Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)

Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu xử lý nitơ và phốtpho trong nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ bùn hoạt tính AAO cải tiến (Khóa luận tốt nghiệp)

Ð I H C THÁI NGUYÊN TR NG Ð I H C NÔNG LÂM - ÀO TH ÁNH D Tên NG tài: “NGHIÊN C U X LÝ NIT VÀ PH TPHO TRONG N C TH I CH N NUÔI L N B NG H BÙN HO T TÍNH AAO C I TI N” KHĨA LU N T T NGHI P H t o Chun ngành Khoa Khóa h c : Chính quy : Khoa h c môi tr : Môi tr ng : 2013 - 2015 IH C ng Gi ng viên h ng d n: PGS.TS Th Lan Khoa Môi tr ng - Tr ng i h c Nông Lâm Thái Nguyên Thái Nguyên, n m 2014 L IC M N Trong th i gian th c t p làm khóa lu n t t nghi p, s c g ng, n l c c a b n thân em nh n c r t nhi u s giúp t gia ình, b n bè, s t n tình ch b o c a th y cô giáo cán b khoa h c công tác t i Trung tâm nghiên c u Công ngh Môi tr ng Phát tri n B n v ng (CETASD)- i h c Khoa h c T nhiên - i h c Qu c gia Hà N i Tr c tiên em xin g i l i c m n chân thành t i TS Lê V n Chi u Tr ng Phòng Cơng ngh Trung tâm nghiên c u Cơng ngh Môi tr ng Phát tri n B n v ng (CETASD) - ng i ã dìu d t giúp em nh ng b c u tiên tiên t n tình h ng d n su t th i gian em làm khóa lu n Bên c nh ó, em c ng xin g i l i c m n n tồn th cán b cơng tác t i Phòng Cơng ngh - Trung tâm nghiên c u Công ngh Môi tr ng Phát tri n B n v ng (CETASD) c bi t Ths Nguy n Tr ng Quân, Nguy n Vi t Hà, Nguy n Th Trang Võ Th Thanh Tâm nh ng ng i ã tr c ti p h ng d n, ch b o t n tình t o i u ki n thu n l i su t th i gian em làm vi c t i ây Em xin chân thành c m n t i PGS.TS Th Lan th y cô khoa Môi tr ng - Tr ng i h c Nông lâm Thái Nguyên i h c Thái Nguyên nh ng ng i u tiên không ch mang n cho em ni m am mê mà truy n t cho em r t nhi u ki n th c b ích, t n tình giúp cho em nh ng n m h c t p rèn luy n t i tr ng Cu i em xin c m n n gia ình b n bè, nh ng ng i tin t ng c v cho em su t th i gian qua, em có th hồn thành t t tài Em xin chân thành c m n ! Sinh viên ÀO TH ÁNH D NG DANH M C B NG B B B B B ng 2.1 M t s c tr ng v n hành h th ng x lý sinh h c ng 2.2 H p ch t photpho kh n ng chuy n hóa ng 3.1 Ch t l ng n c th i d ki n a vào h pilot kh o sát 23 ng 4.1 Thành ph n n c th i tr i l n sau pha loãng 26 ng 4.2 T ng h p k t qu kh o sát h x lý AAO c i ti n 40 DANH M C HÌNH Hình 2.1 M t s c u trúc i n hình c a màng vi sinh (d ng x p l p, d ng hình n m, d ng h p l u d ng lông mao; k t xu ng, t trái sang ph i) 11 Hình 2.2 V t li u mang x p d ng kh i l p ph ng hình a (s n ph m th ng ph m c a nghiên c u), hình b (s n ph m c a Hàn Qu c) 15 Hình 2.3 S công ngh theo k thu t màng vi sinh t ng chuy n ng 15 Hình 2.4 S cơng ngh theo k thu t màng vi sinh t ng