Ngày Môi trƣờng 15/10 19/10 23/10 26/10 28/10 30/10 02/11 05/11 07/11 12/11 TBS (CFU/ml) 2,0.10 7 2,8.108 3,4.108 4,0.109 4,5.109 5,5.1010 7,0.1010 7,5.1010 5,0.1011 6,7.1011 Xenluloza (CFU/ml) 4,3.10 5 4,0.107 7,5.107 2,1.108 6,2.108 8,0.108 8,8.108 6,7.108 7,1.108 7,8.108 VSV tổng số (CFU/ml) 3,2.10 8 3,7.108 4,1.109 4,8.109 5,5.1010 6,1.1010 6,8.1010 7,2.1011 7,0.1011 7,5.1011
Từ bảng trên cho thấy mật độ vi sinh vật trong hạt bùn duy trì ở mức khá cao và tăng dần theo thời gian. Qua đó chứng tỏ các chủng vi sinh vật tuyển chọn khi bổ sung vào hệ SBR có thể tồn tại và phát triển mạnh mẽ trong hạt bùn, từ đó có thể xử lý các chất ơ nhiễm có trong nước thải của làng nghề chế biến tinh bột.
3.5.3. Sự hình thành và phát triển của bùn hạt hiếu khí
Sau khi bùn thích nghi, thì bắt đầu giai đoạn tạo hạt cho đến khi hạt trưởng thành, sau khi hạt trưởng thành tiến hành duy trì tải trọng để khảo sát các đặc tính của bùn hạt. Bùn giống được cho vào mơ hình với nồng độ MLVSS khoảng 600mg/l. Khi hiệu quả khử COD đạt hơn 80%, COD đầu ra luôn nhỏ hơn 150mg/l,
bùn trong mơ hình có màu sắc thay đổi. Bùn giống có màu nâu đen, bùn thích nghi và chuyển sang màu nâu đỏ và dần dần chuyển sang màu vàng cam. Bùn thích nghi lắng tốt, bơng bùn lớn, khả năng lắng của bùn gia tăng nhẹ. Sau ba tuần vi sinh trong bùn giống dường như thích nghi với nước thải mới, hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ cao hơn 90%. Lúc này trong mơ hình xuất hiện một số hạt nhỏ màu trắng nhưng bùn ở dạng bông vẫn chiếm ưu thế (hình 3.13). Điều này chứng tỏ các tế bào vi khuẩn đã hình thành và có xu hướng kết hợp lại với nhau và bắt đầu hình thành hạt.
Hình 3.13. Bùn hạt hiếu khí sau 3 tuần
Vào đầu tuần thứ 4, lúc này tồn bộ sinh khối bùn có màu sắc thay đổi rõ rệt chuyển từ màu nâu đỏ đậm sang màu nâu đỏ nhạt có lẫn màu vàng. Nếu quan sát kỹ sẽ thấy có những hạt nhỏ trong khối bùn và chiếm đa số trong khối bùn, cịn lại chỉ có một lượng bơng bùn nhỏ trong sinh khối. Như vậy là đã có sự tích lũy một lượng lớn sinh khối trong bể phản ứng. Khi quan sát kỹ bùn trong bể phản ứng ta thấy các hạt chiếm đa số, những hạt có kích thước dao động từ 0,1 – 0,2 mm, có những hạt có kích thước 0,5 – 0,6mm. Đối với những hạt nhỏ hơn 0,1 mm thì có màu trắng dường như trong suốt, cịn đối với những hạt có kích thước 0,1 – 0,2 mm thì hạt chia làm 2 phần: bên ngồi có màu trắng như những hạt có kích thước nhỏ hơn 0,1
mm, phần bên trong hình thành nhân như nhân của hạt có màu nâu đậm, cịn những hatk có kích thước 0,5 – 1 mm thì hạt chỉ quan sát thấy một màu nâu (Hình 3.14).
Tuần 1 Tuần 4
Hình 3.14. Sự phát triển của bùn hạt qua 4 tuần
3.5.4. Kết quả xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột bằng phương pháp bùn hạt hiếu khí qui mơ phịng thí nghiệm pháp bùn hạt hiếu khí qui mơ phịng thí nghiệm
Sau giai đoạn hình thành và phát triển hạt bùn hiếu khí đã đi vào hoạt động ổn định, tiến hành lấy mẫu nước thải làng bún Phú Đơ để phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR).
3.5.4.1. Hiệu quả xử lý COD
Đánh giá hiệu quả xử lý COD trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột bằng phương pháp xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) ở các nồng độ khác nhau, tiến hành điều chỉnh nồng độ COD trong nước thải đầu vào. Nồng độ COD được điều chỉnh tăng lên bằng cách thêm tinh bột sống hoặc pha loãng bằng nước cất.
Giá trị COD nước thải sau khi xử lý có sự giảm đều theo thời gian hay nói cách khác hiệu quả xử lý chất hữu cơ tăng lên theo thời gian. Điều này có thể lý giải do các vi khuẩn trong bể phản ứng tăng nhanh. Hiệu quả xử lý COD được thể hiện qua hình 3.15.
