Nghiên cứu xử lý nước rác bằng công nghệ yếm khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ DUY KHÁNH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC RÁC BẰNG CÔNG NGHỆ YẾM KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS ĐẶNG XUÂN HIỂN Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Học viên Lê Duy Khánh LỜI CẢM ƠN! Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy PGS.TS Đặng Xuân Hiển,Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tiếp nhận vào thực tập viện, tận tình hướng dẫn, góp ý động viên suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cán Viện Khoa học Công nghệ Môi trường giúp đỡ tận tình trình thực tập xây dựng báo cáo; thầy cô Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân bạn bè nhiệt tình giúp đỡ, động viên suốt trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2014 Học viên Lê Duy Khánh MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 11 1.1 Đặc điểm chung bãi chôn lấp chất thải rắn 11 1.2 Đặc trưng nước rác 15 1.2.1 Sự hình thành nước rác 15 1.2.2 Các đặc trưng hóa lý nước rác 17 1.3 Tổng quan công nghệ sinh học yếm khí 22 1.3.1 Các công đoạn phân hủy yếm khí 22 1.3.2 Vi sinh vật yếm khí 25 1.3.2.1 Các vi khuẩn sinh acetate 25 1.3.2.2 28 1.3.2.3 29 1.4 Công nghệ sinh học yếm khí 30 1.4.1 Ưu điểm công nghệ yếm khí 30 1.4.2 Các loại hình thiết bị công nghệ sinh học yếm khí 30 1.4.2.1 Hệ thống lọc yếm khí dòng hướng lên (Upflow Anaerobic Filter, UAF) 30 1.4.2.2 Hệ thống lọc đệm giãn nở yếm khí (Fluidized Bed Anaerobic Bioreactor, FBABR)…………… 31 1.4.2.3 Hệ thống đệm bùn giãn nở (Expanded Granular Bludge Bed – EGSB) 31 1.4.2.4 Hệ thống đệm bùn yếm khí dòng hướng lên (Upflow Anaerobic Slugde Blanket – UASB) 32 1.5 Tình hình áp dụng công nghệ sinh học yếm khí nước 34 1.5.1 Tình hình áp dụng giới 34 1.5.2 Tình hình áp dụng Việt Nam 35 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 Thiết bị mô hình thí nghiệm 40 2.1.1 Thông số thiết kế, chế độ vận hành mô hình 41 2.1.2 Thuyết minh hoạt động mô hình 42 2.1.2 Thiết bị hóa chất sử dụng công tác nghiên cứu 43 2.2 Đối tượng phương pháp nghiên cứu 43 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 43 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 44 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 3.1 Nuôi tạo hệ bùn yếm khí thích nghi với môi trường nước rác 46 3.2 Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng pH tới hiệu loại COD bể UASB 50 3.3 Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng thời gian lưu nước (HRT) với hiệu loại COD mô hình bể UASB 53 3.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cl- tới hiệu suất loại bỏ COD mô hình bể UASB 55 3.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ SO42- tới hiệu loại bỏ COD mô hình bể UASB 57 3.6 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH4+-N tới hiệu loại bỏ COD mô hình bể UASB 59 3.7 Thử nghiệm với nước rác pha loãng không qua keo tụ kết tủa 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 64 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AB Vi khuẩn sinh axit (Acidonegic Bacteria) BCL Bãi chôn lấp BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) CENTEMA Trung tâm Công nghệ Quản lý môi trường COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) EGSB Đệm bùn hạt mở rộng (Expanded Granular Bludge Bed) FBABR Thiết bị lọc đệm giãn nở yếm khí (Fluidized Bed Anaerobic Bioreactor) HRT Thời gian lưu thủy lực (Hydraulic retention time) MB Vi khuẩn sinh methane (Methanonegic Bacteria) SRB Vi khuẩn khử sulfate (sulfate reducing bacteria) TN Tổng Nitơ UAF Hệ thống lọc yếm khí dòng hướng lên (Upflow Anaerobic Filter) UASB Hệ thống đệm bùn yếm khí dòng hướng lên (Upflow Anaerobic Slugde Blanket) DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ chung bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh 14 Hình 1.2 Các thành phần cân nước ô chôn lấp 16 Hình 3.1 Mô hình hệ thống pilot 40 Hình 3.1 Hệ thống nuôi tạo bùn yếm khí hình ảnh bùn yếm khí 46 Hình 3.2: Hiệu suất xử lý trình tăng tải trọng giai đoạn thích nghi 48 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn thay đổi hiệu suất lượng khí sinh thay đổi pH 51 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn thay đổi hiệu suất tải trọng thay đổi HRT 54 Hình 3.5 Đồ thị giảm hiệu suất tăng nồng độ Cl- 56 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Đặc trưng nước rác 17 Bảng 1.2 Các số liệu tiêu biểu thành phần tính chất nước rác từ bãi chôn lấp lâu năm 18 Bảng 1.3 Thành phần nước rác BCL Nam Sơn Đông Thạnh 19 Bảng 1.4 So sánh thành phần nước rác Việt Nam giới 21 Bảng 3.1 Các thông số chế độ chạy mô hình bể UASB xử lý nước rác 47 Bảng 3.2 Một số thông số nước rác trước sau keo tụ, kết tủa 47 LỜI MỞ ĐẦU Từ năm 90 đến với phát triển kinh tế thị trường, đời sống người dân ngày nâng cao Vì lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày lớn Tại Việt Nam lượng chất thải rắn gần vượt khả xử lý khu xử lý rác thải câu chuyện hệ lụy môi trường từ rác ngày nhức nhối người dân, với nhà quản lý môi trường Sự tải rác gây hậu mặt môi trường mùi hôi nồng nặc phát sinh từ bãi chôn lấp phát tán hàng km vào khu vực dân cư xung quanh vấn đề nghiêm trọng không tồn đọng hàng trạm ngầm m3 nước rác bãi chôn lấp nguồn hiểm họa ngầm tới môi trường Mặc dù bãi chôn lấp có hệ thống xử lý nước rác phương pháp xử lý nước rác áp dụng bãi chôn lấp bộc lộ nhiều nhược điểm chất lượng nước sau xử lý thường không đạt tiêu chuẩn xả thải Mặc dù tiêu tốn nhiều hóa chất giá thành xử lý cao công suất xử lý không đạt yêu cầu thiết kế khó kiểm soát Nguyên nhân thay đổi nhanh thành phần nước rác theo thời gian vận hành bãi chôn lấp, với thành phần phức tạp, không ổn định, việc lựa chọn cá công nghệ xử lý chưa phù hợp dẫn đến lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn hạn chế mà lượng nước rác bãi chôn lấp ngày tăng lên [4] Vấn đề chủ yếu tồn xử lý nước rác đạt tiêu chuẩn môi trường quốc gia phải với chi phí thấp Trước tiên ta điểm qua công đoạn xử lý nước thải chủ yếu  Xử lý sơ Nước rác thường có hàm lượng chất lơ lửng cao, pH không ổn định qúa trình phân hủy phức tạp xảy bị chôn lâu ngày Vì vậy, thông thường cá công đoạn xử lý sơ điều hòa, trung hòa, tách phần cặn với hai kỹ thuật áp dụng phổ biến là: - Keo tụ - lắng - Tuyển vật lý [1]  Xử lý sinh học Mục đích xử lý sinh học phân hủy hợp chất hữu kỹ thuật sinh học khác nhau: - Bùn hoạt tính - Phân hủy sinh học - Lọc sinh học (AF) - Đệm bùn