Thí Nghiệm 1: Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Tải Trọng Đến Tính Chất Lắng Của

2.4.2. Bọt váng

Có nhiều phương pháp để kiểm soát hiện tượng tạo bọt trong bể aerotank. Để dễ dàng kiểm soát được hiện tượng này ta cần xác định rõ từng nguyên nhân gây ra bọt như sau:

a. Bọt gây ra bởi vi khuẩn dạng sợi

Bọt gây ra bởi vi khuẩn dạng sợi thường nhớt và có màu nâu đậm. Để kiểm soát được hiện tượng này ta cần kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn dạng sợi đồng thời xác định và sửa chữa những lỗi vận hành làm cho vi khuẩn dạng sợi phát triển mạnh.

- Giảm bọt đơn giản bằng cách dùng bình xịt xịt nước lên bề mặt bể aerotank. Nước sẽ hòa tan bọt và làm cho nó xẹp xuống.

- Một cách khác là cào bọt hay hút bọt khỏi bề mặt bể. Vì trong lớp bọt đó có chứa một lượng vi khuẩn dạng sợi lớn đang hoạt động nên việc cào bọt khỏi bề mặt bể sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn dạng sợi trong bể.

- Vì bọt được hình thành từ lipid sinh học nên có thể dùng polymer để làm xẹp bọt xuống. Bọt khi đã xẹp xuống thì được cào đi.

- Dùng dung dịch NaOCl 10 – 15 % để giảm bọt trong bể. Cho dung dịch này vào trong bể từ 2 – 3 giờ rồi dùng nước xịt cho bọt xẹp xuống. Dung dịch này sẽ oxy hóa những liên kết hóa học của lipid làm cho bọt dễ bị xẹp xuống hơn, đồng thời làm cho vi khuẩn dạng sợi giảm đi đáng kể.

b. Bọt do thiếu dinh dưỡng

Thiếu dinh dưỡng thường gây ra bọt trắng lớn (tuổi bùn nhỏ) hay bọt xám nhờn (tuổi bùn lớn). Khi thiếu dinh dưỡng, bông bùn tiết ra polysaccharide không hòa tan được, đó là nguyên nhân gây ra bọt. Có 3 cách để kiểm soát sự tạo bọt do thiếu dinh dưỡng như sau:

Bảng 2.13 Kiểm soát bọt do thiếu dinh dưỡng

Châm dinh dưỡng đầy đủ

Dùng bình xịt nước làm xẹp bọt xuống

Cào bọt khỏi bể

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 59 trang tài liệu này.

(Theo Settleability Problems and Loss of Solids in the Activated Sludge Process – Michael H.Geradi, bảng 22.2 trang 140)

c. Bọt gây ra bởi tuổi bùn

Một vài loại bọt được tạo ra khi tuổi bùn thay đổi. Những loại bọt này thường có màu trắng lớn hoặc nâu nhớt hay là những đám bọt nhỏ sệt. Bọt trắng lớn là do tuổi bùn nhỏ vì vậy muốn hạn chế loại bọt này ta cần tăng tuổi bùn bằng cách giảm lượng bùn dư. Còn bọt nâu nhớt hay sệt là do tuổi bùn lớn, muốn hạn chế ta cần giảm tuổi bùn bằng cách tăng lượng bùn dư.

d. Bọt gây ra bởi Zoogloeal

Khi Zoogloeal phát triển sẽ sinh ra bọt trắng lớn. Nguyên nhân là do sự phát triển nhanh chóng của vi sinh vật tạo bông bùn. Trong quá trình phát triển của mình, chúng tạo ra một lượng lớn những vật chất có tính sệt và có khả năng bắt giữ những bọt khí và tạo ra bọt.

Cách đơn giản nhất để hạn chế bớt bọt trong bể vẫn là xịt nước lên bề mặt để làm cho bọt xẹp xuống. Cách thứ hai là thực hiện quá trình thiếu khí trong vòng 1 – 2 giờ. Vì vi sinh tạo bông bùn thuộc dạng hiếu khí hoàn toàn nên khi thiếu khí trong khoảng thời gian cho phép từ 1 – 2 giờ sẽ hạn chế được sự phát triển của Zoogloeal.

