Đây là công nghệ xử lý nước thải dựa trên hoạt động của vi sinh vật nhằm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải, mang lại hiệu quả cao, chi phí thấp và dễ vận hành. Nước thải chợ: Nước thải chợ bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật. Hàm lượng oxy hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm.
Xác định thông số oxy hòa tan có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì điều kiện hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải.
Tổng quan về nƣớc thải chợ [7,8]
Nước thải thị trường bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật. Các tác động tự nhiên như nắng, mưa, gió và sự phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải đã gây ô nhiễm không khí.
Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải [2,3,5,6]
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động của vi sinh vật có trong nước thải. Vi sinh vật có khả năng sử dụng chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn năng lượng và nguồn carbon để thực hiện quá trình sinh trưởng và phát triển. Các chất hữu cơ trong nước thải phải là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng, carbon và năng lượng cho vi sinh vật.
Nước thải được xử lý sinh học có hai thông số đặc trưng là COD và BOD. Nguyên tắc: dựa trên hoạt động của vi sinh vật hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong nước thải. Không giống như xử lý amoni, xử lý COD chỉ được thực hiện trong một bước để đạt được sản phẩm ổn định (H2O, CO2) của vi sinh vật dị dưỡng với tốc độ tăng trưởng cao.
Trong môi trường giàu dinh dưỡng, hai loại vi sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng cùng phát triển. Khi hàm lượng nitơ tăng lên thì số lượng vi sinh vật tự dưỡng chiếm ưu thế. Giai đoạn thủy phân: trong nước thải, các chất hữu cơ cao phân tử bị phân hủy bởi các enzyme ngoại bào do vi sinh vật tạo ra.
Bề mặt tiếp xúc của vật liệu: bề mặt tiếp xúc trên một đơn vị thể tích của vật liệu lọc càng lớn thì hiệu quả xử lý nước thải càng cao. Chiều cao của lớp vật liệu lọc phụ thuộc vào tải lượng chất hữu cơ. Nếu nhiệt độ nước thải thấp hơn không khí thì O2 sẽ khuếch tán từ bề mặt bể xuống đáy bể.
Ngược lại, nếu nhiệt độ nước thải cao hơn không khí thì O2 sẽ khuếch tán lên qua các lỗ thoát khí ở đáy bể. Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đáng kể đến chế độ oxy của nước thải. Khi nhiệt độ nước thải cao, quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ diễn ra với cường độ mạnh hơn.
Ở nhiệt độ thấp của nước thải, các vi khuẩn hiếu khí tham gia quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ sẽ hoạt động yếu. Nước thải thương mại được đặc trưng bởi hàm lượng cao các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải thương mại bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thực vật thủy sinh thông qua chỉ tiêu COD và NH4+.
Phƣơng pháp nghiên cứu
Giá trị pH được điều chỉnh về giá trị thích hợp bằng dung dịch NaOH và H2SO4 loãng. Hòa tan 4,25 g KHP vào bình định mức 1 lít và pha loãng đến vạch bằng nước cất. Lượng Ag2SO4 này sau đó được hòa tan bằng nước cất hai lần trong bình định mức 1 lít.
Đo chính xác đến 1 lít, đậy kín và để yên ít nhất 2 ngày trước khi sử dụng. Nessler B: Cân chính xác 50 g NaOH hòa tan trong bình định mức 100 ml có thêm nước cất chính xác đến 100 ml. Lưu ý dung dịch này phải được đậy kín, để ở nơi tối và để ít nhất 2 ngày trước khi sử dụng.
Sau đó pha loãng với nước cất hai lần trong bình định mức 1 lít, lắc đều và định mức đến vạch. Dùng pipet lấy chính xác 5 ml dung dịch NH4+ 1g/l cho vào bình định mức 1 lít, thêm nước đến vạch, thu được dung dịch chuẩn có nồng độ 5 mg NH4+/l. Sau đó thêm 0,5 ml dung dịch Xenhet, lắc đều, thêm 1 ml thuốc thử Nessler, lắc đều, để trong 10 phút.
Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thực vật thuỷ sinh
Nghiên cứu xử lý nước thải trên thị trường bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thực vật thủy sinh. Trong quá trình nghiên cứu xử lý nước thải trên thị trường, tác giả đã chọn xơ dừa làm vật liệu lọc trong bể lọc hiếu khí. Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp lọc sinh học quy mô phòng thí nghiệm Trong quá trình nghiên cứu nước thải trên thị trường, tác giả đã xây dựng và lắp đặt hệ thống xử lý bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí.
Trong bể lọc hiếu khí lắp đặt van lấy mẫu để có thể lấy mẫu nước thải đi phân tích. Sau khi được lọc trong bể lọc hiếu khí trong 24 giờ, nước thải bước vào giai đoạn xử lý cuối cùng trước khi thải ra ngoài là xử lý thực vật thủy sinh. Nước thải chợ sau khi xử lý qua bể lọc hiếu khí (24 giờ) được đưa đi xử lý bằng thực vật thủy sinh.
Ngay cả thực vật dùng để xử lý nước thải cũng có khả năng hấp thụ kim loại nặng vào cơ thể. Hiện nay, việc xử lý nước thải bằng thiết bị đã bắt đầu được nghiên cứu và triển khai. Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã lựa chọn nước thải giàu hợp chất hữu cơ làm nước thải chợ.
Kết quả xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng lọc sinh học hiếu khí
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả xử lý COD với thể tích vật liệu lọc 15 g/l. Hiệu suất xử lý ở thể tích vật liệu 15 g/l cao hơn thể tích vật liệu lọc 10 g/l tại các thời điểm xử lý cụ thể. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả xử lý COD với thể tích vật liệu lọc 20 g/l.
Với mục đích nâng cao hơn nữa hiệu quả xử lý chất hữu cơ, dự án tiếp tục nghiên cứu với khối lượng vật liệu lọc là 20g/lít nước thải. Kết quả xử lý bằng chất hữu cơ trong bể lọc hiếu khí khi lượng vật liệu lọc là 20g/l được thể hiện ở bảng 3.4 và hình 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả xử lý NH4+ với thể tích vật liệu lọc 10g/l.
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả xử lý NH4+ với thể tích vật liệu lọc 15g/l. Đề tài tiếp tục nâng lượng vật liệu lọc trong bể lên 15g/l để xem xét ảnh hưởng của lượng vật liệu lọc đến hiệu quả xử lý NH4+. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả xử lý NH4+ với thể tích vật liệu lọc 20g/l.
Kết quả xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng thực vật thuỷ sinh
Khảo sát ảnh hƣởng của mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý
Sau khi được xử lý qua bể lọc hiếu khí với khối lượng xơ dừa 20 g/l, nước thải chợ được chuyển sang các bể trồng đậu lăng có mật độ mặt nước khác nhau. Kết quả điều tra ảnh hưởng của mật độ thực vật đến hiệu quả xử lý được thể hiện ở Bảng 3.9 và Hình 3.8. Kết quả ảnh hưởng mật độ che phủ đến hiệu quả xử lý COD của thực vật thủy sinh.
Khảo sát ảnh hưởng của mật độ che phủ thực vật đến hiệu quả xử lý Với kết quả ở Bảng 3.9 và Hình 3.8, có thể thấy, lục bình có mật độ che phủ cao đạt hiệu quả làm sạch chất hữu cơ trong nước thải tốt hơn so với mật độ che phủ thấp. Vì vậy, để đảm bảo chất lượng nước trước khi thải ra môi trường, nguồn nước này phải được làm sạch. Nghiên cứu thị trường xử lý nước thải trên mô hình hệ thống xử lý nước thải xây dựng trong phòng thí nghiệm sử dụng xơ dừa làm vật liệu lọc và kết hợp với thực vật thủy sinh.
Thời gian xử lý càng dài thì hiệu quả xử lý chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học và thực vật càng cao. Sau 24 giờ xử lý tại bể lọc hiếu khí và 5 ngày xử lý bằng thực vật thủy sinh, nước thải chợ sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép. Khảo sát ảnh hưởng của lượng oxy tối ưu cho quá trình xử lý trong bể lọc hiếu khí để tìm ra lượng oxy tối ưu cho quá trình xử lý.
