CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Hiệu quả xử lý nước thải
3.2.5. Hiệu quả xử lý chất dinh dưỡng
Hiệu quả xử lý chất dinh dưỡng được đánh giá thông qua hai chỉ tiêu là N-T và P-T. Các chỉ tiêu này chỉ được xác định khi chất lượng nước đầu ra đã
ổn định (được kiểm chứng bởi giá trị COD). Kết quả được thể hiện trên hình 3.10.
Hình 3.10: Hiệu quả xử lý dinh dưỡng khi có bổ sung vật liệu giá thể
Có thể thấy nước đầu vào được tạo ra từ cá nục xay mịn có COD khoảng 1500 mg/l thì hàm lượng P-T khoảng 24 mg/l. Giá trị này không cao so với tiêu chuẩn cột B là 20 mg/l. Nên sau q trình xử lý cho dù có bổ sung hay khơng bổ sung vật liệu giá thể hàm lượng P-T cũng luôn đạt giá trị cột A (< 10 mg/l) và khơng có sự khác biệt giữa các loại giá thể cũng như bùn không (khoảng 74%). Trước đây chỉ tiêu P-T không được quy định trong quy chuẩn Việt Nam (QCVN) do nước thải chế biến thủy sản chứa hàm lượng phốt-pho không cao. Tuy nhiên sau này các nhà máy sử dụng thêm sodium tripolyphosphate trong quy trình chế biến thì nồng độ phốt-pho đã trở thành vấn đề cần quan tâm và đưa vào QCVN.
Chất lượng nước đầu ra có hàm lượng N-T giảm đáng kể, đạt tiêu chuẩn cột B (< 60 mg/l) khi hệ thống chỉ vận hành với bùn hoạt tính và đạt cột A (< 30 mg/l) khi bổ sung thêm các loại vật liệu làm giá thể. Mặc dù khơng có sự
0 50 100 150 200 250
T-N vào T-N ra T-P vào T-P ra Hiệu suất
(T-N) Hiệu suất (T-P) N ồng độ ( m g/ L), H iệ u suấ t ( % ) Bùn PVA gel PU PU-PVA QCVN 11-MT:2015 (cột A) QCVN 11-MT:2015 (cột B)
khác biệt đáng kể về hiệu suất xử lý N-T giữa các loại vật liệu nhưng việc bổ sung giá thể cũng đã làm tăng khoảng 15% hiệu suất.
3.2.6. Hiệu quả của mơ hình có sử dụng giá thể PU-PVA gel
Hiệu quả xử lý của mơ hình khi bổ sung vật liệu giá thể PU-PVA gel được chứng minh thông qua lượng nước thải xử lý trong một ngày để đạt được hiệu suất tương đồng khi nồng độ COD đầu vào là như nhau khoảng 1500 mg/l. Trong trường hợp này mơ hình có chứa vật liệu PU-PVA gel được tăng lưu lượng nước đầu vào từ 0,27 m3/ngày lên 0,41 m3/ngày. Hiệu suất xử lý trung bình đạt được sau 3 mẻ vận hành liên tục là 69%. Giá trị này cao hơn so với mơ hình hoạt động khơng có giá thể ở lưu lượng 0,27 m3/ngày là 57%. Điều này nói lên rằng khi bổ sung khoảng 10% thể tích vật liệu PU-PVA gel vào bể aerotank có thể tăng hiệu quả xử lý của mơ hình lên hơn 1,5 lần. Kết quả này có thể so sánh với các nghiên cứu trước đây của nhóm Trần Văn Quang [5] [40] và Đỗ Văn Mạnh [37] trên vật liệu PVA gel thương mại.
KẾT LUẬN
- Trong nghiên cứu này, các vật liệu giá thể trên cơ sở PVA gel bao gồm: PVA gel và xốp PU thương mại được biến tính bằng PVA gel (PU-PVA gel) đã được chế tạo và đánh giá các đặc trưng cần thiết của loại vật liệu làm giá thể.
- Các vật liệu trên cơ sở PVA gel có kích thước lỗ xốp thích hợp để làm giá thể sinh học trong xử lý nước thải, có khả năng cho vi sinh vật bám dính phát triển và có khối lượng riêng khơng q khác biệt so với nước thuận lợi cho q trình đối lưu trong mơ hình.
