2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.2.3.3. Phân loại các loại hệ thống xử lý nƣớc thải bằng bùn hoạt tính theo thủy
thủy động học trong hệ thống.
Aerotank hoạt động gián đoạn từng mẻ (Sequencing Batch Reactor- SBR): trong hệ thống này bùn hoạt tính đƣợc hoạt động tại chỗ theo chu trình: trộn với nƣớc thải, hấp thụ và oxy hóa chất hữu cơ và lắng tĩnh. Aerotank trộn hoàn toàn: nƣớc thải đƣợc trộn và cung cấp oxy đều tại mọi vị trí vào mọi thời điểm. Một phần bùn hoạt tính đƣợc hồi phục luôn trong ngăn bể.
Aerotank đẩy- mƣơng oxy hóa: bùn hoạt tính đƣợc tiếp xúc dần với nƣớc thải theo chiều dài của hệ thống. Bùn hoạt tính không phải phục hồi hoặc phục hồi tại ngăn riêng.
2.3. Ứng dụng chế phẩm sinh học trong xử lý nƣớc rỉ rác
2.3.1. Sự phát triển cần thiết của “chữa trị sinh học” trong xử lý nƣớc rỉ rác
Nguyên nhân của vấn đề rác thải này thì rất đơn giản. Những hỗn hợp không ổn định làm chết ngạt những hệ thống sinh học tự nhiên ở những hồ chứa tự nhiên. Những vi khuẩn khỏe mạnh thƣờng chuyển hóa chất thải thành những chất dinh dƣỡng cần thiết cho bản thân thì bị chết do quá mức chịu đựng. Cách giải quyết của vấn đề này là thêm vào hệ thống sự hoạt động vi sinh vật tự nhiên để cân bằng lại hệ sinh thái.
“Chữa trị sinh học”-“Bioremediation” là một ứng dụng của xử lý sinh học để làm sạch những chất ô nhiễm khó giải quyết. Nó kết hợp công dụng của các enzyme
đƣợc chiết xuất từ thực vật và các vi sinh vật nhƣ: nấm, vi khuẩn để phân hủy sinh học những chất gây ô nhiễm. “Chữa trị sinh học” cho hiệu quả xử lý, khả năng làm sạch môi trƣờng cao, làm tăng sự lựa chọn thích hợp của kỹ thuật chữa trị trong việc dọn dẹp những ca phẫu thuật.
2.3.2. Tình hình nghiên cứu, sử dụng các chế phẩm trong xử lý môi trƣờng 2.3.2.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở nƣớc ngoài 2.3.2.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở nƣớc ngoài
Theo công ty Enviromental Choices, Inc., ở Costa Rica đã có nhiều thí nghiệm về ủ phân compost nhƣ “ủ phân giun và EcoEnzyma”, “ủ compost vỏ quả cà phê và Zymplex”, “ủ compost phân gà (dùng chất độn là mạc cƣa) và EcoEnzyma”, kết quả cho thấy thời gian ủ phân đƣợc rút ngắn, hàm lƣợng dinh dƣỡng đƣợc bảo toàn và mùi giảm một cách đáng kể. Cũng theo nguồn tin này, ở Gambia, Tây Phi cũng có thí nghiệm về composting nhƣ “ủ phân bò khô và vỏ đậu phộng nghiền nhỏ có xử lý Enchoice”.
2.3.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Trong nƣớc đã có những nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm sinh học trong xử lý môi trƣờng. Công ty Environmental Choices, Inc. đã tiến hành chƣơng trình thử nghiệm công tác khử mùi hôi nƣớc thải tại nhà máy chế biến mủ ly tâm bằng chế phẩm Enchoice. Qua 28 ngày thử nghiệm, chƣơng trình đã đạt đƣợc tiêu chí khử mùi hôi sinh ra trong nƣớc thải chế biến mủ ly tâm, đồng thời cải thiện các chỉ tiêu BOD, COD. Bên cạnh đó, công ty cũng đã tiến hành xử lý nƣớc thải cao su tại nhà máy chế biến mủ cao su thuộc công ty cao su Phƣớc Hòa, Bình Dƣơng.
