DỊCH BÀI BÁO SỐ LOẠI BỎ ĐỒNG THỜI CHẤT HỮU CƠ VÀ NITƠ TỪ NƯỚC RỈ RÁC CỦA BÃI RÁC THẢI BẰNG CÁCH SỬ DỤNG QUÁ TRÌNH KỴ KHÍ – HIẾU KHÍ GV hướng dẫn TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm Học viên: Trịnh Thị Hoàng Oanh Nguyễn Xuân Phương Tóm tắt Quá trình kỵ khí - hiếu khí bãi rác thải bao gồm bể phản ứng phản ứng khử nitơ, phản ứng phân hủy loại bỏ khí metan phản ứng hiếu khí phản ứng nitrat hoạt hóa từ bùn, hoạt động đồng thời nước thải tuần hoàn để loại bỏ nitơ hữu Các kết trình khử nitơ khí metan thực thành công rác thải bị bể phản ứng bãi rác phân hủy tương ứng, trình nitrat hóa NH4 +- N thực phản ứng hiếu khí Tỷ lệ loại bỏ chất hữu tối đa 1,78 kg COD / m d phản ứng phân hủy bãi rác thải tốc độ loại bỏ NH 4+- N 0,18 kg NH4+-N / m3 d phản ứng hiếu khí Các khí sinh học từ bãi rác bị phân hủy bao gồm chủ yếu cacbon đioxit metan, tương ứng Phần khối lượng N tăng với gia tăng nồng độ NO3 N giảm cùngvới mức giảm nồng độ NO3 N Các vi khuẩn khử nitơ tập trung chủ yếu lớp trung lưu vi khuẩn khử nitơ số nơi có mối tương quan tốt với nồng độ NO3- - N Giới thiệu Xử lý chôn lấp chất thải rắn việc phổ biến cộng đồng toàn giới, đặc biệt chất thải rắn đô thị (MSW) Ví dụ, năm 2002, khoảng 94% MSW Trung Quốc nói chung xử lý bãi rác (Wang năm 2006) Trong năm gần đây, trọng tăng cường công nghệ phản ứng sinh học để phân hủy ổn định thành phần chất thải hữu cơ, giảm lượng khí thải bãi rác phát sinh khoảng thời gian ngắn, loại bỏ nước rỉ rác chỗ ( Price vào năm 2003; Mehta vào năm 2002;Pohland Kimvào năm 2000; Reinhart vào năm 2002; Reinhart, 1996; Pohland Al-yousfi, 1994; Townsend, 1996; Chan vào năm 2002; Demir vào năm, 2004; Bilgili vào năm, 2006) Một loại phổ biến phản ứng sinh học bãi rác nước thải tuần hoàn bãi rác Tuy nhiên, tốc độ tăng trình thủy phân liên quan đến tuần hoàn nước rỉ rác dẫn đến việc sản xuất axit béo trung gian dễ bay (VFAs) nồng độ cao Điều ức chế hoạt động vi sinh vật nghiêm trọng, đặc biệt metan (O'Keefe Chynoweth, 2000; He, 2007; Osman Delia, 2005) Hơn nữa, nitơ amoniac thường tích tụ amoniac ổn định điều kiện kỵ khí Amoniac có nồng độ cao nước rỉ rác từ bãi rác thải thời gian dài sau chất hữu thông thường chất thải ổn định (Burton Watson-Craik, 1998; Onay Pohland, 1998;Price vào năm, 2003) Đó lý cần loại bỏ amoniac khía cạnh quan trọng kiểm soát ô nhiễm bãi rác thời gian dài Quá trình vật lý-hóa học sinh học thường áp dụng để xử lý nước rỉ rác Tuy nhiên, xử lý nước rỉ rác có nồng độ COD NH4+-N cao khó khăn tốn hơn, thường đòi hỏi ứng dụng quy trình khác biến đổi thành phần nước rỉ rác từ bãi rác Ví dụ, Trung Quốc, nhà máy xử lý nước rỉ rác sử dụng vài trình sinh học đáp ứng tiêu chuẩn thải (Xu vào năm, 2006) Gần đây, việc loại bỏ nitơ sinh học chỗ phản ứng sinh học bãi rác thu hút ngày nhiều quan tâm nhà nghiên cứu Onay Pohland (1998) thiết kế hệ thống ba bể phản ứng, bao gồm khâu thiếu oxy, kỵ khí hiếu khí để mô môi trường bãi rác thải nghiên cứu khả suy giảm hợp chất nitơ chỗ Kết cho thấy việc sử dụng mô phản ứng sinh học nước thải tuần hoàn bãi rác thải có tính khả thi cho việc loại bỏ NH4+-N, hai phản ứng hoạt động