Các hợp chất 6 vòng chiếm ƣu thế về hàm lƣợng trong thành phần nguyên liệu đầu vào nên sự phân hủy của tổng các hợp chất PAHs trong nghiên cứu phụ thuộc chủ yếu vào sự phân hủy của các hợp chất 6 vịng. Trong khi đó khả năng phân hủy của các hợp chất 6 vòng trong nghiên cứu đạt hiệu suất thấp dẫn đến hiệu suất phân hủy của tổng PAHs khơng cao (22,83%) (Bảng 3.13, Hình 3.36). Để khẳng định hiệu suất phân hủy của PAHs phụ thuộc vào nồng độ của chúng trong pha nƣớc, chất hoạt động bề mặt đã đƣợc sử dụng trong nghiên cứu nhằm làm tăng khả năng hòa tan của các PAHs vào pha nƣớc. Qua đó so sánh hiệu suất phân hủy và nghiên cứu khả năng sử dụng chất hoạt động bề mặt để tăng cƣờng khả năng phân hủy các hợp chất PAHs.
3.3.3.2. Tác dụng của chất hoạt động bề mặt lên khả năng phân hủy PAHs
Chất hoạt động bề mặt không phân cực Tween 80 đƣợc lựa chọn và sử dụng trong nghiên cứu với mục đích làm tăng khả năng hịa tan vào pha nƣớc của các hợp chất PAHs và dẫn đến khả năng làm tăng sự phân hủy các hợp chất PAHs.
Một số nghiên cứu đã sử dụng Tween 80 để làm tăng độ hòa tan của PAHs. Tác giả (Martinez et al., 2007)[77], (Zheng et al., 2007)[107] đã khẳng định việc sử dụng Tween 80 không ảnh hƣởng đến hoạt động của hệ vi sinh vật.
Tuy nhiên, quá trình phân hủy sinh học là q trình diễn ra chậm và khơng ổn định nên mỗi hệ phân hủy với đầu vào khác nhau đều có thể có những diễn biến khơng giống nhau. Bởi vậy, chứng minh Tween 80 không ảnh hƣởng đến hoạt động của hệ vi sinh vật trƣớc khi xem xét tác dụng của nó đối với sự phân hủy PAHs là cần thiết.
Bảng 3.14. Thơng số hóa lý q trình phân hủy yếm khí với Tween 80
Thí nghiệm Thời gian thí nghiệm (ngày) pH TS% VS (%TS) CH4 (ml/g VS)
Trƣớc Sau Trƣớc Sau Trƣớc Sau
BT+RHC 90 7,33 7,03 20,14 17,02 60,29 58,34 320 BT+RHC+Tween 80 90 7,54 7,08 19,02 16,45 62,11 58,70 351
Bảng 3.14 chỉ ra thơng số q trình phân hủy khi thêm Tween 80 trong sự so sánh với quá trình phân hủy khi khơng thêm Tween 80. Lƣợng khí CH4 sinh ra trong trƣờng hợp (BT +RHC) đạt 320 ml/g VS. Trong trƣờng hợp thêm Tween 80 với lƣợng 0,5 g/l, lƣợng khí CH4 đạt 351 ml/g VS. pH, các giá trị TS và VS trƣớc và sau quá trình phân hủy tuân theo nguyên tắc phân hủy yếm khí. Kết quả trên cho thấy khi thêm Tween 80 với lƣợng 0,5 g/l không làm ảnh hƣởng đến hoạt động của tập đoàn vi sinh vật và hệ thống hoạt động tốt trong điều kiện yếm khí.
Khi sử dụng Tween 80, khả năng phân hủy của các hợp chất PAHs đƣợc cải thiện một cách rõ rệt. Kết quả đƣợc thể hiện qua Bảng 3.15 và Hình 3.38. Tốc độ phân hủy diễn ra nhanh trong 18 ngày đầu đƣợc thể hiện rõ hơn nhƣ kết quả trên Hình 3.38. Ngoại trừ trƣờng hợp các hợp chất 4 vịng có nồng độ quá thấp trong nguyên liệu đầu vào của TN5, các hợp chất PAHs đều tăng khả năng phân hủy khi có mặt của chất hoạt động bề mặt Tween 80.
Bảng 3.15. Lƣợng PAHs phân hủy khi sử dụng Tween 80
PAHs phân hủy
(%)
Thời gian ổn định (ngày)
0 5 11 17 27 36 43 55 61 71 79 87
2-3 vòng 0,00 55,80 61,25 59,60 70,70 66,38 60,67 68,09 68,81 83,22 72,95 83,98
5 vòng 0,00 3,26 9,91 20,71 35,58 26,63 29,44 31,02 45,78 51,93 45,57 53,71
6 vòng 0,00 18,84 25,19 33,25 49,72 46,56 49,71 50,09 61,01 64,94 69,09 67,06
0 20 40 60 80 100 0 5 11 17 27 36 43 55 61 71 79 87
Thời gian (ngày)
H à m lư ợ n g P A H s g iả m ( % ) 2-3 vòng 5 vòng 6 vòng Ʃ PAHs