Nghiên cứu, cải thiện hiệu quả quá trình chuyển hoá phân hủy các hợp chất nitơ trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đô thị

Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương MỞ ĐẦU Ô nhiễm môi trường đã và đang là một vấn đề quan trọng, hệ quả của một quá trình phát triển nóng của các nước đang phát triển trong giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp và dịch vụ, quá trình đô thị hóa và tập trung dân cư nhanh chóng là những nguyên nhân gây nên hiện trạng quá tải môi trường . Ở Việt Nam, phần lớn nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư đô thị, ven đô và nông thôn đều chưa được xử lý đúng quy cách. Nước thải từ các khu vệ sinh mới chỉ được xử lý sơ bộ tại các bể tự hoại, chất lượng chưa đạt yêu cầu xả ra môi trường, là nguyên nhân gây ô nhiễm, lây lan bệnh tật. Đó là chưa kể dòng nước thải sinh hoạt từ nhà bếp, tắm, giặt, thường không được xử lý qua bể tự hoại, góp phần làm ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Các chỉ tiêu BOD 5 , COD, nitơ, Phốt pho và vi sinh vật là các chỉ tiêu ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy trong nước thải sinh hoạt. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng nitơ rất lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng thường xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng nitơ cao, trong đó các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm. Muốn xử lý loại bỏ nitơ trong nước thải thì tốt nhất là sử dụng biện pháp sinh học dựa vào quy luật tự nhiên để giảm thiểu ô nhiễm. Đây thực chất là quá trình thúc đẩy hoạt động của các vi sinh vật vốn có trong tự nhiên. Cụ thể là sử dụng các vi khuẩn Nitrat hóa và phản Nitrat hóa để loại bỏ nitơ trong nước thải. Dựa vào đặc tính của vi sinh vật trong nước thải có thể chuyển hoá amoni thành NO 2 - , NO 2 - thành NO 3 - , sau đó sẽ chuyển NO 3 - thành NO, N 2 O, N 2 hoàn toàn không có hại với môi trường. Chính vì vậy tôi đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, cải thiện hiệu Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 1 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương quả quá trình chuyển hoá phân hủy các hợp chất nitơ trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đô thị” với các mục tiêu sau: • Phân lập chủng vi sinh vật có khả năng phân giải hợp chất chứa nitơ trong nước thải. • Tuyển chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải cao. • Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển và khả năng phân giải hợp chất chứa nitơ của chủng được tuyển chọn. • Tạo chế phẩm sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt • Nghiên cứu, ứng dụng chế phẩm sinh học trong xử lý nước thải. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 2 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương 1.1. Tài nguyên nước và sự ô nhiễm nước Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia. Hiện nay nguồn tài nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt. Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất. Do đó con người cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước. Ô nhiễm nước có thể được định nghĩa bằng nhiều cách như khi nồng độ một hoặc nhiều chất cụ thể trong nước vượt quá tải lượng của môi trường trong khoảng thời gian đủ để gây tác động hay hậu quả rõ rệt ta gọi là ô nhiễm nước. Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: "Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã". Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng. Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước (VloSer, 2009). Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hoá chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý. Hiện nay, đã có nhiều hoạt động tuyên truyền chủ trương xã hội hoá công tác bảo vệ tài nguyên nước, đưa ra nhiều biện pháp nhằm kêu gọi tất cả các thành viên Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 3 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương trong xã hội nâng cao ý thức, cùng hành động tích cực bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên này. Bảo vệ tài nguyên nước là nhiệm vụ cấp bách, nó không chỉ đáp ứng các yêu cầu trước mắt mà còn tạo nền tảng vững chắc cho sự nghiệp bảo vệ tài nguyên và môi trường trong tương lai lâu dài, vì đó là sự sống còn của chính chúng ta và con cháu sau này. 1.1.1. Tình trạng ô nhiễm môi trường nước trên thế giới Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra đây vài thí dụ tiêu biểu. Anh Quốc chẳng hạn: Ðầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch, nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt. Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như nạn cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bale năm 1986 chẳng hạn) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. Ở Hoa Kỳ tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Ðại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng. 1.1.2. Tình trạng ô nhiễm môi trường nước tại Việt Nam Nước ta có nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp và các đô thị chưa đông lắm nhưng tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở nhiều nơi với các mức độ nghiêm trọng khác nhau (Cao Liêm và Trần Ðức Viên, 1990). Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 4 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất dùng tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở đồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng. Việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học càng góp thêm phần ô nhiễm môi trường nông thôn. Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến Sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục cây số. Khu công nghiệp Việt Trì xả mỗi ngày hàng ngàn mét khối nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt xuống Sông Hồng làm nước bị nhiễm bẩn đáng kể. Khu công nghiệp Biên Hòa và TP HCM tạo ra nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt rất lớn, làm nhiễm bẩn tất cả các sông rạch ở đây và cả vùng phụ cận. Nước dùng trong sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với nước thải của các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong khu dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị ở nước ta. Ðiều đáng nói là các loại nước thải đều được trực tiếp thải ra môi trường, chưa xử lý triệt để, vì nước ta chưa có hệ thống xử lý nước thải nào đúng nghĩa như tên gọi của nó. Nước ngầm cũng bị ô nhiễm, do nước sinh hoạt hay công nghiệp và nông nghiệp. Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm mặn và nhiễm phèn xảy ra ở những vùng ven biển sông Hồng, sông Thái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung (Cao Liêm và Trần Ðức Viên, 1990). 1.2. Đặc điểm nước thải sinh hoạt đô thị và sự ô nhiễm Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Nước thải đô thị bao gồm cả nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư, các loại nước thấm và nước thải sản xuất thải ra từ các Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 5 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương công trình công nghiệp [11]. Nguồn nước thải từ sinh hoạt gồm: nước vệ sinh tắm, giặt, nước rửa rau, thịt, cá, nước từ bể phốt, từ khách sạn, nhà hàng, các dịch vụ công cộng như thương mại, bến tàu xe, bệnh viện, trường học, khu du lịch, vui chơi, giải trí. Chúng thường được thu gom vào các kênh dẫn thải. Hợp chất nitơ trong nước thải là các hợp chất amoniac, protein, peptit, axit amin, amin cũng như các thành phần khác trong chất thải rắn và lỏng [2]. Mỗi người hàng ngày tiêu thụ 5-16g nitơ dưới dạng protein và thải ra khoảng 30% trong số đó. Hàm lượng nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân khoảng 8 lần [2]. Các chỉ tiêu BOD 5 , COD, Nitơ, Phốt pho là các chỉ tiêu ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy trong nước thải sinh hoạt. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán (vacne.org.vn). Đặc trưng của nước thải đô thị hiện nay là chứa nồng độ chất hữu cơ ở mức cao và nhiều chất hoạt động bề mặt từ việc sử dụng nhiều chất tẩy rửa như xà phòng, nước rửa chén Ông Yutaka Matsuzawa - Chuyên gia môi trường của Tổ chức Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) tại Việt Nam đã nhận định: “Quá trình đô thị hoá tại Việt Nam diễn ra rất nhanh. Những đô thị lớn tại Việt Nam như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng nề. Đô thị ngày càng phình ra tại Việt Nam, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam vô cùng thô sơ. Có thể nói rằng, người Việt Nam đang làm ô nhiễm nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải ra hàng ngày”. Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam, nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng xấu đi. Ước tính, hiện chỉ có khoảng 6% lượng nước thải đô thị được xử lý (VACNE, 2010). Chuyên gia Matsuzawa cho rằng, quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá khiến luồng di cư đổ về đô thị. Song việc thu gom, xử lý rác thải và nước thải sinh hoạt Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 6 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương lại không được để ý. “Tôi chắc chắn rằng, Việt Nam trong vòng ít nhất là 10-15 năm nữa sẽ còn phải hứng chịu các tác động nặng nề do nước thải sinh hoạt không được xử lý. Đây là lý do vì sao tôi nói rằng, ô nhiễm nước thải sinh hoạt đang là vấn đề nghiêm trọng nhất mà Việt Nam đang đối mặt”, ông khẳng định. Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố hồi đầu năm 2010 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong do điều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước. Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước đang ngày một ô nhiễm trầm trọng. Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương). Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải, một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nặng. Tổng lượng nước thải của thành phố Hà Nội, theo báo cáo của Uỷ ban Khoa học Công nghệ và Môi trường (2006), lên tới 300.000-400.000m 3 /ngày, trong đó 2/3 là nước thải sinh hoạt. Hình 1.1.Ô nhiễm nước tại sông Tô Lịch Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 7 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương Theo thông báo mới nhất của UBND thành phố Hà Nội (2006), tình trạng ô nhiễm môi trường do hoạt động công nghiệp tuy đã có chuyển biến nhưng vẫn còn hơn 90% tổng lượng nước thải sinh hoạt và nước thải của các cơ sở sản xuất, bệnh viện, dịch vụ và làng nghề chưa được xử lý. Chỉ có một số ít nhà máy và bệnh viện được trang bị hệ thống xử lý nước thải tại chỗ, và chỉ có 8-10% tổng lượng nước thải đô thị được xử lý ở bốn nhà máy xử lý nước thải mới xây dựng với tổng công suất 48.000 m 3 /ngày [10]. Ở thành phố Hồ Chí Minh thì lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; chỉ có 24/142 cơ sở y tế lớn là có xử lý nước thải; khoảng 3.000 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời. Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt đô thị cũng không được xử lý, độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép (TCCP). Như vậy nghiên cứu để đưa ra phương án xử lý là vấn đề vô cùng cấp thiết hiện nay. 1.3. Phương pháp xử lý nước thải và lựa chọn phương pháp xử lý Trong các phần trước chúng ta thấy rằng nguồn gây ô nhiễm nước quan trọng nhất là nước thải. Nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp đều chứa các tác nhân gây độc hại, gây suy thoái chất lượng nước sông, hồ, nước ngầm. Do vậy việc xử lý nước thải là tối cần thiết trong công tác bảo vệ tài nguyên nước. Mục đích của việc xử lý nước thải là khử các tạp chất sao cho nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng ở mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đã đặt ra. Các tiêu chuẩn chất lượng đó thường phụ thuộc vào mục đích và cách thức sử dụng: nước sẽ được tái sử dụng hay thải thẳng vào các nguồn tiếp nhận nước [11]. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 8 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương 1.3.1. Phương pháp cơ học Nước thải công nghiệp cũng như nước thải sinh hoạt thường chứa các chất tan và không tan ở dạng lơ lửng. Các tạp chất lơ lửng có thể ở dạng rắn và lỏng, chúng tạo với nước thành hệ huyền phù. Tùy thuộc vào kích thước hạt, các hệ huyền phù được chia làm 3 nhóm là chất rắn tan, chất rắn keo và chất rắn lơ lửng [11]. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 9 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thường người ta sử dụng các quá trình thủy cơ (gián đoạn hoặc liên tục): lọc qua song chắn rác hoặc lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc lực ly tâm và lọc. Việc lựa chọn phương pháp xử lý tùy thuộc vào kích thước hạt, tính chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết [11]. 1.3.2. Các phương pháp vật lý và hóa học Các phương pháp xử lý sinh học được sử dụng với hiệu quả cao để xử lý chất hữu cơ kém bền vững, nhưng ít hiệu quả với nước thải công nghiệp chứa các chất vô cơ độc hại (kim loại nặng, axit, bazơ) hoặc các chất hữu cơ bền vững (các clobenzen, PCB, phenol ) và cũng ít hiệu quả với một số loại vi trùng. Trong các trường hợp này cần kết hợp phương pháp xử lý sinh học với các phương pháp lý, hóa học. Năm phương pháp lý, hóa thường được dùng trong xử lý nước thải là: - Phương pháp đông tụ và keo tụ; - Phương pháp hấp phụ; - Phương pháp trung hòa; - Phương pháp tuyển nổi; - Phương pháp trao đổi ion 1.3.2.1. Phương pháp đông tụ và keo tụ Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng tốc độ lắng của chúng. Việc khử các hạt keo lắng rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ [11]. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 10 [...]... hóa [NH 2OH ] Quá trình nitơrat hóa N2O NH 3 N-N Quá trình amoni hóa Cố định Nitơ R-NH 2 Nitơ trong tế bào Hình 1.6 Sự chuyển hóa Nitơ trong chu trình Nitơ 1.4.1 Quá trình cố định nitơ phân tử Chu trình chuyển hóa nitơ bắt đầu bằng quá trình cố định nitơ phân tử Quá trình này chuyển hóa khí nitơ tạo thành các hợp chất nitơ mà thực vật có thể đồng hóa được Cố định nitơ bằng quá trình sinh học là phổ... sỹ khoa học Lê Thị Hương Các quá trình sinh học áp dụng cho hợp chất chứa nitơ trong xử lý nước thải đô thị ở Việt Nam: - Xử lý kỵ khí: với bể phân hủy kỵ khí, hệ thống UASB - Xử lý hiếu khí: bùn hoạt tính, lọc nhỏ giọt, màng lọc sinh học - Hệ thống tự nhiên: ao hồ ổn định, cánh đồng ngập nước Thông thường các giai đoạn xử lý kỵ khí phải đứng trước xử lý hiếu khí nhằm giảm tải trọng chất hữu cơ và... học Lê Thị Hương Trong một mẫu nước thải chưa xử lý, phần lớn thường là amoni và các nitơ hữu cơ các chất này bị oxy hoá thành nitrit và sau đó là nitrat trong môi trường Phương pháp thông thường để loại bỏ nitơ khỏi nước thải bắt đầu bằng cách oxy hoá amoni, nitrit/nitrat (quá trình nitơ hoá) và chấm dứt bằng cách chuyển hoá nitrit/nitrat thành khí nitơ (quá trình khử nitơ) Quá trình nitơ hoá sinh học... nghệ kinh điển trong công tác xử lý nước thải phổ biến ở nước ta Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 29 CNSH 2008-2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học Lê Thị Hương Hình 1.11 Công nghệ bể USBF Nghiên cứu sử dụng mô hình công nghệ USBF để xử lý nước thải đô thị, là công nghệ cải tiến của quá trình bùn hoạt tính trong đó kết hợp 3 quá trình Anoxic, Aeration và lọc sinh học dòng ngược trong một hệ thống xử lý nước. .. nước thải Đây chính là điểm khác với hệ thống xử lý bùn hoạt tính kinh điển, thường tách rời ba quá trình trên nên tốc độ và hiệu quả xử lý thấp Với sự kết hợp này sẽ đơn giản hóa hệ thống xử lý, tiết kiệm vật liệu và năng lượng chi phí cho quá trình xây dựng và vận hành hệ thống Đồng thời hệ thống có thể xử lý nước thải có tải lượng hữu cơ, N và P cao Mô hình được thiết kế nhằm kết hợp các quá trình. .. Các phương pháp kỵ khí thường được dùng để xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm và chất thải từ chuồng trại chăn nuôi, phân rác 1.4 Cơ sở lý thuyết các quá trình xử lý Nitơ bằng phương pháp sinh học Ở Việt Nam, việc xử lý loại bỏ các chất dinh dưỡng (N, P) trong nhiều loại nước thải trước khi xả thải là nhằm hạn chế sự ô nhiễm nước ngầm, nước mặt Tác hại lớn nhất khi thải nước thải giàu N, P vào các. .. Chủng vi sinh vật phân lập từ đất, nguồn nước thải sinh hoạt, nước mặt, nước thải của nhà máy sản xuất thực phẩm và bùn hoạt tính của hệ thống xử lý nước thải và được giữ giống trên môi trường thạch nghiêng, thực hiện tại phòng thí nghiệm sinh học - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội Bùn được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt được lấy từ các bể sinh học hiếu... tạo thành nitơ tự do, không cần cung cấp chất hữu cơ cho quá trình phân hủy sinh học này [12] Quá trình khử nitơ trong nước thải bằng hệ vi khuẩn Anammox có thể biểu diễn bằng sơ đồ sau: NO2- + NH4+ → N2 + 2H2O Cố định Nitơ Quá trình khử nitơ truyền thống Quá trình khử nitơ tự dưỡng Hình 1.8 Quá trình khử nitơ truyền thống và quá trình Anammox Phản ứng anammox đã được xác nhận là sự oxy hoá amoni bởi... và dinh dưỡng để có thể cho nước thải đạt yêu cầu chất lượng thải ra sông hồ Nguồn Carbon Bể tử hoại (Kỵ khí) NH4+ Nitơ hữu cơ NO3- Pha hiếu khí Quá trình Nitrat hóa Thiếu khí N2 Quá trình phản Nitrat hóa Quá trình loại bỏ nitơ Hình 1.7 Quá trình nitrat và phản nitrat hóa trong hệ thống xử lý nước thải (Gold et al 1989) 1.5.1 Xử lý nitơ bằng bùn hoạt tính Loại bỏ các hợp chất hữu cơ là việc rất quan... tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước [11] 1.3.3 Phương pháp xử lý sinh học Phương pháp sinh học dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá . Lê Thị Hương quả quá trình chuyển hoá phân hủy các hợp chất nitơ trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đô thị với các mục tiêu sau: • Phân lập chủng vi sinh vật có khả năng phân giải hợp. trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Nước thải đô thị bao gồm cả nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư, các loại nước thấm. định Nitơ Nitơ trong tế bào Hình 1.6. Sự chuyển hóa Nitơ trong chu trình Nitơ 1.4.1. Quá trình cố định nitơ phân tử Chu trình chuyển hóa nitơ bắt đầu bằng quá trình cố định nitơ phân tử. Quá trình