riêng biệt kết hợp với tái chế nước thải nội cung cấp 95% nitơ Sau đó, trình loại bỏ nitơ sinh học chất hữu tiến hành liên tiếp chuyên môn cho nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm (Onay Pohland, 1998; Borglin, 2004; Bilgili, 2006; Dong , 2007; Berge , 2007) Tính khả thi hệ thống kết hợp nitrat hóa, khử nitrat cho việc loại bỏ N nghiên cứu (He 2006) Các kết cho thấy hầu hết NH 4+-N chuyển đổi thành NO2- - N NO3 N phản ứng nitrat hóa hợp chất hữu hòa tan chuyển thành CO2, cacbonat metan kết hợp tốt lớp kỵ khí, NO 2- N NO3- -N khử nitrat để chuyển thành khí N2 He cộng (2007) phát triển trình kỵ khí-hiếu khí để loại bỏ nitơ, sử dụng bể xử lý sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (UASB) phản ứng để loại bỏ chất hữu cơ, lớp không khí sục từ xuống lớp bùn (ALSB) phản ứng cho trình nitrat hóa, phòng thí nghiệm quy mô nghiên cứu phản ứng sinh học cho bãi rác thải để khử nitrat Berge năm (2006) báo cáo trình nitrat hóa khử nitrat xảy đồng thời bãi rác hiếu khí (ngay điều kiện thấp phân hủy sinh học C / N ) Burton Watson-Craik (1998), theo báo cáo He cộng (2007), vận hành thử loại nitơ từ nước rỉ rác thiết kế bên bãi rác thải Người ta thấy NO 3- -N tiêu thụ điều kiện thiếu ôxy / kỵ khí bãi rác thải Hơn nữa, thí nghiệm theo Price năm (2003) Vigneron năm (2007) nitơ nitrat chuyển đổi nitơ cách hiệu với hỗ trợ cacbon hữu cần thiết cho electron phản ứng sinh học, sản xuất metan bị ức chế trình Tuy nhiên, thông tin liên quan loại bỏ đồng thời nitơ chất hữu nước rỉ rác rác thải bị hạn chế Các kết hợp kỵ khí - hiếu khí cho loại bỏ đồng thời chất hữu nitơ khỏi nước thải với biến đổi chất lượng khối lượng rác thải thời gian ổn định hiểu rõ Trong nghiên cứu này, kết hợp hệ thống kỵ khí-hiếu khí bao gồm phản ứng hoạt hóa bùn cho trình nitrat hóa, phản ứng cho trình khử nitrat với rác tươi, phản ứng phân hủy tốt rác thải cho việc sản xuất khí metan Như vậy, mục tiêu để kiểm tra hệ thống kỵ khí-hiếu khí có tính khả thi trình hữu đồng thời loại bỏ nitơ khả quan sát loại bỏ hữu cơ, tỷ lệ nitrat hóa, tốc độ khử nitơ, thành phần khí Ngoài ra, ảnh hưởng việc loại bỏ nitơ phân hủy chất hữu đánh giá, so sánh với phản ứng sinh học yếm khí, kỵ khí phản ứng bị phân hủy bãi rác thải tươi Phương pháp 2.1 Vật liệu thí nghiệm Các rác tươi nghiên cứu thu thập từ bãi chứa rác vừa chảy từ xe tải bãi chôn lấp hợp vệ sinh Asuwei, đặt Bắc Kinh, Trung Quốc Túi nhựa rác thải vô khổng lồ loại bỏ cách bước phân loại phân loại lần tiến hành phòng thí nghiệm Tất chất thải sau cắt nhỏ trộn để hủy bỏ nước rỉ rác bãi rác theo cột mô Các chất thải thành phần sau (theo trọng lượng): rác thải nhà bếp, 70,3 ± 8,3%; giấy, 10,2 ± 2,1%; nhựa, 8,1 ± 1,9%; vải, 1,2 ± 0,6%; kim loại, 0,2 ± 0,1%; loại khác, 1,0 ± 0,2% Rác bị phân hủy sinh học khai thác từ bãi rác cũ với năm tuổi, bãi rác bãi chôn lấp Asuwei Rác phân hủy định nghĩa rác thải thực thông qua giai đoạn khác phân hủy kỵ khí khả sản xuất metan bị cạn kiệt Tổng số chất chứa hợp chất hữu nitơ tương ứng 5% 0,3% rác phân hủy Các rác thải trộn lẫn cắt thành miếng 2-5 cm 2.2 Thiết bị thí nghiệm Hai bể phản ứng sử dụng