4.3. Sự phân bố kích thước hạt, hình thái bề mặt, các thành phần nguyên tố, sinh khối và hoạt tính riêng của bùn anammox, AOB và NOB
4.3.5. Hoạt tính riêng của bùn anammox, AOB và NOB
Thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối anammox, AOB và NOB được thực hiện trước khi đưa bùn vào mô hình, ở trong giai đoạn làm giàu bùn và cuối giai đoạn làm giàu bùn trong bể IC.
Lần 1: Trước khi vận hành mô hình IC. Bùn hạt kị khí được thực hiện đánh giá hoạt tính anammox trước khi vận hành mô hình IC, kết quả nồng độ các thành phần nitơ trong thí nghiệm hoạt tính được thể hiện trong Hình 4.17.
Hình 4.17. Nồng độ các thành phần nitơ theo thời gian trong thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối của bùn hạt trước khi đưa vào mô hình IC
Lần 2: Ngày thứ 30 trong giai đoạn làm giàu bùn
Sau khi vận hành mô hình IC được 30 ngày ở tải trọng 2,0 kg N/m3.ngày, bùn hạt được lấy ra và thực hiện đánh giá hoạt tính sinh khối anammox, AOB và NOB. Kết quả nồng độ các thành phần trong thí nghiệm hoạt tính được thể hiện trong Hình 4.18.
y = -0.5857x + 58.6 y = -0.2571x + 78.629
y = 0.0229x + 6.5314
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 1 2 3
Nồng độ, mg N/L
Thời gian, giờ
NH4+ NO2- NO3-
Linear (NH4+) Linear (NO2-) Linear (NO3-)
a) AOB và NOB bùn hạt b) Anammox bùn hạt
Hình 4.18. Nồng độ các thành phần nitơ theo thời gian trong thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối của bùn hạt ở ngày vận hành thứ 30 của mô hình IC
Lần 3: Ngày thứ 72, cuối giai đoạn làm giàu bùn
Sau quá trình làm giàu anammox 72 ngày trong mô hình IC ở tải trọng 2,0 kg N/m3.ngày, bùn hạt được lấy ra thực hiện đánh giá hoạt tính sinh khối anammox, AOB và NOB, trước khi chuyển bùn qua mô hình CANON để vận hành.
a) AOB và NOB bùn hạt b) Anammox bùn hạt
Hình 4.19. Nồng độ các thành phần nitơ theo thời gian trong thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối của bùn hạt ở ngày thứ 72
y = -1.3357x + 52.489
y = 0.8679x - 0.1875
y = 0.375x - 0.2296 R² = 0.6796 0
10 20 30 40 50 60
0 1 2 3
Nồng độ, mg N/L
Thời gian (giờ)
NH4+ NO2-
NO3- Linear (NH4+)
Linear (NO2-) Linear (NO3-)
y = 0.05x + 38.532 y = -1.3271x + 57.091
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1 2 3
Nồng độ, mg N/L
Thời gian (giờ)
NH4+ NO2-
NO3- Linear (NH4+)
Linear (NO2-) Linear (NO3-)
y = 4.0814x - 0.195
y = 0.0507x + 0.0396 y = -5.5x + 52.85
0 10 20 30 40 50 60
0 1 2 3
Nồng độ, mg/L
Thời gian, h
NO2- NO3-
NH4+ Linear (NO2-)
Linear (NO3-) Linear (NH4+)
y = -12.364x + 83.193
y = -15.421x + 61.282
y = 0.3229x - 0.0186 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 1 2 3
Nồng độ, mg/L
Thời gian, h
NH4+ NO2-
NO3- Linear (NH4+)
Linear (NO2-) Linear (NO3-)
b. Thí nghiệm thích nghi trong bể phản ứng tầng sôi CANON
Lần 1: Ngày thứ 87 vận hành bể phản ứng tầng sôi CANON ở tải trọng NLR = 0,94 kg N/m3.ngày
Bùn hạt sau khi thích nghi trong bể phản ứng tầng sôi CANON với nước rỉ rác cũ ở ngày thứ 87, thực hiện đánh giá hoạt tính sinh khối của anammox, AOB, NOB.
a) AOB và NOB bùn hạt b) Anammox bùn hạt
Hình 4.20. Nồng độ các thành phần nitơ theo thời gian trong thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối của bùn hạt ở ngày thứ 87
Lần 2: Ngày thứ 254 vận hành bể phản ứng tầng sôi CANON ở tải trọng NLR = 0,29 kg N/m3.ngày
Thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối anammox, AOB và NOB được thực hiện sau ở đầu tải trọng 0,29 kg N/m3.ngày. Kết quả thí nghiệm được thể hiện trong các Hình 4.21 và Hình 4.22.
y = 11.949x - 0.6111
y = 2.5951x + 1.6186 y = -10.714x + 117.81
0 20 40 60 80 100 120 140
0 1 2 3
Nồng độ, mg/L
Thời gian, h
NO2- NO3-
NH4+ Linear (NO2-)
Linear (NO3-) Linear (NH4+)
y = -24.757x + 127.22 y = -9.9x + 116.05
y = 2.3864x + 2.1404 R² = 0.8076 0
20 40 60 80 100 120 140
0 1 2 3
Nồng độ, mg/L
Thời gian, h
NO2- NH4+
NO3- Linear (NO2-)
Linear (NH4+) Linear (NO3-)
a) AOB và NOB bùn hạt b) Anammox bùn hạt
Hình 4.21. Nồng độ các thành phần nitơ theo thời gian trong thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối của bùn hạt ở ngày thứ 254
a) AOB và NOB bùn bông b) Anammox bùn bông
Hình 4.22. Nồng độ các thành phần nitơ theo thời gian trong thí nghiệm đánh giá hoạt tính sinh khối của bùn bông ở ngày thứ 254
Từ kết quả các thí nghiệm, các hệ số góc của đường hồi quy thể hiện tốc độ loại bỏ ammonium và tốc độ nitrat sinh ra theo thời gian được sử dụng để xác định hoạt tính riêng của vi khuẩn anammox, AOB và NOB trên một đơn vị sinh khối. Kết quả hoạt tính của anammox, AOB và NOB được thể hiện trong Bảng 4.3.
