Nghiên cứu các yếu tố sinh hóa lý ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ammonia bằng quá trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định trường hợp cụ thể nước thải chợ đầu mối nông sản thực phẩm bình điền

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRẦN HOÀNG ĐỊNH NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ SINH – HÓA – LÝ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ AMMONIA BẰNG QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ TĂNG TRƯỞNG DÍNH BÁM CỐ ĐỊNH – TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ NƯỚC THẢI CHỢ ĐẦU MỐI NÔNG SẢN THỰC PHẨM BÌNH ĐIỀN Chuyên ngành KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Mã số 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 ii TÓM TẮT Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định N.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRẦN HỒNG ĐỊNH NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ SINH – HÓA – LÝ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ AMMONIA BẰNG Q TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ TĂNG TRƯỞNG DÍNH BÁM CỐ ĐỊNH – TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ NƯỚC THẢI CHỢ ĐẦU MỐI NÔNG SẢN THỰC PHẨM BÌNH ĐIỀN Chun ngành: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 TĨM TẮT Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến q trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định Nước thải nghiên cứu nước thải từ chợ đầu mối nông sản thực phẩm Bình Điền Thành phần nước thải chợ Bình Điền có nồng độ N-NH4+ vào dao động khoảng 92 – 157 mg N-NH4+/L, COD dao động 560 – 1200mg/L, độ kiềm dao động khoảng 480 – 680 mgCaCO3/L, pH dao động 6,4 – 6,8 Nghiên cứu thực hiển để đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xử lý ammonia gồm ảnh hưởng tải trọng ammonia, độ kiềm nồng độ oxy hòa tan Kết nghiên cứu tải trọng ammonia 0,17 – 0,19kg N-NH4+/L tướng ứng với nồng độ N-NH4+ vào 125 – 139mg N-NH4+/L, thời gian lưu nước 17 giờ, hiệu suất xử lý N-NH4+ đạt 98%, nồng độ N-NH4+ sau xử lý giảm xuống - mg NNH4+/L Ở tải trọng 0,20 – 0,21kg N-NH4+/L, tương ứng với nồng độ N-NH4+ vào 146 – 157mg/L, thời gian lưu nước 18 giờ, hiệu suất xử lý ammonia đạt 94 – 97%, nồng độ N-NH4+ sau xử lý – 8mg N-NH4+/L Kết nghiên cứu liều lượng kiểm bổ sung vào mơ hình nồng độ gam NaHCO3, gam NaHCO3, gam NaHCO3 gam NaHCO3 , bổ sung kiềm vào mơ hình thời gian xử lý N-NH+4 rút ngắn lại 12,5 giờ, bổ sung 5gam, gam gam kiềm vào mơ hình, hiệu suất xử lý N-NH4+ đạt 94 - 98%, nồng độ NNH4+ sau xử lý – 10mg N-NH4+/L, bổ sung gam kiềm hiệu suất xử lý 90%, nồng độ N-NH4+ sau xử lý 12 – 31mg N-NH4+/L không đạt QCVN 14: 2008/BTNMT Liều lượng kiềm bổ sung gam NaHCO3 vào mơ hình tối ưu nhất, nồng độ N-NH4+ sau xử lý đạt QCVN 14: 2008/BTNMT, cột B Kết nghiên cứu ảnh hưởng DO nồng độ 4,5 – mgO2/L , 3,5 – mgO2/L 2,5 – mgO2/L cho thấy, chạy DO = 4,5 – mgO2/L DO = 3,5 – mgO2/L, hiệu suất xử lý N-NH4+ đạt 95%,%, nồng độ N-NH4+ sau xử lý – 9mg N-NH4+/L chaỵ DO 2,5 – mgO2/L hiệu suất xử lý N-NH4+ giảm 76%, nồng độ N-NH4+ sau xử lý 33 - 51mg N-NH4+/L không đạt QCVN 14: 2008/BTNMT ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iv DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU xi CHỮ VIẾT TẮT xiii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Tính khoa học thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm nước thải chợ 1.2 Tổng quan trình sinh học tăng trưởng dính bám cố định (Integrated Fixed-film Activated Sludge - IFAS) 1.2.1 Cơ sở của quá trình 1.2.2 Mô tả quá trình tăng trưởng sinh ho ̣c hiế u khí 1.2.3 Lớp màng biofilm 12 1.2.4 Phân loại q trình sinh học hiếu khí 14 1.2.5 Ưu điểm khuyết điểm cơng nghệ bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định 17 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý nitơ phương pháp sinh học 17 1.3.1 Q trình nitrate hóa 17 1.3.2 Quá trình khử nitrat 21 CHƯƠNG MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Khảo sát cơng trình xử lý nước thải hữu chợ đầu mối nơng sản thực phẩm Bình Điền 25 2.1.1 Nguồn phát sinh nước thải 25 2.1.2 Lưu lượng nước thải 25 2.1.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải hữu chợ Bình Điền26 2.1.4 Thành phần nước thải 31 2.2 Mô hình nghiên cứu tiến trình thí nghiệm 32 2.2.2 Vật liệu tiếp xúc 33 2.2.3 Vi sinh vật 34 2.4.1 Giai đoạn khởi động 36 2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng kiềm đến hiệu xử lý ammonia 38 2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ oxy hòa tan đến hiệu xử lý ammonia39 v 2.7 Phương pháp phân tích 39 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Giai đoạn khởi động mơ hình 41 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng thể tích đến hiệu xử lý ammonia 46 3.2.1 Giai đoạn nâng tải trọng 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ 46 3.2.2 Giai đoạn nâng tải trọng 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 56 3.3 Độ kiềm 66 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ oxy hòa tan 74 3.5 Đề xuất phương án cải tạo trạm xử lý nước thải Bình Điền 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 Kết luận 84 Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC 88 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG HỌC VIÊN 101 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Đồ thị tăng trưởng vi khuẩn bể sinh học hiếu khí Hình 1.2 Quá trình khử nitơ 10 Hình 1.3 Hình màng biofilm giá thể 13 Hình 1.4 Nồng độ chất theo chiều sâu lớp màng 14 Hình 1.5 Vật liệu dính bám dạng sợi cầu 15 Hình 1.6 Vật liệu dính bám khối lập phương xốp dạng trịn có rãnh .15 Hình 2.1 Biến thiên lượng nước thải mà trạm tiếp nhận theo ngày 26 Hình 2.2 Sơ đồ trạng dây chuyền công nghệ HTXLNT chợ Bình Điền .27 Hình 2.3 Mơ hình thí nghiệm .32 Hình 2.4 Vật liệu dính bám dạng cầu 34 Hình 3.1 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn khởi động mô hình 42 Hình 3.2 Biến thiên nồng độ N–NO3- sau xử lý giai đoạn khởi động mơ hình 43 Hình 3Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn khởi động mơ hình 44 Hình 3.4 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn khởi động mơ hình 44 Hình 3.5 Biến thiên nồng độ COD trước xử lý sau xử lý giai đoạn khởi động mô hình 45 Hình 3.6 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ .47 Hình 3.7 Biến thiên nồng độ N–NO3- sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ .48 Hình 3.8 Biến thiên nồng độ COD trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng 48 Hình 3.9 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ 49 Hình 3.10 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ 49 Hình 3.11 Biến thiên nồng độ N–NH4+ theo giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ .50 Hình 3.12 Biến thiên nồng độ N–NO3- chạy biến thiên theo giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ .51 Hình 3.13 Biến thiên nồng độ COD chạy biến thiên theo giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ 52 vii Hình 3.14 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ .53 Hình 3.15 Biến thiên nồng độ N–NO3- sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ .54 Hình 3.16 Biến thiên nồng độ COD trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ 54 Hình 3.17 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ 55 Hình 3.18 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.17 – 0.19kg N–NH4+ /m3.ngđ 55 Hình 3.19 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 57 Hình 3.20 Biến thiên nồng độ N–NO3- sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 58 Hình 3.21 Biến thiên nồng độ COD trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 58 Hình 3.22 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 59 Hình 23 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 59 Hình 3.24 Biến thiên nồng độ N–NH4+ chạy profile bùn giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 60 Hình 3.25 Biến thiên nồng độ N–NO3- chạy biến thiên theo giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 61 Hình 3.26 Biến thiên nồng độ COD chạy profile phân tích giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 61 Hình 3.27 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 63 Hình 3.28 Biến thiên nồng độ N–NO3- sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 63 Hình 3.29 Biến thiên nồng độ COD trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 64 Hình 3.30 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 64 Hình 3.31 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng ammonia 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ 65 Hình 3.32 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 67 viii Hình 3.33 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 67 Hình 3.34 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 68 Hình 3.35 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 69 Hình 3.36 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 69 Hình 3.37 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 70 Hình 3.38 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 71 Hình 3.39 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 71 Hình 3.40 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 72 Hình 3.41 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 73 Hình 3.42 Biến thiên nồng độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 73 Hình 3.43 Biến thiên nồng độ pH trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh độ kiềm 74 Hình 3.44 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO .75 Hình 3.45 Biến thiên độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO 76 Hình 3.46 Biến thiên N–NO3- sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ oxy hòa tan 76 Hình 3.47 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO .77 Hình 3.48 Biến thiên độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO 78 Hình 3.49 Biến thiên N–NO3- sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO .78 Hình 3.50 Biến thiên nồng độ N–NH4+ trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO .79 Hình 3.51 Biến thiên độ kiềm trước xử lý sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO 80 ix Hình 3.52 Biến thiên N–NO3- sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh nồng độ DO .80 x DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần ô nhiễm chợ Thành phố Hồ Chí Minh Bảng 1.2 Thành phần ô nhiễm chợ Thành phố Huế [3] Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật vật liệu dạng sợi 15 Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật vật liệu dạng cầu 15 Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật vật liệu dạng trịn có rãnh 15 Bảng 1.6 Mối quan hệ nhiệt độ tốc độ sinh trưởng riêng cực đại [10] 19 Bảng 2.1 Thành phần nước thải đầu vào chợ Bình Điền 31 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật vật liệu dính bám 33 Bảng 2.3 Thông số nguồn vi sinh vật 34 Bảng 2.4 Tiến trình thí nghiệm 35 Bảng 2.5 Thành phần nước thải hố thu gom nước thải đầu vào 36 Bảng 2.6 Thông số vận hành mơ hình bùn hoạt tính tăng trưởng dính bám cố định thời gian khởi động 37 Bảng 2.7 Thơng số vận hành mơ hình bùn hoạt tính tăng trưởng dính bám cố định thời gian nâng tải trọng ammonia 38 Bảng 2.8 Thông số vận hành mơ hình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám ảnh hưởng liều lượng kiềm bổ sung đến hiệu xử lý ammonia 38 Bảng 2.9 Thơng số vận hành mơ hình bùn hoạt tính tăng trưởng dính bám cố định thời gian nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ DO đến hiệu xử lý ammonia 39 Bảng 2.10 Các tiêu phương pháp phân tích 40 Bảng 3.1 Kết giai đoạn chạy khởi động mơ hình .41 Bảng 3.2 Kết chạy tải trọng 0.17–0.19 kgN–NH4+/m3.ngđ chạy mơ hình mẻ 46 Bảng 3.3 Kết chạy tải trọng 0.17–0.19kgN–NH4+/m3.ngđ chạy mơ hình liên tục 52 Bảng 3.4 Kết chạy tải trọng 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ chạy mô hình mẻ 56 Bảng 3.5 Kết chạy tải trọng 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ chạy mơ hình liên tục 62 Bảng 3.6 Kết giai đoạn bổ sung gam kiềm vào mơ hình 66 Bảng 3.7 Kết giai đoạn bổ sung gam kiềm vào mơ hình 68 Bảng 3.8 Kết giai đoạn bổ sung gam kiềm vào mơ hình 70 Bảng 3.9 Kết giai đoạn bổ sung gam kiềm vào mơ hình 72 Bảng 3.10 Kết giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng DO=4,5 – mgO2/L đến hiệu xử lý ammonia 75 Bảng 3.11 Kết giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng DO=3,5 – 4mgO2/L đến hiệu xử lý ammonia 77 xi Bảng 3.12 Kết giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng DO=2,5 – 3mgO2/L đến hiệu xử lý ammonia 79 Bảng 3.13 So sánh chi phí xử lý nước thải bổ sung kiềm không bổ sung 81 Bảng 3.14 Tóm tắt vận hành thơng số tối ưu mơ hình nghiên cứu 82 Bảng 3.15 Tóm tắt vận hành thông số tối ưu trạm xử lý nước thải Bình Điền 82 xii TÀI LIỆU THAM KHẢO http://nhipcaudautu.vn/kinh-te/vai-tro-cua-cho-truyen-thong-trong-do-thi3109455/#axzz43SCIiwKn Lâm Minh Triế t Xử Lí Nước Thải Công Nghiệp Và Đô Thị Nhà xuất đại học quốc gia Tp HCM 2008, tr 8-18 Phạm Khắc Liệu Điều tra trạng vệ sinh môi trường số chợ vừa nhỏ địa bàn thành phố Huế đề xuất giải pháp xử lý Báo cáo tổng kết đề tài cấp sở - Đại học Khoa học Huế 2002 Trầ n Thi ̣ Mỹ Diê ̣u Giáo Trình Môn Cơ Sở Công Nghê ̣ Môi Trường, Khoa Công Nghê ̣ & Quản Lý Môi Trường, Trường Đa ̣i Ho ̣c Dân Lâ ̣p Văn Lang 2008, tr 168-186 Lê Văn Cát, Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ photpho Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội 2007, tr 211-223 Metcalf and Eddy, Wastewater And Engineering 2003, pp 740-788 Chuck Hewell, Efficiently nitrify lagoon effluent using moving beb biofilm reactor (MBBR) treatment processes, P.E AnoxKaldnes, Ine 13910 Champion Forrest Drive, Ste 105 Houston, TX 77069 Trầ n Thi ̣Mỹ Diê ̣u “Các cơng trình xử lý sinh học” Giáo Trình Xử Lý Nước Thải, Khoa Công Nghê ̣ & Quản Lý Môi Trường, Trường Đa ̣i Ho ̣c Dân Lâ ̣p Văn Lang 2008, tr 63-74 Skinner, F A and Walker, N Growth of Nitrosomonas europaea in bacth and continuous culture Archives Microbiolgy, vol 38, 1961, pp 339 10 Nguyễn Văn Phước Xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học 2007, tr 230-239 11 Painter, H, A A review of literature on inorganic nitrogen metabolism: I Microorganisms Water research, vol 4, 1970 pp 393 12 Võ Hoàng Sang Nghiên cứu đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến q trình nitrate hóa nước thải sinh hoạt hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí giai đoạn Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ Kỹ thuật môi trường, Đại học Văn Lang 2015 13 Heike Hoffmann*, Tatiana Barbosa da Costa, Delmira Beatriz Wolff, Christoph Patzer and Rejane Helena Ribeiro da Costa “The Potential of 86 Denitrification for the Stabilization of Activated Sludge Processes Affected by Low Alkalinity Problems” 2007 14 Trần Quốc Bảo Truyền Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến q trình nitrate hóa xử lý ammonia nước rỉ rác Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ Kỹ thuật môi trường, Đại học Văn Lang 2015 87 PHỤ LỤC ➢ pH DO Đo máy đo pH 526 Wissenschaftlich – Techenische Werkstaten sản xuất Đức Đo máy DO Sension 6, hiệu HATCH, Mỹ ➢ Độ kiềm - Mẫu có pH < 8,3 (mẫu có độ kiềm tổng cộng) Lấy 50ml mẫu vào erlen, thêm giọt thị hỗn hợp (lúc mẫu có màu xanh) Định phân dung dịch H2SO4 dung dịch có màu đỏ xám Ghi thể tích V2 ml H2SO4 0,02N dung để tính độ kiềm tổng cộng ➢ Nhu cầu oxy hóa học (COD) - Phương pháp đun hồn lưu kín Phân tích COD 50mg/L phương pháp đun hồn lưu kín Cho mẫu vào ống nghiệm, Them dung dịch K2Cr2O7 0,0167M vào cẩn thận them H2SO4 reagent vào cách cho axit chảy dọc thành bên ống nghiệm Đậy nút vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần (cẩn thận phản ứng phát nhiệt), đặt ống nghiệm vào rổ inox cho vào tủ sấy 1500C Lấy ra, để nguội đến nhiệt độ phòng, cho dung dịch vào erlen Thêm 0,05 – 0,1 ml (1 – giọt) thị feroin định phân FAS 0,1M Dứt điểm mẫu chuyển từ xanh lục sang nâu đỏ lợt COD(mgO2 / l  ( A  B)  M  8000 Vm 88 A : ml FAS dùng chuẩn độ mẫu trắng B : ml FAS dùng chuẩn độ mẫu ch mẫu lượng hóa chất M : nồng độ FAS 8000 : tương lượng miligam Oxy  1000 mg/l - Phương pháp đun hoàn lưu hở - Phương pháp áp dụng với nước thải có nồng độ COD dao động từ đến 50 mgO2/L - Quy trình thực + Cho 50ml mẫu vào bình hồn lưu 500ml (đối với mẫu có COD>900mg/L, lấy mẫu định phân đến 50ml); + Thêm 1g HgSO4 vài hạt thủy tinh; + Thêm từ từ 5ml thị H2SO4 khuấy đến HgSO4 tan; + Làm lạnh khuấy để tránh thất thoát thành phần dễ bay hơi; + Thêm 25 ml dung dịch K2Cr2O7 0,25N khuấy đều; + Gắn chụp vào ống sinh hàn cho nước lạnh chảy ống; + Thêm 70 ml H2SO4 lại vào cuối ống sinh hàn, tiếp tục khuấy thêm H2SO4; + Đun hoàn lưu hỗn hợp hạ nhiệt độ đến nhiệt độ phịng, sau định phân lên gấp đơi thể tích hỗn hợp với nước cất; + Chuẩn độ với FAS, sử dụng 2-3 giọt ferroin Điểm kết thúc từ xanh sang nâu đỏ; + Hoàn lưu chuẩn độ mẫu blank với cách làm tương tự, thay mẫu nước cất 89 COD(mgO2 / l  ( A  B)  M  8000 Vm A : ml FAS dùng chuẩn độ mẫu trắng B : ml FAS dùng chuẩn độ mẫu ch mẫu lượng hóa chất M : nồng độ FAS 8000 : tương lượng miligam Oxy  1000 mg/l ➢ Ammonia N – NH3 Lấy 50ml mẫu pha loãng cho vào erlen them 2ml thuốc thử Nessler, lắc chờ 10 phút đo độ hấp thu bước sóng 430nm Từ trị số độ hấp thu Abs (X) mẫu tat hay vào phương trình đường chuẩn xác định có dạng y = ax + b, tính nồng độ C m (y) Nếu màu mẫu vượt đường cong tham chiếu, làm lại với thể tích mẫu thích hợp pha lỗng thành 50ml ➢ Nitrate Nếu mẫu có Chlorine, khử lượng chlor cách them giọt arscenite cho 0,1mg Cl2 50ml mẫu Pha lỗng mẫu nồng độ thích hợp Sau đó, lấy 10ml cho vào ống nghiệm Cẩn thận lấy 10ml H2SO4 13N cho vào ống, sau làm lạnh nhiệt độ < 100C Sau khuấy dung dịch ống nghiệm cho khơng cịn sánh Tiếp tục đem đun sôi nhiệt độ 1000C 25 phút Sau lấy để nguội đem đo bước song 410nm Từ trị số độ hấp thu Abs (X) mẫu tat hay vào phương trình đường chuẩn lập trước có dạng y = ax + b, tính nồng độ Cm (y) Nếu trị số mẫu vượt trị số dung dịch chuẩn, làm lại mẫu cách pha loãng đến nồng độ thích hợp 90 ➢ Chất rắn lơ lửng (SS) chất rắn bay (VSS) Chuẩn bị giấy lọc sợi thủy tinh: làm khô giấy lọc nhiệt độ 103 – 1050C Làm nguội giấy lọc bình hút ẩm đến nhiệt độ cân (trong giờ) sau cân P1 (mg) Phân tích mẫu: - Lọc mẫu có dung tích xác định xáo trộn qua giấy lọc cân - Làm bay nước tủ sấy nhiệt độ 103 – 1050C - Làm nguội giấy lọc bình hút ẩm đến nhiệt độ cân (trong giờ) - Cân P2 (mg) - Sauk hi cân khối lượng không đổi đem đốt 550± 500C - Cân P3 (mg) Phân tích SS VSS nhằm đánh giá phát triển mật độ vi sinh vật Theo lý thuyết, vi sinh vật đạt đến trạng thái thích nghi, nồng độ VSS tăng theo thời gian hình thành bơng bùn 91 PHỤ LỤC Bảng Nồng độ N–NH4+, N–NO3-, COD, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn khởi động mơ hình Ngày pH vào 6.45 6.62 6.56 6.54 6.51 6.55 6.53 6.59 6.58 pH 7.2 7.41 7.6 7.52 7.48 7.43 6.84 6.69 6.72 Kiềm vào (mgCaCO3/L) 586 682 680 480 560 534 476 548 596 Kiềm (mgCaCO3/L) 128 144 128 132 120 124 80 60 56 COD vào (mg/L) 640 560 560 640 720 760 640 800 680 COD (mg/L) 128 64 48 48 64 32 48 64 48 10 6.49 6.65 580 64 580 32 11 6.53 6.74 544 56 760 64 12 6.54 6.61 520 52 720 48 N–NH4+ vào (mg/L) 92 110 116 114 117 107 112 113 115 112 114 113 N–NH4+ (mg/L) 37 32 17 15 18 14 13 3 24 80.0 59.8 32 88.6 70.9 20 91.4 85.3 17 92.5 86.8 15 91.1 84.6 17 95.8 86.9 14 92.5 88.4 10 92.0 92.2 15 92.9 97.1 14 94.5 97.3 18 91.6 97.1 15 93.3 96.5 NO3- (mg/L) Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý NH4+ (%) Bảng Nồng độ N–NH4+, N–NO3-, COD, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng 0.17 – 0.19 kgN–NH4+/m3.ngđ (chạy mơ hình theo dạng mẻ) Ngày pH vào 6.62 6.63 6.58 6.65 6.64 6.62 6.73 6.67 pH 7.17 7.15 7.11 