nghiên cứu này, mô bãi rác, bể phản ứng hiếu khí loại hoạt hóa bùn Các bể phản ứng mô bãi rác làm plexiglass có đường kính 20 cm chiều cao 120 cm, hiệu cung cấp thể tích khoảng 31,4 L Tất số chúng bọc polyurethane dày cm nhiều bọt đóng vai trò vật liệu cách nhiệt để ngăn chặn tái phân phối nhiệt độ bể phản ứng môi trường xung quanh Các bể phản ứng hiếu khí - hoạt hóa bùn làm plexiglass tích khoảng 7.0 L (đường kính 10 cm) Cả hai bể phản ứng mô đặt attemperator để giữ nhiệt độ mức 33 ± 20C Để tránh tắc nghẽn cửa xả nước, bế xử lý nước rỉ rác lấp đầy lớp sỏi dày 10 cm Ba bể phản ứng mô bãi rác (bể phản ứng A, B D) lấp đầy với rác tươi với mật độ 552 kg / m3 Các chất thải phân hủy đóng gói vào hai bể phản ứng mô bãi rác (bể phản ứng C E) với mật độ 1.026 kg / m3 Cuối cùng, chất thải phủ lớp cát sâu 10 cm; Hơn nữa, thiết bị phân phối nước đặt phần bể phản ứng Sau chất thải lấp đầy, bể phản ứng bãi rác bịt kín bít silicone theo dõi xem có rò rỉ Sau đó, nước tách để bể phản ứng bãi rác số lượng đủ để sản xuất khoảng lít nước rỉ rác 2.3 Thiết kế vận hành thử nghiệm Ba hệ thống bãi rác sử dụng nghiên cứu này, đặt tên hệ thống I (bao gồm bể phản ứng A), hệ thống II (gồm bể phản ứng B C) hệ thống III (gồm bể phản ứng D, E bể phản ứng nitrat hóa) (1) Hệ thống I ngăn lại kiểm tra nước rỉ rác tạo từ chất thải tươi nước (bể phản ứng A) vào bể tuần hoàn, tái chế cách sử dụng máy bơm nhu động cách ngày (2) Hệ thống II: bể phản ứng B kết nối với bể phản ứng C, nước rỉ rác thải tươi bị phân hủy nước thải tuần hoàn Các nước rỉ rác từ bể phản ứng B cho qua bể phản ứng C tái chế để sử dụng, đồng thời nước rỉ rác từ bể phản ứng C lại bơm qua lại bể phản ứng B bơm nhu động cách ngày (3) Hệ thống III: nước rỉ rác tạo từ bể phản ứng bãi rác thải tươi (bể phản ứng D) sau đưa qua bể phản ứng thải bị phân hủy (bể phản ứng E), nước rò rỉ từ bể phản ứng E đưa vào bể phản ứng hoạt hóa bùn (phục vụ phản ứng nitrat hóa) Cuối cùng, nitơ từ nước rỉ rác tái tuần hoàn để bể phản ứng D cho trình khử nitơ Nước rỉ rác liên tục lưu hành bãi chôn lấp chất thải tươi, bãi chôn lấp chất thải bị phân hủy bể phản ứng nitrat hóa sử dụng cách dùng máy bơm nhu động với tốc độ dòng chảy thay đổi điều chỉnh với thể tích nước rỉ rác trình phân hủy chất thải Bể phản ứng nitrat hóa chuẩn bị với 1000 ml bùn hoạt tính hiếu khí lấy từ nhà máy xử lý nước thải thành phố Gaopeidian Bắc Kinh, Trung Quốc Thứ nhất, nước thải đô thị xử lý nitrat phản ứng Sau đó, ngày, 10% nước thải thêm vào 100% nước rỉ rác đạt Năm ngày sau đạt 100% nước rỉ rác dòng vào, hệ thống kỵ khí-hiếu khí kết hợp mở Tải trọng hàng ngày nước rỉ rác bể phản ứng nitrat hóa khoảng 2,0 L / d Các bể phản ứng nitrat hóa hoạt động thời gian chu kỳ 48 h 10 phút bao gồm 10 phút cung cấp, 47 h phản ứng hiếu khí, 40 phút bùn lắng 10 phút nước thải Không khí cung cấp với tốc độ dòng khí 7.0 L -1 cách bơm không khí, thông qua rotameter với khí phân phối bể phản ứng Nồng độ oxy hòa tan giữ mức mg / L bể phản ứng nitrat pH điều chỉnh đặn đến 7,0 cách thêm 10% dung dịch NaHCO vô trùng để bù đắp cho mức tiêu thụ kiềm Các hoạt động tất bể phản ứng tự động điều khiển lập trình van điện từ xác định thời gian 2.4 Lấy mẫu phương pháp phân tích Mẫu nước thải thu thập sáu ngày từ nước thải bể phản ứng COD, NH4+-N, NO3 N, NO2 N tổng nitơ theo phương pháp Kjeldahl (TKN) xác định theo phương pháp chuẩn (EPA Trung Quốc, 1989) Giá trị pH đo Sartorius PB-10 số pH mét (Sartorius Inc., Đức) Nồng độ VFA xác định cách sử dụng phương pháp sắc ký khí (Agilent, GC-6890N) trang bị máy dò ion cột mao quản silica hợp 30 mx 0.25mm x 0,25µm -(DB-FFAP) Các mẫu khí sinh học phân tích sắc ký khí thứ hai (HP5890) trang bị máy dò dẫn nhiệt Heli sử dụng làm khí mang với tốc độ dòng chảy 30 mL -1 Hầu hết cư trú vi sinh vật để nitrat hóa khử nitrat liệt kê kỹ thuật số chắn (MPN) (Wang năm 1998; Ma năm, 2002) Kết thảo luận 3.1 COD Dữ liệu COD cho bể phản ứng nước thải A-E bể phản ứng nitrat trình bày hình Như minh họa, nồng độ COD nước thải tăng nhanh sau thí nghiệm bắt đầu ba bể phản ứng thải bãi rác tươi (bể phản ứng A, B D), tăng lên đến giá trị tối đa 90, 200, 60, 500 57.300 mg / L sau 66, 30 24 ngày, tương ứng Sau đó, nồng độ COD nước thải giảm đến 5940 mg / L bể phản ứng B kết nối với bể phản ứng C phân hủy rác thải vào ngày 132, nồng độ COD nước thải thấp bể phản ứng C, cho thấy hệ thống II loại bỏ có hiệu chất hữu từ nước thải Nồng độ COD nước rỉ rác bể phản ứng D cho thấy xu hướng tương tự với bể phản ứng B, tăng tuần đầu tiên, sau giảm dần đến khoảng 1500 mg / L vào ngày 132 Hơn nữa, nồng độ COD nước thải chảy bể phản ứng nitrat hóa 300 mg / L Không có thay đổi đáng kể nồng độ COD nước thải tạo từ hệ thống I, có lợi kiểm soát Tỷ lệ xử lý COD loại bỏ hiệu tải trọng hữu chức bể phản ứng C E trình bày hình Tỷ lệ loại bỏ COD hiệu loại bỏ tính toán cách làm theo công thức (1) (2) Tỷ lệ COD = CODin - CODeff / V (1) Hiệu loại bỏ COD = CODin - CODeff / CODin (2) CODin tải khối lượng COD dòng vào phản ứng, mã eff tải khối lượng COD nước thải bể phản ứng, V thể tích bể phản ứng Tỷ lệ COD tăng tuyến tính lên đến 1,67 1,78 kg COD / m d cho bể phản ứng C E, tương ứng, phục vụ sản xuất metan cho hệ thống II III Tỷ lệ xử lý COD tăng tới 90% so với tải trọng hữu tăng 0,19-0,70 kg COD / m3 d bể phản ứng C, nhiên, hiệu suất khử COD đạt đến 90% tải trọng hữu tăng 0,12-0,39 kg COD / m3 d bể phản ứng E Các tải trọng hữu tối đa 1,93 1,85 kg COD / m3 d cho bể phản ứng C E Nó nhìn thấy từ số đó, COD hệ thống III nhận nhanh so với hệ thống I II Tổng hiệu khử COD hệ thống II III không bị ảnh hưởng gia tăng tải trọng hữu Tuy nhiên, nồng độ COD nước thải khoảng 300 mg / L hệ thống III giai đoạn cuối Lý chất hữu lại hợp chất không phân hủy sinh học phân tử lớn nước rỉ rác, chẳng hạn axit humic, khó khăn để phân hủy sinh học (Zouboulis năm, 2003) 3.2 pH VFA Dữ kiện pH cho tất trình phản ứng bãi chôn rác trình bày hình 3.Giá trị pH nước rỉ rác khoảng 5- 60 ngàyđầu tiên trình phân hủy phản ứng A Sau ngày 60, giá trị pH bắt đầu tăng đạt đến 7,2 ngày thứ 132 Tuy nhiên, giá trị pH nước thải bể phản ứng B D bắt đầu tăng ngày đầu đạt đến 7.1 7.0 sau 50 ngày Hơn nữa, vào ngày 54 giá trị pH giảm từ 7.7 xuống 7.2 bể phản ứng C E Trong ngày tiếp theo, biến