Nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy mô hình công nghệ SBR dòng liên tục có tính ưu
viêt hơn công nghệ SBR truyền thống và có thể áp dụng xử lý hiệu quả các thành phần ô
nhiễm của nước rỉ rác tại khu liên hiệp xử lý chất thải Nam Bình Dương sau giai đoạn xử lý
bậc 1, đặc biệt thành phần nitơ (TN) sau xử lý đạt QCVN 25:2009/BTNMT, cột A. Mô hình
công nghệ SBR dòng liên tục được vận hành với thời gian lưu nước (HRT) 4 ngày, chu kỳ xử
lý A-O kép 5 giờ ứng với thời gian sục khí (Ox) 180 phút, khuấy trộn (Ax) 40 phút, lắng 60
phút, gạn nước 20 phút cho hiệu suất xử lý nitơ (TN) cao nhất, thành phần N-NH4+ đầu ra nhỏ
hơn 5mg/l (đạt QCVN 25:2009/BTNMT, cột A). Thêm vào đó công nghệ SBR dòng liên tục
với qui trình vận hành thích hợp không những có thể xử lý hiệu quả mà còn giúp tiết kiệm
năng lượng, giảm chi phí hoá chất do vậy rất có tiềm năng áp dụng trong thực tế xử lý.
8 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 711 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ SBR dòng liên tục - Iceas, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 18
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC BẰNG CÔNG NGHỆ
SBR DÒNG LIÊN TỤC - ICEAS
Nguyễn Thanh Phong, Lê Đức Trung, Nguyễn Văn Phước;
Viện Môi Trường và Tài Nguyên, ĐHQG Tp Hồ Chí Minh
Ngày nhận bài: 7/12/2015 Ngày chấp nhận đăng: 13/1/2015
TÓM TẮT
Nghiên cứu này được thực hiện với mục đích nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác của mô hình công nghệ
SBR – ICEAS (dòng liên tục), đặc biệt đối với thành phần nitơ. Ảnh hưởng của các yếu tố vận hành hệ thống
quan trọng đến hiệu quả quá trình xử lý như thời gian lưu nước (HRT) và chu kỳ xử lý đã được khảo sát và đánh
giá cụ thể. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi vận hành mô hình công nghệ SBR dòng liên tục với thời gian chu
kỳ xử lý 5 giờ (sục khí 180 phút và khuấy trộn 40 phút, lắng 60 phút và gạn nước 20 phút) hiệu suất xử lý các
thành phần N-NH4
+, TN và COD trong nước rỉ rác đạt khoảng 99 %, 75 % và 76 % theo thứ tự. Kết quả nghiên
cứu thực nghiệm so sánh trong cùng điều kiện vận hành cho thấy mô hình công nghệ SBR dòng liên tục có hiệu
quả xử lý các thành phần ô nhiễm của nước rỉ rác cao hơn công nghệ SBR truyền thống, đặc biệt thành phần
nitơ (TN sau xử lý đạt QCVN 25:2009/BTNMT, Cột A).
Từ khóa: nước rỉ rác, SBR dòng liên rục, chu kỳ xử lý.
REMOVAL OF NITROGEN IN LANDFILL LEACHATE USING THE CONTINUOUS SBR
TECHNOLOGY
ABSTRACT
This research was conducted with the aim to improve the treatment effect of landfill leachate with
continuous SBR technology, especially for nitrogen removal. The influences of the operational factors that can
strongly affect the effectiveness of treatment process such as hydraulic retention time (HRT) and periodic
processing cycle were specifically studied. The results indicated that the continuous SBR technological system
with the operational conditions of 4 days retention and 5 hours processing cycle (180 min aeration, 40 min
mixing, 60 min sedimentation and 20 min decantation) the treatment effects of N-NH4
+
, TN and COD reached
approximate 99 %, 75 % and 76 %, correspondingly. Under similar operational conditions, comparative
treatment experimental results indicated that the treatment effects of landfill leachate contaminants of the
continuous SBR technology higher than that of the ordinary SBR technology, especially for nitrogen
composition (TN of treated landfill leachate reached VN standard 25:2009/MONRE, A Column)
Keywords: landfill leachate, continuous SBR, periodic processing cycle.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước rỉ từ bãi chôn lấp (nước rỉ rác) có thành phần rất phức tạp và mức độ ô nhiễm cao,
đặc biệt là thành phần dinh dưỡng. Rất nhiều quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác đã và
đang được áp dụng tại các bãi chôn lấp trên toàn quốc. Tuy nhiên, chất lượng nước sau xử lý
của hầu hết các quy trình xử lý hiện hữu đều chưa đạt quy chuẩn xả thải, đặc biệt là thành
phần nitơ [1][2].
