Nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng kỵ khí AnMBR xử lý nước thải và rác thải hữu cơ, ứng dụng điển hình tại trạm ra đa 33/Trung đoàn 294/ Sư đoàn 367

Hóa học và Kỹ thuật môi trường B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.” 224 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MÀNG KỴ KHÍ AnMBR XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ RÁC THẢI HỮU CƠ, ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH TẠI TRẠM RA ĐA 33/TRUNG ĐOÀN 294/ SƯ ĐOÀN 367 Bùi Hồng Hà*, Nguyễn Thành Trí Tóm tắt: Hiện nay, các đơn vị đóng quân độc lập chưa có các hệ thống xử lý môi trường đạt yêu cầu. Việc tìm ra một giải pháp công nghệ xử lý được chất thải cho các đơn vị kết hợp thu hồi năng lượng sinh học để phục vụ đơn vị là cần thiết. Bài viết này giới thiệu kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng kỵ khí đồng xử lý nước thải sinh hoạt và rác thải hữu cơ tại Trạm ra đa 33/Trung đoàn 294/Sư đoàn 367 với công suất xử lý 5m3/ngày đêm. Từ khóa: Đồng phân hủy; Thu hồi năng lượng; Tái sử dụng nước thải; Màng lọc sinh học kỵ khí. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đối với nước thải sinh hoạt, hầu hết ở các nước phát triển hiện nay đầu tư các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung bằng phương pháp sinh học hiếu khí quy mô lớn để loại bỏ tất cả thành phần hữu cơ và dinh dưỡng nhằm tạo ra chất lượng nước phù hợp cho xả thải vào nguồn tiếp nhận. Nhưng với công nghệ xử lý hiếu khí này, tiêu thụ một lượng lớn nguồn năng lượng bên ngoài (cụ thể là điện năng) để vận chuyển và xử lý nước thải, mà nguồn năng lượng này phần lớn được sử dụng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch, là nguồn nhiên liệu không thể tái tạo và ngày càng cạn kiệt. Thách thức trong tương lai là làm sao tìm được cách tiếp cận mới cho hệ thống xử lý nước thải, ở đó kết hợp được các yếu tố: tái sử dụng tài nguyên sẵn có trong dòng nước thải, vận hành hệ thống nước thải hợp tiêu chuẩn vệ sinh cùng với chi phí hợp lý. Bên cạnh nước thải, những dòng thải khác như chất thải rắn hữu cơ phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của con người như rác nhà bếp, rác sân vườn, rác chợ, là nguồn năng lượng sinh khối cần quan tâm. Hầu hết các loại chất thải rắn này được đưa đi chôn lấp hợp vệ sinh. Tuy nhiên, ở những vùng chưa có hoặc không có hệ thống thu gom, như các khu vực tách biệt với khu dân cư, chất thải rắn sinh hoạt thường được kết hợp với chất thải khác mang đi đốt hoặc làm compost. Tại Việt Nam, chất thải rắn này ở các khu vực biệt lập hầu như không được xử lý hoặc xử lý không đúng quy cách, giống như các đơn vị đóng quân độc lập như đã trình bày ở trên. Trạm ra đa 33/Trung đoàn 294/Sư đoàn 367 là một đơn vị đóng quân độc lập nằm trên đỉnh Hồ Linh thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu, xã Bưng Riềng, huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Lượng nước thải sinh hoạt hiện tại được đưa vào các bể tự hoại 2 ngăn, sau đó nước được xả ra ngoài hoặc tự thấm vào đất, nước thải nhà bếp được thu gom vào bể tự hoại riêng và được tái sử dụng làm nước tưới. Đây chỉ là phương pháp xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt nên nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đầu