Xử lý Nitơ trong nước rỉ rác bằng công nghệ SBR dòng liên tục – ICEAS
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).
Tóm tắt nội dung tài liệu: Xử lý Nitơ trong nước rỉ rác bằng công nghệ SBR dòng liên tục – ICEAS
Science & Technology Development, Vol 19, No.M1-2016 Xử lý Nitơ trong 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-HCM (Bài nhận ngày 04 tháng 10 năm 2015 , nhận đăng ngày 05 tháng 01 năm 2015) TÓM TẮT Nghiên cứu này được thực hiện với mục khuấy trộn 40 phút, lắng 60 phút và gạn nước 20 + đích nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác của mô phút) hiệu suất xử lý các thành phần N-NH4 , TN hình công nghệ SBR – ICEAS (dòng liên tục), đặc và COD trong nước rỉ rác đạt khoảng 99 %, 75 biệt đối với thành phần nitơ. Ảnh hưởng của các % và 76 % theo thứ tự. Kết quả nghiên cứu thực yếu tố vận hành hệ thống quan trọng đến hiệu nghiệm so sánh trong cùng điều kiện vận hành quả quá trình xử lý như thời gian lưu nước cho thấy mô hình công nghệ SBR dòng liên tục có (HRT) và chu kỳ xử lý đã được khảo sát và đánh hiệu quả xử lý các thành phần ô nhiễm của nước giá cụ thể. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi vận rỉ rác cao hơn công nghệ SBR truyền thống, đặc hành mô hình công nghệ SBR dòng liên tục với biệt thành phần nitơ (TN sau xử lý đạt QCVN thời gian chu kỳ xử lý 5 giờ (sục khí 180 phút và 25:2009/BTNMT, Cột A). Từ khóa: nước rỉ rác, SBR dòng liên rục, chu kỳ xử lý. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nước rỉ từ bãi chôn lấp (nước rỉ rác) có công nghệ phụ thuộc nhiều vào chế độ vận hành thành phần rất phức tạp và mức độ ô nhiễm cao, với các yếu tố như thời gian lưu nước, thời gian đặc biệt là thành phần dinh dưỡng. Rất nhiều quy và thứ tự cấp khí trong các giai đoạn phản ứng trình công nghệ xử lý nước rỉ rác đã và đang [3][4]. được áp dụng tại các bãi chôn lấp trên toàn quốc. Bể xử lý sinh học SBR kết hợp với công Tuy nhiên, chất lượng nước sau xử lý của hầu hết nghệ cải tiến ICEAS (Intermittent Cycle các quy trình xử lý hiện hữu đều chưa đạt quy Extended Aeration System) còn được gọi là công chuẩn xả thải, đặc biệt là thành phần nitơ [1][2]. nghệ SBR dòng liên tục với quy trình vận hành Thực tế cho thấy, công nghệ SBR đóng vai gián đoạn theo chu kỳ tương tự như đối với bể trò rất quan trọng trong các quy trình xử lý nước SBR truyền thống, tuy nhiên lại cho phép nước rỉ rác hiện nay. Công nghệ này có khả năng xử lý thải đầu vào bể xử lý liên tục trong tất cả các giai đồng thời các thành phần ô nhiễm hữu cơ và dinh đoạn của chu kỳ xử lý. Điều này thực hiện được dưỡng có trong nước rỉ rác dựa trên nguyên lý là nhờ cấu tạo gồm hai khu vực xử lý (khu vực biến đổi sinh hóa cơ bản mô phỏng cơ chế xử lý tiền phản ứng và khu vực phản ứng chính) phân sinh học dưới các điều kiện kỵ khí, thiếu khí và cách nhau bởi một vách ngăn nhưng thông nhau hiếu khí (A-A-O). Hiệu quả xử lý của quy trình ở đáy bể. Vách ngăn có nhiệm vụ làm lệch hướng Trang 122 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ M1- 2016 dòng chảy và ngăn chặn hiện tượng ngắn dòng hợp với điều kiện thực tế là hết sức cần thiết và với mục đích không làm ảnh hưởng đến hoạt đó cũng là mục tiêu để thực hiện nghiên cứu này. động lắng và rút nước trong khu vực phản ứng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN chính. CỨU Hiện nay, công nghệ SBR dòng liên tục là 2.1 Vật liệu công nghệ xử lý mới cho phép loại bỏ được các thành phần ô nhiễm, đặc biệt là nitơ trong nước Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thải hiệu quả với chi phí đầu tư và vận hành thấp thời gian từ tháng 01 đến tháng 05, 2015 (mùa hơn so với công nghệ SBR và các công nghệ xử mưa), do vậy tải trọng ô nhiễm của nước rỉ rác có lý sinh học truyền thống khác. Bể xử lý sinh học thấp hơn so với các thời gian khác trong năm. SBR dòng liên tục với quy trình sục khí tăng Mẫu nước được lấy tại nhà máy xử lý nước rỉ rác cường gián đoạn theo chu kỳ A-O kép, cho phép thuộc Khu liên hiệp xử lý chất thải Nam Bình nước thải đầu vào và đầu ra bể xử lý liên tục mà Dương sau giai đoạn xử lý Bậc 1 nhằm làm giảm không bị gián đoạn theo mẻ. Điều này cho phép một phần hàm lượng các thành phần ô nhiễm nâng cao hiệu quả xử lý cũng như giảm được tránh gây ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật đáng kể giá thành đầu tư hệ thống. trong bể xử lý sinh học. Đặc tính và thành phần của nước rỉ rác sử dụng trong toàn bộ nghiên cứu Tuy nhiên, ở Việt Nam công nghệ này hiện thực nghiệm được thể hiện trong Bảng 1. nay vẫn chưa được áp dụng dụng phổ biến trong thực tế xử lý nước rỉ rác mà mới chỉ được áp Bùn hoạt tính dùng trong nghiên cứu được dụng đối với các loại nước thải thông thường có lấy từ bể xử lý sinh học của nhà máy xử lý nước mức độ ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng không rỉ rác thuộc Khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Nam quá cao. Do vậy, việc nghiên cứu đề xuất quy Bình Dương. Hàm lượng sinh khối (bùn hoạt trình kỹ thuật vận hành mô hình xử lý sinh học tính) được duy trì, kiểm tra và giữ ở mức khoảng SBR dòng liên tục nhằm xử lý hiệu quả ô nhiễm, 3000 mg/l trong mô hình bể SBR dòng liên tục đặc biệt là thành phần nitơ trong nước rỉ rác phù suốt toàn bộ quá trình nghiên cứu. Bảng 1. Đặc tình 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 1.170 3 BOD5 mg/l 317 + 4 N-NH4 mg/l 64,3 5 TN mg/l 119 2.2 Mô hình thực nghiệm Mô hình bể SBR dòng liên tục được làm mô được cấp vào và tháo (gạn) ra khỏi bể bằng bơm phỏng theo thực tế bằng kính dày 3,5 mm, có định lượng với lưu lượng có thể điều chỉnh bằng kích thước D x R x C = 500 x 200 x 400 (mm). van (điều chỉnh lưu lượng). Ôxy được cấp vào bể Bể được chia thành 2 ngăn: ngăn tiền xử lý 8 lít bằng máy thổi khí với van tiết lưu và hệ thống và ngăn phản ứng chính 32 lít. Hai ngăn này phân phối khí gồm hệ thống ống dẫn hình xương được thông nhau bằng một vách hở đặt cách đáy cá đặt ở đáy bể với đá bọt. Trong ngăn phản ứng 20 mm. Vị trí nước vào ở ngăn 1 cách đáy 350 chính của bể còn được gắn một máy khuấy chìm mm, nước ra ở ngăn 2 cách đáy 300 mm. Nước dùng để xáo trộn đều nước rỉ rác và bùn hoạt tính Trang 123 Science & Technology Development, Vol 19, No.M1-2016 trong thời gian ngưng sục khí (giai đoạn thiếu khí động thích hợp trong từng chu kỳ xử lý (Hình 1). trong chu kỳ xử lý). Mô hình này được đặt tại phòng thí nghiệm công nghệ của nhà máy xử lý nước Thủ Dầu Một, Hệ thống thiết bị trong mô hình được kết nối Bình Dương. với bộ điều chỉnh nhằm đảm bảo thời gian hoạt Hình 1: Mô hình thực nghiệm bể SBR dòng liên tục 2.3 Phương pháp thực nghiệm Vận hành mô hình thực nghiệm bể SBR truyền thống. dòng liên tục xử lý nước rỉ rác để xác định: Mỗi thực nghiệm vận hành xử lý theo các - Thời gian lưu nước (HRT) thích hợp; nội dung trên được tiến hành nhiều lần để kiểm - Thời gian chu kỳ xử lý thích hợp; tra độ lặp lại của các số liệu thu được. - Đánh giá hiệu quả xử lý của công nghệ SBR dòng liên tục, so sánh với công nghệ SBR 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 phút khuấy trộn (Thiếu khí - Ax), 60 phút lắng, Thực nghiệm khảo sát xác định HRT thích 20 phút thu (gạn) nước [3][5]. Quá trình khảo sát hợp cho quá trình xử lý hiệu quả được tiến hành được tiến hành với lưu lượng nước rỉ rác cấp vào với thời gian chu kì hoạt động của bể SBR dòng bể xử lý được điều chỉnh tương ứng với HRT là 3 liên tục là 240 phút với qui trình A-O đơn giản ngày, 4 ngày và 5 ngày (Bảng 2). bao gồm: 120 phút sục khí (Hiếu khí- Ox), 40 Trang 124 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ M1- 2016 Các thông số của nước đầu ra (sau xử lý) liên tục. Qui trình A-O kép được thiết lập nhằm + - gồm pH, COD, BOD5, TN, N-NH4 , N-NO3 và làm tăng hiệu quả xử lý thành phần hữu cơ và - N-NO2 được xác định sau mỗi 24 giờ để xác định dinh dưỡng, đặc biệt là nitơ. Ảnh hưởng của sự hiệu suất xử lý đạt được. thay đổi thời gian sục khí (Ôxy hóa sinh học - Ox) từ 120 phút lên 180 và 240 phút tới hiệu quả Thực nghiệm 2: Xác định thời gian chu kỳ xử lý quá trình chuyển hóa (xử lý) các hợp chất chứa thích hợp nitơ trong nước rỉ rác trong các chu ký xử lý Trên cơ sở kết quả khảo sát về thời gian lưu được khảo sát, trong khi không thay đổi thời gian nước thích hợp thu được sau thực nghiệm 1 để các giai đoạn khuấy trộn (An/Ax), lắng và gạn xây dựng kế hoạch thực nghiệm 2. để xác định nước tương ứng với thời gian chu kỳ xử lý tăng thời gian chu kì xử lý thích hợp cho bể SBR dòng 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 Thực nghiệm 3: Đánh giá hiệu quả xử lý của Các thông số của nước đầu ra (sau xử lý) + - công nghệ SBR dòng liên tục và so sánh với công gồm pH, COD, BOD5, TN, N-NH4 , N-NO3 và - nghệ SBR truyền thống N-NO2 được xác định sau mỗi 24 giờ để xác định hiệu suất xử lý đạt được. Trên cơ sở những kết quả thu được từ hai thực nghiệm khảo sát xác định thời gian lưu nước Trang 125 Science & Technology Development, Vol 19, No.M1-2016 và thời gian chu kỳ xử lý thích hợp, xây dựng kế nước rỉ rác sẽ càng giảm xuống. Tuy nhiên có thể hoạch thực nghiệm song song trên hai mô hình thấy tốc độ sử dụng cơ chất của VSV không giữ bể xử lý SBR giống nhau về kích thước, nước rỉ nguyên mà có xu hướng giảm khi HRT từ 4 ngày rác, thành phần nước rỉ rác, HRT, thời gian chu lên 5 ngày, điều này là do ảnh hưởng của sự sụt kỳ xử lý. Trong đó, một mô hình được vận hành giảm mạnh của thành phần BOD sẵn có trong với chế độ dòng liên tục và qui trình A-O kép, nước rỉ rác sau những ngày xử lý đầu tiên. mô hình còn lại được vận hành với chế