Đánh giá hiệu quả xử lý dinh dưỡng của hệ thống HRAPs 2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4. Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp:

Tài liệu thứ cấp: Thu thập, tổng hợp, phân loại thông tin về các kết quả nghiên cứu từ các sách, báo, tài liệu trong và ngoài nước liên quan đến tính chất, thành phần nước thải. Cơ chế loại bỏ N, P, đặc tính sinh trưởng, sinh sản của tảo Chlorella vugaris, ứng dụng tảo xử lý nước thải, hệ thống HRAPs.

 Phương pháp bố trí thí nghiệm

• Thiết bị sử dụng.

- Máy khuấy: Khuấy trộn oxy và xáo trộn đều tảo trong hệ thống + Bán kính cánh khuấy: 30cm

+ Chiều rộng cánh khuấy: 40cm + Bề rộng mặt cánh khuấy: 10cm + Tốc độ cánh khuấy: 60 vòng/phút

- Đèn huỳnh quang ánh sáng trắng: Cung cấp ánh sáng nhân tạo cho thí nghiệm + Số lượng: 8

+ Công suất: 60W

- Bể hình chữ nhật có kích thước : 4x1x1m. Đáy lát gạch men trắng, thành bể xây bê tông dày 0,1m. Giữa bể có vách ngăn dài 2m tạo thành dòng chảy dạng đường đua.

- Máy bơm hút nước thải công suất 120l/ph. • Vật liệu:

- Nguồn tảo Chlorella vulgaris nhân nuôi trong môi trường nước thải - Nước thải sinh hoạt lấy sau bể tự hoại nhà khoa Thú y – Môi trường • Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm 1: Đánh giá sự sinh trưởng của tảo và hiệu quả xử lý của bể HRAPs với ánh sáng tự nhiên

Nước thải được hút từ bể tự hoại bơm trực tiếp vào hệ thống xử lý. Chiều cao mực nước là 0.3m, thể tích nước thải sử dụng là 1200lit. Mật độ tảo

Chlorella vulgaris ban đầu của hệ thống là khoảng 2.105 – 3.105 tế bào/ml. Thí nghiệm được bố trí như Hình 2.1

Hình 2.1. Bố trí thí nghiệm hệ thống HRAPs với ánh sáng tự nhiên

- Điều kiện thí nghiệm:

Toàn bộ hệ thống bể được duy trì trong điều kiện nhiệt độ ngoài trời, ánh sáng tự nhiên. Không khí cấp từ môi trường bên ngoài vào thông qua máy khuấy liên tục với tốc độ không đổi tạo thành dòng nước với vận tốc 0,2m/s.

Thí nghiệm 2: Đánh giá quá trình sinh trưởng của tảo và hiệu quả xử lý của bể HRAPs với ánh sáng nhân tạo.

Nước thải được hút từ bể tự hoại sau đó bơm vào thùng phi để trợ lắng bằng hóa chất keo tụ TRP-Ai nhằm loại bỏ TSS trước khi đưa vào hệ thống. Mực nước thải bố trí là 0.3m, thể tích nước thải sử dụng là 1200lit. Mật độ tảo

Chlorella vulgaris ban đầu của hệ thống khoảng 2.105- 3.105 tế bào/ml. Lắp hệ thống đèn huỳnh quang trắng, đảm bảo cường độ sáng là 5000lux. Thí nghiệm bố trí như Hình 2.2

Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm hệ thống HRAPs với ánh sáng nhân tạo

- Điều kiện thí nghiệm:

Toàn bộ hệ thống bể được duy trì trong điều kiện nhiệt độ ngoài trời, ánh sáng nhân tạo thời gian chiếu sáng là 16:8 ( 8h sáng tắt đèn, 4h chiều bật đèn). Không khí cấp từ môi trường bên ngoài vào thông qua máy khuấy liên tục tạo thành dòng nước với vận tốc 0,2m/s.

• Kế hoạch lấy mẫu:

- Thời gian bố trí thí nghiệm: 10 ngày.

- Các thông số nhiệt độ, pH, DO được theo dõi vào 8h, 10h, 12h, 14h, 16, 18h mỗi ngày. Thông số: hàm lượng chlorophyll-a, mật độ tảo theo dõi tại thời

điểm 8h và 14h hàng ngày. Tiến hành lấy mẫu vào 8h sáng, mẫu được khuấy đều trước khi lấy, bảo quản trong tủ bảo quản ở 4oC và được đem đi ly tâm tách tảo phân tích các thông số TSS, COD, NO3-, NH4+, PO43- hàng ngày. Thông số: TN và TP cách một ngày phân tích một lần.

 Phương pháp xác định mật độ tảo bằng phương pháp đếm số lượng tế bào bằng buồng đếm Burker – Turk:

Dụng cụ để xác định hàm lượng tế bào là kính hiển vi Olympus CX21 (Mỹ), buồng đếm Burker – Turk (Đức), lamen. Số lượng tế bào đếm được trong 5 ô vuông lớn sẽ được dùng để tính mật độ tế bào theo công thức sau:

D = A*X*104

Trong đó : D: Mật độ tế bào (tb/ml)

A: Tổng số tế bào trong cả buồng đếm

X: Hệ số pha loãng (Chú ý: đối với các mẫu tảo có khả năng chuyển động, trước khi đếm mẫu phải được cố định bằng dung dịch 100% Ethanol hoặc 4% Foocmon)

 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:

- TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008) Chất lượng nước - Xác định pH ;

- TCVN 7325:2004 - Chất lượng nước. Xác định oxy hoà tan. Phương pháp đầu đo điện hoá.

- TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hoá học (COD) ;

- TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thuỷ tinh;

- TCVN 6202:2008 (ISO 6878:2004) Chất lượng nước - Xác định phôt pho - Phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat

- Phân tích N-NH4+: phương pháp so màu ở bước sóng 667 nm bằng máy đo quang phổ UV-VIS.

- TCVN 6180: 1996 (ISO 7890/3: 1988), Chất lượng nước. Xác định nitrat. Phương pháp trắc phổ dùng axitosunfosalixylic

- Đo nồng độ Chlorophyll-a: TCVN 6662:2000 - Chất lượng nước. Đo thông số sinh hóa. Phương pháp đo phổ xác định nồng độ Chlorophyll-a.

Phương pháp đánh giá kết quả:

- Đánh giá đặc tính của nước thải thông qua QCVN 14-2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt, cột B.

- Sự sinh trưởng và phát triển của tảo được đánh giá qua mật độ tảo và nồng độ Chlorophyll-a.

- Đánh giá hiệu quả loại bỏ chất dinh dưỡng thông qua kết quả phân tích ban đầu và sau khi kết thúc thí nghiệm.

Trong đó : H là hiệu quả xử lý dinh dưỡng (%) Co là nồng độ chất ô nhiễm ban đầu

Ce là nồng độ chất ô nhiễm sau khi kết thúc thí nghiệm - Nước thải đầu ra của hệ thống được so sánh với cột B của QCVN 14 :

2008/BTNMT.

 Phương pháp xử lý số liệu và trình bày kết quả:

- Phương pháp xử lý số liệu: thống kê mô tả; kiểm định; tương quan.

- Phương pháp kiểm định: phân tích phương sai (ANOVA) – xác định sự saikhác giữa các nhóm ở mức ý nghĩa α = 0.05. khác giữa các nhóm ở mức ý nghĩa α = 0.05.