14 chu kỳ: 94C – 40 giây, 55C
2.2.5. Thiết lập mơ hình xử lý AMD ở quy mơ phịng thí nghiệm
Mơ hình phịng thí nghiệm xử lý AMD gồm 4 bể (Hình 2.4):
- Bể 1: là bể trung hịa, đƣợc nhồi đá dăm (đá vơi, kích thƣớc 2 – 3 cm); kích thƣớc dài rộng cao =220 mm 125 mm 250 mm, vật liệu mica.
- Bể 2: là bể khử sulfate và arsenate, đƣợc nhồi lớp giá thể tới 2/3 thể tích gồm phoi bào và đá dăm. Phoi bào trong bể này có tác dụng làm giá thể cho SRB, đồng thời cung cấp nguồn năng lƣợng và cacbon; kích thƣớc dài rộng cao =
220 mm 200 mm 250 mm, vật liệu mica.
- Bể 3: là bể hiếu khí, có thiết bị sục khí ở đáy để loại bỏ khí H2S (nếu cịn dƣ); kích thƣớc dài rộng cao =220 mm 125 mm 250 mm, vật liệu mica
- Bể 4: là bể lọc cát, loại những thành phần tủa còn lại trƣớc khi nƣớc thải ra ngồi; kích thƣớc dài rộng cao =220 mm 125 mm 250 mm, vật liệu mica
Các bể đƣợc nối với nhau bằng hệ thống ống dẫn công nghệ uPVC theo nguyên tắc chảy tràn hƣớng đáy.
67
Hình 2.4. Sơ đồ mơ hình xử lý AMD ở quy mơ phịng thí nghiệm. (1)−Bể trung hịa;
(2)−Bể khử sulfate/arsenate; (3)−Bể hiếu khí; (4)−Bể lọc cát
Mơ hình đƣợc vận hành với nƣớc thải AMD nhân tạo pH 3 và có thành phần nhƣ sau: SO42 1152 mg/L; Fe2+ 188,4 mg/L; Zn2+ 11,3 mg/L; Cu2+ 5,52 mg/L; Pb2+ 4,2 mg/L; Ni2+ 7,4 mg/L; As5+ 3,17 mg/L (Kim et al., 2014). Cơ chất sử dụng làm
nguồn cacbon và năng lƣợng cho SRB sinh trƣởng trong mơ hình là dịch cám gạo lên men có tổng COD 45000 mg/L và hàm lƣợng VFA tổng số là 900 mg/L (phụ lục 1). Mơ hình đƣợc vận hành theo 2 chế độ: theo mẻ và liên tục.
Trong thí nghiệm vận hành theo mẻ, cơ chất cám gạo lên men đƣợc bổ sung vào bể số 2 với tỷ lệ COD/Sulfate theo lý thuyết là 0,6. Nguồn SRB đƣợc bổ sung vào bể khử sulfate (bể số 2) theo tỷ lệ 1‰. Thí nghiệm đối chứng khơng bổ sung SRB. Các chỉ số pH, SO42−, Fe2+ ở mơ hình có bổ sung nguồn SRB và mơ hình đối chứng đƣợc theo dõi trong 30 ngày.
Trong thí nghiệm vận hành liên tục, AMD nhân tạo với tải trọng ion kim loại và asen khác nhau đã đƣợc sử dụng. Cơ chất cám gạo lên men đƣợc bổ sung vào mơ hình ở các nồng độ COD từ thấp đến cao là 114 mg/L, 279 mg/L, 468 mg/L và 747 mg/L. Quá trình xử lý AMD trong mô hình theo chế độ liên tục đƣợc diễn ra nhƣ sau: Đầu tiên, AMD nhân tạo đƣợc bơm vào bể trung hòa (bể số 1). Tại đây, pH đƣợc nâng lên 4 – 4,5 và kết tủa một phần kim loại ở dạng carbonate kim loại hoặc hydroxide kim loại. Sau đó, AMD tiếp tục đƣợc chảy tràn qua bể khử sulfate (bể số 2) chứa cơ chất và giá thể cho vi sinh vật. Trong bể này, SRB thực hiện quá trình khử sulfate và arsenate đồng thời làm tăng pH và kết tủa phần lớn kim loại, asen ở dạng sulfide kim loại hoặc sulfide á kim. AMD đƣợc xử lý tiếp tục chảy tràn sang bể hiếu khí (bể số 3). Tại đây, sulfide dƣ thừa (nếu có) sẽ đƣợc loại bỏ bằng q trình oxy hóa. Cuối cùng nƣớc thải đã xử lý đƣợc chảy qua bể lọc cát (bể số 4) để loại bỏ
68
các chất lơ lửng trƣớc khi đƣợc thải ra ngoài. Các chỉ tiêu pH, sulfate, nồng độ các kim loại nặng, asen đƣợc xác định sau mỗi bể 1 lần/ngày trong vòng một tuần.