2.4.1. Phương pháp thực nghiệm
Các nghiên cứu được tiến hành thực nghiệm tại phịng thí nghiệm 402 nhà C10, phịng thí nghiệm C5-10 của Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường.
Bùn hoạt tính được hoạt hóa trên thiết bị aeroten của Viện Khoa học công nghệ Mơi trường tại phịng 402 nhà C10. Khi nồng độ bùn đạt tới 2000 mg/l – 3000 mg/l và SVI khoảng 80-120 ml/g thì cho vào hệ thống để chạy thích nghi và tiếp tục chạy để tăng nồng độ bùn.
Mơ hình USBF được đặt tại phịng thí nghiệm C5-10 được mơ tả như hình
2.1:
Mơ hình có thể tích 73,50 lit gồm có 3 module chính: ngăn thiếu khí
(Anoxic), ngăn hiếu khí (Aerobic)và ngăn lắng lọc bùn sinh học ngược (USBF). Nước thải đầu tiên được đưa vào ngăn phân phối nước (A) và được phân phối đều cho ngăn thiếu khí (B). Tại ngăn thiếu khí nhờ hệ thống vi sinh vật hoạt động trong điều kiện thiếu khí hấp thụ một phần chất ơ nhiểm trong nước thải dưới dạng
hợp chất Cacbon và quá trình khử Nitrat. Nước thải sau khi qua ngăn thiếu khí theo khe hở dưới đáy mơ hình giữa ngăn thiếu khí và ngăn USBF được phân phối đều
66
trong bể và được đảo trộn đều với nước thải có trong ngăn nhờ hệ thống sục khí
được bố trí sát dưới đáy của ngăn.
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống USBF
Chú thích: (A) Máng phân phối nước đầu vào; (B) Ngăn thiếu khí (Anoxic);
(C) Ngăn hiếu khí (Aerobic); (D) Ngăn USBF
Hệ thống sục khí ngồi chức năng đảo trộn nước thải cịn có chức năng chính là cung cấp nguồn Oxy cho hệ thống vi sinh vật hiếu khí phát triển. Nhờ có hệ thống vi sinh vật hơ hấp hiếu khí tồn tại dưới dạng bùn hoạt tính hâp thụ các chất ô nhiễm trong (E) Hệ thống sục khí nước thải để phát triển mà nồng độ ơ nhiễm trong
nước thải được giảm xuống đến giới hạn cho phép. Nước thải được lưu tại ngăn này
với thời gian vừa đủ để các vi sinh vật hấp thụ chất ô nhiễm trong nước thải, khi nồng độ ô nhiễm trong nước thải giảm đến giới hạn cho phép nước thải và bùn hoạt tính tự chảy vào ngăn USBF (D).
Nước thải tiếp tục đi qua ngăn USBF theo ngun lý bình thơng nhau qua khe hở giữa vách ngăn của ngăn USBF và chảy ngược lên máng thu nước đặt phía trên ngăn USBF và dẫn nước sau xử lý ra ngoài. Bùn lắng đọng dưới đáy ngăn lắng
67
sẽ được bơm tuần hoàn lại ngăn thiếu khí (B), một phần sẽ được thải bỏ qua bơm xả.
Các thiết bị cần thiết khác bao gồm: 1 máy bơm nước thải đầu vào, 1 máy
bơm bùn và 1 máy thổi khí, hệ thống đường ống phân phối nước và sục khí,…
Hệ thống được bố trí tại phịng thí nghiệm để tiện theo dõi và phân tích các chỉ tiêu.
Hình 2.2. Hệ thống USBF được đặt tại phịng thí nghiệm
Các thông số vận hành hệ thống
+ Bơm nước thải: sử dụng bơm lưu lượng với tốc độ nước tối đa 8,4l/h + Bơm tuần hoàn : sử dụng bơm lưu lượng với tốc độ bơm tối đa là 6 l/h Điều kiện môi trường của các ngăn được duy trì trong bảng 2.1.
68
Bảng 2.1. Điều kiện mơi trường duy trì trong hệ thống USBF
Thơng số Nước vào Anoxic Oxic USBF Nước ra
DO - 0,2 – 0,4 2,0 – 4,0 - -
Nhiệt độ
(toC) 28 ± 0,3 28 ± 0,3 26 ± 0,3 27 ± 0,3 27 ± 0,3
Các bước tiến hành thực nghiệm như sau:
Bước 1: Hoạt hóa bùn
Bước 2: Nghiên cứu sự thích nghi của bùn với nước thải nhân tạo và hệ thống
USBF thông qua chỉ số thể tích bùn
Bước 3: Nghiên cứu dải tải trọng chất hữu cơ và tải trọng nitơ trong nước đầu vào
phù hợp với hệ thống USBF
Bước 4: Theo dõi sự thích nghi của bùn hoạt tính khi xử lý nước rỉ rác (nước rỉ rác đã được keo tụ, kết tủa nitơ).
Bước 5: Nghiên cứu lựa chọn thời gian lưu nước (HRT) trong hệ thống cho hiệu
quả xử lý tốt nhất
Bước 6: Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ tuần hoàn trong hệ thống cho hiệu quả xử lý tốt
nhất
Bước 7: Khảo sát hiệu suất xử lý một số chất như: pH, COD, BOD5, NH4+, TN, TP
của hệ thống.
2.4.2. Phương pháp hồi cứu
Quá trình thực hiện đề tài cần thiết phải có sự tham khảo các tài liệu nghiên cứu trước đó để có cơ sở khoa học và giới hạn phạm vi nghiên cứu, vì vậy, đề tài đã
69
tham khảo các tài liệu liên quan đến nước rỉ rác, công nghệ USBF, công nghệ bùn hoạt tính…của nhiều tác giả trong và ngồi nước. Các nội dung tham khảo đã được trích dẫn cụ thể nguồn tài liệu trong tài liệu tham khảo.
2.4.3. Phương pháp đo và phân tích
Đo pH: Sử dụng pH kế và đo theo tiêu chuẩn TCVN 6492-2011 (ISO 10523-2008) Đo DO: Sử dụng phương pháp điện cực trên máy đo oxy hòa tan
Xác định SVI: Đo VL và MLSS
Định lượng nhu cầu oxy hóa học (COD): Xác định COD theo phương pháp hồi lưu
đóng với tác nhân oxy hoá là bicromat-kali (K2Cr2O7) theo TCVN 6491: 1999
Phân tích nồng độ NH4+ - N: Dử dụng phương pháp trắc quang và thuốc thử
Nessler theo TCVN 6660:2000 (ISO 14911-1988)
Phân tích nồng độ TP: Sử dụng Phương pháp trắc quang với thuốc thủ amoni
Molipdat theo TCVN 6202 : 1996
Phân tích nồng độ TN: Phương pháp chuẩn độ sau khi vơ cơ hố với Selen theo
TCVN 6498 :1999
Nhu cầu ơxy sinh hóa, ở 200C (BOD5): Theo TCVN 6001-1:2008
2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu phân tích được xử lý bằng phần mềm Excel.