Hình 3.15. Hiệu quả xử lý COD trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột
Từ kết quả thí nghiệm ở hình 3.15 cho thấy hiệu quả xử lý COD chỉ đạt 74% khi bắt đầu tiến hành xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột. Sau đó hiệu suất xử lý đạt được tăng đều và ổn định dao động trong khoảng 85 – 94%. Sau 40 ngày vận hành, giá trị COD đầu ra là 148mg/l thấp hơn tiêu chuẩn nước thải loại B được quy định trong QCVN 40:2011/BTNMT, hiệu quả đạt cao nhất 94% vào các ngày từ 40 – 50.
3.5.4.2. Hiệu quả xử lý amoni trong nước thải
Theo khảo sát hàm lượng N – NH4+
trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột là rất cao từ 47 – 50 mg/l. Hiệu quả xử lý N – NH4+ trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột được thể hiện qua hình 3.16.
Từ kết quả thí nghiệm trên hình 3.16 cho thấy những ngày đầu khi tiến hành thí nghiệm với nước thải làng bún Phú Đô cho thấy khả năng xử lý amoni của bùn hạt chỉ đạt 61%, nồng độ N – NH4+ đầu ra tương ứng là từ 18,6 mg/l. Sau 38 ngày, khả năng xử lý N – NH4+
của bùn hạt đã giảm rõ rệt từ 18,6 mg/l xuống 10,01 mg/l và đạt 81%. Hiệu quả xử lý N – NH4+ của bùn hạt tiếp tục giảm trong 2 ngày tiếp theo (từ ngày thứ 38 đến ngày thứ 40) xuống còn 9,82 mg/l. Từ ngày thứ 40 trở đi tốc độ xử lý N – NH4+
của bùn hạt tiếp tục giảm nhẹ và ổn định. Như vậy, hiệu quả xử lý N – NH4+ trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột của bùn hạt hiếu khí phù hợp với tiêu chuẩn nước thải loại B được quy định tại QCVN 40:2011/BTNMT.
3.5.4.3. Khả năng loại bỏ nitơ trong nước thải chế biến tinh bột
Nitơ trong nước thải cao chảy vào sông, hồ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng. Do vậy nitơ gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu, tảo gây tình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường trong sạch của thủy vực, sản sinh nhiều chất độc trong nước H2S, CH4, CO2,… tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích trong nước, gây mùi hơi thối và làm ơ nhiễm khơng khí khu dân cư. Qua phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý nitơ bằng bùn hạt hiếu khí cho kết quả rất cao. Kết quả xử lý nito trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột được thể hiện qua hình 3.17.
Kết quả phân tích ở hình 3.17 cho thấy hiệu quả xử lý nito trong nước rất cao đạt 90% và đạt tiêu chuẩn xả thải loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT. Qua phân tích chúng tơi thấy hàm lượng nito trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột là khá cao từ 164 – 177 mg/l, sau khi được xử lý bằng bùn hạt hiếu khí thì hàm lượng tổng nito trong nước thải đầu ra đã giảm đi rất nhiều xuống còn 25,75 – 17,03 mg/l. Hiệu quả xử lý hàm lượng tổng nito trong nước thải thể hiện rõ rệt ngay từ những ngày đầu tiên từ 173,72 mg/l xuống còn 30,61 mg/l đạt hiệu suất là 82%. Trong những ngày xử lý tiếp theo hàm lượng tổng nito trong nước thải tiếp tục giảm và ổn định
3.5.4.4. Khả năng xử lý tổng photpho
Chất dinh dưỡng nito và photpho rất quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Mỗi một cơ thể sinh vật nhất định có một nhu cầu dinh dưỡng về N, P. Trong điều kiện môi trường thừa hoặc thiếu N, P, sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật đều có thể bị ảnh hưởng. Ngoài ra, photpho cũng là nguyên nhân chính gây ra bùng nổ tảo ở một số nguồn nước mặt, gây ra hiện tượng tái nhiễm bẩn và nước có màu, mùi khó chịu. Kết quả phân tích hàm lượng tổng photpho trong nước thải xử lý bằng bùn hạt hiếu khí được thể hiện qua hình 3.18.
Từ kết quả phân tích ở hình 3.18 cho thấy, hàm lượng tổng photpho trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột có chiều hướng giảm và đạt hiệu suất xử lý lên đến 96%. Khi so sánh với tiêu chuẩn xả thải QCVN40:2011/BTNMT, hàm lượng tổng photpho đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải loại B (≤6 mg/l).
Sau khi tiến hành ở quy mơ phịng thí nghiệm, hiệu quả xử lý của các chủng VSV tuyển chọn khi bổ sung vào hệ xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) sử dụng bùn hạt hiếu khí đã thu được những kết quả theo bảng 3.11 sau: