0 -30,0 nm với độ phân bố cao (hình 7.5) Nồng độ của keo nano bạc sau 1,0 giờ phản ứng được đo bởi ICP/MS Kết quả cho thấy rằng nông độ của keo nano bạc là 95,72 mg/l.

Hình 7 5: Anh TEM cua Ag NPs ở 1 giờ với thang do khác nhau 20 nm (a) và 50 nm (b)

Cơ chế của phản ứng có thể được giải thích như sau: ion bạc (Ag”) được khử thành nguyên tử (Ag”) theo phương trình 7.1

Ag’ + €ag — Ag? — (Ag)i +citrate~ [(Ag)z (citrate)" ]> © (7.2)

Khi Ag NPs được hình thành, những ion citrat sẽ bao xung quanh các hạt dé ngăn chặn sự kết tụ Phương trình 7.2 minh họa sự hình thành của phức chất giữa (4ứỉ)z và ion citrat [66,67].

Hình 7 6: Cơ chế hình thành Ag NPs được bao phủ bởi những ion citrat

Nhưng khi thời gian phản ứng kéo dài, các hạt sẽ kết tụ lại với nhau hình thành hạt có kích thước lớn hon Sự phát triển của chúng được minh hoa trong hình

Sự bao phủ của những ion citrat diễn ra bất kế hạt có kích thước nhỏ hay lớn hình 7.6 Điều nay lý giải tại sao Ag NPs được hình thành và 6n định trong khoảng thời gian dài Vì vậy hạt nhỏ có kích thước trong khoảng 20-30 nm va sau khoảng 1 giờ phản ứng những hạt thu đợc có độ phân bồ tốt Kết quả này giúp tăng cường khả năng kháng khuẩn của hạt Vì khi kích thước hạt nhỏ, diện tích bề mặt tăng cường từ đó dẫn đến tăng khả năng tiếp xúc của hạt với vi khuẩn và vì thế khả năng kháng khuẩn cũng được tăng lên một cách đáng ké.

7.5 Diệt khuẩn bằng nano bạc

7.5.1 Diệt khuẩn nước thải ao nuôi tôm trước khi xử lý bang mô hình DNN

Trong nước thải ao nuôi tôm chứa lượng vi khuẩn cao khoảng 7,5.10°

MPN/100ml, trong thí nghiệm này thì lượng vi khuẩn trong nước thải ao nuôi tôm được xử lý băng nano bạc với các nồng độ khác nhau trong 100ml nước thải Sau khi cho keo nano bạc vào 100ml nước thải, chúng sé được lắc ở nhiệt độ phòng trong 6 giờ và tiến hành phân tích lượng vi khuẩn còn lại theo bảng 7.2.

Bảng 7 2:Hoạt tính kháng khuẩn của keo bạc

STT Nông độ keo | Mật độ vi khuẩn (coli Hiệu suất xử lý bạc mg/L form tông) MPN/100ml %

Kết quả ở hình 7.8 cho thấy sau 6 giờ tiếp xúc thì hiệu suất diệt khuẩn của nano bạc tăng theo nông độ nano bạc trong mẫu Trong đó vi khuân bị loại bỏ hoàn toàn trong nước thai với nồng độ keo bạc là 0,1 mg/L Qua đó cho thấy khả năng diệt khuẩn của keo nano bạc theo cơ chế ức chế quá trình hô hấp của tế bào vi khuẩn ngoai ra chúng còn có khả năng ức chế quá trình phát triển của vi khuẩn bang cach tao ra oxy hoat tinh trén bề mặt của hat bac Dé có được tinh năng khử trùng cao điều cần thiết là các ion Ag” tự do phải có mặt trong dung dich và tiếp cận với bề mặt tế bào vi khuẩn Vi vậy các ion Ag” phải được giải phóng từ từ vào trong dung dịch phản ứng Khi đó chỉ có các hạt nano bạc với diện tích bề mặt cực lớn mới có khả năng điêu tiệt quá trình giải phóng ion bạc với toc độ cao và liên tuc[68,69] Do đó keo nano bac được tong hop có kích thước nhỏ va diện tích bề mặt lớn giúp tăng khả năng diệt khuẩn và tăng hiệu quả kinh tế. mmm Mức độ giảm nông độ vi khuẩn nồng độ vi khuẩn ban đầu —+- Hiệu suất xử lý %

