4.2.1 Chỉ tiêu lý hoá (nhiệt độ, pH, DO)
Bảng 4.2: Các chỉ tiêu lý hoá trong hệ thống thí nghiệm xử lý đạm và lân với nƣớc thải nhà máy chế biến tôm
Giai đoạn Chỉ tiêu
Nhiệt độ (o C) pH DO (mg/L) Amon hoá 29 – 32 7,08 - 7,58 KPH (< 0,1) Nitrat hoá 27 - 29 7,99 - 8,30 7,05 - 8,16 Khử lân 27 - 30 4,42 - 5,56 1,51 - 2,05 Khử nitrat 28 – 30 6,38 - 7,06 0,79 - 2,32
Nhìn chung các chỉ tiêu nhiệt độ, pH và DO ở thí nghiệm với nƣớc thải nhà máy chế biến tôm không ổn định bằng thí nghiệm thăm dò.
Nhiệt độ: Kết quả cho thấy nhiệt độ của từng giai đoạn trong quá trình thí nghiệm có khoảng chênh lệch nhau từ 2 - 3o
C và vẫn phù hợp với coliform và
E. coli (biên độ nhiệt độ của cả hệ thống thí nghiệm xử lý đạm và lân là từ 27 –
32oC và nằm trong một khoảng nhiệt độ để coliform và E. coli có thể phát triển). Nhƣ vậy có thể thấy nhiệt độ không phải là yếu tố ảnh hƣởng đáng kể đến số lƣợng coliform và E. coli trong hệ thống thí nghiệm xử lý đạm và lân, trong cả
thí nghiệm thăm dò lẫn thí nghiệm với nƣớc thải nhà máy chế biến tôm.
pH: Giá trị pH của giai đoạn amon hoá và khử nitrat là trung tính, pH của giai đoạn nitrat hoá có tính kiềm yếu nên phù hợp với sự phát triển của coliform
và E. coli vì vi khuẩn phát triển thuận lợi nhất là trong môi trƣờng trung tính
hoặc kiềm yếu (http://vocw.edu.vn). Riêng giá trị pH của nƣớc thải sau khi qua giai đoạn khử lân có tính axit (4,42 - 5,56) do hệ đệm của đất có pH = 3,56, giá trị này gần giới hạn pH tối thiểu với coliform và E. coli ( Theo Nguyễn Hữu
Hiệp, 2008: “giá trị pH đối với E. coli tối thiểu là 4,4”) nên vẫn chƣa có khả năng gây hại đến chúng.
Oxy hòa tan (DO): Oxy là yếu tố cần thiết cho những sinh vật hiếu khí, với chúng thiếu oxy thì mọi quá trình trao đổi chất sẽ bị ngƣng trệ và sinh vật sẽ chết. Hệ thống amon hóa là môi trƣờng yếm khí hoàn toàn (DO< 0,1 mg/L), nghĩa là không có oxy nên không phát hiện đƣợc giá trị DO trong giai đoạn này. Vì vậy DO của giai đoạn amon hóa sẽ ảnh hƣởng đáng kể đến những vi vinh vật hiếu khí trong nhóm coliform. Giá trị DO của giai đoạn khử lân và khử nitrat tuy thấp nhƣng vẫn phù hợp cho những vi sinh vật kỵ khí tuỳ nghi nhƣ E. coli và một số loài trong nhóm coliform. Với môi trƣờng hiếu khí nhƣ ở giai đoạn nitrat hóa nên giá trị DO > 7 và có xu hƣớng tăng do sự phát triển của tảo, vì thế vẫn có khả năng vi sinh vật chịu sự cạnh tranh dinh dƣỡng với tảo.
