CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3.5. Sự biến thiên hàm lượng nitrat trong các mơ hình
Bảng 3. 8. Kết quả theo dõi hàm lượng nitrat trong nước thải trên mơ hình đất ngập nước dịng chảy đứng và dòng chảy ngang
STT NT01 BB01 TT01 BB02 TT02 Mẫu số 1 0,20 31,30 23,40 0,50 0,40 Mẫu số 2 0,90 44,10 24,20 2,10 1,50 Mẫu số 3 1,00 44,00 31,40 2,20 1,70 Mẫu số 4 0,30 37,20 30,20 0,70 0,50 Mẫu số 5 1,40 53,60 28,40 3,30 2,30 Mẫu số 6 0,90 52,40 35,70 2,00 1,50 Mẫu số 7 1,70 37,50 27,10 3,70 2,90 Mẫu số 8 1,00 52,30 26,70 2,20 1,60 Mẫu số 9 1,30 47,00 34,20 2,90 2,10 Đơn vị: mg/l
Hình 3. 13. Sự thay đổi hàm lượng nitrat trong các mơ hình
Sự chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ trong nước thải của hệ thống đất ngập nước là một q trình phức tạp, có thể bao gồm nhiều q trình khác nhau như: vơ cơ hóa (amoni hóa), nitrat hóa, khử nitrat, bay hơi amoni, cố nitơ, hấp thụ... Trong đó nitơ được loại bỏ thơng qua q trình bay hơi amoni, khử nitrat, thực vật, vi sinh vật sử dụng nitơ để tăng sinh khối, amoni hấp thụ và vật liệu do phản ứng trao đổi ion [68].
Nguồn nước đầu vào là nước thải sau q trình kỵ khí, do đó hàm lượng amoni khá lớn. Trong mơ hình đất ngập nước kiến tạo dịng chảy đứng, nước thải di chuyển từ trên xuống dưới, chảy qua lớp vật liệu đệm và tiếp xúc với khơng khí bên trong hệ thống, chính vì vậy q trình sẽ xảy ra q trình nitrat hóa và một phần amoni trong nước thải sẽ được chuyển thành nitrat. Trong khi đó, vì ít có điều kiện tiếp xúc với khơng khí, nên hiệu quả loại bỏ amoni trong hệ thống dòng chảy ngang là tương đối thấp.
Nước thải sau biogas thường có hàm lượng nitrat khơng đáng kể. Do q trình nitrat hóa trong các bể chảy đứng, nên sau bể chảy đứng, hàm lượng nitrat trong nước thải sẽ tăng lên. Nước thải tại đầu vào của bể chảy ngang thường có một lượng oxy vẫn tồn tại sau bể chảy đứng, tuy nhiên trong quá trình di chuyển trong bể chảy ngang, nước thải hầu như khơng tiếp xúc với khơng khí, do vậy q trình nitrat hóa trong bể chảy ngang khó xảy ra.
Khi đi qua các bể xử lý dòng chảy đứng, nước thải tiếp xúc với oxy trong lớp đệm nên sẽ xảy ra quá trình chuyển hóa amoni thành nitrat, do đó hàm
lượng amoni sau các bể này đều giảm, đồng thời hàm lượng nitrat trong nước thải sẽ tăng lên. Do mơ hình được vận hành theo mẻ, nước thải được làm đầy trong bể, sau đó được bơm tồn bộ qua hệ thống khác trước khi cho lượng nước thải vào, nên tại đây sẽ diễn ra cả q trình hiếu khí và thiếu khí. Với cách vận hành như vậy, song song với q trình nitrat hóa, tại mơ hình dịng chảy đứng có thể sẽ diễn ra q trình khử nitrat giúp loại bỏ một phần nitơ trong nước thải, mặc dù hàm lượng nitrat có thể tăng lên. Adelaide Almeida và cộng sự, khi thử nghiệm khả năng loại bỏ nitơ trong nước bằng hệ thống đất ngập nước dòng chảy đứng, đã có nhận xét, hiệu suất xử lý nitơ trong nước phụ thuộc vào độ sâu, nhiệt độ, pH của hệ thống và tải lượng đầu vào của nước [69]. Khi độ sâu và nhiệt độ tăng lên, thì hiệu quả xử lý cũng tăng theo. Tải lượng đầu vào tăng thì hiệu suất xử lý sẽ giảm đi. Nhóm tác giả cũng kết luận, q trình xử lý nitơ trong nước diễn ra trong hê thống chảy đứng bao gồm cả nitrat hóa, khử nitrat [5], [6].
Trong mơ hình dịng chảy đứng, khả năng loại bỏ nitơ, và q trình nitrat hóa của bể sử dụng Bồn bồn (60,33%) diễn ra mạnh hơn so với Thủy trúc (48,87%). Hiệu quả xử lý nitơ của các bể chảy đứng (hơn 45%) cao hơn hẳn so với các bể chảy ngang (khoảng 20%), có thể do trong bể chảy đứng xảy ra cả q trình hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí, giúp nâng cao hiệu quả loại bỏ nitơ trong nước thải.