NGHIÊN CỨU SỰ THÍCH NGHI CỦA BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỨA PHENOL BẰNG BỂ PHẢN ỨNG THEO MẺ SBR

MỤC LỤC LỜI CaM KẾT 2 Xin chân thành cảm ơn 3 MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1 Tổng quan về phenol 3 1.3 Một số phương pháp xử lí phenol trong nước 4 1.4 Một số phương pháp xử lí nước thải chứa phenol trên thế giới 6 1.5 Công nghệ SBR 7 1.5.1 Nguyên lý hoạt động 7  Các giai đoạn xử lý bằng hệ thống SBR6 7 1.5.2 Ưu điểm 8 1.5.3 Nhược điểm 9 Nếu như quá trình lắng bùn xảy ra sự cố thì sẽ dẫn đến bùn bị trôi theo ống đầu ra. 9 1.5.4 Các đặc tính nổi bật 9 2.3 Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý và hóa học đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong nước 10 16 2.4 Bùn hoạt tính sử dụng trong hệ thống xử lí Phenol 18 2.5 Quy trình phân tích các chỉ tiêu đầu vào và đầu ra của hệ thống 20 3.1 Tính toán thiết kế bể SBR 29 3.1.1. Quy trình vận hành và hướng dẫn sử dụng bể SBR 31 Sau khi nuôi bùn chứa vi sinh vật hiếu khí ổn định và ở thể tích 0,008m3 trong bể. Nước từ bể chứa nước thải đầu vào được bơm với Q= 0,71lp trong vòng 30 phút. Tiếp đó hệ thống sục khí với Qvào=70 lp và máy khuấy với Vkhuấy=170 vp sẽ được bật và chạy liên tục trong 7 giờ. Sau 7h, hệ thống sục khí và máy khuấy sẽ tự động ngắt, bể SBR ở pha lắng trong 1 giờ 30 phút. Kết thúc pha lắng, nước sau xử lí theo van xả tự động sang bể chứa nước thải đầu ra trong khoảng thời gian 1 giờ. Kết thúc xả nước, sục khí trong bể SBR sẽ tự động bật 2 giờ để chờ đến mẻ làm việc thứ 2. 31 Số chu kỳ vận hành trong 1 ngày 31 2 31 Tổng thời gian vận hành trong 1 chu kì 31 12h 31 Thời gian bơm nước vào bể 31 0,5h 31 Thời gian sục khí phản ứng 31 7h 31 Thời gian lắng 31 1,5h 31 Thời gian xả nước sau xử lý 31 1h 31 Thời gian chờ giữa 2 mẻ 31 2h 31 3.2 Kết quả phân tích sự thích nghi của bùn hoạt tính lần 1 32 Nhiệt độ của mẫu nước luôn được duy trì ổn định ở mức 2526oC. pH mẫu nước cũng được duy trì ổn định trong khoảng trung tính pH= 68. Mức nhiệt độ và pH được duy trì ổn định trong khoảng tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật. 32 Hiện tượng của bùn thích nghi: 37 Hai ngày đầu, mẫu nước đầu ra trong, bùn lắng tốt, TSS đầu ra gần như bằng 0. 37 Ngày thứ 4 của quá trình thích nghi bùn lắng tốt, nhưng nước đầu ra bắt đầu có hiện tượng đục, bùn nổi váng trên mặt bể. 37 Ngày thứ 5,6 mẫu nước đầu ra đục, nhớt, có mùi hôi, bùn nổi váng dày trên mặt bể, bùn lắng chậm. 37 Ngày thứ 7,8 nước đầu ra đục, nhớt, có mùi hôi, bùn nổi váng dày trên mặt bể, bùn gần như không lắng được và ngả màu vàng nhạt. 37 3.3 Kết quả phân tích sự thích nghi của bùn hoạt tính lần 2 37 Nhiệt độ của mẫu nước vẫn luôn được tiếp tục duy trì ổn định ở mức 2530oC. pH mẫu nước cũng được duy trì ổn định trong khoảng trung tính pH= 68. Mức nhiệt độ và pH được duy trì ổn định trong khoảng tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật. 38 Hiện tượng: 43 Ngày 1 đến ngày 2 của bùn thích nghi: Nước đầu ra trong, bùn lắng tốt. 43 Ngày 35: Nước đầu ra đục hơn, bùn lắng kém hơn bắt đầu có hiện tượng nổi bọt trắng và đóng váng trên mặt bể . 43 Từ ngày thứ 818 của bùn thích nghi: Nước đầu ra trong trở lại, không có mùi hay bị nhớt, bùn lắng tốt hơn. Ngày thứ 18 bùn lắng rất tốt. 43 Từ ngày thứ ba của quá trình bùn thích nghi, xuất hiện bông bùn hoạt tính kích thước đường kính bông bùn khoảng 11,5 mm có thể quan sát bằng mắt thường tương đồng với 4 43 Giải thích: 43 Ngày 1 ngày 4: Bùn hiếu khí bắt đầu thích nghi và tăng sinh khối ( MLSS từ 2220 mgl tăng lên 3620 mgl) 43 Mô hình thực tế 56 Mẫu nước đầu ra của bùn hoạt tinh hiếu khí thích nghi lần 2 57 Bùn thích nghi lần 2 ngày 5 59 Bùn thích nghi lần 2 ngày 5 59 Bùn thích nghi ngày 1 60 Bùn thích nghi ngày 2 60 Bùn thích nghi ngày 3 61 Bùn thích nghi ngày 10 61

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Ngọc Thuấn

Cơ quan công tác: Khoa Môi Trường – Trường đại học

Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

HÀ NỘI, THÁNG 04 NĂM 2017

Mọi sao chép trích dẫn đều có căn cứ tài liệu đầy đủ, không sao chép gian lận viphạm quy chế đào tạo, nếu vi phạm thì chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trướchội đồng và nhà trường.

