a.Các phương pháp phân tích
Phương pháp phân tích độ oxy hóa (COD)
COD được xác định theo phương pháp bicromat TCVN 6491:1999, phản ứng được tiến hành trên thiết bị phản ứng Thermoreator TR 320 (Merck, Đức)
Phương pháp phân tích xác định amoni (N – NH4+)
Amoni được xác định bằng phương pháp Phenat (theo tài liệu Standard Methods 1995), đo quang tại bước sóng 630 nm trên thiết bị UV – Vis spectrophotometer 2450 (Shimadzu – Nhật bản).
Phương pháp phân tích xác định nitrat (NO3-)
Nitrat được xác định theo phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic – được hình thành do phản ứng của natri salixylat và axit sunfuric (dựa trên TCVN 6180:1996 – ISO 7890 – 3:1988), đo quang tại bước sóng 410 nm trên thiết bị UV – Vis spectrophotometer 2450, Shimadzu – Nhật bản.
Phương pháp phân tích nitrit (NO2-)
Nitrit được xác định theo phương pháp đo quang với hệ thuốc thử Griss (theo Standard Method 1995), đo quang tại bước sóng 520 nm trên thiết bị UV – Vis spectrophotometer 2450 (Shimadzu – Nhật bản).
Phương pháp phân tích tổng Nitơ (T – N)
Tổng Nitơ được xác định trên hệ thống máy phân tích Tổng cacbon hữu cơ TOC – Vcph/Vcsh có lắp thêm bộ phân tích tổng Nitơ TNM – 1 (Shimadzu – Nhật Bản).
b.Nghiên cứu khảo sát quá trình xử lý (chế độ thí nghiệm và quy trình vận hành)
Ảnh hưởng của chu kỳ sục khí – ngừng sục khí luân phiên đến hiệu suất xử lý COD và Nitơ.
Thí nghiệm được thực hiện theo chế độ sục khí – ngừng sục khí luân phiên, thời gian của mỗi chu kỳ trong chế độ khời động, chế độ 1 và 2 được
thực hiện theo Bảng 1. Chế độ thí nghiệm khởi động có chu trình làm việc 3 h/mẻ và hai chế độ vận hành thực nghiệm có chu trình là 6 h/mẻ. Nước thải được cấp vào đầu chu kỳ thiếu khí và có khuấy trộn trong các quá trình thiếu khí nhờ cánh khuấy. Sau các chu trình không sục khí – sục khí, nước thải được để lắng trong 30 phút. Lượng nước thải xử lý mỗi mẻ là 5 L/mẻ.
Bảng 1. Các chế độ vận hành thí nghiệm Thời gian (giờ) Chế độ 1 2 3 4 5 6 Chế độ
khởi động A/F F O S A/F F O S
Chế độ 1 (CĐ 1) A/F F O S Chế độ 2 (CĐ 2) A/F F O S Chú thích: A: không sục khí, O: sục khí, F: cấp nước; S: lắng
Chế độ khởi động: 3 giờ/chu kỳ, tổng thời gian sục khí là 1,5 giờ và tổng thời gian ngừng sục khí là 1,5 giờ. Nước được cấp với lưu lượng Q = 5 L/h trong 30 phút, khuấy trộn 30 phút, sục khí 90 phút sau đó lắng trong 30 phút. Thiết bị hoạt động theo mẻ kiểu bán tự động, khi nước thải của mẻ mới được bơm vào dưới đáy bể thì phần nước trong chảy tràn qua ống dẫn vào thùng chứa nước thải
Chế độ 1: 6 giờ/chu kỳ, tổng thời gian sục khí là 3 giờ và ngừng sục khí là 3 giờ. Nước được cấp vào đầu quá trình thiếu khí với lưu lượng Q = 5 L/h, thời gian cấp nước là 30 phút, khuấy trộn trong vòng 120 phút, sục khí 180 phút và sau cùng nước thải được để lắng trong 30 phút.
Chế độ 2: 6 giờ/chu kỳ, tổng thời gian sục khí là 4 giờ và ngừng sục khí là 2 giờ. Nước được cấp với lưu lượng Q = 5 L/h, thời gian cấp nước là 30
phút, khuấy trộn trong vòng 60 phút, sục khí 240 phút vào sau cùng nước thải được để lắng trong 30 phút.
Nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng COD, Nitơ đến hiệu suất xử lý COD và Nitơ
Sau khi tìm được chu kỳ sục khí, ngừng sục khí thích hợp cho quá trình sục khí luân phiên, tiếp tục tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng COD, tải trọng N đến hiệu suất xử lý COD và N. Ở nghiên cứu này, tải trọng COD, tải trọng N được thay đổi bằng cách điều chỉnh thông số các thành phần nước thải đầu vào hệ thống (nước thải pha).
Quy trình vận hành
Bùn giống ban đầu được lấy từ hệ thống thí nghiệm mương oxy hóa trong nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi tại xưởng 2C thuộc khuôn viên Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Trong suốt quá trình thí nghiệm, pH của nước thải đầu vào cũng như trong bể phản ứng được điều chỉnh và duy trì trong khoảng 7,8 – 8,2; nồng độ bùn hoạt tính (MLSS) trong bể phản ứng được duy trì trong khoảng 4000 – 5000 mg/l, DO trong khoảng 4 – 6 mg/l (trong lúc đang sục khí).
Trước giai đoạn bắt đầu vận hành hệ thiết bị thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu cách pha chế nước thải nhân tạo, qua đó đánh giá đặc tính của nước thải đầu vào. Trong quá trình thí nghiệm, thường xuyên kiểm tra các điều kiện vận hành và thông số nước thải đầu vào, điều chỉnh một cách thích hợp nếu xảy ra biến động.