Đề tài Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cồn trên mô hình Hybrid USBF

MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT CỒN TỪ MẬT RỈ ĐƯỜNG 1.1 Tiềm năng của ngành sản xuất cồn trong tương lai trang 5 1.1.1 Ưu điểm của nhiên liệu ethanol trang 5 1.1.2 Ethanol – nguồn nhiên liệu thay thế đầy triển vọng trang 5 1.1.3 Ethanol – niềm tự hào của Brazil trang 6 1.1.4 Triển vọng cho ethanol trang 7 1.1.5 Chiến lược nhiên liệu sạch cho Việt Nam trang 7 1.2 Tình hình chung trang 8 1.2.1 Thế giới trang 8 1.2.2 Việt Nam trang 8 1.3 Nguyên liệu trang 10 1.4 Quy trình sản xuất trang 10 1.4.1 Chuẩn bị dịch đường lên men ( xử lí mật rỉ) trang 11 1.4.2 Chưng cất dịch lên men trang 11 1.4.3 Chưng cất loại tạp chất và thu hồi cồn tinh trang 12 1.5 Thành phần và tính chất nước thải trang 14 1.6 Tác động của nước thải sản xuất cồn từ mật rỉ đường lên môi trường xung quanh trang 15 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CỒN TỪ MẬT RỈ ĐƯỜNG trang 17 2.1 Các phương pháp xử lý nước thải sản xuất cồn trang 18 2.1.1 Phương pháp cơ học trang 18 2.1.2 Phương pháp Hóa học trang 19 2.1.3 Phương pháp hóa lý trang 19 2.1.4 Phương pháp Sinh học trang 20 2.2 Các phương pháp xử lý nước thải sản xuất cồn từ mật rỉ đường từng được nghiên cứu trang 23 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Sinh học KỊ KHÍ trang 24 3.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý kị khí trang 25 3.1.1 Giai đoạn thủy phân trang 27 3.1.2 Giai đoạn axit hóa trang 27 3.1.3 Giai đoạn acetat hóa trang 28 3.1.4 Giai đoạn metan hóa trang 28 3.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình kỵ khí trang 30 3.2.1 Nhiệt độ trang 30 3.2.2 Aûnh hưởng của pH trang 31 3.2.3 Độ kiềm trang 31 3.2.4 Aûnh hưởng của thời gian lưu thủy lực đến quá trình xử lý nước thải trang 32 3.2.5 Các hợp chất gây ức chế đến quá trình phân hủy kị khí trang 33 3.3 Công nghệ xử lý kị khí trang 35 3.3.1 Quá trình phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn trang 35 3.3.2 Quá trình tiếp xúc kị khí trang 36 3.3.3 Xử lý Sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn trang 36 3.3.4 Lọc kị khí (giá thể cố định dòng chảy ngược) trang 40 3.3.5 Quá trình kị khí bám dính xuôi dòng trang 40 3.3.6 Quá trình kị khí tầng giá thể lơ lửng trang 41 3.4 Tổng quan về công nghệ Hybrid trang 41 3.4.1 Công nghệ Hybrid kị khí trang 44 3.4.2 Hệ Hybrid kị khí sinh trưởng lơ lửng trang 44 3.4.3 Hệ Hybrid kị khí kết hợp sinh trưởng lơ lửng và sinh trưởng bám dính trang 48 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP , MÔ HÌNH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU TRÊN MÔ HÌNH USBF trang 52 4.1 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài trang 53 4.1.1 Cơ sở để lựa chọn công nghệ trang 54 4.2 Mô hình và phương pháp nghiên cứu trang 56 4.2.1 Đối tượng nghiên cứu trang 56 4.2.2 Mô hình trang 57 4.3 Phương pháp nghiên cứu trang 58 4.3.1 Điều kiện vận hành mô hình trang 58 4.3.2 Giai đoạn chuẩn bị trang 58 4.3.3 Giai đoạn thích nghi trang 59 4.3.4 Giai đoạn ổn định trang 59 4.4 Phương pháp phân tích trang 59 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN trang 60 5.1 Kết quả giai đoạn thích nghi trang 61 5.2 Aûnh hưởng của tải trọng hữu cơ trang 63 5.2.1 Kết quả khảo ở tải trọng 1kgCOD/m3.ngày trang 63 5.2.2 Kết quả khảo ở tải trọng 2kgCOD/m3.ngày trang 71 5.2.3 Kết quả khảo ở tải trọng 3kgCOD/m3.ngày trang 78 5.2.4 Kết quả khảo ở tải trọng 6kgCOD/m3.ngày trang 85 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận trang 93 6.2 Hướng Phát triển luận văn trang 93 6.3 Kiến nghị trang 93 Tài liệu tham khảo trang 95

pdf95 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2285 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cồn trên mô hình Hybrid USBF, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
c goã cho hieäu quaû khöû COD treân moâ hình USBF leân ñeán 93-95% vôùi taûi troïng 6,3 – 8,5 kg COD/m3.ngñ, nhieät ñoä phoøng 37oC; hieäu quaû khöû phenol ñaït treân 90%. Hình 3.9 Moâ hình hybrid USBF xöû lyù nöôùc thaûi luoäc goã. Nöôùc ra Khí Nöôùc vaøo Nöôùc vaøo Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 51 Tarek A. Elmitwalli1, Kim L.T.Oahn, Grietje Zeeman*, Gatze Lettinga. (2002)[78] Netherlands aùp duïng heä thoáng loïc sinh hoïc keát hôïp vôùi heä thoáng hybrid USBF (vaät lieäu loïc laø polyuretan) cho xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït ôû nhieät ñoä thaáp (13oC). Keát quaû nghieân cöùu cho thaáy, heä thoáng hybrid hoaït ñoäng vôùi hieäu suaát xöû lyù COD: 60 - 71% cao hôn so vôùi vaän haønh chæ rieâng vôùi heä UASB :30%-35% vaø taûi troïng COD thích hôïp cho heä thoáng laø 0,38 kg CODs/m3.ngñ. S.V.Kalyuzhnyi, J.Valadez Saucedo, and J. Rodriguez Martinez. (1997)[77] vaän haønh 2 moâ hình UASB vaø USBF ñeå xöû lyù kî khí nöôùc thaûi trong saûn xuaát nöôùc ngoït (SDW) ôû nhieät ñoä 35ºC. Keát quaû nghieân cöùu cho thaáy ôû taûi troïng 8g COD/L.d (2 thaùng ñaàu nghieân cöùu), caû hai moâ hình coù hieäu quaû xöû lyù COD cao. ÔÛ taûi troïng cao moâ hình USBF xöû lyù toát hôn moâ hình UASB. Khi taêng taûi troïng töø 10 – 12 g COD/l.ngaøy, USBF vaãn xöû lyù COD ñaït cao hôn 80%. Trong khi, UASB chæ xöû lyù 60-70% COD. Öu ñieåm chính cuûa heä USBF laø khaû naêng ñeäm pH toát, theå hieän qua thoâng soá VFA trong moâ hình USBF thaáp hôn so vôùi VFA sinh ra trong moâ hình UASB. Sau naêm 2002, haøng loaït caùc nghieân cöùu aùp duïng heä hybrid USBF cho xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ ñöôïc phaùt trieån nhö: S.Sandhya, K.Sarayu, K.Swaminathan. (2008 )[76] cho xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm; R.Bello-Mendoza and M.F.Castillo-Riverra. (2003)[71] cho xöû lyù nöôùc thaûi cheá bieán caø pheâ; B.lew, S.Tarre, M.Belavski, M. Green. (2004)[23]cho xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït; Najafpour a, A.A.R. Moharmed b, M. Hasnain Isa c, H.Nasrollahzadeh b.(2006)[60] – xöû lyù nöôùc thaûi nhieãm daàu vôùi hieäu quaû xöû lyù leân ñeán 97%. Nhìn chung coâng ngheä hybrid UASB vaø loïc kò khí chòu soác taûi toát vaø thích hôïp vôùi khoâng gian heïp. Nhieàu nghieân cöùu aùp duïng heä thoáng hybrid USBF ñaõ ñöôïc thöïc hieän cho xöû lyù nöôùc thaûi ñöôøng, loïc daàu, nöôùc thaûi raùc, nöôùc thaûi ñoâ thò, nöôùc thaûi döôïc phaåm vaø moät soá loaïi nöôùc thaûi khaùc. Taïi Chaâu AÂu ñaõ coù treân 25 heä hybrid USBF cho xöû lyù nöôùc thaûi. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 52 CHÖÔNG 4 PHÖÔNG PHAÙP, MOÂ HÌNH VAØ NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU TREÂN MOÂ HÌNH USBF Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 53 4.1 MOÄT SOÁ NGHIEÂN CÖÙU TRONG VAØ NGOAØI NÖÔÙC COÙ LIEÂN QUAN ÑEÁN ÑEÀ TAØI * So saùnh AF vaø USBF khi xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy cheá bieán bô söõa quy moâ phoøng thí nghieäm ( Pedro R. Cordoba, * Alejandro P.franccese, and Faustino Sineriz) AF vaø USBF hoaït ñoäng ôû taûi troïng thay ñoåi töø 1-8 g COD/l. ngaøy. Sau 120 ngaøy hoaït ñoäng, thay ñoåi taûi troïng baèng caùch thay ñoåi taûi troïng COD ñaàu vaøo, thôøi gian löu nöôùc duy trì 1 ngaøy. Keát quaû thí nghieäm cho thaáy:  ÔÛ cuøng ñieàu kieän hoaït ñoäng nhöng USBF ñaït hieäu quaû xöû lyù COD cao hôn AF.  ÔÛ taûi troïng 4 g COD/l/ngaøy, hieäu quaû xöû lyù COD cuûa AF ñaït 85,1 % vaø cuûa USBF laø 92 %. Khi 2 moâ hình hoaït ñoäng ôû taûi troïng höõu cô cao nhaát laø 8g COD/l/ngaøy, hieäu quaû khöû COD cuûa USBF laø 90,1% coøn cuûa AF laø 83,8%.  Khi taûi troïng taêng cao hôn nöõa, hieäu quaû khöû COD cuûa moâ hình USBF cuõng khoâng giaûm suùt nhö ôû moâ hình AF.  ÔÛ taûi troïng 2g COD/l. ngaøy, löôïng khí biogas sinh ra moâ hình AF ñaït 0,86 l/l.ngaøy coøn moâ hình USBF laø 0,98 l/l.ngaøy. Moâ hình thí nghieäm naøy coù chaát löôïng nöôùc taêng 40% vaø löôïng khí sinh ra taêng 65% so vôùi AF.  Sau 4 tuaàn hoaït ñoäng, ñaõ hình thaønh buøn haït trong beå USBF vôùi ñöôøng kính 1.5mm. * Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù cuûa USBF treân nöôùc thaûi nhaø maùy chöng caát röôïu Vaän haønh heä thoáng lai hôïp USBF ñeå xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy chöng caát röôïu trong 380 ngaøy trong quy moâ phoøng thí nghieäm. Keát quaû nghieân cöùu cho thaáy  Trong moâ hình USBF söû duïng buøn töø beå phaân huyû kî khí, buøn haït sinh sau sau 3 thaùng. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 54  Nöôùc thaûi töø nhaø maùy chöng caát röôïu coù theå ñöôïc xöû lyù hieäu quaû baèng coâng ngheä USBF. Vôùi taûi troïng khoaûng 12 Kg COD/m 3 .ngaøy vaø thôøi gian löu nöôùc laø 6 ngaøy, hieäu quaû xöû lyù COD ñaït khoaûng 80%. Quaù trình xöû lyù sinh ra biogas giaøu methane (80% vôùi noàng ñoä 0.4 m 3 CH4/kg COD). *Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù cuûa moâ hình USBF treân nöôùc thaûi luoäc goã Trung bình khoaûng 3 – 5m3 nöôùc thaûi ñöôïc taïo ra treân 1 taán goã ñöôïc saûn xuaát, vôùi noàng ñoä COD khoaûng 40000mg/l, pH = 3 vaø coù söï hieän dieän cuûa caùc hôïp chaát phenol, tannin. Nghieân cöùu vieäc xöû lyù nöôùc thaûi luoäc goã treân moâ hình UASB thì hieäu quaû xöû lyù COD ñaït ñöôïc laø 90%, hieäu quaû xöû lyù phenol ñaït 90%. Ñoái vôùi moâ hình kò khí hybrid USBF (Upflow Sludge Bed Filter) hieäu quaû xöû lyù COD ñaït ñöôïc 90% ôû taûi troïng höõu cô 6,5 – 8,5 kgCOD/m 3 .ngaøy, 80% COD chuyeån hoùa thaønh khí methane. Toång chaát raén lô löûng (TSS) ñöôïc loaïi boû khoaûng 54%, vieäc loaïi boû 10% COD vaø ñoä maøu seõ ñaït ñöôïc neáu theâm vaøo 10mg/l nhieàu chaát ñieän phaân trung tính. 4.1.1. Cô sôû ñeå löïa choïn coâng ngheä Haøm löôïng BOD vaø COD cao, tyû soá BOD/COD = 0.53, löïa choïn phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc nhaèm taän duïng trieät ñeå khaû naêng xöû lyù cuûa vi sinh vaät, reû tieàn.Noàng ñoä chaát höõu cô trong nöôùc thaûi raát cao (nhö ñaõ giôùi thieäu ôû treân) neân phöông phaùp xöû lyù kò khí ñöôïc öu tieân löïa choïn. Ñaây laø phöông phaùp xöû lyù ñöôïc taûi troïng cao vaø hieäu quaû. Söû duïng keát hôïp trong cuøng moät moâ hình 2 loaïi beå töông öùng vôùi 2 giai ñoaïn axit hoùa vaø metan hoùa. Taùch rieâng 2 giai ñoaïn phaûn öùng trong kò khí nhaèm haïn cheá töông taùc giöõa vi khuaån sinh acid vaø vi khuaån sinh methane nhaèm toái öu hoaù hieäu suaát töøng giai ñoaïn. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 55 Giai ñoaïn axit hoùa (beå axit hoùa) Trong nöôùc thaûi saûn xuaát coàn coù chöùa nhieàu chaát höõu cô maïch daøi khoù phaân huûy sinh hoïc neân ta söû duïng beå axit hoùa ñeå thuùc ñaåy vi khuaån axit hoùa hoaït ñoäng nhaèm taêng cöôøng khaû naêng caét maïch chuyeån caùc chaát höõu cô naøy thaønh caùc chaát ñôn giaûn hôn ñeå vi khuaån metan hoùa ôû giai ñoaïn sau deã daøng phaân huûy. Vì vaäy hieäu suaát khöû COD seõ cao hôn. Beå acid phaùt huy toái ña khaû naêng axit hoùa cuûa quaù trình kò khí, baèng caùch toái öu hoaù hoaït ñoäng cuûa vi khuaån sinh acid vaø haïn cheá söï phaùt trieån cuûa vi khuaån sinh methane. Trong caùc quaù trình moät baäc thoâng thöôøng, quaù trình acid hoaù bò kìm haõm söï phaùt trieån, vaø coù toác ñoä baèng quaù trình methane hoaù do coù söï raøng buoäc veà nguoàn cung caáp thöùc aên. Döôùi nhöõng ñieàu kieän naøy, toác ñoä phaân huûy VFA quaù trình methane hoaù baèng vôùi toác ñoä sinh VFA cuûa quaù trình acid hoaù vaø heä thoáng ñöôïc ñaûm baûo ôû pH oån ñònh, thích hôïp cho vi khuaån sinh methane. Döôùi taûi troïng cao, VFA coù theå gaây giaûm pH nhanh, tieâu dieät caùc vi khuaån sinh methane vì vi khuaån sinh methane chæ coù theå toàn taïi ôû pH 6.5 – 8. Giai ñoaïn methane hoùa (coâng ngheä hybrid UASB vaø loïc sinh hoïc kò khí) UASB ñöôïc choïn laø do coù khaû naêng xöû lyù ñöôïc ôû taûi troïng raát cao, löôïng buøn sinh ra thaáp, ít toán naêng löôïng, thu ñöôïc khí biogas… Loïc sinh hoïc kî khí vôùi nhöõng öu ñieåm coù khaû naêng chòu bieán ñoäng veà nhieät vaø taûi löôïng oâ nhieãm, ít bò soác taûi, khoâng phaûi kieåm soaùt haøm löôïng buøn, coù khaû naêng phaân huûy caùc chaát höõu cô chaäm phaân huûy, ñôn giaûn trong vaän haønh… ñöôïc choïn noái tieáp ngay sau UASB seõ giuùp xöû lyù trieät ñeå chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 56 Heä hybrid UASB – loïc kî khí (USBF) ñöôïc söû duïng nhaèm phaùt huy öu ñieåm cuûa caû UASB vaø loïc kî khí laø:  Khaû naêng chòu taûi cao, ít bò soác taûi  Khoâng phaûi kieåm soaùt löôïng buøn  Ít toán naêng löôïng  Xöû lyù chaát höõu cô trieät ñeå hôn  Haïn cheá troâi buøn  Khoái tích coâng trình nhoû  Vaän haønh ñôn giaûn, deã baûo trì 4.2 MOÂ HÌNH VAØ PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 4.2.1 Ñoái töôïng nghieân cöùu Nöôùc thaûi cuûa ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát coàn chöùa haøm löôïng chaát höõu cô raát cao, chuû yeáu laø xaùc naám men, carbonhydate, moät soá hôïp chaát höõu cô khoù phaân huûy, chaát taïo maøu, andehyde, phenol, melanine, ñoä ñuïc lôùn, coù