Nghiên cứu mô hình hóa một số quá trình xử lý sinh học của công nghệ MBBR ứng dụng trong xử lý nước rỉ rác = Modeling some biological processes of MBBR technology applying for treatment of landfill leachate

Abstract

Nghiên cứu đã xây dựng mô hình toán học để mô phỏng một số quá trình sinh học diễn ra trong hệ thống MBBR (Moving Bed Biofilme Reactor), trong đó tập trung vào các quá trình loại bỏ COD và xử lý nitơ trong nước rỉ rác. Nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở phát triển các phương trình toán học được sử dụng để mô tả các quá trình bùn hoạt tính và các quá trình màng sinh học biofilm dựa trên nguyên lý ASM 1 và ASM 3 (Active Sludge Model) và các điều kiện thực tế nước rỉ rác của Việt Nam. Hệ phương trình thu nhận biểu thị sự tham gia của 15 cấu tử vào 19 quá trình sinh học xảy ra trong hệ thống xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ AO-MBBR. Hệ phương trình được giải số bằng thuật toán Runge- Kutta bậc 4 và được code số bằng ngôn ngữ lập trình Matlab. Nghiên cứu cũng đã xác định độ nhạy cục bộ để hiệu chỉnh đưa ra các thông số động học phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Kết quả tính toán của mô hình đã được so sánh với các bộ số liệu thực nghiệm cho thấy sai số thấp, đặc biệt với các mốc thời gian dài như 33 giờ, 48 giờ cho sai số từ 0,26% - 0,29% đối với COD và 1,53% - 3,26% đối với NH₄⁺. Kết quả thử nghiệm với bộ thông số của tác giả Giorgio Mannina và các cộng sự, 2011 cho thấy sai số lớn nhất giữa kết quả mô phỏng và số liệu đo đạc đối với thông số COD là 10%. Các kết quả tính toán cho thông số khác khác đều cho sai số <15%. Mô hình số xây dựng được cho phép tính toán nồng độ đầu ra của một số thông số ô nhiễm bằng của hệ thống AO - MBBR, nhằm đánh giá hiệu quả xử lý của các hệ thống và trợ giúp thiết kế.