yếm khí dòng hướng lên (UASB)… Do số COD & BOD nước rác cao nên kỹ thuật hiếu khí cổ điển bùn hoạt tính áp dụng đòi hỏi lượng cấp khí mặt rộng lớn Các giải pháp công nghệ yếm khí đại phát triển ngày hoàn thiện áp dụng chúng cho phép vận hành hệ thống với tải trọng hữu lớn nhiều lần không đòi hỏi cấp khí [1] Vì loại hình công nghệ sinh học yếm khí mặc phép loại tới 90 -95% tải lượng hữu cơ, số BOD COD đầu vào tương đối cao cao nên nước thải sau công đoạn chưa đạt tiêu chuẩn môi trường Nên cần thêm công đoạn xử lý hiếu khí công nghệ hóa học hóa lý [1] Tuy nhiên, kỹ thuật sinh học hiếu khí với phương án khác nhau, khó áp dụng với tư cách khâu loại bỏ hữu chủ chốt chúng đòi hỏi nhiều lượng cho trình cấp mặt rộng lớn giải pháp yếm khí phát triển hoàn thiện dần áp dụng rộng rãi 50 40 30 20 10 0 12 24 36 48 72 Tải trọng hữu cơ, kgCOD/m3.ngày Thể tích khí sinh ra, lít Hiệu loại bỏ COD, % 60 96 V: Thể tích khí, lít Ƞ: Hiệu suất, % Tải trọng hữu , kgCOD/m ngày Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn thay đổi hiệu suất tải trọng thay đổi HRT - Việc tăng thời gian lưu lên 72 cho hiệu suất xử lý đạt ~ 50 % tăng thời gian lưu lên 96 giờ, hiệu suất xử lý đạt ~ 49 % Điều xảy để thời gian lưu lâu lại gây tượng ô nhiễm thứ cấp làm giảm hiệu suất xử lý Qua cho thấy thời gian lưu nước thải bể nhân tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất xử lý chất ô nhiễm nước rác - Thời gian lưu thể thời gian thích ứng với môi trường hệ vi sinh yếm khí Thông qua thời gian thích ứng giúp cho hiệu xử lý đạt cao Với thời gian lưu thích hợp vi sinh vật đủ khoảng thời gian thích ứng sử dụng triệt để chất ô nhiễm môi trường để phục vụ trình sinh trưởng phát triển Việc tăng thời gian lưu lên cao không giúp hiệu xử lý đạt cao thích nghi vi sinh vật tới ngưỡng Điều thể qua việc tăng thời gian lưu lên 96 không giúp tăng hiệu xử lý Điều thể 54 qua hiệu sinh khí mô hình đạt không cao khoảng thời gian lưu 72 - Thời gian lưu ngắn tải trọng hữu cao thích nghi vi sinh vật với môi trường ô nhiễm nhiều tạp chất khó đáp ứng yêu cầu xử lý Ta nên chọn thời gian lưu cho mô hình thực nghiệm 72 hiệu suất đạt tốt Và chế độ thời gian lưu trì suốt thời gian vận hành khảo sát yếu tố lại 3.4 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ Cl- tới hiệu suất loại bỏ COD mô hình bể UASB  Phương pháp tiến hành - Nguồn nước rác sau keo tụ kết tủa có bổ sung thêm nguồn dinh dưỡng P, nhiệt độ = 35oC – 38oC; HRT= 72h; pH 6,8 – 7,2; nồng độ ban đầu Cl- = 1280 mg/l; thay đổi nồng độ Cl- cách bổ sung NaCl - Đo đạc hiệu suất loại bỏ COD theo thay đổi nồng độ clorua nước rác lượng khí sinh trình Nồng độ clorua thay đổi tới nồng độ cao khoảng 10000 mg/l Các kết thí nghiệm đo đạc 36 ngày chạy trì chế độ mô hình - Việc vận hành mô hình theo dõi điều chỉnh cẩn thận phù hợp tránh việc làm hệ bùn yếm khí nuôi tạo  Thảo luận kết thu - Clorua tạp chất có nồng độ cao nước rác, có mặt ảnh hưởng tới hoạt tính vi sinh vật - Các nguồn phát sinh clorua vào nước rác từ muối clorua hóa chất khử trùng, tẩy rửa tồn dư bao bì… - Nồng độ clorua tăng lên kèm theo giảm hiệu suất xử lý Tới ngưỡng khoảng 10000 mg/l hiệu suất xử lý thấp, lượng khí sinh kèm theo giảm 55 đáng kể Tại nồng độ ức chế đáng kể, điều