Thực tế cho thấy, công nghệ SBR đóng vai trò rất quan trọng trong các quy trình xử lý
nước rỉ rác hiện nay. Công nghệ này có khả năng xử lý đồng thời các thành phần ô nhiễm hữu
cơ và dinh dưỡng có trong nước rỉ rác dựa trên nguyên lý biến đổi sinh hóa cơ bản mô phỏng
cơ chế xử lý sinh học dưới các điều kiện kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí (A-A-O). Hiệu quả xử
lý của quy trình công nghệ phụ thuộc nhiều vào chế độ vận hành với các yếu tố như thời gian
lưu nước, thời gian và thứ tự cấp khí trong các giai đoạn phản ứng [3][4].
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 19
Bể xử lý sinh học SBR kết hợp với công nghệ cải tiến ICEAS (Intermittent Cycle
Extended Aeration System) còn được gọi là công nghệ SBR dòng liên tục với quy trình vận
hành gián đoạn theo chu kỳ tương tự như đối với bể SBR truyền thống, tuy nhiên lại cho
phép nước thải đầu vào bể xử lý liên tục trong tất cả các giai đoạn của chu kỳ xử lý. Điều này
thực hiện được là nhờ cấu tạo gồm hai khu vực xử lý (khu vực tiền phản ứng và khu vực phản
ứng chính) phân cách nhau bởi một vách ngăn nhưng thông nhau ở đáy bể. Vách ngăn có
nhiệm vụ làm lệch hướng dòng chảy và ngăn chặn hiện tượng ngắn dòng với mục đích không
làm ảnh hưởng đến hoạt động lắng và rút nước trong khu vực phản ứng chính.
Hiện nay, công nghệ SBR dòng liên tục là công nghệ xử lý mới cho phép loại bỏ được
các thành phần ô nhiễm, đặc biệt là nitơ trong nước thải hiệu quả với chi phí đầu tư và vận
hành thấp hơn so với công nghệ SBR và các công nghệ xử lý sinh học truyền thống khác. Bể
xử lý sinh học SBR dòng liên tục với quy trình sục khí tăng cường gián đoạn theo chu kỳ A-
O kép, cho phép nước thải đầu vào và đầu ra bể xử lý liên tục mà không bị gián đoạn theo
mẻ. Điều này cho phép nâng cao hiệu quả xử lý cũng như giảm được đáng kể giá thành đầu
tư hệ thống.
Tuy nhiên, ở Việt Nam công nghệ này hiện nay vẫn chưa được áp dụng dụng phổ biến
trong thực tế xử lý nước rỉ rác mà mới chỉ được áp dụng đối với các loại nước thải thông
thường có mức độ ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng không quá cao. Do vậy, việc nghiên cứu đề
xuất quy trình kỹ thuật vận hành mô hình xử lý sinh học SBR dòng liên tục nhằm xử lý hiệu
quả ô nhiễm, đặc biệt là thành phần nitơ trong nước rỉ rác phù hợp với điều kiện thực tế là hết
sức cần thiết và đó cũng là mục tiêu để thực hiện nghiên cứu này.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
Nước rỉ rác được lấy tại nhà máy xử lý nước rỉ rác thuộc khu liên hiệp xử lý chất thải
Nam Bình Dương sau giai đoạn xử lý bậc 1 nhằm làm giảm một phần hàm lượng các thành
phần ô nhiễm tránh gây ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật trong bể xử lý sinh học. Đặc
tính và thành phần của nước rỉ rác sử dụng trong toàn bộ nghiên cứu thực nghiệm được thể
hiện trong bảng 1.