Lời cảm ơn

Trong bốn năm học tập và khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em luôn nhậnđược sự quan tâm, động viên và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, người thân và bạn bè.Với những kiến thức thầy cô truyền đạt, sự động viên của bạn bè và gia đình đã giúp đỡ

em rất nhiều để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giảng viên Khoa Môi trường của trườngĐại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho em thực hiệnnghiên cứu này

Xin đặc biệt cảm ơn TS.Lê Ngọc Thuấn đã giành nhiều thời gian hướng dẫn, tậntình giúp đỡ và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế cho em trong quá trình học tập cũngnhư thực hiện đồ án tốt nghiệp

Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người thân bên cạnh và cácbạn sinh viên lớp ĐH3CM1 đã ủng hộ, động viên và giúp đỡ để hoàn thành tốt đồ án tốtnghiệp

Cuối cùng, xin được gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, anh chị, tất cả mọi ngườitrong gia đình luôn là nguồn động viên, là điểm tựa vững chắc, đã hỗ trợ và giúp bản thân

em có đủ nghị lực để vượt qua khó khăn và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, em rất mong nhậnđược sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về đồ án tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DO (mg/l) Lượng oxi hòa tan

MLSS (mg/l) Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng

SVI (ml/g) Chỉ số thể tích bùn

TSS (mg/l) Hàm lượng cặn lơ lửng

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Công ty cổ phần chăn nuôi CP Việt Nam

Hình 2 2: Bùn hoạt tính của công ty cổ phần chăn nuôi CP-khu công nghiệp Phú Nghĩa

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Nước là một nguồn tài nguyên quý giá và có tầm quan trọng thiết yếu với sựsống của toàn nhân loại Hiện nay, cùng với quá trình phát triển không ngừng củanền kinh tế xã hội Việt Nam, các quá trình sản xuất tạo ra của cải vật chất đã để lạinhững tác động xấu đến môi trường trong đó có sự ô nhiễm nguồn nước Đặc biệt

sự ô nhiễm của các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ và rất độc có trong thành phầnnước thải của một số ngành công nghiệp, luôn là một vấn đề nổi trội và đáng đượcquan tâm nhất

Phenol là một chất hoá học chủ yếu do con người tạo ra, mặc dù nó được tìmthấy trong những phế liệu động vật và các hợp chất hữu cơ phân huỷ Trong côngnghiệp, phenol đóng vai trò rất quan trọng, là nguyên liệu nguồn của nhiều ngànhcông nghiệp Một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn của nước ta đó là côngnghiệp dầu khí, chế biến các sản phẩm từ dầu khí và công nghiệp sản xuất keo dán.Hàng năm các hoạt động sản xuất của những ngành công nghiệp này đã phát thải ramột lượng lớn chất thải độc hại cụ thể là phenol, vào môi trường nói chung và môitrường nước nói riêng dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước Để có thể phát triểnmột cách bền vững thì đi đôi với các quá trình sản xuất, chúng ta luôn phải quantâm đến việc tìm ra những phương pháp tối ưu nhất để bảo vệ môi trường, đặc biệt

là môi trường nước

Công nghệ SBR đã được nghiên cứu từ những năm 1920 và được sử dụng ngàycàng rộng rãi trên toàn thế giới Ở Châu Âu và Trung Quốc, Hòa Kỳ, họ đang ápdụng công nghệ này để xử lý nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, đặc biệt làtrong những khu vực đặc trưng có lưu lượng nước thải thấp và biến động Các khu

đô thị, khu nghỉ dưỡng, khu nghỉ mát và một số ngành công nghiệp như sản xuấtsữa, bột giấy, thuộc da đang sử dụng công nghệ SBR để xử lý nước thải

Nhận thức được những vấn đề cấp thiết đó, đồng thời thấy được ưu điểm củaviệc sử dụng các biện pháp sinh học cũng như công nghệ phản ứng theo mẻ để xử

lý nước thải so với các phương pháp khác, từ đó em đã chọn đề tài “ Nghiên cứu sự thích nghi của bùn hoạt tính hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải chứa phenol bằng bể phản ứng theo mẻ SBR ” để làm đề tài tốt nghiệp của mình.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu chế tạo mô hình bể SBR

- Nghiên cứu sự thích nghi của bùn hoạt tính hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải chứa phenol bằng bể SBR

3 Nội dung nghiên cứu

- Tìm hiểu cơ sở khoa học và cấu tạo của bể phản ứng theo mẻ ( SBR) , nghiêncứu và chế tạo mô hình xử lý nước thải theo mẻ (SBR) áp dụng đối với nướcthải chứa phenol

- Thử nghiệm xử lí nước thải chứa phenol trong phòng thí nghiệm

- Đánh giá hiệu quả xử lí Phenol trong nước thải của mô hình

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về phenol

- Công thức phân tử: C6H5OH

- Công thức cấu tạo

- Nhiệt độ nóng chảy : t„c = 40,3°C.

- Nhiệt độ sôi: ts = 182,2°C

- Phenol tan rất ít trong nước lạnh nhưng tan tốt trong nước ở nhiệt độ>60°C

- Độc làm bỏng da và các niêm mạc với dung dịch 2-3%

- Nồng độ cho phép của Phenol trong không khí là 0,005mg/lk2

- Dễ tan trong dung dịch kiềm do tính acid của nó tạo ra Phenolat:

C6H5OH + NaOH-> C6H5ONa + H2O

Tuy nhiên, tính axit của phenol rất yếu Ka=10-9,75 nên không làm đổi màu quỳ tím Vì vậy, muối phenolat bị axit cacbonic tác dụng tạo lại phenol:

C6H5ONa + CO2 + H2O -> C6H5OH + NaHCO3

Phản ứng này được dùng để tái tạo phenol trong công nghiệp

1.2 Độc tính của phenol

Phenol có thể thâm nhập vào cơ thể người qua việc hô hấp và tiếp xúc da, mắt,màng nhầy Phenol được xem là chất cực độc đối với con người nếu đi vào cơ thểngười qua đường miệng với hàm lượng lớn Khi ăn phải những chất có hàm lượngphenol cao sẽ dẫn đến tử vong Triệu chứng như co giật, hôn mê dẫn tới rối loạn hôhấp, không còn khả năng kiểm soát, máu trong cơ thể thay đổi dẫn đến hiện tượngtụt huyết áp Phenol còn làm ảnh hưởng tới gan, thận và cả tim của người nhiễmđộc

Những ảnh hưởng lâu dài của phenol: nhiều thí nghiệm đã chỉ ra sự liên quan vềđau bắp thịt, sưng gan của con người khi tiếp xúc với phenol lâu ngày Phenol còngây bỏng cho da, làm rối loạn nhịp tim, tiếp xúc thường xuyên với phenol có thểdẫn đến sự phát triển chậm trễ, gây ra sự biến đổi dị thường ở thế hệ sau, tăng tỉ lệ

đẻ non ở người mang thai

Khả năng gây ung thư của phenol: EPA – Cục bảo vệ môi trường Hoa Kì đã xếpphenol vào nhóm D, nhóm có khả năng gây bệnh ung thư ở người.[12]

Khi ăn, uống phải một lượng phenol có thể gây kích ứng, bỏng phía bên trong

cơ thể và gây tử vong ở hàm lượng cao Tình trạng kích ứng và ảnh hưởng cũng xảy

ra tương tự đối với các loài động vật khi tiếp xúc với phenol

1.3 Một số phương pháp xử lí phenol trong nước

Ozon có thể oxi hóa các hợp chất hữu cơ trong nước theo hai con đường:

− Oxi hóa phenol trực tiếp bằng phân tử ozon hòa tan trong nước.

