CHƯƠNG V KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
V.1.2 Khảo sát 2: khảo sát nồng độ thích hợp mà Lục Bình cho kết quả xử
V.1.2.2 Các chỉ tiêu hóa sinh học của nước thải đầu ra
Qua quá trình thí nghiệm, pH của nước thải đầu vào thấp
(pH:4.2) do trong quá trình ủ, các quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra , chủ yếu là quá trình lên men axit của các tinh bột làm cho pH của nước giảm xuống. Tuy nhiên, pH này vẫn nằm trong giới hạn thích nghi của Lục Bình nên vẫn tiến hành thí nghiệm được
pH nước thải đầu ra ở mô hình đối chứng và thí nghiệm với bèo lục Bình đều giảm do Lục Bình và hệ vi sinh vật cộng sinh với Lục Bình thực hiện các chuyển hóa sinh hóa làm giảm pH (pH:6.78). pH của nước thải sau xử lý đều nằm trong quy chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT.
b. Biến đổi BOD5 của các nghiệm thức
BOD là lượng oxi cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có 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 ô nhiễm của nước thải. Sau quá trình thí nghiệm kết quả xử lý BOD5 được thống kê như sau:
Bảng V.3. Chỉ tiêu BOD5 của nước thải sau xử lý Mô hình có thả bèo Lục Bình
Nghiệm thức
BOD5 đầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
BOD5 H % BOD5 H % BOD5 H %
3% 163 72 56 58 64 37 77
5% 273 128 53 95 65 49 82
8% 434 195 55 142 67 75 83
10% 543 265 51 215 60 154 72
Mô hình đối chứng Nghiệm
thức
BOD5 đầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
BOD5 H % BOD5 H % BOD5 H %
3% 163 142 13 138 15 133 18
5% 273 246 10 238 13 227 17
8% 434 408 6 401 8 438 11
10% 543 523 4 518 5 506 7
Biểu đồ V.4. Biến thiên BOD ở nồng độ 8% Biểu đồ V.5. Biến thiên BOD ở nồng độ 10%
Biểu đồ V.3. Biến thiên BOD ở nồng độ 5% Biểu đồ V.2. Biến thiên BOD ở nồng độ 3%
Hình V.6. Biến thiên BOD ở nồng độ 5%
Hình V.5. Biến thiên BOD ở nồng độ 3%
Nhận xét:
Qua quá trình thí nghiệm, nhận thấy chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ở các nồng độ giảm nhanh trong 3 ngày đầu, tốc độ phân hủy chất hữu cơ giảm trong những ngày sau.
Hiệu quả xử lý chất hữu cơ tương đối cao. Trong đó hiệu quả xử lý ở nồng độ 5% và 8% trong 7 ngày là tốt nhất với hiệu suất lần lượt 82% và 83%.
Vì vậy, có thể nói rằng thời gian lưu nước càng lâu thì hiệu quả xử lý càng cao.
Thời gian lưu 3 ngày đạt 53%, 55%, thời gian lưu 5 ngày hiệu quả lần lượt là 65%, 67%. Việc loại bỏ chất hữu cơ một phần là do hoạt động của vi sinh vật hấp thu dưỡng chất, Nhưng phần lớn là nhờ thủy sinh thực vật tạo giá bám cho các vi sinh vật thực hiện vai trò của mình.
c. Biến đổi COD của các nghiệm thức
COD (nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong thành phần nước thải bằng phương pháp hóa học). COD là một trong những thông số quan trọng để khảo sát, đánh giá hiện trạng ô nhiễm và xác định hiệu quả của công trình xử lý nước thải. Qua quá trình thí nghiệm hàm lượng COD được thống kê như sau:
Hình V.7. Biến thiên BOD ở nồng độ 8% Hình V.8. Biến thiên BOD ở nồng độ 10%
Biểu đồ V.6. Biến thiên COD ở nồng độ 3% Biểu đồ V.7. Biến thiên COD ở nồng độ 5%
Bảng V.4. Chỉ tiêu COD của nước thải sau xử lý Mô hình có thả bèo Lục Bình
Nghiệm thức
CODđầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
COD H % COD H % COD H %
3% 304 87 71 42 86 25 92
5% 506 189 63 127 75 66 87
8% 810 358 56 169 79 148 82
10% 1012 538 47 315 69 256 75
Mô hình đối chứng Nghiệm
thức
CODđầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
COD H % COD H % COD H %
3% 304 282 7 279 8 270 11
5% 506 479 5 471 7 452 11
8% 810 783 3 765 6 755 7
10% 1012 985 3 974 4 953 6
Biểu đồ V.8. Biến thiên COD ở nồng độ 8% Biểu đồ V.9. Biến thiên COD ở nồng độ 10%
Nhận xét:
Hiệu quả xử lý COD của bèo Lục Bình tương đối cao, dao động từ 75- 92%. Hàm lượng COD giảm nhanh trong 3 ngày đầu với hiệu suất xử lý lần lượt là 47-71% và giảm dần trong những ngày sau: trong thời gian lưu 5 ngày thì hiệu suất 69-86%, 7 ngày là 75-92%. Chất hữu cơ giảm là do hệ vi sinh vật quanh rễ hấp thu, chuyển hóa thành sinh khối và bay hơi qua bề mặt lá.