độ từng + Hiệu suất xử lý thành phần N-NH4 và TN mẻ theo công nghệ SBR truyền thống và qui trình đều có xu hướng tăng khi tăng HRT, đặc biệt A-O đơn giản. + hiệu suất xử lý N-NH4 đạt gần 95 % với HRT là Các thông số của nước đầu ra (sau xử lý) từ 5 ngày. Điều này là hoàn toàn hợp lý, khi tăng hai mô hình thực nghiệm xử lý gồm pH, COD, thời gian oxy hóa sinh học sẽ làm tăng hiệu suất + - - + BOD5, TN, N-NH4 , N-NO3 và N-NO2 được xác biến đổi thành phần N-NH4 lên mức oxy hóa cao - - định sau mỗi 24 giờ để xác định hiệu suất xử lý hơn là N-NO3 và N-NO2 . Tuy nhiên có thể thấy + đạt được. hiệu suất xử lý N-NH4 và TN tăng mạnh đạt cao nhất khi tăng HRT từ 3 ngày lên 4 ngày, nhưng 2.4 Phương pháp phân tích lại chiều hướng giảm nhẹ khi tiếp tục tăng HRT Các thông số: pH, SS, MLSS, COD, BOD5, từ 4 ngày lên 5 ngày. Nguyên nhân khi tăng HRT + - - TN, N-NH4 , N-NO3 và N-NO2 được phân tích đồng nghĩa với tăng thời gian lắng, mà trong giai tại phòng thí nghiệm của nhà máy xử lý nước đoạn này diễn ra quá trình phân hủy nội sinh của Thủ Dầu Một, Bình Dương, theo Standard VSV trưởng thành cung cấp nguồn dinh dưỡng Methods for the Exammination of Water and cho các VSV mới sinh để khử nitrat. Sản phẩm Wastewater, 2005. của quá trình sinh hóa này lại là ammonia và do + 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN vậy dẫn đến làm tăng hàm lượng N-NH4 trong nước đầu ra [3][4]. 3.1 Xác định thời gian lưu nước thích hợp Kết quả thực nghiệm cho thấy khi vận hành Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian bể SBR dòng liên tục với HRT 4 ngày thu được lưu nước đến hiệu quả xử lý nước rỉ rác của bể hiệu quả xử lý tốt nhất đối với nước rỉ rác, đặc SBR dòng liên tục được thể hiện trong Hình 3. biệt là thành phần Nitơ, do vậy chọn HRT thích Những kết quả thực nghiệm này cho thấy hợp là 4 ngày. Tuy nhiên với hiệu suất xử lý nitơ hiệu suất xử lý thành phần hữu cơ đạt được rất chỉ đạt khoảng 70 % và hàm lượng TN trong cao (gần 80 % đối với COD, không trình bày kết nước đầu ra 34,2 mg/l, còn cao hơn so với mức quả đối với BOD) và tăng khi tăng HRT, đặc biệt cần xử lý là 15 mg/l. Do đó, thực nghiệm tiếp rõ rệt khi HRT tăng từ 3 ngày lên 4 ngày. Lý do theo được thực hiện để khảo sát xác định thời khi HRT tăng có nghĩa là kéo dài thời gian hoạt gian chu kì vận hành thích hợp hơn đối với bể động phân hủy, tiêu thụ cơ chất của vi sinh vật SBR dòng liên tục nhằm nâng cao hơn nũa hiệu (VSV), dẫn đến hàm lượng chất hữu cơ trong quả xử lý. Trang 126 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ M1- 2016 Hình 3. Ảnh hưởng của HRT đến hiệu quả xử lý của bể SBR dòng liên tục 3.2 Xác định thời gian chu kỳ thích hợp trình chuyển hóa nitơ trong các hợp chất hữu cơ thành các thành phần vô cơ, và như vậy sẽ làm Kết quả thực nghiệm đầu tiên cho thấy với tăng hiệu quả của quá trình xử lý nitơ. Kết quả HRT 4 ngày tuy đạt được hiệu quả xử lý nước rỉ nghiên cứu được thể hiện trong Hình 4 [4][5]. rác là tốt nhất, nhưng hàm lượng TN còn cao sau + - xử lý mặc dù các thành phần N-NH4 , N-NO3 và Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất xử - N-NO2 được xác định là còn lại không đáng kể lý thành phần COD và TN trong