maøu vaøng ñaäm, muøi ñöôøng vaø muøi chua ñaëc tröng, nhieät ñoä cao (75-85oC). Thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi coàn röôïu ñöôïc trình baøy ôû baûng 1 Baûng 4.1 Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi coàn röôïu Chæ tieâu Khoaûng giaù trò pH 4,26 – 5,03 COD (mg/l) 25114 – 86027 N Kjeldalh (mg/l) 999 – 1529 P toång (mg/l) 18,41 – 86,20 BOD5 (mg/l) 19750 – 58420 SS (mg/l) 132 – 586 Nguoàn: PTN Coâng ngheä Moâi tröôøng, Vieän Moâi Tröôøng & Taøi Nguyeân 2009 Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 57 4.2.2 Moâ hình 4.2.2.1 Caáu taïo moâ hình BE AXIT HOA DA VOI BOM NUOC THAI DONG HO DO KHI CH4 NUOC THAI VAO NUOC THAI RA NaOH Hình 4.1 Mô hình acid hóa + USBF Moâ hình ñöôïc laøm töø mica trong daøy 3mm, coù kích thöôùc: + Ñöôøng kính: 100 mm + Chieàu cao: 1200 mm + Theå tích toaøn moâ hình: 10 lít + Theå tích laøm vieäc: 9 l Moâ hình goàm 2 phaàn: + Phía döôùi laø UASB cao 400mm, chieám theå tích laø 3l Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 58 + Phía treân laø phaàn loïc kò khí coù chieàu cao laøm vieäc 800mm, chieám theå tích laø 6l. Doïc theo chieàu cao cuûa moâ hình laø heä thoáng van laáy maãu goàm 8 van, ñöôïc ñaùnh daáu töø 1 ñeán 8 töø döôùi leân. Khoaûng caùch giöõa 2 van laø 130 mm Ñænh cuûa moâ hình coù thu khí. 4.2.2.2 Nguyeân taéc hoaït ñoäng Ñaàu tieân nöôùc thaûi saûn xuaát coàn seõ ñöôïc cho vaøo beå axit hoùa ñeå chuyeån hoùa caùc hôïp chaát höõu cô khoù phaân huûy. Sau ñoù nöôùc ñöôïc bôm ngöôïc töø döôùi leân baèng bôm ñònh löôïng, nöôùc thaûi seõ ñi qua lôùp buøn kî khí cuûa phaàn UASB vaø sau ñoù ñi qua lôùp vaät lieäu loïc roài chaûy ra ngoaøi theo van treân cuøng. Trong moâ hình USBF coù chuïp thu khí seõ thu hoaøn toaøn caùc khí biogas, sau ñoù ñöôïc haáp thu dung dòch NaOH ñeå haáp thu coù khí CO2, coøn laïi laø khí CH4 seõ ñöôïc ño löu löôïng baèng ñoàng hoà thu khí CH4 theo nhö hình veõ. 4.3 Phöông phaùp nghieân cöùu 4.3.1 Ñieàu kieän vaän haønh moâ hình  Trung hoøa pH leân khoaûng 6.5 ñeán 7.5.  Buøn cho vaøo moâ hình vôùi noàng ñoä MLSS = 15 - 20 g/L  Thôøi gian löu nöôùc 2 ngaøy  Kieåm tra haøm löôïng dinh döôõng cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát coàn roài boå sung dinh döôõng caàn thieát theo tæ leä BOD:N:P laø 100:5:1  Khoái löôïng cuûa sô döøa cho vaøo moâ hình laø 25g/l. 4.3.2 Giai ñoaïn chuaån bò Muïc ñích laø thích nghi buøn kî khí trong vuøng UASB vaø taïo lôùp maøng vi sinh dính baùm treân lôùp vaät lieäu loïc. Giai ñoaïn thích nghi baét ñaàu vôùi noàng ñoä COD = 2000mg/L, pH ôû giaù trò khoaûng khoaûng 6.5 – 7.5 . Buøn kò khí cho vaøo moâ hình vôùi noàng ñoä khoaûng 15gVSS/L. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 59 Nöôùc thaûi ñöôïc bôm ngöôïc töø döôùi moâ hình vôùi löu löôïng khoaûng 0,5 L/ngaøy, coù tuaàn hoaøn ñeå quaù trình thích nghi dieãn ra nhanh hôn. Giai ñoaïn thích nghi keát thuùc khi hieäu quaû xöû lyù oån ñònh vaø ñaõ hình thaønh lôùp maøng vi sinh dính baùm treân haït nhöïa. Trong giai ñoaïn thích nghi, tieán haønh ño caùc chæ tieâu COD, pH. 4.3.3 Giai ñoaïn thích nghi  Vôùi thôøi gian löu nöôùc HRT = 2 ngaøy moâ hình seõ chaïy vôùi caùc taûi troïng höõu cô 1; 2; 3 kgCOD/m3.ngaøy töông öùng vôùi COD: 2000, 4000, 6000 mg/l.  Vôùi thôøi gian löu nöôùc HRT = 1 ngaøy moâ hình seõ chaïy vôùi caùc taûi troïng höõu cô 6 kgCOD/m3.ngaøy töông öùng vôùi COD: 6000 mg/l ÔÛ moãi taûi troïng höõu cô, tieán haønh ño caùc chæ tieâu COD, pH, ñoä kieàm, VFA. 4.3.4 Giai ñoaïn oån ñònh Vaän haønh moâ hình ôû taûi troïng coù hieäu quaû xöû lyù toái öu, laáy maãu theo chieàu cao moâ hình ñeå xem xeùt söï thay ñoåi hieäu quaû xöû lyù theo thôøi gian. 4.4 PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH Caùc maãu nöôùc ñöôïc phaân tích theo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater – 2005  COD : Laáy maãu taïi 7 voøi theo chieàu cao beå. Theo doõi hieäu quaû khöû COD trong töøng ngaên töông öùng vôùi töøng thôøi gian löu khaùc nhau cuûa nöôùc thaûi trong moâ hình.  Ñoä kieàm : Theo doõi tính ñeäm cuûa nöôùc thaûi trong moâ hình.  VFA : Laáy maãu taïi 7 voøi theo chieàu cao beå. Muïc ñích: theo doõi söï bieán thieân VFA ôû töøng giai ñoaïn cuûa quaù trình, theo doõi khaû naêng axit hoùa cuûa vi khuaån axit hoùa trong beå axit, theo doõi khaû naêng phaân huûy caùc chaát höõu cô ñôn giaûn cuûa vi khuaån metan hoaù. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 60 CHÖÔNG 5 KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU VAØ THAÛO LUAÄN Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 61 5.1 KEÁT QUAÛ GIAI ÑOAÏN THÍCH NGHI Baûng 5.1 Keát quaû giai ñoaïn chaïy thích nghi Ngaøy pH COD (mg/l) COD (mg/l) Hieäu quaû xöû lyù COD (%) 1 7.3 1032 745 27,81 2 7.56 - 625 39,44 3 7.77 - 614 40,50 4 7.61 1424 647 54,56 5 7.21 - 630 55,76 6 7.78 - 627 55,97 7 7.32 1076 487 54,74 8 7.91 - 432 59,85 9 7.83 - 420 60,97 10 7.77 1214 487 59,88 11 7.84 - 462 61,94 12 7.86 - 453 62,69 13 7.62 1002 430 57,09 14 7.83 - 354 64,67 15 7.91 - 324 67,66 16 7.79 994 351 64,69 17 7.89 - 329 66,90 18 7.93 - 302 69,62 Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 62 ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN SỰ BIẾN THIÊN CỦA COD TRONG GIAI ĐOẠN THÍCH NGHI 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 18 Thời gian (ngày) COD (mg/l) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hiệu suất (%) COD ra HQXL COD Hình 5.1 Ñoà thò bieåu dieãn söï bieán thieân cuûa COD trong giai ñoaïn thích nghi ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN SỰ BIẾN THIÊN CỦA pH TRONG GIAI ĐOẠN THÍCH NGHI 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Thời gian (ngày) pH pH ra Hình 5.2 Ñoà thò bieåu dieãn söï bieán thieân cuûa pH trong giai ñoaïn thích nghi Nhaän xeùt: pH: ôû laàn thay nöôùc thöù nhaát pH taêng khoâng nhieàu khoaûng 0,47 ñôn vò nhöng ôû caùc laàn thay nöôùc tieáp theo thì pH taêng nhanh vaø oån ñònh hôn: • Taêng 0,17ñôn vò ôû laàn thay nöôùc thöù 2 • Taêng 0,51 ñôn vò ôû laàn thay nöôùc thöù 3 • Taêng 0,09 ñôn vò ôû laàn thay nöôùc thöù 4 Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 63 • Taêng 0,29 ñôn vò ôû laàn thay nöôùc thöù 5 • Taêng 0,22 ñôn vò ôû laàn thay nöôùc thöù 6 Hieäu quaû xöû lyù COD: coù söï taêng daàn hieäu quaû xöû lyù COD moät caùch roõ raøng: • ÔÛ laàn thay nöôùc thöù 1: sau 3 ngaøy hieäu quaû xöû lyù ñaït 40,50% • ÔÛ laàn thay nöôùc thöù 2: sau 3 ngaøy hieäu quaû xöû lyù ñaït 55,97% • ÔÛ laàn thay nöôùc thöù 3: sau 3 ngaøy hieäu quaû xöû lyù ñaït 60,97% • ÔÛ laàn thay nöôùc thöù 4: sau 3 ngaøy hieäu quaû xöû lyù ñaït 62,69% • ÔÛ laàn thay nöôùc thöù 5: sau 3 ngaøy hieäu quaû xöû lyù ñaït 67,66% • ÔÛ laàn thay nöôùc thöù 6: sau 3 ngaøy hieäu quaû xöû lyù ñaït 69,62% Baøn luaän: ÔÛ 3 laàn thay nöôùc ñaàu, vôùi 3 ngaøy hoaït ñoäng ta thaáy hieäu quaû xöû lyù taêng daàn moät caùch roõ reät chöùng toû quaù trình methane hoùa caøng luùc caøng chieám öu theá hôn so vôùi quaù trình axit hoùa. ÔÛ 3 laàn thay nöôùc cuoái thì chæ vôùi 3 ngaøy hieäu quaû xöû lyù ñaõ ñaït khoaûng 69,62%. Buøn trong phaàn UASB baét ñaàu nhieàu boït khí li ti do quaù trình methane hoùa ñaõ chieám öu theá taïo khí CH 4 vaø CO 2 . 