Hiệu quả xử lý COD cao nhất là ở nồng độ 3%, ở nồng độ này Lục Bình dễ dàng thích nghi vối môi trường nước thải và phát triển nhanh, lá xanh tươi
Hình V.9. Biến thiên COD ở nồng độ 3% Hình V.10. Biến thiên COD ở nồng độ 5%
Hình V.11. Biến thiên COD ở nồng độ 8% Hình V.12. Biến thiên COD ở nồng độ 10%
Biểu đồ V.10. Biến thiên N ở nồng độ 3% Biểu đồ V.11. Biến thiên N ở nồng độ 5%
tốt. Hiệu quả xử lý COD thấp nhất là ở nồng độ 10%, vì đây là nồng độ nước thải cao nhất, cây chậm phát triển, chứng tỏ rằng khả năng hấp thu chất dinh dưỡng của cây từ nước thải ở nồng độ này ít.
d. Biến đổi N tổng của các nghiệm thức
Nitơ là thành phần của protein và acid nucleic trong tế bào vi sinh vật, động vật và thực vật. Tuy nhiên nếu hàm lượng nitơ trong nước quá cao sẽ gây độc ảnh hưởng đến động vật và con người. Ngoài ra hàm lượng nitơ quá cao khi thải ra môi trường ngoài sẽ gây hiện tượng phú dưỡng hóa, tảo nở hoa…Do vậy, cần phải loại bò hàm lượng N trong nước trước khi thải ra ngoài môi trường. Hàm lượng N của nước thải sau khi xử lý đạt kết quả như sau:
Bảng V.5 Chỉ tiêu N tổng của nước thải sau khi xử lý.
Mô hình có thả bèo Lục Bình Nghiệm
thức
N tổngđầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
N H % N H % N H %
3% 10,23 1,73 83 0,91 91 0,53 95
5% 17,05 3,56 79 2,16 87 1,14 93
8% 27,28 8,72 68 2,53 91 0,81 97
10% 34,10 8,11 76 4,51 87 3,02 91
Mô hình đối chứng Nghiệm
thức
N tổngđầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
N H % N H % N H %
3% 10,23 8,85 14 8,54 17 8,31 20
5% 17,05 14,83 13 14,36 16 13,94 18
8% 27,28 24,51 10 24,11 11 23,39 15
10% 34,10 31,92 6 31,38 8 30,63 10
Biểu đồ V.12. Biến thiên N ở nồng độ 8%
Hình V.15. Biến thiên N ở nồng độ 8% Hình V.16. Biến thiên N ở nồng độ 10%
Biểu đồ V.13. Biến thiên N ở nồng độ 10%
Hình V.13. Biến thiên N ở nồng độ 3% Hình V.14. Biến thiên N ở nồng độ 5%
Nhận xét:
Hiệu quả xử lý N tổng từ mô hình thí nghiệm khá cao (97%), nồng độ tốt nhất sau xử lý giảm xuống còn 0,81 mg/l. Trong 3 ngày đầu, hàm lượng N tổng giảm nhanh khoảng 76-83%, ngày lưu nước thứ 5 thì N tổng vẫn tiếp tục giảm xuống còn khoảng 87-91% so với hàm lượng đầu vào. Tuy nhiên sau 7 ngày lưu nước thì tốc độ xử lý N tổng có giảm so với những ngày đầu xử lý.
Hiệu quả xử lý N tổng cao nhất là ở nồng độ 8%, và thấp nhất là ở nồng độ 10%. Hiệu quả xử lý ở mô hình có thả Lục Bình tốt hơn rất nhiều so với mô hình đối chứng không có Lục Bình. Chứng tỏ Lục Bình đã hấp thụ Nitơ và chuyển hóa thành sinh khối rất tốt.
Hàm lượng N tổng giảm do ammonia chuyển hóa thành các hợp chất Nitrat, hấp thu các chất dinh dưỡng trong nước thải, ngoài ra còn do nhiệt độ môi trường, phản ứng hóa học chuyển thành các chất bay hoi (N2).
e. Biến đổi Phospho ở các nghiệm thức
Cũng giống như Nitơ, phospho là một nguyên tố quan trọng đối với sự phát triển của thực vật và vi sinh vật. Việc thải chất dinh dưỡng này với nồng độ cao vào môi trường tự nhiên làm tăng sự phát triển của tảo và dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa trong các hồ và sông suối. Sau thời gian thí nghiệm, hàm lượng của phospho được trình bày trong bảng sau:
Biểu đồ V.14. Biến thiên P ở nồng độ 3% Biểu đồ V.15. Biến thiên P ở nồng độ 5%
Bảng V.6. Chỉ tiêu Phospho tổng của nước thải sau khi xử lý.
