Nghiên cứu giải pháp xử lý amoni trong nước ngầm tại cơ sở ba la nhà máy nước sạch hà đông

LỜI CAM ĐOAN Tên tác giả: Hoàng Văn Duy Học viên cao học: 26CTN21 Người hướng dẫn: PGS.TS Đoàn Thu Hà Tên đề tài Luận văn: “Nghiên cứu giải pháp xử lý amoni nước ngầm sở Ba La nhà máy nước Hà Đơng” Để hồn thành Luận văn này, tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn làm dựa số liệu, tư liệu thu thập từ nguồn thực tế.…để tính tốn kết quả, từ đánh giá đưa nhận xét Các số liệu, kết Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 20… Tác giả Hoàng Văn Duy i LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập, nghiên cứu ủng hộ động viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân, tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ chuyên ngành Cơ sở kỹ thuật hạ tầng với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp xử lý amoni nước ngầm sở Ba La nhà máy nước Hà Đơng” Trong q trình làm luận văn, tác giả có hội học hỏi tích lũy thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu phục vụ cho cơng việc Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, môn truyền đạt kiến thức chun mơn suốt q trình học tập Tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Đoàn Thu Hà, người trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cho tác giả hoàn thành Luận văn Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ khích lệ tác giả suốt q trình học tập hồn thành Luận văn Do hạn chế trình độ thời gian tài liệu thu thập, luận văn chắn tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận thơng cảm, góp ý chân tình thầy đồng nghiệp quan tâm tới vấn đề Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Tác giả Hoàng Văn Duy ii năm 20… MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BIỂU ĐỒ vii CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC NGẦM 1.1 Tổng quan trạng sử dụng nước ngầm ô nhiễm amoni vùng Hà Đông .5 1.1.1 Hiện trạng cấp nước thành phố Hà Nội 1.1.2 Hiện trạng cấp nước vùng Hà Đông .8 1.1.3 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên vùng Hà Đông 10 1.2 Đặc trưng chất lượng nước ngầm khu vực Hà Nội 13 1.3 Đặc trưng nước ngầm vùng Hà Đông 17 1.4 Nguồn gốc amoni nước ngầm 19 1.5 Tác hại amoni nước sinh hoạt 20 1.6 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Quốc tế .21 1.6.1 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 21 1.6.2 Tình hình nghiên cứu giới .26 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC NGẦM TẠI HÀ ĐÔNG 29 2.1 Các phương pháp xử lý amoni .29 2.1.1 Xử lý chất oxy hóa .29 2.1.2 Xử lý amoni kiềm hóa làm thống 30 2.1.3 Phương pháp trao đổi ion .31 2.1.4 Xử lý amoni thực vật 32 2.1.5 Quá trình ANAMOX (Anaerobic Amonium Oxidation) .32 2.1.6 Quá trình SHARON (Single reactor High activity Amonium Removal Over Nitrite) .33 2.1.7 Xử lý amoni phương pháp sinh học truyền thống .34 2.2 Phạm vi, đối tượng nghiên cứu màng vi sinh .41 2.2.1 Phạm vi nghiên cứu 41 2.2.2 Đối tượng nghiên cứu 41 iii 2.2.3 Màng vi sinh 41 2.3 Vật liệu mang di động 47 2.4 Các loại bể sinh học sử dụng kỹ thuật màng vi sinh 47 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC NGẦM TẠI CƠ SỞ BA LA NHÀ MÁY NƯỚC SẠCH HÀ ĐÔNG 52 3.1 Phương pháp nghiên cứu 52 3.2 Kết thảo luận 65 3.2.1 Xác định thời gian hoạt hóa hệ vi sinh vật 65 3.2.2 Hiệu xử lý Amoni 67 3.2.3 Hiệu xử lý Sắt Mangan 72 3.2.4 Ảnh hưởng yếu tố khác 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC .85 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mặt