Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu quá trình chuyển hóa nitơ trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học yếm khí và hiếu khí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THẾ NAM NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA NITƠ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC YẾM KHÍ VÀ HIẾU KHÍ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THẾ NAM NGHIÊN CỨU Q TRÌNH CHUYỂN HĨA NITƠ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC YẾM KHÍ VÀ HIẾU KHÍ Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRỊNH LÊ HÙNG Hà Nội – 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lời cảm ơn Luận văn thực mơn Hố mơi trường - khoa Hố Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến PGS.TS Trịnh Lê Hùng, người thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thầy mơn Hố mơi trường, bạn em phịng thí nghiệm Bộ mơn Hóa cơng nghệ tạo điều kiện, giúp đỡ tơi hồn thành đề tài nghiên cứu Hà Nội, tháng năm 2014 Học viên Lê Thế Nam LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Một số vi khuẩn sinh axit hữu ………… ……………… 41 Bảng 1.2 Một số vi khuẩn sinh metan …………….………… …42 Bảng 2.1 Kết xây dựng đường chuẩn amoni .…51 Bảng 2.2 Kết xây dựng đường chuẩn nitrit……… .…… … 54 Bảng 2.3 Kết xây dựng đường chuẩn nitrat……….…… .57 Bảng 2.4 Kết dựng đường chuẩn PO43-……………… .60 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm yếm khí lần 1…… ………… 63 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm yếm khí lần …………… 63 Bảng 3.3 Kết trung bình thí nghiệm xử lý yếm khí……… ……… 64 Bảng 3.4 Kết thí nghiệm hiếu khí lần 1………… …… ….68 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm hiếu khí lần 2… .………… …69 Bảng 3.6 Kết trung bình thí nghiệm xử lý hiếu khí……… 69 Bảng 3.7 Kết thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày… … .……75 Bảng 3.8 Phần trăm N chuyển hóa thành NH4+, NO2-, NO3- qua ngày… 79 Bảng 3.9 Kết thí nghiệm yếm khí trước ngày, sau tiếp tục xử lý hiếu khí ngày ngược lại …… …80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Sự phụ thuộc nồng độ Clo dư nước vào nồng độ Clo xử lí nước có khơng có NH3 13 Hình 1.2 Vi khuẩn Nitrosomonas 18 Hình 1.3 Vi khuẩn Nitrobacter 18 Hình 1.4 Vi khuẩn Bacillus 20 Hình 1.5 Vi khuẩn Pseudomonas .20 Hình 1.6 Cơ chế sinh hóa giả thiết phản ứng Anammox .27 Hình 1.7 Vi khuẩn Anammox Candidatus Brocadia 28 Hình 1.8 Chu trình N tự nhiên 35 Hình 1.9 Chuyển hóa hợp chất nitơ xử lý sinh học 46 Hình 2.1 Phương trình đường chuẩn amoni 51 Hình 2.2 Phương trình đường chuẩn nitrit 55 Hình 2.3 Phương trình đường chuẩn nitrat 58 Hình 2.4 Phương trình đường chuẩn photphat .60 Hình 3.1 Sự thay đổi COD (mg/l) thí nghiệm yếm khí 64 Hình 3.2 Sự thay đổi nồng độ amoni thí nghiệm yếm khí 65 Hình 3.3 Sự thay đổi nồng độ nitrit thí nghiệm yếm khí 66 Hình 3.4 Sự thay đổi nồng độ nitrat thí nghiệm yếm khí 67 Hình 3.5 Sự thay đổi nồng độ photphat thí nghiệm yếm khí 68 Hình 3.6 Sự thay đổi COD (mg/l) thí nghiệm hiếu khí 70 Hình 3.7 Sự thay đổi nồng độ amoni thí nghiệm hiếu khí 71 Hình 3.8 Sự thay đổi nồng độ nitrit thí