4.1.1 Nhiệt độ
Ở thời điểm 32 ngày sau khi vận hành hệ thống, nhiệt độ của các nghiệm thức từng cấp thùng dao động trong khoảng 25,6 – 29,15 oC, nhiệt độ của nước thải đầu vào (ĐV) và nước thải đầu ra (ĐR) tương đối cao so với các cấp thùng 1, 2, 3, 4. Ở nghiệm thức đối chứng (ĐC) nhiệt độ cao hơn các nghiệm thức lục bình (LB), lục bình + sục khí (LB + SK), lục bình + sục khí + vi khuẩn (LB + SK + VK) là do bể ĐC không có Lục Bình nên chịu tác động trực tiếp của ánh sáng. Nhiệt độ đầu vào cao nhất so với các nghiệm thức còn lại có nhiệt độ cao nhất là 29,15 oC và nhiệt độ thấp nhất ở nghiệm thức lục bình (LB) thùng 2 và 4. ở nghiệm thức lục bình (LB) có mật độ che phủ bề mặt cao. Khi nước thải đi qua các cấp thùng có cơ hội tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, làm gia nhiệt bề mặt của nước thải. Chính vì vậy, nhiệt độ đầu ra ở các nghiệm thức có xu hướng tăng trở lại.
Nhiệt độ của nước ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước (Nguyễn Văn Bảo, 2002).
Nhiệt độ có khả năng ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan có trong nguồn nước và ảnh hưởng đời sống của một số thủy sinh vật. Khả năng bảo hòa của oxy trong nước nóng thấp hơn và vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ sẽ hoạt động mạnh hơn (Lê Hoàng Việt, 2003).
18
Ở thời điểm 64 ngày sau khi vận hành hệ thống, nhiệt độ trong các nghiệm thức dao động trong khoảng 25,75 – 29,48 oC. Nhiệt độ cao nhất ở đầu vào (ĐV) và thấp nhất ở nghiệm thức Lục bình + sục khí + vi khuẩn (LB + SK +VK). Nhiệt độ nước thải đầu vào (ĐV) cao và có xu hướng giảm khi qua thùng 1, sau đó có xu hướng tăng dần và cao trở lại ở đầu ra. Giống như lần đo đầu tiên, đối chứng (ĐC) luôn có nhiệt độ cao hơn các nghiệm thức còn lại do không được che phủ bởi lục bình (LB) và phải tiếp xúc trược tiếp với ánh sáng mặt trời.
Hình 4.2. Diễn biến nhiệt độ ở 64 ngày sau khi vận hành hệ thống
4.1.2 Diễn biến pH theo từng cấp thùng
Bên cạnh yếu tố nhiệt độ thì pH cũng là một yếu tố môi trường không kém phần quan trọng trong đời sống thủy sinh vật. Đây là một đại lượng đặc trưng thể hiện tính kiềm hay tính acid của môi trường nước, nó có giá trị biến thiên từ 1 – 14 và mỗi loài thủy sinh vật có khả năng chịu đựng pH ở mức riêng biệt. Sự thay đổi pH có thể dẫn đến những thay đổi về thành phần các chất trong môi trường nước do quá trình hòa tan hay kết tủa sẽ thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa học xảy ra trong nước (Đặng Kim Chi, 2001).
pH có thể ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống thủy sinh vật như: tỉ lệ sống, sinh sản, sinh dưỡng. Giá trị pH thích hợp cho thủy sinh vật phát triển là 6,5 – 9,0; pH quá cao hay quá thấp điều ảnh hưởng bất lợi cho thủy sinh vật (Dương Trí Dũng, 2003).
Ở thời điểm 32 ngày sau khi vận hành hệ thống, pH tại các diểm thu mẫu có giá trị trong khoảng 6,63 – 7,71. Giá trị pH nằm trong giá trị giới hạn loại A2 của Quy chuẩn nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT. Giá trị pH trong nuớc tại các nghiệm thức lục bình + sục khí + vi khuẩn (LB + SK + VK) cao hơn so với các nghiệm thức còn lại, dao động trong khoảng 6,97- 7,66. Trong khi đó giá trị pH tại các cấp thùng của nghiệm thức Lục bình (LB) là thấp nhất, dao động trong khoảng 6,63 – 7,12.