− Oxi hóa phenol gián tiếp thông qua gốc hydroxyl (OH°) tạo ra khi phân hủy ozontrong nước

− Hai con đường oxi hoá phenol nói trên của ozon xảy ra gần nhau Quá trình oxi hoátrực tiếp bằng phân tử O3 xảy ra tương đối chậm so với oxi hoá gián tiếp thông quagốc hydroxyl (OH°)do sự phân huỷ ozon tạo ra [3]

 Phương pháp sử dụng vật liệu Ag- TiO2/ Bentonit

Nguyễn Việt Cường cùng cộng sự năm 2009 đã nghiên cứu chế tạo xúc tácquang trên cơ sở vật TiO2 - SiO2 và ứng dụng trong xử lý nước nhiễm phenol [7].Nhóm tác giả đã tiến hành đánh giá cấu trúc tinh thể của sản phẩm (được tổng hợp

từ TiO2 – SiO2 và N-TiO2-SiO2 bằng phương pháp sol-gel) và hoạt tính xúc tácquang thông qua hiệu suất xử lý phenol trong điều kiện sử dụng ánh sáng UV-A vàánh sáng mặt trời Kết quả cho thấy việc bổ sung SiO2 và N đều làm tăng diện tích

bề mặt riêng của vật liệu so với sản phẩm TiO2 ban đầu Hoạt tính xúc tác quang củacác sản phẩm trong điều kiện sử dụng ánh sáng UV-A đạt tốt nhất ở tỷ lệ khối lượngTiO2:SiO2 là 90:10 Trong điều kiện sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên tại TPHCM,vật liệu pha tạp N-TiO2-SiO2 thể hiện hiệu quả xử lý phenol đạt khoảng 90%, vượttrội so với các vật liệu TiO2-SiO2 và TiO2 (lần lượt là 62 và 60%) Hiệu quả xử lýphenol của các hợp chất pha tạp N-TiO2-SiO2 trong điều kiện ánh sáng mặt trời tựnhiên vượt trội (đạt xấp xỉ 90%), gấp 1,5 lần so với hợp chất không pha tạp N.Phan Vũ An năm 2008 đã nghiên cứu xử lý nước nhiễm phenol bằng màngmỏng TiO2 [8] Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tác nhân quang hóa là ánh sángUV-A, hạt alummino silicate được phủ lớp phim xúc tác N-TiO2-SiO2 có hiệu quảcao nhất (31,2%) do quá trình nhúng giúp tạo lớp phủ ổn định, đồng đều và bềnvững trên bề mặt chất mang Khi tác nhân quang hóa là ánh sáng mặt trời tự nhiên,sợi thủy tinh được phủ lớp phim xúc tác N-TiO2-SiO2cho hiệu quả xử lý phenol caonhất (85,32%) do diện tích bề mặt tiếp xúc với ánh sáng mặt trời tự nhiên lớn nên

đã giúp cải thiện rõ hiệu quả xử lý Trong thí nghiệm, sau 3 lần chạy, độ hao hụt là0,19% (tương đương 0,001g) cho mỗi lần thí nghiệm Điều này chứng tỏ sợi thủytinh có tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn

b Phương pháp sinh học

 Phương pháp sử dụng chủng vi khuẩn DX3

Vũ Thị Thanh và cộng sự đã nghiên cứu khả năng phân hủy phenol củachủng vi khuẩn DX3 [11] Chủng vi khuẩn DX3 được phân lập từ bể chứa nước thảikho xăng dầu Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội Sau 3 lần làm giàu liên tiếp trên môitrường muối khoáng Gost có bổ sung 50 mg/l phenol Nhóm nghiên cứu lựa chọn

các nồng độ phenol ban đầu lần lượt là 50, 100 và 150 mg/l để bổ sung vào môitrường nuôi cấy của chủng vi khuẩn Bacillus sp DX3 và nuôi ở 30oC Kết quả chothấy, sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường khoáng dịch với nồng độ phenol ban đầu

150 mg/l thì hàm lượng phenol đã giảm xuống còn 0,067 mg/l, đạt hiệu quả xử lý99,9%

1.4 Một số phương pháp xử lí nước thải chứa phenol trên thế giới

 Phương pháp sử dụng bùn hoạt tính trong điều kiện hiếu khí

Vazquez và cộng sự năm 2006 đã nghiên cứu loại bỏ phenol, amoni,thiocyanua trong nước thải cốc hóa bằng bùn hoạt tính trong điều kiện hiếu khí vớicác thông số đầu vào phenol (110-350mg/l); N-NH4 (504-2340mg/l); SCN-(185-370mg/l), COD(807-3275 mg/L)[14] Khi bổ sung nguồn cacbon (2,8kgNaHCO3/m3) sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật tự dưỡng phát triển để đẩy mạnhquá trình khử nitơ trong dòng thải Hiệu quả xử lý NH4 đạt 71% khi thời gian lưunước là 54,3h Hiệu quả loại bỏ COD, phenol lần lượt là 65,6 và 97% Hiệu quả loại

bỏ phenol trong điều kiện không bổ sung carbon tương đương với điều kiện bổ sungnguồn carbon Tuy nhiên khả năng loại bỏ phenol tăng khi pH tăng Hiệu quả loại

bỏ cao nhất đạt 96% khi pH=8 trong 15 h phản ứng

 Phương pháp sử dụng hệ phản ứng màng sinh học yếm khí - thiếu khí - hiếu khí (A1/A2/O-MBR)

