s* Nhận xét kết quả
Nhìn vào hình 13 và so sánh SVI của quá trình nitrate hĩa với bảng mối quan hệ giữa SVI với đặc tính nén và lắng của bùn hoạt tính, cho thấy bùn
nitrate hĩa cĩ khả năng lắng và nén tốt. SVI của quá trình nitrate hĩa trong
khoảng 26-36 ml/⁄g. Tải trọng tăng dần từ 0.38-0.7 kgNH:-N/mỶ.d chỉ số SVI
cũng giảm dần, SVI giảm thấp nhất 26 ml/g ở tải trọng 0.7 kgNHạ-N/mẺ.d. tải
trọng tăng từ 0.7-0.87 kgNH:-N/mỶ.d SVI tăng lên trở lạị Vậy bùn nitrate hĩa
cĩ khả năng nén và lắng tốt, khả năng này tốt nhất ở tải trọng 0.7 kgNH:-N/m”.d.
Nghiên cứu, ứng dụng quá trình sinh học nitratc hĩa vả khử nitratc bằng mơ hình liên Lục xử lý nitơ trong nước rị rỉ bãi rác cũ
5.2 QUÁ TRÍNH KHỬ NITRATE
5.2.1 HIỆU QUÁ KHỬ NITRATE
Bảng 17: Tĩm tắt các thơng số của quá trình khử nitrate
Nơng độ | Tải trọng | Tải trọng Nơng độ % Tỉ số độ
NOz-N và | kg(NOzN | FE/M,g(NOx | NOzN và | Hiệu | kiểm sinh
NOz-N đầu | và NOx- NvàNOx+ | NO;-N đâu | quả xử | ra g/øgN bị
vào, mg | N)/m°d. | N)J/VSSKđ | ramgi lý khử 423.3 1.5 0.094 3.72 99.12 3 592.5 2 0.194 7.5 98.73 1.3 602.9 21 0.19 4.92 99.18 2.4 638.8 2.5 0.129 5.33 99.17 2.3 705 3.2 0.165 5.33 99.24 1.9
Đơ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tải trọng và nồng độ
800 Z ° 600 Ỏ Z ø Km z & 400 s - — 200 ©@ 0
NOz-N và NƠ-N đâu vào và ra
3.5 13 3 Z, ở “— + 25 ®%$ = 4 › -_— 2 z s Ẳ ©œ > — + 1.5 “ S ïÄĂL 1 -Ÿ + 0.5 +? TP TT l #—— “: 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Ngày
—«— €C, NH3-N vào; -#— C, NH3-N ra; —©— Tải trọng
Hình 14: Đơ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tải trọng và nơng độ NO;-N
và NO;-N đâu vào và rạ
Nghiên cứu, ứng dụng quá trình sinh học nitrate hĩa và khử nitrate bằng mơ hình liên tục xử lý niLƠ trong nước rị rỉ bãi rác cũ
* Mơ tả kết quả
Quá trình khử nitrate được thực hiện theo sau quá trình nitrate hĩa, thời
gian thực hiện quá trình khử nitrate cũng giống quá trình nitrate hĩạ Tải trọng
thí nghiệm được tính dựa trên nồng độ NO;-N và NO:-N sinh ra sau quá trình
Nitrate hĩa, tải trọng thực hiện trong quá trình thí nghiệm tăng dẫn từ 1.5-3.2 kg(NOz-N và NO¿-N)/mÏ.đ ứng với nổng độ NOz-N và NO;-N đầu vào
và ra như sau:
- Ở tải trọng 1.5 kg(NO;-N và NO;-N)/mỶ.d ứng với nồng NOz-N và
NO;-N đầu vào là 423.3 mg/I và nồng độ NO;-N và NOz-N đầu ra là 3.72 mgị
Trong đĩ, nỗng độ NOa-N = 3.6 mgíl và NOz;-N = 0.12 mgi1.
