VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thời gian và địa điểm nghiên cứu
3.1.1 Thời gian Đề tài được tiến hành từ ngày 02/05/2012–01/08/2012.
3.1.2 Địa điểm Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm Môi Trường (Cơ sở Hoàng Hoa Thám), Khoa Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Bình Dương và Phòng thí nghiệm Trung tâm quan trắc Tài Nguyên và Môi Trường thuộc sở Tài Nguyên và Môi Trường tỉnh Bình Dương.
- Đối tượng để xử lý: Nước thải saubiogas được lấy từ giai đoạn hồ sục khí của trại chăn nuôi heoNguyên Phong, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương.
Hình 3.1 Bể xử lý sinh học hiếu khí nơi lấy mẫu
- Vật liệu xử lý: Giống tảo Chlorella vulgarisđược nhận từ Phòng Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường, Viện Sinh Học Nhiệt Đới.
Hình 3.2 Giống tảo Chlorella vulgaris được cung cấp bởi Viện Viện Sinh Học Nhiệt Đới được sử dụng trong đề tài.
3.1.4 Hóa chất và dụng cụ nghiên cứu
- Hóa chất để phân tíchNO 3 - : gói Nitraver 5.
- Hóa chất để phân tíchPO 4 3- : gói Phosver 3.
- Hóa chất để phân tíchNH 3 : gói Polyvinyl alcol, Nessler, Stabilizer.
- Hóa chất để pha môi trường nuôi cấy tảo: KNO 3 , KH 2 PO 4 ,EDTA,Urê, FeCl 3,
- Hóa chất để điều chỉnh pH: NaHCO 3 , HCl.
-Máy đopH hiệu HACH YSI 52.
-Máy đo UV hiệu Spectro UV-Vis Auto (UV-2602 ).
- Cốc thủy tinh 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml.
-Ống đong 50ml, 100ml,1000ml.
- Máy quang phổ UV VIS HACH DR 5000.
- Giấý lọc thường, giấy lọc bằng sợi thủy tinh.
Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Giai đoạn chuẩn bị vật liệu nghiên cứu
Nước thải sau biogas: Được lấy tại bể xử lý sinh học hiếu khí từ trại chăn nuôi heo Nguyên Phong, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương.
Để lấy mẫu nước thải biogas, cần sử dụng can nhựa 30 lít, phễu và ca nhựa có tay cầm Tất cả dụng cụ phải được rửa sạch bằng nước thải trước khi sử dụng Sau đó, múc nước thải và đổ đầy can nhựa Khi đã đầy, can nhựa cần được bọc bằng túi nilon đen để tránh ánh sáng trong quá trình vận chuyển, theo tiêu chuẩn TCVN 4556–88.
Tảo Chlorella vulgaris là một giống tảo được phân lập kỹ lưỡng, không bị tạp nhiễm Nó được nuôi cấy trong môi trường TT3 do Phòng Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường thuộc Viện Sinh Học Nhiệt Đới cung cấp Quá trình nuôi cấy nhằm tăng sinh khối tảo diễn ra tại phòng thí nghiệm Môi trường, Khoa Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại học Bình Dương.
Môi trườngsử dụng để nuôi tảoChlorella vulgaris là môi trường TT3.
3.2.2 Bố trí thí nghiệm và theo dõi thí nghiệm
3.2.2.1 Thí nghiệm 1: Nuôi trồng tăng sinh khối tảo Chlorella vulgaris
Sử dụng môi trường TT3: Được nuôi cấy trong bình tam giác 1000 ml với
1000 ml môi trường TT3 cho một bình tam giác.
Sử dụng 50 ml giống sinh khối tảo Chlorella vulgaris để nuôi cấy trong bình tam giác 1000 ml môi trường TT3 Thí nghiệm được thực hiện với 3 bình giống nhau, thời gian nuôi kéo dài 20 ngày và được sục khí liên tục trong suốt quá trình nuôi.
Hình 3.3 Sự phát triển của tảo Chlorella vulgaris sau 18 ngày nuôi tăng sinh khối
Các hóa chất có độ tinh sạch cao được sử dụng trong nghiên cứu để pha môi trường nuôi cấy tảo Môi trường này được pha chế bằng nước cất lấy từ Phòng Nuôi Cấy Mô thuộc Khoa Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Bình Dương.
