Luận văn: Ảnh hưởng của pH đến tai trong bùn hoạt tính docx

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Ảnh hưởng của pH đến tai trong bùn hoạt tính i Lời cám ơn Trước khi đi vào nội dung luận văn em xin chân thành cảm ơn đến: Thầy Nguyễn Phước Dân đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện để hoàn thành luận văn này. Cô Nguyễn Thị Thanh Phượng đã tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình vận hành mô hình thí nghiệm. Cùng toàn thể thầy cô khoa môi trường đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, truyền đạt nguồn kiến thức và những kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường. Xin cảm ơn đến tất cả bạn bè, những người đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bố mẹ em đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn tốt này. Mặc dù đã nỗ lực hết mình, nhưng do khả năng, kiến thức và thời gian có hạn nên không thể tránh được những sai sót trong lúc thực hiện luận văn này, em kính mong quý thầy cô chỉ dẫn, giúp đỡ em để ngày càng hoàn thiện hơn vốn kiến của mình và có thể tự tin bước vào cuộc sống với vốn kiến thức có được. ii Lời mở đầu Môi trường là một trong những vấn đề mà hiện nay hầu hết ai cũng quan tâm, vấn đề không những tự nó phát sinh mà nguyên nhân chính là do nhu cầu cuộc sống của con người gây ra. Trong nhiều thập niên qua tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng, đó là sự phát thải bừa bãi các chất ô nhiễm vào môi trường mà không được xử lý, gây nên hậu quả nghiêm trọng tác hại đến đời sống toàn cầu. Việt Nam chúng ta đã và đang chú trọng đến việc cải tạo môi trường và ngăn ngừa ô nhiễm. Tại Thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng ô nhiễm môi trường khá nghiêm trọng, hầu hết các con kênh rạch trong Thành phố đều ô nhiễm nặng nề, những làn khói bụi thoát ra từ các nhà máy, xe cộ đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của người dân. Vấn đề cấp bách đặt ra cho cấp lãnh đạo thành phố hiện nay là cần ngăn chặn các nguồn ô nhiễm và tái tạo lại môi trường thành phố. Tuy nhiên, để ngăn chặn sự ô nhiễm trước tiên phải xử lý các nguồn gây ô nhiễm thải vào môi trường, có nghĩa là các nhà máy, xí nghiệp, các khu thương mại trong quá trình hoạt động và sản xuất phát sinh chất thải phải được xử lý triệt để. Muốn vậy, cần phải ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý triệt để các loại chất thải phát sinh là điều tất yếu phải làm đối với mỗi chúng ta. iii Mục lục CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. GIỚI THIỆU 1 1.2. MỤC ĐÍCH 1 1.3. PHẠM VI ĐỀ TÀI 1 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN 3 2.1. GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH 3 2.1.1. Lịch sử phát triển của quá trình bùn hoạt tính 3 2.1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính 3 2.1.3. Sự tăng trưởng sinh khối 4 2.1.4. Tính chất tạo bông bùn hoạt tính 10 2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH 12 2.2.1. Ảnh hưởng của pH 12 2.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 13 2.2.3. Ảnh hưởng của kim loại nặng 14 2.2.4. Ảnh hưởng của các chất dầu mỡ trong nước thải 15 2.2.5. Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt 15 2.2.6. Sự lên men của nước thải 15 2.2.7. Nhu cầu oxy 16 2.2.8. Lượng dinh dưỡng 16 2.2.9. Tỉ số F/M (Tỉ số thức ăn trên sinh khối) 19 2.2.10. Lượng bùn tuần hoàn 19 2.2.11. Thời gian lưu bùn 19 2.3. NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NHỮNG VẤN ĐỀ THƯỜNG GẶP KHI VẬN HÀNH BÙN HOẠT TÍNH 20 2.3.1. Bùn phát triển phân tán (Dispersed growth) 20 2.3.2. Bùn không kết dính được (Pinpoint flocs) 21 2.3.3. Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bulking) 21 2.3.4. Bùn tạo khối nhớt (vicous bulking) hay là sự phát triển của Zoogloeal (Zoogloeal growth) 24 2.3.5. Bùn nổi (Rising sludge) 26 2.3.6. Bọt váng (Foam/Scum) 27 a. Bọt 29 b. Váng 30 2.4. LỊCH SỬ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH BÙN TẠO KHỐI VÀ TẠO BỌT 31 2.4.1. Bùn tạo khối 31 2.4.2. Bọt váng 36 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 3.1. NỘI DUNG THỰC HIỆN 39 3.2. THÍ NGHIỆM 1: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA 39 3.3. THÍ NGHIỆM 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ 42 iv 3.4. THÍ NGHIỆM 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ 44 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 4.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA 47 4.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM 58 4.3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI pH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM 69 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 5.1. KẾT KUẬN 81 5.2. KIẾN NGHỊ 81 v Danh sách các bảng Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật 9 Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình bùn hoạt tính 13 Bảng 2.3 Các chất dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn 16 Bảng 2.4 Phần trăm thành phần của các nguyên tố chính trong tế bào vi khuẩn tính trên trọng lượng khô 16 Bảng 2.5 Giá trị dinh dưỡng cần thiết để khử BOD (g/kg BOD) 17 Bảng 2.6 Thời gian lưu bùn tiêu biểu cho quá trình bùn hoạt tính 18 Bảng 2.7 Các loài vi khuẩn dạng sợi thường gặp gây ra hiện tượng bùn tạo khối 21 Bảng 2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến bùn khối nhớt 23 Bảng 2.9 Các dấu hiệu nhận biết có quá trình khử nitrat 24 Bảng 2.10 Các dạng vi khuẩn gây bọt váng thường gặp 25 Bảng 2.11 Ảnh hưởng của sự thay đổi về sinh học, hóa học và lý học đến sự hình thành bọt/váng 26 Bảng 2.12 Những dạng bọt chính trong bùn hoạt tính 27 Bảng 2.13 Kiểm soát bọt do thiếu dinh dưỡng 33 Bảng 2.14 Kiểm soát bọt do chất béo, dầu mỡ 35 Bảng 3.1 Các thông số đầu vào của nước thải thuộc da 36 Bảng 3.2 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 36 Bảng 3.3 Số lần pha loãng theo từng tải trọng 37 Bảng 3.4 Thể tích dung dịch KH2PO4 cần châm vào các mô hình 38 Bảng 3.5 Các thông số đầu vào của nước thải chế biến men thực phẩm 38 Bảng 3.6 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 39 vi Bảng 3.7 Số gam mật rỉ đường tương ứng với từng tải trọng 39 Bảng 3.8 Thể tích dung dịch dinh dưỡng ứng với mỗi tải trọng 40 Bảng 3.9 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 41 Bảng 3.10 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu 42 Bảng 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 44 Bảng 4.2 COD đầu vào và COD đầu ra trung bình sau khi ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 45 Bảng 4.3 Biến thiên clorua của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 47 Bảng 4.4 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da48 Bảng 4.5 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 49 Bảng 4.6 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 51 Bảng 4.7 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 52 Bảng 4.8 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 54 Bảng 4.9 COD đầu vào, COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 55 Bảng 4.10 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 57 Bảng 4.11 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 59 Bảng 4.12 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 60 vii Bảng 4.13 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 61 Bảng 4.14 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH (pH = 4 – 11) đối với nước thải chế biến men thực phẩm 64 Bảng 4.15 COD đầu ra của mô hình pH = 12 64 Bảng 4.16 COD đầu vào và COD đầu ra trung bình ổn định của nước thải chế biến men thực phẩm 65 Bảng 4.17 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 66 Bảng 4.18 Độ đục đầu ra của mô hình pH = 12 67 Bảng 4.19 SVI đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm 68 Bảng 4.20 SVI đầu ra của mô hình pH = 12 68 Bảng 4.21 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm 69 Bảng 4.22 Biến thiên MLSS của mô hình pH = 12 đối với nước thải chế biến men thực phẩm 69 Bảng 4.23 Biến thiên pH đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 71 Bảng 4.24 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm 72 viii Danh sách các hình Hình 2.1 Trùng biến hình (amoebae) 5 Hình 2.2 Trùng roi (flagellate) 5 Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate) 6 Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa) 7 Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa) 8 Hình 2.6 Giun tròn sống tự do (free – living nematode) 8 Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer) 9 Hình 2.8 Bùn ở giai đoạn hô hấp nội bào 9 Hình 2.9 Bùn hoạt tính kết bông tốt 11 Hình 2.10 Bùn liên kết yếu 12 Hình 2.11 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi 21 Hình 2.12 Hình minh họa bùn dạng bọt váng Nocardia 26 Hình 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 44 Hình 4.2 COD đầu vào, COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 46 Hình 4.3 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 46 Hình 4.4 Clorua đầu ra cúa thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da47 Hình 4.5 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 48 Hình 4.6 Biến thiên SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 50 Hình 4.7 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 51 Hình 4.8 COD đầu ra và clorua đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 52 ix Hình 4.9 Độ đục và SVI đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 53 Hình 4.10 MLSS trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 53 Hình 4.11 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (0.3; 0,5; 1,0; 1,5 kg COD/m3.ngày) đối với nước thải chế biến men thực phẩm 55 Hình 4.12 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (2,0; 4,0; 6,0 kg COD/m3.ngày) đối với nước thải chế biến men thực phẩm 55 Hình 4.13 COD vào, COD ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 56 Hình 4.14 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 57 Hình 4.15 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 58 Hình 4.16 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 59 Hình 4.17 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 60 Hình 4.18 COD đầu ra và độ đục đầu ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 62 Hình 4.19 SVI và MLSS trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 63 Hình 4.20 COD đầu ra khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11 64 Hình 4.21 COD đầu ra của mô hình pH = 12 65 Hình 4.22 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 66 Hình 4.23 Độ đục đầu ra khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11 67 [...]... nghiệm 2: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải chế biến thực ph m Maurine – La Ngà Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của pH đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải chế biến men thực ph m Maurine – La Ngà - Các thông số ảnh hưởng đến nghiên cứu bao gồm: pH và tải trọng 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Bao gồm: - Tổng quan về bùn hoạt tính và một số... năng tách khỏi pha lỏng bằng ph ơng ph p lắng 2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH 2.2.1 Ảnh hưởng của pH pH là một yếu tố chính trong sự ph t triển của vi sinh vật pH lớn quá hay thấp quá đều ảnh hưởng xấu tới đời sống vi sinh Sự hình thành bông bùn tốt nhất ở pH 12 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN nằm trong khoảng 6.5 - 8.5 Khi pH < 6.5 và > 8.5, liên kết giữa các bông bùn trở nên yếu, bùn nổi lên... với nhau Hiện tượng bùn không kết dính được là kết quả của sự ph n hủy