Chửụng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH 4.1. Kết quả phân tích các mẫu nước thải chưa qua xử lý
4.5. Nghiên cứu quá trình khử COD
Số liệu nghiên cứu quá trình khử COD được trình bày trong (Bảng 4.9).
Trong bảng này:
+ X (mg/L): là nồng độ bùn hoạt tính trong bể phản ứng
+ CODv (mg/L): nồng độ COD vào bể phản ứng (vào ngăn thiếu khí) + CODr1 (mg/L): nồng độ COD ra ngăn thiếu khí (vào hiếu khí) + CODr2 (mg/L): nồng độ COD ra ngăn hiếu khí (vào ngăn USBF) + CODr (mg/L): nồng độ COD ra bể phản ứng (ra ngăn USBF)
+ H1 (%) = 100*(CODv- CODr1)/CODv: Hiệu quả xử lý COD của ngăn thiếu khí
+ H2 (%) = 100*(CODr1- CODr2)/CODr1: Hiệu quả xử lý COD của ngăn hiếu khí
+ H3 (%) = 100*(CODr2- CODr)/CODr2: Hiệu quả xử lý COD của ngăn USBF.
Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp lọc ngược bùn sinh học USBF
+ H (%) = 100*(CODv- CODr)/CODv: Hiệu quả xử lý COD của cả bể phản ứnng
+ L (kg COD/m3/ngày): tải trọng COD.
Bảng. 4.9: số liệu nghiên cứu quá trình khử COD
Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp lọc ngược bùn sinh học USBF
Hiệu quả xử lý COD qua các ngăn
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Thứ tự
Hieọu suaỏt (%) H2
H3 H H1
Hình 4.12: Hiệu quả xử lý qua các ngăn Từ đồ thị, cho thấy:
+ Hiệu quả xử lý COD của ngăn thiếu khí tối đa là 75%, tối thiểu là 22,4%.
Hiệu quả này khá cao chứng tỏ trong nước thải chứa rất nhiều RBCOD và lượng COD này bị loại bỏ ngay từ ngăn này. Phần COD còn lại chủ yếu là SBCOD hay không thể phân hủy sinh học nên VSV trong ngăn hiếu khí muốn có nguồn C thì bắt buộc chúng phải sử dụng phần COD còn lại. Chính vì vậy mà hiệu quả xử lý COD rất cao. Điều này chứng tỏ ưu điểm của ngăn thiếu khí.
+ Phần COD còn lại vào ngăn hiếu khí sẽ bị loại bỏ tối đa 91,8%, tối thiểu 15,8%.
+ Cuối cùng ngăn USBF xử lý phần còn lại nhưng hiệu quả xử lý ở đây rất thấp trung bình 30% phần COD còn lại. Nếu so với COD vào bể phản ứng thì
Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp lọc ngược bùn sinh học USBF
còn lại SBCOD và thành phần hữu cơ từ xác chết VSV. Hiệu quả xử lý COD diễn ra ở ngăn này chỉ là phụ mà chức năng chính của nó là ổn định bùn, lắng và lọc.
4.5.1. Khảo sát hiệu quả xử lý COD theo nồng độ bùn
Hiệu quả xử lý COD theo nồng độ bùn
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
50 0 10 00
15 00 20 00
25 00 30 00
35 00 40 00
45 00 50 00
55 00 60 00
65 00 70 00
75 00 80 00
85 00 90 00
X (mg/L)
H (%)
Hình .4.13: Hiệu quả xử lý COD theo nồng độ bùn hoạt tính
Nhận xét
+ Nồng độ bùn hoạt tính có thể duy trì rất cao (lên đến 8.000 mg/L) mà hiệu quả xử lý vẫn cao (>70%)
+ Ở nồng độ bùn thấp hơn 2.500 mg/L, hiệu quả xử lý thấp (nhỏ 70%).
+ Ở nồng độ bùn tối ưu là từ (2.500 – 5.500) mg/L.
Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp lọc ngược bùn sinh học USBF
+ Ở nồng độ bùn từ (3.500 – 4.000) mg/L có 2 giá trị khác so với quy luật chung của chuỗi giá trị hay nói cách khác ở nồng độ bùn cao nhưng hiệu quả xử lý lại thấp. Nguyên nhân là do đặc tính của bùn lúc này không đảm bảo do không cung cấp đầy đủ ôxy và dinh dưỡng.
+ Khi nồng độ bùn nhỏ 5.000 mg/L, hiệu quả xử lý tăng khi nồng độ bùn taêng.
+ Khi nồng độ bùn lớn hơn 5000 mg/L hiệu quả xử lý có chiều hướng giảm..
Tuy nhiên, hiệu quả xử lý vẫn đạt (70%) có thể duy trì cho tới khi nồng độ bùn lên đến 8.000 mg/L.
