I. Tổng quan về nước thải giàu cacbon và nitơ và ảnh hưởng đến môi trường
Luận văn tập trung nghiên cứu xử lý nước thải giàu cacbon và nitơ, một vấn đề cấp thiết do sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp. Nhiều nguồn nước thải, bao gồm nước thải sinh hoạt, chăn nuôi, chế biến cao su, giết mổ gia súc và chế biến thủy sản, đều chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ và nitơ. Luận văn đã phân tích chi tiết thành phần và đặc điểm của từng loại nước thải, ví dụ như nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và vi sinh vật gây bệnh, trong khi nước thải chăn nuôi chứa hàm lượng cao N và P.
Tác động của nước thải giàu cacbon và nitơ đến môi trường rất đáng quan ngại. "Sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn oxy và làm giảm pH của môi trường", dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa do nồng độ N và P cao. Ngoài ra, các chất ô nhiễm khác như SS, kim loại nặng và vi trùng gây bệnh cũng gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho môi trường và sức khỏe con người. Luận văn nhấn mạnh sự cần thiết của việc xử lý triệt để nitơ, đặc biệt là trong các nguồn nước thải có tỷ lệ COD/TN thấp, bằng cách kết hợp các phương pháp xử lý khác nhau, bao gồm cả quá trình sinh học thiếu khí.
II. Cơ chế xử lý chất hữu cơ và nitơ bằng công nghệ MBBR
Luận văn trình bày chi tiết về cơ chế vi sinh xử lý chất hữu cơ và nitơ trong nước thải, bao gồm cả quá trình hiếu khí và thiếu khí. Quá trình hiếu khí sử dụng oxy để oxy hóa chất hữu cơ và chuyển hóa amoni thành nitrat thông qua quá trình nitrat hóa. Quá trình thiếu khí, ngược lại, khử nitrat thành nitơ tự do (N2). Luận văn mô tả chi tiết ba giai đoạn của quá trình oxy hóa sinh hóa: di chuyển chất ô nhiễm đến tế bào vi sinh vật, di chuyển chất qua màng tế bào, và chuyển hóa chất bên trong tế bào.
Công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) được giới thiệu như một giải pháp hiệu quả cho xử lý nước thải giàu cacbon và nitơ. Công nghệ này kết hợp giữa quá trình màng sinh học và quá trình bùn hoạt tính, trong đó vi sinh vật phát triển trên bề mặt giá thể di động. "Không khí cấp vào bể vừa để cung cấp ôxy cho vi sinh vật sử dụng vừa là động lực cho các đệm chuyển động trong bể". Luận văn cũng đề cập đến các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của công nghệ MBBR, bao gồm đặc điểm giá thể, tải trọng hữu cơ và nitơ, và thời gian lưu nước.
III. Nghiên cứu thực nghiệm và kết quả
Luận văn trình bày chi tiết về nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bằng công nghệ MBBR. Mô hình nghiên cứu sử dụng giá thể di động K3 và kết hợp giữa quá trình thiếu khí và hiếu khí. Các thí nghiệm được thực hiện với các tải trọng hữu cơ và nitơ khác nhau để khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ COD/TN và tải trọng đến hiệu suất xử lý. Các thông số quan trọng như DO, pH, MLSS, COD, TN, và NH3 được theo dõi và phân tích.
Kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ MBBR đạt hiệu quả xử lý cao đối với cả COD và nitơ. "Hiệu suất xử lý COD và nitơ đạt mức cao ở các tải trọng khác nhau", cho thấy tính ổn định của hệ thống. Luận văn cũng phân tích sự chuyển hóa của các dạng nitơ khác nhau (N-NO2, N-NO3) trong quá trình xử lý. Dữ liệu thực nghiệm được trình bày rõ ràng thông qua các bảng và biểu đồ, giúp dễ dàng đánh giá hiệu quả của công nghệ MBBR.
IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn
Luận văn kết luận rằng công nghệ MBBR là một phương pháp hiệu quả và tiềm năng để xử lý nước thải giàu cacbon và nitơ. Ưu điểm của công nghệ này bao gồm hiệu suất xử lý cao, khả năng chịu tải trọng biến động tốt, và dễ dàng vận hành. Tuy nhiên, luận văn cũng đề cập đến một số hạn chế, ví dụ như chi phí đầu tư ban đầu cho giá thể.
Ứng dụng thực tiễn của công nghệ MBBR được nhấn mạnh trong luận văn. Công nghệ này có thể được áp dụng cho nhiều loại nước thải khác nhau, từ nước thải sinh hoạt đến nước thải công nghiệp. "Dựa trên những kết quả đạt được, rút ra được ưu điểm, nhược điểm của quá trình để góp phần ứng dụng trong thực tế xử lý nước thải giàu cac bon và nitơ". Luận văn cung cấp một cơ sở khoa học vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.