thay đổi áp suất thẩm thấu màng tế bào vi sinh vật % Hiệu loại bỏ COD, % 60 50 40 30 20 10 1280 1500 3015 4450 7645 8890 9920 10256 mg/l Nồng độ Cl-, mg/l Hình 3.5 Sự giảm hiệu suất tăng nồng độ Cl- Trong nghiên cứu trước nước rác hầu hết tác giả không đề cập tới vấn đề với môi trường có nồng độ clorua cao vấn đề đáng ngại với việc xử lý nước rác Hiện vùng, khu vực gần biển đảo nước ta đau đầu với việc xử lý nước thải, chất thải hữu nồng độ clorua cao gây khó khăn cho việc áp dụng công nghệ sinh học - Trong hầu hết trình chuyển hóa không diễn chuyển hóa clorua lại thành phần không vắng mặt nước rác Do phát triển KH-KT ta sử dụng nhiều muối, dẫn xuất có chứa clo, chúng nguồn phát sinh lượng clorua nước rác nguồn từ tự nhiên - Qua ta thấy nồng độ clorua nước rác chuyển hóa ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất mô hình Điều cần lưu ý 56 với bãi chôn lấp khu vực gần biển đảo để nuôi tạo hệ vi sinh thích nghi với môi trường nồng độ clorua cao 3.5 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ SO42- tới hiệu loại bỏ COD mô hình bể UASB  Phương pháp tiến hành - Chạy mô hình với nguồn nước rác sau keo tụ kết tủa có bổ sung thêm nguồn dinh dưỡng P, nhiệt độ = 35oC – 38oC, HRT= 72h, pH 6,8 – 7,2.Với nồng độ SO42- ban đầu = 214 mg/l, điều chỉnh tăng nồng độ SO42- nước rác để khảo sát đánh giá ảnh hưởng - Đo đạc số COD, SO42- vào, khỏi mô hình để đưa nhận xét đánh giá kết để từ đưa đươc điều kiện phù hợp với mô hình Nồng độ SO42- có ảnh hưởng tương đối lớn với hiệu xử lý nên cần thiết phải khảo sát  Thảo luận kết thu - Nước rác thường chứa SO42- hàm lượng đáng kể so với nước sinh hoạt qua ảnh hưởng đáng kể tới trình xử lý COD hệ vi sinh vật Hiệu loại bỏ COD, % % 60 50 40 30 20 10 214 296 405 500 615 698 800 889 Nồng độ SO42-, mg/l Hình 3.6 Sự thay đổi hiệu xử lý COD thay đổi nồng độ SO42- 57 - Trong xử lý yếm khí, phần SO42- chuyển hóa thành H2S với hiệu suất cao 30% – 60% nhờ nhóm vi khuẩn khử sulfate Nhưng trình suy giảm nồng độ COD không đáng kể 300g SO42- xử lý xử lý 50g COD loại dễ phân hủy Lượng H2S sinh thường nhỏ lượng SO42- bay bị theo dòng khí khỏi bể xử lý - Với kết thu cho thấy với nồng độ SO42- ban đầu ngưỡng 600 mg/l cho hiệu suất ổn định Sự ảnh hưởng sulfate nước rác tới hiệu loại bỏ COD không đáng kể hàm lượng SO42- ban đầu nước rác thường < 600mg/l Nhưng lượng H2S tạo thành gây độc ức chế vi sinh vật - Khi hàm lượng H2S tự nước thải tăng dần với hoạt tính sinh khối sulfide dẫn tới hiệu loại COD SO42- giảm rõ rệt Khi hàm lượng H2S tự nước giảm hiệu lại tăng trở lại Các phân tử H2S tự do, không mang điện tích nên thâm nhập qua màng té bào, làm thay đổi pH tế bào, ảnh hưởng đến cấu trúc protein thông việc tạo thành mối liên kết S2- dẫn tới ức chế vi khuẩn yếm khí - Ngoài với nguồn vi khuẩn sử dụng SO42- không tạo điều kiện thuận lợi phát triển đóng vai trò quan trọng việc chuyển hóa chất khác acetate Với tỷ lệ SO42-/COD yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu xử lý mô hình Với nguồn nước thải giàu SO42- ưu tiên cạnh tranh vi khuẩn sulfate với vi khuẩn sinh methane dẫn tới hiệu xử lý thấp - Trong hầu hết trình ta phải kiểm soát theo dõi nồng độ SO42- để đảm bảo cho nguồn vi khuẩn sinh methane chiếm ưu chúng đóng vai trò định việc xử lý nước rác - Sự điều chỉnh phải tiến hành liên tục tránh ảnh hưởng lâu dẫn tới việc mát, suy giảm hệ vi sinh bể Điều diễn với hầu hết khu xử lý sau thời gian vận hành hệ sinh khối bể biến 58 3.6 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NH4+-N tới hiệu loại bỏ COD mô hình bể UASB  Phương pháp tiến hành - Tiến hành thử nghiệm với nước rác sau keo tụ kết tủa có bổ sung dinh dưỡng P, vận hành mô hình điều kiện nhiệt độ = 35oC – 37oC, pH= 6,8 – 7,2, HRT= 72h, NH4+-Nbđ=415 – 430 mg/l - Điều chỉnh tăng nồng độ NH4+-N nước rác urea, đo đạc số liệu COD vào khỏi mô hình đưa nhận xét đánh giá kết - Với việc tăng nồng độ amoni diễn sau trình keo tụ kết tủa để đảm bảo trước hết vi sinh vật có môi trường thuận lợi để phát triển sau đưa dần vào môi trường nồng độ amoni cao để khảo sát khả thích nghi chúng giúp tạo hệ sinh khối phục vụ cho thử nghiệm môi trường nước rác tươi sau  Thảo luận kết thu - Với nguồn nước rác sau keo tụ kết tủa hàm lượng NH4+-N không cao, nên vi khuẩn yếm khí phát triển bể thích nghi với nồng độ NH4+-N Nếu thời gian thích nghi đủ dài thay đổi nồng độ NH4+-N nước rác không nhanh vi khuẩn hoàn toàn thích nghi ảnh hưởng tới khả phân hủy COD không lớn Với ngưỡng NH4+-N < 800 mg/l qua khoảng thời gian dài thích nghi khoảng 10 - 15 ngày; hiệu suất khử COD lại ổn định trở lại sau khoảng thời gian ban đầu tăng nồng độ NH4+-N Điều thể qua giảm hiệu suất không đáng kể - Điều biểu cho khoảng thời gian trễ pha để thích nghi vi sinh vật Với môi trường có thay đổi nồng độ chất vi sinh vật cần khoảng thời gian trễ pha để vận hành trình trao đổi thích nghi với môi trường để tồn phát triển 59 Hiệu loại bỏ COD, % 60 50 40 30 20 10 425 553 640 753 852 961 1020 1160 Nồng độ NH4+, mg/l Hình 3.7 Đồ thị biểu thay đổi hiệu suất xử lý tương ứng với thay đổi nồng độ NH4+-N - Nhưng với nồng độ NH4+-N cao lớn 800 mg/l ảnh hưởng lớn, gây chết hệ vi sinh lớp bùn yếm khí Cụ thể từ đồ thị ta thấy với ngưỡng NH4+-N > 800 mg/l hiệu suất khử COD giảm đáng kể tăng thêm thời gian thích nghi hiệu suất không tăng - Việc tăng nồng độ từ 400 mg/l đến 800 mg/l làm hiệu sụt giảm từ 51% xuống 39% điều đáng lưu ý Vì sau khoảng thời gian thích nghi dài mà vi sinh vật không thích nghi hiệu suất mô hình không tăng chứng tỏ nồng độ tới ngưỡng thích nghi vi sinh vật Nếu tiếp tục trì tăng thêm nồng độ thời gian dài gây suy giảm hệ vi sinh bể - Thấy NH4+ sản phẩm cuối trình phâm hủy yếm khí hợp chất nitơ hữu Trong điều kiện yếm khí trình nitro hóa không xảy ra, tức trình phi nitro hóa Lượng NH4+ hàng ngày tiêu thụ lượng nhỏ với tư cách chất dinh dưỡng cho vi sinh vật trình phân hủy chất hữu cơ, bay phần nhỏ qua hệ 60 thống thu gom biogas Với hệ thống bãi chôn lấp kín trình bay nên lượng NH4+ tích tụ ngày nhiều - Tuy NH4+ chất dinh dưỡng thiếu trình sinh trưởng phát triển vi sinh vật với nồng độ cao tạo thành chất độc gây ức chế phát triển chúng, sản phẩm tạo thành NH3 độc tố kìm hãm phát triển vi sinh vật - Qua đưa thêm vấn đề việc kiểm soát nồng độ NH4+-N khu xử lý với nước rác đầu vào tránh trình trạng sau thời gian hoạt động bị hết hệ bùn yếm khí; gây ảnh hưởng tới toàn khâu xử lý 3.7 Thử nghiệm với nƣớc rác pha loãng không qua keo tụ kết tủa  Phương pháp tiến hành - Sau khảo sát đánh giá số thông số vận hành mô hình, ảnh hưởng số yếu tố tác động tới hiệu suất loại bỏ COD hệ vi khuẩn yếm khí, tiến hành thử nghiệm vận hành mô hình với nguồn nước rác không qua keo tụ kết tủa để đánh giá hiệu - Mô hình vận hành với nồng độ tăng dần nước rác không qua tiền xử lý Tiến hành đo đạc COD vào, Với thông số công nghệ vận hành nhiệt độ 35oC – 37oC; HRT = 72 giờ; pH = 6,8 – 7,2 - Với nước rác không qua tiền xử lý nồng độ chất độc gây ức chế tới vi khuẩn cao Nguồn nước ảnh hưởng trực tiếp, gián tiếp tới khả sinh trưởng phát triển môi trường Khi môi trường nồng độ chất NH4+; Cl-; SO42- … nồng độ gây ức chế mạnh với nguồn vi sinh vật - Việc pha loãng yếu tố tạm thời để vi sinh vật thích nghi với môi trường có độc tính cao phức tạp nước rác 61 Hình 3.8 Đồ thị biểu thay đổi hiệu suất xử lý nồng độ nước rác khác - Nguồn nước rác pha loãng cách ta làm giảm nồng độ chất ức chế kìm hãm đó, để phân hủy chất ô nhiễm nước rác đạt hiệu ổn định - Theo bảng số liệu thấy với nguồn nước rác pha loãng mức 40% - 50 % chấp nhận được, hiệu suất chưa cao đạt độ ổn định tốt Khi đưa vào thực tế làm giảm bớt chi phí vận hành hệ thống bắt buộc phải pha loãng - Với nồng độ nước rác lên tới 60 % lúc hiệu suất giảm rõ rệt Điều chứng tỏ ảnh hưởng chất gây độc môi trường nước rác lớn tăng thêm thời gian chạy thích nghi hiệu suất không tăng Thể rõ nét tăng nồng độ tới 80% toàn hệ bùn yếm khí bị chết hiệu suất gần không sau ngày chạy thử nghiệm - Qua thấy việc xử lý nước rác vấn đề khó khăn không tiền xử lý trước Việc pha loãng việc gián tiếp làm giảm nồng độ chất gây độc ức chế vi sinh vật giải pháp lại kèm với chi phí vận hành xử lý bị đẩy lên cao phải cần lượng nước để pha loãng nước rác đầu vào 62 - Việc nghiên cứu cho thấy tiềm áp dụng trực tiếp xử lý hiệu công nghệ yếm khí cho nước rác với thông số công nghệ kiểm soát điều chỉnh nghiêm ngặt Để đảm bảo suốt trình vận hành xử lý hiệu ổn định giúp công đoạn tiếp sau điều kiện vận hành tốt giúp đảm bảo an toàn với môi trường sống - Cần thêm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng chéo thông số với giúp đưa tỷ lệ nồng độ chất thích hợp với điều kiện thực tế nước ta 63 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Với kết thu mô hình thực nghiệm pH, HRT, Cl-, SO42-, NH4+-N, nồng độ nước rác - Việc tăng dần nồng độ tải trọng hữu xử lý theo trình giúp cho hệ vi sinh yếm khí thích nghi với môi trường có nồng độ thành phần ô nhiễm phức tạp nước rác Điều thể qua tăng hiệu xử lý COD mô hình từ 15% tới 33,6% - Với khoảng pH thích hợp 6,8 – 7,2 hiệu suất loại bỏ COD đạt cao tăng từ 11% - 18% so với khoảng pH khác; với pH = 6,2 – 6,4 hiệu suất thấp - Thời gian lưu HRT = 72h thích hợp với mô hình thực nghiệm với hiệu suất loại bỏ COD > 50% so với khoảng thời gian khác - Nồng độ SO42- > 600 mg/l bắt đầu có tượng giảm hiệu loại bỏ COD tăng nồng H2S môi trường gây độc ức chế vi sinh vật Nhưng đa phần nước rác nồng độ khó vượt ngưỡng 600 mg/l Nhưng trình vận hành cần ý tới yếu tố - Nồng độ Cl-> 10000 mg/l hiệu loại bỏ COD giảm nhanh từ >50% 13% thay đổi áp suất thẩm thấu màng tế bào ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển vi sinh vật - Nồng độ NH4+ > 800 mg/l hiệu loại bỏ COD 38% nồng độ NH4+ môi trường gây ức chế sinh trưởng phát triển vi sinh vật - Việc chạy thử nghiệm nước rác không qua tiền xử lý giới hạn nồng độ pha loãng 50% hiệu loại COD đạt 40% Điều mở tiềm việc tạo nguồn sinh khối thích ứng với nồng độ ô nhiễm tạp chất cao để đưa vào ứng dụng xử lý nước rác 64 Điều cần thiết nước rác đối tượng nước thải có nồng độ ô nhiễm đặc biệt cao có thành phần phức tạp, biến động mạnh theo tuổi thọ bãi rác, theo mùa Các yếu tố nghiên cứu khảo sát có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới hiệu hệ thống Chúng yếu tố đan xen có ảnh hưởng đáng kể tới hoạt động thiết bị thông qua cân hóa học chuyển dịch môi trường, thời gian tiếp xúc… Hướng đề xuất: - Kết hợp phương pháp hóa lý để tiền xử lý nước rác tạo điều kiện thuận lợi cho trình xử lý sinh học - Kết hợp phương pháp xử lý khác sau bể UASB để nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải - Để áp dụng thực tế cần có đầu tư thử nghiệm quy mô rộng công nghệ xử lý đại 65 Tài liệu tham khảo Lương Đức Phẩm (2008), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Hồng Khánh (2000), “Công nghệ xử lý trạm xử lý nước rác khu xử lý chất thải Nam Sơn” Tạp chí Bảo vệ Môi trường, tr 53 – 55 Nguyễn Hồng Khánh, Nguyễn Trung Việt, Dương Đắc Tuấn, Nguyễn Anh Thảo (2002), “Khảo sát tốc độ loại bỏ chất hữu nước rò rỉ từ bãi chôn lấp rác phường pháp phân hủy yếm khí mô hình thiết bị UASB thời tiết mùa đông Hà Nội” Tuyển tập báo cáo Tài nguyên Môi trường, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường, tr 135 – 138 Nguyễn Trung Việt ctv (1997), ”Báo cáo tiến độ trạm xử lý nước rò rỉ bãi chôn lấp Gò Cát, Sở KHCNMT TP HCM” Tuyển tập báo cáo Tài nguyên Môi trường, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường, tr 120 – 124 Trần Minh Chí, Nguyễn Tất Thắng, Ngô Thanh Huy (2003),“Nghiên cứu áp dụng công nghệ sinh học kỵ khí dạng UASB, AF FB kết hợp với FBR để xử lý nước rỉ rác” Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, Hà Nội, tr 55-59 Trần Minh Chí, J Weijma ( 2000) , “Cạnh tranh AB, MB SRB với chất methanol điều kiện nhiệt độ thường I Khảo sát thiết bị yếm khí cao tải” Tuyển tập báo cáo hội thảo KHCNMT khu vực phía Nam, tr 56 – 59 John Wiley & sons (2002), “Encylopedia of Environmental Microbiology”, Bitton G, vol 4, p 189 – 200 Dolfing J Acetogenesis, in Zehnder A (1988), “Biology of Anaerobic Microorganisms”, Bitton G, p 417 – 468 Rinzema A & Lettinga G ( 1985), “ Anaerobic Treatment of Sulfate Containing Waste Water”, Biotreatment Systems, Vol III, p 65 – 109 66 Phụ lục số hình ảnh đề tài nghiên cứu 67 68 ... Ngay nước rác già có hàm lượng COD, BOD cao nên áp dụng công nghệ sinh học đặc biệt công nghệ sinh học yếm khí để xử lý 1.3 Tổng quan công nghệ sinh học yếm khí 1.3.1 Các công đoạn phân hủy yếm khí. .. Desulfobacterium, Desulfonema 29 [5] 1.4 Công nghệ sinh học yếm khí 1.4.1 Ƣu điểm công nghệ yếm khí So với công nghệ sinh học hiếu khí, công nghệ sinh học yếm khí có số ưu điểm bật sau  Tải trọng... sinh học yếm khí có ưu lớn áp dụng nước có điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam lĩnh vực xử lý nước thải [5] 1.4.2 Các loại hình thiết bị công nghệ sinh học yếm khí 1.4.2.1 Hệ thống lọc yếm khí dòng