Wen-tao Zhao và cộng sự năm 2009 đã nghiên cứu xử lý nước thải nhà máycốc bằng hệ phản ứng màng sinh học yếm khí - thiếu khí - hiếu khí (A1/A2/O-MBR) [15] Bể yếm khí với vật liệu đệm, độ xốp 95% Bể hiếu khí được cung cấpoxy bằng bơm không khí, với DO được duy trì 5mg/l và sử dụng màng sợipolythene, Mitsubishi, Nhật với diện tích 0,2m2 Tại bể này nước thải được bổ sungNa2CO3 để tạo môi trường kiềm cho quá trình loại bỏ các chất dinh dưỡng và duy trì

pH trong khoảng 7-7,2 Nước thải ở các bể được duy trì ở nhiệt độ 350C±1 bằngnhiệt kế để đảm bảo nước nghiên cứu có cùng nhiệt độ với nguồn nước thải Hệthống A1/A2/O-CAS (sử dụng bùn hoạt tính) cũng hoạt động song song, cùng điềukiện để so sánh hiệu quả xử lý giữa hai hệ thống Kết quả cho thấy hiệu quả loại bỏCOD và phenol của hệ A1/A2/O-MBR cao hơn hẳn hệ sử dụng bùn hoạt tính đặcbiệt khi hệ thống hoạt động với tải lượng chất ô nhiễm lớn như nước thải cốc hóa.Hiệu quả xử lý COD đạt 89,8±1,2% tương đương 264±36mg/l Hiệu quả xử lýphenol đạt 99,9% với nồng độ phenol sau xử lý là 0,2±0,1mg/l Công nghệ tích hợpA1/A2/O-MBR là công nghệ hiện đại nhất hiện nay cho hiệu quả xử lý chất hữu cơ

cao Tuy nhiên giá thành xử lý đắt do chi phí màng cao Do đó trong các nước đangphát triển cũng chưa được ứng dụng nhiều.

1.5 Công nghệ SBR

1.5.1 Nguyên lý hoạt động

Bể SBR (Sequencing Batch Reactor): là bể phản ứng làm việc theo mẻ dạng

công trình xử lý bùn hoạt tính nhưng 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra trong cùngmột bể Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa hợp chấthữu cơ và nito cao Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nước thải –phản ứng – lắng – hút nước ra, trong đó quá trình phản ứng hay còn gọi là quá trìnhtạo hạt (bùn hạt hiếu khí) quá trình này phụ thuộc vào khả năng cấp khí, đặc điểmcủa chất nền trong nước thải đầu vào

 Các giai đoạn xử lý bằng hệ thống SBR[6]

• Pha làm đầy: Trong pha này, nước thải sẽ được nạp đầy bể, nước thải vào sẽ mang

theo một hàm lượng thức ăn cho các vi khuẩn trong bùn hoạt tính, tạo ra một môitrường cho phản ứng sinh hóa xảy ra

Đưa nước thải vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy khuấytrộn, làm đầy sục khí

- Làm đầy tĩnh: Nước thải đưa vào bể ở trạng thái tĩnh, nghĩa là không cung cấp thiết

bị khuấy trộn và sục khí Trạng thái này thường áp dụng trong công trình không cầnquá trình nitrat hóa và quá trình phản nitrat và những công trình lưu lượng nước thảithấp để tiết kiệm năng lượng, chi phí vận hành, bảo dưỡng

- Làm đầy có khuấy trộn thì giúp điều hòa nồng độ, ổn định thành phần nước thải,đồng thời xảy ra các quá trình oxy hóa cơ chất trong điều kiện hiếu khí và thiếu khí,tăng hiệu quả xử lí nito trong nước thải

- Làm đầy có thổi khí nhằm duy trì vùng hiếu khí trong bể Tạo điều kiện cho vi sinhvật sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ, trong bể xảy ra quá trình oxy hóa các hợpchất hữu cơ, loại bỏ một phần COD/BOD trong nước thải Tạo điều kiện cho quátrình nitrat hóa xảy ra

• Pha phản ứng: Sau khi cho nước vào bể, hệ thống bơm nước thải vào sẽ ngừng hoạt

động, thay vào đó hệ thống sục khí sẽ được khởi động để tiến hành quá trình nitrithóa, nitrat hóa và phân giải các hợp chất hữu cơ Do trong pha này, không có nướcthải vào trong bể vì vậy thề tích nước thải và tải trọng hữu cơ không được bồ sung,quá trình sục khí được duy trình, các vi sinh vật hiếu khí sẽ oxi hóa các hợp chấthữu cơ để sinh trưởng và phát triển Vì vậy các hợp chất hữu cơ sẽ được loạibỏ.Trong pha này còn xảy ra quá trình nitrat hóa, ammoniac có trong nước thải sẽđược chuyển hóa thành nitrit và nitrat

• Pha lắng: các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn ra trong môi

tường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ Trong pha này, các bôngbùn đã được hình thành sẽ được lắng xuống đáy bể, đồng thời xảy ra quá trình phảnnitrat, nitrat và nitrit được tạo ra ở pha trên sẽ bị khử thành nito

• Pha xả nước: nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến công trình tiếp

theo, đồng thời trong quá trình này bùn cũng được tháo ra

• Pha chờ: thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo( có thể bỏ qua pha này).

1.5.2 Ưu điểm

- Không cần bể lắng và tuần hoàn bùn

- Trong pha làm đầy bể SBR đóng vai trò như bể cân bằng vì vậy bể SBR có thể chịudựng được tải trọng cao và sốc tải

- Có thể hạn chế được sự phát triển của vi khuẩn sợi thông qua việc điều chỉnh tỉ sốF/M và thời gian thổi khí trong quá trình làm đầy

- Ít tốn diện tích đất xây dựng do các quá trình cân bằng cơ chất, xử lý sinh học vàlắng được thực hiện trong cùng một bể

- Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị (các thiết bị ít) mà không cần phải tháo nướccạn bể Chỉ tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, máy thổi khí,

hệ thống thổi khí

- Hệ thống có thể điều khiển hoàn toàn tự động

- TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao

- Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn.

