Ảnh hưởng của tải trọng nitơ lên hiệu quả khử nitơ của hệ thống bể sinh học màng (MBR) có bổ sung vật liệu chứa lưu huỳnh (S-MEDIA)

Bài viết bàn về hệ thống xử lý sinh học gồm các ngăn thiếu khí - kỵ khí - MBR nối tiếp nhau có thể loại bỏ 39% - 45% tổng nitơ trong nước thải, tuy nhiên, hiệu quả được tăng lên 54% - 61% bằng cách thêm vật liệu gốc lưu huỳnh (S-media). Bên cạnh đó, tải trọng nitơ là một trong những yếu tố vận hành ảnh hưởng đến quá trình loại bỏ nitơ, hiệu suất loại bỏ nitơ ở mức 54% ± 2%, 61% ± 2% và 57% ± 1% khi tải trọng nitơ thay đổi tương ứng là 0,06; 0,12 và 0,18g N/L/ngày. Mời các bạn cùng tham khảo!

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thực phẩm 21 (4) (2021) 66-74 ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG NITƠ LÊN HIỆU QUẢ KHỬ NITƠ CỦA HỆ THỐNG BỂ SINH HỌC MÀNG (MBR) CÓ BỔ SUNG VẬT LIỆU CHỨA LƯU HUỲNH (S-MEDIA) Nguyễn Thu Hiền Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM Email: nthienbl@gmail.com Ngày nhận bài: 15/03/2021; Ngày chấp nhận đăng: 14/04/2021 TÓM TẮT Hệ thống xử lý sinh học gồm ngăn thiếu khí - kỵ khí - MBR nối tiếp loại bỏ 39% - 45% tổng nitơ nước thải, nhiên, hiệu tăng lên 54% - 61% cách thêm vật liệu gốc lưu huỳnh (S-media) Bên cạnh đó, tải trọng nitơ yếu tố vận hành ảnh hưởng đến trình loại bỏ nitơ, hiệu suất loại bỏ nitơ mức 54% ± 2%, 61% ± 2% 57% ± 1% tải trọng nitơ thay đổi tương ứng 0,06; 0,12 0,18g N/L/ngày Do xuất đồng thời trình khử nitơ dị dưỡng tự dưỡng, tỷ lệ khối lượng sunphat sinh nitrat bị loại bỏ 0,06 N/L/ngày (tải trọng tối đa để hệ thống vận hành tốt) 1,95 ± 0,12 g/g thấp tỷ lệ lý thuyết 7,5 g/g Nghiên cứu S-media khơng ảnh hưởng đến q trình xử lý tổng phốt (hiệu suất loại bỏ 44% ± 3%) hợp chất hữu loại bỏ hoàn toàn Từ khóa: Khử nitơ dị dưỡng, khử nitơ tự dưỡng, S-media, tải trọng nitơ MỞ ĐẦU Quá trình khử nitơ dị dưỡng đóng vai trị quan trọng việc xử lý nitơ phương pháp sinh học trình đạt hiệu cao nước thải có đủ nguồn cacbon hữu [1, 2] Ćurko cộng chứng minh tốc độ xử lý nitơ bể sinh học màng (MBR) tăng lên lần thêm glucose vào bể [3] Do đó, loại nước thải có tỷ lệ C/N thấp nước thải chăn nuôi gia súc, nước rỉ rác, nước thải thuộc da, sản xuất phân bón v.v cần bổ sung nguồn cacbon hữu bên ngồi để q trình khử nitơ dị dưỡng xảy hồn tồn [4, 5] Điều dẫn đến chi phí xử lý nước thải tăng lên, nữa, nguồn cacbon hữu bổ sung nhiều gây nguồn ô nhiễm thứ cấp Để khắc phục nhược điểm trên, trình khử nitơ tự dưỡng đề xuất áp dụng cho xử lý nước thải có tỷ lệ C/N thấp Trong trình khử nitơ tự dưỡng, vi sinh vật khử nitơ sử dụng nguồn lượng sinh từ phản ứng oxy hóa khử hợp chất lưu huỳnh vô (S2-, S0, S2O32-,…) nitrat (NO3-) Các hợp chất lưu huỳnh vô đóng vai trị chất cho điện tử bị oxy hóa thành sunphat (SO42-), nitrat đóng vai trò chất nhận điện tử bị khử thành khí nitơ (N2) [6, 7] Trong số hợp chất lưu huỳnh vô cơ, lưu huỳnh nguyên tố (S0) thường sử dụng rộng rãi trình khử nitơ tự dưỡng giá thành không cao, không độc hại, sẵn có thị trường [8] Phương trình (1) biểu diễn trình khử nitơ tự dưỡng với lưu huỳnh nguyên tố chất cho điện tử [9]: 1,1S0 + NO3- + 0,4CO2 + 0,76H2O + 0,08NH4+ → 1,1SO42- + 0,5N2 + 0,08C5H7O2N + 1,28H+ (1) Hiệu trình khử nitơ tự dưỡng chứng minh nghiên cứu Sahinkaya Dursun Trong nghiên cứu này, bể lọc sinh học chứa lưu huỳnh nguyên tố 66 Ảnh hưởng tải trọng nitơ lên hiệu khử nitơ hệ thống bể sinh học màng (MBR) … (S0), canxi cacbonat (CaCO3) than hoạt tính (PAC) dùng để xử lý nước thải có nồng độ nitrat đầu vào 50 mg NO3 N/L, sau thời gian lưu nước (HRT) 12 giờ, nồng độ nitrat đầu thấp 0,1 mg NO3 N/L [10] Tuy nhiên, hình thành sunphat (SO42-) cần ý áp dụng trình khử nitơ tự dưỡng Theo phương trình (1), 1,0 g NO3 N loại bỏ sinh 7,5 g SO42- (tỷ lệ SO42-/NO3 N 7,5 g/g) Sunphat sinh kết hợp với ion H+ tạo thành axit làm giảm giá trị pH nước thải, điều gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh hệ thống xử lý mà ảnh hưởng đến nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý Để khắc phục vấn đề này, Sahinkaya cộng đề xuất giải pháp làm giảm lượng sunphat sinh cách kích hoạt q trình khử nitơ dị dưỡng tự dưỡng xảy đồng thời Trong nghiên cứu Sahinkaya cộng sự, metanol (CH3OH) thêm vào bể lọc sinh học giá thể cố định có chứa S0 CaCO3, 75 mg NO3 N/L loại bỏ hoàn toàn 11 giờ, tỷ lệ SO42-/NO3 N đo khoảng 3,0 g/g, thấp tỷ lệ lý thuyết 2,5 lần [11] Bên cạnh đó, Oh cộng chứng minh tỷ lệ SO42-/NO3 N giảm 3,0 - 4,0 g/g trình khử nitơ dị dưỡng tự dưỡng xảy đồng thời [12] Tốc độ sinh trưởng vi sinh vật khử nitơ chậm nên sinh khối cần lưu giữ bể xử lý sinh học lâu để đạt hiệu loại bỏ nitơ cao [13] Do đó, cơng nghệ MBR với mô-đun màng ngăn không cho sinh khối rửa trôi khỏi bể phản ứng áp dụng Ngoài ra, MBR cịn có nhiều ưu điểm tiết kiệm khơng gian, chất lượng nước sau xử lý cao, vận hành với nồng độ MLSS thời gian lưu bùn (SRT) cao [14] Sự kết hợp MBR trình khử nitơ tự dưỡng khảo sát số nghiên cứu trước Sahinkaya cộng thêm lưu huỳnh với tần suất lần/tuần vào hệ thống MBR để xử lý nước thải có nồng độ nitrat đầu vào 25 mg NO3 N/L, hiệu xử lý đạt 100% với thời gian lưu nước [7] Trong nghiên cứu Kimura cộng sự, MBR với mô-đun màng UF sử dụng để xử lý nước ngầm bị nhiễm nitrat, cách bổ sung lưu huỳnh vào bể phản ứng, nitrat loại bỏ hoàn toàn 2,7 [15] Các nghiên cứu trước thường sử dụng lưu huỳnh dạng hạt dạng bột Tuy nhiên, việc sử dụng lưu huỳnh có kích thước nhỏ gây vài cố lúc vận hành bẩn màng, lưu huỳnh bị rửa trôi khỏi hệ thống [10] Do đó, nghiên cứu này, vật liệu gốc lưu huỳnh (S-media) sử dụng để kích thích q trình khử nitơ tự dưỡng bể MBR Bên cạnh đó, tải trọng nitơ cần xử lý yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trình khử nitơ tự dưỡng, định sản phẩm cuối q trình khử nitơ khí nitơ (N2) hay nitrit (NO2-) Vì thế, mục tiêu nghiên cứu (i) khảo sát khả xử lý nitơ vật liệu S-media; (ii) đánh giá ảnh hưởng tải trọng nitơ đến hiệu xử lý nitơ hệ thống MBR kết hợp với vật liệu gốc lưu huỳnh (S-media); (iii) đánh giá ảnh hưởng S-media đến khả xử lý chất hữu cơ, phốt hệ thống NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mơ hình thí nghiệm Một hệ thống xử lý sinh học gồm ngăn nối liên tiếp thiếu khí - kỵ khí hiếu khí với thể tích làm việc 2, 6,9 L (Hình 1) Hai mơ-đun màng dạng có kích thước 120 × 120 mm (dài × rộng), diện tích bề mặt 0,06 m2 kích thước lỗ màng 0,4 µm, xuất xứ Pure Envitech (Hàn Quốc) lắp đặt vào ngăn hiếu khí Thơng lượng vận hành hai mô-đun màng điều chỉnh mức 10 L/m2/giờ (LMH) bơm nhu động (9 phút hút phút nghỉ) HRT ngăn thiếu khí, kỵ khí, MBR 3,5 giờ, 5,2 11,9 Một máy đo áp suất kỹ thuật số kết nối trực tiếp với dòng thấm để đo áp suất chuyển qua màng (TMP) Khi giá trị TMP vượt 20 kPa, mô-đun màng lấy khỏi hệ thống làm natri hypoclorit (0,5%) vòng Nước thải 67 Nguyễn Thu Hiền bơm vào ngăn thiếu khí, sau tự chảy qua ngăn kỵ khí MBR Nước thải bùn từ ngăn MBR tuần hồn lại ngăn thiếu khí để cung cấp nitrat cho trình khử nitrat xảy Nồng độ oxy hòa tan (DO) kiểm soát mức 0,23 ± 0,07 0,05 ± 0,02 mg/L ngăn thiếu khí ngăn kỵ khí cách sử dụng motor khuấy có tốc độ 60 15 vòng/phút Đối với ngăn MBR, DO trì nồng độ 3,53 ± 0,26 mg/L hệ thống thổi khí cài đặt đáy ngăn Trong nghiên cứu có hệ thống vận hành lúc Một hệ thống bổ sung S-media ngăn thiếu khí với tần suất 5,0 g/ngày hệ thống cịn lại khơng bổ sung S-media Hình Mơ hình thí nghiệm 2.2 Vật liệu thí nghiệm Nghiên cứu sử dụng nước thải nhân tạo làm từ C6H12O6 (137,5 mg/L), KH2PO4 (21,94 mg/L), MgSO4.7H2O (15 mg/L), MnSO4.7H2O (0,09 mg/L), ZnSO4.7H2O (0,3 mg/L), CaCl2.2H2O (55 mg/L), FeCl2.2H2O (3 mg/L), NaHCO3 (300 mg/L) Nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng phốt (TP) đầu vào 150 ± 5,0 ± 0,1 mg/L Tổng nitơ (TN) đầu vào thay đổi 50, 100 150 mg/L cách thay đổi nồng độ NH4HCO3 (282,14; 579,28 923,33 mg/L) tương ứng với tải trọng nitơ 0,06; 0,12 0,18 g N/L/ngày Bùn nuôi cấy lấy từ bể sinh học hiếu khí trạm xử lý nước thải sinh hoạt địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh Nồng độ MLSS ban đầu 4500 mg/L Bùn hoạt tính sau lấy để ổn định điều kiện thiếu khí 24 giờ, sau cấy vào hai hệ thống sinh học Thời gian thích nghi bùn hoạt tính hệ thống 15 ngày, nồng độ MLSS trì mức 4.461 ± 298 mg/L SRT 30 ngày suốt thời gian vận hành S-media làm từ S0, CaCO3, PAC dạng bột (Hàn Quốc) với tỷ lệ khối lượng 5:4:1 S đóng vai trị chất cho điện tử q trình khử nitơ tự dưỡng, CaCO3 nguồn kiềm bổ sung, PAC dùng để tăng cường hình thành màng sinh học giá thể Tiếp đến, natri silicat (Na2SiO3) dạng lỏng bổ sung vào hỗn hợp bột với tỷ lệ khối lượng 1:1 để kết dính thành phần với Để có hình dạng cố định, hỗn hợp cho vào khn định hình có kích thước (10 × 10 × 10 mm), cuối đem sấy nhiệt độ 105 °C 10 68 Ảnh hưởng tải trọng nitơ lên hiệu khử nitơ hệ thống bể sinh học màng (MBR) … 2.3 Phương pháp phân tích Các tiêu COD, NH4+-N, NO2 N, NO3 N, TN, TP, SO42-, MLSS xác định theo hướng dẫn APHA [16] Giá trị pH nồng độ DO đo hàng ngày máy Orion 4-star (xuất xứ Thermo Fisher Scientific, Mỹ) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khả xử lý nitơ Nồng độ TN đầu vào thay đổi mức 50, 100 150 mg/L tương ứng với tải trọng nitơ 0,06; 0,12 0,18 g N/L/ngày Nitơ tồn nước thải đầu vào chủ yếu dạng amoni (NH4+), thơng qua q trình nitrat hóa xảy ngăn MBR, amoni chuyển hóa thành nitrat (NO3-) Ở tải trọng 0,06 0,12 g N/L/ngày, nồng độ NH4+-N dòng hệ thống thấp mg/L, chứng tỏ trình nitrat hóa xảy gần hồn tồn ngăn MBR Tuy nhiên, tải trọng tăng lên 0,18 g N/L/ngày, nồng độ NH4+-N dòng tăng lên 15 mg/L (Hình 2a) Nồng độ NH4+-N dịng hệ thống có thêm S-media ln thấp so với hệ thống không thêm S-media trình nitrat hóa tiêu thụ độ kiềm CaCO3 có S-media làm tăng độ kiềm nước thải, giúp q trình nitrat hóa xảy tốt Bên cạnh đó, phần nhỏ NH4+ tham gia vào q trình khử nitơ tự dưỡng (phương trình 1), nên việc thêm S-media vào hệ thống làm tăng khả xử lý amoni nước thải Hình Sự thay đổi nồng độ NH4+-N, NO2 N, NO3 N, TN tải trọng nitơ khác Nitrat sinh ngăn MBR tuần hồn ngăn thiếu khí để tham gia vào q trình khử nitơ Trong hệ thống có bổ sung S-media, vi sinh khử nitrat dị dưỡng sử dụng nguồn cacbon hữu làm chất cho điện tử, vi sinh khử nitrat tự dưỡng sử dụng lưu huỳnh có S-media làm chất cho điện tử để chuyển hóa nitrat thành khí nitơ Trong đó, hệ thống khơng bổ sung S-media có q trình khử nitrat dị dưỡng xảy ra, nên nồng độ nitrat đầu ln cao hệ thống có bổ sung S-media (Hình 2c) Nitrit (NO2-) sản phẩm trung 69 Nguyễn Thu Hiền gian q trình chuyển hóa nitrat thành khí nitơ, nồng độ NO2 N dịng hệ thống có bổ sung S-media ln thấp so với hệ thống khơng bổ sung S-media (Hình 2b) Khi tải trọng nitơ dòng vào tăng, tốc độ xử lý tăng theo Tuy nhiên, chất lượng nước sau xử lý tải trọng 0,12 0,18 g N/L/ngày không đạt quy chuẩn xả thải (theo QCVN 40:2011/BTNMT giá trị TN giới hạn 40 mg/L (cột B) [17]) (Hình 2d), để đạt hiệu xử lý nitơ mong muốn khơng nên vận hành hệ thống tải trọng cao 0,06g N/L/ngày Kết việc chuyển hóa nitrat thành khí nitơ nitơ loại bỏ khỏi nước thải Hiệu xử lý nitơ hệ thống tải trọng diễn tả Hình 3, hệ thống có bổ sung S-media cho hiệu xử lý nitơ cao hệ thống khơng có S-media, cụ thể tốc độ xử lý nitơ hệ thống có bổ sung S-media ln gấp 1,4 lần so với hệ thống khơng có S-media Từ kết cho thấy, S-media có khả tăng cường hiệu xử lý nitơ nước thải Hình Khả xử lý TN hệ thống tải trọng nitơ khác Khả xử lý nitơ trình khử nitơ tự dưỡng cách thêm lưu huỳnh chứng minh nghiên cứu Vo cộng sự, hiệu xử lý TN tăng thêm 20% bổ sung lưu huỳnh vào bể MBR [18] Hay nghiên cứu Kim cộng sự, hệ thống gồm bể sinh học khử nitơ dị dưỡng tự dưỡng nối tiếp nhau, hiệu xử lý TN đạt đến 96 ± 5% q trình khử nitơ tự dưỡng chiếm 46 ± 12% [19] 3.2 Sunphat hình thành suy giảm giá trị pH Như đề cập trước đó, q trình khử nitơ tự dưỡng, S0 đóng vai trị chất cho điện tử bị oxy hóa thành SO42- Nồng độ SO42- đo dịng hệ thống có bổ sung S-media cao so với nồng độ SO42- có dịng vào, hệ thống khơng bổ sung S-media có nồng độ SO42- dòng xấp xỉ với nồng độ SO42- có dịng vào (Hình 4) Điều góp phần chứng minh việc bổ sung S-media kích thích trình khử nitơ tự dưỡng xảy Khi tải trọng tăng, lượng nitơ cần xử lý tăng nên lượng SO42- sinh nhiều hơn, tỷ lệ SO42-/NO3 N đo tải trọng 0,06 - 0,18 g N/L/ngày 1,86 - 2,15 g/g Tỷ lệ thấp giá trị lý thuyết 7,5 g/g (phương trình 1), nguyên nhân nitơ hệ thống có bổ sung S-media xử lý hai trình khử nitơ tự dưỡng dị dưỡng Oh cộng hai trình khử nitơ xảy đồng thời, tỷ lệ SO42-/NO3 N giảm khoảng 3,0 - 4,0 g/g [12] 70 Ảnh hưởng tải trọng nitơ lên hiệu khử nitơ hệ thống bể sinh học màng (MBR) … Hình Sự thay đổi nồng độ sunphat pH hệ thống tải trọng nitơ khác Sunphat sinh kết hợp với ion H+ có nước tạo thành axit H2SO4 làm giảm pH nước thải hệ thống Điều gây bất lợi đến hệ vi sinh bể xử lý mà ảnh hưởng đến cộng đồng vi sinh nguồn tiếp nhận nước thải Tuy nhiên, S-media có thành phần CaCO3, hợp chất mang tính kiềm mạnh, nên giá trị pH hệ thống có bổ sung S-media khơng bị giảm mạnh so với dịng vào (Hình 4) Thậm chí tải trọng tăng lên đến 0,018 g N/L/ngày, nồng độ SO42- dòng tăng lên cao đến 190 ± mg/L, giá trị pH có bị suy giảm nhiều so với tải trọng trước trì mức 6,77 ± 0,26, giá trị pH không gây ảnh hưởng lớn đến hệ vi sinh bể xử lý 3.3 Khả xử lý hợp chất hữu tổng phốt COD dịng vào trì khơng đổi nồng độ 150 ± mg/L suốt thời gian vận hành Cả hai hệ thống gồm ngăn thiếu khí, kỵ khí hiếu khí nên hầu hết hợp chất hữu loại bỏ khỏi nước thải, nồng độ COD dòng hệ thống thấp mg/L Kết từ Hình cho thấy phần lớn hợp chất hữu phân hủy ngăn thiếu khí Nguyên nhân vi sinh vật dị dưỡng sử dụng nguồn cacbon hữu cho trình chuyển hóa sinh học tế bào Khơng có khác biệt đáng kể hiệu xử lý chất hữu hệ thống, từ cho thấy việc bổ sung S-media không gây ảnh hưởng nhiều đến trình xử lý hợp chất hữu Tương tự COD, khả xử lý phốt tổng hệ thống khơng có nhiều khác biệt Hiệu xử lý TP đạt khoảng 40 - 45% tất tải trọng nitơ khảo sát, nồng độ TP dòng đo 2,8 ± 0,1 mg/L Do đó, kết luận việc bổ sung S-media không gây ảnh hưởng nhiều đến trình xử lý phốt hệ thống Ngồi ra, có kết hợp ngăn kỵ khí MBR nên hiệu xử lý phốt nghiên cứu cao so với số nghiên cứu khác MBR Chẳng hạn nghiên cứu Nguyen cộng sự, hiệu xử lý TP đạt 20 ± 15% tăng lên 26 ± 11% cách thêm giá thể sponge vào hệ thống [20] 71 Nguyễn Thu Hiền Hình Sự thay đổi nồng độ COD TP ngăn xử lý 3.4 Khảo sát bẩn màng Theo khuyến nghị nhà sản xuất, giá trị TMP vượt qua 20 kPa tiến hành rửa màng để đảm bảo thời gian sử dụng màng Trong suốt thời gian hoạt động, giá trị TMP cao đo mức 14,1 kPa (Hình 6) nên mơ-đun màng nghiên cứu hoạt động liên tục, khơng có giai đoạn rửa màng Tốc độ bẩn màng hệ thống có bổ sung S-media giai đoạn đầu không khác biệt nhiều so với hệ thống không bổ sung S-media, sau tốc độ bẩn màng hệ thống có S-media tăng nhanh gấp 3,4 lần so với hệ thống không bổ sung S-media Việc bổ sung liên tục S-media vào hệ thống làm cho mảnh vỡ vật liệu bám dính bề mặt màng nhiều, mô-đun màng không vệ sinh suốt thời gian hoạt động nên ngày cuối giai đoạn vận hành, giá trị TMP hệ thống có bổ sung S-media tăng nhanh Hình Diễn biến trình tăng TMP hai hệ thống thời gian hoạt động KẾT LUẬN S-media giải pháp tiềm để tăng cường hiệu xử lý nitơ, đặc biệt nước thải có chứa nồng độ nitơ cao hợp chất hữu thấp Bằng cách thêm S-media vào hệ thống, hiệu xử lý TN tăng thêm khoảng 15% Bên cạnh đó, tải trọng nitơ thơng số vận hành quan trọng, để đạt hiệu xử lý nitơ tốt không nên vận hành hệ thống cao 0,06 g N/L/ngày Ngoài ra, việc sử dụng S-media hạn chế nhược điểm trình khử nitơ tự dưỡng hạn chế sunphat sinh suy giảm giá trị pH nước 72 Ảnh hưởng tải trọng nitơ lên hiệu khử nitơ hệ thống bể sinh học màng (MBR) … thải S-media không ảnh hưởng đến việc xử lý chất hữu phốt có nước thải, nồng độ phốt nước thải cần xử lý khơng cao, bỏ ngăn kỵ khí hệ thống để tiết kiệm chi phí đầu tư giúp trình vận hành đỡ phức tạp TÀI LIỆU THAM KHẢO McAdam E.J., Judd S.J - Denitrification from drinking water using a membrane bioreactor: chemical and biochemical feasibility, Water Res 41 (2007) 4242-4250 Fu Z., Yang F., Zhou F., Xue Y - Control of COD/N ratio for nutrient removal in a modified membrane bioreactor (MBR) treating high strength wastewater, Bioresour Technol 100 (2009) 136-141 Ćurko J., Matošić M., Jakopović H.K., Mijatović I - Nitrogen removal in submerged MBR with intermittent aeration, Desal Water Treat 24 (2010) 7-19 Liu H., Jiang W., Wan D., Qu J - Study of a combined heterotrophic and sulfur autotrophic denitrification technology for removal of nitrate in water, J Hazard Mater 169 (2009) 23-28 Liu C., Li W., Li X., Zhao D., Ma B., Wang Y., Liu F., Lee D.J - Nitrite accumulation in continuous-flow partial autotrophic denitrification reactor using sulfide as electron donor, Bioresour Technol 243 (2017) 1237-1240 Manconi I., Carucci A., Lens P - Combined removal of sulfur compounds and nitrate by autotrophic denitrification in bioaugmented activated sludge system, Biotechnol Bioeng 98 (2007) 551-560 Sahinkaya E., Yurtsever A., Aktas Ö., Ucar D., Wang Z - Sulfur-based autotrophic denitrification of drinking water using a membrane bioreactor, Chem Eng J 268 (2015) 180-186 Soares M.I.M - Denitrification of groundwater with elemental sulfur, Water Res 36 (2002) 1392-1395 Campos J.L., Carvalho S., Portela R., Mosquera-Corral A., Méndez R - Kinetics of denitrification using sulphur com- pounds: effects of S/N ratio, endogenous and exogenous compounds, Bioresour Technol 99 (2008) 1293-1299 10 Sahinkaya E., Dursun N - Useofelementalsulfurandthiosulfate as electron sources for water denitrification, Bioprocess Biosyst Eng 38 (2015) 531-541 11 Sahinkaya E., Dursun N., Kilic A., Demirel S., Uyanik S., Cinar O - Simultaneous heterotrophic and sulfur-oxidizing autotrophic denitrification process for drinking water treatment: control of sulfate production, Water Res 45 (2011) 6661-6667 12 Oh S.E., Yoo Y.B., Young J.C., Kim I.S - Effect of organics on sulfur-utilizing autotrophic denitrification under mixotrophic conditions, J Biotechnol 92 (2001) 1-8 13 McAdam E.J., Judd S.J - A review of membrane bioreactor potential for nitrate removal from drinking water, Desalination 196 (2006) 135-148 14 Visvanathan C., Aim R.B., Parameshwaran K - Membrane separation