CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ BÀN LUẬN
3.2. GIAI ĐOẠN TĂNG TẢI
3.2.1. Hiệu quả xử lý COD qua từng tải trọng
Thời gian (ngày)
COD vào COD ra (ICEAS-SBR) -o- COD ra (ICEAS-MBSBR)
Hình 3-3 Sự biến đểi nồng độ COD đầu vào, đầu ra của mô hình ICEAS - SBR và mô hình ỈCEAS - MBSBR qua từng tải trọng
Hình 3-4 Sự biến đổi nồng độ COD đầu vào, hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS - SBR và mô hình ICEAS - MBSBR qua từng tải trọng
Hình 3.3 và hình 3.4 thể hiện sự hiến thiên nồng độ đầu vào, ra và hiệu suất xử lý COD của mô hình ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR ở các tải trọng hữu cơ tăng dần từ 0,5 - 2,5 kgCOD/m3.ngày. Nồng độ COD của nước thải đầu vào ở các tải trọng được tăng lên từ 330 - 975mg/l. Hiệu suất xử lý COD ở các tải trọng hữu cơ được trình bày trong bảng 3.1.
Bảng 3-2 Kết quả loại bỏ COD tại các tải trọng hữu cơ
Tải trọng, kgCOD/
m3.ngày COD vào, mg/I
COD ra, mgâ (ICEAS-SBR)
COD ra, mg/l (ICEAS- MBSBR)
Hiệu suất, % (ICEAS-SBR)
Hiệu suất, % (ICEAS- MBSBR)
0,5 335,6 + 5,2 53,6 ±30,7 43,6 ±25,9 84,13 ±8,94 87,07 ± 7,58 1,0 495,1 ± 14,9 38,3 ± 5,7 34,5 ± 7,2 92,26 ±1,08 93,04 ±1,33 1,5 719,5 ± 13,6 76,7 ± 3,0 74,4 ±3,0 89,34 ±0,43 89,65 ±0,46 2,0 802,0 +16,3 90,5 ±3,9 85,0 ±2,5 88,72 ±0,47 89,39 ±0,42 2,5 937,7 + 22,7 167,0 ±17,4 143,7 ± 14,2 82,20 ± 1,74 84,70 ± 1,32
Thời gian (ngày)
COD vào Hiệu suất (ICEAS-SBR) Hiệu suất (ICEAS-MBSBR)
48
Nhân xét:
Hai mô hình cùng được khởi động ở tải trọng thích nghi 0,5 kgCOD/m3.ngày, tương ứng với nồng độ COD đầu vào 335,6 ± 5,2 mg/1 và thể tích làm việc của mô hình là 18 lít.
Trong giai đoạn thích nghi, bùn của 2 mô hình ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR thích nghi và tăng trưởng tốt đạt hiệu suất loại bỏ COD cuối giai đoạn thích nghi là 92,54%;
92,84% với nồng độ COD đầu ra là 25 mg/1; 24 mg/1 và dưới giới hạn cột A của QCVN 40:2011/BTNMT. Nghiên cứu tiếp tục khảo sát các tải trọng tiếp theo cụ thể như sau:
a) Tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày
Thời gian (ngày)
CODvào Hiệu suất (ICEAS-SBR) —ũ—Hiệu suất (ICEAS-MBSBR)
Hình 3-5 Hiệu quả loại bỏ COD của mô hĩnh ICEAS — SBR và mô hĩnh ICEAS — MBSBR ở tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày
Trong giai đoạn này với nồng độ COD đầu vào là 495,1 ± 14,9 mg/1 ứng với thời gian lưu 12,5 giờ. Hiệu quả loại bỏ COD của 2 mô hình cao và ổn định với hiệu suất từ 90,00% đến 94,90%; nồng độ COD đầu ra đạt dưới 50 mg/1. Trong giai đoạn này nồng độ COD đầu ra đạt quy chuẩn cột A của QCVN 40:2011/BTNMT.
