nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ swim bed với giá thể bio fringe quy mô phòng thí nghiệm

Theo nghiên cứu của Kenji Furukawa và cộng sự công nghệ Swim-bed có hiệu quả xử lý có thể đạt 80%COD ở tải trọng thể tích cao đến 12 kg/m3ngày với thời gian lưu nước ngắn, do đó sẽ có tí

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 6

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 6

1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 7

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 7

1.2.2 Mục đích nghiên cứu 7

1.2.3 Những nội dung cần nghiên cứu 7

1.3 PHẠM VI , ĐỐI TƯỢNG – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 8

1.3.1 Phạm vi nghiên cứu 8

1.3.2 Đối tượng nghiên cứu 8

1.3.3 Giới hạn đề tài 8

1.4 MÔ HÌNH THỰC HIỆN 8

1.4.1 Mô hình tổng quan 8

1.4.2 Kích thước cấu tạo của mô hình 9

1.5 Ý NGHĨA VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 10

1.5.1 Ý nghĩa thực tiễn 10

1.5.2 Tính mới của đề tài 10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 11

2.1 SƠ LƯỢC VỀ NƯỚC RỈ RÁC 11

2.1.1 Nguồn gốc nước rỉ rác 11

2.1.2 Thành phần và tính chất nước rỉ rác 12

2.1.3 Ảnh hưởng của nước rỉ rác đến con người và môi trường 13

2.1.4 Tình hình nghiên cứu xử lý nước rác 14

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SWIM-BED 15

2.2.1 Sơ lược về công nghệ Swim – bed 15

2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 16

2.2.3 Ưu điểm vật tiếp xúc Bio-fringe của công nghệ Swim-bed 16

2.2.4 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước 16

2.3 TỔNG QUAN VỀ TRẠM ÉP RÁC KÍN TÂN BÌNH 18

2.3.1 Nguồn gốc phát sinh, thành phần tính chất nước thải 18

2.3.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của trạm ép rác kín 19

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 20

3.1.1 Nước thải 20

3.1.2 Giá thể 20

3.1.3 Bùn sử dụng trong nghiên cứu 21

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 21

3.3 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU THỰC TẾ 22

3.3.1 Cấu tạo của mô hình 22

3.3.2 Các thiết bị kèm theo 23

3.4 LẤY MẪU PHÂN TÍCH 24

3.4.1 Phương pháp xử lý số liệu 25

3.4.2 Quá trình thích nghi và vận hành 25

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

4.1 pH 28

4.2 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD 29

4.3 HIỆU QUẢ XỬ LÝ BOD5 32

4.4 HIỆU QUẢ XỬ LÝ ĐỘ MÀU 34

4.5 HIỆU QUẢ XỬ LÝ TSS 36

4.6 HIỆU QUẢ XỬ LÝ T-N 37

4.7 HIỆU QUẢ XỬ LÝ T-P 39

4.8 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SINH KHỐI TẠO THÀNH 41

4.9 ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC BẰNG CÔNG NGHỆ SWIM-BED 42

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

KẾT LUẬN 45

KIẾN NGHỊ 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

PHẦN PHỤ LỤC 49

Phụ lục A: Số liệu thí nghiệm 50

Phụ lục B: Những hình ảnh trong quá trình vận hành 56

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu tạo chi tiết mô hình Swim-bed 10

Hình 2.1 Mặt cắt của sợi sinh học 15

Hình 2.2 Cấu tạo chi tiết vật liệu tiếp xúc Bio-fringe 16

Hình 3.1 Cấu trúc giá thể Bio-fringe 20

Hình 3.2 Mô hình thực tế nghiên cứu 22

Hình 4.1 Đồ thị biến thiên pH của các tải trọng hữu cơ 29

Hình 4.2 Đồ thị biến thiên nồng độ COD và hiệu suất xử lý COD của các tải trọng hữu cơ 31

Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện chênh lệch nồng độ COD đầu vào và đầu ra, hiệu suất xử lý của các tải trọng 31

Hình 4.4 Đồ thị biến thiên nồng độ BOD5 và hiệu suất xử lý BOD5 của các tải trọng hữu cơ 33

Hình 4.5 Biểu đồ thể hiện chênh lệch nồng độ BOD5 đầu vào và đầu ra, hiệu suất xử lý của các tải trọng 33

Hình 4.6 Đồ thị biến thiên độ màu và hiệu suất xử lý độ màu của các tải trọng hữu cơ 35

Hình 4.7 Biểu đồ thể hiện chênh lệch nồng độ độ màu đầu vào và đầu ra, hiệu suất xử lý của các tải trọng 35

Hình 4.8 Biểu đồ thể hiện chênh lệch TSS đầu vào và đầu ra, hiệu suất xử lý của các tải trọng 36

Hình 4.9 Đồ thị biến thiên nồng độ T-N và hiệu suất xử lý T-N của các tải trọng hữu cơ 38

Hình 4.10 Biểu đồ thể hiện chênh lệch nồng độ T-N đầu vào và đầu ra, hiệu suất xử lý của các tải trọng 38

Hình 4.11 Đồ thị biến thiên T-P và hiệu suất xử lý T-P của các tải trọng hữu cơ 40

Hình 4.12 Biểu đồ thể hiện chênh lệch nồng độ T-P đầu vào và đầu ra, hiệu suất xử lý của các tải trọng cơ 40

Hình 4.13 Sinh khối tạo thành qua 3 tải cuối cùng 40

Hình 4.14 Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ Swim-bed 42

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Kích thước cấu tạo của bể 9

Bảng 2.1 Thành phần và tính chất nước rỉ rác 12

Bảng 3.1 Thành phần tính chất nước rỉ rác 20

Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật của giá thể 21

Bảng 3.3 Các thiết bị kèm theo của mô hình Swim-bed 23

Bảng 3.4 Các phương pháp phân tích tính chất nước thải 24

Bảng 3.5 Bảng vận hành thí nghiệm mô hình Swim-bed với nước rỉ rác 26

Bảng 4.1 Bảng giá trị các thông số chất hữu cơ và chất dinh dưỡng trong quá trình vận hành mô hình Swim-bed 27