Bùn hoạt tính dùng trong nghiên cứu được lấy từ bể xử lý sinh học của nhà máy xử lý
nước rỉ rác thuộc khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Nam Bình Dương. Hàm lượng sinh khối
(bùn hoạt tính) được duy trì, kiểm tra và giữ ở mức khoảng 3000 mg/l trong mô hình bể SBR
dòng liên tục suốt toàn bộ quá trình nghiên cứu.
Bảng 1. Đặc tính và thành phần của nước rỉ rác sau xử lý Bậc 1
Stt Thông số Đơn vị Nước rỉ rác sau xử lý Bậc 1
1 pH - 8,1
2 COD mg/l 1170
3 BOD5 mg/l 317
4 N-NH4
+
mg/l 64,3
5 TN mg/l 119
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 20
MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
Mô hình bể SBR dòng liên tục được làm mô phỏng theo thực tế bằng kính dày 3,5 mm,
có kích thước D x R x C = 500 x 200 x 400 (mm). Bể được chia thành 2 ngăn: ngăn tiền xử lý
8 lít và ngăn phản ứng chính 32 lít. Hai ngăn này được thông nhau bằng một vách hở đặt cách
đáy 20 mm. Vị trí nước vào ở ngăn 1 cách đáy 350 mm, nước ra ở ngăn 2 cách đáy 300 mm.
Nước được cấp vào và tháo (gạn) ra khỏi bể bằng bơm định lượng với lưu lượng có thể điều
chỉnh bằng van (điều chỉnh lưu lượng). Ôxy được cấp vào bể bằng máy thổi khí với van tiết
lưu và hệ thống phân phối khí gồm hệ thống ống dẫn hình xương cá đặt ở đáy bể với đá bọt.
Trong ngăn phản ứng chính của bể còn được gắn một máy khuấy chìm dùng để xáo trộn đều
nước rỉ rác và bùn hoạt tính trong thời gian ngưng sục khí (giai đoạn thiếu khí trong chu kỳ
xử lý).
Hệ thống thiết bị trong mô hình được kết nối với bộ điều chỉnh nhằm đảm bảo thời gian
hoạt động thích hợp trong từng chu kỳ xử lý (Hình 1). Mô hình này được đặt tại phòng thí
nghiệm công nghệ của nhà máy xử lý nước Thủ Dầu Một, Bình Dương.
Hình 1: Mô hình thực nghiệm bể SBR dòng liên tục
2.2. Phương pháp thực nghiệm
Vận hành mô hình thực nghiệm bể SBR dòng liên tục xử lý nước rỉ rác để xác định:
- Thời gian lưu nước (HRT) thích hợp;
- Thời gian chu kỳ xử lý thích hợp;
- Đánh giá hiệu quả xử lý của công nghệ SBR dòng liên tục, so sánh với công nghệ
SBR truyền thống.
2.2.1. Thực nghiệm 1. Xác định thời gian lưu nước thích hợp.
Bảng 2. Chế độ thực nghiệm khảo sát thời gian lưu nước (HRT)
HRT
3 ngày 4 ngày 5 ngày
Chế độ vận hành
Thể tích làm việc (lít) 30 30 30
Lưu lượng nước vào (lít/giờ) 0,41 0,31 0,25
Thể tích nước gạn ra sau mỗi chu kì xử lý (lít) 1,67 1,25 1,00
Thực nghiệm khảo sát xác định HRT thích hợp cho quá trình xử lý hiệu quả được tiến
hành với thời gian chu kì hoạt động của bể SBR dòng liên tục là 240 phút với qui trình A-O
đơn giản bao gồm: 120 phút sục khí (Hiếu khí- Ox), 40 phút khuấy trộn (Thiếu khí - Ax), 60
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 21
phút lắng, 20 phút thu (gạn) nước [3][5]. Quá trình khảo sát được tiến hành với lưu lượng
nước rỉ rác cấp vào bể xử lý được điều chỉnh tương ứng với HRT là 3 ngày, 4 ngày và 5 ngày
(Bảng 2).
Các thông số của nước đầu ra (sau xử lý) gồm pH, COD, BOD5, TN, N-NH4
+
, N-NO3
-
và N-NO2
- được xác định sau mỗi 24 giờ để xác định hiệu suất xử lý đạt được.
