1.3. Tổng quan về vật liệu E B B
1.3.1. Nguyên lý hoạt động của E B B
Các vi sinh vật trong khối EBB xử lý nước bằng cách duy trì sự cân bằng tự nhiên và loại bỏ liên tục các vi sinh vật có hại có trong nguồn nước bị ô nhiễm.
Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của EBB
Cơ chế phân hủy chất hữu cơ và chất dinh dưỡng có trong nước thải là nhờ các chủng v s v thân thiện với môi trường, trong đó có cả v s v hiếu khí, thiếu khí và kị khí. Khi tiếp xúc với dòng nước thải giàu chất hữu cơ và chất dinh dưỡng thì cứ sau 30 phút v s v phát triển theo cấp số nhân và tạo ra được hệ v s v hữu ích vô cùng phong phú.
1.3.2. Ưu điếm và nhược điểm của vật liệu EBB
❖ Ưu điểm của vật liệu EBB
Sử dụng vật liệu EBB thân thiện với môi trường, thanh lọc nhanh các chất thải hũu cơ và chất dinh dưỡng có trong nguồn nước, ức chế phần lớn các vi khuẩn có hại làm cho nguồn nước trong hơn và mùi hôi giảm một cách đáng kể.
Thiết kế linh hoạt để phù hợp với địa hình và đối tượng cần xử lý. Hệ thống xử lý xây dựng đơn giản, không cần những đường ống phức tạp nên lắp đặt và vận hành vô cùng thuận lợi.
- Khối chất rắn EBB được thiết kế và chế tạo gọn nhẹ nên dễ vận chuyển đến những nơi có dịa hình phức tạp.
Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
EBB cải tiến được thiết kế lấy nguồn oxy tự nhiên, tránh được tình trạng khi hệ thống xử lý không có nguồn điện cấp vào thì khối chất rắn EBB vẫn duy trì được sự sống cho v s v .
❖ Nhược điếm của vật liệu EBB
Nhược điểm lớn nhất của khối chất rắn EBB là không phù họp xử lý chất thải ở những điểm có nồng độ s s cao, vì nồng độ này có thể gây tắc nghẽn khối rỗng bên trong EBB, ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của v s v . Chính vì thế, những nơi như hồ, ao có lượng bùn nhiều ở đáy người ta không xếp EBB ở dưới mà xếp cách lượng bùn dưới đáy một khoảng cách thích hợp.
1.3.3. N hững ứng dụng của EBB trên thế giới và tình hình nghiên cứu trong nước
Trên thế giới:
Eco-Bio-Block (EBB) là một khối chất rắn được sản xuất thông qua quá trình pha trộn các vật liệu như đá núi lửa kết họp gắn các hệ vi sinh vật thân thiện với môi trường và được ứng dụng trong xử lý môi trường [13]. EBB được cấp ba tăng bởi phát minh của công ty Koyoh Nhật Bản. Cơ chế hoạt động của EBB được thực hiện thông qua vai trò của các v s v được gắn trong khối với mật độ cao bởi độ rỗng và diện tích bề nặt tiếp xúc lớn của vật liệu. Trên thế giới đã có những công trình công bố nghiên CÚOI cơ bản về sử dụng EBB trong việc loại bỏ COD và Nitơ amoni trong nước thải sinh hoạt [9]. Thông thường EBB đảm nhận vai trò loại bỏ các chất ô nhiễm bằng cách duy trì sự cân bằng tự nhiên và loại bỏ liên tục các vi sinh vật có hại có trong nguồn nước bị ô nhiễm.
Bên cạnh đó nghiên cún của Hitoshi [8] đã khảo sát về vai trò của EBB trong việc loại bỏ các ký sinh trùng, trứng muỗi trong nước thải và khả năng lọc sạch nước thải để loại bỏ các chất ô nhiễm. Qua nghiên cún này tác giả đã thu được nhũng số liệu có giá trị hữu hiệu về mặt khoa học trong việc làm rõ được khả năng tăng hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm. Qua nghiên cứu này tác giả đã thu được những số liệu có giá trị hũai hiệu về mặt khoa học trong việc làm rõ được
khả năng hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm và sản sinh ít chất pyriproxyfen, đây là một pyridine có vai trò tiêu diệt các ấu trùng của động vật thân đốt và các vi khuẩn Bacillus subtilis natto cố định trong khối EBB sẽ làm tăng hiệu quả xử lý.
Trong nghiên círu của Mohd lại đề cập đến vai trò của EBB trong việc đánh giá chất lượng nước sông Sungai Kenawar Segamat tại Malaysia [10], các tông số được nhóm tác giả tiến hành khảo sát để đánh giá như: hàm lượng oxy hòa tan (DO), tổng chất rắn lơ lửng (TDS), nhu cầu oxy sinh học (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), các họp chất nitơ N H 4+, NO3 NO2 Qua nghiên cún này tác giả đã kết luận việc ứng dụng EBB cho xử lý nước thải ô nhiễm tại các lạch, mương, sông nhỏ là rất phù họp, mang lại hiệu quả cao, không sử dụng hóa chất hay tốn chi phí về năng lượng cho qua trình. EBB còn được Ridzuan nghiên cún rất tỉ mỉ và chi tiết về nhiều khía cạnh trong việc ứng dụng để xử lý nước thải tại các ao hồ, sông nhỏ và mương dẫn của các khu dân cư ở M alaysia [11].