- Ởtải trọng 2 kg(NO;-N và NO;-N)/mỶ.d ứng với nồng NO¿;-N và NOa-N
đầu vào là 592.5 mg/I và nỗng độ NO;-N và NO;-N đầu ra là 7.5 mg/l. Trong
đĩ, nỗng độ NO;-N = 4.1 mg/I và NOz-N = 3.4 mạị
- Ở tải trọng 2.1 kg(NO;-N và NO;-N)/mỶ.d ứng với nồng NO;-N và
NO;-N đầu vào là 602.9 mg/1 và nồng độ NO;-N và NO;-N đầu ra là 4.92 mgị
Trong đĩ, nồng độ NOa-N = 4.31 mg/1 và NO;-N = 0.61 mg/1
- Ở tải trọng 2.5 kg(NO;-N và NOa-N)/m°.d ứng với nỗng NO;-N và
NO;-N đầu vào là 638.8 mg/1 và nơng độ NO;-N và NOz-N đâu ra là 5.33 mgil.
Trong đĩ, nơng độ NO¿-N = 5.1 mg/1 và NO;-N = 0.23 mg/]
- Ở tải trọng 3.2 kg(NOz-N và NO;-N)/mÏ.d ứng với nơng NO;-N và NO;-N đầu vào là 705 mg/I và nồng độ NO¿-N và NOa-N đâu ra là 5.33 mgị Trong đĩ, nơng độ NO:-N = 5 mg/l và NO¿-N = 0.33 mgil.
%* Nhận xét kết quả
Tải trọng của quá trình khử Niưate tăng dân theo sự tăng dân tải trọng của quá trình Nitrate hĩạ Tải trọng này phụ thuơc vào hiệu quả xử lý của quá
trình Nitrate hĩa và nồng độ ammonia đầu vàọ Nhìn vào hình 14 cho thấy tải
trọng thí nghiệm trong khoảng từ 1.5-3.2 kg(NO;-N và NO;-N)/mỶ.d ứng với
Nghiên cứu, ứng dụng quá trình ainh học nitrate hỏa và khử nitrate bằng mơ hình liên tục xử lý nitƠ trong nước rơ rỉ bãi rác cũ
nồng độ NO;-N và NO;-N đầu vào từ 420-700 mø/1, nỗng độ NO;-N và NOz-N đầu ra từ 3.5-7.5 mg/Ị Ở tải trọng 2 kg(NOz-N và NO;-N)/m.d nơng độ NO;-N và NO;-N đầu ra rất cao dẫn đến hiệu quả khử nitrate bị giảm, kết quả sẽ được
thể hiện ở hình 15 dưới đâỵ Nước thải thải ra nguồn tiếp nhận cĩ nồng độ
nitrite cao sẽ làm ơ nhiễm và gây độc cho nguồn tiếp nhận, ảnh hưởng đến các
vi sinh vật, động thực vật ở dưới nước.
Đơ thị biểu diễn hiệu quả khử Nitrate theo tải trọng
99.3 800 99,2 —_" HỆ = ° - ˆ 600 ; 99.1 *—- øg. eg * ve b0 z 990 A 400 “ E - \ 3” E 08.0 C \ + 200 98.8 98.7 + 0 05 1 l5 2 25 3 35 4 Lkgmd E0
—m=— Hiệu quả; —~— C, NO2-N và NO3-N vào; —©—C, NO2-N và NO3-N ra
Hình 15: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử Nitrate theo tải trọng.