Bảng 3.1 Thành phần dinh dưỡng trong môi trường TT3
STT Chất Khối lượng gram/100ml dung dịch stock
Xác định mật độ tảo và quan sát hình thái tế bào tảo theo phương pháp sử dụng buồng đếm Sedgewick Rafter của McAlice (1971)[13].
Hình 3.4 Buồng đếm Sedgewick – Rafter sử dụng trong thí nghiệm
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành đo sự thay đổi của pH trong quá trình nuôi thu sinh khối tảo trong môi trường TT3 Các phép đo được thực hiện vào các ngày 0, 3, 6, 9, 12, 15, 17 và 20 bằng máy đo pH HACH YSI 52.
3.2.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng xử lý Nitrogen và Phosphorus từ nước thải sau biogas của tảo Chlorella vulgaris trong điều kiện sục khí và không sục khí
Nước thải sau biogas sau khi lấy về, tiến hành khảo sát các chỉ tiêu đầu vào như: NH 3 , NO 3 - , PO 4 3- và đopH.
Dựa vào các chỉ số NH3, NO3-, và PO43- đã được kiểm tra, nghiên cứu khảo sát khả năng xử lý của tảo Chlorella vulgaris trong nước thải sau biogas ở các nồng độ 25%, 50%, 75% và 100% Để đạt hiệu quả xử lý tối ưu, lượng tảo cấy vào cần đạt từ 3-5 ml cho mỗi 300 ml nước thải, với mật độ tảo từ 22.000 đến 25.000 cá thể/ml, và pH ban đầu phải duy trì trong khoảng 6-8,5.
Bảng 3.2 Các chỉ tiêu theo dõi trong quá trình xử lý của tảo
STT Chỉ số hóa, lý Thời gian Phương pháp
1 Ammoniac (NH 3 –N) 5 ngày/lần HACH 8048–1998
2 Nitrat (NO 3 - ) 5 ngày/lần HACH 8171–1998
3 Phosphat (PO 4 3- ) 5 ngày/lần HACH 8048 - 1998
4 pH 5 ngày/lần Máy đo pHhiệu
HACH YSI 52 Ghi chú: Các bước phân tích các chỉ tiêu NH 3 , NO 3 - ,PO 4 3- được trình bày cụ thể ở phụ lục 4; 5; 6
3.2.2.2.1 Khảo sát khả năng xử lý Nitrogen và Phosphorus trong nước thải sau biogas của tảo Chlorella vulgaris ở điều kiện sục khí ở các nồng độ 25%, 50%, 75%, 100%
Sau khi tảo Chlorella vulgaris phát triển tốt trong môi trường TT3, chúng tôi tiến hành nuôi tảo với 4 nồng độ khác nhau trong bình nhựa 5 lít, kèm theo một bình đối chứng chứa 100% nước thải không có tảo Thí nghiệm được thực hiện với hệ thống sục khí liên tục trong suốt quá trình.
Bảng 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm trong điều kiện sục khí Nghiệm thức
Lần lặp lại NT 1.1 NT 1.2 NT 1.3 NT 1.4 NTĐC 1.5
NTĐC :Nghiệm thức đối chứng
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên gồm5 nghiệm thức và lặp lại 3lần, trong đó:
Nghiệm thức 1: Kí hiệu NT 1.1 gồm 3 lít nước thải sau biogas pha loãng 25% và 50 ml tảo Chlorella vulgaris với mật độ 24000 tb/ml,có sục khí.
Nghiệm thức 2: Kí hiệu NT 1.2 gồm 3 lít nước thải sau biogas pha loãng 50% và 50 ml tảo Chlorella vulgaris với mật độ 24000 tb/ml,có sục khí.
Nghiệm thức 3: Kí hiệu NT 1.3 gồm 3 lít nước thải sau biogas pha loãng75% và 50 ml tảo Chlorella vulgaris với mật độ 24000 tb/ml, có sục khí.