Bảng 4.2 Kết quả phân tích sinh khối tại cuối tải trọng 1.0 kgCOD/ m3.ngày, 1.2 kgCOD/ m3.ngày 41

Bảng 4.3 Ước tính sơ bộ hiệu suất xử lý qua các công trình trong công nghệ xử lý 43

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

MLSS Mixed Liquid Suspended Solid Cặn lơ lửng của hỗn hợp bùn

hoạt tính

UASB Upflow anaerobic slugde blanket Xử lý kỵ khí qua lớp cặn lơ lửng

BOD5 Biochemical Oxygen Demand 5

days

Nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Lượng rác sinh hoạt gia tăng dẫn đến lượng nước rỉ rác sinh ra ngày càng nhiều Nguyên nhân chính là nguồn kinh phí đầu tư thấp Rác thải được xử lý chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp, chỉ một phần được xử lý bằng phương pháp khác như tái chế, đốt hoặc làm phân vi sinh, tuy nhiên các phương pháp này cần phải có chi phí rất cao Phương pháp chôn lấp có ưu điểm là không tốn kém và là phương pháp xử lý cuối cùng của chất thải, đặc biệt phương pháp này rất có lợi cho những nơi có diện tích đất rộng, địa hình chôn lấp tốt Chính vì vậy, tính khả thi của phương pháp này ở nước ta rất cao Tuy nhiên, nếu chôn lấp không vệ sinh thì nước và khí sẽ rò rỉ và thoát ra bên ngoài sẽ rất nguy hiểm cho môi trường và con người Ở Việt Nam, hầu hết các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh nên chúng đã ảnh hưởng và gây ra nhiều vấn đề đối với cuộc sống của dân cư và môi trường khu vực xung quanh Bên cạnh vấn đề ô nhiễm nước rác sinh ra từ các bãi chôn lấp, nước rác phát sinh tại trạm trung chuyển cũng là một vấn đề đang được quan tâm rất nhiều bởi mức độ gây ô nhiễm cao: COD rất cao lên đến 75000 mg/l, pH lại rất thấp dao động khoảng 4.3 – 5.4, SS lên đến 3500 mg/L, hàm lượng Nitơ cũng rất cao dao động từ 1500 – 2300 mg/L Nước có mùi hôi, chua nồng Vì thế ô nhiễm bởi nước rác từ lâu đã là vấn đề nan giải, được sự quan tâm của toàn xã hội

Ô nhiễm nước rác đang là vấn đề bức xúc, cần được giải quyết ngay tại bãi chôn lấp và các trạm trung chuyển Hiện nay, phần lớn nước rác tại các trạm trung truyển đều thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước chung của thành phố, gây tác hại trực tiếp đến môi trường sống, ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây ô nhiễm cho các nguồn tiếp nhận Tại một số trạm trung chuyển khác, nước rác được chuyên chở đến các bãi chôn lấp, với tổng chi phí vận chuyển và xử lý khá cao Trước thực trạng trên, việc nghiên cứu công nghệ Swim-bed xử lý nước rác tại bãi chôn lấp và trạm trung chuyển là hết sức cần thiết

Công nghệ Swim-Bed là một trong những công nghệ mới được ứng dụng trong

xử lý nước thải, trước đây đã có nhiều công trình nghiên cứu cho xử lý nước thải cao

su, nước thải sinh hoạt, nước thải chăn nuôi Kenji Furukawa và cộng sự thuộc trường

Đại học Tổng hợp Kumamoto đã nghiên cứu công nghệ mới xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kết hợp giữa bể phản ứng giá thể cố định và bể phản ứng tầng sôi gọi là công nghệ Swim-bed Theo nghiên cứu của Kenji Furukawa và cộng sự công nghệ Swim-bed có hiệu quả xử lý có thể đạt 80%COD ở tải trọng thể tích cao đến 12 kg/m3ngày với thời gian lưu nước ngắn, do đó sẽ có tính khả thi khi áp dụng để xử lý nước rỉ rác

Trên thế giới hiện nay cũng đã có nhiều nghiên cứu về công nghệ Swim-bed sử dụng giá thể Bio-Fringe để xử lý nước rỉ rác điển hình như công trình nghiên cứu của Hamidi Abul Aziz và cộng sự, 2011 Nghiên cứu này cho thấy hiệu suất xử lý COD, BOD5, TKN, nitrit, nitrat, phosphate, colour và SS khi sử dụng công nghệ Swim-bed kết hợp với giá thể Bio-fringe lần lượt là 82.6, 90.7, 21.8, 53.2, 36.4, 52.4, 86.25, 63.2, 3.5% Tuy nhiên không thể áp dụng số liệu đã nghiên cứu ở nước ngoài cho nước ta vì thành phần tính chất nước rỉ rác ở mỗi nước khá khác nhau Nguyên nhân chủ yếu gây

ra sự khác biệt này đó là nước ta chưa thực hiện được hình thức phân loại rác đầu nguồn như ở các nước phát triển nên thành phần nước rỉ rác khá là phức tạp

Trên những cơ sở đó đề tài này sẽ nghiên cứu thử nghiệm việc xử lý nước rỉ rác theo công nghệ Swim-bed với mô hình thử nghiệm đặt trong phòng thí nghiệm là bể thiếu khí kết hợp cánh khuấy và bể hiếu khí có giá thể nhúng chìm theo kiểu Swim-bed

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đánh giá hiệu quả xử lý các chất hữu cơ và dinh dưỡng thông qua các chỉ tiêu COD, BOD5, Độ màu, T-N, T-P, TSS trong nước rỉ rác theo công nghệ Swim-bed với thiết kế bể thiếu khí kết hợp cánh khuấy và bể hiếu khí có giá thể nhúng chìm

1.2.2 Mục đích nghiên cứu

Áp dụng công nghệ Swim-bed xử lý nước rỉ rác thay thế cho công nghệ hiện hành nâng cao hiệu quả xử lý