19
Hình 4.3. Diễn biến pH ở 32 ngày sau khi vận hành hệ thống Giá trị pH trong đợt 2 có thay đổi so với đợt 1, pH của các mẫu nuớc
dao động trong khoảng 6,51 – 7,34. Nghiệm thức lục bình + sục khí + vi khuẩn (LB + SK + VK) cao hơn so với các nghiệm thức còn lại, giá trị dao động trong khoảng 6,91 – 7,34. Nghiệm thức lục bình (LB) có giá trị pH thấp nhất dao động trong khoảng 6,51 – 6,90. Do nghiệm thức lục bình + sục khí + vi khuẩn (LB + SK + VK) có sục khí nên hàm lượng oxy cao nên pH cao. Tất cả các giá trị pH của các mẫu đều nằm trong giới hạn cho phép của Quy chuẩn nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT (6-8,5).
Hình 4.4. Diễn biến pH ở 64 ngày sau khi vận hành hệ thống
4.1.3 Nồng độ oxy hòa tan (DO)
Ở thời điểm 32 ngày sau khi vận hành hệ thống, hàm lượng oxy hòa tan trong tất cả các nghiệm thức dao động trong khoảng từ 3,28 – 8,45 mg/L (Hình 4.5). Nghiệm thức lục bình + sục khí (LB + SK) và nghiệm thức lục bình + sục khí + vi khuẩn (LB + SK + VK) có hàm lượng oxy hoà tan cao hơn nghiệm thức lục bình (LB) và nghiệm thức đối chứng (ĐC), dao động trong khoảng 7,22 – 8,45 mg/L. Nghiệm thức lục bình (LB)
20
có hàm lượng oxy hòa tan thấp nhất trong khoảng 3.28 – 4,73 mg/L. Do nghiệm thức lục bình (LB) có mật độ che phủ bề mặt, tảo không phát triển và không được sục khí oxy, nên hàm lượng DO thấp hơn các nghiệm thức còn lại.
Hình 4.5. Diễn biến DO ở 32 ngày sau khi vận hành hệ thống
Ở thời điểm 64 ngày sau khi vận hành hệ thống, Hàm lượng oxy hòa tan dao động trong khoảng từ 4,90 – 7,24 mg/L. Nghiệm thức lục bình + sục khí + vi khuẩn (LB + SK + VK) có hàm lượng oxy trong khoảng 6,84 – 7,22 mg/L, cao hơn so với các nghiệm thức không sục khí còn lại (Đối chứng và Lục Bình).
21
4.2 Diễn biến NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, COD, TSS trong nước qua từng cấp thùng 4.2.1 Diễn biến Ammonium (NH4+) theo từng cấp thùng 4.2.1 Diễn biến Ammonium (NH4+) theo từng cấp thùng
Kết quả cho thấy sau 32 ngày vận hành hệ thống hàm lượng NH4+ ở các nghiệm thức đều giảm so với đầu vào (Hình 4.7 ).
Hình 4.7: Hàm lượng NH4+ ở 32 ngày vận hành
Giá trị NH4+ đầu vào (nước thay từ bể nuôi tra Tra) ở mức 3,9 ± 0,1 mg/L, cao gấp 19,5 lần so với quy chuẩn nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT loại A2 (≤ 0,2 mg/L). Ở thùng 1, NH4+ ở nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn đều giảm so với đầu vào và giá trị còn lại lần lượt là 3,1 mg/L, 3,3 mg/L, 0,4 mg/L và 0,4 mg/L tương ứng với hiệu suất giảm lần lượt là 20,5%, 15,4%, 89,7%, 89,7% so với đầu vào. Khi so sánh với A2 QCVN 08/BTNMT: 2008 thì nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí cấp thùng, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn cao hơn giới hạn quy định ở cấp thùng. Ở thùng 2, NH4+ ở từng nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn đều giảm dần so với cấp thùng 1 có giá trị lần lượt là 2,4 mg/L, 2,2 mg/L, 0,1 mg/L và 0,1 mg/L với các hiệu suất xử lý 38,5%, 43,6%, 97,4%, 97,4% so với đầu vào. So với cột A2 QCVN 08: 2008/BTNMT thì nghiệm thức đối chứng và Lục Bình vẫn còn cao hơn giới hạn quy định. Qua đến cấp thùng 3, các nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn có hàm lượng NH4+ không thay đổi so với thùng 2. Ở thùng 4, giá trị NH4+ ở các nghiệm thức đối chứng cao hơn giới hạn cho phép, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn đều thấp hơn cột A2 QCVN 08: 2008/BTNMT.
22
Sau 64 ngày vận hành hàm lượng NH4+ đầu vào ở mức 5,0 mg/L cao hơn gấp gấp 25 lần so với quy chuẩn nước mặt QCVN 08: 2008/BTNMT loại A2 (≤ 0,2 mg/L). Hàm lượng NH4+ có xu hướng giảm dần khi qua các cấp thùng của từng nghiệm thức (hình 4.8).