nghiệm hiếu khí 72 Hình 3.9 Sự thay đổi nồng độ nitrat thí nghiệm hiếu khí 73 Hình 3.10 Sự thay đổi nồng độ photphat thí nghiệm hiếu khí 74 Hình 3.11 Sự thay đổi COD (mg/l) thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày .75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3.12 Sự thay đổi nồng độ amoni thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày.76 Hình 3.13 Sự thay đổi nồng độ nitrit thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày 77 Hình 3.14 Sự thay đổi nồng độ nitrat thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày 77 Hình 3.15 Sự thay đổi nồng độ photphat thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày 78 Hình 3.16 Sự thay đổi COD (mg/l) thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí 81 Hình 3.17 Sự thay đổi nồng độ amoni thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí 82 Hình 3.18 Sự thay đổi nồng độ nitrit thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí 82 Hình 3.19 Sự thay đổi nồng độ nitrat thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí 83 Hình 3.20 Sự thay đổi nồng độ photphat thí nghiệm kết hợp yếm khí hiếu khí 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt AOB Ammonium oxidizing bacteria Vi khuẩn oxi hóa amoni BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxi sinh hóa (hay sinh học) COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxi hoá học DO Dissolved oxigen Oxi hòa tan EPA Environmental Protection Agency Cơ quan Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ FA Free amoni Amoni tự FNA Free nitrogen amonium Amoni tự HRT Hydranliz Retention Time Thời gian lưu thủy lực MAP Magie Amoni Photphat, MgNH4PO4.6H2O SRT Sludge Retention Time Tuổi bùn WHO World Health Organization Tổ chức y tế giới LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng ô nhiễm cần thiết phải xử lý hợp chất Nitơ nước 1.1.1 Tình hình nhiễm nguồn nước 1.1.2 Hiện trạng ô nhiễm hợp chất nitơ nước 1.1.3 Nguyên nhân 1.1.4 Tác hại hợp chất chứa nitơ thể người 1.1.5 Nguồn gây ô nhiễm hợp chất chứa nitơ 1.1.5.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm tự nhiên 1.1.5.2 Nguồn gốc gây ô nhiễm người 10 1.2 Khái quát chung số phương pháp tách loại hợp chất chứa nitơ 10 1.2.1 Các phương pháp hóa lý hóa học tách loại amoni 11 1.2.1.1 Làm thoáng để khử amoni (Air stripping) 11 1.2.1.2 Phương pháp clo hoá đến điểm đột biến (break point) 12 1.2.1.3 Phương pháp trao đổi ion (Ion Exchange) 14 1.2.1.4 Phương pháp điện hóa 15 1.2.1.5 Phương pháp tạo kết tủa Magie Amoni Photphat (MAP) 15 1.2.2 Các phương pháp sinh học tách loại amoni 16 1.2.2.1 Các điều kiện nước thải đưa vào xử lý sinh học 16 1.2.2.2 Phương pháp sinh học truyền thống .17 1.2.2.3 Phương pháp sinh học Sharon 21 1.2.2.4 Phương pháp sinh học Anammox 26 1.2.3 Xử lý nước thải chứa amoni phương pháp bãi lọc trồng ngập nước (wetland) 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.2.3.1 Tình hình nghiên cứu nước giới .30 1.2.3.2 Các ưu - nhược điểm bãi lọc trồng 32 1.3 Đánh giá phương pháp xử lý nitơ nước thải 32 1.4 Q trình chuyển hóa sinh học nitơ nước