1.2.3 Những nội dung cần nghiên cứu

+ Lắp đặt mô hình Swim – bed và vận hành thích nghi ở các tải trọng hữu cơ 0.3 kgCOD/m3.ngày

+ Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý pH, độ màu, COD, BOD5, T-N, T-P, TSS của nước rỉ rác bằng công nghệ Swim-bed hiếu khí giá thể Bio-Fringe với các tải trọng hữu cơ 0.5, 0.7, 1.0, 1.2 kgCOD/m3.ngày

+ So sánh kết quả với QCVN 25:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn

+ Đề xuất công nghệ xử lý nước rỉ rác áp dụng công nghệ Swim-bed

1.3.2 Đối tượng nghiên cứu

- Nước thải sử dụng trong nghiên cứu là nước thải thực được lấy từ trạm ép rác kín Tân Bình trên đường Phạm Văn Bạch

- Giá thể: Bio-fringe được sản xuất tại Nhật

- Bùn hoạt tính được lấy từ bể hiếu khí của nhà máy bia Heniken

- Mô hình bể thiếu khí kết hợp cánh khuấy và bể hiếu khí có giá thể nhúng chìm theo kiểu Swim-bed, có thể tích 14.6 lít được thiết kế ở quy mô phòng thí nghiệm

1.3.3 Giới hạn đề tài

Thành phần tính chất nước rỉ rác vốn được quan tâm rất nhiều vì chúng có chứa nhiều chất hữu cơ và dinh dưỡng và đặc biệt là kim loại nặng và các chất độc hại Vì vấn đề kinh phí nên đề tài còn nhiều giới hạn khi không thể nghiên cứu được việc xử

lý các chất kim loại nặng, các chất độc hại có và đang tồn tại trong nước rỉ rác Và việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc thử nghiệm hiệu quả xử lý vì công nghệ Swim-bed đối với Việt Nam còn khá mới mẻ chưa được áp dụng rộng rãi

Ngăn hiếu khí ( giá thể bio-fringe)

Ngăn thiếu khí ( kết hợp cánh khuấy)

MÔ HÌNH SWIM-BED

Tuần hoàn bùn Tuần hoàn nước

Thuyết minh sơ đồ mô hình nghiên cứu

Nước rỉ rác đầu vào được lấy sau bể lắng tại điểm trung chuyển rác đem về nồng độ chất hữu cơ rất cao khoảng từ 6200 – 22500 mg/L Nước rỉ rác sẽ được đem pha với nồng độ chất hữu cơ thích hợp khoảng 600-1000 mg/L cho vào thùng chứa nước thải đầu vào của mô hình Sau đó dùng bơm đưa nước thải vào ngăn thiếu khí của mô hình Swim-bed, bên trong có đặt cánh khuấy chìm Cánh khuấy chìm được chỉnh với tốc độ phù hợp có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ sinh vật thiếu khí phát triển Tại đây sẽ diễn ra quá trình khử nitrat hóa và photphorit để xử lý N, P Nước thải sau khi đi qua bể thiếu khí sẽ đến bể hiếu khí có đặt giá thể Bio-Fringe và hệ thống sục khí mạnh được đặt ở phía dưới đáy ngăn hiếu khí Vị trí đặt hệ thống sục khí sẽ giúp cho bùn xáo trộn điều khắp ngăn hiếu khí mà không bị tụ lại 1 chỗ, cung cấp đủ khí oxy cho vi sinh phát triển và giá thể bio-fringe được chuyển động trong nước làm tăng khả năng tiếp xúc của nước thải với giá thể Tại bể hiếu khí có giá thể bio-fringe sẽ làm phân hủy và chuyển hóa chất hữu cơ trong nước thải Do đặc tính nước rỉ rác có chứa nhiều chất dinh dưỡng chủ yếu là thành phần các hợp chất nitơ, nên một phần nước ở bể hiếu khí được tuần hoàn về bể thiếu khí để xử lý các hợp chất nitơ một cách tối đa Nước thải sau khi qua bể hiếu khí sẽ chảy qua bể lắng, tại đây bùn lắng sẽ được tuần hoàn về bể thiếu khí để bổ sung lượng

vi sinh cần thiết cho quá trình xử lý nước Sau đó nước sau xử lý sẽ được dẫn vào thùng chứa nước sạch của mô hình nghiên cứu

1.4.2 Kích thước cấu tạo của mô hình

Bảng 1.1 Kích thước cấu tạo của bể

Hình 1.1 Cấu tạo chi tiết mô hình Swim-bed

xử lý

1.5.2 Tính mới của đề tài

Hiện nay việc xử lý nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp và nước ép rác tại các trạm trung chuyển chưa được thật sự quan tâm và chưa có hệ thống xử lý hoặc có thì cũng còn nhiều hạn chế và hiệu quả xử lý không cao Công nghệ Swim-bed với giá thể nhúng chìm cho phép tập trung nồng độ sinh khối cao do đó sẽ thích hợp cho việc xử

lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và dinh dưỡng cao như nước rỉ rác Vì vậy việc ứng dụng công nghệ mới Swim-bed vào hệ thống xử lý nước rỉ rác là hết sức cần thiết

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước rác mới (tươi) cao hơn rất nhiều so với nước rác đã chôn lấp lâu năm Tỷ lệ BOD5/COD trong khoảng 0.4-0.6 đối với nước rác tươi; 0.005 - 0.2 đối với nước rác cũ., ở thời điểm này thành phần hữu cơ trong nước rác chủ yếu là axit humic và axit fulvic, đây là những chất hữu cơ khó phân hủy sinh học

Rác chôn lấp hầu như chưa được phân loại tại nguồn nên thành phần khá phức tạp, hàm lượng ô nhiễm hữu cơ cao đến rất cao, đặc biệt đối với nước rác tươi

