L ỜI CẢM ƠN
3.2.1.Thí nghiệm thích nghi và tạo màng biofilm trên giá thể
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.2.1.Thí nghiệm thích nghi và tạo màng biofilm trên giá thể
3.2.1.1. Hiệu quả xử lý COD và sự hình thành màng biofilm trên giá thể động của mơ hình kỵ
khí.
Ở tải trọng 0,3 kgCOD/m3.ngày tương ứng với nồng độ COD là 300 mg/l, trong thời gian
9 ngày đầu, hiệu quả xử lý COD rất thấp khoảng 14 – 37%. Nguyên nhân là do lớp màng
biofilm vẫn chưa hình thành trên giá thể động nên nước thải được xử lý chủ yếu do bùn hoạt
tính lơ lửng trong bể nhưng ở giai đoạn này lượng bùn hoạt tính kỵ khí vẫn chưa thích nghi
định 72%. Vào ngày thứ 15, một số bùn hoạt tính đã dính bám vào giá thể động, tạo thành
một lớp màng biofilm mỏng và nồng độ sinh khối thấp, TS trên giá thể lúc này là 160 mg/l.
Khi tăng tải trọng từ 0,3 kgCOD/m3.ngày lên 0,5 kgCOD/m3.ngày tương ứng với nồng độ
COD là 500 mg/l, hiệu quả xử lý COD giảm nhẹ chỉ cịn 58,5% trong 5 ngày đầu do chưa
thích nghi với tải trọng cao hơn. Tuy nhiên trong giai đoạn này, lớp màng mỏng biofilm đã hình thành kết hợp với bùn hoạt tính nên hiệu quả xử lý COD ở giai đoạn đầu chỉ giảm nhẹ và
thời gian thích nghi với tải trọng mới ngắn hơn (5 ngày) [21, 33]. Hiệu quả xử lý COD đạt
68% ở ngày thứ 6 của tải trọng này, nồng độ COD đầu ra trung bình đạt 1932 mg/l, nồng độ
TS trên giá thể là 400 mg/l. Vào ngày thứ 38, lớp màng biofilm đã bám đều trên bề mặt giá
thể động tuy nhiên lớp màng này cịn khá mỏng và chưa đồng đều, nồng độ TS đo được trên
giá thể là 850 mg/l.
Khi tăng tải trọng từ 0,5 kgCOD/m3.ngày lên 0,9 kgCOD/m3.ngày tương ứng với nồng độ
COD là 900 mg/l, hiệu quả xử lý COD giảm nhẹ chỉ cịn 58.5% trong 1 ngày đầu do chưa
thích nghi với tải trọng cao hơn, tuy nhiên hiệu quả xử lý COD đạt 65%. Ngay ở ngày thứ 2
của tải trọng này, nồng độ TS trên giá thể là 900 mg/l. Vào ngày thứ 58, hiệu quả xử lý COD
đạt ổn định trong khoảng 83%, nồng độ TS đo được trên giá thể là 1008 mg/l.
Hình 3.13. Màng biofilm kỵ khí bám dính vào giá thể các ngày thứ 15 (1), 38 (2), 44 (3), 74 (4)
Ở tải trọng 1.5 kgCOD/m3.ngày tương ứng với nồng độ COD là 1500 mg/l, hiệu quả xử
lý COD khá ổn định thấp nhất đạt 83%, thời gian vi sinh vật thích nghi với tải trọng mới
nhanh hơn và hiệu suất xử lý COD khơng giảm nhiều trong quá trình thay đổi tải trọng. Chỉ
sau 8 ngày kể từ khi tăng tải trọng, lớp màng biofilm hình thành trên giá thể động khá chắc
chắn và đồng đều, nồng độ TS trên giá thể tại thời điểm này là 1167 mg/l.
Thơng số TS trên giá thể ở các ngày cịn lại duy trì ổn định ở giá trị 1200 mg/l. Các ngày
cuối của tải trọng 1.5 kgCOD/m3.ngày, hiệu quả xử lý rất ổn định và ở mức rất cao, trung
bình hiệu quả xử lý của toàn bộ tải trọng là 87%.
3.2.1.1. Hiệu quả xử lý COD và sự hình thành màng biofilm trên giá thể động của mơ hình hiếu khí (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tồn bộ quá trình được biểu diễn trên Hình 3.18.