động pH đáng kể quan sát nước thải từ trình phản ứng hệ thống II III giá trị pH khoảng 7-8 Những kết giá trị pH tăng bể phản ứng bãi rác tươi (bể phản ứng B D) nhanh bể phản ứng A, cho thấy suy giảm nhanh chóng chất thải rắn hệ thống II III Những kết tương tự Heet al (2006,2007), Chugh et al (1999) VFAs chất trung gian quan trọng trình phân hủy kỵ khí Hơn nữa, tích tụ dẫn đến xử lý thất bại sụt giảm pH tạo (Anderson Yang, 1992) Nồng độ VFA kiểm soát thời gian dài số hiệu suất trình Hình cho thấy biến đổi VFA nước thải từ tất trình phản ứng Nồng độ VFA tích lũy 30 ngày đầu bể phản ứng B D, đạt giá trị tối đa 15.100 16.000 mg / L tương ứng, sau giảm nhanh chóng Tuy nhiên, nồng độ VFA tích lũy 90 ngày tăng lên đến giá trị tối đa 34.000 mg/L bể phản ứng A, sau giảm dần Nồng độ VFA thấp bể phản ứng rác phân hủy tốt, không phát bể phản ứng nitrat hóa Hơn nữa, nồng độ VFA nước rỉ từ bể phản ứng E thấp từ bể phản ứng C MSW phân hủy phân hủy sinh học xảy ba giai đoạn cho bể phản ứng bãi thải rác tươi Trong lần đầu tiên, vi khuẩn lên men thủy phân chất hữu phức tạp thành phân tử hòa tan.Trong lần thứ hai, vi khuẩn chuyển đổi phân tử thành axit hữu đơn giản, carbon dioxide hydrogen, phản ứng tạo lượng lớn VFAs axit axetic, axit propionic, butyric axit ethanol Phương trình cân để phân hủy axit giai đoạn yếm khí hợp chất hữu phức tạp CxHyNz là: CxHyNz + H2O C5H9O3N +CH3COOH+CO2+H2+1 phần hợp chất ổn định (3) Những axit làm giảm pH độ pH thấp giúp hòa tan vật liệu vô cơ, nồng độ cao VFAs góp phần vào mức độ cao COD Cuối cùng, giai đoạn thứ ba, metan tạo thành vi khuẩn vi sinh methanogenic, cách phá vỡ axit để thành khí metan carbon dioxide, cách giảm carbon dioxide với hydro Hai số phản ứng đại diện hiển thị Quá trình hoạt động hệ thống II III tối ưu hóa môi trường tăng trưởng vi sinh vật, đẩy nhanh suy giảm chất hữu cơ, có tác dụng tích cực phát triển cân giai đoạn tạo acid giai đoạn tạo khí metan, thuận lợi cho thực việc tách hai pha (Cu et al., 2007) Tuy nhiên, hoạt động khí metan bị ức chế bể phản ứng A tích tụ acid hữu giai đoạn tạo acid, suy giảm chất hữu nước thải bị chậm lại (Bilgili et al, 2006; Cossu et al, 2003 ) 3.3 Chế phẩm khí sinh học Phần thể tích khí metan tăng chậm đạt 10% sau 120 ngày bể phản ứng A Không lưu ý bể phản ứng A, phần lớn khí methan bị ức chế tích lũy VFA pH thấp, khí metan xuất pha khí hệ thống II III kể từ tuần (Hình 5a) Hình Sự phát triển thành phần khí bãi rác: (a) metan; (b) carbon dioxide (c) khí nitơ bể phản ứng D Phần thể tích khí metan tăng nhanh đến khoảng 60% 30 ngày bể phản ứng C hệ thống II E hệ thống III, tương ứng, hai bể phản ứng bị phân hủy không tạo khí metan Liên tục tiêu thụ chất dinh dưỡng sản phẩm trung gian, chủ yếu VFA hình thành bể phản ứng rác tươi, chuyển đổi chủ yếu thành khí metan carbon dioxide vi khuẩn vi sinh methanogenic (xem phương trình (4) (5)) Tuy nhiên, khí metan bắt đầu xuất ngày 30 từ hai bể phản ứng rác tươi hệ thống II III, độ pH nước thải nâng từ mức đệm kiểm soát VFAs đến cấp độ hệ thống đệm bicarbonate, hỗ trợ tăng trưởng vi khuẩn vi sinh methanogenic, thể tích tăng lên đến 40% (Hình 