Hình 4.8 Hàm lượng NH4+ ở 64 ngày vận hành
Ở thùng 1, tương ứng với hiệu suất giảm lần lượt là 22%, 40%, 94%, 94% so với đầu vào ở nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn đều giảm so với đầu vào và giá trị còn lần lượt là 3,9 mg/L, 3,3 mg/L, 0,3 mg/L và 0,3 mg/L. So với cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008 thì chỉ có nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn thấp hơn giới hạn quy định. Ở thùng 2, NH4+ ở các nghiệm thức đều tiếp tục giảm thấp hơn ở thùng 1 nhưng giá trị NH4+ ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức Lục Bình vẫn còn cao hơn giới hạn quy định tại cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008 và có giá trị lần lượt là 2,3 mg/L, 2,2 mg/L. Tương tự ở cấp thùng 3, NH4+ ở các nghiệm thức đều tiếp tục giảm thấp hơn ở thùng 2 nhưng giá trị NH4+ ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức Lục Bình có giá trị lần lượt là 1,9 mg/L, 1,2 mg/L, vẫn còn cao hơn giới hạn quy định tại cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008. Ở thùng 4, giá trị NH4+ ở các nghiệm thức tiếp tục giảm so với cấp thùng 3 và tất cả đều đạt QCVN 08: 2008/BTNMT loại A2. Tuy nhiên giá trị NH4+ ở nghiệm thức đối chứng > Lục Bình > Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi khuẩn.
Qua kết quả 2 đợt thu mẫu sau 32 ngày và 64 ngày vận hành hệ thống cho thấy sau cấp thùng 1 chỉ có nghiệm thức Lục Bình + sục Khí, Lục Bình + sục Khí + vi khuẩn giá trị NH4+ đạt QCVN 08: 2008/BTNMT loại A2 và ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức Lục Bình thì đến cấp thùng 4 mới đạt QCVN 08: 2008/BTNMT loại A2. Nồng độ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
23
NH4+ ở nghiệm thức có Lục Bình thường thấp hơn đối chứng và có sục khí thường thấp hơn không sục khí. Qua đó cho thấy sự giảm NH4+ có thể vừa do Lục Bình và tảo hấp thụ vừa do suc khí làm chuyển hóa NH4+ thành các dạng khác như nitrite (NO2-) hay nitrate (NO3-).
4.2.2 Diễn biến Nitrite (NO2-) theo từng cấp thùng
Ở ngày vận hành thứ 32, đầu vào không phát hiện nồng độ NO2-. Sau khi qua từng cấp thùng, nitite có sự biến động và thường cao nhất ở nghiệm thức đối chứng (trừ cấp thùng 1, hình 4.9).
Hình 4.9 Hàm lượng NO2- sau 32 ngày vận hành
Ở thùng 1, nồng độ nitrite ở nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn đều tăng cao hơn so với đầu vào và giá trị còn lần lượt là 0,7 mg/L, 0,3 mg/L, 0,7 mg/L và 0,9 mg/L và nồng độ nitrite ở tất cả các nghiệm thức đều cao hơn so với cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008. Ở thùng 2, nồng độ nitrite ở nghiệm thức đối chứng và Lục Bình tăng cao hơn so với thùng 1 và có giá trị lần lượt là 1,2 mg/L và 0,5 mg/L. Riêng ở nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí và Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn thì nitrite giảm thấp hơn ở cấp thùng 1 và nồng độ ở 2 nghiệm thức này còn ở mức 0,2 mg/L. Mặc dù nitrite có giảm ở hai nghiệm thức này nhưng nồng độ vẫn còn cao hơn so với cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008 (0,02mg/L). Ở thùng 3, nồng độ nitrite ở tất cả các nghiệm thức đều giảm so với cấp thùng 2. Tuy nhiên ở đối chứng và Lục Bình vẫn còn cao hơn so với cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008 và giá trị lần lượt là 1,1 mg/L, 0,5 mg/L. Ở nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí và
24
Lục Bình + Vi Khuẩn + Sục Khí nitrite giảm thấp đến mức nhỏ hơn giới hạn quy định tại cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008. Ở thùng 4, nồng độ nitrite ở đa số các nghiệm thức tiếp tục giảm so với cấp thùng 3. Tuy nhiên ở hai nghiệm thức đối chứng và Lục Bình vẫn còn cao hơn cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008. Nồng độ nitrite ở nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí và Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn vẫn duy trì ở mức thấp hơn giá trị quy định tại cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008.
Ở ngày vận hành thứ 64, nồng độ nitrite đầu vào khoảng 0,1 mg/L và tăng lên cao hơn so với cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008 ở tất cả các nghiệm thức khi nước chảy qua cấp thùng 1 (Hình 4.10); giá trị ở nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn lần lượt là 0,5 mg/L, 0,2 mg/L, 0,4 mg/L và 0,3 mg/L.