Mô hình có thả bèo Lục Bình Nghiệm
thức
P tổngđầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
P H % P H % P H %
3% 1,50 0,31 79 0,13 92 0,08 95
5% 2,50 0,73 72 0,42 83 0,23 91
8% 4,00 1,21 70 0,75 81 0,53 87
10% 5,00 1,40 72 1,05 79 0,75 85
Mô hình đối chứng Nghiệm
thức
P tổngđầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
P H % P H % P H %
3% 1,50 1,38 8 1,32 11 1,30 13
5% 2,50 2,38 5 2,35 6 2,31 8
8% 4,00 3,87 3 3,80 5 3,76 6
10% 5,00 4,93 1 4,89 2 4,78 4
Biểu đồ V.16. Biến thiên P ở nồng độ 8% Biểu đồ V.17. Biến thiên P ở nồng độ 10%
Hình V.17. Biến thiên P ở nồng độ 3% Hình V.18. Biến thiên P ở nồng độ 5%
Hình V.19. Biến thiên P ở nồng độ 8% Hình V.20. Biến thiên P ở nồng độ 10%
Nhận xét:
Phospho trong nước thải được khử đi do các thủy sinh thực vật hấp thụ qua cơ thể thực vật hoặc kết tủa. Trong đó khử phospho bằng hiện tượng kết tủa và hấp thụ góp phần quan trọng nhất. Quá trình hấp thụ và kết tủa phụ thuộc vào các nhân tố như là pH, khả năng oxy hóa khử, hàm lượng sắt, nhôm, canxi…
Hiệu suất xử lý của quá trình này đạt hiệu quả khá cao trong ngày thứ 7 từ 85-95%. Hiệu quả xử lý phospho cao nhất ở nồng độ 3% đạt hiệu suất 95%, do nồng độ đầu vào của nồng độ này tương đối thấp 1,5 mg/l và thấp nhất ở nồng độ 10%. Phospho sẽ được loại bỏ khỏi hệ thống qua việc thu hoạch các thủy sinh thực vật, vén bùn lắng ở đáy, làm cho phospho được tách ra.
Hàm lượng phospho trong mô hình đối chứng giảm không đáng kể so với mô hình có thả Lục Bình. Do trong mô hình thực vật hàm lượng phospho được cây hấp thụ ở dạng khác nhau như HPO42- và H2PO4-.
f. Biến đổi SS của các nghiệm thức
Sau tiến trình vận hành mô hình thí nghiệm, hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước giảm như sau:
Bảng V. 7Chỉ tiêu SS của nước thải sau khi xử lý
Biểu đồ V.18. Biến thiên SS ở nồng độ 3% Biểu đồ V.19. Biến thiên SS ở nồng độ 5%
Mô hình có thả bèo Lục Bình Nghiệm
thức
SS đầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
SS H % SS H % SS H %
3% 71,7 18,50 74 14,35 80 8,23 89
5% 119,5 50,27 58 38,15 68 25,13 79
8% 191,2 86,25 55 73,46 62 55,28 70
10% 239,0 136,11 43 124,25 48 108,30 55
Mô hình đối chứng Nghiệm
thức
SS đầu vào (mg/l)
3 ngày 5 ngày 7 ngày
SS H % SS H % SS H %
3% 71,7 65,22 9 62,51 11 61,80 14
5% 119,5 112,25 6 109,50 8 105,45 12
8% 191,2 184,20 4 182,81 5 178,51 7
10% 239,0 230,61 3 227,43 5 224,50 6
Biểu đồ V.20. Biến thiên SS ở nồng độ 8% Biểu đồ V.21. Biến thiên SS ở nồng độ 10%
Hình V.21. Biến thiên SS ở nồng độ 3% Hình V.22. Biến thiên SS ở nồng độ 5%
Hình V.23. Biến thiên SS ở nồng độ 8% Hình V.24. Biến thiên SS ở nồng độ 10%
Nhận xét:
Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải khá cao nhưng sau quá trình thí nghiệm thì hàm lượng SS được loại bỏ đáng kể với hiệu suất từ 55-89%. Ở nồng độ 3% thì SS được loại bỏ 89%, nhưng ở nồng độ 10% thì hiệu suất chỉ đạt trên dưới 55%, do chất rắn lơ lửng lắng xuống đáy trong quá trình xử lý cùng với sự phân hủy của các vi sinh vật, thực vật đóng vai trò không đáng kể trong quá trình loại bỏ chất rắn.
g. Cyanua
Trong quá trình thí nghiệm có khảo sát chỉ tiêu Cyanua nhưng không thấy có sự thay đổi đáng trong trong quá trình xử lý.