4.2.2 Giai đoạn amon hoá
Xu hƣớng số lƣợng coliform và E. coli bị giảm đi trong giai đoạn amon
hoá nƣớc thải nhà máy chế biến tôm đƣợc thể hiện rõ qua hình 3.5. Việc thay đổi môi trƣờng sống mới với điều kiện không thuận lợi: môi trƣờng yếm khí hoàn toàn và chất dinh dƣỡng không phù hợp đã làm cho hai nhóm sinh vật giảm 10 lần so với đầu vào trong 24 giờ đầu của thí nghiệm (coliform giảm từ 3,9x108 xuống 3,0x107 CFU/ml; E. coli giảm từ 2,7 x 106 xuống 2,7x105 CFU/ml). Sau đó
E. coli giảm khá đều cho tới khi kết thúc quá trình (còn 4,3x103 CFU/ml).
So với E. coli thì coliform giảm chậm hơn tuy không đáng kể, và số lƣợng coliform cũng giảm chậm dần theo thời gian, kết thúc thí nghiệm coliform còn 1,1x105 CFU/ml.
3 4 5 6 7 8 9 10 0 24 48 72 96 120 144
Thời gian (giờ)
L o g ( C F U /m l ) E. coli Coliform
Hình 4.5: Biến động mật số coliform và E. coli theo thời gian trong giai
đoạn amon hoá nƣớc thải nhà máy chế biến tôm
Ghi chú: Thanh trên đường biểu diễn là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các lần lặp lại thí nghiệm
Do nƣớc thải nhà máy chế biến tôm có nhiều yếu tố ảnh hƣởng nhƣ chất nền, muối, các axit amin ở dạng khó phân huỷ … nên quá trình amon hoá diễn ra lâu hơn so với thí nghiệm thăm dò, nhƣng cả hai thí nghiệm đều cho thấy coliform và E. coli giảm khá đều khi qua hệ thống amon hoá.
Đồng thời kết quả của thí nghiệm trong giai đoạn này cũng cho thấy tuy
E. coli là vi khuẩn hiếu khí tuỳ nghi, có thể tồn tại và phát triển tốt bên trong ruột
ngƣời (môi trƣờng yếm khí) nhƣng không thích hợp sống ở môi trƣờng yếm khí bên ngoài.
4.2.3 Giai đoạn nitrat hoá 0 0 1 2 3 4 5 6 0 24 48 72 96 120 144
Thời gian (giờ)
L o g ( C F U /m l) E. coli Coliform
Hình 4.6: Biến động mật số coliform và E. coli theo thời gian trong giai
đoạn nitrat hoá nƣớc thải nhà máy chế biến tôm
Ghi chú: Thanh trên đường biểu diễn là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các lần lặp lại thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm với nƣớc thải nhà máy chế biến tôm đã qua giai đoạn amon hoá cũng cho thấy coliform và E. coli giảm đi trong hệ thống nitrat hoá
(Hình 3.6). Tuy nhiên so với thí nghiệm thăm dò, coliform và E. coli giảm ít hơn trong 24 giờ đầu và tốc độ giảm cũng chậm hơn.
Nhìn chung coliform giảm tƣơng đối đều cho tới khi kết thúc quá trình. Từ thời điểm 72h, tốc độ giảm chậm lại và số lƣợng khá ổn định trong khoảng thời gian 120 giờ (4,8x102 CFU/ml) đến 144 giờ (3,5x102
CFU/ml) .
E. coli đã không còn ở thời điểm 96 giờ. Ngoài yếu tố do nguồn đầu vào
(2,8x103 CFU/ml) ít hơn so với thí nghiệm thăm dò còn do ánh sáng ở thí nghiệm này nhiều nên đã cản trở đến sự phát triển của vi sinh vật, nhất là những loài sống ký sinh, bên cạnh đó tảo cũng phát triển rất tốt nên sự cạnh tranh dinh dƣỡng cũng trở nên mạnh hơn. Từ đó có thể cho thấy môi trƣờng của giai đoạn nitrat hoá hoàn toàn không phù hợp với E. coli.