Quá trình thiếu khí xảy ra khi ngừng thổi khí và trong bể aerotank xuất hiện ion nitrate NO3-. Lúc này, vi khuẩn sẽ sử dụng ion nitrate để làm giảm cBOD hòa tan trong vòng 1 – 2 giờ. Do đó, sự xuất hiện của ion nitrate trong suốt quá trình này là rất quan trọng. Ngoài ra, người ta còn dùng polymer cation hay anion để làm giảm những chất

sệt do vi sinh tạo bông bùn tiết ra trong quá trình phát triển nhanh chóng của chúng.

e. Bọt gây ra bởi những chất hoạt động bề mặt

Quá nhiều chất hoạt động bề mặt sẽ gây ra bọt trên bề mặt bể aerotank. Để kiểm soát được hiện tượng này người ta tách những chất hoạt động bề mặt ra khỏi nước thải hoặc nước thải phải được tiền xử lý bằng những chất có enzyme hoạt động nhằm làm giảm những chất hoạt động bề mặt trước khi đưa vào hệ thống bể aerotank. Ngoài ra, dùng nước xịt lên bề mặt bể vẫn là cách đơn giản nhất để giảm lượng bọt. Hay một cách khác nữa là tăng nồng độ MLVSS.

f. Bọt gây ra khi tăng tính kiềm

Khi kiềm tập trung quá nhiều trong bể aerotank sẽ làm thay đổi sức căng bề mặt. Sự thay đổi này chính là nguyên nhân tạo nên bọt. Giảm bọt gây ra do dư kiềm bằng cách xịt nước lên bề mặt bể, hoặc là tiền xứ lý kiềm hay bằng cách thay đổi thời gian lưu nước trong bể aerotank.

g. Bọt gây ra bởi polymer cation

Polymer cation thường được dùng để bắt giữ bùn, nén bùn hay tách nước bùn. Bùn loại này thường chứa rất nhiều vi khuẩn. Vì tính chất của vi khuẩn thay đổi khi điều kiện vận hành thay đổi nên phần trăm cũng như số lượng polymer cần thiết để bắt giữ,nén bùn cũng như tách nước trong bùn cũng thay đổi theo. Vì vậy, việc kiểm tra định kì để xác định liều lượng polymer thích hợp là rất cần thiết để tránh mất đi một lượng lớn polymer trong bùn.

h. Bọt gây ra bởi chất béo, dầu mỡ

Bọt trong trường hợp này có màu đen nâu hoặc đen, nhớt. Phương pháp kiểm soát như sau:

Bảng 2.14 Kiểm soát bọt do chất béo, dầu mỡ

Kiểm soát nguồn/tiền xử lý chất béo, dầu mỡ

Xịt nước làm xẹp bọt

Tăng lượng bùn dư vì chất béo, dầu mỡ cũng sẽ theo bùn dư ra khỏi bể

Thêm chất khử chất béo, dầu mỡ có enzyme hoạt động

(Theo Settleability Problems and Loss of Solids in the Activated Sludge Process – Michael H.Geradi, bảng 22.8 trang 141)

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. NỘI DUNG THỰC HIỆN

Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải thuộc da.

Thí nghiệm 2: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải chế biến men thực phẩm Maurine – La Ngà.

Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của pH đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải chế biến men thực phẩm Maurine – La Ngà.

3.2. THÍ NGHIỆM 1: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA

Nước thải thuộc da và bùn được lấy từ Công ty Đặng Tư Ký, khu công nghiệp Lê Minh Xuân có các thông số như bảng sau:

Bảng 3.1 Các thông số đầu vào của nước thải thuộc da

Thông số

Giá trị

COD

14.000 mg/l

BOD5

2.800 mg/l

Clorua

23.000 mg/l

Nitơ tổng

921 mg/l

Photpho tổng

37 mg/l

Độ đục

8016 FAU

pH

7,52

Bảng 3.2 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước

thải thuộc da

Thông số

Giá trị

Tải trọng, kg COD/m3.ngày

0,3

0,5

1,0

1,5

2,0

COD đầu vào, mg/l

300

500

1000

1500

2000

Clorua đầu vào, mg/l

493

821

1643

2464

3286

HRT

24 giờ

SRT

15 ngày

pH của nước thải đầu vào

7,52

Nitơ tổng, mg/l

20

33

66

99

132

Photpho tổng, mg/l

0,8

1,32

2,64

3,96

5,28

COD: N: P

150: 5: 1

MLSS

3000 mg/l

Vhữu ích

2 lít

SS của bùn đặc

17.480 mg/l

Thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da là mô hình thí nghiệm bao gồm 5 bình có thể tích làm việc là 2 lít.