1.2.1. Thực nghiệm 2: Xác định thời gian chu kì xử lý thích hợp.
Trên cơ sở kết quả khảo sát về thời gian lưu nước thích hợp thu được sau thực nghiệm
1 để xây dựng kế hoạch thực nghiệm 2. để xác định thời gian chu kì xử lý thích hợp cho bể
SBR dòng liên tục. Qui trình A-O kép được thiết lập nhằm làm tăng hiệu quả xử lý thành
phần hữu cơ và dinh dưỡng, đặc biệt là nitơ. Ảnh hưởng của sự thay đổi thời gian sục khí
(Ôxy hóa sinh học - Ox) từ 120 phút lên 180 và 240 phút tới hiệu quả quá trình chuyển hóa
(xử lý) các hợp chất chứa nitơ trong nước rỉ rác trong các chu ký xử lý được khảo sát, trong
khi không thay đổi thời gian các giai đoạn khuấy trộn (An/Ax), lắng và gạn nước tương ứng
với thời gian chu kỳ xử lý tăng từ 4 giờ lên 5 giờ và 6 giờ [1][2][3](Hình 2).
Chu kì xử lý 4 giờ
Chu kì xử lý 5 giờ
Chu kì xử lý 6 giờ
Hình 2. Chế độ khảo sát thời gian chu kì xử lý
Các thông số của nước đầu ra (sau xử lý) gồm pH, COD, BOD5, TN, N-NH4
+
, N-NO3
-
và N-NO2
- được xác định sau mỗi 24 giờ để xác định hiệu suất xử lý đạt được.
Thực nghiệm 3. Đánh giá hiệu quả xử lý của công nghệ SBR dòng liên tục và so sánh
với công nghệ SBR truyền thống.
Trên cơ sở những kết quả thu được từ hai thực nghiệm khảo sát xác định thời gian lưu
nước và thời gian chu kỳ xử lý thích hợp, xây dựng kế hoạch thực nghiệm song song trên hai
mô hình bể xử lý SBR giống nhau về kích thước, nước rỉ rác, thành phần nước rỉ rác, HRT,
thời gian chu kỳ xử lý. Trong đó, một mô hình được vận hành với chế độ dòng liên tục và qui
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 22
trình A-O kép, mô hình còn lại được vận hành với chế độ từng mẻ theo công nghệ SBR
truyền thống và qui trình A-O đơn giản.
Các thông số của nước đầu ra (sau xử lý) từ hai mô hình thực nghiệm xử lý gồm pH,
COD, BOD5, TN, N-NH4
+
, N-NO3
-
và N-NO2
- được xác định sau mỗi 24 giờ để xác định hiệu
suất xử lý đạt được.
2.3. Phương pháp phân tích
Các thông số: pH, SS, MLSS, COD, BOD5, TN, N-NH4
+
, N-NO3
-
và N-NO2
-
được phân
tích tại phòng thí nghiệm của nhà máy xử lý nước Thủ Dầu Một, Bình Dương, theo Standard
Methods for the Exammination of Water and Wastewater, 2005.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định thời gian lưu nước thích hợp
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu nước đến hiệu quả xử lý nước rỉ rác của
bể SBR dòng liên tục được thể hiện trong Hình 3.
Hình 3. Ảnh hưởng của HRT đến hiệu quả xử lý của bể SBR dòng liên tục
Những kết quả thực nghiệm này cho thấy hiệu suất xử lý thành phần hữu cơ đạt được
rất cao (gần 80 % đối với COD, không trình bày kết quả đối với BOD) và tăng khi tăng HRT,
đặc biệt rõ rệt khi HRT tăng từ 3 ngày lên 4 ngày. Lý do khi HRT tăng có nghĩa là kéo dài
thời gian hoạt động phân hủy, tiêu thụ cơ chất của vi sinh vật (VSV), dẫn đến hàm lượng chất
hữu cơ trong nước rỉ rác sẽ càng giảm xuống. Tuy nhiên có thể thấy tốc độ sử dụng cơ chất
của VSV không giữ nguyên mà có xu hướng giảm khi HRT từ 4 ngày lên 5 ngày, điều này là
do ảnh hưởng của sự sụt giảm mạnh của thành phần BOD sẵn có trong nước rỉ rác sau những
ngày xử lý đầu tiên.