Tác giả đã đưa ra được những thông số về hữu cơ, nitơ thích hợp để ứng dụng EBB trong xử lý nước thải sinh hoạt. Ket quả cuối cùng Ridzuan cho rằng EBB rất phù họp cho xử lý theo mô hình mương ôxy hóa cho đối tượng nước thải sinh hoạt tại các dân cư với mật độ không cao.
Được phát minh tại Nhật Bản và ngày được ứng dụng trên nhiều quốc gia, EBB đã chúng minh được tính năng un Việt như không sử dụng hóa chất, không tốn chi phí năng lượng và thân thiện với môi trường. Các dự án lớn ứng dụng EBB trong xử lý nước thải của sông Melaka Malaysia, đặc biệt trong lĩnh vục làm sạch các bể cá cảnh công nghệ EBB đã thể hiện vai trò rất rõ rệt tại nhiều quốc gia Nhật Bản, Ấn Độ, Malaysia, Singapore... tuy nhiên giá thành cao. Ví dụ minh họa ở H ình 1.4:
Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
Hình 1.4: EBB được ứng dụng trong xử lý nước sông Meỉaka M alaysia Trong khi đó một nghiên cún trên quy mô pilot tại điểm xả thải Mayur Vihar, Ấn Độ, tiến hành từ tháng 12 năm 2006 đến tháng 4 năm 2007 cho thấy hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm đã giảm được xấp xỉ trên dưới 50% [14].
STT Thông sô Trước xử lý Sau xử lý Hiệu suât, %
1 Màu (Hazen Unit) 144 115 20,1
2 TDS (mg/1) 292 72 74,4
3 COD (mg/1) 387 193 50,1
4 BOD (mg/1) 167 81 50,9
5 Coliíòm tổng số (105) 3913,3 2084 54,0
6 Feacal Colifom (105) 744,7 477 41,4
7 Feacal Streptococci (105)
66,5 47,1 37,8
Bảng 1.3: Hiệu suất xử lý của công nghệ EBB tại Mayur Vihar, Ấn Độ Ở trong nước:
Ớ Việt Nam, những nghiên cứu về EBB hiện vẫn chưa có một công trình nghiên cún nào cụ thể, đây là một lĩnh vục hoàn toàn mới. Tuy nhiên tại phòng Công nghệ xử lý nước, Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã bước đầu tiếp cận với EBB nguyên mẫu từ Nhật Bản. Tại đây các nhà nghiên círu đã tìm ra công thức chế tạo EBB cải tiến bằng
các vật liệu sẵn có trong nước. Cụ thể như vật liệu chính là sỏi nhẹ kezamzite phối trộn với cát, xi măng và than hoạt tính. Nhóm nghiên cứu đã phối trộn thành công khối EBB đầu tiên có tính chất cơ lý rất giống với EBB nguyên mẫu từ Nhật Bản.
Việc úng dụng vật liệu sỏi nhẹ làm giá thể cho vi sinh vật đã được thực hiện trên những nghiên cún trước đây [4,12]. Ket quả thu được từ những công trình này cho thấy hiệu suất loại bỏ nitơ cao lên đến 99%, điều này chúng minh chế độ công nghệ và vật liệu kezamzite có khả năng làm giá thể sinh học cho vi sinh vật sinh trưởng bám dính, bên cạnh đó vật liệu này còn có khả năng lớn trong úng dụng xử lý nước. Việc thự nghiệm trên quy mô pilot cũng đã được tiến hành tại phòng thí nghiệm cho đối tượng nước thải sinh hoạt được thu gom từ sông Tô Lịch, Hà Nội. Ket quả bước đầu đã cho thấy EBB thực sự có tiềm năng to lớn đế áp dụng ngoài thực tế bởi qua nhũng số liệu thu được của thí nghiệm như loại bỏ COD được 60%, N H 4+ là 85% chỉ trong khoảng thời gian lưu nước là 24h. Tuy nhiên đây mới chỉ là cơ sở bước đầu, nếu muốn khẳng định tính hiệu quả trên cơ sở lập luận và nhũng chúng cứ khoa học phải có những nghiên CÚ11 cơ bản, phù hợp và thực tiền trong điều kiện của nước ta. Từ những dữ liệu thu được trong nghiên CÚ01 mới có cơ sở làm sáng tỏ vai trò của EBB. Trên thực tế, tại viện Công nghệ môi trường đã có phòng nghiên cún chuyên về phân lập các chủng vi sinh vật có hoạt lực cao trong xử lý môi trường, các công trình đã được công bố rất rộng rãi [1,2]. Đây là một lợi điểm rất lớn trong việc kết họp giữa v s v được tuyến chọn gắn vào giá thể EBB làm tăng khả năng xử lý của công nghệ này. Bên cạnh đó việc sử dụng than hoạt tính để phối trộn cùng nguyên liệu khác ở các tỉ lệ cho phép sẽ làm tăng độ xốp của khối EBB, diện tích bề mặt riêng của vật liệu và chống lại sự tắc nghẽn của vật liệu.
Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
Các nhóm nghiên cún đã có những nghiên cứu cụ thể đưa vật liệu EBB vào thực nghiệm.Đối với nước thải sinh hoạt được lấy tại một cống thoát ra mương Sông Tô Lịch phường Nghĩa Đô quận c ầ u Giấy [5].
Ngoài ra, công trình nghiên cứu ứng dụng vật liệu EBB cải tiến vào cải thiện chất lượng nước tại hồ Khưong Thượng, thành phố Hà Nội [7].