7.05 6.87 6.74 6.78 6.77 Kiềm vào (mgCaCO3/L) 596 560 520 532 544 620 596 572 Kiềm (mgCaCO3/L) 176 158 144 148 60 52 56 58 COD vào (mg/L) 840 880 840 600 560 640 640 880 COD (mg/L) 32 16 48 32 16 32 16 32 92 N–NH4+ vào (mg/L) 131 134 135 132 142 133 130 139 15 5 16 96.2 88.6 28 98.2 94.0 17 94.3 97.0 94.7 96.2 97.1 96.5 19 95.0 97.7 37 97.5 96.9 96.4 96.4 N–NH4+ (mg/L) NO3- (mg/L) Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý NH4+ (%) Bảng Nồng độ N–NH4+, N–NO3-, COD, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng 0.17 – 0.19 kgN–NH4+/m3.ngđ (chạy mơ hình theo dạng liên tục) Ngày 10 11 12 13 14 15 16 pH vào 6.81 6.57 6.63 6.6 6.54 6.85 6.68 6.59 pH 7.02 6.93 6.66 6.72 6.62 6.74 6.76 6.68 Kiềm vào (mgCaCO3/L) 690 672 592 620 492 640 644 580 Kiềm (mgCaCO3/L) 112 80 48 60 32 44 52 48 COD vào (mg/L) 480 560 480 480 1000 720 760 960 COD (mg/L) 32 48 48 32 64 48 32 48 N–NH4+ vào (mg/L) N–NH4+ (mg/L) NO3- (mg/L) Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý NH4+ (%) 125 136 125 129 135 128 126 126 25 17 20 15 4 93.3 80.0 10 91.4 87.5 90.0 84.0 10 93.3 88.4 14 93.6 96.3 93.3 96.9 15 95.8 96.8 19 95.0 98.4 Bảng Nồng độ N–NH4+, N–NO3-, COD, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ (chạy mơ hình theo dạng mẻ) Giai đoạn nâng tải trọng 0.21 – 0.23 kgNH4+/m3.ngđ Ngày pH vào 6.67 6.56 6.59 6.71 6.52 6.63 6.58 6.68 93 pH Kiềm vào (mgCaCO3/L) Kiềm (mgCaCO3/L) COD vào (mg/L) COD (mg/L) 6.73 582 72 620 48 6.7 564 60 880 16 6.72 570 48 680 32 6.68 540 52 800 32 6.74 560 52 680 48 6.72 620 60 760 64 6.67 544 48 560 64 6.82 670 58 520 48 N–NH4+ vào (mg/L) 154 156 152 152 153 157 147 146 11 13 4 20 92.3 14 98.2 10 95.3 18 96.0 15 92.9 91.6 88.6 13 90.8 N–NH4+ (mg/L) NO3- (mg/L) Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý NH4+(%) 92.9 91.7 98.7 98.0 97.4 98.7 97.3 98.6 + Bảng Nồng độ N–NH4 , N–NO3 , COD, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng 0.20 – 0.21 kgN–NH4+/m3.ngđ (chạy mơ hình theo dạng liên tục) Ngày pH vào pH Kiềm vào (mgCaCO3/L) Kiềm (mgCaCO3/L) COD vào (mg/L) COD (mg/L) 6.55 7.53 496 196 680 64 10 6.64 7.62 612 212 680 80 11 6.62 7.34 644 176 720 80 12 6.57 7.22 572 144 640 64 13 6.67 7.28 596 128 680 64 14 6.51 7.16 548 84 480 48 15 6.79 7.05 572 80 540 16 16 6.82 6.94 596 58 640 32 17 6.61 6.92 586 54 680 16 N–NH4+ vào (mg/L) 150 156 146 153 149 154 153 153 145 41 37 23 10 15 4 11 90.6 72.7 16 88.2 76.3 20 88.9 84.3 25 90.0 93.5 19 90.6 89.9 35 90.0 94.2 12 97.0 94.8 95.0 97.4 10 97.7 97.2 N–NH4+ (mg/L) NO3- (mg/L) Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý NH4+ (%) 94 Bảng Nồng độ N–NH4+, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng độ kiềm bổ sung vào mơ hình gam NaHCO3 STT NH4 vào NH4 Kiềm vào Kiềm pH vào pH Hiệu suất xử lý NH4 107 710 224 6.85 7.87 98.13% 122 480 220 6.51 7.76 98.36% 128 420 248 6.5 7.9 98.44% 139 540 166 6.62 7.52 98.56% 139 596 286 6.78 8.05 94.24% 140 580 220 6.69 7.72 98.57% 126 560 230 6.67 7.79 97.62% 135 460 196 6.57 7.67 93.33% 129 520 208 6.63 7.7 94.57% 10 143 540 210 6.69 7.82 95.10% 11 12 145 130 576 620 196 286 6.71 6.78 7.59 8.17 94.48% 96.92% Bảng Nồng độ N–NH4+, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng độ kiềm bổ sung vào mơ hình gam NaHCO3 STT NH4 vào NH4 Kiềm vào Kiềm pH