1.5.3 Nhược điểm

- Nếu như quá trình lắng bùn xảy ra sự cố thì sẽ dẫn đến bùn bị trôi theo ống đầu ra

- Khi xả tốc độ dòng chảy rất lớn sẽ làm ảnh hưởng đến các hệ thống xử lý phía sau

- Có thể xảy ra quá trình khử nitrat trong pha lắng nếu như thời gian lưu bùn dài.Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bùn nổi do bị khí nitơ đẩy lên Hiện tượng này càngnghiêm trọng vào những ngày nhiệt độ cao

1.5.4 Các đặc tính nổi bật

- Nồng độ bùn trong công trình: hầu hết các công trình truyền thống đều hoạt động

ở nồng độ bùn thấp hoặc trung bình, thường 1.500 - 2.500 mg/l nhưng đối với bể SBR lại hoạt động ở nồng độ bùn cao, điển hình là 2.000 - 4.000 mg/l dẫn đến tuổi bùn lâu hơn và tăng hiệu quả sinh học

- Tất cả quá trình tích hợp vào một công trình: công nghệ SBR kết hợp các quá trìnhnitrat hóa, khử nitơ, phản ứng, lắng và ổn định bùn bên trong một công trình nhỏgọn, đỡ tốn chi phí xây dựng

1.6 Đặc điểm chung của bùn hoạt tính

- Bùn hoạt tính là những quần thể sinh vật, vi sinh vật bao gồm: vi khuẩn,

nấm, Protozoa, tích trùng và các loại động vật không xương, động vật bậc

cao khác (giun, dòi, bọ) Bùn có dạng bóng, màu nâu xám Bùn hoạt tínhđược hình thành rất đơn giản bằng cách làm thoáng sục khí vào nước thảivới sự có mặt của vi khuẩn Việc sục khí được thực hiện cho tới khi vi khuẩnphân hủy chất hữu cơ Bùn hoạt tính hình thành không phải bởi một loại vikhuẩn tạo bông đặc biệt mà chỉ là một hiện tượng bình thường, bởi mỗi loại

vi khuẩn đều có mức năng lượng nhất định Có thể tạo bùn hoạt tính từ nướcthải chứa nhiều keo như nước thải sinh hoạt, hoặc nước thải chứa nhiều chấttan phức hợp như nước thải nhà máy hóa chất tổng hợp Sự hình thành bùnhoạt tính đều diễn ra như nhau khi tiến hành ở hai loại nước thải trên đây,miễn là bảo đảm ổn định và có chất dinh dưỡng, tức là chứa đầy đủ cácnguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho vi khuẩn phát triển bình thường Đa sốnước thải chứa đủ vi sinh vật để sản sinh ra bùn hoạt tính, không cần phảigieo cấy gì thêm Những vi sinh vật này thường có xuất xứ từ phân, các chấtbẩn sinh hoạt Đối với một số ít nước thải công nghiệp có thể phải có thêmmột ít phân để gieo cấy

Vai trò cơ bản trong quá trình làm sạch nước thải của bùn hoạt tính là vi khuẩn,thành phần các loại vi khuẩn trong bùn hoạt tính phát triển tuỳ thuộc vào đặctrưng của nước thải Trong đó, có thể chia làm các nhóm vi khuẩn sau:

Bảng 1 1: Các nhóm vi khuẩn có trong bùn hoạt tính

( Nguồn: Báo cáo chuyên đề công nghệ môi trường 2009)

1.7Các yếu tố ảnh hưởng đến bể bùn hoạt tính hiếu khí

Quá trình xử lý hiếu khí chịu ảnh hưởng của nông độ bùn hoạt tính tức phụ thuộcvào chỉ sổ bùn Chỉ sổ bùn càng nhỏ thì nồng độ bùn đưa vào công trình xử lýcàng lớn hoặc ngược lại Khi tiến hành quá trình cần phải cung cấp đầy đủ lượngoxi một cách liên tục sao cho lượng oxi hòa tan trong nước > 2 mg/L, tải trọnghữu cơ trong xử lý hiếu khí thường thấp nên nồng độ các chất bẩn hữu cơ qua bểbủn hoạt tính có BOD toàn phần phải < 1000 mg/L Ngoài ra trong nước thải

cũng cần đầy đủ các nguyên tố vi lượng, nguyên tố dinh dưỡng Các nguyên tốdinh dưỡng theo một tỷ lệ thích hợp BODtp:N:P = 100:5:1 hay COD:N:P =150:5:1 Giá trị pH tối ưu cho đa số vi sinh vật từ 6,5 - 8,5 pH < 5 sẽ thúc đẩynấm phát triển Nêu pH > 9 sẽ phá hủy cân bằng nguyên sinh chất tế bào, vỉ sinhvật sẽ chết Nước thải có nhiệt độ thích nghỉ với đa số vi sinh vật tối ưu từ 25oC -37°C hoặc 20° - 80°C thấp nhất vào mùa đông là 12°C, Ngoài ra quá trình xử lýhiếu khi còn phụ thuộc nồng độ muối vô cơ, lượng chất lơ lửng chảy vào bể xử lýcũng như các loại vi sinh vật và cấu trúc chất bẩn hữu cơ [6]

CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Lưu lượng nước đầu vào, đầu ra, lưu lượng cấp khí

- Các giai đoạn vận hành của bể: Làm đầy, phản ứng, lắng, xả nước, pha chờ

- Các thiết bị phụ trợ:

• Bơm nước đầu vào

• Cánh khuấy

• Hệ thống phân phối khí

• Hệ thống ống dẫn nước đầu vào và đầu ra

• Hệ thống van, vòi điều chỉnh lưu lượng nước đầu vào và đầu ra, van xả bùn

• Bể chứa nước đầu vào và đầu ra

2.2Nguồn dinh dưỡng cung cấp cho sinh khối [10]

Chất dinh dưỡng đối vi sinh vật là bất kỳ chất nào được vi sinh vật hấp thụ từmôi trường xung quanh và được chúng sử dụng làm nguyên liệu để cung cấp chocác quá trình sinh tổng hợp tạo ra các thành phần của tế bào hoặc để cung cấp chocác quá trình trao đổi năng lượng Như vậy, chất dinh dưỡng phải là những hợp chất

có tham gia vào quá trình trao đổi chất nội bào

Thành phần nước thải có vai trò quyết định tới sự sinh trưởng và phát triểncủa vi sinh vật Mỗi loài sinh vật chỉ sinh trưởng và phát triển trong một dải nồng

độ thức ăn nhất định, nếu lớn hơn dải nồng độ đó sẽ ảnh hưởng tới sự phát triển củachúng Mỗi một loài sinh vật có thể sử dụng một số thức ăn nhất định, chúng sẽđồng hoá những loại thức ăn dễ đồng hoá trước, thức ăn khó đồng hoá sau Thànhphần và chất lượng nước thải thể hiện qua các thông số sau:

