Đánh giá hiệu quả của quy trình xử lý hiếu khắ

Qd (lnCi − lnCe ) K BOD

3.3.1. đánh giá hiệu quả của quy trình xử lý hiếu khắ

3.3.1.1. Nhóm thông số tắnh chất môi trường của HTHK

đối với nhóm hiệu quả về tắnh chất môi trường của HTHK tôi lựa chọn 3 chỉ tiêu ựánh giá là pH, độ ựục, DO. Trong quá trình hiếu khắ yếu tố ựể ựánh giá quan trọng là sự gia tăng nồng ựộ DO trong nước thải, qua ựó tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật hiếu khắ, giúp cho quá trình xử lý chất hữu cơ, amoni ựạt hiệu quả. Số liệu quan trắc ựược thể hiện ở bảng 3.9

Bảng 3.9. Thông số quan trắc tắnh chất môi trường HTHK

Vào Ra Hiệu suất

pH độ ựục DO pH độ ựục DO độ ựục DO Thời gian Q m3/d - Nđ NTU (mg SiO2/l) TL (kg SiO2/d) Nđ (mg/l) TL (kg/d) Nđ NTU (mg SiO2/l) TL (kg SiO2/d) Nđ (mg/l) TL (kg/d) % % Tháng 1 18,03 8,23 25,7 0,46 2,53 0,05 7,63 14,6 0,26 4,28 0,08 42,73 40,69 Tháng 3 19,10 8,11 25,6 0,49 2,48 0,05 7,55 13,5 0,26 4,16 0,08 46,90 39,04 Tháng 5 34,77 8,18 31,6 1,09 2,32 0,08 7,46 18,5 0,64 3,13 0,11 40,92 25,67 Tháng 6 21,23 8,01 26,3 0,56 2,09 0,04 7,24 13,0 0,27 4,44 0,09 50,81 52,84 Tháng 7 18,80 8,02 26,7 0,42 2,60 0,05 7,38 13,0 0,24 4,37 0,08 41,91 40,41 TB 22,43 8,11 27,2 0,60 2,40 0,05 7,45 14,5 0,33 4,08 0,09 44,65 39,72 QCVN 11:2008/ BTNMT (B) 6,5 - 9 6,5 - 9

Ghi chú: - Số liệu của các tháng ựược tắnh trung bình dựa trên số liệu của 3 hoặc 4 lần quan trắc của từng tuần trong tháng (phụ lục 1.1)

- Q: Lưu lượng nước thải tắnh trên ngày (m3/d), HTHK: Hệ thống hiếu khắ.

Từ kết quả của bảng 3.9 có thể ựánh giá ựược tắnh chất môi trường trong nước thải sau hệ thống hiếu khắ.

Ớ đối với thông số pH

Trong bể hiếu khắ có quá trình chuyển hóa từ amoni thành Nitrat. Thông thường, sự chuyển hóa của amoni thành nitrat thông qua nitrit bởi vi sinh vật nitrat hóa tự dưỡng ựược coi là xảy ra trong môi trường pH từ trung tắnh ựến kiềm. Kết luận này thu ựược từ sự quan sát tốc ựộ phát triển của vi khuẩn nitrat hóa trong hệ thống gián ựoạn, người ta thấy rằng pH tối ưu cho Nitrosomonas và Nitrobacter

tương ứng nằm trong khoảng 7.5 Ờ 9.0 và 7.0 Ờ 9.3. Sự oxi hóa nitrit bị giảm tại pH kiềm do sự ức chế cạnh tranh giữa NO2- và OH-, trong khi sự ức chế tại pH thấp phụ thuộc vào sự tạo thành axit nitric tự do (Nicholasp., and Cheremisnnoff P, 2007).

* Phương trình tỉ lượng

Sự oxi hóa của NH4+ và NO3- xảy ra theo 2 bước sau: Bước 1: Amoni ựược oxi hóa thành Nitrit

NH4+ + 3/2 O2Nitrosomonas  → NO2- + 2H+ + H2O

Vi khuẩn thực hiện quá trình này ở khu vực nước ngọt có tên là Nitrosomonas europara và khu vực nước lợ có tên là Nitrosococcus.

Bước 2: Oxi hóa NO2- thành NO3- NO2- + 1/2O2Nitrobacter   →NO3-

Phương trình tổng cộng có thể viết như sau:

NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O(1)

Phản ứng tạo sinh khối cũng xảy ra ựồng thời với quá trình nitrat hóa theo phương trình:

NH4+ + HCO3- + 4CO2 + H2O  → C5H7O2N + 5O2(2)

Trong ựó C5H7O2N là công thức tượng trưng cho tế bào vi khuẩn.

Kết hợp (1) và (2) phương trình tổng cộng của quá trình oxi hóa và tạo sinh khối là:

Từ phương trình trên thấy rằng tắnh kiềm sẽ giảm dần trong suốt quá trình nitrat hóa trong bể hiếu khắ. Do ựó trong bể hiếu khắ ựã có tác dụng làm giảm pH từ môi trường kiềm gần bằng 8 xuống gần trung tắnh ở mức 7,3.

0,002,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 Tháng 1 Tháng 3 Tháng 5 Tháng 6 Tháng 7 pH Vào Ra QCVN 11:2008/ BTNMT QCVN 11:2008/BTNMT

Hình 3.12. Diễn biến thông số pH của HTHK

Ớ Nồng ựộ DO

đối với hệ thống xử lý hiếu khắ, nồng ựộ DO trong nước có vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp oxi cho hoạt ựộng của vi sinh vật hiếu khắ. Qua ựó ảnh hưởng ựến quá trình xử lý chất hữu cơ thể hiện qua 2 thông số BOD5, COD. Hiện tại hệ thống ựể phục vụ cho việc vận hành bể hiếu khắ ựã lắp ựặt hệ thống 2 máy thổi khắ với công suất mỗi máy là 4 m3/phút.