nước rỉ rác đều (kết quả không thể hiện). Điều này cho thấy rằng tăng khi tăng thời gian sục khí trong các chu kỳ quá trình chuyển hoá sinh học thành phần N- vận hành bể SBR dòng liên tục. Khi thời gian sục + - NH4 thành N-NO3 (giai đoạn sục khí - Ox) và khí tăng từ 120 phút lên 180 phút hiệu suất khử - + N-NO3 thành N2↑ (giai đoạn khuấy trộn - Ax) là N-NH4 đạt gần như tuyệt đối, hiệu suất khử khá tốt. Lượng nitơ còn lại trong nước đầu ra chủ COD và TN tăng và đạt mức gần như cao nhất yếu tồn tại dưới dạng các hợp chất hữu cơ tương lần lượt là 75,94 % và 75,09 % theo thứ tự. Có ứng với hàm lượng COD sau xử lý vẫn còn cao. nghĩa là thời gian sục khí tăng lên 180 phút đảm Chính vì vậy, mục tiêu của thực nghiệm tiếp theo bảo quá trình chuyển hóa thành phần nitơ hữu cơ + - này là xác định thời gian chu kì vận hành bể SBR thành N-NH4 , sau đó thành N-NO3 và cuối dòng liên tục với qui trình A-O kép nhằm tăng cùng thành N2↑ với hiệu suất cao. cường quá trình khử COD đồng thời cũng là quá Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian chu kỳ vận hành đến hiệu quả xử lý của bể SBR dòng liên tục Trang 127 Science & Technology Development, Vol 19, No.M1-2016 Khi tiếp tục tăng thời gian sục khí từ 180 xử lý nước rỉ rác theo yêu cầu, đặc biệt là đối với phút lên 240 phút, hiệu suất khử COD và TN thành phần nitơ. cũng tăng lên nhưng không đáng kể đạt 76,33 % Như đã trình bày ở phần trên, trong thực và 78,38 % theo thứ tự. Nguyên nhân là do trong nghiệm này thời gian giai đoạn khuấy trộn khử nước rỉ rác thường có lượng COD rất khó phân nitrat hoá (Ax), lắng và gạn nước không thay đổi hủy sinh học (gần như trơ), vậy nên dù có tăng đối với cả 3 chu kỳ vận hành. Để có thêm cơ sở thời gian sục khí thì cũng không tăng được đáng kết luận thời gian chu kỳ xử lý hiệu quả TN, ảnh kể hiệu suất xử lý COD nữa, dẫn tới không tăng hưởng của việc kéo dài thời gian lắng cũng được được hiệu suất xử lý TN như đã thảo luận ở trên nghiên cứu khảo sát. Tuy nhiên kết quả thực (hàm lượng N-NH +, N-NO - và N-NO - trong 4 3 2 nghiệm cho thấy thời gian lắng tăng từ 60 phút nước rỉ rác sau xử lý là không đáng kể, không lên 90 phút không gây ảnh hưởng nhiều đến quá trình bày kết quả) [2]. trình khử nitrat hoá và hiệu quả xử lý TN. Kết Trên cơ sở đánh giá những kết quả thực quả thu được của một thực nghiệm cụ thể trong nghiệm thu được chọn thời gian sục khí thích hợp loạt các thực nghiệm vận hành xử lý với chu kỳ 5 là 180 phút ứng với chu kì vận hành 5 giờ đối với giờ được thể hiện trong Bảng 3. bể SBR dòng liên tục để có thể thu được hiệu quả Bảng 3. Hiệu quả xử lý nước rỉ rác của bể SBR dòng liên tục với chu kỳ vận hành 5 giờ. + - - COD, TN, N-NH4 , N-NO3 N-NO2 , T/ gian, phút G/đoạn lấy mẫu pH mg/l mg/l mg/l , mg/l mg/l 0 Vào 970 99 55,9 5,8 0,034 8,2 60 Sục khí 680 71 30,6 12,7 - 7,9 80 Khuấy trộn 640 69 30,3 9,6 - 7,8 140 Sục khí 428 46 10,7 17,3 - 7,7 160 Khuấy trộn 404 43 10,2 13,8 - 7,7 220 Sục khí 250 35 0,8 21,7 0,067 7,6 240 248 31 - 15 - 7,6 260 242 28 - 12 - 7,5 Lắng + thu nước 280 240 25 - 9,5 - 7,5 300 238 24 0,6 8,7 0,038 7,4 Hiệu suất (%) 75,46 75,76 98,93 Các số liệu thực nghiệm cho thấy hiệu quả Quá trình thực nghiệm được tiến hành song quá trình chuyển hóa (xử lý) các hợp chất chứa song trên 2 mô hình bể xử lý SBR dòng liên tục nitơ trong nước rỉ rác trong các giai đoạn xử lý và bể SBR truyền thống được vận hành với các của qui trình A-O kép. Các số liệu thực nghiệm điều kiện thích hợp đã được xác định ở những thu được trong nghiên cứu này là tiền đề và cơ sở thực nghiệm trước, cụ thể là: hoàn toàn giống cho nghiên cứu tiếp theo nhằm xây dựng phương nhau về kích thước bể, thành phần nước rỉ rác, trình động học quá trình xử lý nước rỉ rác bằng cùng HRT 4 ngày, thời gian sục khí (Ox) 180 công nghệ SBR dòng liên tục. phút, lắng 60 phút, gạn nước 20 phút ứng với chu kỳ xử lý 5 giờ. Kết quả thực nghiệm được trình 3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý của công nghệ bày trong Hình 5. SBR dòng liên tục và so sánh với công nghệ SBR truyền thống Trang 128 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ M1- 2016 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 khó thực hiện), dẫn đến ảnh hưởng lớn làm giảm thành phần COD trong nước rỉ rác đạt được gần hiệu quả quá trình khử nitrat hoá trong giai đoạn như nhau giữa hai mô hình công nghệ, đó là do thiếu khí. Điều này đã cho thấy điểm ưu việt của mật độ, chất lượng bùn hoạt tính ban đầu trong công nghệ SBR dòng liên tục so với công nghệ hai mô hình và thời gian duy trì điều kiện khử cơ SBR truyền thống và đã được minh chứng rõ chất (Ox + Ax) là hoàn toàn giống nhau. Tuy ràng bằng những kết quả thực nghiệm trong nhiên có thể thấy hiệu suất xử lý thành phần nitơ nghiên cứu này. + (N-NH4 và TN) được nâng cao rõ rệt với công 4. KẾT LUẬN nghệ SBR dòng liên tục, đạt 98,95 % và 74,44 % + ứng với nồng độ N-NH4 đầu ra nhỏ hơn 5mg/l Nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy mô (đạt QCVN 25:2009/BTNMT, Cột A). Trong khi hình công nghệ SBR dòng liên tục có tính ưu viêt với công nghệ SBR truyền thống, hiệu suất xử lý hơn công nghệ SBR truyền thống và có thể áp + thành phần N-NH4 và TN chỉ đạt lần lượt là dụng xử lý hiệu quả các thành phần ô nhiễm của 85,52 % và 56,55 %. Hai yêu tố góp phần làm nước rỉ rác tại Khu liên hiệp xử lý chất thải Nam tăng hiệu quả xử lý của công nghệ SBR dòng liên Bình Dương sau giai đoạn xử lý Bậc 1, đặc biệt tục khi so sánh với công nghệ SBR truyền thống. thành phần nitơ (TN) sau xử lý đạt QCVN Thứ nhất là việc xác lập các giai đoạn sục khí xen 25:2009/BTNMT, Cột A. Mô hình công nghệ kẽ với khuấy trộn trong qui trình A-O kép tạo SBR dòng liên tục được vận hành với thời gian môi trường phát triển thuận lợi hơn cho các loại lưu nước (HRT) 4 ngày, chu kỳ xử lý A-O kép 5 vi sinh vật (VSV) có vai trò trong quá trình xử lý giờ ứng với thời gian sục khí (Ox) 180 phút, là nitrit hoá, nitrat hoá và sau đó là khử nitrat khuấy trộn (Ax) 40 phút, lắng 60 phút, gạn nước hoá, trong khi tổng thời gian Ox và Ax là không 20 phút cho hiệu suất xử lý nitơ (TN) cao nhất, + thay đổi với cả hai mô hình [4][6]. Thứ hai là thành phần N-NH4 đầu ra nhỏ hơn 5mg/l (đạt trong chu kỳ vận hành mô hình xử lý SBR dòng QCVN 25:2009/BTNMT, Cột A). Thêm vào đó liên tục có sự bổ sung liên tục hàm lượng cơ chất công nghệ SBR dòng liên tục với qui