2.2.3.1. Khảo sát quá trình thích nghi của bùn hoạt tính với nước rỉ rác
Bùn hoạt hóa nuôi trong các bể đƣợc sục khí liên tục.Nguồn dinh dƣỡng sử dụng để nuôi bùn là đƣờng đỏ, ure, KH2PO4 (hoặc K2HPO4), sắt citrat và MgSO4. Dinh dƣỡng đƣợc pha thành dung dịch để thuận tiện cho quá trình bổ sung dinh dƣỡng cho vi sinh vật hàng ngày: Ure 110 g/l, KH2PO4 30 g/l (hoặc K2HPO4 54 g/l), sắt citrat 0,25g/l và MgSO4 110 g/l. Tỷ lệ dinh dƣỡng cho vi sinh vật ăn hàng ngày: 10 mL dinh dƣỡng mỗi loại và 10 g đƣờng đỏ cho 10L bùn nuôi. Tuy nhiên, tùy thuộc hàm lƣợng bùn có thể thay đổi lƣợng dinh dƣỡng thích hợp. Nuôi bùn trong bể tới nồng độ khoảng 2.000 mg/l, sau đó tiến hành thích nghi bùn với nƣớc rỉ rác.
Nƣớc rác đƣợc sử dụng cho quá trình thích nghi là nƣớc rác sau quá trình tiền xử lý hóa lý. Tiến hành thích nghi bùn với nƣớc rác theo hai giai đoạn. Giai đoạn 1: sử dụng nƣớc rác đã pha loãng 2 lần. Giai đoạn 2 sử dụng nƣớc rác không pha loãng. Trong suốt giai đoạn thích nghi vẫn bổ sung thêm dinh dƣỡng.
37
Tiến hành theo dõi và đánh giá sự phát triển của vi sinh vật trong môi trƣờng nƣớc rỉ rác, theo dõi các thông số MLSS, SVI đến khi hàm lƣợng bùn hoạt tính đạt khoảng 8.000 – 9.000 mg/l, SVI đạt 80 – 90 mg/L thì tiến hành bố trí các thí nghiệm tiếp theo.
2.2.3.2. Nghiên cứu thời gian lưu nước tối ưu
Thí nghiệm đƣợc tiến hành với hàm lƣợng bùn, tuần hoàn bùn tối ƣu cố định, thay đổi thời gian lƣu nƣớc: 4; 6; 8; 12; 16; 20 và 24 giờ. Lấy mẫu đầu ra để phân tích các chỉ tiêu, đánh giá hiệu quả xử lý. Các điều kiện vận hành đƣợc lựa chọn cho nghiên cứu: pH = 7,5±0,2, tỷ lệ tuần hoàn bùn 100%, DO ngăn anoxic = 0,05 mg/l, DO ngăn oxic = 3,0 mg/l, giá trị các thông COD = 1.345 ± 8 mg/l, NH4+ = 246,3 ± 5 mg/l, NO2- = 0,05, NO3- = 2,12 mg/l, TKN = 286 ± 8 mg/l, TP = 35,1 ± 4 mg/l, BOD5 = 755 ± 8 mg/l, SS = 102 ± 6 mg/l, MLSS ~ 9.000 ± 20 mg/l.
2.2.3.3. Xác định hàm lượng bùn tối ưu và ảnh hưởng của hàm lượng bùn tới thông lượng hoạt động của màng
Tiến hành khảo sát tìm ra hàm lƣợng bùn tối ƣu trong ngăn oxic bằng cách chạy hệ thống với thời gian lƣu 8h, tuần hoàn bùn 100% và thay đổi hàm lƣợng bùn ban đầu trong các khoảng: 6.500 ± 40, 7.500 ± 40, 8.500 ± 40, 9.500 ± 30, 10.500 ± 30, 11.500 ± 40 mg/l. Giảm hàm lƣợng bùn bằng cách tăng lƣợng bùn thải bỏ hoặc để ngăn oxic lắng là rút bùn; tăng hàm lƣợng bùn bằng cách không thải bỏ bùn dƣ hoặc bổ sung dinh dƣỡng nuôi bùn để thúc đẩy quá trình sinh trƣởng của vi sinh vật.