- Hiệu quả xử lý chất hữu cơ và chất dinh dưỡng của các loại vật liệu giá thể trên cơ sở PVA gel cũng đã được khảo sát và so sánh với các mẫu đối chứng. Kết quả thể hiện các loại vật liệu trên cơ sở PVA gel có khả năng tăng hiệu suất cho mơ hình xử lý nước thải.
- Khi bổ sung khoảng 10% thể tích vật liệu PU-PVA gel có thể tăng hiệu suất xử lý của mơ hình hơn 1,5 lần.
KIẾN NGHỊ
- Do nước thải được tạo ra từ cá nục xay mịn có hàm lượng N-T và P-T không cao và do hạn chế về số lượng các chỉ tiêu được xác định (chỉ tập trung 3 chỉ tiêu chủ yếu là COD, N-T và P-T) nên hiệu quả xử lý chất dinh dưỡng của vật liệu giá thể chưa thể hiện rõ và các thiếu thông tin để giải thích các kết quả thu được. Trong các nghiên cứu tiếp theo sẽ chú ý đến hiệu quả xử lý Nitơ, Phốt-pho của loại vật liệu này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] A. Shrestha, “Specific Moving Bed Biofilm Reactor in Nutrient Removal from Municipal Wastewater,” Thesis Univ. Technol. Syd., p. 148.
[2] Trần Quang Lộc, Nguyễn Đăng Hải, Trần Thị Tú, Hoàng Ngọc Tường Vân, và Nguyễn Quang Hưng, “Sự hình thành và phát triển của bùn hạt hiếu khí ở các lưu lượng sục khí khác nhau trên bể phản ứng theo mẻ luân phiên,”
Tạp Chí Khoa Học Trường Đại Học Cần Thơ, vol. 37, pp. 33–41, 2015.
[3] Ngân P. T. H., Phúc H. T., và Liệu P. K., “Nghiên cứu thích nghi bùn hoạt tính với mơi trường có độ muối cao nhằm áp dụng xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản,” Tạp Chí Khoa Học Đại Học Huế, vol. 58, pp. 97–106, 2010. [4] Kiều P. T. Ái., “Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý thành phần hữu cơ bằng công nghệ giá thể chuyển động pva-gel trong nước thải chế biến thủy sản,” p. 27.
[5] Trần Văn Quang và Phan Thị Kim Thủy, “Nghiên cứu đánh giá tải trọng xử lý chất hữu cơ của đệm PVA gel trong xử lý nước thải chế biến thủy sản,”
Tạp Chí Khoa Học Và Cơng Nghệ Đại Học Đà Nẵng, vol. 3(124), p. 54.
[6] T. T. Tài, “Nghiên cứu tạo lập bùn hoạt tính yếm khí dạng hạt cho hệ thống xử lý nước thải UASB,” Thesis, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2016. Accessed: Apr. 27, 2018. [Online]. Available: http://dlib.hust.edu.vn/handle/DHBKHN_123456789/5610
[7] M. Levstek, I. Plazl, and J. Rouse, “Estimation of the Specific Surface Area for a Porous Carrier,” Acta Chim Slov, vol. 57, pp. 45–51, Mar. 2010. [8] Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. Nhà xuất bản Giáo dục, 2002.
[9] Phạm Đình Đơn, “Ơ nhiễm mơi trường trong nuôi trồng và chế biến thủy sản ở đồng bằng sông Cửu Long,” 2014.
http://tapchimoitruong.vn/pages/article.aspx?item=%C3%94- nhi%C3%AA%CC%83m-m%C3%B4i-tr%C6%B0%C6%A1%CC%80ng- trong-nu%C3%B4i-tr%C3%B4%CC%80ng-va%CC%80- ch%C3%AA%CC%81-bi%C3%AA%CC%81n-th%E1%BB%A7y- sa%CC%89n-%C6%A1%CC%89-%C4%91%C3%B4%CC%80ng- b%C4%83%CC%80ng-s%C3%B4ng-C%C6%B0%CC%89u-Long-38485 (accessed Jun. 11, 2020).
[10] Tổng cục môi trường, “Tài liệu kỹ thuật-Hướng dẫn đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với ngành Chế biến thuỷ sản, Dệt may, Giấy và bột giấy,” Hà nội, năm 2011. http://vea.gov.vn/vn/khoahoccongnghe/tintucKHCN/Pages/TCMT- huong-dan-ve-xu-ly-nuoc-thai.aspx (accessed Apr. 27, 2018).
