4. Ý nghĩa của đề tài
3.2.1.Sự thay đổi của nồng độ oxy hòa tan (DO), pH và khả năng khử
* Nồng độ oxy hòa tan (Dissilved Oxygen - DO):
DO là một thông số rất quan trọng để thực hiện quá trình nitrat hóa và khử nitrat. Theo Toya (1970) chỉ ra rằng nếu duy trì DO trong khoảng 3-4 mg/L thì hiệu quả của quá trình nitrat có thể đạt đƣợc 90% hoặc nhiều hơn nữa.
Trong các chế độ thí nghiệm, DO đƣợc duy trì trong khoảng 2 - 6 mg/L lúc sục khí. DO cao, NO3-
sinh ra nhiều, DO thấp, NO2- cao.
Tƣơng tự vậy, ORP cũng là một thông số rất quan trọng trong từng giai đoạn của hệ thống SBR, các giai đoạn khác nhau nhƣ yếm khí, thiếu khí, hiếu khí đƣợc phân biệt khá rõ ràng bởi các giá trị ORP khác nhau. Những điều này đƣợc miêu tả rất rõ ràng bởi nhiều tác giả (Peddie et al., 1988; Nakanishi et al., 1990; Wareham et al., 1993, 1994, Ra et al., 2000, v.v).
* pH:
pH là một thông số rất quan trọng trong quá trình xử lý đặc biệt là xử lý nitơ, bởi vì vi khuẩn nitrat hóa và khử nitrat hoạt động tốt ở giá trị pH phù hợp với chúng. Đối với vi khuẩn Nitrosomonas pH thích hợp là 8,0 – 8,5 và đối với vi khuẩn Nitrobacteria là 6,5 – 8,3. Sự thay đổi pH không những ảnh hƣởng đến vi khuẩn nitrat, nitrit mà còn ảnh hƣởng đến việc khử T-N. Khi giá trị pH tăng nhiều hơn 9 thì hiệu suất khử nitrat giảm, Delwiche (1956) chỉ ra rằng giá trị pH tốt nhất là lớn hơn 7,3, khi pH < 7,3 sinh ra nhiều N2O. Trong nghiên cứu này pH trong khoảng 7,5 – 8, là rất thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn nitrat, nitrit.
Hình 3.1 và 3.2 thể hiện sự biến động DO, pH, ORP (Oxidation Reduction Protenial of a liquid – Khả năng khử oxy hóa – ORP) trong 1 chu trình xử lý và trong chế độ thí nghiệm 2 và 3. Ở chế độ 2 và 3, do thiết bị thí nghiệm đƣợc nối với một máy tính có khả năng tự động ghi lại các thông số và đƣợc thể hiện trên đồ thị. Các thông số này đều đƣợc lấy theo giá trị trung bình của các ngày thí nghiệm.
Hình 3.1. Sự biến đổi của DO, pH, ORP theo thời gian trong 1 chu trình tại chế độ thí nghiệm 2 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Thời gian hoạt động (giờ)
O RP (mv ) 0 2 4 6 8 10 pH (-) D O mg /l it er) OPR pH DO
Chế độ thí nghiệm 2 (CĐ 2): là thí nghiệm thực hiện với thời gian 12 giờ/mẻ, sục khí 6 giờ, 1 chu trình hiếu khí - thiếu khí.
Hình 3.2. Sự biến đổi của DO, pH, ORP theo thời gian trong 1 chu trình tại chế độ thí nghiệm 3
Trong đó, chế độ thí nghiệm 3 (CĐ 3): 12 giờ/mẻ, sục khí 6 giờ, 2 chu trình hiếu khí - thiếu khí
Ở chế độ một chu kỳ hiếu khí, thiếu khí trong một chu trình (chế độ 2, Hình 3.1), giai đoạn đầu không sục khí nên DO hầu nhƣ bằng 0 đến giờ thứ 4 của chu trình bắt đầu sục khí nên DO tăng dần và tăng ở mức không đổi ở giờ thứ 9 (sau 5 giờ sục khí), đến giờ thứ 10 là giai đoạn lắng và xả, DO bắt đầu giảm đến cuối của giai đoạn thì DO gần nhƣ bằng 0. pH của cả chu trình hầu nhƣ không thay đổi nhiều, ở giai đoạn sục khí (từ giờ thứ 4 đến giờ thứ 10) pH hơi giảm nhẹ so với giai đoạn thiếu khí. ORP cũng tƣơng tự nhƣ DO, ở 4 giờ đầu không sục khí nên ORP mang giá trị âm, giảm dần từ giờ đầu tiên đến giờ thứ 4 sau đó đến giai đoạn sục khí ORP lại tăng dần đến giờ thứ 10 là giai đoạn lắng và xả ORP lại giảm dần, lúc đầu của giai đoạn thiếu khí giảm rất nhanh. Ở chế độ hai chu kỳ hiếu khí thiếu khí trong một chu trình (chế độ 3,
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Thời gian (giờ)
O R P ( m V ) 0 2 4 6 8 p H ( -) D O ( m g/ L ) OPR pH DO
Hình 3.2), cũng giống nhƣ chế độ 2, pH hầu nhƣ không thay đổi chỉ giảm nhẹ ở giai đoạn sục khí (từ giờ thứ 1 đến giờ thứ 4 và giờ thứ 7 đến giờ thứ 10). Các thông số DO, ORP cũng thay đổi theo chu kỳ sục khí.