(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu xử lý chất hữu cơ trong nước thải hồ nuôi tôm bằng phương pháp vi sinh ở quy mô pilot

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN VÕ THỊ ĐĂNG THẠCH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TRONG NƢỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM BẰNG h PHƢƠNG PHÁP VI SINH Ở QUY MÔ PILOT LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Bình Định – Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN VÕ THỊ ĐĂNG THẠCH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TRONG NƢỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM BẰNG h PHƢƠNG PHÁP VI SINH Ở QUY MƠ PILOT Chun ngành: Hóa lý thuyết hóa lý Mã số: 8440119 Ngƣời hƣớng dẫn: TS LÊ THỊ THANH THÚY LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình kết nghiên cứu riêng tôi, thực hướng dẫn khoa học TS Lê Thị Thanh Thúy Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Võ Thị Đăng Thạch h LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gửi đến TS Lê Thị Thanh Thúy - người tận tình quan tâm, hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện tốt để em hoàn thành tốt luận văn Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn đến q Thầy, Cơ khoa Hóa Trung tâm thí nghiệm thực hành A6 – Trường Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện giúp đỡ em thực luận văn Cuối cùng, em xin dành tình cảm đặc biệt đến với gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học Hóa K20 ln động viên, khích lệ tinh thần suốt q trình học tập nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng thời gian thực luận văn hạn chế kiến thức thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên không h tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp quý báu từ quý Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Quy Nhơn, tháng năm 2019 Học viên Võ Thị Đăng Thạch MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Tổng quan tình hình nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu h 4.1 Đối tượng nghiên cứu 4.2 Phạm vi nghiên cứu Nội dung phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp nghiên cứu 5.2 Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tầm quan trọng nước 1.2 Sự ô nhiễm môi trường nước 1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước 1.3.1 Các chất vô 1.3.2 Các chất hữu 1.4 Các phương pháp xử lý nước thải 1.4.1 Phương pháp học 1.4.2 Phương pháp hóa lý 1.4.3 Phương pháp hóa học 10 1.4.4 Phương pháp sinh học 10 1.5 Xử lý nước thải phương pháp sinh học 12 1.5.1 Điều kiện nước thải đưa vào xử lý sinh học 13 1.5.2 Các trình sinh học chủ yếu dùng xử lý nước thải 14 1.5.3 Cơ chế phân hủy chất hữu nước thải 15 1.6 Xử lý nước thải phương pháp màng sinh học 18 1.6.1 Khái niệm màng sinh học 18 1.6.2 Đặc điểm màng sinh học 18 h 1.6.3 Quá trình tạo màng sinh học 20 1.6.4 Cơ chế xử lý qua màng 20 1.7 Các giai đoạn sinh trưởng phát triển vi sinh vật 21 1.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển vi sinh vật 23 1.8.1 Nồng độ tạp chất hữu 23 1.8.2 Ảnh hưởng kim loại nặng 24 1.8.3 Ảnh hưởng anion 24 1.8.4 Một số yếu tố khác 24 1.9 Động học trình xử lý sinh học 24 1.10 Những thông số đánh giá chất lượng nước 28 1.10.1 Độ pH 28 1.10.2 Hàm lượng chất rắn 28 1.10.3 Màu sắc 28 1.10.4 Độ đục 29 1.10.5 Oxi hòa tan (DO – Dissolve oxigen) 29 1.10.6 Chỉ số COD (nhu cầu oxi hóa học – chemical oxigen Demand) 29 1.10.7 Chỉ số BOD (nhu cầu oxi sinh hóa – Biochemical oxigen Demand) 29 1.10.8 Hàm lượng nitơ 30 1.10.9 Hàm lượng photpho 31 1.10.10 Hàm lượng sunfat 31 1.10.11 Chỉ số vi sinh 32 1.11 Đặc điểm nước thải nuôi tôm 32 1.12 Một số kỹ thuật xử lý nước thải nuôi tôm vi sinh vật 33 h Chƣơng THỰC NGHIỆM 36 2.1.Giới thiệu hệ thống thiết bị xử lý nước thải nuôi tôm phương pháp màng sinh học 36 2.1.1 Sơ đồ cấu tạo thiết bị 36 2.1.2 Nguyên lý hoạt động thiết bị 37 2.1.3 Ưu điểm thiết bị 38 2.1.4 Thực nghiệm xử lý nước thải nuôi tôm 38 2.2 Nuôi cấy tạo màng vi sinh 39 2.2.1 Lựa chọn vật liệu làm chất mang 39 2.2.2 Q trình ni cấy tạo màng vi sinh vật liệu 40 2.3 Quy trình lấy mẫu nước thải 40 2.3.1 Dụng cụ đựng lấy mẫu 40 2.3.2 Điểm lấy mẫu 41 2.3.3 Cách lấy mẫu 41 2.4 Phương pháp phân tích 41 2.4.1 Xác định tiêu pH 41 2.4.2 Xác định nhu cầu oxi hóa học COD (K2Cr2O7) 43 2.4.3 Xác định nhu cầu oxi sinh hóa (BOD) 46 2.4.4 Xác định tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 48 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 3.1 Kết q trình ni cấy tạo màng vi sinh vật liệu xốp 50 3.2 Kết xử lý hàm lượng chất hữu nước thải nuôi tôm hệ pilot theo thời gian 51 3.2.1 Đồ thị biểu diễn biến đổi pH theo thời gian xử lý 53 h 3.2.2 Kết biến đổi TSS theo thời gian xử lý 54 3.2.3 Đồ thị biểu diễn biến đổi COD theo thời gian xử lý 55 3.3 Kết so sánh trình xử lý chất hữu nước thải nuôi tôm theo kỹ thuật KT1 KT2 56 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến trình xử lý chất hữu nước thải nuôi tôm 58 3.5 Động học trình phân hủy hợp chất hữu 59 3.5.1 Cơ chế động học trình phân hủy sinh 59 3.5.2 Kiểm chứng phương trình động học cách so sánh thời gian thực tế với thời gian lý thuyết 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 67 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 73 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) h DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VSV Vi sinh vật COD Nhu cầu oxi hoá học (Chemical oxygen Demand) BOD Nhu cầu oxi sinh học (Biochemical oxygen Demand) DO Nồng độ oxi hòa tan TSS Chất rắn lơ lửng HK Hiếu khí KK Kị khí ATH Chất ức chế q trình nitro hóa SBR Cơng nghệ sinh học xử lý nước thải vận hành theo mẻ (Sequencing Batch Reactor) h