trình vận từ thành phần của nước thải đầu vào, điều này là hành thích hợp không những có thể xử lý hiệu rất cần thiết trong các giai đoạn khử nitrat hoá. quả mà còn giúp tiết kiệm năng lượng, giảm chi Trong khi đối với công nghệ SBR truyền thống phí hoá chất do vậy rất có tiềm năng áp dụng việc bổ sung cơ chất (đã sụt giảm đáng kể sau trong thực tế xử lý. giai đoạn sục khí kéo dai) là không có (hoặc rất Trang 129 Science & Technology Development, Vol 19, No.M1-2016 Removal of Nitrogen in landfill leachate using the continuous flow SBR technology – ICEAS Nguyen Thanh Phong Le Duc Trung Nguyen Van Phuoc Institute for Environment and Resources, Vietnam National University of Ho Chi Minh City ABSTRACT This research was conducted with the aim to mixing, 60 min sedimentation and 20 min + improve the treatment effect of landfill leachate decantation) the treatment effects of N-NH4 , TN with continuous flow SBR technology, especially and COD reached approximate 99 %, 75 % and for nitrogen removal. The influences of the 76 %, correspondingly. Under similar operational factors that can strongly affect the operational conditions, comparative treatment effectiveness of treatment process such as experimental results indicated that the treatment hydraulic retention time (HRT) and periodic effects of landfill leachate contaminants of the processing cycle were specifically studied. The continuous flow SBR technology higher than that results indicated that the continuous flow SBR of the ordinary SBR technology, especially for technological system with the operational nitrogen composition (TN of treated landfill conditions of 4 days retention and 5 hours leachate reached VN standard 25:2009/MONRE, processing cycle (180 min aeration, 40 min A Column). Keywords: landfill leachate, continuous flow SBR, periodic processing cycle. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Quang Huy, Nguyễn Phước Dân và Landfill laechate treatment: Review and Nguyễn Thanh Phong (2009). Ứng dụng quá opportunity. Journal of Hazardous Materials, trình thiếu khí từng mẻ để xử lý oxit nitơ nồng 150, 468 – 493. độ cao trong nước rác cũ. Tạp chí Phát triển [4]. Lê Văn Cát, 2007. Xử lý nước thải giàu hợp Khoa học và Công nghệ, ĐHQG Tp Hồ Chí chất nitơ và photpho. NXB Khoa học tự Minh, (02), 64 - 73. nhiên và công nghệ, Hà Nội, 209-223. [2]. Nguyễn Thanh Phong, Lê Đức Trung, [5]. Andrii Butkovskyi (2009). Leachate Nguyễn Văn phước (2012). Nghiên cứu cải Treatment at Filborna Landfill with Focus on tạo quy trình công nghệ xử lý nước rỉ rác tại Nitrogen Removal. Department of Chemical khu liên hợp xử lý chất thải Nam Bình Engineering Lund University, Sweden, 3-10. Dương. Tạp chí Khoa học & Công nghệ, Viện [6]. Klimiuk, E., Kulikowska, D (2005). The Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, Influence of Hydraulic Retention Time and 50 (4A), 121 – 128. Sludge Age on the Kinetics of Nitrogen [3]. Renou, S., Givaudan, J. G., Poulain, S., Removal from Leachate in SBR. Polish J. Dirassouyan, F. and Moulin, P (2008). Environ. Stud, 02, 283-289. Trang 130
File đính kèm:
- xu_ly_nito_trong_nuoc_ri_rac_bang_cong_nghe_sbr_dong_lien_tu.pdf