[11] R. E. Carawan, J. V. Chambers, R. R. Zall, and R. H. Wilkowske,
Seafood Water and Wastewater Management. 1979.
[12] E. Ferrer-Polonio, K. White, J. A. Mendoza-Roca, and A. Bes-Piá, “The role of the operating parameters of SBR systems on the SMP production and on membrane fouling reduction,” J. Environ. Manage., vol. 228, pp. 205–212, Dec. 2018, doi: 10.1016/j.jenvman.2018.09.036.
[13] J. Liu, J. Li, S. Piché-Choquette, and B. Sellamuthu, “Roles of bacterial and epistylis populations in aerobic granular SBRs treating domestic and synthetic wastewaters,” Chem. Eng. J., vol. 351, pp. 952–958, Nov. 2018, doi: 10.1016/j.cej.2018.06.161.
[14] Trịnh X. L., Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lý Nước Thải. Xây Dựng, 2011. Accessed: Apr. 27, 2022. [Online]. Available:
https://lib.hpu.edu.vn/handle/123456789/6300
[15] M. Boller and W. Gujer, “Nitrification in tertiary trickling filters followed by deep-bed filters,” Water Res., vol. 20, no. 11, pp. 1363–1373, Nov. 1986, doi: 10.1016/0043-1354(86)90134-X.
[16] V. C. Lê, “Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và Phốtpho,” Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 2007. Accessed: Apr. 27, 2022. [Online]. Available: http://ir.vnulib.edu.vn/handle/123456789/4516
[17] L. M. Barnes, “The Use of High-Rate Nitrification for the Pretreatment of Ammoniacal Digested Sludge Liquors,” Water Environ. J., vol. 14, no. 6, pp. 401–408, 2000, doi: 10.1111/j.1747-6593.2000.tb00285.x.
[18] T. H. Nguyễn, T. T. Nguyễn, X. T. Nguyễn, S. H. Phùng, and T. X. T. Trần, “Nghiên cứu xử lý Amoni trong nước ngầm bằng công nghệ điện thẩm tách (EDR): Đề tài NCKH. QT.05.36,” 2005, Accessed: Apr. 27, 2022. [Online]. Available: http://repository.vnu.edu.vn/handle/VNU_123/21836 [19] L. Zhang et al., “Biodegradability enhancement of hydrolyzed
polyacrylamide wastewater by a combined Fenton-SBR treatment process,”
Bioresour. Technol., vol. 278, pp. 99–107, Apr. 2019, doi:
10.1016/j.biortech.2019.01.074.
[20] “Elevated Nitrite Occurrence in Biological Wastewater Treatment Systems Water Science & Technology | IWA Publishing.”
https://iwaponline.com/wst/article-abstract/17/2-3/409/22472/Elevated- Nitrite-Occurrence-in-Biological (accessed Apr. 27, 2022).
[21] B. Jeong and A. Gutowska, “Lessons from nature: Stimuli-responsive polymers and their biomedical applications,” Trends Biotechnol., vol. 20, no.
7, pp. 305–311, 2002, doi: 10.1016/S0167-7799(02)01962-5.
[22] R. K. Tubbs, “Sequence distribution of partially hydrolyzed poly(vinyl acetate),” J. Polym. Sci. [A1], vol. 4, no. 3, pp. 623–629, 1966, doi:
[23] A. M. Mathur, K. F. Hammonds, J. Klier, and A. B. Scranton, “Equilibrium swelling of poly (methacrylic acid-g-ethylene glycol) hydrogels. Effect of swelling medium and synthesis conditions,” J. Controlled Release,
vol. 54, no. 2, pp. 177–184, 1998, doi: 10.1016/S0168-3659(97)00186-7. [24] S. Araki, Y. Shirakura, H. Suzuki, and H. Yamamoto, “Synthesis of spherical porous cross-linked glutaraldehyde/poly (vinyl alcohol) hydrogels,”
J. Polym. Eng., vol. 36, no. 9, pp. 891–898, 2016, doi: 10.1515/polyeng-2015-
0413.