Nhận thấy khi vận hành quá trình ở tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày, mô hình ICEAS - MBSBR đạt hiệu quả loại bỏ COD tương đối cao hơn so với mô hình ICEAS - SBR.
Tương ứng với nồng độ COD trung bình đầu ra của từng mô hình là 38,3mg/l và 34,5mg/l.
Việc sử dụng giá thể Mutag Biochip ™ đã góp phần làm tăng hiệu quả khử COD nhung sự chênh lệch này là không đáng kể.
b) Tải trọng 1,5 kgCOD/m3.ngày
49
Thời gian (ngày)
COD vào Hiệu suất (ICEAS-SBR) -o- Hiệu suất (ICEAS-MBSBR)
Hình 3-6 Hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS - SBR và mô hình ỈCEAS - MBSBR ở tải trọng 1,5 kgCOD/m3,ngày
Trong giai đoạn này với nồng độ COD đầu vào là 719,5 ± 13,6mg/l ứng với thời gian lưu 11,5 giờ. Hiệu suất loại bỏ COD của 2 mô hình cỏ phần giảm so với ở tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày. Tuy nhiên, quá trình vẫn đạt hiệu quả cao và ổn định với hiệu suất trung bình 89,34% và 89,47% tương ứng với mô hình ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR;
nồng độ COD đầu ra đạt dưới 82mg/l. Trong giai đoạn này nồng độ COD đầu ra vẫn đạt được quy chuẩn cột B theo QCVN 40:2011ZBTNMT.
Nhận thấy khi vận hành quá trình ở tải trọng 1,5 kgCOD/m3.ngày, mô hình ICEAS - MBSBR vẫn đạt hiệu quả loại bỏ COD tương đối cao hơn so với mô hình ICEAS - SBR.
Tương ứng với nồng độ COD trung bình đàu ra của từng mô hình là 74,4mg/l và 76,7mg/l, sự chênh lệch vẫn là không đáng kể.
50
c) Tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày
Hình 3-7 Hiệu quả loại bỏ COĐ của mô hình ỈCEAS - SBR và mô hình ICEAS - MBSBR ở tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày
Trong giai đoạn này với nồng độ COD đầu vào là 802,0 ± 16,3mg/l ứng với thời gian lưu 9,5 giờ. Hiệu suất loại bỏ COD của 2 mô hình tiếp tục giảm so với tải trọng trước.
Quá trình tiếp tục đạt hiệu quả cao và ổn định với hiệu suất trung bình 88,72% và 89,39%
tương ứng với mô hình ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR; nồng độ COD đầu ra đạt dưới 98mg/l. Trong giai đoạn này nồng độ COD đầu ra vẫn đạt được quy chuẩn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT.
Nhận thấy khi vận hành quá trình ở tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày, mô hình ICEAS - MBSBR vẫn đạt hiệu quả loại bỏ COD tương đối cao hơn so với mô hình ICEAS - SBR.
Tuy vậy, nếu tiệp tục tăng tải 2 mô hình sẽ bị quá tải và làm COD đầu ra không đạt quy chuẩn cột B QCVN 40:2011/BTNMT.
COD vào
Thời gian (ngày)
Hiệu suất (ICEAS-SBR) Hiệu suất (ICEAS-MBSBR)
51
d) Tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày
Hình 3-8 Hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS - SBR và mô hình ICEAS - MBSBRỞtải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày
Trong giai đoạn này với nồng độ COD đầu vào là 937,7 ± 22,7mg/l ứng với thời gian lưu 9 giờ. Hiệu quả loại bỏ COD của 2 mô hình giảm mạnh và không ổn định, nồng độ COD đầu ra dao động lớn. Quá trình có hiệu suất trung bình là 82,20% và 84,70% tương ứng với mô hình ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR; nồng độ COD đầu ra ữong khoảng 125mg/ỉ đến 196mg/l. Trong giai đoạn này nồng độ COD đầu ra của 2 mô hình đã vượt quy chuẩn cột B QCVN 40:2011ZBTNMT.