Nghiệm thức 4: Kí hiệu NT 1.4 gồm 3 lít nước thải saubiogas 100% và 50 ml tảo Chlorella vulgaris với mật độ 24000 tb/ml,có sục khí.
Nghiệm thức 5: Kí hiệu NTĐC 1.5 gồm 3 lít nước thải sau biogas 100% và không bổ sung tảoChlorella vulgaris có sục khí.
Hình 3.5 Ngày thứ 15 trong Hình 3.6 Ngày thứ nhất trong thí nghiệm thí nghiệm
Thời gian sục khí và nuôi tảo trong nước thảilà 25 ngày.
Các thí nghiệm ở mỗi nồng độ được lặplại 3lần cùng điều kiện pH, mật độ tảo.
Tiến hành theo dõi sự thay đổicác chỉ tiêu: NH 3 , NO 3 - , PO 4 3- và theo dõi sự thay đổi của pHtrong các nghiệm thức.
Bảng 3.4 Các chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm có sục khí
Khảo sát khả năng xử lý Nitrogen và Phosphorus trong nước thải sau biogas của tảo Chlorella vulgaris được thực hiện ở điều kiện không sục khí với các nồng độ 25%, 50%, 75% và 100% Đồng thời, thí nghiệm cũng được tiến hành trong điều kiện có sục khí để so sánh hiệu quả xử lý.
Bảng 3.5 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm trong điều kiện không sục khí
Lần lặp lại NT 2.1 NT 2.2 NT 2.3 NT 2.4 NTĐC 2.5
NTĐC :Nghiệm thức đối chứng
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên gồm5 nghiệm thức và lặp lại 3lần, trong đó:
Nghiệm thức 1: Kí hiệu NT 2.1 gồm 3 lít nước thải sau biogas pha loãng 25% và 50 ml tảo Chlorella vulgaris với mật độ 24000tb/ml, không sục khí.
Nghiệm thức 2: Kí hiệu NT 2.2 gồm 3 lít nước thải sau biogas pha loãng 50% và 150 ml tảo Chlorella vulgaris với mật độ 24000 tb/ml,không sục khí.
Nghiệm thức 3: Kí hiệu NT 2.3 gồm 3 lít nước thải sau biogas pha loãng 75% và 50 ml tảo Chlorella vulgaris với mật độ 24000 tb/ml,không sục khí.
Nghiệm thức 4: Kí hiệu NT 2.4 gồm 3 lít nước thải sau biogas 100% và 50 ml tảoChlorella vulgaris với mật độ 24000 tb/ml,không sục khí.
Nghiệmthức 5: Kí hiệu NTĐC 2.5 gồm 3 lít nước thải sau biogas 100% và không bổ sung tảoChlorella vulgaris, không sục khí.
Hình 3.7 Ngày thứ nhất trong Hình 3.8 Ngày thứ 15 trong thí nghiệm không sục khí thí nghiệm không sục khí
Thời giannuôi tảo trong nước thải để xử lý là 25 ngày.
Các thí nghiệm ở mỗi nồng độ được lặp lại 3lần cùng điều kiện pH, mật độ tảo.
Tiến hành theo dõi sự thay đổicác chỉ tiêu NH 3 , NO 3 - , PO 4 3- và theo dõi sự thay đổi của pHtrong các nghiệm thức
Bảng 3.6 Các chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm không sục khí
Nghiên cứu so sánh khả năng xử lý Nitrogen và Phosphorus từ nước thải sau biogas của tảo Chlorella vulgaris thông qua các chỉ tiêu Amoni, Nitrate và Phosphate Kết quả cho thấy tảo có hiệu quả cao trong việc xử lý các chất này ở cả hai quá trình sục khí và không sục khí.
3.2.3 Đánh giá hiệu quả xử lý hai quá trình sục khí và không sục khí
Bảng 3.7 Hiệu suất xử lý đối với đầu ra
Các giai đoạn xử lý Sục khí Không sục khí
Sử dụng phần mềm MS excel và phần mềm SG-Plus for Win 3.0 để xử lý số liệu và vẽ đồ thị.