5a) Các khí sinh học từ ba bể phản ứng rác tươi bao gồm chủ yếu carbon dioxide (Hình 5b.) Đó sản phẩm phản ứng lên men (xem Eq (3)) Phần thể tích carbon dioxide từ bể phản ứng rác bị phân hủy có gia tăng nhẹ 20 ngày sau giảm xuống khoảng 20% Christensen Kjeldsen (1989), theo báo cáo Chugh et al (1999) trình bày giai đoạn kỵ khí phát triển, hoạt động vi sinh vật lên men acetogenic cao, nồng độ carbon dioxide hydrogen biogas cao, với nồng độ cao axit béo dễ bay nước rỉ rác Nồng độ carbon dioxide đạt giá trị đỉnh cao giai đoạn hình thành acid đạt cao 85% Trong nghiên cứu này, kết tương tự thu được, nơi sản xuất carbon dioxide cao sản xuất đỉnh cao axit béo dễ bay (Hình 4), đạt giá trị khoảng 70-85% (Hình 5b) 3.4 Loại bỏ NH4+-N Các biến đổi nồng độ NH4+- N nước rỉ rác tất bể phản ứng trình bày hình Nồng độ NH 4+-N nước rỉ rác bể phản ứng bãi rác thải tăng nhanh 30 ngày đầu, suy giảm hợp chất nitơ hữu bể phản ứng bãi rác thải Nồng độ NH 4+-N nước rỉ rác bể phản ứng A tích lũy đến mức độ cao, lý số trình loại bỏ amoniac kỵ khí hành bãi rác thải (Vigneron et al., 2007) Trong hệ thống II, lượng nhỏ NH4+-N loại bỏ từ nước rỉ rác bể phản ứng B C điều kiện kỵ khí loại bỏ hấp phụ phân hủy việc sử dụng NH4+-N thông qua đồng hóa vi khuẩn kỵ khí cho tăng trưởng tế bào (Kettunen et al., 1996) Ngoài ra, nồng độ NH4+-N nước rỉ rác từ bể phản ứng C vượt nồng độ NH4+-N nước rỉ rác bể phản ứng B, cho thấy xuất trình hình thành amoniac từ bể phản ứng C amoni hóa hợp chất nitơ hữu điều kiện kỵ khí Kết phù hợp với nghiên cứu trước (He et al., 2006, 2007) Trong hệ thống III, nồng độ cao NH 4+- N nước rỉ rác từ bể phản ứng D đưa vào bể phản ứng E Nó nhận thấy bể phản ứng E nồng độ NH4+-N nước rỉ rác giảm rõ rệt giai đoạn tên thí nghiệm (Hình ), sau nồng độ NH 4+-N nước thải vượt mức chảy đến thí nghiệm (Hình 6) Lý việc lưu giữ nước rỉ rác bể bể phản ứng E thời gian, pha trộn nước rỉ rác từ bể phản ứng D với chất lỏng ban đầu bể phản ứng D việc sử dụng vi khuẩn kỵ khí tạo nên Các bể phản ứng nitrat hóa hiệu chuyển đổi NH 4+-N thành NO3- -N, nồng độ NH4+-N thấp toàn trình thử nghiệm, loại bỏ NH 4+-N hiệu 90% mức tối đa 0,18 kg NH 4+-N/ m3 d (Các hình 6-8) Các phương trình cân cho trình nitrat hóa bể phản ứng nitrat Nước thải chứa nồng độ NO3- -N cao cho thấy trình nitrat hóa chế chủ yếu để loại bỏ NH4+-N Nước thải từ bể phản ứng nitrat hóa tái chế cho bể phản ứng D Các nước rỉ rác tương ứng nồng độ NO 3- -N từ bể phản ứng D gần không thời gian lưu ngày (Hình 8), cho thấy bể phản ứng có khả làm cạn kiệt nitrate Phần thể tích N2 tăng với gia tăng nồng độ NO3 N giảm với mức giảm nồng độ NO3 N (Hình 5c) Phản ứng khử nitrat đại diện hiển thị Các kết trình khử nitơ phương tiện mà nitrat tiêu thụ (Price et al., 2003) Loại nitơ nhận electron proton cần thiết cho giảm nitrat thành phân tử nitơ từ hợp chất carbon hữu Rõ ràng, vật liệu bể phản ứng D chứa vật liệu hữu có đủ khả chất dinh dưỡng cho trình khử nitơ trình hoạt động 3.5 MPN thử nghiệm nitrat hóa khử nitơ quần thể vi khuẩn Kiểm tra MPN cho vi khuẩn nitrat hoá khử nitơ, mật độ vi khuẩn bể phản ứng D trình bày Bảng Trong giai