thải 33 1.4.1 Hệ vi khuẩn nước thải 33 1.4.2 Q trình amoni hóa sinh học .35 1.4.3 Q trình nitrat hóa sinh học 36 1.4.4 Đenitrat hóa 38 1.4.5 Q trình yếm khí 39 1.4.6 Q trình hiếu khí 44 1.4.7 Quá trình chuyển hóa nitơ nước thải vi sinh vật 46 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM .47 2.1 Đối tượng nghiên cứu 47 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 47 2.3 Phương pháp nghiên cứu .47 2.4 Phương pháp phân tích 47 2.4.1 Phương pháp xác định COD kalibicromat 47 2.4.2 Xác định hàm lượng amoni 48 2.4.3 Xác định hàm lượng Nitrit (NO2-) nước phương pháp so màu với thuốc thử Griss 52 2.4.4 Xác định nitrat (NO3-) nước phương pháp so màu với thuốc thử phenoldisunfonic .55 2.4.5 Xác định photphat (PO43-) nước phương pháp trắc phổ dùng amoni molipđat .58 2.5 Thực nghiệm 61 2.5.1 Q trình yếm khí 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.5.2 Q trình hiếu khí 61 2.5.3 So sánh yếm khí hiếu khí 62 2.5.4 Nghiên cứu trật tự yếm khí hiếu khí q trình xử lý nước thải 62 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 3.1 Kết thí nghiệm xử lý yếm khí 63 3.2 Kết thí nghiệm xử lý hiếu khí 68 3.3 Kết thí nghiệm xử lý yếm khí hiếu khí thời gian ngày 75 3.4 Kết thí nghiệm xử lý phối hợp yếm khí hiếu khí 80 KẾT LUẬN 85 KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3 Kết thí nghiệm xử lý yếm khí hiếu khí thời gian ngày Bảng 3.7 Kết thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày STT Ngày COD NH4+ NO2- NO3- PO43- (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Hiếu Yếm khí Hiếu Yếm Hiếu khí khí khí khí khí Yếm Hiếu Yếm Hiếu khí khí Yếm khí khí 11/11/2013 2523 2592 107.00 209.54 1.13 0.10 14.67 0.57 31.88 27.49 12/11/2013 1904 3268 13/11/2013 264 14/11/2013 229 49.41 298.77 1.75 0.29 34.63 1.12 20.96 35.58 3165 27.43 270.15 0.55 0.27 43.03 0.24 20.18 34.80 2844 15.71 412.61 0.00 0.18 56.97 0.41 24.88 37.67 Ghi chú: Tổng N = 338,8 mg/lít 3500 [COD] (mg/lít) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Sự thay đổi COD hiếu khí Ngày Sự thay đổi COD yếm khí Hình 3.11 Sự thay đổi COD (mg/l) thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày Có thể thấy lúc đầu đơn vị thời gian ( ngày) COD trình hiếu khí giảm rõ rệt, COD q trình yếm khí lại tăng lên Bước sang ngày thứ hai COD q trình hiếu khí tiếp tục giảm giảm mạnh, COD q trình yếm khí có giảm đơi chút Sang ngày thứ 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com COD q trình hiếu khí giảm nhẹ, có lẽ chất hữu gọi BOD gần giảm nhiều ngày trước cịn lại chất mà vi sinh vật khó hấp thu nên tốc độ giảm chậm Đối với q trình yếm khí vi sinh vật tiếp tục sử dụng cho tăng trưởng sinh khối song đồng thời tiếp tục trình phân giải nên COD giảm nhẹ Nhìn chung để giảm COD q trình hiếu khí có tốc độ nhanh yếm khí nhiều [NH4+] (mg/lít) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Sự thay đổi nồng độ amoni hiếu khí Sự thay đổi nồng độ amoni yếm khí Ngày Hình 3.12 Sự thay đổi nồng độ amoni thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày Q trình hiếu khí có tham gia hai loại vi khuẩn oxi hoá amoni (nitrozomonat nitrobacter) nên hàm lượng amoni giảm nhiều Ngược lại q trình yếm khí vi khuẩn thực phân giải sâu (hóa lỏng chất) nhờ enzim thuỷ phân nên hàm lượng amoni tiếp tục tăng lên Trong điều kiện yếm khí, vi khuẩn yếm khí phân hủy chất hữu tạo thành amoni sử dụng phần amoni để xây dựng tế bào nên nồng độ amoni giảm đơi chút (ngày thứ thí nghiệm) 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com [NO2-] (mg/lít) 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Ngày Sự thay đổi nồng độ nitrit hiếu khí Sự thay đổi nồng độ nitrit yếm khí Hình 3.13 Sự thay đổi nồng độ nitrit thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày 60 [NO3-] (mg/lít) 50 40 30 20 10 0 Sự thay đổi nồng độ nitrat hiếu khí Ngày Sự thay đổi nồng độ nitrat yếm khí Hình 3.14 Sự thay đổi nồng độ nitrat thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày Hàm lượng NO2- NO3- yếm khí khơng tăng có xu giảm điều kiện có chất hữu dễ tiêu hóa nên vi khuẩn đenitrit đenitrat chuyển hóa NO2- NO3- hồn ngun khí nitơ Ngược lại điều kiện hiếu khí, 77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NO2- oxi hoá lên NO3- dư oxy nên sản phẩm cuối NO3-, hàm lượng NO3- tăng đến mức cao 40 [PO43-] (mg/lít) 35 30 25 20 15 10 0 Sự thay đổi nồng độ phophat hiếu khí Sự thay đổi nồng độ photphat yếm khí Ngày Hình 3.15 Sự thay đổi nồng độ photphat thí nghiệm yếm khí hiếu khí ngày Hàm lượng P q trình hiếu khí có giảm nhẹ hoạt động tăng trưởng vi sinh vật Ngược lại trình yếm khí, phân giải chất chủ yếu nên hợp chất hữu tiếp tục bị thuỷ phân dẫn đến hàm lượng P tăng nhẹ 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 3.8 Phần trăm N chuyển hóa thành NH4+, NO2-, NO3- qua ngày so với tổng nitơ ban đầu trình hiếu khí yếm khí STT NH4+ Ngày NO2- NO3- Hiếu Yếm Hiếu Yếm Hiếu Yếm khí khí khí khí khí khí 0.06% 0.02% 1.33% 0.03% 0.62 0.19 19.96 0.55 12/11/2013 13.22% 20.49% 57.59 89.23 (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) 13/11/2013 18.27% 13.92% 79.57 60.61 0.00% 0.02% 1.89% 0.00% 0.00 0.17 28.36 0.00 (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) 14/11/2013 20.95% 46.62% 91.29 203.07 0.00% 0.00% 2.82% 0.00% 0.00 0.00 42.3 0.00 (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) (mg/lít) Ghi chú: Tổng N = 338,8 mg/lít Từ bảng tổng hợp thấy so với tổng nitơ ban đầu nước thải 338,8 mg/lít với q trình yếm khí sau ngày chuyển hóa thành sản phẩm cuối amoni chiếm gần 50% (46,62%) Trong q trình hiếu khí chuyển hóa hai sản phẩm cuối amoni chiếm khoảng 20% (20,95%) nitrat chiếm gần 3% Như để đạt tiêu cho phép nitơ thiết phải có q trình xử lý hiếu khí 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.4 Kết thí nghiệm xử lý phối hợp yếm khí hiếu khí Bảng 3.9 Kết thí nghiệm yếm khí trước ngày, sau tiếp tục xử lý hiếu khí ngày ngược lại STT Ngày COD NH4+ NO2- NO3- PO43- (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Hiếu Yếm khí khí Hiếu Yếm khí khí Hiếu Yếm Hiếu Yếm Hiếu khí Yếm khí khí khí khí khí 50.15 109.54 0.39 0.04 9.43 0.73 28.64 24.05 15/11/2013 1078 1835 16/11/2013 195 1617 32.71 169.54 0.07 0.22 26.84 0.90 18.35 29.32 