5.2 AÛNH HÖÔÛNG CUÛA TAÛI TROÏNG HÖÕU CÔ 5.2.1 Keát quaû khaûo ôû taûi troïng 1kgCOD/m3.ngaøy COD = 2000 mg/l, HRT = 2 ngaøy Baûng 5.2: Keát quaû khaûo saùt ở tải trọng 1kgCOD/m3.ngày Ngaøy pH vaøo pH ra COD vaøo (mg/l) COD ra (mg/l) Hieäu quaû khöû COD (%) 1 7.02 7.2 2121 914 56.93 2 7.09 7.48 1906 686 64.02 3 7.16 7.52 1974 658 66.67 Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 64 4 7.18 7.48 1974 667 66.23 5 7.04 7.20 1974 696 64.73 6 7.10 7.38 1992 785 60.58 7 7.14 7.40 2073 692 66.60 8 7.12 7.44 2019 663 67.15 9 7.10 7.39 2023 669 66.95 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian (ngày) pH pH vaøo pH ra Hình 5.3. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên pH ở tải trọng 1kgCOD/m3.ngày Nhaän xeùt: pH vaøo dao ñoäng trong khoaûng trung hoøa 7, raát thích hôïp cho vi sinh trong beå phaùt trieån Quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô thaønh khí dieãn ra raát phöùc taïp neân pH ra dao ñoäng trong khoaûng khaù lôùn töø 7.2 ñeán 7.52 (pH ra cao hay thaáp phuï thuoäc vaøo pH vaøo vaø quaù trình chuyeån hoùa caùc axit beùo bay hôi thaønh khí)  pH ra taêng so vôùi pH vaøo töø 0.16 – 0.39 ñôn vò.  Caøng veà cuoái taûi troïng giaù trò cheânh leäch caøng oån ñònh. pH taêng do vi sinh metan hoùa phaân huûy caùc axit beùo bay hôi ñeå chuyeån thaønh khí bay ra. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 65 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian (ngày) COD (mg/l) -20 10 40 70 100 HQXL (%) COD vaøo COD ra HQXL COD Hình 5.4. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên COD ở tải trọng 1kgCOD/m3.ngày Nhaän xeùt: Nhaän xeùt hieäu quaû khöû COD Giai ñoaïn ñaàu hieäu quaû khaù thaáp chæ ñaït 57% sau ñoù taêng leân. Giöõa giai ñoaïn hieäu quaû coù giaûm nhöng veà sau hieäu quaû taêng leân vaø daàn oån ñònh töø 66 – 67%.  Hieäu quaû naøy khoâng cao, chöùng toû noàng ñoä vi sinh vaät trong beå khoâng cao do ban ñaàu noàng ñoä buøn cho vaøo thaáp. Theâm vaøo ñoù trong giai ñoaïn thích nghi, vi sinh vaät bò cheát, buøn bò cuoán troâi nhieàu ra ngoaøi gaây thieáu buøn trong beå.  Trong quaù trình chaïy thích nghi coù nhieàu söï coá noåi vaùn , vi sinh bò cheát troâi theo nöôùc thaûi ra ngoaøi laøm noàng ñoä COD ra giaûm raát ít  Khaéc phuïc: boå sung buøn kò khí ôû beân ngoaøi vaøo beå. Ñaây laø buøn ñaõ ñöôïc nuoâi song song cuøng vôùi buøn trong beå vaø ñaõ thích nghi vôùi nöôùc thaûi saûn xuaát coàn. Nhö vaäy môùi ñaûm baûo ñaït ñöôïc hieäu quaû xöû lyù cao nhaát coù theå.  Cuoái taûi troïng, hieäu quaû oån ñònh töø 66.81% - 67.81%. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 66 Baûng 5.3: Keát quaû khaûo saùt theo ngaøy vôùi noàng ñoä CODv=2000mg/l Ñoä kieàm (CaCO3/l) VFA (meq/l) vaøo ra ra Ngaøy 140 196 10.5 1 127.2 198 9.3 2 120 200 9.7 3 120 202 6.2 4 120 207 4.9 5 119.2 220 5.9 6 136.4 227 8.4 7 142.4 233 2.44 8 139.2 245 4.8 9 0 50 100 150 200 250 300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian (ngày) Độ k iềm ( m gC aC O 3/ l) Độ kiềm vào Độ kiềm ra Hình 5.5. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên độ kiềm ở tải trọng 1kgCOD/m3.ngày Nhaän xeùt: Ñoä kieàm vaøo dao ñoäng trong khoaûng töø 119-142mgCaCO3/l. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 67 Ñoä kieàm coù xu höôùng taêng theo thôøi gian ñaëc bieät ôû giai ñoaïn cuoái taûi troïng. Nhö vaäy, quaù trình thích nghi cuûa vi sinh vaät ôû noàng ñoä COD = 2000mg/l caøng luùc caøng toát, söï phaân huûy chaát höõu cô nhieàu hôn neân sinh khí cuõng nhieàu hôn ñaëc bieät laø khí CO2 laøm taêng ñoä kieàm ra. Ñoä kieàm taêng töø 56 – 106 mgCaCO3/l. Cheânh leäch giöõa ñoä kieàm vaøo vaø ñoä kieàm ra trung bình khoaûng 85mgCaCO3/l.  Ñaàu giai ñoaïn, ñoä kieàm taêng ít 56 ñôn vò. Cuoái giai ñoaïn, ñoä kieàm taêng nhieàu hôn töø 90 – 106 ñôn vò. 0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Thôøi gian (ngaøy) V FA (m eq /l) VFA Hình 5.6. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên VFA ở tải trọng 1kgCOD/m3.ngày Nhaän xeùt: Ñaàu giai ñoaïn, VFA cao nhaát ñaït 10.5meq/l. Töø ngaøy thöù 1 – ngaøy thöù 5, VFA giaûm 5.6 ñôn vò. Töø ngaøy thöù 5 – ngaøy thöù 7, VFA taêng nheï 3.5 ñôn vò. Töø ngaøy thöù 7 – cuoái giai ñoaïn, VFA giaûm. Quan saùt thaáy buøn ôû phaàn UASB xaùo troän maïnh hôn, buøn ôû phaàn loïc kò khí baùm nhieàu vaøo xô döøa vaø baét ñaàu taïo thaønh boâng, coù khí thoaùt ra leân treân maët nöôùc. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 68 Baøn luaän: Hieäu quaû xöû lyù khaù cao vaø oån ñònh ngay töø nhöõng ngaøy ñaàu cuûa taûi troïng laø do vi sinh vaät ñaõ thích nghi toát ôû giai ñoaïn thích nghi.Tuy nhieân hieäu xöû lyù oån ñònh hôn ôû caùc ngaøy cuoái taûi troïng. Ñoä kieàm cuûa nöôùc thaûi ra taêng nhieàu laø do quaù trình methane hoùa taïo ra ion HCO 3 - töø caùc phaûn öùng sau: 4HCOO - + H + + H 2 O → CH 4 + 3HCO 3 - - 130 kJ 4CH 3 OH → 3CH 4 + HCO 3 - + H + + H 2 O - 105 kJ 4CH 3 NH 3 + + 3H 2 O → 3CH 4 + HCO 3 - + H + + 4NH 4 + - 75 kJ CH 3 COO - + H 2 O → CH 4 + HCO 3 - - 31 kJ Ñoä kieàm taêng daàn theo thôøi gian chöùng toû raèng quaù trình methane hoùa caøng luùc caøng chieám öu theá. Buøn coù khí sinh ra thænh thoaûng troài leân maët nöôùc, nöôùc sau xöû lyù coù muøi hoâi laø do khí NH 3 , H 2 S; coù moät ít buøn bò troâi ra ngoaøi. Baûng 5.4: Keát quaû khaûo saùt theo chieàu cao moâ hình ôû taûi troïng 1kgCOD/m3.ngaøy. Vò trí pH Ñoä kieàm (mgCaCO3/l) COD (mg/l) Hieäu quaû (%) VFA (meq/l) 1 6.98 119 2095 10.55 30.5 2 6.72 209 1837 21.56 41.0 3 6.47 218 1458 37.75 35.8 4 6.92 220 1204 48.59 29.08 5 7.21 224 1198 48.85 23.9 6 7.26 234 1056 54.91 18.2 7 7.46 236 800 65.84 6.32 8 7.88 245 731 68.79 5.16 Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 69 0 500 1000 1500 2000 2500 1 2 3 4 5 6 7 8 Vị trí nồng độ COD (mg/l) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hiệu suất (%) COD HQXL Hình 5.7. Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä COD, hieäu quaû khöû COD theo chieàu cao ôû taûi troïng 1kgCOD/m3.ngaøy. noàng ñoä CODv=2342mg/l 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Vị trí pH pH Hình 5.8. Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä pH theo chieàu cao ôû taûi troïng 1kgCOD/m3.ngaøy. noàng ñoä CODv=2342mg/l Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 70 0 50 100 150 200 250 300 1 2 3 4 5 6 7 8 Vị trí Độ kiềm (mgCaCO3/l) Độ kiềm Hình 5.9 Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä kieàm theo chieàu cao ôû taûi troïng 1kgCOD/m3.ngaøy. noàng ñoä CODv=2342mg/l 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 Vị trí VF A (m eq /l) VFA Hình 5.10. Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä VFA theo chieàu cao ôû taûi troïng 1kgCOD/m3.ngaøy. noàng ñoä CODv=2342mg/l Nhaän xeùt:  Bieán thieân COD theo chieàu cao: COD nöôùc thaûi sau xöû lyù coøn khoaûng 731 mg/l ñaït hieäu quaû xöû lyù 68,79%: • Töø vò trí 1 – 3: COD giaûm i ́t, ñaït hieäu quaû xöû lyù khoaûng 37,75% • Töø vò trí 3 – 8: COD giaûm kha ́ maṇh vaø ñaït ñeán oån ñònh ôû van soá 7 vaø 8  Bieán thieân pH theo chieàu cao: pH cuûa nöôùc thaûi giaûm ôû caùc vò trí ñaàu roài taêng daàn theo chieàu cao Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 71 • Töø vò trí 1 – 3: pH giaûm 0,51 ñôn vò • Töø vò trí 3 – 8: pH taêng, ñaëc bieät laø ôû vò trí soá 7 vaø 8 taêng ntöø 0,2 – 0,4 ñôn vò  Bieán thieân ñoä kieàm theo chieàu cao: Ñoä kieàm taêng nhieàu ôû caùc vò trí ñaàu vaø oån ñònh ôû caùc vò trí sau • Töø vò trí 1 – 2: taêng nhanh 90 ñôn vò Töø vò trí 2 – 8: taêng nheï vaø khaù oån ñònh khoaûng 5 – 40 ñôn vò  Bieán thieân VFA theo chieàu cao: VFA ban ñaàu taêng khaù maïnh, sau giaûm daàn theo chieàu cao vôùi hieäu quaû xöû lyù 65% • Töø vò trí 1 – 3: VFA taêng khaù cao khoaûng 12 ñôn vò. • Töø vò trí soá 3 – 8: VFA giaûm daàn khoaûng töø 1 – 15 ñôn vò Baøn luaän:  Vuøng UASB ( vò trí 1 – 3): pH giaûm 0,51 ñôn vò, VFA taêng 12 ñôn vò chöùng toû quaù trình axit hoùa ñaõ laøm giaûm pH. Tuy nhieân COD ôû vuøng naøy cuõng giaûm nhieàu ñaït hieäu quaû xöû lyù 68% chöùng toû raèng quaù trình methane hoùa cuõng dieãn ra nhöng quaù trình axit hoùa chieám öu theá hôn.  Vuøng loïc kò khí: pH nöôùc thaûi taêng, VFA giaûm ñaït hieäu quaû xöû lyù 65% chöùng toû laø quaù trình methane hoùa taêng daàn theo chieàu cao moâ hình. Vì vaäy theo chieàu cao moâ hình löôïng ion bicacbonat taïo ra caøng nhieàu laøm cho ñoä kieàm taêng theo chieàu cao moâ hình 5.2.2 Keát quaû khaûo saùt ôû taûi troïng 2kgCOD/m 3 .ngaøy COD = 4000mg/l, HRT = 2 ngaøy Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 72 Baûng 5.5: Keát quaû khaûo saùt moâ hình ôû taûi troïng 2kgCOD/m3.ngaøy. Ngaø y pH vaø o pH ra COD vaøo mg/l COD ra mg/l Ñoä kieàm vaøo mgCaCO3/l Ñoä kieàm ra mgCaCO3/l VFA (meq/l) Hieäu quaû khöû COD (%) 1 6.78 7.35 4400 1230 340 640 11,38 72.07 2 6.81 7.36 3893 1178 315.2 591 10,86 69.74 3 6.95 7.29 4267 1229 333.6 626 14,6 71.19 4 6.81 7.39 4089 1119 320 544 9,43 72.63 5 6.8 7.10 3978 1119 320 632 8,38 71.87 6 6.86 7.09 4576 1126 338.4 636 7,36 75.39 7 6.72 7.29 4125 1132 328.4 696 8,03 72.57 8 6.92 7.19 4170 1204 333.2 688 7,57 71.14 6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) pH pH vào pH ra Hình 5.11. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên pH ở tải trọng 2kgCOD/m3.ngày Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 73 0 1000 2000 3000 4000 5000 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) COD (mg/l) 0 20 40 60 80 100 Hieäu quaû (%) COD vaøo COD ra HQXL COD Hình 5.12. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên COD ở tải trọng 2kgCOD/m3.ngày 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) Ñ oä ki eàm (m gC aC O 3/ l) ñoä kieàm vaøo ñoä kieàm ra Hình 5.13 Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên ñoä kieàm ở tải trọng 2kgCOD/m3.ngày Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 74 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 thôøi gian (ngaøy) VF A (m eq /l) VFA Hình 5.14. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên VFA ở tải trọng 2kgCOD/m3.ngày Nhaän xeùt:  Hieäu quaû xöû lyù COD: nhìn chung khaù toát ngay töø nhöõng ngaøy ñaàu vaø tieán ñeán oån ñònh ôû nhöõng ngaøy cuoái taûi troïng, nöôùc thaûi sau khi xöû lyù COD coøn khoaûng 1100 – 1200mg/l, hieäu quaû xöû lyù dao ñoäng trong khoaûng 69 – 75%.  pH: Vì hieäu quaû xöû lyù khaù oån ñònh ngay töø nhöõng ngaøy ñaàu neân pH nöôùc thaûi ra dao ñoäng cuõng khaù oån ñònh, taêng khoaûng 0.7 – 1.1 ñôn vò.  Ñoä kieàm: ngaøy ñaàu thì ñoä kieàm taêng cao 300 ñôn vò, ñeán nhöõng ngaøy tieáp theo ñoä kieàm taêng khaù maïnh töø 300 – 368 ñôn vò. Nöôùc thaûi sau xöû lyù coù ñoä kieàm töø 500 – 700 mgCaCO 3 /l.  VFA: hieäu quaû xöû lyù VFA cao hôn taûi tröôùc vaø oån ñònh khoaûng 80% - 87%.  Löôïng khí sinh ra cuõng nhieàu hôn ôû taûi troïng tröôùc, buøn baùm dính toát khoâng coøn hieän töôïng troâi buøn ra ngoaøi Baøn luaän:  Tuy ôû taûi troïng cao hôn nhöng hieäu quaû xöû lyù cuûa moâ hình khaù oån ñònh chöùng toû raèng moâ hình thích nghi khaùtoát ôû taûi troïng cao vaø khoâng bò soác taûi.  Ñoä kieàm taêng hôn so vôùi taûi troïng tröôùc chöùng toû laø ñoä kieàm tæ leä vôùi löôïng cô chaát söû duïng, laøm cho nöôùc thaûi coù tính ñeäm cao. Vì vaäy trong quaù trình methane hoùa seõ traùnh ñöôïc hieän töôïng soác pH. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 75  Hieäu quaû xöû lyù VFA taêng vaø oån ñònh hôn ôû taûi tröôùc chöùng toû raèng vi khuaån methane hoùa hoaït ñoäng toát hôn ñeå chuyeån hoùa VFA thaønh khí biogas. Baûng 5.6: Keát quaû khaûo saùt theo chieàu cao moâ hình ôû taûi troïng 2kgCOD/m3.ngaøy. Vò trí pH Ñoä kieàm (mgCaCO3/l) COD (mg/l) Hieäu quaû (%) VFA (meq/l) 1 7,00 295 3598 10.05 20,4 2 6,9 540 3266 18.35 29,6 3 6,78 742 2045 48.88 38,5 4 7,11 830 1654 58.65 10,6 5 7,26 745 1532 61.70 8,35 6 7,37 722 1383 65.43 8,24 7 7,53 680 1125 71.88 7,60 8 7,64 645 942 76.45 7,37 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí pH pH Hình 5.15. Ñoà thò bieåu dieãn pH theo chieàu cao ôû taûi troïng 2kgCOD/m3.ngaøy Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 76 0 200 400 600 800 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí Ñoä kieàm (mgCaCO3/l) Ñoä kieàm Hình 5.16. Ñoà thò bieåu dieãn ñoä kieàm theo chieàu cao ôû taûi troïng 2kgCOD/m3.ngaøy 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí COD (mg/l) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Hieäu suaát (%) COD HQXL COD Hình 5.17. Ñoà thò bieåu dieãn COD theo chieàu cao ôû taûi troïng 2kgCOD/m3.ngaøy Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 77 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí VF A (m eq /l) VFA Hình 5.18. Ñoà thò bieåu dieãn VFA theo chieàu cao ôû taûi troïng 2kgCOD/m3.ngaøy Nhaän xeùt:  Bieán thieân COD theo chieàu cao: COD giaûm khaù maïnh sau UASB, coøn ôû phaàn loïc kò khí giaûm nheï vaø oån ñònh, COD nöôùc thaûi ra khoaûng 942 mg/l. • Töø vò trí 1 – 3: COD giaûm khoaûng 48,88% • Töø vò trí 3 – 6: COD giaûm ít khoaûng 65,43% • Töø vò trí 6 – 8: COD giaûm nheï vaø raát oån ñònh ñaït hieäu quaû xöû lyù 76,45%  Bieán thieân pH theo chieàu cao: pH giaûm ôû phaàn UASB, sau ñoù taêng ôû phaàn loïc kò khí, nöôùc thaûi ra coù pH khoaûng 7.64: • Töø vò trí 1 – 3: pH nöôùc thaûi giaûm 0.22 ñôn vò • Töø vò trí 3 – 4: pH nöôùc thaûi taêng 0.33 ñôn vò • Töø vò trí 4 – 8: pH nöôùc thaûi taêng oån ñònh hôn khoaûng 0.11 – 0.16 ñôn vò.  Bieán thieân ñoä kieàm theo chieàu cao: ñoä kieàm taêng khaù maïnh sau UASB, taêng ñeàu hôn ôû phaàn loïc kò khí, ñoä kieàm nöôùc thaûi ra khoaûng 645mgCaCO3/l: •Töø vò trí 1 – 3: ñoä kieàm taêng khaù maïnh khoaûng 447 ñôn vò Töø vò trí 3 – 8: ñoä kieàm taêng nheï vaø oån ñònh khoaûng 10 – 88 ñôn vò.  Bieán thieân VFA theo chieàu cao: VFA sau UASB taêng nhanh, ñeán phaàn loïc kò khí thì baét ñaàu giaûm daàn theo chieàu cao, nöôùc sau xöû lyù coù VFA khoaûng 7,92 meq/l: Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 78 • Töø vò trí 1 – 3: VFA taêng nhanh khoaûng 23 ñôn vò • Töø vò trí 3 – 4: VFA giaûm nhanh khoaûng 25 ñôn vò • Töø vò trí 4 – 8: VFA giaûm ñeàu vaø oån ñònh khoaûng 1 – 7 ñôn vò Baøn luaän: Töø nhaän xeùt treân ta thaáy ôû vò trí soá 1 – 3 thì hieäu quaû xöû lyù COD cao hôn taûi troïng tröôùc, ñoä kieàm vaø VFA cuõng taêng khaù maïnh. Ñieàu naøy chöùng toû raèng UASB chòu ñöôïc taûi troïng cao, hieäu quaû xöû lyù cuûa vuøng UASB khaù toát. VFA taêng khaù nhanh ôû vuøng UASB chöùng toû raèng quaù trình axit hoùa caùc hôïp chaát taïo ra trong quaù trình thuûy phaân dieãn ra maïnh trong vuøng UASB. 5.2.3 Keát quaû khaûo saùt ôû taûi troïng 3kgCOD/m 3 .ngaøy COD = 6000mg/l, HRT = 2 ngaøy Baûng 5.7: Keát quaû khaûo saùt moâ hình ôû taûi troïng 3kgCOD/m3.ngaøy. Ngaø y pH vaø o pH ra COD vaøo mg/l COD ra mg/l Ñoä kieàm vaøo mgCaCO3/l Ñoä kieàm ra mgCaCO3/l VFA (meq/l) Hieäu quaû khöû COD (%) 1 6.9 7.55 4982 1591 440 972 11.1 68,08 2 7.02 7.51 4662 1264 434 1086 8.2 72,89 3 6.92 7.64 4529 1325 433 1169 18.6 70,74 4 7.18 7.68 5608 1502 450 1092 14.3 73,21 5 6.86 7.8 6277 1548 456 1022 8.4 75,34 6 7.14 7.91 6336 1513 459 950 7.2 76,12 7 6.96 7.74 6215 1363 457 1030 8.6 78,07 8 7.12 7.64 6391 1404 460 1065 6.9 78,03 Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 79 6 6,5 7 7,5 8 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) pH pH vaøo pH ra Hình 5.19. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên pH ở tải trọng 3kgCOD/m3.ngày 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) Ñ oä ki eàm (m gC aC O3 /l) Ñoä kieàm vaøo ñoä kieàm ra Hình 5.20. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thiên Ñoä kieàm ở tải trọng 3kgCOD/m3.ngày Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 80 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) C O D (m g/ l) 0 20 40 60 80 100 H ie äu su aát % COD vaøo COD ra HQXL COD Hình 5.21. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thieân COD ở tải trọng 3kgCOD/m3.ngày 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) VF A (m eq /l) VFA Hình 5.22. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thieân VFA ở tải trọng 3kgCOD/m3.ngày Nhaän xeùt: ÔÛ taûi troïng 3kgCOD/m 3 .ngaøy vôùi thôøi gian löu nöôùc HRT = 2 ngaøy, töông öùng vôùi noàng ñoä COD nöôùc thaûi vaøo khoaûng 6000mg/l thì nöôùc thaûi ra coù COD dao ñoäng khaù lôùn khoaûng 1200 – 1500 mg/l. Giaù trò COD ra lôùn hay nhoû phuï thuoäc vaøo giaù trò COD vaøo vaø phuï thuoäc vaøo quaù trình thích nghi (ôû giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình thích nghi COD ra thöôøng cao vaø giaûm daàn veà cuoái giai ñoaïn). Keát quaû khaûo saùt haøng ngaøy nhö sau: Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 81  Hieäu quaû xöû lyù COD khaù toát: ôû 3 ngaøy ñaàu tieân hieäu quaû xöû lyù COD dao ñoäng trong khoaûng 68 – 70%, ôû nhöõng ngaøy tieáp theo hieäu quaû COD oån ñònh trong khoaûng 70 – 78%.  pH nöôùc thaûi vaøo dao ñoäng trong khoaûng trung tính thì pH nöôùc thaûi ra taêng khoaûng 0.5 – 0.9 ñôn vò.  Ñoä kieàm vaøo dao ñoäng trong khoaûng khoâng lôùn töø 433 - 460mgCaCO3/l. Ñoä kieàm ra haèng ngaøy ôû taûi troïng naøy taêng giaûm baát thöôøng. Trong suoát quaù trình thích nghi ñoä kieàm taêng giaûm theo ñöôøng ziczaéc, nhö vaäy heä ñeäm trong beå khoâng toát. Ñoä kieàm ra cao nhaát laø 1169mgCaCO3/l, ñoä kieàm ra thaáp nhaát laø 886mgCaCO3/l. Ñoä kieàm taêng töø 490 – 736 ñôn vò. Cheânh leäch giöõa ñoä kieàm vaøo vaø ñoä kieàm ra trung bình khoaûng 587mgCaCO3/l. Tuy vaäy, ñoä kieàm ôû taûi troïng naøy trung bình vaãn cao gaáp 1,5 laàn so vôùi taûi troïng tröôùc.  Ngaøy ñaàu tieân, VFA ñaït 11.1meq/l. Ngaøy thöù 2, VFA ñaït giaù trò lôùn nhaát 18.6meq/l. Töø ngaøy thöù 3 – ngaøy thöù 5, VFA giaûm 4,3 ñôn vò. Töø ngaøy thöù 5 – ngaøy thöù 9, VFA oån ñònh, dao ñoäng trong khoaûng 7meq/l. Baøn luaän: Tuy vôùi noàng ñoä COD khaù cao nhöng hieäu quaû xöû lyù COD vaãn toát vaø oån ñònh nhö taûi troïng tröôùc. Döïa vaøo soá lieäu ta thaáy ôû 2 – 3 ngaøy ñaàu tieân thì quaù trình methane hoùa dieãn ra chöa maïnh meõ vì ñoä kieàm taêng ít, hieäu quaû xöû lyù VFA ít.Ñeán nhöõng ngaøy sau thì quaù trình methane hoùa dieãn ra maïnh meõ vaø khaù oån ñònh. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 82 Baûng 5.8: Keát quaû khaûo saùt theo chieàu cao moâ hình ôû taûi troïng 3kgCOD/m3.ngaøy. Vò trí pH Ñoä kieàm (mgCaCO3/l) COD (mg/l) Hieäu quaû (%) VFA (meq/l) 1 6.96 506 5387 10.22 21,4 2 6.82 1062 4795 20.08 28,6 3 7.27 1164 2914 51.43 20,3 4 7.3 1171 1647 72.55 18,6 5 7.35 1234 1458 75.70 16,7 6 7.34 1245 1392 76.80 15,3 7 7.38 1306 1374 77.10 13,2 8 7.64 1347 1242 79.30 12 0 500 1000 1500 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí Ñ oä ki eàm (m gC aC O 3/ l) Hình 5.23. Ñoà thò bieåu dieãn ñoä kieàm theo chieàu cao ôû taûi troïng 3kgCOD/m3.ngaøy Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 83 0 2 4 6 8 10 1 2 3 4 5 6 7 8 vò trí pH pH Hình 5.24. Ñoà thò bieåu dieãn pH theo chieàu cao ôû taûi troïng 3kgCOD/m3.ngaøy 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí COD (mg/l) 0 20 40 60 80 100 Hieäu quaû (%) COD HQXL COD Hình 5.25. Ñoà thò bieåu dieãn COD theo chieàu cao ôû taûi troïng 3kgCOD/m3.ngaøy Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 84 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí VF A (m eq /l) VFA Hình 5.26. Ñoà thò bieåu dieãn VFA theo chieàu cao ôû taûi troïng 3kgCOD/m3.ngaøy Nhaän xeùt: Bieán thieân COD theo chieàu cao:COD giaûm ôû vuøng UASB, nöôùc thaûi ra coù COD khoaûng 1242mg/l: + Töø vò trí 1 - 3: hieäu quaû xöû lyù COD ñaït khoaûng 51,43% + Töø vò trí 3 – 8: hieäu quaû xöû lyù COD ñaït khoaûng 51% – 79% Bieán thieân pH theo chieàu cao: pH ban ñaàu giaûm sau taêng daàn theo chieàu cao, nöôùc thaûi ra coù pH khoaûng 7.64 + Töø vò trí 1 – 2: pH nöôùc thaûi giaûm 0.14 ñôn vò + Töø vò trí 2 – 3: pH taêng khoaûng 0.45 ñôn vò + Töø vò trí 3 – 8:pH taêng nheï vaø khaù oån ñònh khoaûng 0.03 – 0.05 ñôn vò, rieâng vò trí soá 8 taêng nhieàu hôn khoaûng 0.26 ñôn vò. Bieán thieân ñoä kieàm theo chieàu cao: ñoä kieàm taêng nhanh ôû vuøng UASB + Töø vò trí 1 – 2: ñoä kieàm taêng 556 ñôn vò + Töø vò trí 2 – 3: ñoä kieàm taêng 102 ñôn vò + Töø vò trí 3 – 8: ñoä kieàm taêng nheï khoaûng 50 – 100 ñôn vò Bieán thieân VFA theo chieàu cao: + Töø vò trí 1 – 2: VFA taêng 7.2 ñôn vò + Töø vò trí 2 – 3: VFA giaûm 1 ñôn vò Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 85 + Töø vò trí 3 – 8: VFA giaûm khoaûng 25 ñôn vò, Baøn luaän: ÔÛ taûi troïng naøy vuøng UASB hoaït ñoäng toát hôn ôû taûi troïng tröôùc, nöôùc thaûi ra vuøng UASB ñaït hieäu quaû xöû lyù khoaûng 79%. Trong vuøng UASB thì töø vò trí soá 1 – 2 quaù trình axít hoùa chieám öu theá, ñeán vò trí soá 3 thì quaù trình methane hoùa laïi chieám öu theá, trong khi ôû caùc taûi tröôùc thì ôû vò trí soá 3 quaù trình axit hoùa vaãn coøn chieám öu theá. Ñieàu ñoù giaûi thích taïi sao vuøng UASB hoaït ñoäng hieäu quaû hôn caùc taûi tröôùc. ÔÛ giai ñoaïn naøy ñoä kieàm raát cao khoaûng 1347mgCaCO3/l, nöôùc coù tính ñeäm cao taïo ñieàu kieän cho quaù trình methane hoùa dieãn ra maïnh meõ. ÔÛ vuøng UASB amonia taêng ít hôn vuøng kò khí do amonia tham gia toång hôïp teá baøo ôû vuøng UASB nhieàu hôn,Vì ôû vò trí 1 – 2 quaù trình axit hoùa chieám öu theá neân VFA taêng vaø pH giaûm 5.2.4 Keát quaû khaûo saùt ôû taûi troïng 6kgCOD/m 3 .ngaøy COD = 6000mg/l, HRT = 1 ngaøy Baûng 5.9: Keát quaû khaûo saùt moâ hình ôû taûi troïng 6kgCOD/m3.ngaøy. Ngaø y pH vaø o pH ra COD vaøo mg/l COD ra mg/l Ñoä kieàm vaøo mgCaCO3/l Ñoä kieàm ra mgCaCO3/l VFA (meq/l) Hieäu quaû khöû COD (%) 1 7.14 7.17 6456 5045 520 1009 24,3 21,86 2 7.13 7.27 6260 4645 525 1016 19,8 25,80 3 7.02 7.37 6075 3214 540 1204 20,4 47,09 4 6.99 7.13 5320 2389 500 1236 13,7 55,09 5 6.99 7.38 5169 2045 510 1270 15,3 60,44 6 7.01 7.64 6000 1346 524 1329 14,7 77,57 7 7.03 7.28 6150 1367 530 1391 15,2 77,77 8 7.18 7.46 5509 1288 542 1501 12,6 76,62 Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 86 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 1 2 3 4 5 6 7 8 thôøi gian (ngaøy) pH pH vaøo pH ra Hình 5.27. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thieân pH ở tải trọng 6kgCOD/m3.ngày 0 2000 4000 6000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) C O D (m g/ l) 0 20 40 60 80 100 H iệ u su ấ t (% ) COD vaøo COD ra HQXL COD Hình 5.28. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thieân COD ở tải trọng 6kgCOD/m3.ngày 0 500 1000 1500 2000 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) Ñ oä ki eàm (m gC aC O 3/ l) Ñoä kieàm vaøo mgCaCO3/l Ñoä kieàm ra mgCaCO3/l Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 87 Hình 5.29. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thieân ñoä kieàm ở tải trọng 6kgCOD/m3.ngày 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 Thôøi gian (ngaøy) V FA (m eq /l) VFA Hình 5.30. Ñoà thò bieåu dieãn sự biến thieân VFA ở tải trọng 6kgCOD/m3.ngày Nhaän xeùt:  Bieán thieân COD: hieäu quaû xöû lyù COD khoâng oån ñònh, dao ñoäng khoaûng 21% - 78% • ÔÛ 2 ngaøy ñaàu do vi sinh vaät chöa thích nghi ñöôïc ôû taûi troïng cao hôn neân hieäu quaû xöû lyù chæ ñaït ñöôïc khoaûng 25%. • ÔÛ nhöõng ngaøy tieáp theo hieäu quaû COD taêng hôn haún khoaûng 45% - 78%û  Bieán thieân pH: pH nöôùc thaûi ra taêng khoaûng 0,03 – 0,63 ñôn vò, pH nöôùc thaûi ra khoaûng 7,13 – 7,64.  Bieán thieân ñoä kieàm: so vôùi taûi troïng tröôùc thì ñoä kieàm taêng ít oån ñònh hôn taêng khoaûng 1000 – 2000 ñôn vò, nöôùc thaûi ra coù ñoä kieàm khoaûng 2200 – 3900mgCaCO3/l.  Bieán thieân VFA: giaûm ít hôn so vôùi taûi troïng tröôùc,hieäu quaû xöû lyù dao ñoäng trong khoaûng 60 – 87%, nöôùc thaûi ra coù VFA dao ñoäng trong khoaûng 13 – 23,46meq/l. Baøn luaän: Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 88 ÔÛ taûi troïng naøy coù hieän töôïng soác taûi ôû nhöõng ngaøy ñaàu cuûa taûi troïng, hieäu quaû xöû lyù chæ ñaït khoaûng 25%, hieäu quaû xöû lyù VFA chæ ñaït khoaûng 60%, nöôùc thaûi ra coù VFA khoaûng 23 – 24 meq/l. Chöùng toû raèng giai ñoaïn axít hoùa ñang chieám öu theá. Nhöng ôû nhöõng ngaøy sau do ñaõ thích nghi vôùi noàng ñoä nöôùc thaûi cao neân hieäu quaû xöû lyù ñaõ taêng hôn haún 45 – 78%, luùc naøy giai ñoaïn methane hoùa baét ñaàu chieám öu theá hôn, VFA ra coøn 12.6 meq/l. Baûng 5.10: Keát quaû khaûo saùt theo chieàu cao moâ hình ôû taûi troïng 6kgCOD/m3.ngaøy. Vò trí pH Ñoä kieàm (mgCaCO3/l) COD (mg/l) Hieäu quaû (%) VFA (meq/l) 1 7.08 1065 6018 0 30,2 2 6.91 1154 3441 42,82 39,7 3 6.84 1324 1957 67,48 20,3 4 7.37 1387 1675 72,17 18,7 5 7.4 1448 1527 74,63 16,4 6 7.46 1469 1461 75,72 15,5 7 7.52 1507 1440 76,07 16,1 8 7.48 1519 1408 76,60 12,6 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí pH pH Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 89 Hình 5.31. Ñoà thò bieåu dieãn pH theo chieàu cao ôû taûi troïng 6kgCOD/m3.ngaøy 0 500 1000 1500 2000 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí Ñ oä ki eàm (m gC aC O3 /l) Ñoä kieàm Hình 5.32. Ñoà thò bieåu dieãn ñoä kieàm theo chieàu cao ôû taûi troïng 6kgCOD/m3.ngaøy 0 2000 4000 