- 5 tải trọng thay đổi bao gồm: 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2.0 (kg COD/m3.ngày)

- Cho vào mỗi bình

 340 ml bùn đặc để duy trì nồng độ MLSS = 3000 mg/l

 Mỗi bình sẽ châm một lượng nước thải nồng độ COD khác nhau bằng cách pha loãng nước thải đầu vào. Số lần pha loãng theo bảng sau:

Bảng 3.3 Số lần pha loãng theo từng tải trọng

Tải trọng, kg COD/m3.ngày

Số lần pha loãng

0,3

47

0,5

28

1,0

14

1,5

9

2,0

7

- Thực hiện phân tích các chỉ tiêu như sau:

 Vào đầu mỗi ngày, trước khi rút bùn dư, ta đo chỉ tiêu MLSS và SVI.

 Sau khi rút bùn dư, tắt máy sục khí, để lắng trong 30 phút, gạn phần nước trong, đo các chi tiêu COD, pH, độ đục.

 Sau đó bổ sung lại lượng nước thải như ban đầu.

- Mô hình được sục khí trong vòng 24 giờ.

- Lượng bùn dư rút ra mỗi ngày ứng với SRT = 15 ngày là 133 ml bùn.

- Nước thải thuộc da đã đủ nitơ chỉ cần châm thêm photpho (COD: N: P = 150: 10: 0,4).

- Dung dịch dinh dưỡng dự trữ:

 Dung dịch NH4Cl 5g/l

 Dung dịch KH2PO4 5g/l Bổ sung photpho theo bảng sau:

Bảng 3.4 Thể tích dung dịch KH2PO4 cần châm vào các mô hình

Tải trọng, kg COD/m3.ngày

Dung dịch KH2PO4, ml

0,3

1,05

0,5

1,75

1,0

3,5

1,5

5,25

2,0

7,0

- Mô hình thí nghiệm như sau:

Nước thải

0,3

0,5

1,0

1,5

2,0

Bùn

Khí

- Thí nghiệm kết thúc khi COD đầu ra của nước thải sau xử lý thay đổi không

đáng kể (khoảng 2 – 3%)

3.3. THÍ NGHIỆM 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ

- Nước thải chế biến men thực phẩm là nước thải nhân tạo

- Bùn lấy từ nhà máy chế biến men thực phẩm Maurine – La Ngà

- Các thông số như sau:

Bảng 3.5 Các thông số đầu vào của nước thải chế biến men thực phẩm

Thông số

Giá trị

COD

900 mg/g mật rỉ đường

BOD5

250 mg/g mật rỉ đường

Nitơ tổng

9 mg/g mật rỉ đường

Photpho tổng

0,82 mg/g mật rỉ đường

Độ đục

223 FAU/g mật rỉ đường

pH

4,99

Bảng 3.6 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước

thải chế biến men thực phẩm

Thông số

Giá trị

Tải trọng, kg COD/m3.ngày

0,3

0,5

1,0

1,5

2,0

4,0

6,0

COD đầu vào

300

500

1000

1500

2000

4000

6000

Độ đục đầu vào

74

123

245

368

490

980

1470

BOD5

76

127

250

380

507

1014

1521

HRT

24 giờ

SRT

15 ngày

pH của nước thải đầu vào

4,99

Nitơ tổng, mg/l

3

5

10

15

20

40

60

Photpho tổng, mg/l

0,27

0,46

0,91

1,37

1,82

3,64

5,47

COD :N: P

150: 5: 1

MLSS

3.000 mg/l

Vhữu ích

2 lít

SS của bùn đặc

9.360 mg/l

Thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến thực phẩm là mô hình thí nghiệm bao gồm 7 bình có thể tích làm việc là 2 lít. Cho vào mỗi bình như sau:

- 7 tải trọng thay đổi như sau: 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 4,0; 6,0 (kg COD/m3.ngày)

- Cho vào mỗi bình như sau:

 530 ml bùn để duy trì nồng độ MLSS = 2500 mg/l

 Đổ nước thải ứng với từng tải trọng cho đầy 2 lít theo bảng sau:

Bảng 3.7 Số gam mật rỉ đường tương ứng với từng tải trọng

Tải trọng, kg COD/m3.ngày

Số gam mật rỉ đường/lít

300

0,33

500

0,55

1000

1,11

1500

1,66

2000

2,22

4000

4,44

6000

6,66

- Dung dịch dinh dưỡng dự trữ:

 Dung dịch NH4Cl 5g/l

 Dung dịch KH2PO4 5g/l

 Dinh dưỡng được châm theo tỉ lệ COD: N: P = 150: 5: 1

Bảng 3.8 Thể tích dung dịch dinh dưỡng ứng với mỗi tải trọng

Tải trọng, kg

COD/m3.ngày

Số ml dung dịch

NH4Cl

Số ml dung dịch

KH2PO4

0,3

5,4

1,5

0,5

9

2,6

1,0

18

5,2

1,5

27

7,7

2,0

36

10,3

4,0

72

20,6

6,0

108

30,9

- Mô hình được sục khí liên tục trong 24 giờ.