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
Kết quả sự sinh trưởng của tảo Chlorella vulgaris trong môi trường nhân giống ở thí nghiệm 1
4.1.1 Kết quả số lượng cá thể tảo Chlorella vulgaris thu nhận được qua quá trình nhân giống
The observation and counting of Chlorella vulgaris cells were conducted using a Sedgwick-Rafter counting chamber designed by McAlice (1971), with a volume of 1 ml, and analyzed under an Olympic optical microscope.
Hình 4.1 Quan sát tế bào tảo Chlorella vulgaris trên kính hiển vi Olympic.
Bảng 4.1 Mật độ tế bào tảo Chlorella vulgaris thu được
STT Thời gian thực hiện Tế bào / mL
Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi mật độ tảo Chlorella vulgaris theo thời gian trong môi trường nuôi cấy
Tốc độ tăng trưởng của tảo Chlorella vulgaris trong những ngày đầu nuôi cấy diễn ra chậm, nhưng từ ngày thứ 6 trở đi, tốc độ sinh trưởng tăng nhanh và đạt đỉnh vào ngày thứ 12 Đến ngày thứ 15, mật độ tế bào đạt cực đại 1.604.324 tế bào/mL, cho phép thu hoạch sinh khối tảo Tuy nhiên, từ ngày thứ 18, mật độ tế bào bắt đầu giảm dần cho đến khi tảo tiêu thụ hết dinh dưỡng trong môi trường TT3, dẫn đến sự ngừng phát triển của tảo.
4.1.2 Kết quả giá trị pH trong quá trình nuôi cấy tảo Chlorella vulgaris
Bảng 4.2 Kết quả pH trong quá trình nuôi cấy
Stt Thời gian đo Giá trị pH
Sự thay đổi mật độ tảo Chlorella vulgaris qua các ngày nuôi cấy
Mật độ tảo(tb/ml)
Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi pH theo thời gian trong môi trường nuôi cấy
Giá trị pH ban đầu là 6,5 rất phù hợp cho sự phát triển của tảo Chlorella vulgaris, vì chúng phát triển tốt trong khoảng pH từ 6 đến 6,5 Trong quá trình nuôi cấy, pH có xu hướng tăng do tảo sử dụng CO2 làm nguồn dinh dưỡng để thực hiện quang hợp, dẫn đến hàm lượng CO2 hòa tan trong nước giảm và làm tăng pH của môi trường.
Kết quả khảo sát chỉ tiêu đầu vào của nước thải sau biogas
Bảng 4.3 Kết quả nước thải sau biogas đầu vào ở 4 nồng 25%, 50%, 75% và 100%
Chỉ tiêu NT 25% NT 50% NT 75% NT 100% pH 7,1 7,2 7,8 8,1
Sự biến đổi pH trong môi trường nuôi cấy theo thời gian pH
4.3 Kết quả khảo sát khả năng xử lý nước thải sau biogas của tảo Chlorella vulgaris trong điều kiện sục khí và không sục khí
4.3.1 Kết quả khảo sát khả năng xử lý nước thải sau biogas của tảo Chlorella vulgaris trong điều kiện sục khí ở các nồng độ 25%, 50%, 75%, 100%
4.3.1.1 Kết quả về chỉ tiêu giá trị pH
Bảng 4.4 Kết quả chỉ tiêu pH biến đổi theo thời gian Nghiệm thức
NT 1.1 NT 1.2 NT 1.3 NT 1.4 NTĐC 1.5
Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của pH giữa các nghiệm thức theo thời gian
Sự biến đổi pH giữa các nghiệm thức theo thời gian xử lý
Theo bảng 4.4 và hình 4.4, giá trị pH trong các nghiệm thức có xu hướng giảm do nước thải chứa nhiều hợp chất hữu cơ Quá trình phân hủy các hợp chất này bởi vi sinh vật dẫn đến phản ứng Amoni hóa và Nitrate hóa, tạo ra H+ và làm giảm pH Tuy nhiên, giá trị pH ở các nghiệm thức vẫn nằm trong giới hạn cho phép của cột A (pH từ 6-9) theo QCVN 40:2011/BTNMT (Phụ lục 1) [19].