ra chưa đạt tiêu chuẩn xả thải nước thải sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT). Về lâu dài, nguồn nước thải chỉ được xử lý sơ bộ này sẽ gây ô nhiễm cho nguồn nước ngầm và nước mặt tại khu vực. Nước thải nhà bếp tưới cây nhưng cây bị chết do ô nhiễm chất hữu cơ và chất tẩy rửa. Ngoài ra, rau được tưới có thể nhiễm các mầm cao do trong nước thải chưa được xử lý chứa nhiều vi rút gây bệnh. Chất thải rắn tại trạm bao gồm các loại: rác thải sinh hoạt (rác thải sinh hoạt trực tiếp từ cán bộ chiến sỹ và rác thải nhà bếp), lá cây,... Rác thải sinh hoạt gồm nhiều thành phần vô cơ: giấy, bao nilon, và có thành phần hữu cơ cao (chiếm 54% - 71.1%): cơm thừa, rau, củ quả, lá cây, Rác thải nhà bếp chiếm hơn 90% lượng rác thải tại trạm ra đa 33. Theo số liệu thực tế, 1 ngày trạm ra đa phát sinh lượng rác thải nhà bếp khoảng 20kg/ngày. Trạm ra đa 33 xử lý chất thải rắn bằng một số Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 225 phương pháp: đốt và chôn lấp (rác vô cơ, lá cây, vụn cây,) không hợp vệ sinh tại các rừng cây quanh doanh trại sau khi lấy một phần làm thức ăn cho gia súc (cơm thừa, rau, củ, quả,). Những phương pháp trạm đang áp dụng để xử lý lượng rác thải sinh hoạt chưa hợp lý: chôn lấp không hợp vệ sinh, dùng làm thức ăn cho gia súc không phù hợp. Rác thải nhà bếp có độ ẩm 80 – 90%, có chứa các chất hữu cơ: cacbon, nitơ, và các chất vi lượng khác. Đây nguồn sinh khối cần thiết cho quá trình tạo ra năng lượng sạch và phân bón có giá trị và dinh dưỡng cho đất. Sau khi nghiên cứu mô hình quy mô phòng thí nghiệm, ứng dụng dụng kết quả triển khai thiết kế, chế tạo và vận hành thử nghiệm mô hình đồng phân hủy nước thải sinh hoạt và chất thải rắn hữu cơ cho một đơn vị đóng quân độc lập nhằm hoàn thiện công nghệ, nhân rộng mô hình. Chính vì vậy, Trạm ra đa 33 thuộc Trung đoàn 294/ Sư đoàn 367 có đủ các yếu tố để lựa chọn là đơn vị áp dụng với quy mô pilot. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Rác thải sinh hoạt Chất thải hữu cơ là thành phần chính của tổng lượng rác thải sinh hoạt. Tại hầu hết các đô thị, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70%, trong đó thành phần chất hữu cơ chiếm khoảng hơn 60%. Ước tính mỗi ngày thải ra khoảng 0,72kg rác hữu cơ.người-1.ngày-1 [2]. Nhóm thực hiện đã tiến hành phân loại rác thải tại Trạm ra đa 33 trong 3 ngày khảo sát, kết quả được thể hiện được thể hiện trong bảng 1. Bảng 1. Thành phần rác thải tại Trạm ra đa 33. STT Loại rác thải Khối lượng (n = 3) Đơn vị Tỉ trọng 1 Cơm và thức ăn thừa 42,0 ± 3,0 kg 86,78% 2 Rau thừa sơ chế 3,3 ± 0,5 kg 6,82% 3 Giấy 1,2 ± 0,2 kg 2,48% 4 Chai nhựa 1,4 ± 0,5 kg 2,89% 5 Túi nhựa 0,5 ± 0,1 kg 1,03% Tổng cộng 48,4 kg 100,00% Theo kết quả khảo sát, phân loại rác thải cho thấy lượng rác thải hữu cơ chiếm hơn 80% tỉ trọng, phù hợp với việc kết hợp đồng phân hủy cùng nước thải sinh hoạt, làm tăng nguồn cơ chất trong hỗn hợp. 2.1.2. Nước thải sinh hoạt Nước thải là nước được thải ra sau khi đã sử dụng, hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó nữa [3]. Do đó, nước thải mang các thành phần ô nhiễm gây hại đến sức khỏe của con người và môi trường [4, 5]. Nước sinh hoạt là một nhu cầu thường xuyên hàng ngày và không thể thiếu của con