t nh 15 Hình 3.1 Mơ t ngun lý ho t ng 21 Hình 4.1 Di n bi n c a COD ch th i gian l u (HRT) = 24 gi 27 Hình 4.2 Di n bi n c a t ng N ch th i gian l u (HRT) = 24 gi 28 + Hình 4.3 Di n bi n c a NH4 ch th i gian l u (HRT) = 24 gi 29 Hình 4.4 Di n bi n c a NO3- ch th i gian l u (HRT) = 24 gi 30 Hình 4.5 Di n bi n c a octophotphat t ng P ch HRT = 24 gi 30 Hình 4.6 Hi u su t x lý thành ph n N P ch HRT = 24 gi 31 Hình 4.7 Di n bi n c a COD ch th i gian l u (HRT): 36 gi , Qr = 7,2 m3/h 32 Hình 4.8 Di n bi n c a N t ng ch th i gian l u (HRT): 36 gi , Qr = 7,2 m3/h 33 Hình 4.9 Di n bi n c a NH4+ ch th i gian l u t ng s (HRT): 36 gi , Qr = 7,2 m /h 33 Hình 4.10 Di n bi n c a NO3- ch HRT: 36 gi , Qr = 7,2 m3/h 34 Hình 4.11 Di n bi n c a octophotphat P t ng ch HRT: 36 gi , Qr = 7,2 m /h 35 Hình 4.12 Hi u su t x lý thành ph n N P ch th i gian l u t ng s (HRT): 36 gi , Qr = 7,2 m3/h 35 Hình 4.13 Di n bi n c a COD ch th i gian l u t ng s (HRT): 36 gi , có v t li u x p PU 36 Hình 4.14 Di n bi n c a N t ng ch th i gian l u t ng s (HRT): 36 gi , có v t li u x p PU 37 HRT: 36 gi , có v t li u x p PU 38 Hình 4.15 Di n bi n c a NH4+ ch Hình 4.16 Di n bi n c a NO3- ch HRT: 36 gi , có v t li u x p PU 38 Hình 4.17 Di n bi n c a otophotphat P t ng ch th i gian l u t ng s (HRT): 36 gi , có v t li u x p PU 39 Hình 4.18 Hi u su t x lý thành ph n N P ch th i gian l u t ng s (HRT): 36 gi , có v t li u x p PU 40 Hình 4.19.Thi t l p quan h gi a t i l ng n ng su t x lý 42 DANH M C T AAO BOD BTNMT COD CODt CODht HSXL HRT PAO QCVN NSXL T-N T-P TSS VI T T T Anaerobic - anoxic - oxic Biochemical Oxygen Demand Chemical Oxygen Demand Hydrcalic Residence time Polyphosphate Accumulatin Organisms Y m khí - thi u khí - hi u khí Nhu c u oxi sinh hóa B tài ngun mơi tr ng Nhu c u oxi hóa h c COD t ng COD hòa tan Hi u su t x lý Th i gian l u Vi khu n tích l y photpho Quy chu n Vi t Nam N ng su t x lý T ng s nito T ng s photphat T ng ch t r n l l ng M CL C PH N 1: M U 1.1 t v n 1.2 M c tiêu nghiên c u 1.3 M c ích nghiên c u 1.4 Ý ngh a c a tài 1.4.1 Ý ngh a h c t p nghiên c u khoa h c 1.4.2 Ý ngh a th c ti n s n xu t PH N 2: T NG QUAN TÀI LI U 2.1 Các c s nghiên c u c a tài 2.1.1 N c th i giàu N, P 2.1.2 X lý h p ch t N 2.1.3 X lý h p ch t P 2.1.4 X lý ng th i h p ch t vô c 2.1.5 X lý thành ph n ch a N, P b ng công ngh vi sinh 2.1.6 Công ngh màng vi sinh 10 2.2 Tình hình nghiên c u n c 16 2.2.1 Tình hình nghiên c u th gi i 16 2.2.2 Tình hình nghiên c u n c 17 PH N 3: IT NG, N I DUNG VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U 20 3.1 i t ng ph m vi nghiên c u 20 3.1.1 i t ng nghiên c u 20 3.1.2 Ph m vi nghiên c u 20 3.2 a i m th i gian ti n hành 20 3.2.1 a i m ti n hành 20 3.2.2 Th i gian ti n hành 20 3.3 N i dung nghiên c u 20 3.4 Ph ng pháp nghiên c u 21 3.4.1 Ph ng pháp b trí thí nghi m 21 3.4.2 Ph ng pháp th c nghi m 24 3.4.3 Các ph ng pháp phân tích 24 3.4.4 Các ph ng pháp thu th p s li u 25 PH N 4: K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N 26 4.1 Di n bi n thành ph n n c th i 26 4.2 ánh giá ch 27 4.2.1 Ch th i gian l u n c 24h, Qr = 7,2 m3/ h 27 4.2.2 Ch th i gian l u n c 36 gi , Qr = 7,2 m3/h 31 4.2.3 Ch th i gian l u n c 36 gi , có v t li u x p PU g n biofilm 36 4.3 M i quan h gi a n ng su t x lý t i l ng 41 PH N 5: K T LU N VÀ KI N NGH 43 5.1 K t lu n 43 5.2 Ki n ngh 43 TÀI LI U THAM KH O 44 I Tài li u ti ng Vi t 44 II Tài li u ti ng Anh 45 PH L C PH N 1: M 1.1 U tv n Cùng v i s phát tri n c a xã h i, v n ô nhi m môi tr ng c ng ngày tr nên báo ng, ó có v n nhi m n c Tác nhân gây ô nhi m môi tr ng n c ch t có kh n ng chuy n hoá thành ch t khác ch t b n tác ng n cân b ng sinh thái môi tr ng n c nh n R t nhi u h p ch t gây ô nhi m n c th i có kh n ng chuy n hố cao mơi tr ng n c t nhiên thông qua ph n ng hoá h c, sinh hoá, quang hoá tác ng n cân b ng sinh thái c a môi tr ng Thành ph n gây ô nhi m n c th i, xét v khía c nh tác ng gây h i gi i pháp công ngh x lý, có th chia thành ba nhóm chính: ch t h u c có kh n ng sinh h y, thành ph n dinh d ng lo i h p ch t hóa h c c n c bi t quan tâm Nit photpho hai nguyên t c b n c a s s ng, có m t t t c ho t ng liên quan n s s ng r t nhi u ngành ngh s n xu t công nghi p, nông nghi p H p ch t hoá h c ch a nit , photpho c g i thành ph n dinh d ng ph m trù n c th i i t ng gây ô nhi m tr m tr ng cho môi tr ng Tác d ng x u c a n c th i lên môi tr ng c ng i nh n bi t t lâu ln tìm cách h n ch K thu t hay công ngh x lý n c th i có th c c tr ng b i trình phát tri n qua giai o n: x lý s c p, th c p b c ba (ph ng pháp tiên ti n) R t nhi u gi i pháp k thu t c s d ng x lý n c th i ã ang c s d ng i u ki n khác nh k thu t huy n phù, c nh vi sinh ch t mang, k thu t bùn ho t tính, a quay, l c nh gi t, t ng c nh, t ng giãn n , t ng linh ng (l u th ) ho c t h p (lai ghép) c a k thu t M i ph ng pháp k thu t u có nh ng u, nh c i m riêng X lý thành ph n gây nhi m n c th i òi h i m c phát tri n công ngh khác Vi c x lý m c khó chi phí t n i v i vi c x lý ch t th i ch a thành ph n ch a ch t dinh d ng hay h p ch t hoá h c c bi t nêu Nh n bi t cm c gây h i c a thành ph n dinh d ng n c th i, vào th p k 90, m t lo t n c công nghi p chi n l c qui nh ki m sốt y u t Cơng ngh x lý n c th i c phát tri n hoàn thi n c s nh ng thành t u m i v khoa h c, k thu t nh m h giá thành xây d ng v n hành h th ng x lý n c th i c ng nh