4.2.4 Giai đoạn xử lý lân 2 2 3 4 5 6 7 8 9 0 24 48 72
Thời gian (giờ)
L o g ( C F U /m l) E. coli Coliform
Hình 4.7: Biến động mật số coliform và E. coli theo thời gian trong giai
đoạn xử lý lân với nƣớc thải nhà máy chế biến tôm
Ghi chú: Thanh trên đường biểu diễn là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các lần lặp lại thí nghiệm
Đối tƣợng ở thí nghiệm này là nƣớc thải nhà máy chế biến tôm đã qua giai đoạn nitrat hoá và đƣợc cấy thêm E. coli. Qua kết quả hình 3.7 cho thấy, coliform và E. coli cũng có xu hƣớng giảm khi qua giai đoạn xử lý lân.
Tỉ lệ giảm nhiều nhất vẫn là trong 24 giờ đầu của thí nghiệm (Coliform giảm 11 lần: từ 1,6x108 xuống 8,0x105 CFU/ml; E. coli giảm 23 lần: từ 1,3x106 xuống 5,6x104 CFU/ml). Qua khoảng thời gian này cả hai đều có dấu hiệu tỉ lệ giảm tăng dần theo thời gian. Tại thời điểm 72 giờ, số lƣợng coliform là 8,0x105 và E. coli là 8,5x102.
Ở thí nghiệm này số lƣợng coliform và E. coli giảm nhiều hơn so với thí
nghiệm thăm dò. Điều này có thể lý giải do nƣớc thải nhà máy chế biến tôm không còn nguồn dinh dƣỡng thích hợp cho chúng là pepton nhƣ ở thí nghiệm thăm dò, đồng thời nƣớc thải nhà máy chế biến tôm lại có số lƣợng vi sinh vật dị dƣỡng nhiều hơn so với nƣớc pha từ hoá chất nên chúng đã cạnh tranh dinh dƣỡng với coliform và E. coli.
4.2.5 Giai đoạn khử nitrat 2 2 3 4 5 6 0 24 48 72
Thời gian (giờ)
L o g ( C F U /m l) E. coli Coliform
Hình 4.8: Biến động mật số coliform và E. coli theo thời gian trong giai đoạn khử nitrat với nƣớc thải nhà máy chế biến tôm
Ghi chú: Thanh trên đường biểu diễn là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các lần lặp lại thí nghiệm
Kết quả phân tích cho thấy E. coli giảm dần qua hệ thống khử nitrat với nƣớc thải nhà máy chế biến tôm đã qua giai đoạn nitrat và xử lý lân (Hình 3.8). Thời gian giảm mạnh nhất vẫn là 24 giờ đầu của thí nghiệm, E. coli giảm 10 lần (từ 1,1x 104 xuống 1,2x103 CFU/ml). Sau đó E. coli giảm chậm lại cho tới khi kết thúc quá trình (còn 3,1x102).
Đối với coliform cũng giảm nhiều nhất vào 24 giờ đầu (từ 5,6x105
xuống 8,0x104 CFU/ml) nhƣng sau đó coliform cũng ổn định và tăng lên vào 24 giờ cuối của thí nghiệm (từ 7,0x104 tăng lên 2,4x105 CFU/ml). Nguyên nhân đƣợc giải thích tƣơng tự nhƣ mục 4.1.5.
Tuy nhiên có thể thấy rằng khả năng tồn tại và phát triển của coliform và
E. coli trong thí nghiệm này kém hơn so với thí nghiệm thăm dò vì không còn
nguồn dinh dƣỡng thích hợp cho chúng là pepton. Ngoài ra nƣớc thải nhà máy chế biến tôm có số lƣợng vi sinh vật dị dƣỡng là 1,1x107 CFU/ml nhiều hơn rất nhiều so với nƣớc thải ở thí nghiệm thăm dò là 4,0x105 CFU/ml, vì thế thức ăn đối với coliform và E. coli cũng bị giảm đi vì sự cạnh tranh dinh dƣỡng giữa các loài vi sinh vật.