người. Trong khu vực nội đô tại Việt Nam, tiêu chuẩn cấp nước cho 1 người là 200 L/ngày [6]. Nước thải sinh hoạt bao gồm chất thải của cơ thể người (phân và nước tiểu) cùng với nước được sử dụng để xả nhà vệ sinh, nước thải cá nhân, giặt giũ, chuẩn bị thức ăn và làm sạch dụng cụ nhà bếp [7]. Nước thải sinh hoạt của Trạm ra đa 33 được lấy trực tiếp từ các bể tự hoại và bơm vào bể chứa nước thải đầu vào, sau đó được pha trộn theo tỉ lệ 5g rác thải trên 1 lít nước thải, mẫu được phân tích và có kết quả được thể hiện trong bảng 2. Hóa học và Kỹ thuật môi trường B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.” 226 Bảng 2. Tính chất nước thải sinh hoạt và hỗn hợp nước thải sau pha trộn. STT Chỉ tiêu Nước thải sinh hoạt Nước thải sau pha Đơn vị Giá trị (n=3) Đơn vị Giá trị (n=3) 1 pH - 7,1 ± 0,5 - 7,3 ± 0,3 2 COD mg/l 152 ± 51 mg/L 2093 ± 126 3 T-N mg/l 113 ± 18 mg/L 188,41 ± 17,26 4 N-NH4 + mg/l 103,08 ± 11,8 mg/L 130,19 ± 7,85 5 TSS mg/l 82 ± 23 mg/L 6,00 ± 0,30 6 T-P mg/l 8,95 ± 1,25 mg/l 844 ± 52 2.1.3. Màng lọc sinh học kỵ khí Về cấu tạo, công nghệ AnMBR cơ bản là tương tự công nghệ MBR, tuy nhiên, việc rửa màng và tháo bùn phải sử dụng nước hoặc dùng chính khí sinh học của bể để tránh tiếp xúc với không khí. So với công nghệ màng sinh học hiếu khí MBR thì công nghệ AnMBR sẽ cho chi phí xử lý thấp hơn vì không cần sục khí oxy vào bể và việc tạo bùn thấp hơn bể hiếu khí. Ngoài ra, khí thải nhà kính trong quá trình xử lý kỵ khí thấp hơn so với các công nghệ hiếu khí và có thể thu hồi khí metan để sử dụng làm nguồn năng lượng sinh học. Nhận định về công nghệ ta có thể đánh giá việc kết hợp bể sinh học kỵ khí và màng lọc mang lại tính hiệu quả cao trong việc giữ lại bùn sinh học trong bể, tránh hiện tượng giảm sinh khối do thất thoát bùn. Hơn nữa, việc kết hợp màng và phân huỷ kỵ khí cho thấy được tiềm năng khi ứng dụng và triển khai xử lý với chất lượng nước sau xử lý cao, lượng bùn thải thấp, yêu cầu năng lượng thấp. Màng lọc được sử dụng tại Trạm ra đa 33 có các thông số kỹ thuật được trình bày trong bảng 3. Bảng 3. Thông số kỹ thuật màng lọc UF. STT Thông số Màng SMM-1010 1 Vật liệu PVDF 2 Kích thước module 571x45x815 mm 3 Diện tích hữu ích 10 m2 4 Đường kính trong/ngoài sợi màng 0,6/1,2 mm 5 Kích thước lỗ màng < 0,1µm 6 Thông lượng màng 100 – 500 L/h 7 Kiểu lọc Outside/in 2.2. Thiết kế hệ thống đồng phân hủy qui mô pilot Công nghệ được sử dụng điển hình tại Trạm ra đa 33 là đồng phân hủy kỵ khí kết hợp màng lọc. Nước thải sinh hoạt được lấy từ bể chứa nước thải đầu vào, sau đó được pha trộn với rác thải hữu cơ sau khi được xay nhuyễn bằng thiết bị nghiền rác. Hỗn hợp được phối trộn theo tỉ lệ 5 kg rác thải hữu cơ với 1 m3 nước thải sinh hoạt. Sau đó, hỗn hợp trên được bơm vào bể khuấy trộn kỵ khí hoàn toàn. Tại bể khuấy trộn kỵ khí hoàn toàn hỗn hợp chất thải ban đầu và bùn kỵ khí được khuấy trộn liên tục nhờ cánh khuấy tạo ra môi trường bùn kỵ khí lơ lửng, tăng khả năng tiếp xúc giữa bùn kỵ khí và hỗn hợp chất thải đầu vào. Hỗn hợp sau đó sẽ tự chảy sang bể kỵ khí chứa màng UF. Tại đây, quá trình phân huỷ kỵ khí được tiếp tiếp tục diễn ra và dòng thấm được hút ra khỏi bể bằng màng lọc UF bằng bơm thông qua tín hiệu điều khiển của phao mực nước. Quá trình hút của màng được kiểm soát qua đồng hồ đo áp suất chuyển màng. Để đảm bảo nồng độ bùn tại 2 bể tương đương nhau, một bơm tuần hoàn sẽ hoạt động liên tục để tuần hoàn bùn từ bể kỵ khí chứa màng UF quay về bể kỵ khí. Khí sinh học sinh ra từ bể kỵ khí chứa màng UF sẽ được nội tuần hoàn bằng máy thổi khí chân không thổi vào sợi màng UF làm sạch các chất bám trên thân sợi màng UF. Sơ đồ công nghệ được thể hiện trong hình 1. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 227 Hình 1. Sơ đồ công nghệ hệ thống đồng phân hủy quy mô pilot. 2.3. Tính toán hệ thống đồng phân hủy qui mô pilot Dựa vào kết quả vận hành mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm, các thông số thiết kế tối ưu được xác định như bảng 4. Bảng 4. Thông số thiết kế tối ưu [8]. STT Thông số Giá trị Đơn vị Tối ưu 01 kd 0,025 g/g.ngày 0,02-0,04 02 Y 0,081 gVSS/gCOD 0,05-0,1 03 k 0,993 ngày -1 - 04 Ks 224,101 mg/L 200-500 Từ các thông số trên, nhóm nghiên cứu xác định các thông số thiết kế mô hình đồng phân hủy quy mô pilot với các đặc điểm sau: Bể kỵ khí xáo trộn hoàn toàn được gia công từ bồn Inox 304, và được gia cố bằng các vòng inox và chân bồn. Với chiều cao tổng cộng là 3440 mm, thể tích mô hình là 5445 lít và thể tích hữu ích của bể là 5000 lít. Bên trên bể xáo trộn có lắp đặt mô tơ khuấy và bộ cánh khuấy bằng inox có thể điều chỉnh tốc độ khuấy. Bên cạnh được lắp đặt các van lấy mẫu để thuận tiện cho việc lấy mẫu nước. Bể màng kỵ khí được gia công từ bồn Inox 304. Chiều cao tổng cộng của bể là 1510 mm, chiều dài là 3280 mm và đường kính là 1360 mm. Thể tích mô hình 5445 lít, thể tích hữu ích là 5000 lít. 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp lấy mẫu Mẫu nước thải sinh hoạt lấy từ bể tự hoại của Trạm ra đa 33 (I), mẫu nước thải đầu vào sau khi pha chất thải rắn hữu cơ (II), mẫu nước thải và bùn sinh học của bể kỵ khí xáo trộn hoàn toàn (III), mẫu nước thải và bùn sinh học của bể kỵ khí chứa màng MF (IV), mẫu nước thải đầu ra (V), mẫu chất thải rắn (VI). Các mẫu nước thải được lưu trữ trong các trường hợp: không thể phân tích mẫu, gửi mẫu đi trung tâm phân tích,... sẽ được lưu trữ trong tủ trữ với nhiệt độ <40C. 2.4.2. Phương pháp đo các chỉ tiêu Chỉ tiêu pH được đo 1 lần/phút bằng thiết bị đo online SC200, hoặc được đo lại bằng thiết bị đo cầm tay. Khí sinh học được đo bằng thiết bị đo lưu lượng khí online, khí mêtan được xác định bằng bình Marriott. Hóa học và Kỹ thuật môi trường B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.” 228 2.4.3. Phương pháp phân tích Đối với các chỉ tiêu phân tích tại phòng thí nghiệm: COD (SMEWW 5220C), TSS (SMEWW 2540D), TN (TCVN 6638 : 2000), NH4 + (TCVN 5988-1995), TP (TCVN 6202 : 2008), PO4 3- (SMEWW 4500PD). 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Sự biến thiên pH Hình 2. Sự biến thiên pH theo thời gian tại HRT = 48 giờ. Hình 2 trình bày sự thay đổi giá trị pH đầu vào và đầu ra của hệ thống AnMBR tại thời gian lưu nước 48 giờ. Trong hoạt động của bể AnMBR, pH là một thông số vận hành. pH được đo hàng ngày trong nước thải đầu vào và đầu ra của bể AnMBR nhằm duy trì giá trị pH thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật trong suốt quá trình xử lý. Sự biến thiên pH được thể hiện trong hình 2. Giá trị pH cao nhất của hỗn hợp nước thải đầu vào và nước thải đầu ra là 7,9 và 7,8. Giá trị pH thấp nhất của hỗn hợp nước thải đầu vào và nước thải đầu ra là 6,8 và 6,7. Giá trị pH đầu ra dao động trong khoảng 6,7 đến 7,8 là nằm trong giá trị cho phép của QCVN 14:2008/BTNMT. 