I. Giới thiệu
Nghiên cứu ứng dụng hạt PVA gel để cố định sinh khối AOB và anammox cho xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực xử lý nước thải. Việc xử lý nitơ từ nước thải sinh hoạt không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn góp phần bảo vệ nguồn nước. Công nghệ xử lý nước thải hiện nay gặp nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc xử lý nitơ. Việc ứng dụng PVA gel có thể cải thiện hiệu quả xử lý nitơ, nhờ vào khả năng cố định vi khuẩn AOB và anammox, giúp tạo ra môi trường tối ưu cho quá trình xử lý. Theo nghiên cứu, hiệu quả xử lý tổng nitơ (TN) đạt trung bình 53% với tải trọng nitơ và thời gian lưu nước khác nhau. Điều này cho thấy tính khả thi của hạt PVA gel trong xử lý nitơ từ nước thải sinh hoạt.
II. Tổng quan về nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều thành phần ô nhiễm, trong đó có nitơ, một trong những yếu tố chính gây ô nhiễm môi trường nước. Nước thải sinh hoạt thường có hàm lượng nitơ cao, bao gồm NH4+, NO2-, NO3-. Việc xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt là cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm. Các công nghệ hiện tại như A2O, MBR, và SANR đều có những ưu nhược điểm riêng. Trong đó, công nghệ sinh học như SANR kết hợp với hạt PVA gel được xem là giải pháp khả thi. Việc sử dụng PVA gel giúp tăng cường khả năng giữ lại vi khuẩn AOB và anammox, từ đó cải thiện hiệu suất xử lý nitơ. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cố định vi khuẩn trên PVA gel không chỉ giúp tăng hiệu quả xử lý mà còn giảm thiểu sự rửa trôi vi khuẩn trong quá trình hoạt động.
III. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện thông qua mô hình Single-stage Autotrophic Nitrogen Removal (SANR) với hạt PVA gel làm chất mang sinh khối AOB và anammox. Mô hình được vận hành với các tải trọng nitơ khác nhau để đánh giá hiệu quả xử lý. Nước thải từ căn tin và văn phòng được sử dụng làm nguồn nước thải đầu vào. Các chỉ tiêu như pH, độ kiềm, NH4+, NO2-, NO3-, TKN và COD được phân tích theo các phương pháp tiêu chuẩn. Kết quả cho thấy hiệu suất xử lý nitơ đạt trung bình 53% với hạt PVA gel cho cả nước thải căn tin và văn phòng. Việc đánh giá hoạt tính bùn AOB và anammox cho thấy khả năng xử lý cao, phù hợp với yêu cầu thực tiễn.
IV. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy hạt PVA gel có khả năng cải thiện hiệu quả xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt. Hiệu suất xử lý tổng nitơ đạt cực đại 74% đối với nước thải căn tin và 73% đối với nước thải văn phòng. Hoạt tính AOB và anammox được đánh giá cao, cho thấy sự phù hợp của PVA gel trong việc cố định sinh khối vi khuẩn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc sử dụng PVA gel giúp giảm thiểu độc tính của nitrite đối với vi khuẩn anammox, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu trong việc ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam.
V. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã chứng minh rằng ứng dụng hạt PVA gel trong xử lý nitơ từ nước thải sinh hoạt là khả thi và hiệu quả. Các kết quả đạt được cho thấy PVA gel không chỉ giúp cố định sinh khối AOB và anammox mà còn nâng cao hiệu suất xử lý tổng nitơ. Để phát triển hơn nữa công nghệ này, cần có các nghiên cứu sâu hơn về điều kiện vận hành tối ưu, cũng như mở rộng ứng dụng cho các loại nước thải khác nhau. Việc áp dụng công nghệ này có thể góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm nước tại các đô thị lớn ở Việt Nam.
