Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý thành phần ammonia của nước thải cao ốc văn phòng bằng quá trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính

Abstract

Nitơ tồn tại ở nhiều dạng khác nhau và mỗi dạng tồn tại của nó đều có thể gây ra các vấn đề về môi trường. Đối với nước thải từ các cao ốc văn phòng, ammonia và nitơ hữu cơ sẽ bị chuyển hóa sinh học để tạo thành nitrite và nitrate nhờ quá trình xử lý hiếu khí. Sau đó, trong điều kiện thiếu khí, quá trình khử nitrate sẽ xảy ra làm chuyển hóa nitrite và nitrate thành khí nitơ, thoát vào môi trường. Vì vậy nghiên cứu được thực hiện để đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý thành phần ammonia của nước thải cao ốc văn phòng bằng quá trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định tại công trình xử lý nước thải thực tế nhằm nâng cao hiệu quả xử lý ammonia tại trạm xử lý nước thải hiện hữu cũng như có thể ứng dụng cho các công trình xử lý nước thải khác. Thông số đầu vào của nước thải sử dụng cho nghiên cứu này bao gồm: nồng độ ammonia (55 – 80 mg/L), pH (6,65 – 7,26) và độ kiềm (164 – 480 mgCaCO3/L). Mất 14 ngày để vận hành cho giai đoạn thích nghi. Giá trị ammonia sau xử lý đạt ổn định từ 2 – 3 mg/L tương ứng hiệu quả xử lý (EN-NH4+)là 95,7% – 96,9% và nồng độ nitrate không lớn hơn 44 mg/L. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả xử lý ammonia tốt nhất (89,2% – 98,5%) khi vận hành trạm xử lý với thời gian lưu nước (HRT) là 7 giờ. Nồng độ ammonia sau xử lý là 1 – 8 mg/L và nồng độ nitrate dao động 30 – 41 mg/L. Khi giảm HRT lần lượt còn 5,8 giờ, 4,7 giờ và 3,9 giờ thì hiệu quả xử lý ammonia cũng giảm dần và không đạt yêu cầu cho phép xả thải (12 mg/L). Bên cạnh đó, với hóa chất bổ sung độ kiềm (NaHCO3) được thêm vào đủ hay dư thì lượng ammonia còn lại sau xử lý là 1 – 4 mg/L (EN-NH4+ = 97,1% - 98,8%) và nồng độ ammonia sau xử lý tăng lên là 12 – 31 mg/L khi khối lượng NaHCO3 bổ sung giảm còn 10 kg/ngày. Hiệu quả xử lý ammonia lúc này giảm còn 58,7% – 84%. Giá trị nitrate trong nghiên cứu này dao động trong khoảng 28 – 48 mg/L. Ngoài ra, hiệu quả xử lý ammonia cũng thay đổi khi nồng độ oxy hòa tan (DO) được điều chỉnh lần lượt là khoảng 6; 4 và 2 mg/L. Với khoảng dao động DO là 6 mg/L thì hiệu quả của quá trình nitrate hóa cao (89,3% – 98,8%) và nồng độ ammonia sau xử lý là 1 – 9 mg/L. Nồng độ nitrate trong giai đoạn này là 27 – 45 mg/L. Tuy nhiên, ở hai khoảng dao động còn lại lượng ammonia xử lý được thấp hơn (34 – 54 mg/L) tương ứng hiệu quả xử lý là 48,7% – 81,1%. Nghiên cứu kiểm chứng cho thấy nồng độ ammonia còn lại của mô hình áp dụng quá trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định (mô hình 1) là 1 – 6 mg/L, nồng độ nitrate là 24 – 44 mg/L và nồng độ ammonia còn lại của mô hình áp dụng quá trình bùn hoạt tính hiếu tăng trưởng lơ lửng (mô hình 2) là 1 – 6 mg/L, nồng độ nitrate là 55 – 89 mg/L. Với kết quả đạt được có thể chỉ ra rằng hiệu quả xử lý ammonia mô hình 1 tốt hơn mô hình 2 do mô hình 1 xảy ra đồng thời quá trình nitrate hóa và khử nitrate. Như vậy, việc xây dựng thêm công trình khử nitrate là không cần thiết do đó có thể tiết kiệm chi phí đầu tư cũng như giảm chi phí vận hành.