Hình 3.1. Sự biến đổi chỉ số DO trong quá trình thí nghiệm thích nghi Nhận xét:
DO có sự giao động lớn ở các bể. Nông độ DO dòng vào thấp có giá trị trung bình 4,11 mg/l, nồng độ DO trong bể thiếu khí có giá trị cao trong hai ngày đầu (trung bình 3 mg/l) tuy nhiên từ ngày thứ 3 thì giảm mạnh và đến ngày thứ 8 thì ổn định có giá trị trung bình 0,35 mg/l. Nguyên nhân có thể là do những ngày đầu hệ vi sinh chưa ổn định, quá trình phân hủy chưa diễn ra mạnh. Nồng độ DO trong bể hiếu khí trung bình 4.14 mg/l, nồng độ DO có giá trị lớn ở 3 ngày đầu tiên là do việc điều chỉnh chủ động lưu lượng khí vào bể. Nồng độ DO dòng ra tương đối ổn định với giá trị trung bình 3.69 mg/l.
3.1.2. Chỉ số pH
Hình 3.2. Sự biến đổi chỉ số pH trong quá trình thí nghiệm thích nghi Chỉ số pH ít có sự giao động trong quá trình thí nghiệm. Trong đó pH của nước vào có giá trị thấp nhất, trung bình 5,48; pH tại bể thiếu khí có giá trị trung bình 6,67; pH ở bể hiếu khí có giá trị thấp hơn với mức trung bình 6,63; pH ở dòng ra có giá trị cao nhất, trung bình 7,08. Nguyên nhân dẫn tới sự khác nhau này là do quá trình sinh học diễn ra ở các bể là khác nhau.
Trong bể MBBR hiếu khí xảy ra đồng thời nhiều phản ứng khác nhau: phản ứng amonification, nitrification, denitrification, trùng ngưng và phân hủy Phospho trong tế bào vi sinh, tổng hợp tế bào mới và phân hủy chất hữu cơ. Do đó, sau bể MBBR hiếu khí, pH của nước thải biến đổi phức tạp và luôn tăng so với pH trong nước thải đầu vào và sau bể thiếu khí, điều này chứng tỏ HCO3-mất đi hay lượng ion H+ sinh ra trong nước thải từ quá trình nitrification để thực hiện quá trình nitrification và tổng hợp tế bào vi sinh mới nhỏ hơn so với lượng ion OH-sinh ra từ quá trình denitrification, quá trình trùng ngưng photphate đơn tồn tại trong nước thải ở vùng hiếu khí trong lớp màng biofilm và quá trình chuyển hóa Nitơ hữu cơ chuyển hóa thành Nitơ amonia ở vùng thiếu khí trong trong lớp màng biofilm sinh ra lượng amonia làm tăng pH của nước thải.
* Các phản ứng làm giảm pH của nước thải:
+ Oxy hóa amonia:
NH4+ + 3/2 O2 → NO2- + 2 H+ + H2O NO2- + 1/2 O2 = NO3-
+ Tổng hợp:
NH4+ + 2 O2 → NO3-+ 2 H+ + H2O + Tổng hợp tế bào vi sinh mới:
1,02NH4+ + 1,89 O2 + 2,02HCO3- → 0,021 C5H7O2N + 2,02NO3- + 1,92 H2CO3 + 1,06H2O
* Các phản ứng làm tăng pH của nước thải:
+ Khử nitrat:
NO3- + Cacbon hữu cơ → CO2 + N2 + H2O + OH- + Trùng ngưng photphate đơn tồn tại trong nước thải:
C2H4O2 + 0,16NH4+ + 1,2O2 + 0,2 PO43- → 0,16C5H7O2N + 1,2CO2 + 0,2 (HPO3) + 0,44 OH- + 1,44H2O
3.1.3. Chỉ số MLSS
Hình 3.3. Sự biến đổi chỉ số MLSS trong quá trình thí nghiệm thích nghi Chỉ số MLSS trong 2 bể thiếu khí và hiếu khí lần khoảng 5.000 mg/l là men
vi sinh được bổ sung ngay từ đầu thiết lập thí nghiệm. Bắt đầu quá trình thí nghiệm thích nghi, trong 5 ngày đầu chỉ số MLSS giảm mạnh sau đó tăng dần và ổn định ở từng cuối giai đoạn. Cuối giai đoạn 3 MLSS ở 2 bể khoảng 5.500-6.000 mg/l. Chỉ số MLSS ở bể thiếu khí lớn hơn khá nhiều bể hiếu khí tuy nhiên hàm lượng bùn hoạt tính bám dính trên bề mặt giá thể bể hiếu khí lại lớn hơn nhiều bể thiếu khí.
Chỉ số MLSS tăng dần và ổn định ở cuối từng giai đoạn cho thấy hệ vi sinh hoạt động ổn định với tải lượng chất đầu vào ở từng thời kỳ.
3.1.4. Diễn biến sự biến đổi chỉ số COD
Hình 3.4. Sự biến đổi chỉ số COD trong quá trình thí nghiệm thích nghi Kết quả thí nghiệm cho thấy sự biến đổi chỉ số COD trước và sau xử lý khá cao (hiệu suất trung bình 90 %) và rất ổn định trong khoảng tải lượng thí nghiệm.
Sự thay đổi chỉ số này chứng tỏ hiệu quả xử lý COD ổn định từ ngày thứ 6 quá trình thí nghiệm, đồng thời cũng là thời gian giá thể hình thành lớp màng vi sinh bám dính. Kết quả cũng cho thấy việc thay đổi tải lượng trong khoảng 0,5-1 kgCOD/m3/ngày không ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý của thiết bị.
Nhận xét:
Sau quá trình thí nghiệm thích nghi cho thấy chỉ số DO, pH khá ổn định và chỉ số MLSS đạt ổn định trong 2 bể thiếu khí và hiếu khí là 5000-6000 mg/l; sự biến đổi COD cũng đạt hiệu suất xử lý khá cao cho nên thí nghiệm đảm bảo cho tiến hành nghiên cứu tiếp theo.