6000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí COD (mg/l) 0 20 40 60 80 100 Hieäu suaát % COD HQXL COD Hình 5.33. Ñoà thò bieåu dieãn COD theo chieàu cao ôû taûi troïng 6kgCOD/m3.ngaøy Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 90 0 10 20 30 40 50 1 2 3 4 5 6 7 8 Vò trí VF A (m eq /l) VFA Hình 5.34. Ñoà thò bieåu dieãn VFA theo chieàu cao ôû taûi troïng 6kgCOD/m3.ngaøy Nhaän xeùt: Bieán thieân COD theo chieàu cao: vuøng UASB hieäu quaû xöû lyù giaûm hôn haún chò ñaït 6,15% nöôùc thaûi ra coù COD = 1408 mg/l ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 76,6%: • Töø vò trí 1 – 3: hieäu quaû xöû lyù ñaït 22,67% • Töø vò trí 3 – 4: hieäu quaû xöû lyù ñaït 44,42% • Töø vò trí 4 – 8: hieäu quaû xöû lyù khaù oån ñònh dao ñoäng trong khoaûng 58 – 76 %. Bieán thieân pH theo chieàu cao: ôû vuøng UASB pH giaûm, vuøng loïc kò khí pH taêng • Töø vò trí 1 – 3: pH giaûm 0,76 ñôn vò • Töø vò trí 3 – 4: pH taêng 0,48 ñôn vò • Töø vò trí 4 – 8: pH taêng nheï khoaûng 0,03 – 0,06 ñôn vò Bieán thieân ñoä kieàm theo chieàu cao: ñoä kieàm taêng maïnh ôû vuøng UASB, nöôùc thaûi ra coù ñoä kieàm khoaûng 1519mgCaCO3/l • Töø vò trí 1 – 3: ñoä kieàm taêng khoaûng 300 ñôn vò • Töø vò trí 3 – 8: ñoä kieàm taêng ít khoaûng 10 – 200 ñôn vò Bieán thieân VFA theo chieàu cao: VFA ôû vuøng UASB giaûm, VFA nöôùc thaûi ra laø 12,6meq/l ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 83,5% • Töø vò trí 1 – 3: VFA taêng 9,7 ñôn vò • Töø vò trí 3 – 4: VFA giaûm maïnh khoaûng 9,4 ñôn vò Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 91 • Töø vò trí 4 – 8: VFA giaûm töø 1 – 8 ñôn vò Baøn luaän: Taêng taûi troïng baèng caùch taêng thôøi gian löu nöôùc ñaõ laøm giaûm hieäu quaû xöû lyù cuûa vuøng UASB xuoáng coøn 6,15% ñaây cuõng laø nhöôïc ñieåm cuûa vuøng UASB so vôùi vuøng loïc kò khí. Do coù söï keát hôïp giöõa UASB vaø loïc kò khí neân buøn khoâng bò troâi ra ngoaøi do UASB bò soác taûi. Tuy nhieân nöôùc thaûi ra vaãn ñaït hieäu quaû xöû lyù khaù cao laø 76,6% nhôø tính oån ñònh maøng vi sinh vaät cuûa vuøng loïc kò khí. ÔÛ vuøng UASB chuû yeáu dieãn ra quaù trình axit hoùa neân pH giaûm, VFA taêng. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 92 CHÖÔNG 6 KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 93 6.1 KEÁT LUAÄN Vôùi noàng ñoä COD cao, tyû soá BOD/COD > 0.5, nöôùc thaûi saûn xuaát coàn hoaøn toaøn coù khaû naêng xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc. Tuy nhieân, quaù trình xöû lyù sinh hoïc khoâng cho keát quaû xöû lyù COD trieät ñeå, do ñoù, vieäc tieán haønh caùc bieän phaùp xöû lyù hoaù lyù laø hoaøn toaøn caàn thieát. Hieäu quaû khöû COD cao nhaát ñaït xaáp xæ 80%, Ñoä kieàm ra caøng luùc caøng taêng cho thaáy heä ñeäm cuûa nöôùc thaûi toát Taûi troïng caøng cao thì VFA caøng taêng. USBF coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi coàn vôùi hieäu quaû cao töø 70 -79%, moâ hình hoaït ñoäng oån ñònh vaø ít bò soác taûi Keát quaû khaûo saùt ôû caùc taûi troïng 1; 2; 3 kg COD/m 3 .ngaøy cho thaáy: heä thoáng hoaït ñoäng hieäu quaû vaø oån ñònh nhaát ôû taûi troïng 3 kg COD/m 3 .ngaøy vôùi hieäu quaû xöû lyù COD ñaït khoaûng 79%. 6.2 HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN LUAÄN VAÊN Do haïn cheá veà thôøi gian thöïc hieän luaän vaên neân chæ khaûo saùt ñeán noàng ñoä CODv=6000mg/l. Thöïc teá, noàng ñoä COD cuûa nöôùc thaûi coàn raát cao töø 20000mg/l – 100000mg/l. Khaû naêng vaän haønh cuûa moâ hình vaãn hoaït ñoäng toát ôû noàng ñoä CODv=6000mg/l. Höôùng tôùi taêng daàn noàng ñoä cao hôn cho ñeán khi khaû naêng xöû lyù cuûa heä thoáng giaûm xuoáng. 6.3 KIEÁN NGHÒ Do haïn cheá veà thôøi gian laøm luaän vaên neân khoâng nghieân cöùu theâm aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá khaùc nhö: pH, nhieät ñoä, chaát raén lô löõng (SS), ñoä maøu trong nöôùc thaûi. Tieáp tuïc nghieân cöùu loaïi vaät lieäu loïc naøo thích hôïp cho moâ hình. Coù theå tieán haønh nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù treân hai moâ hình USBF vaø UASB ñeå phaân tích roõ hôn öu vaø nhöôïc ñieåm cuûa hai moâ hình, ñeå vieäc löïa choïn moâ hình mang tính thuyeát phuïc hôn. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 94 Tieáp tuïc nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù cuûa moâ hình USBF treân caùc loaïi nöôùc thaûi töông töï. Heä thoáng chæ xöû lyù ñöôïc khoaûng 80% COD, vì theá caàn keát hôïp nhieàu coâng ngheä xöû lyù khaùc tröôùc khi thaûi ra nguoàn tieáp nhaän.  Ví duï nhö caàn theâm beå laéng phía tröôùc coâng trình ñeå laéng caën mòn (xaùc naám men), löôïng caën naøy khaù lôùn, neáu nhö khoâng taùch ra seõ aûnh höôûng ñeán quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa heä buøn lô löûng. Theâm quaù trình haáp phuï than hoaït tính hoaëc quaù trình oxy hoùa ñeå khöû ñoä maøu. Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát coàn treân moâ hình Hybrid USBF Trang 95 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Traàn Hieáu Nhueä, Thoaùt nöôùc vaø xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp, NXB Khoa hoïc kyõ thuaät, 2001. 2. TS Laâm Minh Trieát, Xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp _ Tính toaùn thieát keá coâng trình, Vieän taøi nguyeân moâi tröôøng, 2001 3. Metcalf& Eddy, Wastewater engineering – Treatment and reuse, Mc Graw Hill, 2003. 4. C.P. Leslie Grady, Biological wastewater treatment, Marcel Dekker, New York, 1999. 5. Shigehisa Iwai, Wastewater treatment with microbial films, Technomic Publishing, 1994. 6. David P.Chynoweth, Anearobic digestion of biomass, Elsevier apllied science, 1987 7. Biothane System International, Process Operation Manual Biobed EGSB/SBR Aeration, Australia, 1999. 8. Robert Shlesser, Processes, feedstocks, and current economic feasibility of fuel grade ethanol production in Hawaii, Hawaii State Department of Business,Economic Development & Tourism, 1994, 9. K. V. Rajeshwari et al, A novel process using enhanced acidification and a UASB reactor for biomethanation of vegetable market waste, Waste Wanagement & Research, 19, 2001, p.292-300 10. Bileen Wolmarans* and Gideon H de Villiers, Start-up of a UASB effluent treatment plant on distillery wastewater, Water SA, 28, 2002, p. 63-68. 11. SMB Barbosa Correa, E Ruiz and F Romero, Evolution of operational parameters in a UASB wastewater plant, Water SA, 29, 2003, p. 345-352.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan van211.pdf
  • docmuc luc.doc
Luận văn liên quan