2.2.1 Nguồn cacbon

Tuỳ từng nhóm vi sinh vật mà nguồn cacbon được cung cấp dưới dạng cacbon

vô cơ (CO2, ) hoặc cacbon hữu cơ và nguồn năng lượng là ánh sáng mặt trời haynguồn năng lượng là sản phẩm của trao đổi chất (ATP)

Trên thế giới hầu như không có hợp chất cacbon hữu cơ nào mà không bị visinh vật phân giải Không ít những vi sinh vật có thể đồng hoá được cả các hợp chấtcacbon rất bền vững như cao su, chất dẻo, dầu mỏ,

Đối với những chất hữu cơ không tan trong nước hoặc có khối lượng phân tửlớn, để hấp thụ được các chất này thì vi sinh vật phải tiết ra các enzym ngoại bào

thuỷ phân để chuyển hoá chúng thành những hợp chất dễ hấp thụ (đường, axitamin, ).

Người ta thường dùng đường làm nguồn thức ăn cacbon khi nuôi cấy phần lớncác vi sinh vật dị dưỡng Để nuôi cấy các vi sinh vật khác nhau, người ta thườngdùng các nồng độ đường không giống nhau

Đối với vi sinh vật dị dưỡng, nguồn thức ăn cacbon làm cả hai chức năng:nguồn dinh dưỡng và nguồn năng lượng

2.2.2 Nguồn nitơ

Nitơ là nguyên tố rất cần thiết cho quá trình tổng hợp các chất hữu cơ chứa nitơtrong cơ thể vi sinh vật Để tiến hành quá trình đồng hoá được các hợp chất chứanitơ có trong môi trường nước, vi sinh vật phải tổng hợp được các enzym ngoại bàosẽ phân giải protein thành các amino axit và các thành phần khác Chính vì thế màtrong môi trường nước thường tồn tại các dạng nitơ sau: nitơ amin, nitơ amoniac,nitơ nitrit, nitơ nitrat, nitơ tự do Nguồn nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật làNH3 và NH4 Muối amoni vô cơ rẻ hơn nhưng thường làm chua môi trường, làm ứcchế sự phát triển của vi sinh vật Thường dùng urê làm nguồn nitơ vì tạo môi trườngtrung tính

Đa số các vi sinh vật không có khả năng đồng hóa N2 trong không khí Tuynhiên có những vi sinh vật có thể chuyển hoá N2 thành NH3 nhờ hoạt động xúc táccủa một hệ thống enzym có tên là nitrogenaza

Đối với nguồn thức ăn nitơ hữu cơ, vi sinh vật có khả năng đồng hoá rất tốt.Các thức ăn này sẽ vừa làm nguồn cacbon vừa là nguồn cung cấp nitơ cho vi sinhvật

Xác định hàm lượng nitơ trong môi trường để ta có khái niệm về khả năng sửdụng phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm nước và mức độ ô nhiễm nước Khi thiếunitơ lâu dài, ngoài việc cản trở quá trình sinh hoá, các chất hữu cơ còn tạo ra bùnhoạt tính khó lắng

Trong kỹ thuật môi trường, người ta thường xác định nitơ bằng phương phápKjendahl, còn N – NH3, N – NO2- bằng phương pháp so màu

lên, khó lắng và bị cuốn ra khỏi hệ thống xử lý do đó làm giảm nồng độ của bùnhoạt tính trong bể xử lý Để khắc phục điều này người ta đề xuất một tỷ lệ các chấtdinh dưỡng cho xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí như sau BOD : N : P =

100 : 5 : 1 (đối với 3 ngày đầu) còn đối với thời gian xử lý dài hơn thì tỷ lệ trên là

200 : 5 : 1

2.2.4 Hàm lượng sunphat

Sunphat sắt luôn có mặt trong nước bị ô nhiễm và trong nước thải Lưu huỳnh

có mặt trong một số aminoaxit cấu tạo nên protein (cystein và methionin) Lưuhuỳnh sẽ được chuyển hoá theo phương trình sau trong điều kiện kị khí nhờ vikhuẩn:

Sự có mặt của lưu huỳnh dạng H2S trong nước làm cho nước có mùi thối

2.2.5 Hàm lượng các kim loại nặng

Khi trong nước chứa các kim loại nặng như: chì (Pb), thuỷ ngân (Hg), Crom(Cr), Cadimi (Cd), Asen (As) thì ngoài việc gây hại cho con người, động thực vật sửdụng nguồn nước, các kim loại nặng này còn có ảnh hưởng nhiều đến hoạt động củacác vi sinh vật trong nước

Các kim loại nặng ở hàm lượng nhất định nào đó có thể làm cho quá trình traođổi chất của cơ thể vi sinh vật bị rối loạn do sự kìm hãm hoạt động của các enzymkhi có mặt một số kim loại Tuy nhiên đối với một vài kim loại nặng ở dạng vết thìlại có tác dụng tốt nhất định đối với sự phát triển sinh vật

2.2.6 Nguồn khoáng

Nhu cầu của vi sinh vật đối với các nguyên tố khoáng là không giống nhau tuỳthuộc vào từng loài, từng giai đoạn phát triển

Các nguyên tố khoáng chia làm 2 loại:

Nguyên tố đa lượng: là các nguyên tố mà vi sinh vật sử dụng với lượng lớn

Đó là các nguyên tố: P, K, S, Mg, Na, Cl, Ca, Fe,

Nguyên tố vi lượng : là các nguyên tố mà vi sinh vật chỉ đòi hỏi một lượng rấtnhỏ: B, Mo, Cu, Zn, Mn,

Hàm lượng các nguyên tố khoáng ở nguyên sinh chất của vi sinh vật khácnhau là khác nhau, tuỳ loài, tuỳ giai đoạn, tuỳ điều kiện nuôi cấy

Bảng 2 1: Thành phần nước thải giả định

Hóa chất (thành phần đa lượng) M Nồng độ dd làm việc (mg/l)

( Nguồn tham khảo: Biodegradation of high phenol concentration by activated

sludge in an immersed membrane bioreactor, 2006 - B Marrot ∗, A Martinez, P Moulin, N Roche)

Barrios-2.3 Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý và hóa học đến sinh trưởng và phát triển của

vi sinh vật trong nước [10]