Huỳnh Thị Mỹ Phi (2005) đã tiến hành thí nghiệm “đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm Sanjiban Microactive trong xử lý nƣớc rỉ rác Gò Cát dựa trên mô hình Aerotank hoạt động gián đoạn từng mẻ”. Tác giả ngoài bổ sung chế phẩm còn bổ sung thêm bùn hoạt tính ổn định để làm tăng khả năng xử lý nƣớc thải.
Với những nghiên cứu trên, tôi nhận thấy là chƣa có nghiên cứu so sánh ảnh hƣởng của các chế phẩm sinh học trong xử lý nƣớc rỉ rác. Vì vậy, đề tài mà tôi tiến hành đã góp phần đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm Enchoice và Sanjiban trong xử lý nƣớc rỉ rác. Đồng thời nghiên cứu của tôi sẽ mở ra những hƣớng nghiên cứu mới để trong tƣơng lai sẽ có những biện pháp xử lý nƣớc thải tốt hơn.
2.3.3. Các đặc tính và ứng dụng của chế phẩm Enchoice trong xử lý môi trƣờng 2.3.3.1. Giới thiệu chung 2.3.3.1. Giới thiệu chung
Theo nguồn tin của công ty Enviromental Choices, Inc. [1] đây là sản phẩm men hữu cơ tổng hợp đƣợc sản xuất tại Mỹ và đã đƣợc Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ (USDA) cấp phép sử dụng cho những ứng dụng tẩy rửa đặc biệt, khử mùi, kiểm soát côn trùng nhƣ ruồi, muỗi, tại các nhà máy chế biến thực phẩm, thịt gia súc, gia cầm trên phạm vi toàn liên bang.
2.3.3.2. Thành phần
Sản phẩm có những thành phần nhƣ sau: mật đƣờng mía, các loại men, tảo, các chất hoạt động bề mặt, acid citric, acid lactic và nƣớc.
2.3.3.3. Tính chất hoạt động
Thúc đẩy phản ứng thông qua xúc tác của các loại enzyme trong thành phần men tổng hợp.
Khử mùi thông qua phản ứng hoá học thay đổi tính chất của ammonia, hydro sulfua và các loại acid béo không ổn định. Chế phẩm có tác dụng khử mùi tức thời, hiệu quả với nhiều loại mùi khác nhau.
Hoạt động tốt trong môi trƣờng hiếu khí (có oxygen).
Hoạt động tốt trong dãy biến thiên nhiệt độ rộng (từ nhiệt độ trên điểm đông đến 55OC).
Độ pH khoảng 4,5 và hoạt động hiệu quả trong môi trƣờng có độ pH trung bình từ 3,5 đến 9,5.
Hoàn toàn không nguy hiểm và độc hại đối với con ngƣời, các hệ sinh thái biển, động vật và thực vật.
Không gây dị ứng, không nguy hiểm, không cháy, nổ.
Không cần áp dụng các biện pháp an toàn khi vận chuyển cũng nhƣ cho ngƣời sử dụng sản phẩm.
2.3.3.4. Công dụng
Khử mùi rất hiệu quả, đặc biệt là những mùi có nguồn gốc từ các khí
ammonia (NH3), hydro sulfua (H2S) và một số khí gây mùi hôi thối khó
chịu.
an toàn cho môi trƣờng, con ngƣời và các loại động thực vật Kích thích tăng trƣởng vi sinh, đặc biệt trong môi trƣờng hiếu khí. Tẩy nhờn hiệu quả.
Cải thiện đáng kể tính chất và thành phần nƣớc thải.
Thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy và rút ngắn thời gian ủ.
2.3.3.5. Liều lƣợng
Liều dùng thông thƣờng là 76 ml cho 1 tấn nguyên liệu.
2.3.4. Các đặc tính và ứng dụng của chế phẩm Sanjiban MicroActive-1000 Bioclean
2.3.4.1. Giới thiệu chung
Sanjiban là một sản phẩm mới của Trans Asia International- Ấn Độ, có những khả năng xử lý nƣớc rỉ rác. Sanjiban MicroAcitve là một chất kích hoạt lỏng thu nhận từ quá trình lên men phức tạp. Dễ dàng ứng dụng, không có tính độc hại, đảm bảo an toàn và 100% tự nhiên, MicroActive không phải là một chất khử mùi mà là những chất chiết xuất hữu cơ đƣợc làm giàu với những enzyme tự nhiên kích hoạt nhanh chóng và tăng sinh khối những vi sinh vật khỏe mạnh có trong hệ thống thải. Vì những vi sinh vật này làm nhiệm vụ phân hủy chất thải, quá trình phân hủy thay đổi từ yếmkhí sang hiếu khí, thì nó nhanh chóng làm giảm mùi hôi.