vào pH Hiệu suất xử lý NH4 122 576 278 6.73 7.68 96.72% 115 596 196 6.68 7.49 92.17% 115 596 210 6.76 7.73 94.78% 130 10 580 236 6.71 7.85 92.31% 115 596 176 6.77 7.34 92.17% 145 612 210 6.73 7.75 96.55% 134 420 200 6.52 7.62 94.78% 130 440 204 6.61 7.52 96.15% 145 460 176 6.59 7.58 93.79% 95 Bảng Nồng độ N–NH4+, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng độ kiềm bổ sung vào mơ hình gam NaHCO3 STT NH4 vào NH4 Kiềm vào Kiềm pH vào pH Hiệu suất xử lý NH4 145 608 180 6.78 7.34 97.24% 132 534 180 6.6 7.27 96.97% 135 548 146 6.58 7.25 95.56% 138 564 164 6.63 7.28 97.10% 132 534 158 6.61 7.17 95.45% 119 480 164 6.59 7.21 94.12% 125 520 142 6.75 7.19 96.00% 137 576 148 6.79 7.23 94.16% Bảng Nồng độ N–NH4+, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng độ kiềm bổ sung vào mơ hình gam NaHCO3 STT NH4 vào NH4 Kiềm vào Kiềm pH vào pH Hiệu suất xử lý NH4 142 25 476 52 6.54 6.78 82.39% 125 12 496 84 6.59 6.82 90.40% 125 15 496 102 6.55 7.03 88.00% 130 13 496 80 6.62 6.92 90.00% 107 22 548 80 6.71 6.89 79.44% 121 26 580 88 6.69 6.95 78.51% 147 31 660 144 6.85 7.11 78.91% 151 29 620 196 6.79 7.15 80.79% 149 28 620 192 6.74 7.19 81.21% 10 123 13 586 112 6.67 7.08 89.43% 96 Bảng 10 Nồng độ N–NH4+, N–NO3-, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ oxy hòa tan 4.5 – 5mg O2/L STT NH4 vào NH4 Kiềm vào Kiềm NO3 pH Hiệu suất xử lý NH4 123 13 586 112 26 7.36 89.43% 153 23 586 312 28 7.87 84.97% 155 19 686 138 17 7.71 87.74% 158 14 686 108 15 7.24 91.14% 132 544 200 19 7.54 95.45% 139 10 544 206 14 7.65 92.81% 136 10 520 180 16 7.69 92.65% 142 560 138 10 7.46 94.37% 144 560 152 17 7.43 94.44% 10 150 508 126 20 7.21 95.33% Bảng 11 Nồng độ N–NH4+, N–NO3-, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ oxy hòa tan 3.5 – 4mg O2/L STT NH4 vào NH4 Kiềm vào Kiềm NO3 pH Hiệu suất xử lý NH4 146 13 572 410 20 8.37 91.10% 142 12 572 394 19 8.03 91.55% 147 12 572 174 16 7.79 91.84% 145 572 124 24 7.25 93.79% 141 572 142 21 7.35 93.62% 139 548 144 13 7.39 94.96% 143 610 128 18 7.31 95.10% 151 620 120 23 7.29 94.70% 97 Bảng 12 Nồng độ N–NH4+, N–NO3-, pH độ kiềm trước sau xử lý giai đoạn nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ oxy hòa tan 2.5 – mg O2/L STT NH4 vào Kiềm vào NH4 154 145 144 151 155 132 127 138 140 51 46 40 50 49 33 30 35 36 Kiềm 552 530 580 620 640 496 480 596 576 NO3 306 212 242 326 480 308 276 296 268 98 pH 9 8 8.17 8.04 8.05 8.15 8.39 8.13 8.03 8.07 7.97 Hiệu suất xử lý NH4 66.88% 68.28% 72.22% 66.89% 68.39% 75.00% 76.38% 74.64% 74.29% PHỤ LỤC Hình ảnh mơ hình nghiên cứu 99 Hình ảnh vi sinh vật dính bám vào vật liệu 100 ... đến hiệu xử lý ammonia trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định – trường hợp cụ thể nước thải chợ đầu mối nông sản thực phẩm Bình Điền? ?? thực Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu yếu tố. .. TẮT Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến q trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định Nước thải nghiên cứu nước thải từ chợ đầu mối nơng sản thực phẩm Bình Điền Thành phần nước thải chợ. .. trọng thể tích, độ kiềm nồng độ oxy hịa tan đến hiệu xử lý ammonia trình bùn hoạt tính hiếu khí tăng trưởng dính bám cố định Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến q trình bùn hoạt tính