4.3.1.2 Kết quả sự biến đổi hàm lượng PO 4 3- (mg/L) theo thời gian
Bảng 4.5 Sự biến đổi hàm lượng PO 4 3- theo thời gian của các nghiệm thức
Ngày NT 1.1 NT 1.2 NT 1.3 NT 1.4 NTĐC 1.5
Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn hàm lượng PO 4 3- biến đổi ở các nghiệm thức theo thời gian
Sự biến đổi hàm lượng phosphate giữa các nghiệm thức theo thời gian xử lý
Kết quả từ bảng 4.5 và hình 4.5 cho thấy rằng hàm lượng PO4^3- ở giai đoạn đầu của thí nghiệm tăng lên do vi sinh vật trong nước thải phân hủy photpho hữu cơ thành photphat Tuy nhiên, ở các ngày xử lý sau, hàm lượng PO4^3- giảm mạnh ở các nghiệm thức, ngoại trừ nghiệm thức đối chứng NTĐC1.5, nơi chỉ có nước thải biogas, sục khí và vi sinh vật, dẫn đến mức giảm rất chậm.
Sự giảm phospho xảy ra khi tảo và vi sinh vật hấp thụ và tích lũy chất này trong quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng.
Trong quá trình xử lý, Photphate đại diện cho tổng lượng Photpho trong nước thải từ việc chuyển đổi Photpho hữu cơ thành Photphat Hàm lượng PO4^3- tại NT 1.1 đạt loại A, trong khi NT 1.2 đạt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT (Phụ lục 1).
4.3.1.3 Kết quả sự biến đổi hàm lượng NH 3 (mg/l) trung bình theo thời gian Bảng 4.6 Kết quả sự biến đổi hàm lượng NH 3 ở các nghiệm thức
Ngày NT 1.1 NT 1.2 NT 1.3 NT 1.4 NTĐC 1.5
Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng NH 3 ở các nghiệm thức sục khí
Hàm lượng NH3 giảm mạnh qua các ngày xử lý, như thể hiện trong bảng và hình ảnh, do phản ứng Amoni hóa trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật Phản ứng này chuyển hóa Nitơ từ các Amino acid và hợp chất hữu cơ thành NH3 và sản phẩm khác để vi sinh vật tổng hợp tế bào mới NH3 dư không tham gia vào việc tạo vỏ tế bào mà tồn tại dưới dạng NH4+ trong nước, sau đó được vi khuẩn Nitrosomonas chuyển thành Nitrit và tiếp tục chuyển thành Nitrate nhờ vi khuẩn Nitrobacter Ngoài ra, một phần NH3 cũng được tảo hấp thụ để phục vụ cho sự sinh trưởng và phát triển của chúng Sau 25 ngày xử lý, hàm lượng NH3 ở nghiệm thức đã giảm đáng kể.
NT 1.1 xử lý đạtloại A, NT 1.2 đạt loại Btheo QCVN 40:2011/BTNMT (Phụ lục 1) [19].
Sự biến đổi hàm lượng Amoniac giữa các nghiệm thức theo thời gian xử lý
4.3.1.4 Kết quả hàm lượng NO 3 - (mg/L) biến đổi theo thời gian ở các nghiệm thức
Bảng 4.7 Sự biến đổi hàm lượng NO 3 - theo thời gian qua các nghiệm thức Nghiệm thức
Ngày NT 1.1 NT 1.2 NT 1.3 NT 1.4 NTĐC 1.5
Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng NO 3 - ở các nghiệm thức sục khí
Hà m lư ợn g Nit ra te ( m g /l )
Sự biến đổi hàm lượng Nitrate giữa các nghiệm thức theo thời gian xử lý
Kết quả từ bảng 4.7 và hình 4.7 chỉ ra rằng hàm lượng NO3- trong giai đoạn đầu của thí nghiệm có xu hướng tăng, nhờ vào quá trình chuyển hóa Amoni thành Nitrit và tiếp theo là Nitrat.