Nhìn chung, nước rác ở nước ta có nồng độ ô nhiễm cao và thành phần phức tạp

Vì vậy, việc lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp cho mỗi trạm trung chuyển cũng như

bãi chôn lấp gặp rất nhiều khó khăn

2.1.1 Nguồn gốc nước rỉ rác

Nguồn gốc nước rỉ rác thường xuất phát chủ yếu từ 2 nguồn đó là tại các trạm trung chuyển và tại các bãi chôn lấp Tại các trạm trung chuyển thành phần tính chất nước rỉ rác thường có chất hữu cơ và dinh dưỡng cao giống như nước rỉ rác của các bãi rác mới dưới 10 năm Các bãi rác 10 năm trở lên thì có nồng độ chất hữu cơ thấp khó phân hủy và chứa nhiều kim loại nặng và chất độc rất khó xử lý

Nước rỉ rác được hình thành trong trạm trung chuyển là nước ép từ các chất thải rắn đô thị được thu gom về vì vậy thành phần tính chất chất thải rắn đô thị Cụ thể là chất thải rắn sinh hoạt là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến thành phần và tính chất nước ép rác tại trạm trung chuyển

Nước rỉ rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp Nước có thể thấm vào rác theo một số cách sau đây:

 Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp

 Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác

 Nước có thể rỉ vào qua các cạnh (vách) của ô rác

 Nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống các ô chôn rác

 Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp rác trước khi được phủ đất và trước khi ô rác đóng lại

 Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp rác sau khi ô rác đầy (ô rác được đóng lại)

 Tuy nhiên, nước rỉ rác tại các bô rác chủ yếu được hình thành do hai nguồn chính là độ ẩm của rác và quá trình phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ tạo

ra nước

2.1.2 Thành phần và tính chất nước rỉ rác

Nước rỉ rác tại các bô rác có thành phần phức tạp, khả năng gây ô nhiễm cao:

 Chất hữu cơ: Chất có phân tử lượng lớn (acid humic, acid fulvic,…), các hợp chất hữu cơ (phospho hữu cơ, 1.4 - dioxan, bisphenol…)

 Chất vô cơ: Các hợp chất của nitơ, photpho và lưu huỳnh Nhưng chủ yếu là nitơ và photpho vì chúng gây hiện tượng phú dưỡng hóa

Nước rò rỉ từ bãi rác có mùi hôi nồng nặc, mùi đen đậm Các kết quả phân tích cho thấy nước rỉ rác bị ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vi sinh, chất rắn lơ lửng, nitơ và phospho rất nặng, môi trường nước có dấu hiệu chứa kim loại nặng nhưng chưa ở mức ô nhiễm

Bãi trên 10 năm

QCVN 25:

2009/BTNMT- Cột B2

QCVN 40: 2011/BTNMT –Cột B

trong pH trung tính

2.1.3 Ảnh hưởng của nước rỉ rác đến con người và môi trường

Nước rỉ rác nói chung có hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng rất cao đặt biệt hơn

là có chứa kim loại nặng và nhiều chất độc hại Vì vậy nếu trực tiếp xả ra môi trường hoặc không xử lý triệt để sẽ làm ảnh hưởng rất lớn đên môi trường và con người xung quanh như:

- Ô nhiễm hữu cơ sẽ dẫn đến sự suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Sự cạn kiệt oxy hòa tan sẽ gây tác hại nghiêm trọng đến tài nguyên thủy sinh

- Chất lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan do làm tăng độ đục nguồn nước và gây bồi lắng nguồn nước tiếp nhận Đối với các tầng nước ngầm, quá trình ngấm của nước rò rỉ từ các bãi rác có khả năng làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước ngầm như: NH4, NO3,…đặc biệt là NO2, có độc tính cao đối với con người và động vật sử dụng nguồn nước đó

- Quá trình lưu giữ trong đất và ngấm qua những lớp đất bề mặt của nước rò rỉ từ bãi rác làm cho sự tăng trưởng và quá trình hoạt động của vi khuẩn trong đất kém đi, làm thuyên giảm quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng cho cây trồng, trực tiếp làm giảm năng suất canh tác và gián tiếp làm cho đất bị thoái hóa, bạc màu

- Điều đáng quan tâm là lượng nước rò rỉ có thể thấm xuyên qua đáy bãi rác và đi vào nguồn nước ngầm làm ô nhiễm lâu dài nguồn nước này Nước rỉ rác cũng chứa các hợp chất hữu cơ độc hại bao gồm các hydrocacbon aliphatic và vòng thơm, các chất hữu cơ bị holagen hóa Các hydrocacbon đa vòng thơm có tính gây ung thư cũng được tìm thấy trong nước rỉ rác, các chất này có thể gây đột biến gen Sự hòa tan các chất hydrocacbon bị clo hóa như DDT và PCB có thể làm tăng khả năng tạo phức với các acid humic và acid filvic Khi người dân sử dụng các nguồn nước cho sinh hoạt sẽ không tránh khỏi những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe

Nhìn chung, với nồng độ chất hữu cơ cao (COD = 2000-30000 mg/l; BOD =

1200-25000 mg/l) và chứa nhiều chất độc hại, nước rò rỉ có khả năng gây ô nhiễm cả ba môi trường nước, đất và không khí, đặc biệt là gây ô nhiễm đến nguồn nước ngầm Như thế, nước rác với hàm lượng chất hữu cơ cao và các chất ô nhiễm khác sẽ là một nguồn ô nhiễm tiềm năng và là nguy cơ ô nhiễm môi trường Theo thống kê, bãi rác quản lý không hợp vệ sinh có mối liên hệ đến 22 loại bệnh tật của con người (viêm xoang, đau đầu ) Do hàm lượng chất hữu cơ cao, quá trình kị khí thường xảy ra trong các bãi rác, gây mùi hôi thối nặng nề và là nơi nhiều loài sinh vật gây bệnh cũng như

các loại động vật mang bệnh phát triển như chuột, bọ, gián, ruồi, muỗi Bên cạnh đó các bãi rác quản lý không hợp lý sẽ làm mất mỹ quan của thành phố và khu vực