% Nhận xét kết quả của quá trình theo tải trọng
Nhìn vào hình 15 cho thấy ở tải trọng 1.5 kg(NO;-N và NO;-N)/m.d hiệu quả khử nitrate đạt được là trên 99% nhưng khi tăng tải trọng lên 2 kg(NOz;-N và NO;-N)/m”.d thì hiệu quả lại bị giảm xuống 98.73%. Hiệu quả xử lý bị giảm xuống là do trong quá trình thí nghiệm tăng tải trọng đột ngột làm cho vi sinh chưa thích nghỉ với tải trọng cao nên một số vi sinh bị chết bên cạnh đĩ, lượng bùn hoạt tính rút ra hàng ngày đã làm giảm nồng độ MLSS trong bể thiếu khí cụ thể là MLSS từ 19420 mg/1 bị giảm xuống 14.873 mg/1, hiệu quả ở
tải trọng này bị giảm nhưng khơng đáng kể. Khi tăng tải trọng lên 2.1 kg(NO;-N và NO¿-N)/mỶ.d thì vi sinh đã ổn định lại, lượng bùn trong bể tăng lên và hiệu
quả xử lý cũng tăng lên trên 99%. Tiếp tục tăng tải trọng lên 2.5 kg(NO;-N và
Nghiên cứu, ứng cụns quá trình sinh học nitraLe hĩa và khử nitraLe bằng mê hình hên tục xử lý nÝQ trong nước rỏ rỉ bãi rác cũ NO;-NXmỶ.d thì hiệu quả xứ lý cĩ bị giám nhưng khơng đáng kể, hiệu quả vẫn
luơn ổn định trên 99%, Khí tăng (ải trọng lên 3.2 kg(NO¿;-N và NOx;-N)/mỶ.d
hiệu quả xử lý của quá trình tăng lên cao nhất. Nhưng vì quá trình sinh học mirale hĩa xử lý khơng hiệu quá ở tải trọng 0.87 kgNH;-N/m”.d, nổng độ ammonia đầu ra là 37.8 mg/1 lớn hơn giới hạn cho phép (oại C, TC VN 5945-
1995). Vì vâỵ quá trình nirate hĩa phái đừng lại, Do đĩ quá trình khứ nitrate
phải ngưng (heọ
Đưa vào để thi trên, cho thấy ở tái trọng 3.2 kg(NO-N và NG--NXm đ hiệu quá của quá trình khử nitrate là cao nhất, Vậy chọn tải trong phù hợp cho
quá trình khử mirate là 3.2 keg(NG„-N và NỌ-N)/mÏđ.
Đồ thị biểu điễn hiệu quả khử nitrate theo tỉ số F/M
9943 † 99.2 99.1 { / * 990 \ / “ \—/ . \/ 98.7 ĩ T T T Tỉ số FM 0 0.05 0. 0.15 0.2 0.25 Hiệu quả % —®— Hiệu quả % „¬ .~ .^à 2 1y
Hình 16: Đồ thị biếu diễn hiệu quả khử nitrate theo tÌ số F/M.
s Nhận xét kết quả của quá trình theo tỉ số E/M
Dưa vào hình 16 cho thấy rằng tí số F/M = 0.094 g(NO›s-N và
NƠN},VSS.d hiệu quá xứ lý trên 99% nhưng khi tỉ số này tăng lên 0.125
#{NO¿-N và NOa-N)/gVSS.d thì hiệu quả xử lý giảm xuống. Tỉ số FE/M tăng lên
trên 0.125 g(NO„-N và NOa-N)/gVSS.d hiệu quả xử lý đã tăng trỡ lại và ổn định
# )
Nghiên cứu, ứng dụng quá trình ainh học nitraLe hĩa và khử nitratc bằng mơ hình liên Lục xử lý nitơ trong nước rị rỉ bãi rác cũ
trên 99%. Hiệu quả của quá trình cao nhất khi tỈ số F/M = 0.194 g(NO;-N và
NOa-N)/gVSS.d.
Vậy tỉ số F/M thích hợp cho quá trình là 0.194 g(NO;N và NOa-NXgVSS.d hiệu quả khử nitrate trên 99%,
Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử nitrate - pH: pH cĩ liên quan đến sự hình thành khí nitrous acid gây ức chế các
lồi vi khuẩn thực hiện quá trình chuyển hĩạ Quá trình khử nitrate trong thực
nghiệm này với mục tiêu là chuyển hĩa nitrate và nitrite thành khí nitơ, Theo
các nghiên cứu trước đây đã đưa ra khoảng pH thích hợp cho quá trình từ 7-9.5,
theo kết quả thí nghiệm cho thấy pH của quá trình khử nitrate trong khoảng
7.42-8.51, khoảng pH này thuận lợi cho việc loại trừ ảnh hưởng của khí nitrous acid. Vì vậy, với khoảng pH này rất thuận lợi cho quá trình khử nitrate xảy ra và
quá trình cĩ thể hoạt động với nồng độ nitrite đầu vào caọ
- Chất hữu cơ bổ sung: hiệu quả khử nitrate cịn phụ thuộc chất hữu cơ bổ
sung vào bể. Nếu chất hữu cơ bổ sung vào bể bị thiếu thì nitrite và nitrate khơng được chuyển hố hồn tồn, chất hữu cơ đâu ra thấp. Nếu dư, nitrite và nitrate đầu ra thấp, nhưng chất hữu cơ đâu ra sẽ cao, khi đĩ phải thêm một cơng
đoạn nữa để khử chất hữu cơ, điều này sẽ trở nên phức tạp. Vì vậy, tiến hành
thực nghiệm để tìm ra tỉ số thích hợp sẽ giải quyết vấn đề.
