CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2.2. Hiệu suất xử lý Nitơ
a. Hiệu quả xử lý amoni
Nồng độ NH4+ trong nước thải đầu vào, trong nước thải sau xử lý và hiệu suất xử lý N – NH4+ ở hai chế độ thí nghiệm được thể hiện trên Hình 8.
Dựa vào biểu đồ có thể nhận thấy các chu kỳ sục khí – ngừng sục khí luân phiên khác nhau có ảnh hưởng khá rõ rệt đến hiệu suất xử lý N – NH4+. Trong chế độ khởi động, hiệu quả xử lý N – NH4+ từ những ngày đầu là rất thấp, gần như không xử lý được. Trong 3 ngày đầu tiên, hiệu suất xử lý chỉ đạt 5 – 8%. Nguyên nhân của việc không xử lý được N – NH4+ trong nước thải của hệ thí nghiệm được cho là pH trong bể phản ứng quá thấp 5,5 – 6,0 không tạo được điều kiện tối ưu cho q trình nitrat hóa. Vì vậy, trong quá trình thực nghiệm sau này đã lưu ý đến việc điều chỉnh pH nước thải đầu vào và trong bể phản ứng. Trong 3 ngày tiếp theo (ngày thứ 4 đến ngày thứ 6), mặc dù đã điều chỉnh pH cho phù hợp nhưng hiệu suất xử lý mang lại vẫn gần như không thay đổi, chỉ đạt từ 10 – 12%. Nguyên nhân tiếp theo được xác định ở đây là do thiếu nguồn dinh dưỡng photpho cho quá trình xử lý vi sinh, bùn gặp phải tình trạng khó lắng. Chính vì vậy, trong những ngày tiếp theo đã bổ sung thành phần photpho trong nước thải đầu vào. Kể từ ngày thứ 7 sau khi đã đồng thời điều chỉnh pH và bổ sung photpho, hiệu suất xử lý N – NH4+ đạt được đã có dấu
Hình 8. Nồng độ N – NH4+ đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý ở các chế độ khác nhau
hiệu khả quan hơn 46 – 60%. Tuy hiệu suất xử lý đã tăng nhiều so với những ngày đầu vận hành nhưng kết quả đạt được chưa thực sự cao. Điều này có thể giải thích là do thời gian sục khí trong chế độ khởi động vẫn chưa đủ cho q trình nitrat hóa xảy ra hồn tồn (90 phút). Từ đó, chế độ thí nghiệm về sau đã được chuyển sang 6 giờ/chu trình làm việc với thời gian sục khí tăng lần lượt là 3 giờ và 4 giờ. Sau quá trình thay đổi chế độ, dễ dàng nhận thấy qua biểu đồ hiệu quả xử lý N – NH4+ đã được cải thiện đáng kể. Hiệu suất xử lý N – NH4+
trong chế độ 1 dao động trong khoảng 60 – 75% trong khi đó chế độ 2 đạt kết quả tốt hơn 72 – 82% (với cùng tải trọng NH4+).
b. Hiệu quả xử lý T – N
Nồng độ T – N đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý T – N của các chế độ thí nghiệm được thể hiện trên Hình 9.
Kết quả trên Hình 9 cho thấy, chu kỳ sục khí – ngừng sục khí khác nhau có ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý T – N. Trong chế độ khởi động, hiệu suất xử lý T – N đạt 47 – 60% trong những ngày ổn định, những ngày đầu vận hành chưa điều chỉnh pH và bổ sung photpho thì hiệu quả xử lý còn rất thấp. Khi chuyển sang vận hành chế độ 1, hiệu suất xử lý T – N đã tăng lên rõ rệt, dao động trong khoảng 60 – 75%. Điều này có thể giải thích do thời gian sục khí trong chế độ 1 lâu hơn chế độ khởi động (3 giờ và 1,5 giờ), thời gian lưu nước lâu hơn (2 ngày và 1 ngày) nên hiệu quả xử lý tốt hơn. Hiệu quả xử lý đạt được
ở chế độ 2 là khả quan hơn cả (72 – 82% khi so sánh với cùng tải trọng) do thời gian sục khí trong chế độ 2 lâu hơn so với chế độ 1 (4 giờ và 3 giờ) nên q trình nitrat hóa hiệu quả hơn.
So sánh kết quả của nghiên cứu này với các nghiên cứu liên quan khác được thể hiện trên Bảng 4.
Bảng 4. So sánh hiệu quả xử lý T – N với các nghiên cứu khác Tác giả Hiệu suất xử lý (%) Chu trình xử lý (giờ)
Trần Thị Thu Lan (2013) 99,0 12
Kousei Sasaki (1994) 89,4 2
Yang P. Y. (1999) 92,4 6
Koottatep S. (1994) 45,0 12
Katsuto Inomae (1987) 81,0 0,75
Nghiên cứu này 78,1 12
c. Sự chuyển hóa nitrat và nitrit của quá trình
Sự thay đổi tổng nồng độ nitrat và nitrit trong hệ thí nghiệm ở hai chế độ được thể hiện trên Hình 10.
Nếu quá trình khử nitrit và nitrat trong các giai đoạn thiếu khí xảy ra khơng triệt để, Nitơ sẽ tích tụ lại trong hệ dưới dạng nitrit và nitrat (là sản phẩm của q trình nitrat hóa amoni). Nếu nồng độ tích lũy lại trong hệ lớn sẽ dẫn đến ức chế quá trình khử nitrat. Kết quả trên Hình 10 cho ta thấy thời gian sục khí – ngừng sục khí khơng ảnh hưởng đến q trình chuyển hóa nitrat và nitrit trong hệ (khi xem xét với cùng tải trọng T – N). Điều này có thể giải thích là do nồng độ N – NH4+ đầu vào tương đối thấp (120 – 170 mg/l) trong giai đoạn