17/11/2013 126 1720 9.17 249.38 0.00 0.20 31.56 0.25 20.08 27.39 Yếm Hiếu Yếm Hiếu khí khí khí khí Yếm Hiếu Yếm Hiếu Yếm khí khí khí khí khí Hiếu khí 17/11/2013 711 1124 159.38 180.15 0.48 1.97 18.61 1.89 21.02 23.94 18/11/2013 504 229 230.15 7.72 0.32 3.21 0.57 5.16 17.47 13.82 19/11/2013 229 160 255.54 3.71 0.21 0.00 0.41 5.98 17.26 14.02 Các kết thể qua biểu đồ đây: 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com [COD] (mg/lít) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Sự thay đổi COD hiếu khí chuyển sang yếm khí Ngày Sự thay đổi COD yếm khí chuyển sang hiếu khí Hình 3.16 Sự thay đổi COD (mg/l) thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí Trong thí nghiệm theo trật tự yếm khí sau chuyển sang hiếu khí thấy COD giảm đặn Tuy nhiên nước thải sau xử lý yếm khí chuyển sang hiếu khí tốc độ giảm nhanh nhiều trị số COD cuối nhỏ Ngược lại nước thải sau xử lý hiếu khí chuyển sang xử lý yếm khí lúc đầu có tăng COD sau giảm, dù có giảm giá trị COD cuối cao Một phần COD giảm giai đoạn yếm khí phần BOD tham gia vào phản ứng khử nitrit, nitrat Q trình hiếu khí thực tế không phân giải số chất hữu khó phân hủy, đến đưa sang yếm khí chất hữu có điều kiện phân giải thành chất dễ tan, dẫn đến số COD tạm thời tăng 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 300 [NH4+] (mg/lít) 250 200 150 100 50 0 Sự thay đổi amoni hiếu khí sang yếm khí Ngày Sự thay đổi amoni yếm khí sang hiếu khí Hình 3.17 Sự thay đổi nồng độ amoni thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí Amoni điều kiện yếm khí nồng độ tăng lên, chuyển sang hiếu khí điều kiện có oxy chúng bị oxi hoá chuyển sang NO2-, NO3- nên hàm lượng NH4+ giảm rõ rệt Amoni điều kiện hiếu khí sau chuyển sang yếm khí biến đổi ngược lại Lúc đầu hiếu khí nồng độ amoni giảm rõ rệt, sau chuyển sang yếm khí lại tăng lên vi khuẩn yếm khí tiếp tục phân giải chất hữu chứa nitơ thành amoni nên nồng độ NH4+ tiếp tục tăng lên [NO2-] (mg/lít) 3.5 2.5 1.5 0.5 0 Sự thay đổi nitrit hiếu khí chuyển sang yếm khí Sự thay đổi nitrit yếm khí chuyển sang hiếu khí Ngày Hình 3.18 Sự thay đổi nồng độ nitrit thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đối với nitrit, trình yếm khí trước khơng thấy biến đổi sau chuyển sang hiếu khí tăng lên q trình hiếu khí chuyển hóa amoni thành nitrit Ngược lại hiếu khí trước dẫn đến tăng lên nitrit q trình yếm khí góp phần đenitrit có chất hữu nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn dị dưỡng đenitrit hoạt động 35 [NO3-] (mg/lít) 30 25 20 15 10 0 Sự thay đổi nitrat hiếu khí chuyển sang yếm khí Ngày Sự thay đổi nitrat yếm khí chuyển sang hiếu khí Hình 3.19 Sự thay đổi nồng độ nitrat thí nghiệm kết hợp hiếu khí yếm khí Nitrat q trình yếm khí chi phát với lượng vết nhỏ có giá trị Khi chuyển sang bình hiếu khí tăng lên vi sinh vật hiếu khí bắt đầu hoạt động, chuyển hóa NH4+ thành NO3- Ngược lại q trình hiếu khí trước làm tăng hàm lượng NO3-, sau chuyển sang yếm khí với hàm lượng chất hữu cịn lại có tác dụng nguồn C dị dưỡng cung cấp cho vi khuẩn đenitrat có tác dụng chuyển hóa NO3- thành N2 Hàm lượng nitơ nước thải chế biến thuỷ sản dư so với nhu cầu dinh dưỡng tế bào, muốn có chất lượng nước thải sau xử lý đáp ứng tiêu chuẩn NO3- cần có thêm bước xử lý yếm khí cho q trình khử nitrat để hồn ngun lại nitơ 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 35 [PO43-] (mg/lít) 30 25 20 15 10 0 Sự thay đổi photphat hiếu khí chuyển sang yếm khí Ngày Sự thay đổi photphat yếm khí chuyển sang hiếu khí Hình 3.20 Sự thay đổi nồng độ photphat thí nghiệm kết hợp yếm khí hiếu khí Q trình yếm khí trước làm tăng hàm lượng P nên chuyển sang hiếu khí lượng P góp phần làm tăng tốc độ sinh trưởng vi sinh vật hiếu khí P giảm nhanh Ngược lại q trình hiếu khí trước hàm lượng P khơng tăng cường vi khuẩn hiếu khí khơng phân giải chất hữu mạnh vi khuẩn yếm khí hàm lượng P khơng giảm giống trình trước 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Các hợp chất protein dễ dàng bị phân hủy điều kiện yếm khí giải phóng amoni nhanh Qua ngày so với tổng nitơ ban đầu chuyển hóa 20% (20,49%) thành amoni qua ngày chuyển hóa gần 50% (46,62%) Để xử lý amoni chủ yếu phải tiến hành điều kiện hiếu khí xử lý triệt để amoni Qua ngày so với tổng nitơ ban đầu, lượng amoni chiếm 20% (20,49%) nitrat chiếm gần 3% (2,2%) xử lý yếm khí lại chuyển hóa gần 50% tổng nitơ amoni Trong điều kiện hiếu khí amoni chuyển hóa chủ yếu tạo NO3- NO2- sản phẩm trung gian nên hàm lượng nhỏ nhiều so với NO3- Hàm lượng NO3- điều kiện yếm khí giảm xuống nhanh chưa cần bổ sung dinh dưỡng cho trình đenitrat chất hữu dễ bị oxy hóa metanol, etanol hay đường glucozơ mà chúng tận dụng lượng BOD sinh q trình chuyển hóa yếm khí chất hữu Trật tự cho quy trình xử lý triệt để amoni phương pháp sinh học : Yếm khí  Hiếu khí  Yếm khí 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KIẾN NGHỊ Xây dựng quy trình chung cho xử lý cho nước thải giàu amoni phương pháp sinh học theo sơ đồ khối sau: Nước thải vào Bể lắng Bể thu gom Bể yếm khí Quy trình vận hành: Bể hiếu khí Hồi lưu bùn Nước sau xử lý đổ môi trường Thu gom bùn thải xử lý theo chất thải rắn Hồi lưu nước có hàm lượng nitrat cao vượt quy chuẩn cho phép Nước thải tập trung bể thu gom sau bơm sang bể yếm khí Từ bể yếm khí nước chảy tràn sang bể hiếu khí Từ bể hiếu khí nước chảy tràn sang bể lắng Nước từ bể lắng tràn môi trường Trường hợp nước môi trường có nồng độ NO3- cao vượt tiêu cho phép hồi lưu phần bể yếm khí để xử lý NO3- Bùn thải sau bể lắng hồi lưu phần bể hiếu khí để tăng mật độ sinh khối, phần thải thu gom xử lý chất thải rắn 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Việt Anh (2005), Nghiên cứu xử lý amoni nước ngầm phương pháp sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội Kiều Hữu Ảnh (1999), Giáo trình vi sinh vật học cơng nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Vũ Đăng Độ (1999), Hóa học nhiễm môi trường, NXB Giáo Dục, Hà Nội Trịnh Lê Hùng (2006), Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Giáo Dục, Hà Nội Nguyễn Văn Khôi, Cao Thế Hà (2002), Nghiên cứu xử lý nước ngầm nhiễm bẩn amoni, Báo cáo thuộc chương trình 01C-09, Hà Nội Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, (2003), Công