2.1.4 Tình hình nghiên cứu xử lý nước rác [6]

a Một số công nghệ xử lý nước rác trên thế giới

Rác sinh hoạt ở các nước phát triển được phân loại nghiêm ngặt tại nguồn nên nước rác có thành phần ô nhiễm không lớn và ít biến động Nước rác ít thành phần độc hại gây kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật nên công nghệ sinh học được áp dụng phổ biến trong xử lý nước rác

b Công nghệ xử lý nước rác ở Việt Nam

Tuần hoàn nước rác và phân hủy vi sinh trong môi trường sunphat được Tô Thị Hải Yến và đồng nghiệp nghiên cứu nhằm tạo điều kiện phân hủy thành phần hưu cơ ở thể rắn chuyển sang dạng hòa tan, tạo khả năng oxy hóa khử mạnh hơn cho xử lý sinh học tiếp theo

Công nghệ SBR cải tiến và oxy hóa bằng fenton do tác giả Nguyễn Hồng Khánh và cộng sự nghiên cứu Công nghệ này phải điều chỉnh pH về 2-4 và có thể dùng ion Fe2+ dạng hòa tan Quy trình cơ bản của phản ứng Fenton là bổ sung Fe2+ và

H2O2 vào dung dịch cần xử lý Cơ chế của phản ứng này bao gồm nhiều bước trong đó

có sự biến đổi giữa trạng thái oxy hóa 2+ và 3+ của ion sắt

Công nghệ keo tụ-tạo phức-fenton-Perozon do tác giả Trần Mạnh Trí nghiên

cứu và áp dụng tại bãi chôn lấp Gò Cát để xử lý nước rác sau UASB với COD = 5424mg/L Hiệu quả xử lý COD đạt 97% Công nghệ này chỉ xử lý được COD và độ màu nhưng chưa xử lý được nitơ trong nước rác

Công nghệ UV/fenton được Trương Quý Tùng và cộng sự nghiên cứu xử lý nước rác tại bãi Thủy Tiên – Huế Công nghệ sử dụng đèn UV và H2O2 ở pH ~ 3 đã loại được 71% COD và 90% độ màu sau 2 giờ Nước sau xử lý có tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,15 lên 0,46

Công nghệ fenton 3 bậc được tác giả Nguyễn Văn Phước và cộng sự nghiên cứu Với COD dòng vào 665mg/L cần bổ sung 750mg/L H2O2 và 3750mg/L phèn sắt Thời gian phản ứng 7 phút, hiệu quả xử lý COD đạt 87.5%

Công nghệ Ozone đơn và Perozon được tác giả Hoàng Ngọc Minh nghiên cứu

xử lý nước rác tươi bãi chôn lấp Nam Sơn – Sóc Sơn (Hà Nội) Sau 120 phút hiệu quả

xử lý đạt 11-15% COD và 78-87% độ màu; nước rác cũ (trơ) xử lý được 36% độ màu

và 9% COD Tác giả cũng cho biết quá trình catazon với xúc tác Al2(SO4)3 cho hiệu quả cao hơn Perozon 1.27–1.31 lần và xúc tác FeSO4 cao hơn Perozon 1.47–1.68 lần

Nhìn chung các công nghệ xử lý nước rác ở Việt Nam chủ yếu là công nghệ kết hợp, tuy nhiên hiệu quả xử lý chưa cao do chưa loại bỏ được yếu tố kìm hãm Các phương pháp này còn gặp phải một số hạn chế do gây ô nhiễm thứ cấp, xử lý không triệt để và đặc biệt là: giá thành cao, tiêu tốn nhiều năng lượng

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SWIM-BED

2.2.1 Sơ lược về công nghệ Swim – bed [4]

Công nghệ Swim-bed là một công nghệ mới đang được nghiên cứu và ứng dụng trong những năm gần đây trên thế giới, đặc biệt là Nhật Bản Công nghệ là sự kết hợp những ưu điểm của quá trình sinh trưởng dính bám giá thể cố định và giá thể tầng sôi

Nó loại bỏ sự giảm áp do hiện tượng đóng cặn và hiện tượng chảy rãnh như trong quá trình sinh trưởng dính bám giá thể cố định Quá trình này có thể hoạt động mà không phụ thuộc vào điều kiện thủy lực nhằm tránh hiện tượng lắng và hiện tượng nổi của vật liệu dính bám hoặc yêu cầu song chắn hoặc thiết bị giữ lại vật liệu không cho chúng ra ngoài như trong quá trình sinh trưởng dính bám giá thể tầng sôi Hình 2.1 đưa ra một mặt cắt tổng thể của vật liệu sau khi sinh khối đã bám dính Vùng kị khí và vùng hiếu khí tạo thành bề dày màng, hai vùng này tạo điều kiện cho quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa xảy ra Một số lượng bùn dính bám sẽ làm tăng thời gian lưu bùn và khuyến khích sự xuất hiện của động vật nguyên sinh và động vật đa bào Ngoài hiệu quả cao trong loại bỏ chất ô nhiễm thì việc giảm lượng bùn dư cũng đạt được bởi ứng dụng quá trình này Đặc tính của vật liệu BF (bio-fringe) là nhẹ, bền, bể phản ứng được thiết kế với không gian nhỏ và hoạt động không phức tạp với giá thành thấp Công nghệ này đã được ứng dụng trong một số dự án xử lý nước thải Thêm vào đó, hiệu quả xử lý và việc giảm lượng bùn dư làm cho công nghệ Swim-bed trở thành một công nghệ đầy hứa hẹn cho xử lý nước thải

Bio-Fringe được làm từ các nguyên liệu dệt, các sợi dây treo có nguồn gốc từ polyester, có thể căng mạnh ra và kết nối dễ dàng và không thấm nước Các sợi ngang cấu tạo từ sợi acryl đặt biệt mà tính thấm nước tốt nhất trong các loại sợi nhân tạo để

nó có thể giữ một lượng lớn bùn và nhô ra theo nhiều hướng khác nhau

Hình 2.1 Mặt cắt của sợi sinh học [4]