NH 4 + + 2 O 2 NO 3 - + 2H + + H 2 O Ở các ngày xửlý tiếp theo, hàm lượng NO 3 - giảm mạnh ở các nghiệm thức là vì khi mật độ tảo càng tăng thì khả năng sử dụng NO 3 - càng nhiều đã làm cho hàm lượng NO 3 - trong các nghiệm thức giảm trong quá trình thí nghiệm Ở nghiệm thức NTĐC1.5 không bổ sung tảo hàm lượng Nitrat giảmrất chậm, hiệu suất xử lý chỉ có 28,8%.
Sau 25 ngày xử lý, Nitrat đã đại diện cho tổng Nitơ trong nước thải do quá trình phân hủyNitơ hữu cơ thànhNitrat Hàm lượng NO3 - ở NT 1.1 đạt QCVN loại
A,NT 1.2 đạt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT (Phụlục 1) [19].
4.3.2 Kết quả khảo sát khả năng xử lý nước thải sau biogas của tảo Chlorella vulgaris trong điều kiện không sục khí ở các nồng độ 25%, 50%, 75%, 100% 4.3.2.1 Kết quả về chỉ tiêu giá trị pH
Bảng 4.8 Kết quả sự biến đổi giá trị pH ở các nghiệm thức
NT 2.1 NT 2.2 NT 2.3 NT 2.4 NTĐC 2.5
Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi giá trị pH ở các nghiệm thức không sục khí theo thời gian
Kết quả thí nghiệm cho thấy pH trong nghiệm thức không sục khí cao hơn so với nghiệm thức sục khí Sự biến thiên pH này chứng minh rằng quang hợp của tảo tiêu hao CO2 hòa tan trong nước, trong khi quá trình Nitrat hóa làm giảm pH ở các nghiệm thức Tuy nhiên, pH cao hơn ở nghiệm thức không sục khí là do tế bào tảo không tiếp xúc đều với nước, dẫn đến việc không sử dụng hết lượng CO2 hòa tan.
Giá trị pH ở nghiệm thức vẫn nằm trong giới hạn cho phép ở cột A (pH từ 6-9) củaQCVN 40:2011/BTNMT (Phụ lục 1) [19].
Sự biến đổi pH giữa các nghiệm thức theo thời gian
4.3.2.2 Kết quả sự biến đổi hàm lượng PO 4 3- (mg/l) theo thời gian
Bảng 4.9 Kết quả sự biến đổi hàm lượng PO 4 3- (mg/l) ở các nghiệm thức Nghiệm thức
Ngày NT 2.1 NT 2.2 NT 2.3 NT 2.4 NT 2.5
Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng PO 4 3- ở các nghiệm thức không sục khí theo thời gian
Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng trong nước thải của tảo Chlorella tăng đáng kể khi có sục khí Cụ thể, ở thí nghiệm không sục khí, hiệu suất xử lý chỉ đạt tối đa 70,5% ở nghiệm thức 2.1, trong khi ở thí nghiệm có sục khí, hiệu suất xử lý phosphate lên tới 98,3% ở nghiệm thức 1.1 Điều này chứng tỏ rằng điều kiện sục khí cải thiện khả năng xử lý chất dinh dưỡng của tảo Chlorella.
Sự biến đổi hàm lượng phosphate giữa các nghiệm thức theo thời gian
NT 2.4NTĐC 2.5 điều kiện không sục khí Sở dĩ như vậy là do trong điều kiện khuấy trộn sẽ ngăn không cho các tếbào tảo lắng xuống đáy và tạo điều kiện cho các chất dinh dưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy quá trình quang hợp Hàm lượng PO 4 3- ở nghiệm thức NT 2.1 trong thí nghiệm không sục khíđạt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT (Phụlục 1) [19].
