Quy trình thí nghiệm có thể đƣợc chia thành 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thích nghi bùn hoạt tính và nuôi cấy màng biofilm trên giá thể động với nƣớc thải ao nuôi thủy sản.
Giai đoạn 2: Vận hành mô hình MBBR hiếu khí với tải trọng thích hợp.Hệ số tuần hoàn nội bộ là IR = 1. Bể MBBR hiếu khí đƣợc vận hành với thời gian lƣu nƣớc khác nhau để xác định hiệu quả xử lý COD, TN, TP tối ƣu.
Tạo màng biofilm cho giá thể động
Quá trình hình thành lớp màng biofilm trên giá thể động đòi hỏi một khoảng thời gian khá dài (theo Kofi Asiedu, 2001) thời gian hình thành lớp màng là 24 ngày và lớp màng biofilm dễ bị bong tróc ra khỏi giá thể động khi độ xáo trộn trong bể lớn (lƣu lƣợng cấp khí lớn). Tuy nhiên, khi lớp màng vi sinh vật đã hình thành ổn định trên giá thể động thì khả năng dính bám của lớp màng đối với độ
xáo trộn trong bể cao hơn. Vì vậy, quá trình tạo màng biofilm sẽ đƣợc thực hiện theo dạng từng mẻ trƣớc khi tiến hành các thí nghiệm tiếp theo trong quá trình xử lý nƣớc thải. Trong giai đoạn này, tiến hành quá trình tạo màng biofilm cho giá thể động với lƣu lƣợng sục khí nhẹ sao cho nồng độ DO trong bể dao động từ 2-3 mg/L đối với phƣơng pháp hiếu khí. Bùn hoạt tính đƣợc thêm vào bể ở giai đoạn đầu để bổ sung hàm lƣợng vi sinh giúp cho quá trình hình thành màng nhanh hơn, nồng độ bùn trong bể hiếu khí là 1700 mg/L.
Các bể MBBR hiếu khí vận hành theo chế độ thủ công, sau 24 giờ xử lý và 30 phút lắng, nƣớc thải đƣợc xả ra ngoài bằng van xả nƣớc đặt cách đáy bể 10 cm. Nƣớc thải ao nuôi thủy sản thô ban đầu có nồng độ COD dao động khoảng từ 200 mg/l đến 600 mg/l. Sử dụng dung dịch Natricacbonat (NaHCO3) để điều chỉnh pH nằm trong khoảng 6.5 – 7.5 để đảm bảo pH nằm trong khoảng hoạt động tối ƣu của vi sinh vật.
Trong quá trình này, thƣờng xuyên theo dõi và ghi nhận mỗi ngày sự hình thành màng cũng nhƣ sự phát triển của vi sinh vật trên giá thể. Phân tích chỉ tiêu COD đầu vào và đầu ra của mô hình, nồng độ TS của giá thể, màu sắc và hình dạng của lớp màng vi sinh dính bám trên giá thể động theo thời gian thí nghiệm để khảo sát sự hình thành lớp màng biofilm trong bể MBBR hiếu khí.
Thông số vận hành cho bể MBBR hiếu khí đƣợc trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Các thông số vận hành cho bể MBBR hiếu khí
Thông số Nồng độ COD đầu vào(mg/L) Tải trọng hữucơ(kgCOD/m3.ngày) Bể MBBR
hiếu khí
276 0.6
345 0.9
Bảng 3.3. Thông số nước thải đầu vào STT Thông số Nồng độ Đơn vị 1 COD 120 - 286 mg/l 2 Nitric 0.01 – 1.37 mg/l 3 Nitrat 2.9 – 13.4 mg/l 4 Amoni 0.01 – 4.08 mg/l 5 Phospho 0 – 0.39 mg/l
(Nguồn: Cục thống kê tỉnh An Giang, 2010, lĩnh vực nông nghiệp và thủy sản). Bảng 3.4. Các thông số vận hành của mô hình MBBR hiếu khí
Thời gian (ngày) HRT (h) Mật độ giá thể (%) DO (mg/L)
1-25 10 60 2.5 – 3.5
26- 51 8 60 2
52- 77 6 60 2
78-100 4 60 2