Nông độ keo nano bac mg/L

Hình 7 8: biểu do hiệu quả xử lý vi khuẩn của keo bạc với nông độ khác nhau

7.5.2 Diệt khuẩn nước thai ao nuôi tôm sau khi xử lý bang mô hình DNN

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

Qua quá trình nghiên cứu thì mô hình đất ngập nước kiến tạo được thiết kế và xây dựng, ứng dụng để xử lý nước thải ao nuôi tôm Với mô hình DNN này thì hiệu suất xử lý các thành phần COD, N- tổng, N-amonia trong nước thai ao nuôi tôm rất cao tương ứng 89,39%; 94,57%; 95,42% Bên cạnh đó Ag NPs có kích thước khoảng 20nm cũng được tổng hop bằng phương pháp khử hóa học với tác nhân khử là natri citrat đơn giản, ít độc hại và thời gian tổng hợp ngăn Trong đó ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến kích hạt nano bạc được khảo sát Với thời gian phản ứng một giờ thì thu được kích thước hạt nano bạc khoảng 20nm Với kích thước này thì khả năng diệt khuẩn của nó trong nước thải ao nuôi tôm sau khi xử lý bằng mô hình DNN cũng được khảo sát Kết quả cho thấy với nồng độ 0,04 mg/L và thời gian tiếp xúc là 12h thì vi khuẩn trong nước thải còn lại sau khi được xử lý bằng mô hình ĐNN được diệt hoàn toàn.

Với mô hình được xây dựng kết hợp với diệt khuẩn bang nano bạc cho thấy hiệu quả xử lý nước thải ao nuôi tôm rat cao Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuân tái sử dụng theo QCVN 08:2008/ BTNMT.

Do thời gian thực hiện còn hạn chế nên trong luận văn này chỉ khảo sát khả năng xử lý nước thải ao nuôi Trong những nghiên cứu tiếp sau nhóm hy vọng sẽ khảo sát được nhiều loại nước thải hơn Bên cạnh đó khảo sát khả năng diệt khuẩn của nano bạc với kích thước khác nhau, với những loại vi khuân khác nhau.

Ngày đăng: 09/09/2024, 14:19

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1. 1: Diện tích và sản lượng nuôi tôm 5 thang dau năm 2014 của ĐBSCL - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc
Hình 1. 1: Diện tích và sản lượng nuôi tôm 5 thang dau năm 2014 của ĐBSCL (Trang 19)
Hình 1. 2: Nhiéu ao, hồ nuôi tôm ở xã Mỹ Thắng bỏ hoang vì môi trường bị 6 - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc
Hình 1. 2: Nhiéu ao, hồ nuôi tôm ở xã Mỹ Thắng bỏ hoang vì môi trường bị 6 (Trang 20)
Hình 1. 4: Mô hình xử lý nước thải bằng vi sinh vật - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc
Hình 1. 4: Mô hình xử lý nước thải bằng vi sinh vật (Trang 25)
Hình 1. 5: Mô hình xử lý nước thai su dung hệ động thực vật - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc
Hình 1. 5: Mô hình xử lý nước thai su dung hệ động thực vật (Trang 26)
Hình 1. 6: Mô hình hô sinh học - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc
Hình 1. 6: Mô hình hô sinh học (Trang 26)
Hình 2. 1: Dat ngập nước ở dong bằng sông Cửu Long - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp đất ngập nước kết hợp diệt khuẩn bằng nano bạc
Hình 2. 1: Dat ngập nước ở dong bằng sông Cửu Long (Trang 27)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN