HOẠT HÓA BÙN HẠT POLYVINYL ALCOHOL (PVA) TRONG THIẾT BỊ UASB XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHẾ CAO SU THIÊN NHIÊN

Abstract

In this study, polyvinyl alcohol gel (PVA) beads were immobilized microorganism by mixing anaerobic floculent sludge and PVA beads  at a ratio of 1/1 in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor. In the first stage (activated sludge immobilization), the UASB reactor was started up with natural rubber (NR) processing wastewater with an influent chemical oxygen demand (COD) of 448 - 916 mg/L, organic loading rate (OLR) of 1.39 ± 0.81 kg COD/m³. day, pH of 6.8 - 7.2, the hydraulic retention time (HRT) of 16.3 ± 5.7 hours, at 35^oC. After 100 days of activation, the PVA-gel granules became brown colour, the biomass attached to 0.934 g VSS/g PVA and the specific methanogenic activity (SMA) was 0.217 g COD/ g VSS. day. In the second stage, the PVA-gel granules were separated and used as the sole granular sludge in the UASB reactor which treated NR wasterwater with influent COD of 345 - 4410 mg/L, an OLR of 2.13 – 15.97 kg COD/ m³. day, pH of 6.0 - 7.5, HRT of 9.4 ± 2.5 hours. After 288 days of operation, the PVA granular sludge showed high performance in organic matter removal in NR wastewater, the effluent COD reached 34 - 88 mg/L and the COD removal efficiency was 81.4- 98.9 %. The highest methane production rate  was achieved 0.33 m³ CH₄/kg COD_removal on day 281.

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, hạt gel polyvinyl alcohol (PVA) được cố định vi sinh vật bằng cách trộn lẫn với bùn phân tán kỵ khí theo tỉ lệ 1/1 và hoạt hóa trong thiết bị xử lý kị khí với dòng chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính (UASB - Upflow anaerobic sludge blanket). Ở giai đoạn 1 (giai đoạn hoạt hóa) thiết bị khởi động với nước thải sơ chế cao su thiên nhiên (NR) có nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) tăng dần từ 448 - 916 mg/L, tải trọng hữu cơ (OLR) trung bình là 1,39 ± 0,81 kg COD/m³. ngày, pH duy trì 6,8 - 7,2, thời gian lưu 16,3 ± 5,7 giờ, tại 35⁰C. Sau 100 ngày hoạt hóa, bùn hạt PVA có màu vàng nâu, tỷ lệ gVSS/gPVA đạt 0,934 và hoạt tính sinh metan riêng (SMA) đạt 0,217 g COD/g VSS. ngày. Trong giai đoạn 2, bùn hạt PVA sau hoạt hóa được tách riêng và tiếp tục đánh giá với điều kiện vận hành thay đổi: COD dòng vào thay đổi từ 345 - 4410 mg/L, OLR từ 2,13 - 15,97 kg COD/m³. ngày, pH trong khoảng 6,0 - 7,5, thời gian lưu 9,4 ± 2,5 giờ. Sau 288 ngày vận hành của giai đoạn 2, bùn hạt PVA cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc xử lý ô nhiễm hữu cơ trong nước thải NR, COD dòng ra đạt 34 - 88 mg/L, hiệu quả xử lý tương đương 81,4 - 98,9%. Tại ngày 281 của giai đoạn 2, hiệu suất sinh khí metan đạt cao nhất là 0,33 m³ CH₄/kg COD_{chuyển hóa}.