Theo các báo cáo của K. Wuhrmamn, R. N. Dawson và K. L. Murpao
(1972, 1973) sử dụng CHạOH, tỉ số Carbon/Nitrate-N > 3 thì hầu như sau quá
trình Nitrate hết và carbon cịn sĩt lại rất thấp khoảng 20%. Theo thực nghiệm
nghiên cứu và cũng dựa trên các nghiên cứu trước đây cho thấy với tỉ số COD/N
chọn là 5 để an tồn,
Vì vậy, khi tìm ra tỉ số này, chất hữu cơ chỉ cấp dư chút ít để khơng phải xử lý lượng chất hữu cơ dư.
Nghiên cứu, ứng đụng quá trình sinh học niretc hĩa và khử nrate bằng nộ hình lên tục xử lý nợ trong nước rơ rí bãi rác cữ Như vậy, tải trong tính phù hợp cho quá trình khử nitrate là 3.2 kg(NO¿-N
và NO;-N)/m”.d và tỉ số F/M thích hợp cho quá trình là 0.194 s(NO,-N và NƠ-- N)/gVSS.d hiệu quá khử nitraie trên 99%,
5.2.2 KHẢO SÁT LƯƠNG CHẤT HỮU CƠ BỔ SUNG Bảng 18: Phần trăm lượng COD dư sau quá trình khử nitrate
Nơng độ COD | Nơng độ COD % lượng
đầu vào, mg | đâura,mg1 | COD dư.
808 1101 26.61 1331 1599 16.76 1509 1513 0.26 1658.7 2463 32.66 2232 2376 6.06 Đồ thị biểu điễn % lượng COD dư sau quá trình khử
nitrate 35 30 là 20 xì | À b x_Í 10 À | À ———— 0 300 1000 1500 2000 2500 €, COD, mg/L —#— % COD dư m % COD dư
Hình 17: Đồ thị biểu diễn % lượng COD dư sau quá trình khử nitrate
Nghiên cứu, ứng dụng quá trình sinh học nitrate hĩa và khử nitrate bằng mơ hình liên tục xử lý niLơ trong nước rị rỈ bãi rắc cũ s* Nhận xét kết quả
Nhìn vào đồ thị hình 17 cho thấy lượng COD dư trong 5 kết quả thí
nghiệm dao động trong khoảng 6.06-32.66%. Lượng chất hữu cơ bổ sung vào
quá trình chỉ được xác định tương đối nên cĩ thể. cao hoặc thấp hơn 20% nhưng
lượng COD dư tính trung bình trong quá trình thí nghiệm là 16.47%. Như vậy, lượng COD bổ sung vào quá trình khử nitrate luơn đủ cho quá trình xảy ra hồn tồn và lượng COD dư khơng quá 20%, điều này chứng minh tỉ số COD/N = 5 là tỈ số an tồn nhất.
5.2.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LẮNG CỦA BÙN
Thí nghiệm xác định khả năng lắng của bùn khử nitrate cũng giống như bùn nitrate hĩa nhưng ở bùn khử nitrate trước khi để lắng ta phải khuấy nhanh
trong 15 phút. Nguyên nhân là khi khử nitrate cĩ lượng khí sinh ra (N, CH¡, HS...) bám vào bơng bùn và đi lên, nếu khơng khuấy để khử khí trước khi lắng thì quá trình lắng khơng thể thực hiện được.
