ỨNG DỤNG SINH KHỐI VI SINH vật HIẾU KHÍ và THIẾU KHÍ để xử lý nước THẢI tàu cá

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CNHH-MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG SINH KHỐI VI SINH VẬT HIẾU KHÍ VÀ THIẾU KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÀU CÁ Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Minh Thảo Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Mã sinh viên: 1811507210101 Lớp: 18MT1 Đà Nẵng, tháng 06 /2022 TÓM TẮT Tên đề tài: Ứng dụng sinh khối vi sinh vật hiếu khí thiếu khí để xử lý nước thải tàu cá Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Mã SV: 1811507210101 Lớp: 18MT1 Nội dung đề tài: Nghiên cứu tài liệu tổng quan nước thải thủy hải sản, loại vi sinh sử dụng xử lý nước thải thủy hải sản Khảo sát hiệu xử lý nước thải thủy hải sản trước sau bổ sung chế phẩm sinh học TME-FV thông qua việc phân tích thơng số : COD, BOD, TSS, TN, TP, dầu khoáng Sự thay đổi sinh khối MLSS qua thông số hoạt động So sánh nước thải sau xử lý với QCVN 11-MT:2015/BTNMT QCVN 40:2011/BTNMT Phương pháp nghiên cứu: Thu thập tài liệu tính chất nước thải thủy hải sản công nghiệp, phương pháp xử lý nước thải thủy hải sản, tiêu nước thải quy chuẩn Việt Nam nước thải Tính tốn hiệu suất xử lý nước thải thủy hải sản trước sau bổ sung chế phẩm sinh học TME-FV thông qua công thức tính tốn chun ngành tìm tài liệu tham khảo có sẵn Kết nghiên cứu: Xác định tải lượng vận hành thích hợp cho hệ thống đảm bảo nước thải xử lý tốt Hệ thống vận hành khơng bổ sung vi sinh hiệu suất xử lý tiêu TN COD có hiệu đạt 50%, COD đạt 64,93% TN 61,62% Các tiêu lại xử lý phần không đáng kể Về hiệu suất xử lý hệ thống vận hành có bổ sung vi sinh, thấy rõ khả xử lý COD lên đến 93,66% BOD5 92,81% (gấp đôi so với hiệu suất xử lý vận hành không bổ sung vi sinh 48,78%) Tiếp theo tiêu TN đạt giá trị 65,91%, hiệu suất xử lý cao chưa bổ sung vi sinh hiệu không đảm bảo nước sau xử lý đạt chuẩn so với giá trị cho phép QCVN 40:2011/BTNMT QCVN 11-MT:2015/BTNMT Bên cạnh đó, hiệu suất xử lý TSS TP 58,82% 57,14%, dựa vào số liệu thấy hiệu suất xử lý không cao nồng độ đầu giảm xuống đạt giá trị cho phép QCVN 40:2011/BTNMT QCVN 11-MT:2015/BTNMT Về hiệu suất xử lý dầu khống, trường hợp khơng bổ sung vi sinh 20% trường hợp có bổ sung vi sinh 22,2%, xử lý 2,2% có bổ sung vi sinh i Như việc bổ sung chế phẩm vi sinh TME-FV đạt hiệu suất xử lý cao nhiều so với hệ thống chưa bổ sung vi sinh xử lý nước thải thủy hải sản ii NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Minh Thảo Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Mã SV: 1811507210101 Tên đề tài: Ứng dụng sinh khối vi sinh hiếu khí thiếu khí để xử lý nước thải tàu cá Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tính chất nước thải thuỷ hải sản công nghiệp - Những phương pháp xử lý nước thải tàu cá bản, phân tích ưu/nhược điểm - Những quy chuẩn việt nam thông số tiêu nước thải Nội dung đồ án: Chương Giới thiệu đề tài Chương Tổng quan tài liệu mục tiêu Chương Đối tượng phương pháp nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm + Tiến hành kiểm tra thông số nước thải sau vận hành hệ thống không bổ sung chế phẩm vi sinh học TME-FV: T, pH, salinity, COD, BOD, TSS, TN, TP, Mineral Oil + Tiến hành châm sinh khối vi sinh TME-FV vào hệ thống để xử lý nước thải, sau điều chỉnh thông số hoạt động bơm để thấy thay đổi sinh khối dựa vào tiêu phân tích nước thải: COD, BOD, TSS, TN, TP, Mineral Oil + Đo hàm lượng chất rắn lơ lửng có nước thải để xác định mức độ hiệu sinh khối vi sinh + Tiến hành so sánh hiệu xử lý hệ thống có khơng bổ sung chế phẩm sinh TME-FV Chương Kết nghiên cứu 4.1 Kết phân tích tiêu sau xử lý nước thải cảng cá iii 4.2 Kết đo sinh khối MLSS 4.3 Kết so sánh nước thải sau xử lý với QCVN 11:2015/BTNMT QCVN 40:2011/BTNMT 4.4 Đánh giá hiệu xử lý vi sinh TME-FV Chương Kết luận kiến nghị Các sản phẩm dự kiến - Số liệu kết phân tích xử lý sinh khối MLSS - Sự thay đổi sinh khối theo thông số hoạt động - So sánh khả xử lý tác dụng vi sinh TME-FV Ngày giao đồ án: 15/01/2022 Ngày nộp đồ án: 15/05/2022 Đà Nẵng, ngày 10 tháng 02 năm 2022 Trưởng Bộ mơn Người hướng dẫn iv LỜI NĨI ĐẦU Sau năm học tập rèn luyện trường, thực đồ án tốt nghiệp nhiệm vụ cuối để em hồn thành hết chương trình đào tạo trường, ngồi cịn sở để đánh giá kết học tập sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến hướng dẫn tận tình thầy bạn bè Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Khoa Cơng nghệ Hóa học Mơi trường Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Với quan tâm, bảo tận tình thầy cơ, đến em hồn thành đề tài "Ứng dụng sinh khối vi sinh vật hiếu khí thiếu khí để xử lý nước thải tàu cá" Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy giáo - TS Trần Minh Thảo tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian qua Em xin cảm ơn quý thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đà Nẵng, q thầy phụ trách Phịng thí nghiệm Khoa Cơng nghệ Hóa học Mơi trường hổ trợ tạo điều kiện cho em suốt trình nghiên cứu đề tài Đây lần em tiếp cận với đề tài lớn vậy, em cố gắng trình bày nội dung cách đầy đủ Tuy nhiên với kinh nghiệm cịn hạn chế nên việc thiếu sót khơng thể tránh khỏi, mong q thầy góp ý để em tích lũy thêm kiến thức chun mơn Xin chân thành cảm ơn! v Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống xử lý Hình 3.5 Hệ thống xử lý 3.2.4 Phương pháp chuẩn bị vi sinh nước thải a) Vi sinh TME-FV Đây chế phẩm sinh học có tác dụng khử mùi hôi xử lý nước thải (được chứng nhận hợp chuẩn TCVN 7304-2:2003 trung tâm giám định chứng nhận hợp chuẩn hợp quy – Vietcert) Chế phẩm sinh học sản xuất theo TCCS 06:2019/TME, sản phẩm sản xuất Công ty TNHH Khoa học Kỹ thuật Môi trường Trần Minh Dung dịch hỗn hợp có chủng vi sinh hữu ích có Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Giảng viên hướng dẫn: Trần Minh Thảo 27 tác dụng nâng cao hiệu xử lý nước thải, khử mùi hôi phân hủy dầu mỡ tốt Do vậy, em định sử dụng vi sinh việc tham gia xử lý nước thải tàu cá Thành phần vi sinh vật có TME-FV:  Nấm men: Saccharomyces spp: ≥ 108 CFU/ml Hình 3.6 Nấm men Saccharomyces spp Có chức năng: Chuyển hố nhanh hợp chất hữu có nước thải thành dạng carbonhydrate đơn giản nhỏ làm nguồn thức ăn cho chủng vi sinh vật khác, cạnh tranh, ức chế vi sinh vật gây hại  Vi khuẩn: Lactobacillus spp: ≥ 108 CFU/ml Rhodopseudomonas spp: ≥ 108 CFU/ml Bacillus spp: ≥ 107 CFU/ml Hình 3.7 Vi khuẩn Lactobacillus spp Có chức năng: Lên men đường, tạo acid, ổn định pH, ức chế mạnh chủng vi khuẩn gây hại không chịu acid Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Giảng viên hướng dẫn: Trần Minh Thảo 28 Hình 3.8 Vi khuẩn Rhodopseudomonas spp Có chức năng: Là nhóm vi khuẩn quang dưỡng, hấp thụ làm giảm nhanh khí H2S sinh trình phân huỷ chất hữu cơ, chuyển đổi khí NH3 làm giảm mùi ammoniac, cạnh tranh nguồn ánh sáng với vi sinh vật, vi tạo gây hại nước thải Hình 3.9 Vi khuẩn Bacillus spp Có chức năng: Tiết kiệm kháng sinh ức chế vi sinh vật lên men thối, phân huỷ nhanh protein thành amin qua q trình amon hố Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Giảng