3.2. Khả năng xử lý TSS Hiệu quả loại bỏ TSS luôn > 90% (thấp nhất 92,34%, cao nhất 97,54%). Nồng độ TSS đầu vào có giá trị trung bình 844 mg/L (nồng độ cao nhất đạt 948 mg/L và nồng độ thấp nhất đạt 721 mg/L). TSS đầu ra thấp (cao nhất 66 mg/L, thấp nhất 38 mg/L). Kết quả này cho thấy, khả năng loại bỏ TSS của mô hình cao do có sự kết hợp với công nghệ màng, kết quả này cũng tương đồng với kết quả của mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm. Khả năng xử lý TSS của mô hình pilot được thể hiện trong hình 3. Hình 3. Hiệu quả xử lý TSS tại HRT = 48 giờ. 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 p H Thời gian (ngày) Đầu vào 0 20 40 60 80 100 0 200 400 600 800 1000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 H iệ u q u ả x ử l ý T S S (% ) T S S ( m g /l ) Thời gian (ngày) Đầu vào (mg/L) Đầu ra (mg/L) Hiệu quả xử lý (%) Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 229 3.3. Khả năng xử lý COD Hiệu quả xử lý COD được thể hiện trong hình 4. Hình 4. Hiệu quả xử lý COD tại HRT = 48 giờ. Nồng độ COD của hỗn hợp đầu vào có giá trị cao hơn so với COD của nước thải được lấy từ bể. Rác thải hữu cơ được pha trộn vào làm cho nồng độ COD tăng cao (Giá trị COD của hỗn hợp đầu vào cao nhất 2300 mg/L và thấp nhất là 1807 mg/L). Tuy vậy, nước thải đầu ra có giá trị COD thấp (cao nhất 182 mg/L, thấp nhất là 103 mg/L). Mô hình đạt hiệu quả xử lý COD trên 90% (thấp nhất 90,48% và cao nhất 95,30%). COD được xử lý thông qua quá trình chuyển hóa chất hữu cơ của vi sinh vật. Ngoài ra, màng lọc UF cũng góp phần làm nồng độ COD đầu ra giảm mạnh do phần lớn COD tồn tại ở thể rắn (chất thải hữu cơ) có kích thước lớn hơn kích thước lỗ màng được giữ lại trên bề mặt màng. Thời gian lưu nước 48 giờ đã đạt hiệu quả xử lý COD tối ưu tại mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm, với thời gian lưu này, mô hình đồng phân hủy quy mô pilot cũng đạt kết quả tương tự với mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm. 3.4. Khả năng xử lý Nitơ Từ kết quả phân tích cho thấy, nitơ tồn tại trong hỗn hợp nước thải đầu vào bao gồm nitơ hữu cơ và nitơ ammonia, sau quá trình kỵ khí, nitơ hữu cơ bị chuyển hóa thành nitơ ammonia làm cho lượng ammonia tăng lên so với ban đầu. Nồng độ ammonia đầu vào có giá trị trung bình là 130 mg/L, sau quá trình phản ứng kỵ khí, lượng ammonia này tăng lên đến 167 mg/L. Khả năng xử lý ammonia được thể hiện trong hình 5. Hình 5. Khả năng xử lý Ammonia tại HRT 48 giờ. Trong quá trình phân hủy kỵ khí, các vi sinh vật kỵ khí phân hủy hợp chất hữu cơ chứa ni tơ sẽ tạo ra ammonia và một phần tham gia quá trình tổng hợp tế bào của vi sinh vật. Vì vậy, sau quá trình kỵ khí, nồng độ ammoni trong bể sẽ tăng lên tùy thuộc và lượng hợp chất hữu cơ chứa ni tơ ở đầu vào. Kết quả này cũng tương đồng với kết quả của mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm. 0 50 100 0 1000 2000 3000 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 H iệ u q u ả x ử l ý (% ) tC O D ( m g /L ) Thời gian (ngày) Đầu vào (mg/L) Đầu ra (mg/L) Hiệu quả xử lý (%) 0 50 100 150 200 250 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 N H 4 + ( m g /l ) Thời gian (ngày) Đầu vào Đầu ra Hóa học và Kỹ thuật môi trường B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.” 