- Lượng bùn dư rút ra mỗi ngày ứng với SRT = 15 ngày là 133 ml bùn.

- Thực hiện phân tích các chỉ tiêu như sau:

 Vào đầu mỗi ngày, trước khi rút bùn dư, ta đo chỉ tiêu MLSS và SVI.

 Sau khi rút bùn, tắt máy sục khí, để lắng trong 30 phút, gạn phần nước trong, đo các chi tiêu COD, pH, độ đục.

 Sau đó bổ sung lại lượng nước thải như ban đầu.

- Mô hình thí nghiệm như sau:

Nước thải

0,3

0,5

1,0

1,5

2,0

4,0

6,0

Khí

- Thí nghiệm kết thúc khi COD đầu ra của các bình dao động không đáng kể

(khoảng 2 – 3 %)

3.4. THÍ NGHIỆM 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA PH ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ

Bảng 3.9 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế

biến men thực phẩm

Thông số

Giá trị

Tải trọng

2,0 (kg COD/m3.ngày)

pH của nước thải đầu vào

4,0

6,5 -

7,5

8,5

10

11

12

COD đầu vào

2000 mg/l

BOD5

507 mg/l

HRT

24 giờ

SRT

15 ngày

Nitơ tổng

20 mg/l

Photpho tổng

1,6 mg/l

MLSS

3.000 mg/l

Vhữu ích

2 lít

SS của bùn đặc

9.360 mg/l

- Mô hình thí nghiệm gồm 6 bình, ứng với mỗi pH lần lượt là 4, 6.5 – 7.5, 8.5, 10, 11 và 12.

- Cân 2,22 g mật rỉ đường pha thành 1 lít để duy trì nồng độ COD là 2000 mg/l.

- Cho vào mỗi bình như sau:

 600 ml bùn đặc để duy trì nồng độ MLSS = 3.000 mg/l.

 Đổ đầy nước thải đến 2 lít.

- Mô hình thí nghiệm như sau:

Dung dịch Stock

pH = 4 pH = 6.5 – 7.5 pH = 8 pH = 10 pH = 11 pH=12

Khí

- Thí nghiệm kết thúc khi COD đầu ra của nước thải sau xử lý thay đổi

không quá 2 – 3 %.

Bảng 3.10 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu

Thông số

Cách phân tích

Tên thiết bị

Nguồn

COD

Đun hoàn lưu kín

Standard Methods

pH

Điện cực

Mettler Toledo,

MP220 pH Meter

Standard Methods

Độ đục

So màu

Portable Datalogging Spectrophotometer,

DR/2010

Standard Methods

MLSS

Sấy, hút ẩm, cân giấy

Máy hút chân không tủ sấy, bình

hút ẩm, cân điện tử

Standard Methods

SVI

Đọc trên ống đong

thủy tinh

Ống đong thủy tinh

1000 ml

Standard Methods

P tổng

So màu

Portable Datalogging Spectrophotometer,

DR/2010

Standard Methods

TKN

Chưng cất

Bình chưng cất

Kjeldahl

Standard Methods

Nitrat, nitrit

So màu

Portable Datalogging Spectrophotometer,

DR/2010

Standard Methods

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI

THUỘC DA

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

0.3 kg COD/m3.ngày

0.5 kg COD/m3.ngày 1 kg COD/m3.ngày

1.5 kg COD/m3.ngày 2 kg COD/m3.ngày

200

0

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Thời gian (ngày)

Bảng 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da

Tải trọng

(kgCOD/m3.ngày)

Ngày 5

Ngày 7

Ngày 9

Ngày

12

Ngày

13

Ngày

15

0.3

56

51

36

35

34

30

0.5

91

86

80

72

100

103

1.0

172

86

81

158

400

407

1.5

251

179

466

917

920

941

2.0

358

287

1320

1650

1668

COD đầu ra (mg/l)

Hình 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da

Nhận xét

- Giá trị COD đầu ra ở mô hình tải trọng 0,3 kg COD/m3.ngày ổn định (36 mg/l) sau 9 ngày.