Ở tải trọng ban đầu 0,05 kgCOD/m3.ngày, hiệu quả xử lý COD trong 3 ngày đầu khá thấp
khoảng 25 – 36%, nồng độ COD đầu ra gần 700 mg/l, nguyên nhân là do bùn hoạt tính trong
bể vẫn chưa thích nghi tốt với tải trọng nên nước thải được xử lý chủ yếu do bùn hoạt tính lơ
lửng trong bể. Trong 3 ngày tiếp theo hiệu quả xử lý tăng lên khoảng 52% ± 1, do các ngày
này thi vi sinh đã quen với nước thải và bắt đầu làm việc cĩ hiệu quả. Hiệu quả xử lý COD
tăng nhanh từ ngày 13 và đạt hiệu quả ổn định trong khoảng 67%, COD đầu ra nhỏ hơn
300mg/l. Ở tải trọng này, trong 1 tuần đầu, một số bùn hoạt tính dại màu nâu đỏ dính bám khá nhiều vào giá thể động và kết dính vào nhau nhưng đến ngày thứ 15, bùn hoạt tính đã dính bám vào giá thể động khá nhiều và kết dính vào nhau, lớp màng biofilm màu nâu đỏ dần dần bị tiêu hủy, tuy nhiên độ dày lớp màng này khơng đồng đều trên giá thể, nồng độ TS đo
trên giá thểở thời điểm này là 1048 mg/l.
Khi tăng tải trọng từ 0,05 kgCOD/m3.ngày lên 0,1 kgCOD/m3.ngày, hiệu quả xử lý COD
giảm nhẹở 8 ngày đầu do vi sinh phải làm quen với tải trọng tăng lên gấp đơi, nhưng vẫn đạt trong khoảng 53%. Vào ngày thứ 32 của quá trình tạo màng, hiệu quả xử lý ổn định ở trên 60%, nồng độ COD đầu ra nhỏ hơn 390 mg/l. Ở thời điểm này, lớp màng biofilm đã bám đều và dày, chiếm đầy khoảng trống trên bề mặt giá thể động, nồng độ TS trên giá thể đo được tại
thời điểm này là 1582 mg/l. Các ngày cịn lại của mức tải trọng này thì hiệu quả xử lý rất ổn
định và đạt trong khoảng trên 75%, nồng độ TS trên giá thể đo được tại thời điểm này là 2005
Hình 3.18. Biến thiên nồng độ COD và hiệu quả xử lý ở giai đoạn thích nghi của mơ hình hiếu khí
OLR = 0.1 Kg COD/m3.ngày OLR = 0.2 Kg COD/m3.ngày OLR = 0.05 Kg COD/m3.ngày
Hình 3.16. Màng biofilm hiếu khí bám dính vào giá thể các ngày thứ 5 (1), 10 (2), 32 (3), 50 (4)
Tĩm lại, thời gian hình thành và chiều dày lớp màng biofilm hiếu khí trên giá thể động nhanh và dày hơn so với thời gian hình thành lớp màng biofilm kỵ khí. Trong thời gian 60 ngày, lớp màng biofilm hiếu khí được hình thành gần như hồn thiện, chắc chắn và cĩ màu nâu sậm.
Hình 3.17. Biến thiên nồng độ TS trên giá thể giai đoạn thích nghi ở mơ hình hiếu khí
Khi tăng tải trọng từ 0,1 kgCOD/m3.ngày lên 1,5 kgCOD/m3.ngày, hiệu quả xử lý COD
giảm nhẹở 6 ngày đầu chỉ đạt trong khoảng 60 – 63% sau đĩ tăng nhanh vào ngày thứ 48 của quá trình và đạt ổn định vào ngày 58, lúc này nồng độ COD đầu ra nhỏ hơn 279 mg/l. Lúc này, lớp màng biofilm trên bề mặt của giá thể đã bám đều và dày, chiếm đầy khoảng trống,
nồng độ TS trên giá thể đo được tại thời điểm này là 3021 mg/l. Trong 2 ngày cịn lại của
mức tải trọng này thì hiệu quả xử lý rất ổn định và đạt giá trị tối ưu là 80%, Thơng số TS trên
giá thểổn định ở giá trị 3000 mg/l, cụ thể vào ngày thứ 59 nồng độ TS là 3009 mg/l, ngày thứ
60 là 3103 mg/l. Nghiên cứu của Lê Hồng Nghiêm và cộng sự (2011), khi nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng cơng nghệ MBBR, giai đoạn thích nghi của giá thể trong bể hiếu khí ở các tải trọng 0,8; 1, 2 kgCOD/m3.ngày hiệu quả xử lý thấp nhất là 60% và ổn định 90%.