nâng cao ch t l ng n c sau x lý Tuy nhiên hi n vi c x lý n c th i nói chung n c th i giàu N, P nói riêng theo h ng áp d ng k thu t sinh h c c tr ng phát tri n m nh th i gian g n ây chúng có tính b n v ng, thích nghi v i nhi u i u ki n t nhiên T lý em l a ch n th c hi n tài: “Nghiên c u x lý nit ph tpho n c th i ch n nuôi l n b ng h bùn ho t tính AAO c i ti n” 1.2 M c tiêu nghiên c u - ánh giá ch v n hành h x lý ph i h p ng th i nit ph tpho h thí nghi m quy mơ phòng thí nghi m, ánh giá nh h ng c a th i gian l u, t i l ng n kh n ng x lý N P - Thi t l p quan h t i l ng h u c - n ng su t x lí N P, nh m a giá tr thông s thi t k áp d ng cho h th ng qui mô l n th c ti n 1.3 M c ích nghiên c u ánh giá s li u, hi u ch nh v n hành phù h p; xu t hi u ch nh cho quy trình t ng th h p nh t x lý n c th i giàu N, P ánh giá hi u qu kinh t c a tài 1.4 Ý ngh a c a tài 1.4.1 Ý ngh a h c t p nghiên c u khoa h c + V n d ng ki n th c ã h c + Nâng cao tay ngh 1.4.2 Ý ngh a th c ti n s n xu t Ý ngh a th c ti n c a vi c áp d ng công ngh sinh h c x lý n c th i vô quan tr ng i s ng V a mang l i l i ích cho kinh 39 Nitrat giai o n hi u khí t ng lên n 40-53,4 mgN/l cho hi u su t oxi hóa amoni 92,2% N ng nitrat ng n thi u khí gi m xu ng 18-26 mgN/l trình -nitrat hóa giai o n thi u khí cho hi u su t kh nitrat 52% Hi u su t kh nitrrat ch thí nghi m có giá tr cao nh t so v i ch Do tác d ng c a v t li u mang PU t o i u ki n t t cho trình kh nitrat vi sinh c th m sâu vào kh i v t li u x p - n i có i u ki n thi u khí có l i cho trình kh (hình 4.16) th i gian Hình 4.17 Di n bi n c a otophotphat P t ng ch l u t ng s (HRT): 36 gi , có v t li u x p PU Giá tr P t ng trung bình n c th i u vào kho ng 35,0 mgP/l, ó P t ng hòa tan 24,4 mgP/l, octophophat 14,1 mgP/l.Trong ng n y m khí, q trình gi i phóng octophotphat c a vi sinh PAO bùn ho t tính nâng giá tr lên 30,7 - 44,2 mgP/l t c g p 2,6 l n N ng octophotphat P t ng sau ng n hi u khí l i t ng ng 8,3 6,4 mgP/l cao h n giá tr tiêu chu n c a QCVN 40: 2011 i v i P t ng n c th i môi tr ng lo i B (6 mgP/l) Do vi sinh PAO b v t li u PU gi l i không c luân chuy n gi a ng n y m khí - hi u khí Do ó q trình gi i phóng - tích l y octophotphat c a vi sinh khơng th c hi n thu n l i (hình 4.17) 40 th i gian Hình 4.18 Hi u su t x lý thành ph n N P ch l u t ng s (HRT): 36 gi , có v t li u x p PU Nhìn chung giá tr trung bình ch kh o sát thu c: hi u su t lo i b COD 91,8%, hi u su t oxi hóa amoni 92,2% hi u su t x lý N 92,2% P 75,8% (hình 4.18) B ng 4.2 T ng h p k t qu kh o sát h x lý AAO c i ti n Ch HS oxi HS COD, T-N, t, T-P, t COD, T-N, ht T-P, ht HS TS, hóa kh t, vào vào vào ht ra COD + N (mg/l) NH4 (mg/l) (mgN/l) (mgP/l) (mg/l) (mgN/l) (mgP/l) (%) (%) (%) HS XL P (%) HRT: 24 gi 1039 240,5 22,4 249,1 55,1 9,2 136,6 75,9 85,3 77,1 58,7 HRT: 36 gi 1522 340,7 34,8 154,1 39,5 6,4 135,2 89,8 93,2 88,3 81,6 HRT: 36 gi , có PU biofilm 1533 341,6 35,0 126,3 26,8 8,4 34,9 91,8 92,2 92,2 75,8 Các k t qu b ng 4.2 cho th y h x lý AAO c i ti n: ng th i N P b ng h 41 Khi t ng d n th i gian l u t ng s t 24h lên 36h gi nguyên l u l ng tu n hoàn h n h p n c bùn t b thi u khí sang b hi u khí cho th y hi u qu x lý COD, N P t ng lên, thông s u COD, t ng Nit t ng P g n t giá tr tiêu chu n c a QCVN 40:2011 n c th i môi tr ng lo i B Khi s d ng v t li u x p PU g n vi sinh ã c i thi n cho hi u su t x lý COD, hi u su t kh N t ng hi u su t trình -nitrat hóa Hi u qu x lý P ch a cao (75,8%) s d ng v t li u 4.3 M i quan h gi a n ng su t x lý t i l ng T i l ng thông s quan tr ng vi c ánh giá kh n ng ch u ng c a h x lý N u v n hành h th ng vi sinh t i l ng cao, n c sau x lý s không t c tiêu chu n quy nh T i l ng th tích (t i l ng COD, Nit tính cho m t n v th tích h u ích c a b x lý) c tính theo cơng th c: Trong ó: COD Q 10 TK V - TK: t i l ng th tích (COD/m3 ngày), ho c (N/m3.ngày) N vao Q 10 - Q: L u l ng n c th i vào h (m3/ngày) TK V - V: Th tích b ph n ng (m3); - CODvào, Nvào: Giá tr COD Nit u vào (g/m3); N ng su t x lý c a h c tính theo cơng th c: Trong ó: (COD CODra ) 10 (COD) (N ) ( N vao N ) 10 (COD): n ng COD/m3.ngày) su t x lý (kg - (COD): n ng su t x lý (kg N/m3.ngày) - : th i gian l u n D a giá tr COD tr c sau x lý, xác n ng su t x lý c a h th ng (hình 4.19) c (ngày) nh ct il V Q ng 42 Hình 4.19.Thi t l p quan h gi a t i l T hình 4.19 cho th y t ng t i l 6,60 kg COD/m3/ngày n ng su t x ng n ng su t x lý ng COD vào h t 0,90 lên t i lý t ng t 0,72 lên t i 5,20 kgCOD/m3/ngày T il t ng t 0,72 n 6,05 kgCOD/m3/ngày n ng su t x lý ng t ng t 0,90 n 5,04 kg/m3/ngày n tính v i Khi t i l ng t ng t 6,05 kg/m3/ngày lên giá tr 6,60 kg/m3/ngày n ng su t có t ng nh ng khơng n tính n a COD ni quy nh N ng su t h t u ã v t tiêu chu n n c 5,04 kg/m3/ngày t i giá tr t i l 6,05 kgCOD/m3/ngày (hình 4.19) Khi ti p t c t ng giá tr t i l n ng su t c a h có xu h gi i t i l ng l n v c th i ch n ng không t ng ng ng u vào t bão hồ, i u có th lý t q kh n ng x lý c a vi sinh h 43 PH N 5: K T LU N VÀ KI N NGH 5.1 K t lu n - H bùn ho t tính c i ti n có kh n ng x lý N P n c th i ô nhi m cao ã ti n hành kh o sát v i n ng COD, N, P t ng d n v i ch thay i th i gian l u, l u l ng dòng tu n hồn áp d ng v t li u mang x p PU (2cm x 2cm x 2cm) v i t l 20% th tích Khi s d ng v t li u mang g n vi sinh ã t ng hi u su t x lý COD N c th i sau x lý g n t tiêu chu n lo i B thu c QCVN 