2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

2.2.3 Ưu điểm vật tiếp xúc Bio-fringe của công nghệ Swim-bed

Ưu điểm vật liệu tiếp xúc Bio-fringe của công nghệ Swim-bed [12]

Ưu điểm

- Tăng khả năng bám dính 2-5 lần Giảm thể tích Không cần tăng thêm thể tích

- Giảm sản lượng bùn từ 1/5-1/10 Không cần khử nước cho bùn

- Không cần các quá trình tiền xử lý phía trước như keo tụ, tạo bông vì thời gian lưu bùn dài hơn

- Một hệ thống Bio-fringe vận hành ở nồng độ MLSS ≥ 20000mg/L và công suất

hệ thống có thể tăng hơn thậm chí khi vật liệu tiếp xúc Bio-fringe chỉ được lắp đặt một phần Từ đó, kích thước của bùn bóc ra khỏi vật liệu Bio-fringe lớn hơn

so với hệ thống bình thường

- Hệ thống Bio-fringe có thể vận hành lâu hơn với mức độ bảo dưỡng thấp

Ngoài ra, các sợi giá thể acrylic ưa nước có bề mặt xù xì, rỗ, điều này cho phép một lượng lớn bùn bám dính trên nó Và nhờ sự chuyển động của dòng nước tạo ra chuyển động “Swimming” làm tăng khả năng tiếp xúc của màng sinh học với cơ chất, giúp quá trình xử lý đạt hiệu quả cao hơn

Hình 2.2 Cấu tạo chi tiết vật liệu tiếp xúc Bio-fringe 2.2.4 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước

Ngoài nước

Hamidi Abudul Aziz, 2011 đã nghiên cứu công nghệ Swim-bed sử dụng fringe cho nước rỉ rác Nghiên cứu đánh giá so sánh hiệu suất xử lý chỉ tiêu COD, BOD5, TKN, NH4, Nitrit, nitrat, phosphate, colour và SS của công nghệ Aerotank với công nghệ Aerotank kết hợp với giá thể Bio-fringe Hiệu xuất xử lý các chỉ tiêu COD,

Bio-BOD5, TKN, NH4-N, Nitrit, nitrat, phosphate, colour và SS của công nghệ kết hợp giá thể Bio-fringe lần lượt là 82.6, 90.7, 21.8, 53.2, 36.4, 52.4, 86.25, 63.2 và 3.5%

Joseph D.Rouse, 2004 đã nghiên cứu công nghệ Swim-bed sử dụng Bio-fringe làm giá thể bám dính Hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao với 80% COD được loại bỏ ở tải trọng thể tích cao đến 12 kgCOD/m3.ngày với thời gian lưu nước là 3h, khả năng dính bám là rất tốt với 133g sinh khối/m3giá thể

Taichi Yamamoto, 2006 nghiên cứu về khả năng xử lý nitrat hóa bán phần của

bể phản ứng Swim-bed sử dụng Bio-fringe làm giá thể dính bám vi sinh vật trong quá trình xử lý kỵ khí nước thải chăn nuôi heo Thành phần nitrat hóa bán phần là tương đối ổn định ở mức tải trọng nitơ 1.9kgCOD/m3

.ngày mà không có bất kì hoạt động kiểm soát nào, chỉ có một phần nhỏ nitrat được sinh ra trong toàn bộ thời gian hoạt động và tỉ lệ ( N-NO2/(N-NO2; N-NO3) luôn luôn trên 95%

Sen Qiao, Yuki 2008 nghiên cứu về quá trình nitrate hóa bán phần của bể swim-bed có bùn kỵ khí thô (SB) và bể Swim-bed và có bùn hoạt tính (SBAS), đồng thời so sánh đặc tính bùn của từng bể Khả năng chuyển đổi ammonium thành nitrate của từng bể tương ứng là 52.3% và 40% đối với tải trọng nitơ là 3kgN/m3.ngày, với hiệu quả này chứng minh tiềm năng ứng dụng tốt quá trình annamox để loại bỏ nitơ của bể SB Bùn trong bể SB có tính chất tốt hơn so với SBAS

Yingjun Cheng và Kenji Furukawa nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ Swim-bed dùng Bio-fringe là giá thể sinh học với sự kết hợp của

2 quá trình lơ lững và dính bám, khả năng xử lý chất hữu cơ của bể Swim-bed là rất tốt hiệu quả lên tới 80% với mức tải trọng hữu cơ lên tới 12 kgCOD/m3.ngày và thời gian lưu nhỏ hơn 3h cùng với khả năng dính bám là rất tốt với 133g sinh khối/m3

giá thể Yoshinobu Yamagiwa đã tổng hợp một số nghiên cứu về sự phát triển của những phương pháp loại bỏ nitơ mới bằng cách sử dụng non-woven và vải lông acrylic làm giá thể dính bám của sinh khối Các mô hình thí điểm nghiên cứu khả năng loại bỏ nitơ trong nước thải từ nhà máy sản xuất thuốc nhuộm đã được thực hiện Quá trình loại bỏ nitơ thông qua quá trình nitrate hóa và khử nitrate hóa sử dụng vải lông như giá thể sinh học thiết lập Quá trình Anammox, hiện thu hút nhiều sự chú ý như là một hướng mới về việc chuyển nitơ, đã được nghiên cứu để đạt được tỷ lệ loại bỏ nitơ cao hơn

Trong nước

Doãn Thu Hà, 2005 đã nghiên cứu công nghệ Swim-bed sử dụng giá thể sinh học acryl-fiber(Bio-fringe) đã được tiến hành để khảo sát hiệu quả loại bỏ ammonium của nó trong xử lý nước ngầm ở Hà Nội Trong nghiên cứu này sử dụng hai bể phản ứng với số lượng khác nhau của Bio-fringe (sợi đơn và sợi đôi) Hiệu suất loại bỏ

ammonium là 95-100% ớ tải trọng theo thể tích lên tới 0.22 và 0.48 kgCOD/m3ngày tương ứng với thời gian lưu nước (HRT) ngắn là 3h và 1,3h tương ứng cho các bể sợi đơn và sợi đôi

