3.2. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT CHỨA NITƠ VÀ PHỐTPHO
3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ N/P
Để đánh giá được ảnh hưởng của tỷ lệ N/P đến khả năng xử lý nước thải của vi tảo C. vulgaris đồng cố định với vi khuẩn A. brasilense Azo09, nghiên cứu tiến hành khảo sát ở các tỉ lệ 10:1, 20:1 và 30:1.
Trong đó nồng độ P được cố định ở 18,7 mg/l, nồng độ N được thay đổi theo tỉ lệ tương ứng bằng cách bổ sung NH4Cl.
Tiến hành bố trí xử lý nước thải theo 2 lô thí nghiệm (lô TN1: xử lý nước thải bằng vi tảo cố định một mình và lô TN2: xử lý nước thải bằng vi tảo đồng cố định với vi khuẩn) với các điều kiện cố định: hạt alginate kích thước 4 mm, pH = 7.
Nghiên cứu được tiến hành trong 9 ngày để xác định sự thay đổi của các chỉ tiêu NH4+-N và PO43--P sau mỗi 2 ngày thí nghiệm. Kết quả thể hiện ở các hình 3.2 và hình 3.3.
37
Hình 3.2: Hiệu suất xử lý NH4+-N sau 9 ngày
Hình 3.3: Hiệu suất xử lý PO43- -P sau 9 ngày
Kết quả nghiên cứu ở hình 3.2 và 3.3 cho thấy, sau 9 ngày xử lý thì hàm lượng NH4+-N và PO43--P trong các lô thí nghiệm đều giảm tuy nhiên mức độ giảm khác nhau. Sau 5 ngày xử lý đầu tiên nhận thấy đối với các lô thí nghiệm vi tảo cố định một mình xử lý hiệu quả hơn vi tảo đồng cố định với vi khuẩn ở tất cả các tỉ lệ N/P, tuy nhiên trong những ngày tiếp theo thì ghi nhận thấy tốc độ giảm các chỉ số NH4+-N và PO43-- P mạnh hơn ở các lô thí nghiệm vi tảo đồng cố định với vi khuẩn. Điều này được lí giải như sau: trong những ngày đầu là thời gian thích nghi
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1 3 5 7 9
Hiệu suất xử lý NH4+-N(%)
Thời gian (ngày)
VT30:1 VT20:1 VT10:1
VKVT30:1 VKVT20:1 VKVT10:1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1 3 5 7 9
Hiệu suất xử lý PO43--P(%)
Thời gian (ngày)
VT30:1 VT20:1
VT10:1 VKVT30:1
VKVT20:1 VKVT10:1
38
của vi khuẩn và vi tảo, giữa chúng có sự cạnh tranh về dinh dưỡng, tuy nhiên ở những ngày tiếp theo, theo chu kì sinh trưởng, vi khuẩn bắt đầu quá trình sinh tổng hợp IAA, kích thích cho vi tảo phát triển, dẫn đến hiệu suất xử lý tốt hơn (Mandira Malhotra and Sheela Srivastava, 2008).
Từ kết quả khảo sát nhận thấy tỉ lệ N/P ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả xử lý các hợp chất chứa nitơ và phốtpho trong nước thải. Trong đó tỉ lệ N/P = 10:1 cho thấy hiệu quả xử lý là cao nhất với khả năng loại bỏ PO43--P đến 81,9% (hàm lượng PO43--P sau 9 ngày còn 3,37±0,65 mg/l) và NH4+-N đến 91,1% (hàm lượng NH4+-N sau 9 ngày còn 13,874±4,56 mg/l) đối với lô TN vi tảo đồng cố định với vi khuẩn. Trong khi đó ở lô thí nghiệm nước thải xử lý bằng vi tảo cố định một mình thì hiệu suất xử lý NH4+-N chỉ đạt 71,2% và PO43--P – 72,1%. Ở các tỉ lệ N/P 20:1 và 30:1 đối với lô thí nghiêm nước thải xử lý bằng hạt alginate đồng cố định vi khuẩn - vi tảo đều ghi nhận thấy hiệu suất xử lý thấp hơn. Cụ thể như sau: Hiệu suất xử lý NH4+-N đạt lần lượt đạt 83,2% (N/P=20:1) và 78,7% (N/P=30:1) và hiệu suất xử lý PO43--P - 72,2% (N/P=20:1) và 69,7% (N/P=30:1). Kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Hee Jeong Choi và cộng sự (2014). Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng tỉ lệ N/P ảnh hưởng khá lớn đến việc tăng trưởng của tảo cũng như loại bỏ dinh dưỡng trong nước thải. Kết quả nghiên cứu cho thấy thay đổi tỉ lệ N/P từ 1:1 đến 11:1 thì sự sinh trưởng của tảo tăng liên tục và đạt cực đại về sinh khối, tuy nhiên khi tỉ lệ này tăng lên từ 20:1 – 30:1 thì giá trị này giảm dần (Hee Jeong Choi et al., 2014). Theo kết quả này sự chuyển tiếp về giới hạn của tỉ lệ N/P đến sinh trưởng của tảo nằm trong trong khoảng 10:1 – 30:1 trong khi Rhee và Gotham (1980) cho rằng tỉ lệ phù hợp nằm trong khoảng từ 5:1 – 80:1 còn của Redfield là 16:1. Tuy nhiên các khoảng tỉ lệ tối ưu này sẽ thay đổi phụ thuộc vào đặc tính nước thải và điều kiện sinh thái (Rhee and Gotham, 1980).
39
Trong nghiên cứu của Võ Thị Kiều Thanh và cộng sự (2012) lại cho kết quả tổng nitơ trong nước thải chăn nuôi heo giảm 87,5% và tổng phốtpho giảm 47% khi được xử lý bằng Chlorella sp. kết hợp Daphnia sp. với tỉ lệ N/P ban đầu là 3:1 (Võ Thị Kiều Thanh và cs., 2012).
Liandong Zhu và cs (2013) nghiên cứu cho thấy TP giảm 65% khi sử dụng C. zofingiensis xử lý nước thải chăn nuôi tỉ lệ 5:1.
Như vậy dựa vào kết quả nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn tỉ lệ N/P cho khảo sát tiếp theo là 10:1.