Sự phát triển của vi sinh vật trong các thuỷ vực chịu ảnh hưởng của nhiều nhân

tố vật lý và hoá học; những nhân tố này tác dụng cùng nhau và tương hỗ theo nhiềukiểu Chúng ảnh hưởng đến độ lớn, thành phần loài của các quần thể, đến hình thái

và sinh lý của vi sinh vật Đó là các nhân tố: pH, nhiệt độ, độ đục, hàm lượng muối,các chất hữu cơ, các chất vô cơ, các khí hoà tan

2.3.1 Hàm lượng oxy hoà tan

DO là hàm lượng oxy hoà tan trong nước để duy trì sự sống cho các vi sinh vậttrong nước

Đây là điều kiện đầu tiên đảm bảo cho vi sinh vật hiếu khí có khả năng oxi hoácác chất bẩn hữu cơ Do đó, trong quá trình xử lý phải đảm bảo cung cấp đủ lượngoxi mà chủ yếu dưới dạng hoà tan trong môi trường lỏng Để đáp ứng được lượngoxi hoà tan trong bể hiếu khí người ta thường chọn giải pháp khuấy trộn cơ họchoặc sục khí

Khi nồng độ oxy hoà tan dưới 0,5mg/l thì quá trình xử lý nước thải bằng visinh vật hiếu khí hầu như ngưng trệ Lượng oxy hoà tan tốt nhất trong khoảng1,5÷4,0 mg/l.

Khuấy trộn hoặc sục khí làm tăng sự tiếp xúc giữa bùn hoạt tính và các chấtthải trong nước, làm cho khả năng làm sạch nước thải của vi sinh vật tăng lên

2.3.2 Nhu cầu oxy sinh hóa BOD

BOD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết mà các vi sinh vật đã sử dụng đểoxy hoá cacbon hữu cơ thành CO2 và nitơ hữu cơ thành NO3- Phương trình tổngquát như sau:

Chỉ số BOD chỉ ra lượng oxy mà vi khuẩn tiêu thụ trong phản ứng oxy hoá cácchất hữu cơ trong nước ô nhiễm, chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ

có khả năng phân huỷ sinh học trong nước càng lớn

Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng oxi cần thiết để phân huỷhoàn toàn chất hữu cơ vì tốn quá nhiều thời gian mà người ta thường chỉ xác địnhlượng oxi cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 200C, kí hiệu BOD5 Tại thời điểmnày đã có 70 – 80% các chất hữu cơ bị oxy hoá

2.3.3 Nhu cầu oxy hoá hoá học COD

COD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá hoá học cácchất hữu cơ trong mẫu nước thải thành CO2 và H2O Chỉ số COD biểu thị cả lượngcác chất hữu cơ có thể và không thể bị oxy hoá bằng vi sinh vật, do đó, nó có giá trịcao hơn BOD Phép phân tích COD có ưu điểm là cho kết quả nhanh nên đã khắcphục được nhược điểm của phép đo BOD

Đối với nhiều loại nước thải, giữa chỉ số COD và BOD có mối tương quan nhấtđịnh Vì vậy, khi thiết lập được mối quan hệ tương quan này có thể sử dụng phép đoCOD để vận hành và kiểm soát hoạt động của nhà máy xử lý nước thải

2.3.4 Nhiệt độ

Nhiệt độ nước thải ảnh hưởng rất lớn tới chức năng hoạt động của vi sinh vật.Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ oxy hoá của sinh vật tăng, nhưng độ hoà tan oxy trongnước giảm Nhiệt độ đa số vi sinh vật có thể hoạt động được là từ 6÷400C Khi nhiệt

độ tăng hoặc giảm quá ngưỡng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt hoá của các enzym

Vì vậy, vi khuẩn sẽ ngừng hoạt động, cuối cùng dẫn đến tử vong, còn nhiệt độ quáthấp thì tốc độ làm sạch sẽ bị giảm, quá trình thích nghi của vi sinh vật với môitrường mới sẽ chậm lại

2.3.5 Độ pH

Đây là thông số ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình sinh học xảy ra trongnước (quá trình trao đổi chất, quá trình sinh sản và phát triển của vi sinh vật, độngthực vật trong nước) pH cũng ảnh hưởng đến các quá trình vật lý và các phản ứnghoá học xảy ra trong môi trường nước Đối với đa số vi sinh vật, thường sinh trưởng

và phát triển ở pH 6,0 ÷ 8,5 Khi pH nằm ngoài khoảng trên sẽ làm giảm hoạt lựccủa bùn hoạt tính, do đó làm giảm hiệu suất của quá trình xử lý

Việc đo pH là rất cần thiết để điều khiển quá trình lý học, hoá học, sinh học.Thông số pH được xác định bằng máy đo pH

2.4 Bùn hoạt tính sử dụng trong hệ thống xử lí Phenol

2.4.1 Nguồn bùn

Bùn được lấy từ bể xử lý hiếu khí của hệ thống xử lí nước thải sản xuất củacông ty cổ phần chăn nuôi CP Việt Nam (KCN Phú Nghĩa, huyện Chương Mỹ,thành phố Hà Nội)

Hình 2.1: Công ty cổ phần chăn nuôi CP Việt Nam

2.4.2 Đặc tính của bùn

Bùn hoạt tính ban đầu được lấy tại bể aeotank tại hệ thống xử lý nước thải sản xuất của công ty cổ phần chăn nuôi CP - khu công nghiệp Phú Nghĩa Những đặc điểm cơ bản của bùn hoạt tính bao gồm:

- Các thông số cơ bản của bùn hoạt tính tương ứng là:

+ SVI: 188 (ml/g)

+ MLSS: 4400 (mg/l)

+ pH: 7,69

+ Nhiệt độ: 260C

- Bùn hoạt tính ban đầu có màu vàng nâu, có khả năng kết bông nhanh khi đểlắng và sau khi lắc mạnh chai chứa mẫu bùn Bùn không có mùi hôi thối, không cóchứa các hạt nhỏ và lắng nhanh tuy nhiên chỉ số bùn cho thấy bùn chưa đạt trạngthái tối nhất do có thể có sự phát triển mạnh của vi khuẩn dạng sợi Tại thời điểmsục khí khởi động ban đầu không có hiện tượng bất thường xảy ra Mẫu bùn được

sử dụng tương đối ổn định và có thể sử dụng để vận hành mô hình

Hình 2 2:Bùn hoạt tính của công ty cổ phần chăn nuôi CP-khu công nghiệp Phú

Nghĩa

2.4.3 Phương pháp sử dụng bùn hoạt tính hiếu khí

Các vi sinh vật thường tồn tại ở trạng thái huyền phù Bể được sục khí để đảmbảo yêu cầu oxy và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Huyền phù lỏng củacác vi sinh vật trong bể thông khí được gọi chung là chất lỏng hỗn hợp và sinh khối(MLSS)