[25] P. Diep, “Salt-Induced Mesoscopic Aggregation of Polyvinyl Alcohol in Aqueous Solution,” Jan. 2015, Accessed: Aug. 13, 2019. [Online]. Available: https://repository.tcu.edu/handle/116099117/7320
[26] Phi, B. T., Tùng, N. T., Huệ, V. T., Bảo, T. T., Quang, N. M., Sơn, P. X., & Thuận, M. Đ. (2021)., “Tối ưu hóa cơng nghệ sản xuất tấm polyuretan dạng xốp thân thiện với môi trường trên dây truyền liên tục.”
[27] S. M. Kong, Y. Han, N.-I. Won, and Y. H. Na, “Polyurethane Sponge with a Modified Specific Surface for Repeatable Oil–Water Separation,” ACS
Omega, vol. 6, no. 49, pp. 33969–33975, Dec. 2021, doi:
10.1021/acsomega.1c05301.
[28] S. Guelcher et al., “Synthesis, In Vitro Degradation, and Mechanical
Properties of Two-Component Poly (Ester Urethane) Urea Scaffolds: Effects of Water and Polyol Composition,” Tissue Eng., vol. 13, no. 9, pp. 2321–2333, Sep. 2007, doi: 10.1089/ten.2006.0395.
[29] E. Dacewicz and J. Grzybowska-Pietras, “Polyurethane Foams for Domestic Sewage Treatment,” Materials, vol. 14, no. 4, p. 933, Feb. 2021, doi: 10.3390/ma14040933.
[30] “Practical Guide to Flexible Polyurethane Foams | Defonseka, Chris | download.” https://vn1lib.org/book/2336740/430524 (accessed May 13, 2022). [31] L. J. Gibson and M. F. Ashby, Cellular Solids: Structure and Properties. Cambridge University Press, 1999.
[32] E. A. Kamoun, X. Chen, M. S. Mohy Eldin, and E.-R. S. Kenawy, “Crosslinked poly (vinyl alcohol) hydrogels for wound dressing applications: A review of remarkably blended polymers,” Arab. J. Chem., vol. 8, no. 1, pp. 1–14, Jan. 2015, doi: 10.1016/j.arabjc.2014.07.005.
[33] “PVA-Gel Bioreactor | Kuraray aqua co., ltd.” https://www.kuraray- aqua.co.jp/en/product/pvagel.html (accessed Apr. 14, 2022).
[34] W. W. Eckenfelder, D. L. Ford, and A. J. Englande, Industrial Water Quality, Fourth Edition. 2009. Accessed: Jul. 22, 2020. [Online]. Available:
[35] G. Tchobanoglous, F. L. Burton, H. D. Stensel, M. & E. Inc, and F. Burton, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. McGraw-Hill
Education, 2003.
[36] Lê Hồng Việt và Nguyễn Võ Châu Ngân, Giáo trình xử lý nước thải.
Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ, 2014.
[37] Manh D. V., Hoa T. T., Thoan N. V., Anh D. T., Minh N. T., and Tuan L. M., “Combination between moving bed reactor and activated sludge process to remove high organic loading of seafood wastewater,” Vietnam J. Sci. Technol., vol. 55, no. 6, Art. no. 6, Dec. 2017, doi: 10.15625/2525-
2518/55/6/8316.
[38] Lê Nguyễn Tuyết Nguyên và Bùi Xuân Thành, “Ảnh hưởng của thời gian lưu nước đến hiệu quả khử chất hữu cơ và đặc tính bẩn màng của hệ thống sponge membrane bioreactor xử lý nước thải ao ni cá tra,” Tạp Chí Khoa Học Trường Đại Học Cần Thơ, vol. 29, pp. 45–50.
[39] S. Sirianuntapiboon and S. Yommee, “Application of a new type of moving biofilm in aerobic sequencing batch reactor (aerobic-SBR),” J. Environ. Manage., vol. 78, no. 2, pp. 149–156, Jan. 2006, doi:
10.1016/j.jenvman.2005.04.012.
[40] Phan Thị Kim Thủy và Trần Văn Quang, “Nghiên cứu đánh giá khả năng tăng tải trọng xử lý chất hữu cơ của các loại vật liệu đệm cho bể aeroten trong xử lý nước thải chế biến thủy sản,” Tạp Chí Khoa Học Và Cơng Nghệ Đại Học