đoạn đầu thí nghiệm, vi khuẩn nitrat phát bãi rác phân hủy lớp, quần thể vi khuẩn nitrat lớp nhiều lớp Sau thử nghiệm hoạt động thời gian, vi khuẩn nitrat biến và trình bày lớp rác hàng đầu Các nghiên cứu trước cho oxy bị theo rác bãi chôn lấp cho phép phát triển vi khuẩn hiếu khí giai đoạn đầu rác phân hủy vi khuẩn nitrat gần biến (Jones Grainger, 1983; 2006 He et al.) Trong nghiên cứu này, vi khuẩn nitrat tồn thời gian thử nghiệm, mà cho oxy hóa bị theo dạng tái chế từ phản ứng nitrat Mật độ vi khuẩn khử nitơ lớp có cường độ lớp khoảng 2-6 lần Lý có hàm lượng cao NO N lớp giữa, có oxy diện lớp Do đó, vi khuẩn khử nitơ tập trung chủ yếu lớp Việc vi khuẩn khử nitơ không thực lớp 42 ngày rác phân hủy, sau giảm dần cường độ bốn trình cuối thí nghiệm Các kết nghiên cứu phù hợp với điều He cộng (2006) rõ ràng cho thấy rằng, vi khuẩn khử nitơ tập trung có mối tương quan tốt với NO N Price et al (2003) báo cáo nitrate nhân tố trình phân hủy rác tác nhân cho electron cho trình khử nitơ Kết luận Một so sánh việc loại bỏ đồng thời chất hữu nitơ từ ba hệ thống bãi rác, hoạt động theo điều kiện khác thực nghiên cứu trình bày Kết cho thấy chuỗi tuần hoàn phân hủy nước rỉ rác rác rác tươi (hệ thống II) khắc phục nhược điểm tuần hoàn nước rỉ rác rác tươi, chẳng hạn tích tụ amoniac, pH thấp, tích lũy VFA ức chế khí metan, bắt đầu làm giảm khí metan thời gian cho vài ngày Thật không may, phần hữu nước rỉ rác giảm chuỗi tuần hoàn nước rỉ rác (hệ thống II), thành phần khác (đặc biệt NH 4+-N) không loại bỏ đáng kể hệ thống bãi rác đưa giải pháp cuối cho việc quản lý nước rỉ rác Hệ thống III (hệ thống kỵ khí - hiếu khí) thích ứng với trình khí metan khử nitơ nghiên cứu trình có tính khả thi để loại bỏ chất hữu nitơ từ rác bãi rác tươi Khí metan khử thực thành công rác tươi phân hủy bể phản ứng bãi rác, trình nitrat hóa NH4+-N thực bể phản ứng hiếu khí Hệ thống nước thải đáp ứng tiêu chuẩn xả thải để kiểm soát ô nhiễm bãi rác thành phố (GB16889-1997, EPA Trung Quốc, 1997) Việc xem xét quan trọng cho ứng dụng đầy đủ quy mô hệ thống kỵ khí - hiếu khí để xác định kích thước đơn vị phương pháp hoạt động [...]... hợp chất nitơ hữu cơ trong các bể phản ứng bãi rác thải Nồng độ NH 4+-N của nước rỉ rác bể phản ứng A tích lũy đến một mức độ cao, lý do trong số đó là không có quá trình loại bỏ amoniac do kỵ khí hiện hành trong bãi rác thải (Vigneron et al., 2007) Trong hệ thống II, lượng nhỏ NH4+-N đã được loại bỏ từ các nước rỉ rác của bể phản ứng B và C trong điều kiện kỵ khí vì loại bỏ sự hấp phụ do phân hủy và. .. tác nhân cho electron cho quá trình khử nitơ 4 Kết luận Một so sánh việc loại bỏ đồng thời các chất hữu cơ và nitơ từ ba hệ thống bãi rác, hoạt động theo các điều kiện khác nhau được thực hiện trong nghiên cứu đã trình bày Kết quả cho thấy rằng chuỗi tuần hoàn phân hủy nước rỉ rác giữa rác và rác tươi (hệ thống II) khắc phục được những nhược điểm của tuần hoàn nước rỉ rác trong rác tươi, chẳng hạn như... N và giảm với mức giảm của nồng độ NO3 N (Hình 5c) Phản ứng khử nitrat đại diện được hiển thị dưới đây Các kết quả chỉ ra rằng quá trình khử nitơ là phương