Chương 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
4.1. Hiệu suất xử lý của mô hình FWS
COD là một trong những đặc trưng để kiểm tra ô nhiễm nguồn nước thải, nó thể hiện lượng chất hữu cơ có thể bị oxi hóa theo con đường hóa học. Nước thải dệt nhuộm có hàm lượng chất hữu cơ cao. Chất hữu cơ trong nước thải được VSV trong hệ thống ĐNNNT bao gồm cả VSV tự do và VSV cố định phân giải thành CO2 và H2O. Lượng oxy thoát ra từ vùng rễ của cây đã cung cấp cho quá trình oxi hóa và giải độc cho vùng rễ. Khả năng làm giảm COD bởi sự oxi hóa và phân giải của VSV được thể hiện qua Đồ thị 4.1.
0 100 200 300 400 500 600 700
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Thời gian (ngày thứ)
Hàm lượng COD (mg/L)
Đầu vào Đầu ra
Đồ thị 4.1. Sự biến thiên hàm lượng COD ở đầu vào và đầu ra
Qua Đồ thị 4.1 ta thấy được sự chênh lệch hàm lượng giữa COD đầu vào và COD đầu ra nhưng hiệu suất xử lý của mô hình còn thấp. Hàm lượng COD đầu vào
dao động trong khoảng 362 - 433 mg/L, hàm lượng COD nước thải đầu ra dao động trong khoảng 252 – 300 mg/L, hiệu suất xử lý trung bình của mô hình 30,01%. Hiệu suất xử lý của mô hình thấp là do cỏ vetiver là cây cỏ thích hợp với môi trường đất, khi đem trồng trong môi trường nước, bộ rễ của cỏ ngập trong nước nên không tạo được lớp biểu bì dày cho VSV bám vào giống như khi trồng trong môi trường đất 4.1.2. Khả năng làm giảm chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (BOD)
Phân hủy sinh học là một quá trình quan trọng trong hệ thống ĐNN góp phần xử lý các chất ô nhiễm. VSV sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải như là nguồn cung cấp cacbon và năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của chúng. Khả năng làm giảm BOD của mô hình được biểu diễn qua đồ thị (Đồ thị 4.2).
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Thời gian (ngày thứ)
Hàm lượng BOD (mg/L)
Đầu vào Đầu ra
Đồ thị 4.2. Sự biến thiên hàm lượng BOD ở đầu vào và đầu ra
Qua Đồ thị 4.2 ta thấy hàm lượng BOD có sự chênh lệch rõ rệt giữa đầu vào và đầu ra. Hàm lượng BOD đầu vào nằm trong khoảng 79 – 114,5 mg/L, hàm lượng BOD đầu ra trong khoảng 42,7 – 65,4 mg/L, hiệu suất xử lý BODtrong quá trình vận hành 45,18%. Chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học được giữ lại trong lớp cát và được các VSV trong cát phân hủy, phần còn lại được cỏ và hệ VSV quanh rễ cỏ hấp thu chuyển hóa thành sinh khối. Nhìn vào đồ thị ta thấy từ ngày thứ 8 trở về sau khi
hàm lượng BOD ở mức thấp thì hiệu quả xử lý của mô hình tương đối ổn định. Do đó có thể thấy rằng với tải lượng BOD thấp mô hình FWS xử lý ổn định hơn.
4.1.3. Khả năng loại bỏ chất rắn lơ lửng SS
Khả năng loại bỏ SS của hệ thống được biểu diễn qua Đồ thị 4.3.
0 20 40 60 80 100 120 140
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Thời gian (ngày thứ)
Hàm lượng SS (mg/L)
Đầu vào Đầu ra
Đồ thị 4.3. Sự biến thiên hàm lượng SS ở đầu vào và đầu ra
Hàm lượng cặn lơ lửng được giữ lại trong hệ thống do quá trình lắng, lọc, hấp phụ trên bề mặt lớp cát trợ lọc. Hàm lượng chất rắn lơ lửng đầu vào nằm trong khoảng 30,5 – 45 mg/L, hàm lượng chất rắn lơ lửng đầu ra nằm trong khoảng 20,7 – 24,2 mg/L. Hiệu suất xử lý SS trung bình 40,74%. Hàm lượng chất rắn đầu vào tương đối thấp so với chỉ tiêu chung của nước thải dệt nhuộm do gần đây công ty đã đầu tư cải tiến một số trang thiết bị máy móc. Như vậy hàm lượng rắn lơ lửng đầu ra sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải TCVN 5945 – 2005 loại B.
4.1.4. Khả năng làm giảm độ màu
Độ màu là một chỉ tiêu quan trọng của nước thải dệt nhuộm, màu sắc trong nước thải thay đổi liên tục do nhu cầu đơn đặt hàng của khách hàng. Nước thải dệt nhuộm thường có độ màu cao. Khả năng làm giảm độ màu của mô hình được thể hiện qua Đồ thị 4.4.
0 1 0 2 0 1 0 0
2 0 0 3 0 0
Đầu vào Đầu ra
Độ màu (Pt-Co)
Thời gian vận hành mô hình (ngày thứ)
Đồ thị 4.4. Sự biến thiên độ màu ở đầu vào và đầu ra
Qua Đồ thị 4.4, ta nhận thấy rằng màu của nước thải trước xử lý và sau xử lý không có sự thay đổi đáng kể. Tuy nhiên khi nước thải có độ màu thấp thì mô hình FWS có khả năng xử lý.