Hiệu suất gia tăng nồng ựộ DO trong nước thải chủ yếu là do hoạt ựộng cấp khắ của máy bơm ở giai ựoạn xử lý hiếu khắ, qua ựó một phần xử lý chất hữu cơ và dinh dưỡng. Nồng dộ DO hòa tan xấp xỉ 4 mg/l thắch hợp cho quá trình Nitrat hóa diễn ra có hiệu quả.

Hình 3.13. Hiệu suất gia tăng nồng ựộ DO hệ thống hiếu khắ

Hình 3.14. Diễn biến nồng ựộ DO của hệ thống hiếu khắ

Có thể thấy nồng ựộ DO ựầu ra của hệ thống ựã ựược tăng lên so với ựầu vào. Hiệu suất gia tăng DO ựạt xấp xỉ 40 %. Hiệu suất gia tăng nồng ựộ DO ở tháng 5 tương ựối thấp, là do lượng nước thải ựầu vào hệ thống ựã tăng lên ựáng kể khoảng 35 m3 hệ thống cấp khắ với lưu lượng 4 m3/min là chưa ựủ. Lưu ý thời ựiểm tháng 5 là về mùa hè thông thường khối lượng sản phẩm xuất khẩu ựi nhiều, lượng nước thải cao hơn, cần phải ựiều chỉnh lưu lượng bơm cho phù hợp.

Ớ độ ựục

độ ựục của nước là do sự phân hủy của xác sinh vật thủy sản dẫn ựến sự có mặt của các chất lơ lửng, các chất keo có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ trong nước thải chế biến thủy sản.

Hình 3.15. Diễn biến độ ựục của HTHK.

Hình 3.16. Hiệu suất xử lý ựộ ựục theo thời gian của HTHK

Trong quá trình hiếu khắ sự phát triển của sinh khối, tạo ra các bông bùn của các chất lơ lửng kết hợp với quá trình lắng cặn ở bể lắng nên ựộ ựục ựược giảm ựáng kể, hiệu suất xử lý trung bình ựạt 45 %.

3.3.1.2. Nhóm thông số về hiệu quả xử lý chất hữu cơ phân hủy của HTHK

Kết quả quan trắc môi trường ựối với chất hữu cơ phân hủy của HTHK ựược thể hiện ở bảng 3.10.

Hệ thống hiếu khắ vận hành thì hiệu suất xử lý ựã ựạt ựược khoảng 60%. Khả năng xử lý chất hữu cơ phân hủy của hệ thống xử lý hiếu khắ tốt theo thời gian khi bắt ựầu ựược vận hành và sục khắ liên tục ựạt ựủ nồng ựộ sinh khối. Qua ựó có thể thấy sự phát triển và sử dụng chất hữu cơ ựể hình thành tế bào và sinh khối của cơ thể vi sinh vật.

Bảng 3.10. Thông số quan trắc các chất hữu cơ phân hủy của HTHK

Ghi chú: - Số liệu của các tháng ựược tắnh trung bình dựa trên số liệu của 3 hoặc 4 lần quan trắc của từng tuần trong tháng (phụ lục 1.2)

- Q: Lưu lượng nước thải tắnh trên ngày (m3/d), HTHK: Hệ thống hiếu khắ.

- Nđ: Nồng ựộ của các chất (mg/l); TL: Tải lượng của các chất tắnh trên ngày (kg/d)

- TB: Trung bình

Vào Ra Hiệu suất

Q

BOD5 COD BOD5 COD BOD5 COD

Thời gian m3/d Nđ TL Nđ TL Nđ TL Nđ TL % % Tháng 1 18,03 1130 20,40 1425 25,70 545 10,63 555 10,01 51,62 61,01 Tháng 3 19,33 1055 20,38 1476 28,53 437 8,43 521 10,04 58,62 64,75 Tháng 5 34,77 1077 37,48 1522 52,91 593 20,64 634 22,08 45,04 58,44 Tháng 6 21,23 980 20,81 1508 32,02 356 7,57 492 10,43 63,58 67,33 Tháng 7 18,80 994 18,64 1585 29,72 372 6,99 533 10,00 62,32 66,27 TB 22,43 1047 23,54 1503 33,78 461 10,85 547 12,51 55,45 63,56 QCVN 11:2008/ BTNMT (B) 50 80 50 80

Hình 3.17. Hiệu suất xử lý chất hữu cơ phân hủy của HTHK.

Trong tháng 5, hiệu quả xử lý giảm do lượng nước thải tăng lên xấp xỉ 35 m3/ngày, bơm cấp khắ vẫn duy trì ở mức 4 m3/phút nên lượng oxi chưa ựủ cung cấp cho hệ thống hiếu khắ. Hiệu quả xử lý cải thiện rõ rệt ở tháng 6 và tháng 7 (khi lưu lượng ựiều chỉnh về mức bình thường ≈ 20m3/ngày), hiệu quả trung bình khoảng 65%.

Hệ thống xử lý hiếu khắ ựã hoạt ựộng và giảm các chỉ số BOD5 và COD về khoảng 400 mg/l và 500mg/l ựây là ựiều kiện ựảm bảo ựể nước thải ựi tiếp vào hệ thống bãi lọc trồng cây.

3.3.1.3. Thông số về hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng của HTHK

Kết quả quan trắc môi trường chất rắn lơ lửng của HTHK ựược thể hiện ở bảng 3.11

Bảng 3.11. Thông số quan trắc môi trường chất rắn lơ lửng của HTHK

Vào Ra Hiệu suất