40:2011/BTNMT v ch tiêu COD, N P - Kh o sát i v i h bùn ho t tính t 24 gi lên 36 gi gi nguyên l u l ng, hi u su t x lý COD (89,8%), N (88,3%), P (81,6%) cho th y 36 gi hi u su t x lý t t h n - Kh o sát n ng N-NH4+ u vào hi u qu x lý N-NH4+ n ng 250 mgN/L t t nh t - Khi s d ng v p li u x p mang PU cho k t qu hi u su t x lý COD (91,8%) t ng N (92,2%) t ng lên, nh ng hi u su t x lý t ng P (75,8%) s d ng v t li u ch a cao - N ng su t x lý COD t 5,04 kg/m3 giá tr t i l ng u vào t 6,05 kg/m3 5.2 Ki n ngh - Ti p t c nghiên c u ch HRT khác nhau: 48, 60h - Ti p t c kh o sát thay i thông s COD, ch tiêu t ng nito, t ng photpho u vào khác - Thay i n ng u vào N-NH4+ n ng khác - Thay i v t li u mang PU kích th c khác nhau: 1x1x1, 4x4x4 cm - C n nghiên c u thêm y u t nh h ng n hi u su t x lý c a h nh : nhi t , pH, ki m, t c b m, t l ch t dinh d ng cho vi sinh, m t bùn c p cho h 44 TÀI LI U THAM KH O I Tài li u ti ng Vi t Lê V n Cát (2007), X lý n c th i giàu h p ch t nit Ph tpho, NXB Khoa h c t nhiên Công ngh Hà N i Lê V n Cát (2012), Nghiên c u ng d ng v t li u mang x lý n c th i, cơng trình nghiên c u Vi n Khoa h c Vi t Nam Lê V n Cát, Ph m Th H ng c (2009) “Nghiên c u tái s d ng n nuôi gi ng th y s n nh m m c ích ki m sốt nhi m môi tr c ng phát tri n b n v ng” H i ngh nuôi tr ng th y s n c a Vi t Nam Australia t i Nha Trang Lê V n Chi u (2012), Báo cáo x lý n h c Khoa h c T nhiên, Hoàng Ph c th i ch n nuôi giàu N, P i h c Qu c gia Hà N i ng Hà 2009 Nghiên c u vi khu n nitrat hóa cơng ngh x lý n i ng d ng c ô nhi m amoni Lu n án ti n s Nguy n Th Hoa Lý (1994), “Nghiên c u ch tiêu nhi m b n ch t th i ch n nuôi heo t p trung áp d ng m t s bi n pháp x lý” Lu n án ti n s khoa h c Nông nghi p, i h c Nơng lâm TP H Chí Minh Tr n ình Minh (2013) ‘Nghiên c u x lý Nito Photpho n c có t i l ng ô nhi m cao b ng h bùn ho t tính c i ti n’ Lu n v n th c s khoa h c môi tr ng, i h c Khoa hoc T nhiên, i h c qu c gia Hà N i Ngô K S ng Nguy n Lân D ng (1997), S n xu t khí t (biogas) b ng k thu t lên men k khí, trang 20-48 NXB Nơng nghi p QCVN40:2011/BTNMT-Quy Chu n k thu t qu c gia v công nghi p n c th i 45 II Tài li u ti ng Anh 10 C.E Benjamin, S.D Schwarz, T.T Theodore, (2001) “A bioflter network model importance of the pore structure and other large-scale heterogeneities” Chemical Engineering Science 56: p 475-483 11 Gaul T, Filipov E, Schlosser N, Kunst S and Helmer-Madhok C, 2002 Balancing of nitrogen conversion in deammonifying biofilms through batch tests and GC/MS Water Scien Technol 46: 157-62 12 Mecalf & Eddy: “Wastewater engineering”, 2005; Seabloom R.W.et al., (2003): Constructed Wetland University of Washington: 1-31 13 M