Nhận thấy khi vận hành quá trình ở tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày, 2 mô hình đã bị quá tải dẫn đến nồng độ COD đầu ra cao, bùn vẫn thích nghi được ở tải trọng này. Mô hình ICEAS - MBSBR tiếp tục cho hiệu quả loại bỏ COD cao hơn so với mô hình ICEAS-SBR.
Từ các kết quả thu được cho thấy rằng hiệu quả xử lý giảm dần khỉ tăng tải trọng hữu cơ. Khi vận hành giai đoạn tải trọng l,OkgCOD/m3.ngày hiệu suất loại bỏ COD của 2 mô là cao nhất. Trong các trường hợp tăng tải dưới 2,OkgCOD/m3 2 mô hình vẫn ổn định và hiệu quả loại bỏ đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT. Việc sử dụng giá thể Mutag Biochip
™ có thể sử dụng cho các hệ thống ICEAS - SBR gặp sự cố khi nồng độ COD đầu ra vượt mức cho phép ở mức thấp.
Thời gian (ngày)
COD vào —Ểr- Hiệu suất (ICEAS-SBR) -ũ- Hiệu suất (ICEAS-MBSBR)
52
KgCDD/m3.ngày
■ ICEAS - SBR ■ ICEAS - MBSBR
Hình 3-9 Hiệu quả loại bỏ COD của 1CEẢS - MBSBR so sánh với ICEAS - SBR Hình 3.9 thể hiện hiệu quả xử lý COD của mô hình ICEAS - MBSBR và so sánh với ICEAS - SBR. Nhìn chung hiệu quả xử lý của mô hình ICEAS - MBSBR luôn đạt cao hom so với ICEAS - SBR trong suốt quá trình vận hành. Ở tải trọng 1,0; 1,5; 2,0 kgCOD/m3.ngày sự khác biệt giữa ICEAS - MBSBR và ICEAS - SBR là không nhiều. Ở tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày mô hình ICEAS - MBSBR cỏ hiệu quả vượt trội hom so với mô hình ICEAS - SBR. Từ đây cho thấy, khả năng xử lý của ICEAS - MBSBR là hiệu quả hom so với ICEAS - SBR, có thể nói rằng chế độ sục khí ngắt quảng đỏng vai trò quan trọng hom so với quá trình sinh trưởng phát triển sinh học để xử lý COD.
53
Hình 3-10 Sự biến đổi nồng độ đầu vảo, đầu ra và hiệu suất loại bỏ ammonia của 2 mô hình
Trong quá trình chuyển hóa, nitơ hữu cơ được phân hủy thành ammonia. Ammonia một phần sẽ đi vào trong tế bào vỉ sinh vật để tham gia vào quá trình xây dựng tế bào, một phần lớn sẽ được chuyển hóa thành nitrit và nitrat trong điều kiện có oxy, nỉtrìt và nitrat cũng được sử dụng để xây dựng tế bào, tuy nhiên, phần lổn nỉtrit và nitrat bị vỉ khuẩn tùy nghỉ sống trong điều kiện thiếu khí sử dụng là chất nhận điện tử trong phản ứng thu năng lượng của chúng, đồng thời giải phóng nỉtơ về dạng phân tử và thoát ra khỏi môi trường nước. Sau so ngày vận hành, hiệu quả loại bỏ ammonia trong nước thải đầu vào của mô hình ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR ở các tải trọng khác nhau được trình bày trong hình 3.10. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình có khả năng xử lý ammonia đạt hiệu quả cao. Điều này có thể được giải thích là do quá sục khí ngắt quảng làm tăng nhóm vỉ khuẩn oxy hóa ammonia.
Ở tải trọng 0,50 kgCOD/m3.ngày, hiệu quả xử lý ammonia 2 mô hình thu được tương đối bằng nhau với giá trị cuối giai đoạn vận hành là 88,46% và 88,59%. Nhìn chung, hiệu quả xử lý Ammonia của mô hình ICEAS - MBSBR tốt hơn mô hình ICEAS -SBR.