cắt địa chất thủy văn khu vực Hà Nội [4] 11 Hình 1.2: Bản đồ phân bố amoni thành phố Hà Nội [3] 16 Hình 1.3: Sơ đồ thí nghiệm ảnh bể NBF 23 Hình 1.4: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước ô nhiễm amoni tác giả Lều Thọ Bách thực [7] 24 Hình 1.5: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm ô nhiễm amoni tác giả Nguyễn Văn Khôi, Cao Thế Hà thực [8] [9] 25 Hình 1.6: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lý amoni sử dụng giá thể dạng sợi Acrylic [10] 26 Hình 1.7: Mơ hình bể sinh học màng vi sinh chuyển động sử dụng nghiên cứu J.D Rouse, 2005 [29] 26 Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống MBBR phịng thí nghiệm sử dụng nghiên cứu Zafarzadeh, 2010 [28] 27 Hình 2.1: Tương quan clo dư lượng clo cho vào nước để xử lý amoni 30 Hình 2.2: Tương quan ion amoni khí amoniac giá trị pH nhiệt độ [37] 31 Hình 2.3: Sự phụ thuộc hiệu xử lý amoniac vào tỷ lệ nước - khơng khí nhiệt độ nước khác 31 Hình 2.4: Chu trình hình thành bong tróc màng sinh học [11] [14] 42 Hình 2.5: Quần thể vi sinh dính bám vật liệu mang [15] 43 Hình 2.6: Sơ đồ chế hoạt động màng sinh học giá thể chuyển động 44 Hình 2.7: Các sơ đồ nguyên lý xử lý amoni 46 Hình 2.8: Mơ tả q trình xử lý bể MBBR 50 Hình 3.1: Nhà máy nước Hà Đông sở II (797 Quang Trung, Phú La, Hà Đơng) 52 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí hệ thống 53 Hình 3.3: Hệ thống xử lý sinh học hiếu khí sử dụng giá thể 54 Hình 3.4: Mặt trước để hệ thống 55 Hình 3.5: Tồn cảnh hệ thống 56 Hình 3.6: Hệ thống bơm van 57 v Hình 3.7: Các phụ kiện giám sát .58 Hình 3.8: Các vị trí lấy mẫu 59 Hình 3.9: Các thiết bị đo phân tích dùng nghiên cứu 60 Hình 3.10: Quy trình phân tích .61 Hình 3.11: Q trình nitrat hóa phản nitrat hóa 65 Hình 3.12: Các lớp vi sinh vật bám dính lên bề mặt giá thể sau gần 02 tháng 66 Hình 3.13: Đường cong sinh trưởng quân thể vi sinh vật 66 Hình 3.14: Diễn biến thay đổi hiệu suất xử lý Amoni .67 Hình 3.15: Diễn biến trình xử lý (chi tiết phụ lục 3) 68 Hình 3.16: Diễn biến pH DO trình xử lý Amoni 70 Hình 3.17: So sánh hiệu xử lý Amoni thay đổi lưu lượng 71 Hình 3.18: Diễn biến nồng độ Sắt trình xử lý Amoni 73 Hình 3.19: Diễn biến nồng độ Mangan trình xử lý Amoni 73 Hình 3.20: Mối quan hệ DO vs nhiệt độ 74 Hình 3.21: Một đoạn tháp trước sau gỡ bỏ phim đen cản nắng .75 Hình 3.22: Phản ứng quang hợp tổng hợp sinh khối rêu, tảo .76 vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ Bảng 1.1: Hiện trạng công suất khai thác nước mặt nước ngầm tính tới năm 2014 [1] Bảng 1.2: Chất lượng nước trước sau xử lý NMN ngầm công ty nước Hà Nội quản lý [3] Bảng 1.3: Tổng hợp amoni nước ngầm Hà Nội theo năm từ 2010-2014 nhà máy [3] 14 Bảng 1.4: Chất lượng nước thô từ giếng NMN Hà Đông sở (Ba La) 17 Bảng 1.5: Chất lượng nước trước sau xử lý NMN ngầm công ty nước Hà Đông quản lý [3] 19 Bảng 3.1: Các tiêu chất lượng nước phương pháp 60 Bảng 3.2: Quy trình phương pháp phân tích 61 Bảng 3.3: Bảng thông số chuấn lượng nước 62 Bảng 3.4: Các thông số giá thể 63 Bảng 3.5: Chất lượng nước sau hệ thống xử lý NMN Hà Đông sở II (Đơn nguyên 01) 64 Bảng 3.6: Kế hoạch thử nghiệm hệ thống 68 Bảng 3.7: Hiệu xử lý toàn giai đoạn nghiên cứu 69 vii CÁC CHỮ VIẾT TẮT NMN Nhà máy nước QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam BYT Bộ Y tế BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường Ngđ Ngày đêm BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa COD Nhu cầu ơxy hóa học US-EPA Tổng cục môi trường Mỹ MBBR Công nghệ màng giá thể chuyển động Fe Sắt Mn Mangan NH4+ Amoni ĐCTV Địa chất thủy văn viii PHẦN MỞ ĐẦU Sự cấn thiết đề tài Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước sinh hoạt QCVN 01:2009/ BYT, nồng độ cho phép amoni, nitrat nitrit 3; 50 mg/L, tính theo Nitơ 2,3 mgNH4-N/L, 11,3 mgNO3-N/L; và: 0,9 mgNO2-N/L Trong giai đoạn 2010 tới nồng độ amoni nước ngầm khu vực phía tây phía nam Hà Nội ghi nhận khoảng 10 – 19 mgNH4-N/L [1] [2] Đây mức độ ôn nhiễm cao biến động mạnh thời gian gần Mức độ ô nhiễm tăng tác nhân nhiễm bẩn chưa ngăn chặn hiệu Nhiều hộ dân khoan giếng thiết bị không tiêu chuẩn, nước bẩn bề mặt thấm theo đường khoan vào lịng đất Cùng với rác thải nhiều khu dân cư không thu gom xử lý tác động xấu tới nguồn nước ngầm khai thác Các yếu tố tự nhiên phân hủy chất hữu than bùn nguồn gây ô nhiễm amoni Nếu khơng xử lý amoni có khả chuyển hóa thành nitrat đường ruột người gây thiếu máu tử vong, đặc biệt trẻ em phụ nữ mang thai Với yêu cầu ngày cao tiêu chuẩn sử dụng nước người dân thắt chặt hệ thống quy chuẩn nước sạch, nhà máy nước tích cực nghiên cứu thay đổi cơng nghệ để nâng cao chất lượng nước mở rộng công suất Các phương pháp xử lý amoni nhà máy nước có Hà Đơng sử dụng dây chuyền công nghệ xử lý nước truyền thống gồm có làm thống, lắng, lọc khử trùng clo Với dây chuyền công nghệ xử lý nước sử dụng, hiệu xử lý nitơ nước ngầm thấp, đặc biệt nơi nước ngầm chứa amoni sắt với nồng độ cao lượng amoni có nước máy số khu vực Hà Nội vượt mức độ amoni cho phép nước sinh hoạt theo tiêu chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn tổ chức y tế giới Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu giải pháp xử lý amoni nước ngầm sở Ba La nhà máy nước Hà Đông” cần thiết cấp bách Mục tiêu đề tài - Đánh giá trạng xử lý amoni nước ngầm Hà Đông - Đề xuất công nghệ phù hợp để xử lý amoni nước ngầm sở Ba La nhà máy nước Hà Đông Đối tượng nghiên cứu phạm vi đề tài - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thiết bị xử lý amoni sử dụng vật liệu mang vi sinh, tích hợp với bể lọc tự rửa thiết bị lắp đặt phía sau bể lọc nhanh có sở Ba La nhà máy nước Hà Đông (nước sau lọc chưa khử trùng clo hoạt tính) Các trình nitrat hóa bên vật liệu mang điều kiện hiếu khí, thơng số tính tốn thơng qua q trình triển khai chạy thử pilot trường - Đề xuất áp dụng kết nghiên cứu thử nghiệm cho quy mô đơn nguyên bể lọc cho giai đoạn để xử lý amoni nước ngầm sở Ba La nhà máy nước Hà Đông - Phạm vi nghiên cứu: Nước ngầm vùng Hà Đông Cách tiếp cận - Tiếp cận lý thuyết, tìm hiểu tài liệu nghiên cứu - Tiếp cận thực tế: khảo sát, nghiên cứu, thu thập số liệu - Tiếp cận hệ thống: tiếp cận, tìm hiểu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chi tiết, đầy đủ hệ thống - Tiếp cận phương pháp nghiên cứu giới Nội dung nghiên cứu - Thu thập số liệu khảo sát trạng khai thác, dây chuyền công nghệ xử lý nhà máy nước vùng Hà Đông để đánh giá tổng quan chất lượng nước ngầm, ô nhiễm amoni yếu tố như: pH, nhiệt độ, độ kiềm, đánh giá hiệu xử lý amoni - Tổng quan phương pháp xử lý amoni nước giới phân tích ưu nhược điểm đưa vấn đề tồn - Tổng quan xử lý amoni phương pháp vi sinh để hiểu chế xử lý, loại vi sinh vật, yếu tố ảnh hưởng, phân tích đánh giá kết thu từ mơ hình thực nghiệm 3.2.4 Ảnh hưởng yếu tố khác Kết nghiên cứu cho thấy, nồng độ oxy hòa tan cao mg/L khơng có tác dụng thúc đẩy thêm phát triển vi sinh tự dưỡng, thấp mg/L gây thiếu oxy cho hệ vi sinh Ảnh hưởng DO lên phát triển vi sinh phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ cao nồng độ oxy bão hóa giảm, hiệu xử lý giảm; nhiên nhiệt độ xuống thấp, DO bão hòa tăng hệ vi sinh vật lại giảm trao đổi chất, hiệu xử lý khơng cao (hình 3.20) Dải nhiệt độ phù hợp từ 23 – 30oC [18, 19] 10/31 35 11/20 12/10 12/30 1/19 2/8 2/28 3/19 4/8 4/28 5/18 10 30 20 15 DO (mg/L) Nhiệt độ oC 25 10 05 00 Nước thô (℃) Nước (℃) Nước (DO) Nước thơ (DO) Khơng khí (℃) Hình 3.20: Mối quan hệ DO vs nhiệt độ Quá trình nitrification vi khuẩn Nitrosomonas Nitrobacter viết viết dạng công thức tổng quát sau: NH4+ +1,98HCO3- +1,83O2  0,021C5H7O2N + 0,98NO3- +1,041H2O +1,88H2CO3 Từ phương trình trên, cho thấy oxy thông số định trình xử lý Amoni sinh học qua trình xử lý sinh học, nguồn nước bị axít hố làm pH giảm Lượng oxy cần thiết 4,57g O2 cho 1g N-NH4+ nitrat hóa [19, 18] 74 Hình 3.21: Một đoạn tháp trước sau gỡ bỏ phim đen cản nắng Ảnh hưởng rêu tảo: khơng khí ln có chứa sẵn bào tử rêu tảo gặp điệu kiện thuận lợi có ánh sáng dinh dưỡng thúc đẩy cho rêu, tảo phát triển Trong giai đoạn cuối thí nghiệm hệ thống gỡ bỏ khoảng 20% bề mặt phủ phim đen để kiểm nghiệm ảnh hưởng rêu, tảo tới hiệu xử lý (Hình 3.21) Hiệu xử lý Amoni bị giảm xuống 60% thời gian ngắn khoảng tuần sau rêu tảo phát triển mạnh bám vào mặt tháp xử lý 75 Hình 3.22: Phản ứng quang hợp tổng hợp sinh khối rêu, tảo Sự xuất sinh vật quang hợp (rêu, tảo,…) dẫn tới ức chế sinh trưởng vi sinh vật nitrat hóa (hình 3.22) Các phản ứng quang hợp tổng hợp sinh khối dẫn tới cạnh tranh nguồn dinh dưỡng nguồn cacbon mạch thấp (CO2) làm kìm hãm phát triển mạnh [20] Đây vấn đề vận hành cần lưu xây dựng hệ thống lớn Nhiệt độ: nghiên cứu bắt đầu vào đầu mùa đông, giai đoạn hoạt hóa hệ thống Nhiệt độ giảm làm tốc độ sinh trưởng chậm Phải sau tháng vận hành hệ thống tăng hiệu suất xử lý Amoni lên 90% Trong trình vận hành, máy thổi khí có cố, hiệu xử lý bị ảnh hưởng, quần thể vi sinh vật bị suy giảm Tuy nhiên còng 3-5 ngày quần thể vi sinh vật lại tái sinh nhanh chóng đặc biết nhiệt độ 25-30oC Cịn cố sảy vào mùa đông hệ thống tự phục hồi chậm hơn, cần nhiều thời gian Đây vấn đề gặp phải trình vận hành hệ thống thực tế sau 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Kết chạy thử pilot hệ thiết bị xử lý Amoni với công suất thiết kế 21,6 m3/ngày đêm nồng độ Amoni đầu vào 15 mgN/L, thời gian lưu thủy lực HRT = 26 phút điều kiện hiếu khí khơng cần bổ sung chất mà đảm bảo việc xử lý Amoni tiêu chuẩn cho phép < mgNH4-N/L (QCVN 01:2009/BYT).Tuy nhiên để đáp ứng theo tiêu chuẩn (QCVN 01:2018/BYT) yêu cầu nồng độ Amoni < 0,3 mgNH4N/L hệ thống thử nghiệm 7,2 m3/h với thời gian lưu thủy lực lớn HRT = 70 phút chứng minh tính hiệu ổn định Thơng qua kết trình thử nghiệm, để nâng cao hiệu xử lý Amonia Nhà máy nước Ba La cho thấy áp dụng cơng nghệ xử lý sinh học điều kiện thực tiễn nhà máy Hệ thống tối ưu dải nồng độ Amonia đầu vào từ - 13 mg/L, cá biệt Nghiên cứu lần ứng dụng công nghệ MBBR với giá thể sinh học có độ xốp diện tích bề mặt cao ứng dụng cho xử lý Amoni nước ngầm vùng phía tây Hà Nội (Hà Đơng) Qua trình nghiên cứu vận hành hệ thống pilot kéo dài tháng khẳng định trình nitrat hóa mơi trường hiếu khí đạt hiệu cao xử Amoni Qua nghiên cứu thực tiễn lần cho thấy hiệu ứng dụng thực tế để giải vấn đề ô nhiễm Amoni nước cấp cho ăn uống sinh hoạt nhân dân thủ đô đảm bảo quy chuẩn cho phép (QCVN 01:2009/BYT) tiếp cận với quy chuẩn (QCVN 01-1:2018/BYT) ban hành theo thống tư 41/2018 BYT 2.Kiến nghị Đề xuất thử nghiệm thêm hệ thống điều kiện khác thay đổi lưu lượng dòng đầu vào lớn Giới hạn nghiên cứu luận án xử lý nước ngầm ô nhiễm Amoni với nồng độ nhỏ 15 mg/L điều kiện khơng bổ sung chất Nhưng q trình vận hành thực tế nhà máy, nồng độ Amoni đầu vào vượt đạt mức 20 mg/L Vì cần 77 tiếp tục nghiên cứu hệ tống vận hành điều kiện cao tải bổ sung chất tuần hoàn nước để tăng tốc độ khử nitrat nhằm xử lý nước ô nhiễm Amoni với nồng độ cao Tiếp tục nghiên cứu xử lý nước ngầm nhiễm Amoni với việc sử dụng quy trình Anammox Sharon để tăng hiệu xử lý tiếp kiệm lượng Tiếp tục nghiên cứu phát triển vật liệu mang dạng xốp để tăng độ bền học tăng khả ngậm nước Kiến nghị sử dụng kết nghiên cứu luận án làm tiền đề cho việc nghiên cứu ứng dụng xử lý ô nhiễm Amoni nước ngầm Hà Nội đảm bảo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT tiếp cận với quy chuẩn QCVN 01-1:2018/ BYT tiêu Amoni, nitrit nitrat cấp nước cho nhân dân thủ đô mở rộng cho địa phương khác Việt Nam 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Vinse, "Hồ sơ đề xuất cho phép chuẩn bị đầu tư dự án “Xây dựng nhà máy nước mặt sông Hồng”," Công ty nước Hà Nội, 2014 [2] Cục thông kế thành phố Hà Nội, Niêm giám thống kê - 2015, NXB Thống kê, 2015 [3] UBND thành phố Hà Nội, "Tổng hợp số liệu: Số liệu đánh giá giác chất lượng nước ngầm trước sau xử lý Công ty TNHH MTV nước Hà Nội; Số liệu đánh giá giác chất lượng nước ngầm trước sau xử lý Công ty TNHH MTV nước Hà Đông," Hà Nội, 2014 [4] Nguyễn Văn Đảm Trần Minh, “Nghiên cứu lún đất khai thác nước đất thành phố Hà Nội,” Tạp chí KHKT Địa chất, Hà Nội, 1993 [5] P Q Nhân, "Đề tài NCKH: Mã số: 01C-04/09-2008-2, Nghiên cứu đánh giá tiềm tài nguyên nước đất khu vực Hà Nội, khả suy thoái trữ lượng chất lượng nước, xây dựng chiến lượng khai thác hợp lý, bảo vệ môi trường phục vụ cho phát triển bền vững thủ đô," Sở KH &CN thành phố Hà Nội, Hà Nội, 2004 [6] Lê Văn Cát, Trịnh Xuân Đức, Hệ thống tổ hợp tương hỗ kỹ thuật xử lý nước thải, Hà Nội: NXB khoa học kỹ thuật, 2008 [7] L T Bách, "Nghiên cứu mô hình đề xuất phương án khả thi xử lý sinh học Nitơ – Amoni nước ngầm Hà Nội," Bộ GD & ĐT, Đại học Xây Dựng, Hà Nội, 2008 [8] C T Hà, "Dự án Xử lý amoni nước ngầm quy mô Pilot Nhà máy nước Pháp Vân," Công ty KDNS Hà Nội, Sở GTCC Hà Nội, 2004 [9] Nguyễn Văn Khôi, Cao Thế Hà , "Nghiên cứu xử lý N- amoni nước ngầm 79 Hà Nội," Công Ty kinh doanh nước Hà Nội quy mô pilot nhà máy Pháp Vân., Hà Nội, 2000 [10] Nguyễn Việt Anh, Phạm Thúy Nga, Nguyễn Hữu Thắng, Trần Đức Hạ, Trần Hiếu Nhuệ , "Nghiên cứu xử lý nước ngầm nhiễm amoni phương pháp Nitrification kết hợp với Denitrification bể phản ứng sinh học theo nguyên tắc màng vi sinh vật ngập nước với vật liệu mang sợi Acrylic," Trường ĐHXD Hà Nội, Hà Nội, 2004 [11] Nguyễn Văn Phước, Giáo trình xử lý nươc thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, Hà Nội: NXB Xây dựng, 2007 [12] Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước sạch, Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2003 [13] Vinse, "Mô hình xử lý amoni trao đổi ion sử dụng vật liệu Zeolit," NXB Giáo dục Việt Nam, 2014 [14] Trần Đức Hạ, Cơ sở hóa học vi sinh vật học kỹ thuật môi trường, 2011: NXB Giáo dục Việt Nam [15] Bertino, A, " “Study on One-Stage partial Nitritation-Anammox process in Moving Bed Biofilm Reators: a Sustainable Nitrogen Removal," 2010 [16] L V Cát, Xử lý nước thải giàu hợp chất nito photpho, NXB Khoa học Công nghệ Hà Nội, 2007 [17] Trịnh Lê Hùng, Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Giáo dục Hà Nội, 2006 Tài liệu tiếng Anh 80 [18] C.W Randall, J.L Barnard, H.D Stensel, Design and retrofit of wastewater treatment plants for biological nutrient removal, Basel: Technomic Publ Lancaster, 1992 [19] Metcalf & Eddy, Inc, Watse Water Engineering Treatment, Disposal and Reuse,, New York: McGraw-Hill, Inc, 1991 [20] O Choi,1 A Das,1 C Yu,2 Z Hu, "Nitrifying Bacterial Growth Inhibition in the Presence of Algae and Cyanobacteria," Biotechnology and Bioengineering, vol Vol 107, no No.6, 2010 [21] R Crites, G Tchobanoglous (1998), Small and decentralized wastewater management systems, WCB/Mc Graw Hill [22] US EPA (1993a) Nitrogen control manual, Washington, DC [23] World Health Organization (1998) Guidelines for Drinking-water Quality [24] Soil and Water LTD (1992), Environmental Impact Assessment Study of Exploitation of Gas Foxtrot, Cote D’Ivoire Abidjan [25] Soil and Water LTD (2002), Rivised design for ammonia removal, Draft final design report Volume 1, Hanoi Water Supply and Environment Project, Stage 1A, Nam Du Water Treatment Plant [26] Ødegaard, H., Rusten, B., Westrum, T., (1994), A new moving bed bofilm reactor—applications and results, Water Sci Technol 29 (10–11), 157– 165 [27] Ødegaard, H., Rusten, B., Siljudalen, (1999), The development of themoving bed biofilm process—from idea to commercial product, Eur Water Manage (3), 36–43 [28] A.Zafarzadeh, B.Bina, M.Nikaeen, H.Movahedian Attar, M.Hajian nejad (2010),Performance of moving bed biofilm reactors for biological nitrogen compounds removel from wastewater by partial nitrification-denitrification process, Iran.J.Environ.Health.Sci.Eng., Vol.7, No.4, pp 353-364 81 [29] J.D Rouse, T Fujii, H Sugino, H Tran and K Furukawa (2005), PVA- gel beads as a biomass carrier for anaerobic oxidation of ammonium in a packedbed reactor,Kuraray Co., Ltd.; Sojo Univ., Kumamoto, Japan; Kumamoto Univ., Kumamoto, Japan, Sakazu 1621, Kurashiki, Okayama 710-8622, Japan; E-mail: joseph_rouse@kuraray.co.jp [30] Rogalla,F., Badard,M., Hansen,F., and Dansholm,P., Upscaling compact nitrogen removal process, Water Science Tech 26 (1992) 1067-1076 [31] Goodal J.B (1979), Oxidation Techniques In Drinking Water Treatment Drinking Water Pilot Project Report IIA Advanced Treatment Technology Karlsruhe, Federal Republic of Germany [32] Đoàn Thu Hà Kenji Furukawa: Nitrification of Ammonium -contaminated Groundwater using Swim-bed technology, Tạp chí xử lý nước sinh học Nhật Bản, 41 (3), 141 -152, 2005 [33] Đoàn Thu Hà, Royichi Kusumoto and Kenji Furukawa: Evaluation of the Swim bed attached-growth process for nitrification of Groundwater containing high levels of iron, Tạp chí xử lý nước sinh học Nhật Bản, 41 (4), 181 -192, 2005 [34] Đoàn Thu Hà, Royichi Kanda, Tohichirou Koyama, and Kenji Furukawa: Nitrogen removal from Groundwater using a Swim-bed Biological reactor, Tạp chí xử lý nước sinh học Nhật Bản, 42 (2), 65-78, 2006 [35] Saunier, B M (1976), Kinetics of Breakpoint Chlorination and Disinfection, Berkeley, CA, University of California, Berkeley Ph.D Dissertation [36] Niquette, P., Prevost, M., Servais, P., Beaudet, J.F., Coallier, J And Lafrance, P (1998), Shutdown of Bac Filters: Effects on Water Quality, Journal American Water Works Association 90 (12), 53 – 61 [37] Barrett, SE., M.K Davis, and M.J Mc Guire (1985), Blending Chloraminated and Chloraminated Waste, Jour AWWA (1): pp 50 – 61 [38] Kenji Furukawa, Pham Khac Lieu, Hiroyuk Tokitoh, Ritsuko Hatozaki, Takao 82 Fujii (2005), Anammox and Partial Nitritation as Novel Nitrogen Removal Processes, Furukawa Lab [39] W.Fresenius, Wschneider (1989), Waste water technology,Springer Verl Berlin Heidenbeg [40] Richard,Y.R.,(1989), Operation experiences of full-scale biological and ionexchange denitrification plants in France, J of Institution of Water and Environmental Management, pp 154-167 [41] Lauch,R.P., and Guter,G.A.,(1986), Ion exchange for removal of nitrate from well water, J.AWWA, pp 83-93 [42] Fletcher, I.J., Woodward,A.J, and Henwood,N.G.,(1991), Design and construction of an ion-exchange denitrification plant in South Staffordshire, J of Institution of water and Environment Management, pp 566-573 [43] U Van Dongen, M S M Jotten (2001), The SHARON – Anammox process for treatment of ammonium rich wastewater, Wat Sci Technol, Vol 44, No 1, 145 – 152 [44] J W Mulder, M C M Hellinga (2001), Full scale application of the SHARON process for treatment of rejection water of digested sludge dewatering, Wa Sci Technol Vol 43, No 11, 127 – 134 [45] Metcalf & Eddy, Inc (1991), Watse Water Engineering Treatment, Disposal and Reuse, McGraw-Hill, Inc, New York [46] WEF (1998), Biological and bio systems for nutrient removal, Special publication Alexandria USA [47] D Zart, R Stuven, E Bock (1999), Nitrification and Denitrification - Microbial Fundamentals and Consequences for Application In Vol.11a Environmental Processes I.Wastewater Treatment (ed J Winter) Biotechnology series, Weinheim New York Chichester Brisbane Singapore Toronto [48] M Henze, P Harremoes Wastewater treatment (1996), Biological and chemical process ed, Springer, Germany 83 [49] D.B Christensen and P.L McCarty (1975), Multi-process biological treatment model, Journal of Water Pollution Control Federation, 67, 2652 [50] Mackenzie L Davis (2010), Water and Wastewater Engineering, McGraw-Hill Education [51] C S Gee, J S Kim (2004), Nitrite accumulation followed by denitrification using sequencing batch reactor, Wat Sci Technol Vol 49, No - 6, 65 – 72 [52] A E J Botrous, M F Dahab (2004), Nitrification of high – strength ammonium wastewater by a fluidized bed reactor, Wat Sci Technol Vol 49, No - 6, 67 – 72 [53] J Zabranska, M Dohanyos (2004), Factors effecting nitrogen removal by nitritation/denitritation, Wat Sci Technol Vol 49, No - 6, 73 - 80 [54] WEF (2005), Biological nutrient removal (BNR) operation in waste water treatment plant, Special publication Alexandria USA [55] WEF (2010), Biofilm Reactors, Special publication Alexandria USA [56] Y Cohen (2001), Biofiltration – the treatment of fluids by microorganisms immobilized into filter bedding material: a rewiew Bioresource Technology 84 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Dự kiến kế hoạch thực Bảng thông tin kế hoạch thực công việc Kế hoạch thực M M M Tham khảo tài liệu Khảo sát Lấy mẫu Kết nhận sau phân tích Lấy mẫu (trong trường hợp có cố) Hồn thành báo cáo luận văn 85 M M M M M M M M M 10 11 12 Phụ lục 2: Thông số động học đặc trưng vi sinh vật tự dưỡng trình nitrat hóa [45] Giá trị Hệ số Cơ sở Trung bình Điển hình Nitrosomonas µmax d-1 0.3-2.0 0.7 Ks NH4+-N, mg/L 0.2-2.0 0.6 µmax d-1 0.4-3.0 1.0 Ks NO2- -N, mg/L 0.2-5.0 1.4 µmax d-1 0.3-3.0 1.0 Ks NH4+mg/L 0.2-5.0 1.4 Y mg SK/mg N-NH4+ 0.1-0.3 0.2 kd d-1 0.03-0.06 0.05 Nitrobacter Tổng thể 86 Phụ lục 3: Nhật ký thí nghiệm Bảng chất lượng nước Ngày Lưu lượng NH4-N (mg/L) L/phút QCVN Tải lượng Nước sau Nước thô Hiệu suất 01:2009- Mục tiêu (gNH4+xử lý BYT N/m3.ngày) Thời gian lấy mẫu (sạc℃ )h Nhiệt độ DO (mg/L) pH Nước thô Nước sau xử lý Nước thô Nước sau xử lý Nước thơ Nước Khơng khí 11/11 11/12 11/13 11/14 11/18 11/22 11/26 11/29 12/3 12/5 12/9 12/12 12/16 12/19 12/20 17:00 11:30 12:11 10:30 11:00 15:20 9:45 15:30 10:23 10:30 11:30 11:00 10:10 15:00 14:00 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 10.0 10.0 10.0 10.0 5.0 5.0 5.0 12.75 13.25 11.25 13.50 9.25 11.25 13.00 13.75 10.50 11.00 12.25 12.00 10.75 10.50 10.25 12.00 11.75 9.50 10.25 7.00 8.00 9.25 10.25 8.75 9.00 9.50 8.38 7.75 5.75 5.00 6% 11% 16% 24% 24% 29% 29% 25% 17% 18% 22% 30% 28% 45% 51% 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 68 135 158 293 203 293 338 315 105 120 165 218 90 143 161 6.90 6.92 7.00 6.90 7.05 6.90 7.23 7.07 7.10 7.07 7.10 7.23 7.61 7.09 7.12 7.20 7.13 7.60 7.50 7.30 7.40 7.75 7.40 7.40 7.55 7.33 7.55 7.60 7.81 7.40 4.45 4.40 4.75 4.65 4.35 4.40 3.90 3.85 3.85 3.75 3.61 3.30 4.45 4.40 4.75 6.8 7.4 7.0 6.9 8.0 8.0 8.0 7.4 7.4 7.3 2.3 2.9 6.8 7.4 7.0 28.0 27.0 26.0 26.1 26.1 26.5 24.4 25.0 25.1 25.7 21.5 22.1 25.0 27.2 25.5 28.0 27.0 26.0 26.0 26.3 26.4 24.5 24.8 25.5 25.4 19.9 20.5 24.1 26.6 24.2 29.0 29.2 28.1 26.0 27.2 27.1 25.3 24.0 26.8 25.0 18.2 19.6 23.0 26.1 23.1 12/24 10:10 5.0 10.50 1.50 86% 3.00 0.30 275 6.86 7.31 4.65 6.9 25.8 25.5 25.0 12/27 12/30 1/3 1/7 1/10 1/22 1/30 2/4 2/5 2/14 2/20 2/24 2/28 3/4 3/5 3/9 3/13 3/15 3/18 3/24 4/24 5/25 15:02 11:10 10:30 11:10 13:10 11:10 14:10 15:10 14:10 13:10 14:10 13:30 14:10 13:10 15:40 15:00 15:20 15:20 15:00 16:00 15:00 15:00 5.1 5.0 5.2 5.3 5.4 5.2 5.1 5.0 5.2 5.0 5.0 5.0 5.0 10.0 15.0 15.0 15.0 14.8 15.1 10.0 10.0 10.0 11.50 12.75 11.25 9.50 10.50 10.00 10.50 9.75 15.75 10.00 11.00 11.50 11.25 10.75 10.25 10.00 10.00 14.25 13.00 11.25 11.50 12.75 2.16 0.99 0.75 0.30 0.28 0.10 0.12 0.25 1.40 0.15 1.75 0.05 0.10 0.23 6.30 1.20 2.50 3.70 3.20 1.80 2.24 3.00 81% 92% 93% 97% 97% 99% 99% 97% 91% 99% 84% 100% 99% 98% 39% 88% 75% 74% 75% 84% 81% 76% 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 286 360 334 298 331 316 110 291 448 255 266 275 683 631 242 217 185 260 241 238 556 585 6.80 6.80 7.10 6.96 7.25 7.10 7.00 6.98 7.10 6.70 7.05 6.80 7.10 7.20 7.10 7.00 6.98 6.90 6.80 6.90 7.30 7.20 7.20 7.33 7.60 7.50 7.33 7.40 7.75 7.20 7.20 7.60 7.50 7.55 7.55 7.75 7.40 7.40 7.55 7.33 7.10 7.60 7.81 7.72 2.12 1.21 1.35 0.99 1.54 1.72 0.86 1.34 1.91 1.51 1.01 0.91 0.95 0.85 0.75 0.64 0.42 0.79 1.02 0.88 1.13 0.93 6.1 5.5 5.2 4.7 4.2 3.9 3.6 3.0 3.5 3.6 3.8 3.1 4.0 5.2 6.0 6.9 8.0 8.0 8.0 7.4 7.4 7.3 28.0 27.0 26.0 26.1 26.1 26.5 24.4 28.0 27.0 26.0 26.1 26.1 26.5 24.4 25.0 25.1 25.7 21.5 22.1 25.0 27.2 25.5 28.0 27.0 26.0 26.0 26.3 26.4 24.5 28.0 27.0 26.0 26.0 26.3 26.4 24.5 24.8 25.5 25.4 25.1 20.5 25.2 26.6 25.9 29.0 29.2 28.1 26.0 27.2 27.1 25.3 29.0 29.2 28.1 26.0 27.2 27.1 27.6 28.9 26.0 25.0 18.2 27.0 28.6 29.5 30.0 87 Ý KIẾN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………… ……………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………… ………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………… Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………… ……………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… XÁC NHẬN HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………… …………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày Học Viên 88 tháng năm