Báo Cáo Nghiên cứu ảnh hưởng của nhôm sunfat đến quá trình xử lý chất ô nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng

TÓM TẮT
Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung nhôm sunfat đến quá trình xử lý các chất hữu cơ (COD) và các chất dinh dưỡng (N, P) trong nước thải tự tạo bằng hệ thống bể thiếu khí-hiếu khí. Trong thời gian vận hành hơn 200 ngày, nồng độ photpho đầu vào được thay đổi và tăng dần từ 5,5 mg/L lên 8,5 mg/L. Để kiểm soát nồng độ photpho trong dòng thải ra nhỏ hơn 1,0 mg/L, nhôm sunfat được bổ sung vào hệ thống với tỷ lệ mol Aldata:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEXh5PJm+yKVAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=" class="mceSmilieSprite mceSmilie7" alt=":p" title="Stick Out Tongue :p"> là 2,2:1 và hàm lượng chất kết tủa tăng từ 59 mg/L đến 97 mg/L tương ứng với nồng độ photpho đầu vào. Việc bổ sung nhôm sunfat vào hệ thống đã làm tăng hiệu suất khử COD từ 91 -95% lên 97-98% với nồng độ COD nằm trong khoảng 8-12 mg/L. Mặc dù nhôm sunfat không ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat trong ngăn thiếu khí, nhưng có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình nitrat hóa trong bể hiếu khí. Kết quả là làm giảm hiệu suất xử lý nitơ từ 88% xuống còn 76%.

ABSTRACT
In the present study the effects of addition of aluminium sulfate on the organic and nutrient removal in synthetic wastewater were carried out by an anoxic-aerobic configuration. For more than 200 days of operation, influent TP concentrations stepwise increased by 5.5 mg/L to 8.5 mg/L. In order to control effluent TP less than 1.0 mg/L, aluminium sulfate was added into the system. Alum was used at Al[IMG]data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEXh5PJm+yKVAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=" class="mceSmilieSprite mceSmilie7" alt=":p" title="Stick Out Tongue :p"> molar ratio of 2.2:1 and the alum dosage increased by 59 mg/L to 97 mg/L according to the phosphorus concentration in the influent. With the alum addition, the COD removal efficiency was improved from 91-95% up to 97-98% with the effluent COD in the range of 8-12 mg/L. The addition of alum did not affect the denitrification process in the anoxic basin, but it did have a significant influence on the nitrification in the aerobic basin. As a result, the nitrogen removal efficiency decreased by 88% down to 76%.



1. Đặt vấn đề
Khi nước thải có nồng độ các chất dinh dưỡng (nitơ và photpho) cao thải vào các nguồn tiếp nhận (ao, hồ, sông suối, ) sẽ làm cho các loài tảo phát triển mạnh, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng gây ảnh hưởng đến các hệ động thực vật thủy sinh [1]. Vìvậy, cần thiết phải xử lý và giảm nồng độ của các chất dinh dưỡng này trước khi xả thải để ngăn ngừa hiện tượng trên.
Thành phần photpho trong nước thải một phần bị suy giảm do hấp thụ vào sinh khối (bùn) trong quá trình sinh ổt ng hợp tế bào, phần còn lại có thể được xử lý b ằng phương pháp kết tủa hóa học . Phương pháp kết tủa hóa học có khả năng loại bỏ 90 -
95% photpho với chi phí chấp nhận được [2]. Trong số các chất tạo kết tủa thông dụng như nhôm sunfat (Al2 (SO4 )3 .14H2 O), sắt (III) clorua (FeCl3 .6H2 O) và sắt (II) sunfat (FeSO4 .7H2 O), thì nhôm sunfat cóưu điểm sử dụ ng với tỷ lệ mol thấp, pH tối ưu nằm trong khoảng 6 - 6,5 gần với pH của nước thải sinh hoạt [3]. Thành phần nitơ trong nước thải có thể được xử lý bằng phương pháp ôxi hóa-khử sinh học trong hệ thống thiếu khí - hiếu khí kết hợp. Phương pháp này đã chứng tỏ được khả năng xử lý đạt hiệu quả cao và có nhiều ưu việt về chi phí vận hành [1]. Trong hệ thống thiếu khí - hiếu khí, quá trình nitrat hóa ảxy ra trong điều kiện hiếu khí nhờ hoạt động của hai nhóm vi khuẩn đặc trưng (Nitrosomonas và Nitrobacter). Nitrat hình thành trong quá trình nitrat hóa được chuyển hóa thành khí nitơ nhờ quá trình khử nitrat diễn ra trong bể thiếu khí.
Nghiên cứu này xác định hiệu quả của việc bổ sung nhôm sunfat đến quá trình xử lý photpho. Đồng thời nghiên cứu và đánh giá ảnh hưởng của nhôm sunfat đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ và đặc biệt đến quá trình nitrat hóa và khử nitrat trong hệ thống.