Hình 4.10 Hàm lượng NO2- sau 64 ngày vận hành
Ở thùng 2, nitrite tiếp tục tăng ở nghiệm thức đối chứng nhưng giảm ở các nghiệm thức còn lại (hình 4.10). So với cột A2 QCVN 08/BTNMT: 2008 thì chỉ có nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn thấp hơn giới hạn quy định. Ở thùng 3, nitrite ở nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí và Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn lần lượt là 1,1 mg/L, 0,3 mg/L, 0,1 mg/L và 0,0 mg/L. So với cột A2 QCVN 08: 2008 /BTNMT thì chỉ có nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn thấp hơn giới hạn quy định. Qua các kết quả của 2 lần phân tích, cho thấy sau khi đi qua cấp thùng 1, hàm lượng Nitrite ở các nghiệm thức tăng lên.
25
4.2.3. Diễn biến nồng độ Nitrate (N-NO3-) qua từng cấp thùng
Ở ngày thứ 32 sau khi vận hành hệ thống, hàm lượng Nitrate trong nước đầu vào ở mức 0,3 mg/L và tăng lên ở các nghiệm thức sau khi qua các cấp thùng (Hình 4.11).
Hình 4.11. Hàm lượng Nitrate (N-NO3- ) ở ngày 32 sau khi vận hành hệ thống Ở cấp thùng 1, hàm lượng Nitrate ở nghiệm thức đối chứng, Lục Bình, Lục Bình + Sục Khí, Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn đều tăng lên so với đầu vào và giá trị đạt lần lượt là 0,9 mg/L, 1,1 mg/L, 12,2 mg/L và 12,8mg/L. So với cột A2 QCVN 08:2008/BTNMT (≤ 5 mg/L) thì các nghiệm thức đối chứng, Lục Bình đạt chuẩn thải ra môi trường nước mặt còn nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí và Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn nồng độ nitatre đã vượt giới hạn quy định hơn 2,4 lần. Ở thùng 2, thùng 3 và thùng 4 hàm lượng Nitrate ở nghiệm thức đối chứng và Lục Bình có gia tăng so với thùng 1 nhưng nồng độ ở các cấp thùng này đều thấp hơn giá trị quy định tại cột A2 QCVN 08:2008 (5mg/L). Ngược lại, ở nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí và Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn nồng độ nitrate đều giảm thấp hơn so với cấp thùng 1 nhưng vẫn luôn ở mức cao hơn giới hạn quy định tại cột A2 QCVN 08:2008 từ 2,1-2,3 lần. Ở ngày thứ 64 sau khi vận hành hệ thống, hàm lượng Nitrate trong nước đầu vào ở mức 0,2 mg/L và nồng độ ở các nghiệm thức có xu hướng tương tự như ở ngày thứ 32 sau khi qua các cấp thùng (Hình 4.12).
26
Hình 4.12. Hàm lượng Nitrate (N-NO3- ) ở ngày 64 sau khi vận hành hệ thống Nồng độ Nitrate ở đối chứng tăng dần qua các cấp thùng và đạt giá trị ở cấp thùng 1, 2, 3 và 4 lần lượt là 1,1, 2,8, 3,4 và 3,5mg/L. Ở nghiệm thức Lục Bình, nồng độ nitrate cũng gia tăng qua các cấp thùng nhưng luôn thấp hơn nghiệm thức đối chứng và ở mức từ 0,7-1,7mg/L. Ở các nghiệm thức có sục khí (Lục Bình + Sục Khí và Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn) nitrate đều tăng lên so với đầu vào dao động qua các cấp thùng từ 11,3-12,4 mg/L ở nghiệm thức Lục Bình + Sục khí và từ 11,9-12,6 mg/L ở nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn. So với cột A2 QCVN 08:2008/BTNMT (≤ 5 mg/L) thì nồng độ nitrate trong nước ở nghiệm thức đối chứng và Lục Bình đạt chuẩn thải còn nghiệm thức Lục Bình + Sục Khí và Lục Bình + Sục Khí + Vi Khuẩn không đạt chuẩn thải.
Qua kết quả trên cho thấy sục khí đã làm gia tăng quá trình chuyển hóa đạm dạng NH4+, NO2- sang dạng NO3-. Quá trình chuyển hóa này nhờ sự cung cấp oxy và tồn tại của vi khuẩn nitrate hóa.
4.2.4. Diễn biến hàm lượng Phosphate ( PO43-) theo từng cấp thùng
Ở ngày thứ 32 sau khi vận hành hệ thống, hàm lượng phosphate trong nước đầu vào ở mức 7,3±1,6mg/L, cao hơn so với quy chuẩn nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT loại