4.1.5. Khả năng làm giảm pH
Nước thải dệt nhuộm đầu vào có pH cao. Khả năng làm giảm pH của mô hình thể hiện qua Đồ thị 4.5.
Thời gian vận hành mô hình (ngày thứ)
Giá trị pH
0 10 20 30
8 10 12
Đầu vào Đầu ra
Đồ thị 4.5. Sự biến thiên pH ở đầu vào và đầu ra
Cơ chế ổn định pH của hệ thống ĐNNNT là sau một thời gian nó có khả năng tự điều chỉnh pH về giá trị trung tính. Tuy nhiên đối với mô hình FWS thí nghiệm thì hiệu quả ổn định pH của mô hình thấp. Nước thải đầu vào có pH dao động từ 10,6 –
11, nhưng nước thải đầu ra pH dao động từ 9,23 – 9,73. Giá trị pH đầu ra cao chưa nằm trong giới hạn cho phép TCVN 5945 – 2005.
4.1.6. Sinh khối và sự phát triển của cỏ
Sau thời gian thí nghiệm số lượng tép cỏ trung bình ở mỗi khóm là 6 tép, trọng lượng trung bình của mỗi khóm được trình bày qua Bảng 4.1.
Bảng 4.1: Sinh khối cỏ vetiver
Trước xử lý Sau xử lý
Sinh khối tươi Sinh khối khô Sinh khối tươi Sinh khối khô
Trọng lượng lá (g) 30,52 14,5 86,7 42
Trọng lượng rễ (g) 10,5 4,21 22,87 8
Tổng trọng lượng (g) 41,02 18,71 109,57 50
Trong chuỗi thức ăn sinh thái của hệ thống ĐNN, VSV đóng vai trò trong chuyển hóa các chất hữu cơ thành dạng muối dễ tan có chứa nitơ và phôtpho. Tiếp theo thực vật sử dụng muối dễ tan này làm nguồn thức ăn xây dựng tế bào và mô để tăng sinh khối. Do đó, hệ thống ĐNNNT đóng vai trò quan trọng trong việc làm giảm nitơ và phôtpho của nước thải ở đầu ra của hệ thống (Tuấn, 2004, 2005).
Cỏ trước
khi trồng
Cỏ sau xử lý
80 c m
Hình 4.1. Cỏ trướckhi trồng và sau khi xử lý
4.1.7. Tốc độ bốc thoát hơi nước trong hệ thống
Tốc độ thoát hơi nước của mô hình bao gồm sự bốc hơi nước qua bề mặt thoáng và sự bốc hơi qua bề mặt lá. Trong quá trình phát triển của mình cây hút nước để thực hiện quá trình đồng hóa, một phần nước sẽ được giữ lại trong sinh khối còn lại sẽ thoát qua khí khổng trên bề mặt lá. Lượng nước được giữ lại trong cây chính bằng khối lượng sinh khối tươi trừ đi khối lượng sinh khối khô.
Bảng 4.2: Lượng nước trung bình bổ sung vào mô hình Ngày Lượng nước bổ sung (L)
4/6 2,52 10/6 1,8 16/6 1,44 22/6 3,6 Trung bình (L/ngày) 2,34
Trong thời gian thí nghiệm 30 ngày ta có tốc độ bốc hơi nước qua hệ thống được trình bày qua Bảng 4.3.
Bảng 4.3: Tốc độ bốc hơi nước của mô hình Tổng lượng nước
bổ sung trong 30 ngày (L/m2)
Lượng nước chứa trong sinh khối cỏ
trong 30 ngày (L/m2)
Tổng lượng nước bốc hơi trong 30
ngày (L/m2)
Tốc độ bốc hơi trung bình (L/ngày/m2)
195 1,34 191,28 6,38
Sự thoát hơi nước trong thí nghiệm ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: sự rò rỉ của mô bởi các mạch vữa, sự bốc hơi nước qua cát, cây hấp thu rồi thoát hơi nước qua lá, điều kiện thời tiết (trời mưa, vận tốc gió, độ ẩm)… Ở đây thí nghiệm được giới hạn bởi hai yếu tố: sự rò rỉ qua mạch vữa và trời mưa.
Như vậy tốc độ bốc hơi trung bình một ngày của hệ thống là 6,38 L/ngày/m2. Lượng nước này coi như là nước sạch đã qua xử lý.
4.1.8. Các chỉ tiêu khác
Trong thí nghiệm có phân tích một số chỉ tiêu đầu vào khác trong nước thải như nitơ, phôtpho và chì nhưng nhận thấy hàm lượng đầu vào của các chỉ tiêu thấp (Bảng 4.4) đạt tiêu chuẩn thải TCVN 5945 – 2005 loại B, thêm vào đó điều kiện không cho phép nên thí nghiệm không tiếp tục kiểm tra hiệu quả xử lý của mô hình đối với các
Bảng 4.4: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu (nitơ, phôtpho, chì) trong nước thải đầu vào
Chỉ tiêu Lần phân tích Đơn vị Kết quả
Lần 1 mg/L 14,56
Lần 2 mg/L 11
Nitơ
Lần 3 mg/L 6,5
Lần 1 mg/L 3,8
Lần 2 mg/L 2
Phôtpho
Lần 3 mg/L 1,1