2.3.4.2. Tính chất hoạt động
Phƣơng pháp “chữa trị sinh học” bằng Sanjiban là “tăng cƣờng quá mức”
những tổ chức vi sinh hoạt động trong nƣớc thải để phá hủy những chất thải. Sanjiban tạo ra số lƣợng lớn oxy hòa tan tự tái sinh và oxy tự do mà nó ức chế quá trình tạo mùi gây ra do những hoạt động yếmkhí. Nếu dùng đúng, đó là quá trình kiềm hóa mùi tự nhiên, tái tạo và giữ sự cân bằng sinh thái hệ vi sinh vật. MicroActive cũng sẽ kích hoạt và làm tăng số lƣợng khuẩn lạc vi khuẩn đƣợc nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, mà có thể đƣợc tạo ra trong hồ thải để tăng cƣờng sự “chữa trị sinh học”.
Sự cần thiết của Sanjiban MicroActive là hoạt động hợp lực của sự gia tăng sinh học tại chỗ và sự xúc tác dựa vào enzyme tự nhiên phá hủy những chất thải hữu cơ có trong nƣớc thải. Sự hợp lực này sẽ tái tạo ra những chất dinh dƣỡng tự nhiên trong nƣớc thải. Sanjiban MicroActive có mục đích chính là đƣa ra dung dịch tự nhiên cho xử lý nƣớc thải để có thể thải ra những hệ thống nƣớc bão hòa oxy, cung cấp sự
sống, thích hợp cho trồng trọt và nông nghiệp.
2.3.4.3. Tác dụng
Giảm hàm lƣợng BOD và COD. Giảm TSS (tổng chất rắn lơ lửng). Giảm hàm lƣợng FOG (chất dầu mỡ).
Tăng hàm lƣợng MLSS (nồng độ bùn hoạt tính). Hạn chế mùi.
Làm tăng độ trong của nƣớc.
Có thể tái sử dụng nƣớc cho trồng trọt và nông trại. Giảm thời gian lƣu và giá cả cho xử lý nƣớc thải.
2.3.4.4. Các loại sản phẩm dùng trong xử lý nƣớc thải
Sanjiban MicroActive – 1000 Bio-clean (làm sạch tự nhiên).
Sanjiban MicroActive – 6000 Sewage Bio-digestic Treatment (phân hủy sinh học chất thải).
Sanjiban MicroActive - 8000 Chem Bio-Treat (xử lý sinh hóa).
2.3.4.5. Thành phần
Bảng 2.4: Thành phần của từng loại chế phẩm MicroActive
Thành phần dịch chiết MA 1000 (%) MA 2000 (%) MA 4000 (%) MA 6000 (%) MA 8000 (%) Tảo 46 44 42 40 38 Thảo mộc 40 40 38 36 35 Phân trùn 10 10 12 14 15 Enzyme 2 3 4 6 7 Amino acid 2 3 4 4 5
Nguồn: Trans Asia International, SanjibanMicroactive, India[7]
2.3.4.6. Đặc tính của chế phẩm
Ổn định: 9-12 tháng
Đặc tính bề ngoài: chất lỏng màu nâu sáng
Mùi: mùi đất
Hoạt tính : ngay tức khắc
Chuỗi pH: 5-9
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1. Thời gian và địa điểm 3.1.1. Thời gian thực hiện 3.1.1. Thời gian thực hiện
Thời gian bắt đầu ngày 9 tháng 2 năm 2006. Thời gian kết thúc ngày 30 tháng 6 năm 2006.
3.1.2. Địa điểm
Phòng thí nghiệm Công Nghệ Xử Lý, khoa Môi Trƣờng, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
Trung tâm Công Nghệ và Quản lý Môi trƣờng và Tài Nguyên, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
3.2. Vật liệu thí nghiệm
Các loại chế phẩm sinh học: Enchoice, Sanjiban MicroActive-1000 Bio Clean.