y = -5.0257x + 65.273
y = -0.2479x + 1.1161
0 20 40 60 80
0 1 2 3
Nồng độ, mg N/L
Thời gian, giờ
NH4+ NO2-
NO3- Linear (NH4+)
Linear (NO2-) Linear (NO3-)
y = -8x + 77.2 y = -1.415x + 106.48
y = 1.7386x + 4.355
0 20 40 60 80 100 120
0 1 2 3
Nồng độ, mg N/L
Thời gian, giờ
NH4+ NO2-
NO3- Linear (NH4+)
Linear (NO2-) Linear (NO3-)
y = -4.32x + 90.5 R² = 0.6942
y = -0.0393x + 0.3789 R² = 0.5002
0 20 40 60 80 100
0 1 2 3
Nồng độ, mg N/L
Thời gian, giờ
NH4+ NO2-
NO3- Linear (NH4+)
y = 0.44x + 48.62 R² = 0.0772
y = -2.1271x + 112.84
y = -0.9329x + 6.135 R² = 0.1894
0 20 40 60 80 100 120
0 1 2 3
Nồng độ, mg N/L
Thời gian, giờ
NH4+ NO2-
NO3- Linear (NH4+)
Bảng 4.3. Kết quả hoạt tính riêng của vi khuẩn anammox, AOB và NOB trong thời gian làm giàu bùn và thích nghi
Ngày Tải trọng
kg N/m3.ngày Loại bùn SAA SAAOB SANOB
mg NH4+-N/gVSS.giờ mg NO3--N/ gVSS.giờ
1 - Bùn hạt 0 NA NA
30 2 Bùn hạt 0,0044 0,06 0,02
72 2 Bùn hạt 1,28 0,28 0,003
87 0,94 Bùn hạt 1,21 0,64 0,16
254 0,29 Bùn hạt 0,59 0,2 0,01
0,29 Bùn bông 0,46 2,2 0,02
Kết quả cho thấy bùn kỵ khí ban đầu không có hoạt tính anammox. Từ kết quả đánh giá hoạt tính sinh khối của vi khuẩn anammox (SAA), AOB (SAAOB) và NOB (SANOB) trong thời gian làm giàu bùn anammox cho thấy hoạt tính của anammox và AOB tăng dần ở tải trọng 0,94 kg N/m3.ngày và bắt đầu giảm ở tải trọng 0,64 và 0,29 kg N/m3.ngày.
Bảng 4.4. Tổng hợp SAAOB, SANOB và SAA trong giai đoạn làm giàu và thích nghi
Nước thải Bể phản ứng
Tải trọng (kg N/m3.ngày)
SAAOB
(mg NH4+N/
g VSS.giờ)
SAA (mg N2-N/
g VSS.giờ)
SAAOB
(mg NH4+N/
g VSS.giờ)
Tài liệu tham khảo Nước thải
latex cao su
OLAND
bioflocs 0,42 32,1 5,83 6,25 Hiển và
cộng sự (2017) OLAND
biofilm 0,42 13,3 8,33 4,58
Nước thải rỉ rác cũ
IC -
Anammox 9,52 ± 1,11 - 24,9 -
Nhật và cộng sự (2017) Nước thải
rỉ rác cũ PN - SBR
0,62 ± 0,03 33,0 - 1,3
Tuấn (2018)
0,69 ± 0,01 34,6 - 0,9
0,86 ± 0,03 43,8 - 0,8
0,9 ± 0,03 20,2 - 1,0
CANON 0,47 ± 0,07 10,3 4,4 0,13
Kết quả hoạt tính riêng của vi khuẩn anammox, AOB, NOB trong cả 2 thí nghiệm làm giàu bùn Anamox bằng mô hình tuần hoàn nội bộ IC và thích nghi với mô hình bể phản ứng tầng sôi CANON thấp hơn so với nghiên cứu của Hà (2018) với hoạt tính lớn nhất SAA= 6,25 mgNH4+-N/gVSS.giờ và nghiên cứu của Vy (2017) với SAA lớn nhất 5,41 mgNH4+- N/gVSS.giờ. SAA trong nghiên cứu này cũng thấp hơn hẳn so với nghiên cứu của Nhật và cộng sự (2017) với SAA= 24,9 mgNH4+-N/gVSS.giờ.
Nước thải
chăn nuôi 0,95 ± 0,11 11,5 5,41 0,06 Vy
(2017)
Nước thải
rỉ rác cũ CANON
0,19 ± 0,01 9,53 3,38 0,29
Hà (2018)
0,23 ± 0,04 16,2 5,27 0,32
0,41 ± 0,04 25,5 6,25 0,11
0,52 ± 0,59 - 4,35 -
0,28 ± 0,09 17,2 3,04 0,49
Nước thải sau PN-
SBR
IC - Anammox
GĐ làm giàu bùn (2 kg N/m3.ngày)
0,28 1,28 0,003
Nghiên cứu này Nước thải
rỉ rác cũ
Tầng sôi CANON
Giai đoạn thích nghi 0,94 kg N/m3.ngày
0,64 1,21 0,16
0,29 kg
N/m3.ngày Bùn hạt: 0,2 Bùn hạt:
0,59 0,01
Bùn bông:
2,2
Bùn bông:
0,46 0,02