- Giá trị COD đầu ra ở mô hình tải trọng 0,5; 1,0 và 1,5 kg COD/m3.ngày ổn định lần lượt là 100, 400 và 920 mg/l sau 13 ngày.

- Giá trị COD đầu ra ở mô hình tải trọng 2,0 kg COD/m3.ngày ổn định (1650 mg/l) sau 12 ngày.

- Sau xử lý, COD đầu ra còn lại ở mô hình tải trọng 2,0 kg COD/m3.ngày là cao nhất (1668 mg/l). COD đầu ra còn lại ở mô hình tải trọng 0,3 kg COD/m3.ngày là thấp nhất (36 mg/l). COD đầu ra còn lại ở mô hình tải trọng 0,5 kg COD/m3.ngày (103 mg/l) cao hơn ở tải trọng 0,3 kg COD/m3.ngày nhưng thấp hơn nhiều so với mô hình tải trọng 1,0 kg COD/m3.ngày (407 mg/l) và 1,5 kg COD/m3.ngày (941 mg/l).

- COD đầu ra của tải trọng cao là 1,5 và 2,0 kg COD/m3.ngày đột ngột tăng lên cao vào ngày thứ 9 là do hệ vi sinh trong bùn không thích nghi được ở tải trọng có nồng độ muối clorua cao (5.100 và 6.100 mg/l) nên đã chết hàng loạt làm cho COD đầu ra của nước thải ở 2 tải trọng này tăng lên.

- COD đầu ra của tải trọng 0,3 kg COD/m3.ngày giảm dần theo thời gian vì tải trọng 0,3 kg COD/m3.ngày là tải trọng nhỏ, hệ vi sinh trong bùn đã thích nghi được với nồng độ muối clorua khoảng 700 - 1.900 mg/l.

- COD đầu ra của tải trọng 0,5 kg COD/m3.ngày giảm từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 12 (86 – 72 mg/l) nhưng sau đó lại tăng lên vào ngày thứ 13 (100 mg/l). Điều này giải thích là do hệ vi sinh trong bùn lúc đầu thích nghi được với nồng độ muối clorua từ 1.400 – 1.950 mg/l nhưng sau đó nồng độ muối clorua tăng lên (2.150 mg/l) nên vi sinh bị chết nhiều làm COD đầu ra của tải trọng này tăng lên.

- Tải trọng 1,0 kg COD/m3.ngày tương tự như tải trọng 0,5 kg COD/m3.ngày nhưng COD đầu ra của tải trọng 1,0 kg COD/m3.ngày bắt đầu tăng lên từ ngày thứ 12 (158 mg/l).

Bảng 4.2 COD đầu vào và COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi

tải trọng đối với nước thải thuộc da

Tải trọng

(kgCOD/m3.ngày)

COD đầu vào (mg/l)

COD đầu ra

trung bình ổn định (mg/l)

Hiệu quả xứ lý

COD (%)

0.3

300

32

89

0.5

500

102

80

1.0

1000

404

60

1.5

1500

931

38

2.0

2000

1668

17

COD đầu vào

COD đầu ra trung bình ổn định

2500

2000

1500

1000

500

0

0,3 0,5 1,0 1,5 2,0

Tải trọng (kg COD/m3.ngày)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0,3 0,5 1,0 1,5 2,0

Tải trọng (kg COD/m3.ngày)

COD (mg/l)

%

Hình 4.2 COD đầu vào, COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da

Hiệu quả xử lý COD

Hình 4.3 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải

thuộc da

Nhận xét

- Hiệu quả xử lý ở tải trọng 0,3 kg COD/m3.ngày là cao nhất (89%), tải trọng 0,5 kg COD/m3.ngày có hiệu quả xử lý cũng khá cao (80%). Nguyên nhân là do hệ vi sinh trong bùn ở 2 tải trọng này đã thích nghi với nồng độ chất hữu cơ cũng như nồng độ muối clorua trong nước thải.

- Khi tải trọng tăng lên, hiệu quả xử lý giảm dần đó là dấu hiệu của sự quá

tải.

Bảng 4.3 Biến thiên clorua của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải

thuộc da

Tải trọng

(kgCOD/m3.ngày)

Ngày 5

Ngày 7

Ngày 9

Ngày 12

Ngày 13

Ngày 15

0.3

700

1900

1600

1450

1550

1600

0.5

1400

1950

1800

1900

2150

2200

1.0

2600

2150

1950

3900

4600

4650

1.5

3200

4600

5100

6400

6500

6600

2.0

3600

4800

6100

8000

8300