Chọn thời gian lƣu cho quá trình xử lý là 20 giờ, pH ~ 7,5± 0,2, tỷ lệ tuần hoàn bùn 100% ± 5%, DO ngăn anoxic = 0,05± 0,01mg/l, DO ngăn oxic = 3,0 ±0,1mg/l. Giá trị các thông số trong nƣớc rác: COD = 1345 ± 8 mg/l, NH4+ = 246,3 ± 12 mg/l, NO2- = 0,05, NO3- = 2,12± 0,3mg/l, TKN = 286 ± 15mg/l, TP = 35,1 ± 5mg/l, BOD5 = 755 ± 5mg/l, SS = 102 ± 10 mg/l. Thay đổi nồng độ bùn trong 6 lần chạy hệ thống.
2.2.3.4. Nghiên cứu tuần hoàn bùn phù hợp để xử lý nước rỉ rác
Tiến hành các đợt chạy hệ thống với thời gian lƣu nƣớc cố định là 8h, hàm lƣợng bùn tối ƣu, thay đổi tuần hoàn bùn: 50; 100; 150; 200; 250 và 300% (tuần hoàn bùn từ ngăn oxic sang ngăn anoxic). Lấy mẫu nƣớc sau xử lý để đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống.
38
Chọn thời gian lƣu cho quá trình xử lý là 16 giờ, pH ~ 7,4 ± 0,2, DO ngăn anoxic = 0,05 mg/l, DO ngăn oxic = 3,0 ± 0,3 mg/l. Giá trị các thông số trong nƣớc rác: COD = 1.315 ± 7 mg/l, NH4+ = 221,5 ± 5 mg/l, NO2- = 0,08, NO3- = 2,6 mg/l, TP = 27,2 ± 4 mg/l, BOD5 = 690 ± 10 mg/l, SS = 96 ± 9 mg/l. Tỷ lệ tuần hoàn bùn đƣợc thay đổi: 50%, 100%, 150%, 200%, 250% và 300%.
2.2.3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ hữu cơ đầu vào
Thay đổi nồng độ COD trong khoảng từ 1.000 – 5.000 bằng cách bổ sung thêm đƣờng nâu (saccarazo) với liều lƣợng thích hợp (1g đƣờng/l tƣơng đƣơng 1.000 mgCOD/l) để xác định những ảnh hƣởng của nồng độ hữu cơ lên quá trình xử lý C, N, P của hệ thống.
Chọn thời gian lƣu cho quá trình xử lý là 24 giờ, pH ~ 7,5, MLSS ~ 9.000 mg/l, tỷ lệ tuần hoàn bùn 150%, DO ngăn anoxic = 0,05 mg/l, DO ngăn oxic = 3,0 mg/l. Giá trị các thông số trong nƣớc rác: NH4+ = 209,5 ± 8 mg/l, NO2- = 0,09, NO3- = 1,78 mg/l, TKN = 244,9 ± 11mg/l, TP = 27,2 ± 5 mg/l, SS = 115 ± 8 mg/l. Thay đổi nồng độ hữu cơ đầu vào thông qua thay đổi giá trị nồng độ COD từ khoảng 1.000 mg/l tới 5.000 mg/l. Tỷ lệ BOD5/COD ít thay bởi khi quá trình thay đổi COD đầu vào.
2.2.3.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ DO
Giữ ổn định các thông số đầu vào nƣớc rác và hệ thống MBR, điều chỉnh tốc độ sục khí của mỗi quả sục khí với lƣu lƣợng cấp khí từ 1,5 tới 5 L/phút để duy trì nồng độ DO trong bể oxic đạt các giá trị từ 1 mg/l, 2 mg/l, 3 mg/l và 4 mg/l. Đánh giá sự thay đổi trong hiệu quả xử lý các thông số chính nhƣ COD, NH4+, TP… khi thay đổi nồng độ DO.
Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ oxy lên khả năng hình thành nitrit và nitrat đƣợc tiến hành với điều kiện: thời gian lƣu cho quá trình xử lý là 18 giờ, pH ~ 7,4± 0,2, MLSS ~ 8.000± 50 mg/l, tỷ lệ tuần hoàn bùn 150%, DO ngăn anoxic ~ 0,05 mg/l. Giá trị các thông số trong nƣớc rác: COD = 1.211 ± 6 mg/l, NH4+ = 209,5 ± 5 mg/l, NO2- = 0,09, NO3- = 1,78 mg/l, TKN = 244,9 ± 8 mg/l, TP = 27,2 ± 4 mg/l, BOD5 = 630 ± 7 mg/l, SS = 115± 7 mg/l. Thay đổi nồng độ DO ngăn oxic từ khoảng 1mg/l tới 4 mg/l.