Nguyeân nhaân
+ Ởû nồng độ bùn thấp, lượng vi sinh quá nhỏ nên không đủ để thực hiện các quá trình xử lý.
+ Sau đú, tăng dần nồng đụù bựn lờn, lượng vi sinh tăng nhanh và hiệu quả xử lý tăng lên rõ rệt.
+ Ở nồng độ bùn quá cao, hiệu quả xử lý sẽ giảm tương đối do ở nồng độ này VSV tham gia quá trình xử lý quá lớn, chúng sẽ cạnh tranh về dinh dưỡng và năng lượng, nhu cầu về về oxy trong ngăn hiếu khí sẽ tăng lên đáng kể, các VSV dần dần chuyển qua giai đoạn hô hấp nội bào.
4.5.2. Khảo sát hiệu quả xử lý COD theo nồng độ Nhận xét
+ Hiệu quả xử lý tối đa có thể đạt được tới 97,5%, và tối thiểu là 45,5%. Hiệu quả trung bình đạt được từ (75 – 95%). Nồng độ COD dòng ra có thể đạt tối đa (19,2 – 36,0) mg/L (đạt được tiêu chuẩn loại A, TCVN 5945-1995).
+ Trong khoảng COD < 700 mg/L hiệu quả xử lý tăng nhanh.
+ COD thích hợp trong khoảng 700 – 1420 mg/L.
Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp lọc ngược bùn sinh học USBF
+COD > 1420, nồng độ bắt đầu giảm.
Hiệu suất xử lý COD theo COD vào
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
200 300
400 500
600 700
800 900
1000 1100
1200 1300
1400 1500
1600
COD (mg/L)
H (%)
Hình .4.14: Hiệu quả xử lý COD theo nồng độ COD đầu vào 4.5.3. Khảo sát hiệu quả xử lý COD theo HRT
Hiệu quả xử lý theo HRT
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 HRT (h)
H (%)
Hình .4.15: Hiệu quả xử lý COD theo thời gian lưu nước Nhận xét và giải thích
+ Hiệu quả xử lý biến động rất lớn theo thời gian lưu nước (HRT của cả bể phản ứng). Nguyên nhân chính là bơm nước thải đầu vào không ổn định dẫn đến việc đo lưu lượng rất khó chính xác. (dẫn đến sai lệch HRT do HRT = (thể tích)/(lưu lượng)).
+ Giá trị HRT thường phải duy trì ở khoảng 20h vì lưu lượng bơm khó điều chỉnh mặt khác điện thế không ổn định .
Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp lọc ngược bùn sinh học USBF
+ Đồ thị cho thấy ở HRT thích hợp lớn hơn 6 h vì với thời gian này các chất ô nhiễm ở trong hệ thống đủ lớn để quá trình xử lý xảy ra. Khi HRT quá nhỏ thì lưu lượng quá lớn sẽ ảnh hưởng tới ngăn USBF dẫn dến hiệu quả xử lý giảm.
+ Khi HRT nhỏ hơn 6 h, thời gian lưu nước trong hệ thống sẽ rất nhỏ nên chất ô nhiễm không kịp xử lý thì đã bị đưa ra ngoài hệ thống.
4.5.4. Khảo sát hiệu quả xử lý COD theo SRT
Hiệu quả xử lý COD theo SRT
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
SRT (ngày)
H (%)
Hình .4.16: Hiệu quả xử lý COD theo tuổi của bùn
Nhận xét
+ SRT có thể duy trì đến 55 ngày mà hiệu quả xử lý vẫn đạt 74,4%.
+ Hiệu quả xử lý nhỏ 75% khi SRT <10 ngày và tăng nhanh khi tăng SRT từ giá trị này trở lên. Khi SRT quá lớn thì hiệu quả xử lý bắt đầu giảm dần.
+ SRT thích hợp trong khoảng 20 – 52 ngày.
Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp lọc ngược bùn sinh học USBF
4.5.5. Khảo sát hiệu quả xử lý COD theo L
Hiệu quả xử lý COD theo tải trọng
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
L (kg COD/m3/ngày)
H (%)
Hình .4.17: Hiệu quả xử lý COD theo tải trọng Nhận xét và giải thích
+ Tải trọng thích hợp trong khoảng (1 – 4) kg COD/m3/ngày. Ở tải trọng này, hiệu quả xử lý đạt trên 80%.
+ Tải trọng nhỏ hơn 1 kg COD/m3/ngày, hiệu quả nhỏ vì lượng hữu cơ cung cấp cho VSV không đủ lớn.
+ Tải trọng lớn hơn 4 kg COD/m3/ngày, hiệu quả xử lý sẽ giảm rõ rệt do tải trọng hữu cơ vượt xa mức đồng hóa của VSV tham gia quá trình xử lý.