CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Các chỉ tiêu lý, hĩa, sinh học của nước đầu ra
4.1.1.3 Biến đổi TSScủa các nghiệm thức
TSS là chỉ tiêu về tổng chất rắn lơ lửng. Chất rắn lơ lửng đầu vào khơng cao nhưng cũng vượt QCVN 40:2011/BTNMT. TSS đầu vào và ra được trình bày như hình 4.5
Hình 4.5Biểu đồ so sánh khả năng xử TSS (mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình bão hịatrong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.3Hiệu quả xử lý TSScủa mơ hình bão hịa
TSS đầuvào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
169 86.3 90.6 92.5 92.6 169 23.2 1.35 12.7 0.31 15.9 0.8 12.5 0.32 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 3 6 T SS ( m g /l )
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy
QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 B
SVTH: Ngơ Duy Thi 75 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.6Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý TSS (mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Nhận xét:
Đối với TSS đo được ở đầu ra MH cho kết quả tốt. Sau 3 ngày TSS đầu vào giảm 90,6% từ 169mg/l cịn 15,9mg/l, sau 6 ngày giảm 92,6% cịn 12,5mg/l. Hiệu quả xử lý TSS khơng phụ thuộc quá nhiều vào cây thủy sinh. Hiệu quả xử lý TSS là kết quả của quá trình lắng tụ và lọc của hệ thống. Sự hiện diện của rễ cây đĩng vai trị như vật liệu lọc cho hiệu quả rất thấp trong xử lý TSS. Vì vậy, cấu trúc tương tự nhau của lớp vật liệu lọc trong cả MH đối chứng và thí nghiệm nên đầu ra TSS ở cả hai MH thí nghiệm và đối chứng cho kết quả tương đồng nhau. Để xử lý hiệu quả TSS thì hệ thống phụ thuơc rất nhiều vào tính chất và kích thước vật liệu lọc.
4.1.1.4 Biến đổi Nitrogen : Tổng nitrogen Kieldal, Nitrat (NO3-N), NH4+ của các nghiệm thức
• Nitơ tổng: Nitơ tổng trong nước thải chăn nuơi heo sau biogas đầu vào là 118mg/l,
đây là chỉ số quan trọng và là chất dinh dưỡng cho cây
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3 6 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy
SVTH: Ngơ Duy Thi 76 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.7Biểu đồ so sánh khả năng xử Nitơ tổng(mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.4Hiệu quả xử lý Nitơ tổng của mơ hình bão hịa
Nitơ tổng đầu vào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
118 51.1 72.2 85.3 97.3 0 20 40 60 80 100 3 6 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy 118 57 8.1 17.3 0.88 32.8 0.7 3.1 0.36 0 20 40 60 80 100 120 140 3 6 N itơ tổ ng (m g/ l)
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy
QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 B
SVTH: Ngơ Duy Thi 77 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.8Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý Nitơ tổng(mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Nhận xét
Với thời gian lưu nước 3 ngày
Theo kết quả trên cho thấy hàm lượng Nitơ tổng đo được tại đầu ra các MH giảm rõ rệt so với đầu vào. Cụ thể Nitơ tổng đầu ra MH sậy là 32mg/l thấp hơn so với đối chứng 57mg/l đạt hiệu suất 72.9% so với đầu vào.
Với thời gian lưu nước 6 ngày
Kết quả hàm lượng nitơ tổng giảm rất rõ rệt so với thời gian lưu nước 3 ngày và so với đầu vào.
Cụ thể là Nitơ tổng đầu ra MH thí nghiệm 3mg/l thấp hơn so với đối chứng 17 mg/l và đạt hiệu suất 97.5% so với đầu vào.
Nĩi về quá trình xử lý nitrogen hữu cơ, cĩ hai con đường để xử lý nitrogen hữu cơ trong thiên nhiên.Thứ nhất là quá trình nitrat hĩa và thứ hai là quá trình phản nitrat hĩa. Cả hai quá trình này đều được thực hiện chủ yếu bời vi sinh vật. Sự khác biệt giữa hai quá trình là điều kiện oxy hịa tan trong mơi trường.Quá trình nitrat hĩa xãy ra trong điều kiện cĩ oxy hịa tan và quá trình phản nitrat hĩa xảy ra trong điều kiện ngược lại. Sản phẩm của quá trình nitrat hĩa là các muối hợp chất NOx-N bị oxy hĩa (tiêu biểu là NO2-N, và NO3-N) và sản phẩm của quá trình phản nitrat hĩa là N2 sẽ bay trở lại khí quyển.
• Nitrate:Nitrite là dạng trung gian của các quá trình chuyển hĩa các hợp chất chứa nitơ như sản phẩm của quá trình oxy hĩa ammonia, hay sản phẩm của quá trình khử nitrate. Các quá trình này xảy ra trong nước tự nhiên, trong hệ thống cung cấp nước và nước thải.
Bảng 4.5 NO3- của nước đầu ra sau khi xử lýcủa mơ hình bão hịa
NO3- đầuvào (mg/l)
NO3 sau xử lý (mg/l)
SVTH: Ngơ Duy Thi 78 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm 1.5 Tăng 31.9±0.8 Tăng 21.8±0.9 Tăng 5.5 1.1
Bảng 4.6Hiệu quả xử lý NO3của mơ hình bão hịa
NO3-đầu vào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
1.5 - - - 26.6
Bảng 4.7NH4+ của nước đầu ra sau khi xử lýcủa mơ hình bão hịa
NH4+ đầuvào (mg/l)
NH4+ sau xử lý (mg/l)
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
108 24.3±0.55 19.1±5.2 3.07±0.09 2.37±0.48 0 20 40 60 80 100 120 3 6 NH 4 +(m g /l)
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy
QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 B
SVTH: Ngơ Duy Thi 79 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.9Biểu đồ so sánh khả năng xử NH4+
(mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.8Hiệu quả xử lý NH4+
của mơ hình bão hịa
NH4+đầuvào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
108 77.5 82.3 97.1 97.8
Hình 4.10Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý NH4+
(mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Nhận xét
Với thời gian lưu nước 3 ngày
Hàm lượng nitrat tăng từ 1.5mg/l lên 31.6mg/l ở MH đối chứng và 21.7 mg/l ở mơ hình thí nghiệm. Ở vùng rễ cây rất giàu oxi do vai trị vận chuyển oxi vào thân cây giúp cho sự hơ hấp của các mơ đồng thời tạo điệu kiện tốt cho bộ rễ thốt khí oxi, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật ở vùng đĩ phân hủy các chất hữu cơ, nhưng khơng tạo điều kiện cho vi sinh vật thực hiện quá trình phản nitrat hĩa. Vì để quá trình phản nitrat hĩa xảy ra thì phải cần cĩ điều kiện thiếu oxy và nguồn cacbon đủ. Do vậy hàm
0 20 40 60 80 100 3 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy
SVTH: Ngơ Duy Thi 80 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
lượng NO3- tăng lên từ sự chuyển hĩa của NH4+
-> NO2- -> NO3- . Điều này cho thấy với thời gian lưu nước 3 ngày thì quá trình nitrat xãy ra mạnh mẽ trong hệ thống và nitrat hĩa chiếm ưu thế trong việc xử lý Nitơ tổng so với quá trình phản nitrat hĩa.
Với thời gian lưu nước 6 ngày
Hàm lượng nitrat ở MH đối chứng cũng tăng từ 1.5mg/l lên 5.5 mg/l. MH thí nghiệm giảm từ 1.5mg/l xuống 1.1mg/l. Cho thấy với thời gian lưu nước 6 ngày đã đạt bước đầu của quá trình phản nitrat hĩa.
4.1.1.4 Biến đổi Phosphor tổng của các nghiệm thức
Hình 4.11Biểu đồ so sánh khả năng xử Phosphor tổng(mg/L) của sậy và đối chứng của
mơ hình bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.9Hiệu quả xử lý Phosphor tổngcủa mơ hình bão hịa
Phosphor tổng đầuvào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
91.8 52.8 67.2 66.7 75.9 91.8 43.3 1.25 30.5 0.63 30.1 1.2 22.1 1.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3 6 Ph os ph or tổ ng (m g/ l)
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy
QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 B
SVTH: Ngơ Duy Thi 81 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.12Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý Phosphor tổng (mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Nhận xét:
Với thời gian lưu nước 3 ngày
Kết quả cho thấy lượng Phosphor tổng ở đầu ra MH đối chứng và thí nghiệm giảm nhưng vẫn cịn khá cao so với tiêu chuẩn. Cụ thể ở MH đối chứng kết quả đầu ra là 43.3 mg/l và MH thí nghiệm là 30.1mg/l.
Với thời gian lưu nước 6 ngày
Lượng Phosphor tổng giảm rất rõ rệt so với thời gian lưu nước 6 ngày. Cụ thể là kết quả đầu ra MH thí nghiệm là 22.1mg/l thấp hơn so với đối chứng 30.5mg/l đạt hiệu suất 75.9%.
Cơ chế loại bỏ Phosphor tổng là quá trình hấp phụ trên bề mặt chất nền (ở đây sử dụng cát), quá trình kết tủa và quá trình đồng hĩa vào cơ thể vi sinh và thực vật
Quá trình xử lý TP chịu ảnh hưởng lớn bởi các yếu tố hĩa lý mơi trường như pH, điện thế oxy hĩa khử, hàm lượng oxy thích hợp.
4.1.2 Mơ hình khơng bão hịa
4.1.2.1 Biến đổi BOD5 của các nghiệm thức
0 20 40 60 80 100 3 6 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy
SVTH: Ngơ Duy Thi 82 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
BOD là lượng oxi cần thiết để vi sinh vật oxy hĩa các chất hữu cơ cĩ khả năng phân hủy sinh học trong điều kiện hiếu khí, là một trong những chỉ tiêu quan trọng dùng để đánh giá mức độ ơ nhiễm của nước thải. Sau quá trình thí nghiệm kết quả xử lý BOD5 được thống kê như sau:
Hình 4.13Biểu đồ so sánh khả năng xử BOD5(mgO2/L) của sậy và đối chứng của mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.10Hiệu quả xử lý BOD5của mơ hình khơng bão hịa
BOD5 đầu vào (mgO2/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
349 74.5 77.7 93.4 94.5 349 89 0.5 23 0.88 78 0.5 19 0.33 0 50 100 150 200 250 300 350 400 3 6 B OD 5 (m g O2 /l)
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy
QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 A
SVTH: Ngơ Duy Thi 83 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.14Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý BOD5(mgO2/L) của sậy và đối chứng của mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Nhận xét:
Với thời gian lưu nước 3 ngày
Hàm lượng BOD5 đầu vào MH đo được là 349mgO2/l. Kết quả hàm lượng BOD5 đầu ra MH thí nghiệm là 78 mgO2/l thấp hơn so với kết quả MH đối chứng là 89 mgO2/l đat hiệu suất 77.7% so với kết quả đầu vào. Tải lượng đo được đầu ra MH sậy là 8.19g/m2/ngày, MH đối chứng là 9.35 g/m2
/ngày.
Với thời gian lưu nước 6 ngày
Kết quả hàm lượng BOD5 đầu ra MH thí nghiệm là 19 mgO2/l thấp hơn so với MH đối chứng là 23 mgO2/l đạt hiệu suất 94.7% so với đầu vào. Tải lượng đo được đầu ra MH sậy là 2g/m2/ngày, MH đối chứng là 2.42 g/m2
/ngày.
4.1.2.2Biến đổi COD của các nghiệm thức
COD (nhu cầu oxy hĩa học là lượng oxy cần thiết để oxy hĩa các chất hữu cơ trong thành phần nước thải bằng phương pháp hĩa học). COD là một trong những thơng số quan trọng để khảo sát, đánh giá hiện trạng ơ nhiễm và xác định hiệu quả của cơng trình xử lý nước thải. Qua q trình thí nghiệm hàm lượng COD được thống kê như sau: 0 20 40 60 80 100 3 6 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy
SVTH: Ngơ Duy Thi 84 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.15Biểu đồ so sánh khả năng xử COD (mgO2/L) của sậy và đối chứng của mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.11Hiệu quả xử lý CODcủa mơ hình khơng bão hịa
COD đầuvào (mgO2/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
640 71.6 80 86.7 93.2 640 182 4 85 0.67 128 0.5 43 2.67 0 100 200 300 400 500 600 700 3 6 CO D ( m g O2 /l)
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy
QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 B
SVTH: Ngơ Duy Thi 85 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.16Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý COD(mgO2/L) của sậy và đối chứng của mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Nhận xét:
Với thời gian lưu nước 3 ngày
COD đầu vào mơ hình đo được là 640mgO2/l. Kết quả đầu ra hàm lượng COD ở MH thí nghiệm 128mg/l thấp hơn so với MH đối chứng 182mg/l đạt hiệu suất 80% so với đầu vào
Với thời gian lưu nước 6 ngày
Kết quả đầu ra hàm lượng COD ở MH thí nghiệm 43mg/l thấp hơn so với đối chứng 85 mg/l đạt hiệu suất 93.4% so với đầu vào. Sau 6 ngày hàm lượng COD đạt tiêu chuẩn loại A QCVN 40:2011/BTNMT
4.1.2.3Biến đổi Nitrogen : Tổng nitrogen Kieldal, Nitrat (NO3-N), NH4+ của các nghiệm thức 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3 6 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy
SVTH: Ngơ Duy Thi 86 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.17Biểu đồ so sánh khả năng xử lý Nitơ tổng (mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.12Hiệu quả xử lý Nitơ tổngcủa mơ hình khơng bão hịa
Nitơ tổng đầuvào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
118 39.9 60.4 72.4 87.5 118 70.9 0.35 32.6 3.94 46.6 5.15 14.7 0.9 0 20 40 60 80 100 120 140 3 6 N itơ tổ ng (m g/ l)
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 B 0 20 40 60 80 100 3 6 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy
SVTH: Ngơ Duy Thi 87 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.18Biểu đồso sánh hiệu quả xử lý Nitơ tổng(mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.13NO3- -
của nước đầu ra sau khi xử lýcủa mơ hình khơng bão hịa
NO3- đầu vào (mg/l)
NO3- sau xử lý (mg/l)
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
1.5 Tăng 56.9±1.3 Tăng
40.85±0.35
Tăng 24.37±3.61
15.87±4.01
Bảng 4.14Hiệu quả xử lý NO3-
của mơ hình khơng bão hịa
NO3-đầuvào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
1.5 - - - -
• Amoni:Ammonia tự do trong nước cĩ thể gây hại cho cá và cá sinh vật nước khác. Cơ chế chưa được hiểu rõ, nhưng các nghiên cứu cho rằng độc tính của ammonia cĩ thể gồm: làm các sinh vật nước giảm sự bài tiết ammonia, làm tăng nồng hộ ammonia trong máu và mơ, tăng pH máu, gây rối loạn hệ thống enzyme và tính bền vững của màng tế bào, tăng lượng uống nước, tăng tiêu thụ oxy, gây tổn thương mang cá, và gây một số tổn thương mơ học trên các nội quan. Mặc dù khơng gây chết, ammonia cĩ thể làm động vật dễ mắc bệnh và chậm phát triển (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2004).
SVTH: Ngơ Duy Thi 88 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.19Biểu đồ so sánh khả năng xử lý NH4+
(mg/L) của sậy và đối chứngcủa mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Bảng 4.15Hiệu quả xử lý NH4+của mơ hình khơng bão hịa
NH4+đầuvào (mg/l)
Hiệu quả xử lý %
3 ngày 6 ngày
Đối chứng Thí nghiệm Đối chứng Thí nghiệm
108 59.4 71.3 94.1 96.4 108 43.9 0.7 6.37 0.59 35.15 1.55 3.83 0.2 0 20 40 60 80 100 120 3 6 N H 4 + ( m g /l)
Thời gian (Ngày)
Đầu vào Đối chứng Sậy
QCVN 40:2011 A QCVN 40:2011 B
SVTH: Ngơ Duy Thi 89 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Hình 4.20Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý NH4+
(mg/L) của sậy và đối chứng của mơ hình khơng bão hịa trong thời gian lưu nước 3,6 ngày
Nhận xét
Với thời gian lưu nước 3 ngày
Hàm lượng nitơ tổng đầu vào đo được 118 mg/l. Kết quả đầu ra hàm lượng Nitơ tổng ở MH sậy 46.6 mg/l thấp hơn so với MH đối chứng 70.9 mg/l đạt hiệu suất 60.4% so với kết quả đầu vào. Tải lượng nitơ tổng đầu ra MH sậy đo được là 4.9g/m2
/ngày, MH đối chứng là 7.4g/m2
/ngày. Nước thải sau 3 ngày khơng đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT
Hàm lượng nitrat đầu vào MH đo được 1.5 mg/l. Kết quả đầu ra hàm lượng nitrat cũng tăng so với ban đầu. Cụ thể là MH sậy tăng từ 1.5mg/l lên 40.85mg/l, MH đối chứng tăng từ 1.5mg/l lên 56.9mg/l.
Hàm lượng NH4+ đầu vào MH đo được là 108 mg/l. Kết quả đầu ra hàm lượng NH4+MH sậy là 35.15 mg/l đạt hiệu suất 71.3%, MH đối chứng là 43.9 mg/l đạt hiệu suất 59.4%.
Với thời gian lưu nước 6 ngày
Kết quả đầu ra hàm lượng Nitơ tổng ở MH thí nghiệm 14.7 mg/l thấp hơn so với MH đối chứng 32.6 mg/l đạt hiệu suất 87.5% so với kết quả đầu vào. Nước thải sau 6 ngày đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3 6 %
Thời gian (Ngày)
Đối chứng Sậy
SVTH: Ngơ Duy Thi 90 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Qua kết quả trên ta thấy kết quả hàm lượng Nitơ tổng đầu ra MH chạy khơng bão hịa cao hơn MH chạy bão hịa. Lý giải cho kết quả trên cĩ thể là do việc thu nước ở