Morikawa, (2006) Review: “Beneficial biofilm formation by industrial bacteria Bacillus substilis and related species”, Journal of Bioscience and Biotechnology 101(1): p 1-8 14 Mulder, (2003) “The quest for sustainable nitrogen technologies” Wat Sci Technol Vol 48, No 1, p 67-75 15 S Sirianuntapiboon, S Yommee, (2006) “Application of a new type of moving bio-film in aerobic sequencing batch reactor (aerobic-SBR)” Journal Environmental Management 78: p 149-156 16 S Sirianuntapiboon, S Yommee, (2006) “Application of a new type of moving bio-film in aerobic sequencing batch reactor (aerobic-SBR)” Journal Environmental Management 78: p 149-156 17 S Andersson, (2009) “Characterization of bacterial biofilms for wastewater Treatment School of Biotechnology”, Royal Institute of Technology (KTH), Sweden 18 Y.X Chen, J Yin, K Wang, (2005) “Long-term operation of biofilters for biological removal of ammonia” Chemosphere 58: p 1023-1030 PH L C Qui trình phân tích COD * Nguyên t c COD 600 c xác nh theo ph ng pháp bicromat Theo ph ng pháp m u c un h i l u 2h 1.500oC v i K2Cr2O7 môi tr ng axit c có Ag2SO4 làm xúc tác (Ag2SO4 c dùng thúc y q trình oxi hóa h p ch t h u c có phân t l ng th p) theo ph n ng: Ag2SO4 Cr2O7 + 14 H+ + 6e Cr 3+ + H2O N u n c có hàm l ng Cl- cao (> = 300 mg/l) s x y ph n ng sau: Cr2O7 + Cl- + 14 H+ + Cr3+ + H2O i u s c n tr trình xác nh COD, v y tránh nh h ng c a ion ng i ta thêm HgSO4 t o ph c Cl- Ngoài nh h ng c a Clcòn ph i k t i nh h ng c a NO2-, nhiên l ng NO2- t 1-2 mg/L nh h ng c a NO2- không k , lo i b nh h ng c n thêm l ng axitsufamic v i t l 10mg/ 1mg NO2* Hóa ch t Pha h n h p ph n ng: s y K2Cr2O7 1050C 2h Cân xác 10,216 g K2Cr2O7 ã s y khơ em hòa tan, thêm 167 ml dung d ch H2SO4 c 33,3 g HgSO4, ngu i nh m c n 1000 ml Pha thu c th axit: pha theo t l 4,.96g Ag2SO4 500 ml H2SO4, dùng t khu y cho Ag2SO4 tan h t * Ti n hành làm ng chu n S y khơ l ng kaliphtalat 1200C Cân xác 850 mg kaliphtalat hòa tan n c c t nh m c thành 1.000 ml, c dung d ch ch a 1.000 mg O2 /L Chu n b m t dãy dung d ch chu n g m i m có n ng t ng ng mg O2/ l, 20 mg O2/l, 50 mg O2/l, 100 mg O2/ l, 200 mg O2/l, 500 mg O2 /L Thêm 1,5 ml h n h p ph n ng vào dãy dung d ch chu n Thêm 3,5 ml thu c th axit vào dãy chu n L c u em phá m u 2h 1500C ngu i em o b c sóng 600 nm ng chu n COD * Ti n hành xác nh COD 600 c a m u b n th c v t B c 1: Cho vào ng phá m u 2,5 ml m u n c b n th c v t (chú ý làm song song m u l c không l c cho m u m i b n) B c 2: Thêm ti p 1,5 ml h n h p ph n ng B c 3: Thêm ti p 3,5 ml dung d ch thu c th axit B c 4: L c u un h i l u vòng 2h b ng máy phá m u 120 oC B c 5: L y ngu i em o b c sóng 600 nm * Tính tốn COD c