Khi nước thải đi vào bể thổi khí, các bông bùn hoạt tính được hình thành màhạt nhân của nó là các phần tử cặn lơ lửng

Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần cùng với các động vậtnguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả nănghấp thụ các chất hữu cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ

Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất hữu cơ và chất ding dưỡng (N, P) làmthức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành tế bào mớidẫn đến lượng bùn hoạt tính giảm dần do 1 số vi sinh vật không thích nghi bị chết

đi, sau đó sinh khối sẽ tăng dần lên do sự sinh sản của các cá thể thích nghi với môi

trường nước thải đang xử lí Quá trình cứ tiếp diễn đến khi chất thải cuối cùngkhông thể là thức ăn của các vi sinh vật được nữa.

2.5 Quy trình phân tích các chỉ tiêu đầu vào và đầu ra của hệ thống

2.5.1 Xác định DO, nhiệt độ.

DO (Dessolved Oxygen) là lượng oxy hòa tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các thủy sinh Trong các chất khí hòa tan trong nước, oxy hòa tan đóng mộtvai trò rất quan trọng Oxy hòa tan cần thiết cho sinh vật thủy sinh phát triển, nó là điều kiện không thể thiếu của quá trình phân hủy hiếu khí của vi sinh vật

Thông số DO được sử dụng như một thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm chấthữu cơ của các nguồn nước DO có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của sông (assimilative capacity – AC) Đơn vị tính của DO thường dùng là mg/l

Bước 1: Dùng bình tam giác lấy 100ml mẫu từ bể hiếu khí.

Bước 2: Nhúng đầu đo chứa màng lọc, điện cực kim loại và chất điện giải vào dung

dịch cần đo

Bước 3: Đọc kết quả từ máy đo DO (Giá trị DO thể hiện đến 2 chữ số sau dấu phẩy)

2.5.2 Quy trình phân tích hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng MLSS

MLSS (Mixed Liquoz Suspended Solids) có nghĩa là hàm lượng chất rắn lơlửng trong bùn lỏng hay chính là nồng độ chất rắn có trong bể bùn hoạt tính MLSSđược xác định là lượng cặn lắng được trong bể ở môi trường tĩnh vào một khoảngthời gian nhất định Phần MLSS lắng đọng lại này bao gồm cả chất hữu cơ và chất

vô cơ [2]

Phương pháp để phân tích MLSS hay đo hiệu quả lắng của bùn hoạt tính trong

bể hiếu khí cũng chính là đo tải lượng bùn hoạt tính

Phương pháp xác định: MLSS được xác định theo phương pháp khối lượng

Bảng 2 3:Dụng cụ thí nghiệm phân tích MLSS

Số lượng (cái)

Bước 2: Đem giấy lọc đã sẫy đi hấp trong khoảng 30 phút đến 1 tiếng.

Bước 3: Lấy 100ml nước thải trong bể hiếu khí rồi lọc qua giấy lọc để thu bùn có

trong nước thải

Bước 4: Cầm giấy lọc có chứa bùn trong nước thải đi sấy ở nhiệt độ 1050C trong thời gian từ 2 đến 3 tiếng

Bước 5: Hấp mẫu giấy vừa sấy trong thời gian 30 phút.

Bước 6: Đem mẫu giấy chứa bùn này đi cân sẽ có được hàm lượng bùn hoạt tính lơ

lửng hay còn có tên viết tắt là MLSS (b, gam)

ml

Tách các hợp chất phenol khỏi tạp chất và chất bảo quản mẫu bằng chưng cất

Vì tốc độ bay hơi của các hợp chất phenol chậm nên thể tích phân cất phải bằng thể tích mẫu đem chưng cất

Cho các hợp chất phenol chưng cất được phản ứng với 4-aminoantipyrin ở pH 10,0 ± 0,2 khi có mặt kali hexaxyanoferat (III) để tạo phầm màu antipyrin

Đo độ hấp thụ của phẩm màu ở 510 nm Chỉ số phenol được tính bằng miligam phenol (C5H5OH) trong lít

Lượng tối thiểu phát hiện được tương đương với 0,01 mg phenol khi thể tích phần cất là 100 ml và dùng cuvét 50 nm

 Hóa chất

- 4-aminoantipyrin, dung dịch 20 g/l

Hoàn tan 2,0 g 4-aminoantipyrin (C11H13N2O) vào nước và định mức đến 100

ml Chuẩn bị pha thuốc thử này ngay trước khi dùng

Nếu thấy xuất hiện kết tủa màu đỏ thì phải loại bỏ dung dịch

- Amoni clorua dung dịch 20 g/l

Hoà tan 20 g amoni clorua (NH4Cl) trong nước và định mức đến 1000 ml.

- Amoni hidroxit, = 0,90 g/ml

- Phenol, dung dịch gốc 1,00 g/l

Chú ý - Không được để phenol chảy vào hoặc tiếp xúc với da

Hoà tan 1,00 g phenol vào nước (vừa đun sôi để nguội) trong bình định mức

1000 ml và định mức bằng chính nước đó

Dung dịch này bền trong một tuần

- Phenol, dung dịch chuẩn 0,01 g/l

Chuẩn bị pha loãng 10,0 ml dung dịch gốc phenol thành 1000 ml bằng nước (vừa đun sôi để nguồi) trong bình định mức dung tích 1000 ml

- Kali hexaxyanoferat(III), dung dịch 80 g/l

Hoà tan 8,0 g kali hexaxynoferat (III) (K3[Fe(CN)6] trong nước và định mức đến 100 ml Có thể lọc nếu cần

Chuẩn bị pha dung dịch này để dùng trong 1 tuần

 Quy trình tiến hành

Xây dựng đường chuẩn:

Lập dãy dung dịch chuẩn gồm ít nhất 6 điểm, sử dụng bình định mức 50 mL

Bảng 2 5:Quy trình dựng đường chuẩn Phenol

Để yên 15 phút sau đó đo mật độ quang của mẫu trắng và mẫu ở bước sóng 510 nm