2. Mục tiêu nghiên cứu
2.4.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.4.3.1. Đánh giá khả năng chống chịu COD, NH4+, pH
Khả năng chống chịu của TVTS (Sậy, Thủy trúc, cỏ Vetiver, cỏ Nến, Rau muống, Khoai nước) với nồng độ COD,NH4+, độ pH khác nhau được đánh giá qua khả năng sinh trưởng của cây. Thí nghiệm được đặt trong các chậu có dung tích 15 lít. Cây trồng theo phương pháp thủy canh.
Bảng 2.2. Thành phần môi trường thủy canh cho cây
STT Tênhóachất Khốilượngg/1000lnước pha môi trường
1 Ca(NO3)2,4H2O 118 2 KNO3 606 3 NH4H2PO4 47 4 MgSO4,7H2O 49,2 5 Ca(H2PO4)2,H2O 84 6 Fe,EDTA 20 7 H3PO4 3 8 MnCl2,4H2O 2 9 ZnSO4,7H2O 0,09 10 CuSO4,5H2O 0,04 11 Na2MoO4,2H2O 0,01 12 Ec(mS/cm) 1,4 13 pH 6
TVTS dùng cho thí nghiệm là các cây sức sống khỏe, nhiều rễ, kích thước gần như đồng đều. Bổ sung lượng nước bay hơi cho các chậu thí nghiệm hàng ngày. Mỗi công thức lặp lại 3 lần. Sau 4 tuần cân khối lượng cây (sinh khối tươi) bằng cân phân tích Sartorius (Đức) để đánh giá sự sinh trưởng của cây ở các hàm lượng COD, NH4+, pH.
Pha dung dịch mẹ để tăng hàm lượng COD, NH4+, pH khi đặt thí nghiệm: COD 100.000 mg/l, NH4Cl 10.000 mg/l, KNO3 20.000 mg/l.
+ 1,07 g C6H12O6 = 1 g COD, do đó ta lấy 107g C6H12O6 hòa vào nước cất sau đó định mức lên thành 1 lít được dung dịch mẹ có COD = 100.000 mg/l.
+ Cân 38,207 g NH4Cl định mức lên 1 lít được dung dịch mẹ có nồng độ NH4+ là 10.000mg/l.
Các công thức thí nghiệm được trình bày trong bảng 2.3 sau:
Bảng 2.3. Các công thức thí nghiệm khả năng chống chịu Công thức
thí nghiệm
Các điều kiện thí nghiệm đánh giá khả năng chống chịu
pH COD (mg/l) NH4+ (mg/l) CT1 5 250 50 CT2 6 500 100 CT3 7 750 150 CT4 8 1000 200 CT5 9 250
Việc lựa chọn các ngưỡng nồng độ và dải nồng độ thí nghiệm dùng trong quá trình nghiên cứu được thiết lập dựa trên kết quả khảo sát nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi lợn sau biogas.
Các thông số đánh giá gồm: Sinh khối tươi trước và sau thí nghiệm.
Sinh khối cân bằng cân phân tích Sartorius (Đức). Để cân, cây được vớt ra khỏi môi trường, để ráo nước, cân khối lượng không đổi (sự sai khác giữa các lần cân <5%).
2.4.3.2. Thí nghiệm đánh giá khả năng loại bỏ một số yếu tố ô nhiễm trong môi trường nước thải chăn nuôi lợn
Thí nghiệm sử dụng các bình có dung tích 20 lít được bố trí như sau: mỗi chậu chia làm 3 lớp, thực vật thủy sinh được trồng trên lớp vật liệu trên cùng gồm 6 khóm khoảng cách 15 cm × 15 cm. Mẫu đối chứng không trồng cây. Thể tích nước rỗng của bình là 10 lít. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Trong đó, TVTS được trồng riêng rẽ trên hệ vật liệu đá, sỏi, cát trong vòng 30 ngày.
Đổ 10 lít nước thải chăn nuôi lợn sau biogas vào các chậu thí nghiệm. Lấy mẫu ở các mốc thời gian khác nhau: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ngày. Mỗi lần lấy 100 ml mẫu nước để phân tích sự thay đổi hàm lượng của pH, TSS, tổng N, tổng P, COD, NH4+ của các công thức thí nghiệm.
2.4.3.3. Đánh giá khả năng xử lý nước thải của các loài thực vật được lựa chọn trên quy mô thực tế
Loài thực vật tối ưu trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas ngoài thực tiễn. Mô hình thực tiễn có quy mô 150 m3/ng.đ (ngày đêm) tại trang trại 4000 lợntại Xóm Trại, xã Tốt Động, huyện Chương Mỹ, Hà Nội với diện tích 2000m2. Lấy mẫu đầu vào, đầu ra của hệ thống định kì 7 ngày 1 lần trong vòng 3 tháng. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Phân tích các chỉ số pH, COD, NH4+, T-N, T-P, TSS để đánh hiệu quả xử lý chất ô nhiễm của mô hình.