Nguyễn Lâm Phương, 2012 đã nghiên cứu công nghệ Swim-bed để xử lý nước thải thủy sản ở mức tải trọng từ 0.5 – 3.0 kgCOD/m3.ngày Thời gian lưu nước khoảng 6h ở tất cả các tải trọng Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả loại bỏ COD cao nhất đạt 94% ở tải trọng 1.0 kgCOD/m3.ngày và tải trọng nitơ 0.11 kgN/m3.ngày Ở tải trọng lớn nhất 3.0 kgCOD/m3.ngày ứng với tải trọng nitơ 0.14 kgN/m3.ngày thì hiệu quả loại bỏ COD chỉ còn 88% và hiệu suất nitrat hóa cũng giảm chỉ còn 65% Nồng độ sinh khối tăng trong bể Swim-bed khi tải trọng 3.0 kgCOD/m3.ngày, nồng độ sinh khối trong bể đạt 6324 mg/L

Nguyễn Lễ, 2010 đã nghiên cứu công nghệ Swim-bed để khử COD và Nitrate hóa nước thải cao su Kết quả cho thấy khả năng loại bỏ COD và nitrate hóa đạt được hiệu quả cao Ở tải trọng 1kgCOD/m3.ngày (tương ứng với 0.17 kgTKN/m3.ngày) thì hiệu quả loại bỏ COD đạt trên 90% và nitrate hóa đạt trên 56% Tại tải trọng 2 kgCOD/m3.ngày (tương ứng với 0.26kgTKN/m3.ngày) thì hiệu quả loại bỏ COD vẫn đạt trên 90%, hiệu quả nitrate hóa vẫn ko thay đổi Nồng độ sinh khối tăng khi tải trọng tăng, nồng độ MLSS đo được 6750 mg/L tại tải trọng 2 kgCOD/m3.ngày

2.3 TỔNG QUAN VỀ TRẠM ÉP RÁC KÍN TÂN BÌNH

2.3.1 Nguồn gốc phát sinh, thành phần tính chất nước thải

- Vị trí trạm ép rác kín Tân Bình nằm ở 151A, Phạm Văn Bạch, Quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh

- Nhiệm vụ của trạm là điểm tập trung thu gom rác, nén chặt rác với mục đích làm giảm thể tích và vận chuyển rác thải về nơi xử lý chất thải rắn

- Rác thải được đưa về trạm ép rác kín Tân Bình chủ yếu là rác sinh hoạt và một phần nhỏ là rác thải của các công ty nhỏ nằm trên địa bàn Vì không được phân loại đầu nguồn nên thành phần tính chất nước rỉ rác khá phức tạp

và không ổn định theo ngày

2.3.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của trạm ép rác kín

Bể keo tụ, tạo bông

Bể lắng 1

PAC

Clo Polymer

PAC Polymer

Bể nén bùn

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

- Sợi dọc được làm bằng các sợi Polyester

- Sợi ngang làm bằng Acrylic rất ưu nước

Hình 3.1 Cấu trúc giá thể Bio-fringe [4]

Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật của giá thể [14]

và quá trình khử nitơ có thể xảy ra đồng thời

3.1.3 Bùn sử dụng trong nghiên cứu

Do nước rỉ rác ở trạm ép rác kín Tân Bình sử dụng phương pháp xử lý hóa lý nên không có bùn đặc trưng cho nước rỉ rác vì thế đã lấy bùn từ bể xử lý hiếu khí của nhà máy bia Heniken

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Lắp đặt mô hình Swim-bed và vận hành thích nghi ở các tải trọng hữu cơ 0.3

kgCOD/m3.ngày

- Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý COD, BOD5, T-N, T-P, pH, độ màu, TSS của nước rỉ rác bằng công nghệ Swim- bed hiếu khí với các tải trọng hữu cơ 0.5, 0.7, 1.0, 1.2 kgCOD/m3.ngày

- So sánh kết quả với QCVN 25:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về

nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn

- Đề xuất công nghệ xử lý nước rỉ rác áp dụng cho công nghệ Swim-bed

3.3 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU THỰC TẾ

3.3.1 Cấu tạo của mô hình

Mô hình Swim-bed được làm bằng tấm nhựa acrylic ghép lại với nhau, chia làm

3 ngăn chính:

- Ngăn thiếu khí: trong ngăn thiếu khí sẽ được gắn cánh khuấy chìm với nồng độ oxy thích hợp tạo ra môi trường thiếu khí để xảy ra các quá trình sinh học khử

đi nitơ và photpho có trong nước rỉ rác

- Ngăn hiếu khí: sẽ được nhúng chìm 2 thanh giá thể Swim-bed Bio-fringe và đây cũng chính là nơi quá trình sinh trưởng bám dính diễn ra và xử lý các chất hữu

cơ và một phần chất dinh dưỡng Dưới đáy bể sẽ đặt 2 cục đá thổi khí có nhiệm

vụ cung cấp khí oxy cho vi sinh sinh trưởng và phát triển đồng thời làm xáo trộn bùn và làm các sợi giá thể chuyển động trong nước tăng khả năng tiếp xúc của giá thể và nước thải

- Ngăn lắng: nhiệm vụ chính là lắng bùn và cặn trôi qua từ ngăn phản ứng

Hình 3.2 Mô hình thực tế nghiên cứu

3.4 LẤY MẪU PHÂN TÍCH

- Phương pháp lấy mẫu: Mẫu nước rỉ rác sẽ được lấy sau bể lắng cát sử dụng can

20 lít bằng cách nhúng chìm can khoảng nửa mét cho đến khi nước rỉ rác chảy vào đầy can

- Thời gian lấy mẫu: thường mẫu nước rỉ rác sẽ được lấy vào buổi chiều với tần suất 4 ngày lấy 1 lần

- Với tải trọng 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 1.2 kgCOD/m3.ngày thì lần lượt số mẫu được đi lấy tương ứng như sau 4, 5, 4, 4, 4 lần