MLSS trong thí nghiệm dao động trong khoảng 14,000-21,000 mgi]1,
trong đĩ MLVSS chiếm trung bình khoảng 75% MLSS
Lượng bùn sinh ra : Theo các số liệu thí nghiệm cho thấy lượng bùn sinh
ra trung bình 3.5 gMLVSS/g(NO;-N và NO¿a-N). Lượng bùn sinh ra cao là do vi
khuẩn khử nitrate cĩ tốc độ sinh trưởng nhanh, hệ số sản lượng lớn hơn vi khuẩn
nitrate hĩạ Lượng bùn sinh ra lớn cịn do cặn vơ cơ trong bùn, điểu này cho
thấy qua tỉ số MLVSS/MLSS.
Khảo sát SVI của bùn khử nitratẹ
SVI được khảo sát ứng với mỗi mức nồng độ đầu vào khác nhaụ Từ kết
quả thực nghiệm xây dựng bảng sau:
Nghiên cứu, ứng đụng quá trình sinh học nitrate hĩa và khử nitrate bằng mơ hình liên tục xử lý nit trong nước rỊ rÏ bối rác cũ
Bảng 19: SVI ứng với mỗi mức nơng độ đầu vào khác nhau
Tải trọng, kg(NO;-N và NOxNJWm°đ |15 |2 21 12.5 13.2
SVI, mlg. 50.3 154.9 | 61.3 |4ã 49.5
Đề thị biểu điễn SVI theo tải trọng NOz+N và NON
80 60 =NG + > 5 40 ma 20 0 0 0.5 I T 1,5 T 2 ĩ 25 Ỉ 3 Ì 3.5 )
_—"-- SVI, ml/g L, kg(NO;-N và NO;-N)/m d
Hình 18: Đơ thị biểu diễn SVI theo tải trọng(NO;-N và NO;-N.
» Nhận xét kết quả
Nhìn vào hình 18 và so sánh SVI của quá trình khử nitrate với bảng mối quan hệ giữa SVI với đặc tính nén và lắng của bùn hoạt tính, cho thấy rằng bùn khử nitrate cĩ khả năng lắng và nén tốt. SVI của quá trình nitrate hĩa trong khoảng 48-61.3 mi/g. SVI giảm thấp nhất 48 mg ở tải trọng 2.5 kg(NO¿-N và
NO¿;-N}/m”.d. Vậy bùn khử nitrate cĩ khả năng nén và lắng tốt. Khả năng này
tốt nhất ở tải trọng 2.5 kg(NO¿-N và NO¿-N)/m.d.
Theo quan sát bùn khử nirate cĩ dạng hạt, mầu đen, lắng rất nhanh khi
được tách khí, Hiện tượng bùn nổi cĩ thể khắc phục bằng cách thối khí hay khuấy nhanh khoảng 15 phút.
Trong thí nghiệm này, các bọt khí được tách ra khỏi các bơng bùn bằng
cách thổi khí. Thổi khí để tách khí rất hiệu quả nhưng ít được ưa chuộng vì nĩ
làm giảm hiệu quá của quá trình do DO tăng.
Nghiên cứu, ứng dụng quá trình sinh học nitrate hĩa và khử niLrate bằng mơ hình liên Lục xử lý nitơ trong nước rị rỉ bãi rác cũ
CHƯƠNG VI
ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ
AMMONIA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC RỊ RỈ BẤI RÁC
ĐƠNG THANH CƠNG SUẤT 400MẺ/NGÀY
61 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ Xử lý COD
Hình 19: Đề xuất cơng nghệ xử lý ammonia
6.2 TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ
62.1 BỀ HIẾU KHÍ(OXIC) 11. Thơng số thiết kế
Lưu lượng thiết kế: Q = 400 mỶ/d = 16.67 mỶ/h;
Thời gian lưu nước trong bể ơxyc: t = 32 h;
Tải trọng Ammonia: L = 0.7 kgNH;-N/mỶ.d;
Hàm lượng bùn hoạt tình MLSS = 3,000-4,000 g/mÌ chọn Œ,= 4,000 g/mÌ