viên hướng dẫn: Trần Minh Thảo 29 Hình 3.10 Vi sinh TME-FV b) Nước thải • Nguồn nước thải lấy trực tiếp tàu cá cập bến Cảng cá Thọ Quang Thời gian lấy nước thải từ khoảng 11 tới 13 ngày thứ tuần Sau lấy pha trộn thêm với nước muối có độ mặn 3%, rỉ đường, phân NPK, dầu nhớt thải bỏ, để chất lượng nước thải tương đối ổn định cho vào bể điều hoà Với tỉ lệ: - 20kg nước thải Thọ Quang 10kg muối sống 1,2kg rỉ đường 120g phân NPK 7,5g luyn Sau đổ đầy đến 500L nước bể chứa • Chất lượng nước thải đầu vào khống chế ổn định sau: Bảng 3.2 Chất lượng nước thải tàu cá STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ COD mg/L 2380,06 BOD5 mg/L 1241,79 TSS mg/L 347,75 TN mg/L 219,1 TP mg/L 76,1 Dầu khoáng mg/L 6,06 Độ mặn 2,04 % Thời gian thực pha trộn vào thứ tuần vào lúc sáng Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Giảng viên hướng dẫn: Trần Minh Thảo 30 3.2.5 Vận hành hệ thống Nước thải từ bể điều hòa bơm vào bể kỵ khí, nước từ bể kỵ khí chảy qua bể hiếu khí Tại đây, khơng khí sục vào bể xử lý Sau đó, nước tiếp tục qua bể thiếu khí, có máy khuấy chìm đáy bể qua bể lắng Cuối nước thải ngồi theo ống dẫn Hình 3.11 Hệ thống xử lý Quá trình vận hành: + Hệ thống chạy thích nghi tuần cuối tháng + Hệ thống chạy ổn định tuần tiếp theo, có tuần đầu chạy không bổ sung vi sinh tuần sau bắt đầu sử dụng vi sinh vào xử lý + Những tiêu nhóm hướng tới đánh giá gồm có: MLSS, N, P, COD, BOD, dầu khoáng, TSS + Việc tiến hành đo đạc tiến hành thí nghiệm phịng thí nghiệm Khoa Cơng nghệ Hố học – Mơi trường kết hợp với số liệu từ GVHD TS Trần Minh Thảo, lấy từ đề tài nghiên cứu cấp Thành phố “Nghiên cứu đề xuất giải pháp thu gom, xử lý nước thải tàu cá khu vực âu thuyền cảng Thọ Quang” Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Giảng viên hướng dẫn: Trần Minh Thảo 31 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Kết phân tích tiêu sau xử lý nước thải tàu cá 4.1.1 Kết chạy mơ hình liên tục khơng có vi sinh Bảng 4.1 Chất lượng nước thải tàu cá THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ ĐẦU RA COD mg/L 2380,06 837 BOD5 mg/L 1241,79 636 TSS mg/L 347,75 214 TN mg/L 219,1 84.1 TP mg/L 76,1 42 Dầu khoáng mg/L 6,06 4.85 STT Chất lượng nước thải tàu cá 2500 2000 1500 1000 500 mg/L COD mg/L BOD5 mg/L TSS GIÁ TRỊ mg/L TN mg/L TP mg/L Dầu khoáng ĐẦU RA Hình 4.1 Đồ thị chất lượng nước thải tàu cá Từ bảng 4.1, ta thấy: - Số liệu tiêu COD, BOD, TSS, TN hệ thống vận hành khơng bổ sung vi sinh chất lượng nước thải đầu vượt cao so với tiêu cho phép QCVN 40:2011/BTNMT QCVN 11-MT:2015/BTNMT Điều đồng nghĩa với việc nước thải thải môi trường làm ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Sinh viên thực hiện: Võ Nguyễn Thiện Anh Giảng viên hướng dẫn: Trần Minh Thảo 32 - Về tiêu dầu khoáng, có giảm so với nước thải đầu vào lượng dầu thải ngồi mơi trường gây chết lồi sinh vật phù du ảnh hưởng lớn đến non ấu trùng sinh vật đáy biển - Tóm lại, sau xem xét chất lượng nước thải đầu tiêu nước thải khơng đạt yêu cầu so với tiêu cho phép QCVN 40:2011/BTNMT QCVN 11-MT:2015/BTNMT Cần phải xử lý sâu để giảm giá trị 4.1.2 Hệ thống vận hành liên tục có bổ sung vi sinh Bảng 4.2 So sánh tiêu nước thải sau xử lý với QCVN 40:2011/BTNMT QCVN 11-MT:2015/BTNMT QCVN Mẫu Tàu QCVN 40:201 11:2015 Đầu vào Đầu COD (mg/L) 5132 642 150 150 BOD5 (mg/L) 3511 236 50 50 TSS (mg/L) 162,8 61,4 100 100 TN (mg/L) 364 98 40 60 TP (mg/L) 3,05 20 Dầu khoáng (mg/L) 275 4,14 - - Từ bảng 4.2, ta thấy: - Nồng độ COD BOD5 nước thải đầu vào cao, BOD/COD = 0,67