21 3.2.3 Chế phẩm Sanjiban MicroActive-8000 Chem Bio-Treat, nồng độ tương ứng với các nghiệm thức khác nhau. Sanjiban Culture Concentrate Microal Probiotic (PV), nồng độ tương ứng với các nghiệm thức khác nhau. 3.2.4. Dụng cụ thí nghiệm Các thùng có dung tích 20 lít có van xả bùn, máy bơm sục khí, các viên đá sủi bọt dùng trong sục khí vào bể, ống dẫn khí… Các dụng cụ thiết bị dùng cho phân tích: ống đong, ống nghiệm, buret, pipet… 3.2.5. Hóa chất Các hóa chất dùng trong phân tích các chỉ tiêu theo dõi: COD, BOD của mẫu nước thải: H 2 SO 4 , Na 2 S 2 O 3 , AgSO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , FAS… 3.3 Mô hình nghiên cứu Là mô hình kết hợp giữa mô hình khuyến cáo cụ thể của nhà sản xuất chế phẩm và mô hình SBR, từng giai đoạn cụ thể tương ứng với những giai đoạn thời gian thí nghiệm khác nhau. 3.3.1. Mô hình khuyến cáo của công ty sản xuất chế phẩm 3.3.1.1. Vật liệu Bể 60 lít, bằng nhựa hay thiết Sục khí nên sục khí với vòi sục khí nhỏ, chậm, dùng cho bể nuôi cá Nước rỉ rác mới Hình 3.1. Mô hình khuyến cáo được dùng với chế phẩm Sanjiban. 22 3.3.1.2. Phương pháp Cho 50 lít nước rỉ rác vào bể chứa một cách từ từ, liên tục, trong vòng 1 giờ. Cho chế phẩm Sanjiban MicroActive vào bằng cách nhỏ giọt từ từ. Với hàm lượng cụ thể 50 ml Sanjiban microactive 8000 + 5 ml PV và 1lít nước, trộn đều, cho vào bể khi nước rỉ rác được cho vào đầy bể, trong vòng 1 giờ. Quá trình cho nước rỉ rác và chế phẩm vào bể phải được thực hiện trong 2 giờ. Sau 2 giờ, chuyển nước vào bể sục khí, không được xáo trộn bùn ở dưới dáy. Sục khí liên tục trong 2 giờ. Sau đó, chuyển nước không có bùn vào bể lắng để lắng các chất rắn, bùn lắng trong 1 giờ. Chuyển nước vào bể lắng cuối cùng. Lắng trong 1 giờ. Sau 1 giờ, lấy nước ở trên đi phân tích các chỉ tiêu cần thiết. 3.3.2. Mô hình thí nghiệm Mô hình thí nghiệm là mô hình SBR, với chu kỳ thời gian cho mỗi giai đoạn cụ thể khác nhau tương ứng ở mỗi mô hình thí nghiệm. Mô hình thí nghiệm thay đổi theo từng mô hình cụ thể, với các điều kiện khác nhau trong những thời gian khác nhau của thí nghiệm. Tổng thể tích xử lý là 20 lít Hình 3.2: Mô hình dùng cho thí nghiệm 23 3.3.3. Các yêu cầu trong quá trình chạy mô hình Ngoài các điều kiện cho phép thay đổi, các điều kiện khác phải đảm bảo tính đồng đều ở các nghiệm thức khi chạy mô hình: hàm lượng khí sục vào, cùng chịu một điều kiện ngoại cảnh tác động. Theo dõi trong suốt quá trình chạy mô hình. Các mẫu phân tích phải được bảo quản nếu chưa phân tích ngay. 3.4 Phƣơng pháp tiến hành của các mô hình thí nghiệm 3.4.1 Thí nghiệm 1: Mô hình thí nghiệm với bùn chƣa ổn định 3.4.1.1. Vật liệu Nước rỉ rác lấy về pha loãng với nước máy theo tỉ lệ 1:5. Hàm lượng bùn chiếm 20% ở mỗi nghiệm thức. Bùn lúc này chưa chuyển hóa tốt, có màu nâu sẫm, nhưng lắng không tốt, còn lơ lửng trong nước thải sau khi xử lý. Hàm lượng chế phẩm bổ sung tùy theo các nghiệm thức, trước khi cho chế phẩm vào thùng xử lý, chế phẩm được pha loãng với nước máy, pha loãng thành 1 lít dung dịch và trộn đều (theo khuyến cáo của nhà sản xuất chế phẩm), riêng với nghiệm thức đối chứng không cho chế phẩm vào, nên cho 1 lít nước máy. 3.4.1.2. Phương pháp Cho bùn hoạt tính, nước rỉ rác được pha loãng vào thùng có dung tích 20 lít, sau đó cho chế phẩm vào với hàm lượng tương ứng theo các nghiệm thức khác nhau. Sục khí liên tục trong 8 giờ, sau đó để lắng qua đêm. Lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu theo dõi. Sau đó tiếp tục sục khí trong 22 giờ, để lắng khoảng 3 giờ. Lấy mẫu phân tích. 3.4.1.3. Các mô hình Các mô hình thí nghiệm dựa vào các điều kiện sau:  Hàm lượng chất hữu cơ đầu vào (COD), được bố trí trong những khoảng thời gian khác nhau.  Hàm lượng chế phẩm trong cùng thời gian thí nghiệm. 24  Thời lượng sục khí trong cùng thời gian thí nghiệm. Có hai mô hình chạy trong hai thời gian khác nhau, mỗi mô hình chạy có 4 nghiệm thức tương ứng. Mô hình A: mô hình thí nghiệm với bùn hoạt tính không ổn định Mô hình B: mô hình thí nghiệm với bùn hoạt tính không ổn định và có bổ sung thêm PV (theo khuyến cáo là nên thêm dung dịch PV vào khi dùng cho xử lý nước rác) Bảng 3.1. Hàm lượng chế phẩm bổ sung theo các nghiệm thức tương ứng Mô hình Nghiệm thức Hàm lượng Sanjiban 8000 (ml) Hàm lượng PV (ml) A A0 A20 A100 A200 0 20 100 200 0 0 0 0 B B0 B20 B100 B200 0 20 100 200 0 2 10 20 3.4.2. Thí nghiệm 2: Mô hình thí nghiệm với bùn ổn định Mô hình thí nghiệm thay đổi để nâng hiệu quả xử lý nước thải hơn so với mô hình thí nghiệm trước, kiểm tra sự ảnh hưởng của độ ổn định của bùn hoạt tính lên hiệu quả xử lý nước rác. 3.4.2.1. Vật liệu Nước rỉ rác lấy về pha loãng theo tỉ lệ 1: 15. Hàm lượng bùn chiếm 20% ở mỗi nghiệm thức. Bùn chuyển hóa tốt, tạo màu nâu sẫm, tạo bông cặn lớn và lắng tốt. Hàm lượng chế phẩm bổ sung tùy theo các nghiệm thức, trước khi cho chế phẩm vào thùng xử lý, chế phẩm được pha loãng với nước máy, pha loãng thành 1 lít dung dịch và trộn đều. 25 3.4.2.2. Phương pháp Cho bùn vào các thùng chứa, tiếp theo cho nước rỉ rác pha loãng vào đúng thể tích cần xử lý (20 lít). Sục khí liên tục trong 72 giờ, sau đó để lắng, lấy nước thải sau xử lý đi phân tích các chỉ tiêu theo dõi. Cho chế phẩm vào với hàm lượng tương ứng với các nghiệm thức, sục khí, để lắng, lấy mẫu đi phân tích. Mẫu nước thải sau xử lý trước khi đem phân tích các chỉ tiêu theo dõi được ly tâm ở tốc độ 3000- 4000 vòng/ phút trong 4-5 phút 3.4.2.3. Các mô hình Các mô hình thí nghiệm dựa vào các điều kiện sau:  Hàm lượng chất hữu cơ đầu vào (COD), được bố trí trong những khoảng thời gian khác nhau.  Hàm lượng chế phẩm trong cùng thời gian thí nghiệm.  