- N

- Để xác định các thông số đầu vào đầu ra của nước rỉ rác bằng các phương pháp:

Bảng 3.4 Các phương pháp phân tích tính chất nước thải Thông

định phân bằng FAS

Bộ phản ứng phân hủy COD 150oC

SWEWW 5220C:2012

động

Standard method 2012

Excel, phiên bản 2010

3.4.2 Quá trình thích nghi và vận hành

Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bằng mô hình Swim-bed với các tải trọng nồng độ chất ô nhiễm khác nhau

Nghiên cứu xử lý nước thải sẽ tiến hành qua 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn thích nghi nhằm theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật thông qua hiệu quả xử lý chất hữu cơ được đặc trưng bởi thông số COD gồm 1 tải trọng: 0.3 kgCOD/m3.ngày

+ Giai đoạn vận hành theo dõi khả năng xử lý của vi sinh vật ở các tải trọng hữu

cơ khác nhau, tăng tải từ từ để xác định tải trọng tối đa có thể xử lý đạt hiệu quả

cao gồm 3 tải trọng: 0.5 kgCOD/m3.ngày, 0.7 kgCOD/m3.ngày, 1.0

kgCOD/m3.ngày và 1.2 kgCOD/m3.ngày

Mô hình bể phản ứng có thể tích 14.6 L Thời gian tiến hành lắp mô hình 2 tuần, thí nghiệm thích nghi 17 ngày, mỗi thí nghiệm còn lại lần lượt là 20, 15, 15, 15 ngày

Thời gian vận hành qua từng tải trọng được dựa vào hiệu suất xử lý của thông

số COD Khi giá trị COD đầu ra của 10 ngày cuối tải luôn ổn định và hiệu xuất xử lý trên 85% thì sẽ được tiến hành tăng qua tải trọng tiếp theo

Hoàn tất các thí nghiệm sẽ thu được kết quả về những thông số pH, độ màu, COD, BOD5, TN, TP, TSS

Bảng 3.5 Bảng vận hành thí nghiệm mô hình Swim-bed với nước rỉ rác

Thời gian

( ngày)

Tải trọng ( kgCOD/m 3 ngày )

Lưu lượng (L/ngày)

HRT (h)

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Sau quá trình vận hành và phân tích số liệu của mô hình xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ Swim-bed sử dụng giá thể Bio-fringe ta thu được bảng giá trị của các thông

số chất hữu cơ và dinh đưỡng đầu vào, đầu ra như sau:

Bảng 4.1 Bảng giá trị các thông số chất hữu cơ và chất dinh dưỡng trong quá

4.1 pH

Biểu đồ 4.1 thể hiện sự biến thiên pH đầu vào và đầu ra qua các tải trọng hữu

cơ Nhìn chung qua các tải trọng hữu cơ 0.3; 0.5; 0.7; 1.0; 1.2 kgCOD/m3

ngày pH trong đầu vào và đầu ra của nước thải luôn luôn ổn định và có xu hướng tăng từ đầu vào sang đầu ra 4.3-8.3 Thông số pH tăng trong bể và luôn nằm trong khoảng thuận lợi cho vi sinh vật phát triển nguyên nhân có thể giải thích như sau: vi sinh vật đã sử dụng chất hữu cơ có trong nguồn nước thải phân hủy và tổng hợp các tế bào sinh khối

Và điều làm cho pH luôn tăng sau khi ra khỏi mô hình đó là thành phần tính chất nước thải của của nước rỉ rác các thành phần dinh dưỡng nitơ, photpho cao mà công nghệ bên trong mô hình có bể thiếu khí nên sẽ xảy ra các quá trình khử nitrat hóa trong bể thiếu khí và một phần bên trên giá thể, trùng ngưng photphate và phân hủy nội bào của bùn chết làm cho pH tăng pH tăng có thể là do sản phẩm của quá trình khử nitrat như

OH-, NH4+, …Nhìn chung giá trị của pH luôn nằm trong khoảng giá trị cho phép 8.5 và thuận lợi cho các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển

6.5-Các phản ứng làm cho pH trong nước tăng như:

Khử Nitrat:

Trùng ngưng photphate đơn tồn tại trong nước thải:

Hình 4.1 Đồ thị biến thiên pH của các tải trọng hữu cơ

4.2 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD

Biểu đồ hình 4.2 và 4.3 biểu hiện sự biến thiên nồng độ COD và hiệu quả xử lý COD của tất cả các tải trọng hữu cơ Tải trọng hữu cơ thích nghi OLR=0.3 kgCOD/m3.ngày được vận hành trong 17 ngày, tải trọng hữu cơ OLR=0.5 kgCOD/m3.ngày được vận hành trong 20 ngày và còn 3 tải trọng hữu cơ còn lại là 0.7 ; 1.0 và 1.2 kgCOD/m3.ngày được vận hành trong 15 ngày Qua các giai đoạn chạy mô hình với nhiều tải trọng thì nhìn chung nồng độ COD đầu ra được xử lý có xu hướng giảm qua từng tải và hiệu suất xử lý ngày càng tăng và ổn định hơn qua 3 tải cuối luôn nằm trong khoảng từ 86-98%

Trong giai đoạn thích nghi, ứng với tải trọng 0.3 kgCOD/m3.ngày cho ta thấy, hiệu suất xử lý của mô hình chưa ổn định nhưng vẫn duy trì ở mức 79-96.83% Nguyên nhân của sự không ổn định ở đây là do lớp màng Bio-fringe bám dính trên giá thể còn mỏng chưa ổn định và sự thích nghi của vi sinh vật với môi trường sống và đặc tính của loại nước thải mới

Trong giai đoạn vận hành ứng với tải trọng 0.5; 0.7; 1.0; 1.2 kgCOD/m3.ngày cho ta thấy :

Sau tải trọng thích nghi là tải trọng 0.5 kgCOD/m3.ngày với đầu tải này thì hiệu suất xử lý COD vẫn chưa ổn định có ngày xuống khoảng 84% thấp hơn so với hiệu