Hiệu suất xử lý thành phần N-NH4
+
và TN đều có xu hướng tăng khi tăng HRT, đặc biệt
hiệu suất xử lý N-NH4
+
đạt gần 95 % với HRT là 5 ngày. Điều này là hoàn toàn hợp lý, khi
tăng thời gian oxy hóa sinh học sẽ làm tăng hiệu suất biến đổi thành phần N-NH4
+
lên mức
oxy hóa cao hơn là N-NO3
-
và N-NO2
-
. Tuy nhiên có thể thấy hiệu suất xử lý N-NH4
+
và TN
tăng mạnh đạt cao nhất khi tăng HRT từ 3 ngày lên 4 ngày, nhưng lại chiều hướng giảm nhẹ
khi tiếp tục tăng HRT từ 4 ngày lên 5 ngày. Nguyên nhân khi tăng HRT đồng nghĩa với tăng
thời gian lắng, mà trong giai đoạn này diễn ra quá trình phân hủy nội sinh của VSV trưởng
thành cung cấp nguồn dinh dưỡng cho các VSV mới sinh để khử nitrat. Sản phẩm của quá
trình sinh hóa này lại là ammonia và do vậy dẫn đến làm tăng hàm lượng N-NH4
+
trong nước
đầu ra [3][4].
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 23
Kết quả thực nghiệm cho thấy khi vận hành bể SBR dòng liên tục với HRT 4 ngày thu
được hiệu quả xử lý tốt nhất đối với nước rỉ rác, đặc biệt là thành phần Nitơ, do vậy chọn
HRT thích hợp là 4 ngày. Tuy nhiên với hiệu suất xử lý nitơ chỉ đạt khoảng 70 % và hàm
lượng TN trong nước đầu ra 34,2 mg/l, còn cao hơn so với mức cần xử lý là 15 mg/l. Do đó,
thực nghiệm tiếp theo được thực hiện để khảo sát xác định thời gian chu kì vận hành thích
hợp hơn đối với bể SBR dòng liên tục nhằm nâng cao hơn nũa hiệu quả xử lý.
3.2. Xác định thời gian chu kỳ thích hợp
Kết quả thực nghiệm đầu tiên cho thấy với HRT 4 ngày tuy đạt được hiệu quả xử lý
nước rỉ rác là tốt nhất, nhưng hàm lượng TN còn cao sau xử lý mặc dù các thành phần N-
NH4
+
, N-NO3
-
và N-NO2
-
được xác định là còn lại không đáng kể (kết quả không thể hiện).
Điều này cho thấy rằng quá trình chuyển hoá sinh học thành phần N-NH4
+ thành N-NO3
- (giai
đoạn sục khí - Ox) và N-NO3
- thành N2↑ (giai đoạn khuấy trộn - Ax) là khá tốt. Lượng nitơ
còn lại trong nước đầu ra chủ yếu tồn tại dưới dạng các hợp chất hữu cơ tương ứng với hàm
lượng COD sau xử lý vẫn còn cao. Chính vì vậy, mục tiêu của thực nghiệm tiếp theo này là
xác định thời gian chu kì vận hành bể SBR dòng liên tục với qui trình A-O kép nhằm tăng
cường quá trình khử COD đồng thời cũng là quá trình chuyển hóa nitơ trong các hợp chất
hữu cơ thành các thành phần vô cơ, và như vậy sẽ làm tăng hiệu quả của quá trình xử lý nitơ.
Kết quả nghiên cứu được thể hiện trong Hình 4 [4][5].
Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất xử lý thành phần COD và TN trong nước rỉ rác
đều tăng khi tăng thời gian sục khí trong các chu kỳ vận hành bể SBR dòng liên tục. Khi thời
gian sục khí tăng từ 120 phút lên 180 phút hiệu suất khử N-NH4
+ đạt gần như tuyệt đối, hiệu
suất khử COD và TN tăng và đạt mức gần như cao nhất lần lượt là 75,94 % và 75,09 % theo
thứ tự. Có nghĩa là thời gian sục khí tăng lên 180 phút đảm bảo quá trình chuyển hóa thành
phần nitơ hữu cơ thành N-NH4
+, sau đó thành N-NO3
-
và cuối cùng thành N2↑ với hiệu suất
cao.
Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian chu kỳ vận hành đến hiệu quả xử lý của bể SBR dòng liên tục
Khi tiếp tục tăng thời gian sục khí từ 180 phút lên 240 phút, hiệu suất khử COD và TN
cũng tăng lên nhưng không đáng kể đạt 76,33 % và 78,38 % theo thứ tự. Nguyên nhân là do
trong nước rỉ rác thường có lượng COD rất khó phân hủy sinh học (gần như trơ), vậy nên dù
có tăng thời gian sục khí thì cũng không tăng được đáng kể hiệu suất xử lý COD nữa, dẫn tới
không tăng được hiệu suất xử lý TN như đã thảo luận ở trên (hàm lượng N-NH4
+
, N-NO3
-
và
N-NO2
-
trong nước rỉ rác sau xử lý là không đáng kể, không trình bày kết quả) [2].
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 24
Trên cơ sở đánh giá những kết quả thực nghiệm thu được chọn thời gian sục khí thích
hợp là 180 phút ứng với chu kì vận hành 5 giờ đối với bể SBR dòng liên tục để có thể thu
được hiệu quả xử lý nước rỉ rác theo yêu cầu, đặc biệt là đối với thành phần nitơ.
Như đã trình bày ở phần trên, trong thực nghiệm này thời gian giai đoạn khuấy trộn khử
nitrat hoá (Ax), lắng và gạn nước không thay đổi đối với cả 3 chu kỳ vận hành. Để có thêm
cơ sở kết luận thời gian chu kỳ xử lý hiệu quả TN, ảnh hưởng của việc kéo dài thời gian lắng
cũng được nghiên cứu khảo sát. Tuy nhiên kết quả thực nghiệm cho thấy thời gian lắng tăng
từ 60 phút lên 90 và 120 phút hầu như không gây ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat hoá và
hiệu quả xử lý TN (Kết quả không trình bày).
3.3. Đánh giá hiệu quả xử lý của công nghệ SBR dòng liên tục và so sánh với công
nghệ SBR truyền thống.
Quá trình thực nghiệm được tiến hành song song trên 2 mô hình bể xử lý SBR dòng liên
tục và bể SBR truyền thống được vận hành với các điều kiện thích hợp đã được xác định ở
những thực nghiệm trước, cụ thể là: hoàn toàn giống nhau về kích thước bể, thành phần nước
rỉ rác, cùng HRT 4 ngày, thời gian sục khí (Ox) 180 phút, lắng 60 phút, gạn nước 20 phút ứng
với chu kỳ xử lý 5 giờ. Kết quả thực nghiệm được trình bày trong Hình 5.
Hình 5. Hiệu quả xử lý của hai mô hình SBR dòng liên tục và SBR truyền thống
Kết quả thu được cho thấy hiệu suất xử lý thành phần COD trong nước rỉ rác đạt được
gần như nhau giữa hai mô hình công nghệ, đó là do mật độ, chất lượng bùn hoạt tính ban đầu
trong hai mô hình và thời gian duy trì điều kiện khử cơ chất (Ox + Ax) là hoàn toàn giống
nhau. Tuy nhiên có thể thấy hiệu suất xử lý thành phần nitơ (N-NH4
+ và TN) được nâng cao
rõ rệt với công nghệ SBR dòng liên tục, đạt 98,95 % và 74,44 % ứng với nồng độ N-NH4
+
đầu ra nhỏ hơn 5mg/l (đạt QCVN 25:2009/BTNMT, Cột A). Trong khi với công nghệ SBR
truyền thống, hiệu suất xử lý thành phần N-NH4
+ và TN chỉ đạt lần lượt là 85,52 % và 56,55
%. Hai yêu tố góp phần làm tăng hiệu quả xử lý của công nghệ SBR dòng liên tục khi so sánh
với công nghệ SBR truyền thống. Thứ nhất là việc xác lập các giai đoạn sục khí xen kẽ với
khuấy trộn trong qui trình A-O kép tạo môi trường phát triển thuận lợi hơn cho các loại vi
sinh vật (VSV) có vai trò trong quá trình xử lý là nitrit hoá, nitrat hoá và sau đó là khử nitrat