230 3.5. Khả năng xử lý Photpho Khả năng xử lý Photpho được thể hiện trong hình 6. Hình 6. Hiệu quả xử lý phốt phát. Hình 6 cho thấy lượng phốt phát trong hỗn hợp nước thải đầu vào tương đối thấp (cao nhất 6,47 mg/L, thấp nhất 5,48 mg/L). Nồng độ phốt phát đầu ra không giảm nhiều so với đầu vào (cao nhất 4,86 mg/L và thấp nhất là 2,98 mg/L). Kết quả này cho thấy, trong điều kiện kỵ khí, phốt phát chỉ bị giữ lại trong sinh khối, và được loại bỏ trong quá trình loại bỏ bùn dư. 3.6. Khả năng sinh khí sinh học Sản lượng khí sinh học sinh ra trung bình 1,32 m3/ngày. Tỉ lệ thể tích khí sinh học trên khối lượng COD xử lý trung bình là 0,13 m3/kgCODxử lý. Giá trị này cũng tương đương với giá trị tại mô hình phòng thí nghiệm với cùng thời gian lưu nước là 48 giờ. Hình 7. Lưu lượng khí sinh học sinh ra và tỉ lệ với khối lượng COD xử lý. 4. KẾT LUẬN Về mô hình đồng phân hủy quy mô pilot: Tác giả đã xây dựng được 1 mô hình thí nghiệm đồng phân hủy chất thải rắn hữu cơ và nước thải sinh hoạt quy mô pilot. Kết quả vận hành thí nghiệm được tóm tắt như sau: Giá trị pH cao nhất của hỗn hợp nước thải đầu vào và nước thải đầu ra là 7,9 và 7,8. Giá trị pH thấp nhất của hỗn hợp nước thải đầu vào và nước thải đầu ra là 6,8 và 6,7. Giá trị pH đầu ra dao động trong khoảng 6,7 đến 7,8. Hiệu quả loại bỏ TSS luôn > 90% (thấp nhất 92,34%, cao nhất 97,54%). TSS đầu ra thấp (cao nhất 66 mg/L, thấp nhất 38 mg/L). Kết quả này cho thấy khả năng loại bỏ TSS của mô hình cao do có sự hiện diện của màng lọc. Nước thải đầu ra có giá trị COD thấp (cao nhất 182 mg/L, thấp nhất là 103 mg/L). Mô hình đạt hiệu quả xử lý COD trên 90% (thấp nhất 90,48% và cao nhất 95,30%). Nồng độ ammonia đầu vào có giá trị trung bình là 130 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 L ư u l ư ợ n g k h í (m 3 /n g ày ) Thời gian (ngày) Lưu lượng khí sinh 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 T ỉ lệ k h í tr ên k h ố i lư ợ n g C O D x ử l ý ( m 3 /k g ) Thời gian (ngày) Tỉ lệ khí sinh học trên khối lượng COD xử lý 0 50 100 0 5 10 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 H iệ u q u ả x ử l ý ( % ) P O 4 3 - Thời gian (ngày) Đầu vào (mg/L) Đầu ra (mg/L) Hiệu quả xử lý (%) Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 231 mg/L, sau quá trình phản ứng kỵ khí, nồng độ ammonia này tăng lên đến 167 mg/L. Lượng phốtphát trong hỗn hợp nước thải đầu vào tương đối thấp (cao nhất 6,47 mg/L, thấp nhất 5,48 mg/L). Nồng độ phốt phát đầu ra không giảm nhiều so với đầu vào (cao nhất 4,86 mg/L và thấp nhất là 2,98 mg/L). Sản lượng khí sinh học sinh ra trung bình 1,32 m 3/ngày. Tỉ lệ thể tích khí sinh học trên khối lượng COD xử lý trung bình là 0,13 m 3 /kgCODxử lý. Giá trị này cũng tương đương với giá trị tại mô hình phòng thí nghiệm với cũng thời gian lưu nước là 48 giờ. Nhìn chung, phần lớn các chỉ tiêu đều đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt – QCVN 14:2008/BTNMT, trừ chỉ tiêu