Nƣớc rỉ rác lấy từ trạm xử lý bãi chôn lấp rác Phƣớc Hiệp, Củ Chi. Các dụng cụ:
Các thùng chứa có dung tích 20 lit. Máy bơm sục khí, loại 60 lit/ phút. Các ống dẫn khí.
Các viên đá sủi bọt để sục khí.
Các thiết bị phân tích các chỉ tiêu lý hoá: pH kế, tủ sấy, cân điện tử 4 số, bình tam giác, pipet, ống đong, buret.
Hóa chất: Các hóa chất dùng trong phân tích các chỉ tiêu theo dõi: COD, BOD của mẫu nƣớc thải: H2SO4, Na2S2O3, AgSO4, K2Cr2O7, FAS…
3.3. Phƣơng pháp thí nghiệm 3.3.1. Bố trí thí nghiệm 3.3.1. Bố trí thí nghiệm
Tiến hành thí nghiệm 1 yếu tố đƣợc và bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên RCBD (Randomized Complete Block Design) với 3 nghiệm thức và 3 khối tƣơng ứng với 3 lần lặp lại.
2. Bổ sung chế phẩm Sanjiban, có sục khí (SAN)
3. Bổ sung chế phẩm Enchoice, có sục khí (ENC)
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Lần lặp lại 1 Lần lặp lại 2 Lần lặp lại 3 3.3.2. Mô tả thí nghiệm
Chuẩn bị dụng cụ để chứa nƣớc rỉ rác: các thùng sơn nƣớc có dung tích 20L.
Nƣớc rỉ rác lấy về pha loãng với nƣớc máy theo tỉ lệ 1:5, điều chỉnh pH của nƣớc rỉ rác bằng 7.0.
Cho nƣớc rỉ rác đƣợc pha loãng vào các thùng chứa và bổ sung chế phẩm, trƣớc khi cho chế phẩm vào thùng xử lý, chế phẩm đƣợc pha loãng với nƣớc máy, pha loãng thành 1 lít dung dịch và trộn đều (theo khuyến cáo của nhà sản xuất chế phẩm), riêng với nghiệm thức đối chứng không cho chế phẩm vào, nên cho 1 lít nƣớc máy.
Sau khi bổ sung chế phẩm, ta sử dụng máy sục khí có tốc độ thổi 60 L/phút. Sục khí liên tục, để lắng qua đêm rồi lấy mẫu đi phân tích.
3.3.3. Các yêu cầu trong quá trình chạy mô hình
Ngoài các điều kiện cho phép thay đổi, các điều kiện khác phải đảm bảo tính đồng đều ở các nghiệm thức khi chạy mô hình: hàm lƣợng khí sục vào, cùng chịu một điều kiện ngoại cảnh tác động.
Theo dõi trong suốt quá trình chạy mô hình.
Các mẫu phân tích phải đƣợc bảo quản nếu chƣa phân tích ngay.
Các chỉ tiêu theo dõi
3.3.4.1. Đánh giá cảm quan (mùi)
Dùng phiếu đánh giá để ghi nhận ý kiến của 18 ngƣời.
Cách đánh giá: ngửi trực tiếp vào nƣớc rỉ rác trƣớc và sau khi xử lý.
ENC SAN ĐC
ĐC ENC SAN
Mỗi ngƣời ngửi tất cả là 3 nghiệm thức, sau đó đánh giá xếp hạng theo mức độ mùi và điền vào phiếu. Ngƣời đánh giá không đƣợc phép trao đổi ý kiến với nhau nhằm đảm bảo tính khách quan.
3.3.4.2. Chỉ tiêu lý – hóa
pH: theo dõi cách ngày trong tuần đầu, sau đó theo dõi cách tuần. Phƣơng pháp pH kế.
BOD: theo dõi cách ngày trong tuần đầu, sau đó theo dõi cách tuần. Phƣơng pháp so màu.
COD: theo dõi cách ngày trong tuần đầu, sau đó theo dõi cách tuần. Phƣơng pháp đun hoàn lƣu kín.
Phƣơng pháp phân tích số liệu
Xử lý số liệu trên phần mềm Stagraphic 7.0 và trắc nghiệm LSD với P=0,05. Đồ thị đƣợc thiết lập trên phần mềm Microsoft Excel.