nghệ xử lý nước thải, NXB Bách Khoa, Hà Nội Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội Lê Thị Hiền Thảo (2003), Nitơ photpho môi trường, Trường Đại học Xây Dựng, Hà Nội Đặng Thị Thu, Lê Ngọc Tú, (2001), Hóa sinh cơng nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị khu công nghiệp (CEETIA) (2001), Hội thảo công nghệ xử lý hợp chất chứa nitơ nước ngầm, trường Đại học Xây Dựng, Hà Nội 11 Weebsite cục bảo vệ môi trường, (2008), Báo cáo diễn biến môi trường Việt Nam 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiếng Anh 12 Dapena-Mora, A., et al (2006), “Anammox process for nitrogen removal from anaerobically digested fish canning effluents”, Water Science and Technology, 53(12), pp 265 13 Dosta, J., et al (2008), “Short- and long – term effects of temperature on the Anammox process”, Journal of Hazordous Materials, 154, pp 688 – 692 14 Environmental Biotechnology: principles and applications, Rittmann McCarty (2001); Henze (2002) 15 Eveline I.P Volcke, et al., “Genenration of Anammox-optimal nitrit: ammonium ratio with Sharon process: usefulness of process control?” 16 Liang Zhu, Liu Jun-xin (2007), “Control factors of partial nitritation for landfill leachate treatment”, Journal of Environment Sciences, 19, pp.523 – 524 17 Manipura, A., (2005), “Potential biological processes available for removal of nitrogenous compounds from metal industry wastewater”, Process Safety and Environmental Protection, 83 (B5), pp 472 – 473 18 Mulder The quest for sustainable nitrogen technologies Wat Sci Technol Vol 48, No 1, 67 - 75 (2003) 19 Nicholas P., Cheremisnnoff P., “Biotechnology for waste and wastewater treatment”, Noyes publication, New Jersey, USA 20 Than Khin, Ajit P Annachhatre (2004), “Novel microbial nitrogen removal processes”, Botechnology advances, 22, pp 521 – 525 21 van Dougen, U., Jetten, M.S.M, Van Loosdrecht, M.C.M (2001), “The Sharon – Anammox process for treatment of ammonium rich wasterwater”, Water Science and Technology, 44 (1), pp 153 – 154 22 Wang Jianlong, Kang Jing (2005), “The characteristic of anaerobic ammonium oxidation (anammox) by granular sludge from an EGSB reactor”, Process Biochemistry, 40, pp 1973 – 1974 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 23 Yu-Jou Feng, et al (2007), “Partial Nitrification of Ammonium – Rich Wastewater as Pretreatment for Anaerobic Ammonium Oxidation (Anammox) Using Membrane Aeration Bioreactor”, Journal of Bioscience and Bioengineering, 104 (3), pp 182 – 183 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THẾ NAM NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA NITƠ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC YẾM KHÍ VÀ HIẾU KHÍ Chuyên ngành: Hóa. .. giá phương pháp xử lý nitơ nước thải 32 1.4 Q trình chuyển hóa sinh học nitơ nước thải 33 1.4.1 Hệ vi khuẩn nước thải 33 1.4.2 Q trình amoni hóa sinh học .35 1.4.3 Q trình. .. vào xử lý sinh học 16 1.2.2.2 Phương pháp sinh học truyền thống .17 1.2.2.3 Phương pháp sinh học Sharon 21 1.2.2.4 Phương pháp sinh học Anammox 26 1.2.3 Xử lý nước thải