những bông bùn lớn Trong thí nghiệm lắng bùn, bùn dạng này chia thành 2 ph n, ph n bùn lớn hơn lắng rất nhanh, chỉ số thể tích bùn tính trên ph n thể tích chiếm chỗ của ph n bùn này khá thấp Nhưng ph n nước ph a trên thì bị đục vì một lượng sinh khối vẫn còn trong đó Nguyên nhân ph n hủy bông bùn của hiện tượng bùn không kết dính... hành bao gồm pH và tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính 1.3 PH M VI ĐỀ TÀI - Nghiên cứu được tiến hành trên các mô hình ph ng thí nghiệm, là những mô hình hoạt động theo từng mẻ có thể tích 2 lít Mô hình được vận hành trong vòng 3 tháng, bao gồm 3 thí nghiệm như sau: Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải thuộc da của công ty Đặng... 2.10 Bùn liên kết yếu 2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ ph n ứng sinh hóa trong quá trình xử lý nước thải Nhiệt độ không những ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật mà còn tác động lớn tới quá trình hấp thụ khí oxy vào nước thải và sự ph t triển cũng như tính lắng của bông bùn Khi nồng độ MLVSS cao (> 10,000 mg/l): sự thay đổi nhiệt độ sẽ gây ra ảnh hưởng. .. bùn hoạt tính có: SRT = 5 - 7 ngày, F/M = 0,3 - 0,5 gBOD/gVSS.ngày 2.2.10 Lượng bùn tuần hoàn Mục đích của tuần hoàn bùn là duy trì đủ nồng độ bùn hoạt tính trong bể làm thoáng Lưu lượng tuần hoàn bùn khoảng 50 - 70% của lưu lượng nước thải trung bình Nồng độ bùn tuần hoàn từ bể lắng khoảng từ 4000 - 12000 mg/l 2.2.11 Thời gian lưu bùn SRT là yếu tố quan trọng trong quá trình bùn hoạt tính, vì nó ảnh. .. bùn tạo khối Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng nói trên trong đó các yếu tố vận hành như pH, tải trọng,… có ảnh hưởng khá quan trọng Vì vậy, đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của pH và tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính được đề ra để nghiên cứu, theo dõi với mong muốn sẽ làm tăng hiệu quả vận hành để nâng cao hiệu suất xử lý của hệ thống xử lý sinh học 1.2 MỤC ĐÍCH Nghiên cứu ảnh hưởng của. .. QUAN nghiệp Khử nitrat hoá hoàn toàn Khử photpho Ổn định quá trình bùn hoạt tính 3 – 18 2–4 20 – 40 (Theo Waste Water Engineering-Metcalf & Eddy, bảng 8.6 trang 680) 2.3 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NHỮNG VẤN ĐỀ THƯỜNGGẶP KHI VẬN HÀNH BÙN HOẠT TÍNH 2.3.1 Bùn ph t triển ph n tán (Dispersed growth) Bùn ph t triển ph n tán khi vi khuẩn không tạo bông bùn mà ph t triển ph n tán tự do dưới dạng những cá thể... thực ph m Maurine – La Ngà  Thí nghiệm 3: thay đổi pH như sau: 4, 6.5 – 7.5, 8.5, 11, 12 đối với nước thải chế biến men thực ph m Maurine – La Ngà - Xử lý và thảo luận kết quả thu được 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH 2.1.1 Lịch sử ph t triển của quá trình bùn hoạt tính Xử lý nước thải bằng ph ơng ph p sinh học hiếu khí - bùn hoạt tính ngày nay đã trở nên rất ph ... tượng bùn ph t triển ph n tán Tuổi bùn lớn là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng bùn không kết dính được Bông bùn liên tục kém tập trung chất nền bên ngoài làm cho các polysaccharidic ngoại bào như C và năng lượng ph hủy mạng polymer của bông bùn 2.3.3 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bulking) Hiện tượng bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi có ảnh hưởng đến tính nén bùn hơn là tính . trong bùn hoạt tính 3 2.1.3. Sự tăng trưởng sinh khối 4 2.1.4. Tính chất tạo bông bùn hoạt tính 10 2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH 12 2.2.1. Ảnh hưởng của pH 12 2.2.2. Ảnh. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PH M MAURINE – LA NGÀ 42 iv 3.4. THÍ NGHIỆM 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN TÍNH CHẤT. Ảnh hưởng của nhiệt độ 13 2.2.3. Ảnh hưởng của kim loại nặng 14 2.2.4. Ảnh hưởng của các chất dầu mỡ trong nước thải 15 2.2.5. Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt 15 2.2.6. Sự lên men của