3.4. Thử nghiệm trong điều kiện thực tế
Công ty Environmental Choices đã tiến hành chƣơng trình thử nghiệm công tác khử mùi hôi, cải thiện COD, BOD nƣớc thải tại nhà máy chế biến mủ ly tâm Phƣớc Hòa – Công ty cao su Phƣớc Hòa bằng chế phẩm Enchoice trong 28 ngày. Sau xử lý, chƣơng trình đạt đƣợc tiêu chí khử mùi hôi trong nƣớc thải. Đồng thời làm giảm COD, BOD trong mẫu nƣớc. Với COD thì giảm khoảng 45,98%; với BOD thì giảm 56,36%.
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Đánh giá cảm quan (mùi hôi)
Vì các chế phẩm sinh học sử dụng có tác dụng khử mùi, do vậy mùi là một trong những chỉ tiêu để đánh giá ảnh hƣởng của chế phẩm đến nƣớc rỉ rác.
Bảng 4.1: Nhận xét về mùi nƣớc rỉ rác sau 3 lần đánh giá
Thời gian xử lý (ngày) Nghiệm thức Mức độ mùi Rất nặng Nặng Vừa Nhẹ 0 Đầu vào 6 0 0 0 1 ĐC 2 3 1 0 SAN 0 2 3 1 ENC 0 1 3 2 2 ĐC 0 3 2 1 SAN 0 1 4 1 ENC 0 0 2 4 0 20 40 60 80 100 Đầu vào ĐC SAN ENC T ỉ lệ n h ậ n x é t (% ) Mùi nhẹ Mùi vừa Mùi nặng Mùi rất nặng
0 20 40 60 80 100 Đầu vào ĐC SAN ENC T ỉ lệ n h ận x ét ( % ) Mùi nhẹ Mùi vừa Mùi nặng Mùi rất nặng
Đồ thị 4.2: Mức độ mùi của nƣớc rỉ rác sau 2 ngày xử lý
Nhận xét:
Trƣớc khi xử lý, nƣớc rỉ rác đầu vào có mùi rất hôi (100% số nhận xét). Ngày thứ 1: hầu hết các nghiệm thức giảm mùi đáng kể, chỉ có nghiệm thức ĐC là còn mùi nặng. Trong đó các nghiệm thức đƣợc bổ sung chế phẩm thì mùi hôi giảm mạnh. Nguyên nhân là do có quá trình sục khí làm tăng khả năng tác động của chế phẩm vào nƣớc rỉ rác.
Ngày thứ 2: toàn bộ các nghiệm thức giảm mùi chỉ còn mùi nhẹ và vừa, trừ nghiệm thức ĐC. Việc bổ sung chế phẩm Enchoice và Sanjiban làm tăng khả năng xử lý mùi hôi của nƣớc rỉ rác. Giữa nghiệm thức SAN và ENC không có sự khác biệt về mùi với phƣơng pháp đánh giá cảm quan. Ngày thứ 6: các nghiệm thức không còn mùi hôi nữa.
Tóm lại, việc bổ sung chế phẩm Enchoice và Sanjiban đều làm giảm mùi hôi rõ rệt của nƣớc rỉ rác sau 1 – 2 ngày xử lý. Và chế phẩm Enchoice chiếm ƣu thế hơn về khả năng khử mùi so với chế phẩm Sanjiban.
4.2. Chỉ tiêu lý – hóa [5] 4.2.1. pH
Bảng 4.2: pH trung bình của các nghiệm thức sau 3 lần đo Thời gian (ngày) Nghiệm thức ĐC SAN ENC 0 7,00 7,00 7,00 2 6,90 6,87 6,86 4 7,00 6,82 6,80 10 6,95 6,85 6,81 16 6,90 6,73 6,65 22 6,80 6,53 6,65 30 6,50 6,20 6,60 5.5 5.9 6.3 6.7 7.1 7.5 0 7 14 21 28 ĐC SAN ENC
Đồ thị 4.3: pH trung bình của các nghiệm thức theo thời gian
Theo Đồ thị 4.3, ta thấy pH trung bình ở các nghiệm thức dao động trong khoảng 6,0 – 7,0 (trung tính). Đây là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí phát triển. Bắt đầu từ tuần thứ 3 có sự giảm pH là do quá trình lên men hiếu khí tạo các acid