tiện mà nitrat được tiêu thụ (Price et al., 2003) Loại nitơ nhận electron và proton cần thiết cho giảm nitrat thành những phân tử nitơ từ các hợp chất carbon hữu cơ Rõ ràng, các vật liệu trong bể phản ứng D chứa vật liệu hữu cơ có đủ khả năng và. .. khí) thích ứng với các quá trình khí metan và khử nitơ được nghiên cứu như là một quá trình có tính khả thi để loại bỏ các chất hữu cơ và nitơ từ rác bãi rác tươi Khí metan được khử và thực hiện thành công trong rác tươi và cũng phân hủy trong bể phản ứng bãi rác, trong khi quá trình nitrat hóa của NH4+-N đã được thực hiện trong các bể phản ứng hiếu khí Hệ thống nước thải có thể đáp ứng các tiêu chuẩn... amoniac, pH thấp, tích lũy VFA và ức chế khí metan, và bắt đầu làm giảm khí metan chỉ thời gian cho một vài ngày Thật không may, mặc dù phần hữu cơ của nước rỉ rác có thể giảm được do chuỗi tuần hoàn nước rỉ rác (hệ thống II), các thành phần khác (đặc biệt là NH 4+-N) không được loại bỏ đáng kể và do đó hệ thống bãi rác không thể đưa ra một giải pháp cuối cùng cho việc quản lý nước rỉ rác Hệ thống III (hệ... hủy và việc sử dụng các NH4+-N thông qua sự đồng hóa của vi khuẩn kỵ khí cho sự tăng trưởng của tế bào (Kettunen et al., 1996) Ngoài ra, nồng độ NH4+-N nước rỉ rác từ bể phản ứng C đôi khi vượt quá nồng độ NH4+-N nước rỉ rác bể phản ứng B, cho thấy sự xuất hiện của quá trình hình thành của amoniac từ bể phản ứng C hoặc amoni hóa của các hợp chất nitơ hữu cơ trong điều kiện kỵ khí Kết quả này phù hợp... cân bằng cơ bản cho quá trình nitrat hóa trong các bể phản ứng nitrat là Nước thải chứa nồng độ NO3- -N cao cho thấy quá trình nitrat hóa là cơ chế chủ yếu để loại bỏ NH4+-N Nước thải từ các bể phản ứng nitrat hóa đã được tái chế cho bể phản ứng D Các nước rỉ rác tương ứng nồng độ NO 3- -N từ bể phản ứng D là gần bằng không ở thời gian lưu 2 ngày (Hình 8), cho thấy rằng bể phản ứng có khả năng làm... gian, sự pha trộn của nước rỉ rác từ bể phản ứng D với chất lỏng ban đầu ở trong bể phản ứng D và việc sử dụng các vi khuẩn kỵ khí tạo nên Các bể phản ứng nitrat hóa hiệu quả chuyển đổi các NH 4+-N thành NO3- -N, nồng độ NH4+-N thấp trong toàn bộ các quá trình thử nghiệm, và loại bỏ NH 4+-N hiệu quả hơn 90% ở mức tối đa 0,18 kg NH 4+-N/ m3 d (Các hình 6-8) Các phương trình cân bằng cơ bản cho quá trình... 4+- N của nước rỉ rác từ bể phản ứng D đã được đưa vào bể phản ứng E Nó đã được nhận thấy rằng trong bể phản ứng E nồng độ NH4+-N của nước rỉ rác đã giảm rõ rệt trong giai đoạn đầu tiên tên của thí nghiệm (Hình 7 ), và sau đó nồng độ NH 4+-N các nước thải vượt quá mức chảy đến trong các thí nghiệm tiếp theo (Hình 6) Lý do có thể là việc lưu giữ nước rỉ rác trong bể bể phản ứng E trong một thời gian,... trong thời gian thử nghiệm, mà có thể được cho là do sự oxy hóa bị cuốn theo trong dạng tái chế từ phản ứng nitrat Mật độ của vi khuẩn khử nitơ ở lớp trên và dưới có cường độ ít hơn ở giữa lớp khoảng 2-6 lần Lý do có thể là đã có một hàm lượng cao NO 3 N ở lớp trên cùng và giữa, hơn nữa đã có oxy hiện diện ở lớp trên cùng Do đó, các vi khuẩn khử nitơ đã tập trung chủ yếu ở lớp giữa Việc vi khuẩn khử nitơ