4.3.2.3 Kết quả hàm lượng NH 3 (mg/L) trung bình theo thời gian
Bảng 4.10 Kết quả sự biến đổi hàm lượng NH 3 ở các nghiệm thức
Ngày NT 2.1 NT 2.2 NT 2.3 NT 2.4 NTĐC 2.5
Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng NH 3 ở các
Nghiệm thức không sục khí theo thời gian
Sự biến đổi hàm lượng Amoniac giữa các nghiệm thức theo thời gian
Hàm lượng NH3 giảm dần qua các ngày xử lý, tuy nhiên, tốc độ phân hủy NH3 trong thí nghiệm không sục khí thấp hơn so với thí nghiệm có sục khí Việc sục khí giúp môi trường nước thông thoáng, từ đó thúc đẩy nhanh các phản ứng hóa học Đặc biệt, hàm lượng NH3 ở nghiệm thức NT 2.1 đạt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT (Phụ lục 1) [20].
4.3.2.4 Kết quả sự biến đổi hàm lượng NO 3 - (mg/l) trung bình theo thời gian Bảng 4.11 Kết quả sự biến đổi hàm lượng NO 3 - (mg/l) trung bình ở các nghiệm thức Nghiệm thức
Ngày NT 2.1 NT 2.2 NT 2.3 NT 2.4 NT 2.5
Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng Nitrat theo thời gian
Sự biến đổi hàm lượng Nitrate theo thời gian
Kết quả từ bảng 4.1 cho thấy hiệu suất xử lý của tảo trong điều kiện không sục khí thấp hơn so với thí nghiệm có sục khí Điều này cho thấy tảo vẫn chưa xử lý triệt để nguồn dinh dưỡng Nitơ Cụ thể, hàm lượng NO3- ở nghiệm thức NT 2.1 trong thí nghiệm không sục khí đạt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT (Phụ lục 1).
Đánh giá sơ bộ hiệu quả xử lý hai quá trình sục khí và không sục khí của tảo
4.4.1 Đánh giá quá trình sục khí
Bảng 4.12 Hiệu quả xử lý nước thải sau biogas bằng chủng tảo
Chlorella vulgaris ở điều kiện sục khí
Các chỉ tiêu xử lý
NT 1.1 NT 1.2 NT 1.3 NT 1.4 NTĐC 1.5
Kết quả từ bảng 4.12 cho thấy nghiệm thức NT1.1 đạt hiệu suất xử lý cao nhất, tiếp theo là các nghiệm thức NT1.2, NT1.3 và NT1.4 Điều này chứng tỏ rằng hiệu suất xử lý của tảo giảm khi nồng độ tăng, vì vậy nồng độ pha loãng như ở NT1.1 là hiệu quả nhất Đặc biệt, nghiệm thức NTĐC 1.5 không có tảo, dẫn đến hiệu suất xử lý kém nhất.
4.4.2 Đánh giá quá trình không sục khí
Bảng 4.13 Hiệu quả xử lý nước thải sau biogas bằng chủng tảo
Chlorella vulgaris ở điều kiện không sục khí
Các chỉ tiêu xử lý
Thí nghiệm không sục khí
NT 2.1 NT 2.2 NT 2.3 NT 2.4 NTĐC 2.5
Theo bảng 4.13, hiệu suất xử lý của tảo trong nghiệm thức NT 2.1 là cao nhất, tiếp theo là NT 2.2, NT 2.3 và NT 2.4 Đặc biệt, nghiệm thức không sục khí có hiệu suất xử lý thấp hơn so với nghiệm thức sục khí Cụ thể, hiệu suất xử lý Phosphat, Amoni và Nitrat ở nghiệm thức NT 1.1 lần lượt cao hơn 1,4 lần, 1,2 lần và 1,2 lần so với NT 2.1 Tương tự, nghiệm thức NT 1.2 có hiệu suất cao hơn 1,3 lần, 1,2 lần và 1,4 lần so với NT 2.2; nghiệm thức NT 1.3 cao hơn 1,2 lần, 1,3 lần và 1,5 lần so với NT 2.3; và nghiệm thức NT 1.4 cao hơn 1,3 lần, 1,4 lần và 1,6 lần so với NT 2.4.
Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng xử lý nước thải của tảo Chlorella vulgaris khác nhau tùy thuộc vào điều kiện sục khí Cụ thể, tảo có khả năng xử lý nước thải sau biogas hiệu quả hơn trong điều kiện sục khí so với trong điều kiện không sục khí, mặc dù nồng độ pha loãng và mật độ tảo đầu vào là giống nhau.