bioreactors for wastewater treatment, Crit Rev Environ Sci Technol 30 (2000) 1-48 15 Kimura K., Nakamura M., Watanabe Y - Nitrate removal by a combination of elemental sulphur-based denitrification and membrane filtration, Water Res 36 (2002) 1758-1766 73 Nguyễn Thu Hiền 16 APHA, AWWA, WEF - Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st ed., American Public Health Association (2005) 17 Bộ Tài nguyên Môi trường - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp QCVN 40:2011, Hà Nội (2011), tr 4-6 18 Vo T.K.Q., Lee J.J., Kang J.S., Park S.G., Kim H.S - Nitrogen removal by sulfurbased carriers in a membrane bioreactor (MBR), Membranes (4) (2018) 115 19 Kim S.Y., Jung H.J., Kim K.S., Kim I.S - Treatment of high nitrate-containing wastewaters by sequential heterotrophic and autotrophic denitrification, J Environ Eng 130 (2004) 1475-1480 20 Nguyen T.T., Bui X.T., Vo T.D.H., Nguyen D.D., Nguyen P.D., Do H.L.C., Ngo H.H., Guo W - Performance and membrane fouling of two lab-scale sponge membrane bioreactors for hospital wastewater treatment at low flux condition, Sep Purif Technol 165 (2016) 123-129 ABSTRACT EFFECT OF NITROGEN LOADING ON THE NITROGEN REMOVAL PERFORMANCE IN MEMBRANE BIOREACTOR COUPLED WITH S-MEDIA Nguyen Thu Hien Ho Chi Minh City University of Food Industry Email: nthienbl@gmail.com The mixed anoxic-anaerobic-MBR system was able to remove 39% - 45% of total nitrogen from wastewater, however, the removal efficiency was increased up to 54% - 61% by adding elemental sulfur-based carriers (S-media) Besides, nitrogen loading is one of the operational factors that affect nitrogen removal, the nitrogen removal efficiency fluctuated at 54% ± 2%, 61% ± 2% and 57% ± 1% when the nitrogen loading rate was changed at 0,06; 0,12, and 0,18 g N/L/day, respectively Due to a simultaneous occurrence of heterotrophic and autotrophic denitrification, the mass ratio of generated sulfate to removed nitrate at 0,06 N/L/day (maximum load for good system operation) was 1,95 ± 0,12 g/g and lower than the stoichiometric ratio of 7,5 g/g On the other hand, the results also indicated that S-media had no adverse effect on the biological treatment of total phosphorus and organic matters The total phosphorus removal efficiency was obtained at 44% ± 3% and organic compounds were completely removed Keywords: Heterotrophic denitrification, nitrogen loading, S-media, utotrophic denitrification 74 ... khử nitơ tự dưỡng dị dưỡng Oh cộng hai trình khử nitơ xảy đồng thời, tỷ lệ SO42-/NO3 N giảm khoảng 3,0 - 4,0 g/g [12] 70 Ảnh hưởng tải trọng nitơ lên hiệu khử nitơ hệ thống bể sinh học màng (MBR). .. suy giảm giá trị pH nước 72 Ảnh hưởng tải trọng nitơ lên hiệu khử nitơ hệ thống bể sinh học màng (MBR) … thải S-media không ảnh hưởng đến việc xử lý chất hữu phốt có nước thải, nồng độ phốt nước... Để có hình dạng cố định, hỗn hợp cho vào khn định hình có kích thước (10 × 10 × 10 mm), cuối đem sấy nhiệt độ 105 °C 10 68 Ảnh hưởng tải trọng nitơ lên hiệu khử nitơ hệ thống bể sinh học màng (MBR)