Thời lượng sục khí trong cùng thời gian thí nghiệm. Có 2 mô hình thí nghiệm chạy trong 2 thời gian khác nhau, mỗi mô hình thí nghiệm có 4 nghiệm thức tương ứng Mô hình C: hàm lượng COD đầu vào thấp Mô hình D: hàm lượng COD đầu vào cao Bảng 3.2. Hàm lượng chế phẩm bổ sung cho các nghiệm thức tương ứng Mô hình Nghiệm thức Hàm lượng Sanjiban 8000 (ml) Hàm lượng PV (ml) C C0 C20 C100 C200 0 20 100 200 0 0 0 0 D D0 D20 D100 D200 0 20 100 200 0 0 0 0 26 3.5. Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu yêu cầu Các mẫu nước thải trước và sau khi chạy mô hình xử lý được phân tích các chỉ tiêu: pH, BOD, COD theo Standard Methods for the examination of water and waste water. Part 5000. Các phương pháp phân tích được thực hiện theo các phương pháp của phòng thí nghiệm của Trung tâm phân tích môi trường, Đại học Nông Lâm Tp.HCM [3]. 3.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu Đồ thị được thiết lập trên phần mền Microsoft Excel. 27 PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Kết quả của các đợt thí nghiệm 4.1.1. Kết quả mô hình thí nghiệm với bùn hoạt tính chƣa ổn định 4.1.1.1. Mô hình thí nghiệm A Bảng 4.1. Kết quả mô hình thí nghiệm A Thời gian (giờ) Nghiệm thức COD BOD mg/l mg/l 0 0 1463 825 8 A0 A20 A100 A200 2200 2000 2200 1900 1275 1200 900 1050 30 A0 A20 A100 A200 1700 1900 1600 1500 900 975 750 615 a. Nhận xét: Nước thải đầu ra có màu vàng đục, kết quả COD và BOD của nước thải đầu ra cao hơn so với đầu vào (trừ nghiệm thức A100 và A200 sau 30 giờ). Ta thấy kết quả sau 2 thời lượng sục khí khác nhau, sau 30 giờ sục khí kết quả xử lý, làm giảm hàm lượng COD và BOD của nước thải đầu ra nhiều hơn so với sau 8 giờ. Hiệu quả xử lý không đạt dựa trên kết quả của hàm lượng COD và BOD có trong nước thải sau xử lý. Bùn hoạt tính chưa ổn định ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý của mô hình. 28 b. Kết luận: Hàm lượng COD, BOD trong nước thải đầu ra cao hơn so với đầu vào Hiệu quả xử lý của mô hình không có. Do đó, mô hình này không có ý nghĩa trong công nghệ xử lý nước rác. 4.1.1.2. Mô hình thí nghiệm B Bảng 4.2. Kết quả mô hình thí nghiệm B Thời gian (Giờ) Nghiệm thức pH COD mg/l Hiệu xuất xử lý (%) 0 0 7,86 3931 8 B0 B20 B100 B200 8,55 8,55 8,55 8,55 2276 3103 2276 3310 42 21 42 16 30 B0 B20 B100 B200 2129 1355 1742 774 46 66 56 80 Hiệu quả xử lý nước thải ở các nghiệm thức được biểu diễn ở đồ thị hình 4.1. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hiệu quả (%) B0 B20 B100 B200 Nghiệm thức sau 8 giờ sau 30 giờ Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý ở mô hình B 29 a. Nhận xét: Hàm lượng COD có trong nước rác trước khi xử lý quá cao (3931 mg/lít). Nước thải sau xử lý có màu vàng đục, hàm lượng COD có trong nước thải sau xử lý còn cao, mặc dù hiệu quả xử lý đạt khá cao (46%- 80%). Chất lượng nước