hoá, trong khi tổng thời gian Ox và Ax là không thay đổi với cả hai mô hình [4][6]. Thứ hai
là trong chu kỳ vận hành mô hình xử lý SBR dòng liên tục có sự bổ sung liên tục hàm lượng
cơ chất từ thành phần của nước thải đầu vào, điều này là rất cần thiết trong các giai đoạn khử
nitrat hoá. Trong khi đối với công nghệ SBR truyền thống việc bổ sung cơ chất (đã sụt giảm
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & THỰC PHẨM SỐ 08/2016 25
đáng kể sau giai đoạn sục khí kéo dai) là không có (hoặc rất khó thực hiện), dẫn đến ảnh
hưởng lớn làm giảm hiệu quả quá trình khử nitrat hoá trong giai đoạn thiếu khí. Điều này đã
cho thấy điểm ưu việt của công nghệ SBR dòng liên tục so với công nghệ SBR truyền thống
và đã được minh chứng rõ ràng bằng những kết quả thực nghiệm trong nghiên cứu này.
4. KẾT LUẬN
Nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy mô hình công nghệ SBR dòng liên tục có tính ưu
viêt hơn công nghệ SBR truyền thống và có thể áp dụng xử lý hiệu quả các thành phần ô
nhiễm của nước rỉ rác tại khu liên hiệp xử lý chất thải Nam Bình Dương sau giai đoạn xử lý
bậc 1, đặc biệt thành phần nitơ (TN) sau xử lý đạt QCVN 25:2009/BTNMT, cột A. Mô hình
công nghệ SBR dòng liên tục được vận hành với thời gian lưu nước (HRT) 4 ngày, chu kỳ xử
lý A-O kép 5 giờ ứng với thời gian sục khí (Ox) 180 phút, khuấy trộn (Ax) 40 phút, lắng 60
phút, gạn nước 20 phút cho hiệu suất xử lý nitơ (TN) cao nhất, thành phần N-NH4
+ đầu ra nhỏ
hơn 5mg/l (đạt QCVN 25:2009/BTNMT, cột A). Thêm vào đó công nghệ SBR dòng liên tục
với qui trình vận hành thích hợp không những có thể xử lý hiệu quả mà còn giúp tiết kiệm
năng lượng, giảm chi phí hoá chất do vậy rất có tiềm năng áp dụng trong thực tế xử lý.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Lê Quang Huy, Nguyễn Phước Dân và Nguyễn Thanh Phong (2009). Ứng dụng quá
trình thiếu khí từng mẻ để xử lý oxit nitơ nồng độ cao trong nước rác cũ. Tạp chí Phát triển
Khoa học và Công nghệ, ĐHQG Tp Hồ Chí Minh, (02), 64 - 73.
[2]. Nguyễn Thanh Phong, Lê Đức Trung, Nguyễn Văn phước (2012). Nghiên cứu cải tạo
quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác tại khu liên hợp xử lý chất thải Nam Bình Dương. Tạp
chí Khoa học & Công nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, 50 (4A), 121
– 128.
[3]. Renou, S., Givaudan, J. G., Poulain, S., Dirassouyan, F. and Moulin, P (2008). Landfill
laechate treatment: Review and opportunity. Journal of Hazardous Materials, 150, 468 – 493.
[4]. Lê Văn Cát, 2007. Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ và photpho. NXB Khoa học tự
nhiên và công nghệ, Hà Nội, 209-223.
[5]. Andrii Butkovskyi (2009). Leachate Treatment at Filborna Landfill with Focus on
Nitrogen Removal. Department of Chemical Engineering Lund University, Sweden, 3-10.
[6]. Klimiuk, E., Kulikowska, D (2005). The Influence of Hydraulic Retention Time and
Sludge Age on the Kinetics of Nitrogen Removal from Leachate in SBR. Polish J. Environ.
Stud, 02, 283-289.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- so_8_18_25_6994_2070684.pdf