thải chưa đạt tiêu chuẩn thải ra ngoài môi trường tiếp nhận [1]. Sau 8 giờ sục khí hiệu quả xử lý ở nghiệm thức B0 và B100 (42%) là như nhau, và cao hơn so với các nghiệm thức khác. Sau 30 giờ, hiệu quả xử lý tăng lên một cách rõ rệt, tăng đều ở các nghiệm thức, và cao nhất là 80% (ở nghiệm thức B200). Phải giảm hàm lượng COD trong nước thải đầu vào trước khi bắt đầu chạy mô hình thí nghiệm tiếp theo, để kiểm tra được hiệu quả xử lý chính xác của chế phẩm Có thể tăng thời gian sục khí của mô hình để làm tăng hiệu quả xử lý của chế phẩm và mô hình thí nghiệm. b. Kết luận: Sau 30 giờ, hiệu quả xử lý của mô hình cao hơn so với sau 8 giờ. Chế phẩm PV có tác dụng rất lớn trong việc lắng của bùn, làm tăng hiệu quả xử lý của mô hình thí nghiệm, mặc dù bùn hoạt tính bổ sung chưa ổn định. Sau 30 giờ cho chế phẩm vào mô hình xử lý, nghiệm thức có hàm lượng 200ml chế phẩm cho hiệu quả xử lý cao nhất (80%), thấp nhất là nghiệm thức đối chứng (46%). 4.1.1.3. Thảo luận chung với 2 mô hình chạy bùn chưa ổn định Cần thay đổi yếu tố bùn hoạt tính cho lần chạy mô hình thử nghiệm tiếp theo, bùn phải hoạt động ổn định, chuyển hóa tốt, tốc độ lắng và tạo bông cặn tốt. Tránh tối đa sự ảnh hướng của bùn hoạt tính lên hiệu quả xử lý nước thải trong mô hình bằng nhiều cách: lắng trong thời gian lâu hơn hay ly tâm mẫu nước thải trước khi đem đi phân tích các chỉ tiêu theo dõi. 30 Giữ nguyên hàm lượng chế phẩm và thời lượng sục khí bùn sau khi cho chế phẩm vào chạy mô hình ở các mô hình sau, để kiểm tra những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất nước thải sau khi xử lý và hiệu quả xử lý nước thải của mô hình. 4.1.2. Kết quả thí nghiệm 2 với mô hình chạy bùn hoạt tính ổn định 4.1.2.1. Mô hình thí nghiệm C Bảng 4.3. Kết quả mô hình thí nghiệm C Thời gian (giờ) Nghiệm thức COD BOD mg/l Hiệu xuất xử lý (%) mg/l Hiệu xuất xử lý (%) 0 0 375 240 24 C0 C20 C100 C200 192 208 200 180 49 45 43 54 105 180 135 135 56 25 44 44 Hiệu quả xử lý nước thải được biểu diễn cụ thể hơn ở các đồ thị hình 4.2 0 10 20 30 40 50 60 Hiệu quả (%) C0 C20 C100 C200 Nghiệm thức COD BOD Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình C a. Nhận xét: Nước thải sau xử lý có màu vàng trong hơn so với mô hình thí nghiệm với bùn hoạt tính chưa ổn định. . tăng hiệu quả xử lý của chế phẩm và mô hình thí nghiệm. b. Kết luận: Sau 30 giờ, hiệu quả xử lý của mô hình cao hơn so với sau 8 giờ. Chế phẩm PV có tác dụng rất lớn trong việc lắng của bùn,. mg/l Hiệu xuất xử lý (%) mg/l Hiệu xuất xử lý (%) 0 0 375 240 24 C0 C20 C100 C200 192 208 200 180 49 45 43 54 105 180 135 135 56 25 44 44 Hiệu quả xử lý nước. tăng hiệu quả xử lý của mô hình thí nghiệm, mặc dù bùn hoạt tính bổ sung chưa ổn định. Sau 30 giờ cho chế phẩm vào mô hình xử lý, nghiệm thức có hàm lượng 200ml chế phẩm cho hiệu quả xử lý