a m u n c b n th c v t Tính giá tri c a COD m u nghiên c u d a vào ng chu n: y = 2* 2630 x * D (R2 = 0.9989) y:n ng COD m u phân tích (mg O2/l) x: h p th quang c a m u D: pha loãng Qui trình phân tích amoni *Ngun t c Amoni ph n ng v i hypochloride v i s có m t c a h p ch t indo phenol màu xanh m o màu b c sóng 640 nm.Gi i h n phát hi n > 0.1 mg / l N- NH4+ * D ng c : ng th y tinh ch u nhi t làm amoni, pipet t ng lo i ml, giá ng m u, c c th y tinh, b p i n, n c * Hóa ch t:Hypochloride, NaOH, NaOCl 0,1 %, phenol, nitro prusside * Pha hóa ch t: Pha hypochloride: cân 15g NaOH khan , thêm 500 ml NaOCl 0,1 %, sau ó nh m c thành 1000 ml b ng n c deion Dung d ch phenol sodium nitroprusside: 5g phenol 0,025 g nitroprusside pha b ng n c eion nh m c t i 500 ml * Xây d ng ng chu n: Pha dung d ch chu n: s y NH4Cl tinh t phân tích 1030C 3h, sau ó cho vào bình hút m ngu i 15 phút r i em cân Cân 3,819 g NH4Cl hòa tan nh m c n 1000 ml b ng n c deion, dung d ch có nơng 1.000mg/l Chu n b dung d ch có n ng N- NH4+ 1mg/l (khơng pha lỗng q 100 l n) L p ng chu n v i n ng N-NH4: mg/l, 0,2 mg/l, 0,4 mg/l, 0,6 mg/l, 0,8 mg/l, mg/l.Thêm ml phenol-sodiumnitroprusside, l c u 30s Thêm ml hypochloride, l c u 30 s i u nhi t 30 - 400C 2030 phút em o b c sóng 640 nm S ng N ng NNH4 (mg/l) V eion V (N-NH4) ABS 0,2 0,4 0,6 0,8 2 0,094 0,169 0,251 0,323 0,403 ng chu n NH4+ Cách làm S ph thu c h p th quang vào amoni tuân theo ph y =2,447 x (R2 = 0,9978) ng trình ng chu n amơni 1.2 y = 2.447x R2 = 0.9978 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 ABS ng chu n NH4+ * Xác nh NH4+ m u b n th c v t Do m u n c b n th c v t l y t ngu n n c h nên h ph c t p, v y ph i ti n hành làm thêm m u thêm chu n N- NH4+ 1mg/l M u không thêm chu n: Hút 2,5 ml m u thêm 2,5 ml n c c t M u thêm chu n: Hút 2,5 ml m u 2,5 ml chu n Thêm ml phenol- sodiumnitroprusside, l c u 30s Thêm ml hypochloride, l c u 30s i u nhi t 30 - 40oC 20- 30 phút em o b c sóng 640 nm * Tính tốn: có cách tính Cách 1: tính theo ng chu n y =2,447 x (R2 = 0.9978) y: n ng N-NH4+ m u x: h p th quang ABS Cách 2: tính theo thêm chu n Qui trình phân tích Photpho * Ngun t c: ammonium molipdat kali antimony tatrat ph n ng v i PO43- mơi tr ng axittrung bình t o axit heteropolyaxit photpho molipdic sau ó b kh b i axit ascorbic t o màu xanh molybden o màu b c sóng 710 nm máy UV- VIS (gi i h n o < 3mg t ng P) * Hóa ch t:Amoni molipdat, kali antimony tarat, H2SO4, NaOH, axit ascorbic, K2S2O8, phenol phtalein, KH2PO4 * D ng c : Bình ch u nhi t, ng phacol, máy o,b p i n, giá ng, máy phá m u, c c cân, chai ng hóa ch t, pipet t ng, pipet 10ml, 1ml,5ml, bình nh m c 100ml,25ml, 50ml * Pha hóa ch t: Pha K2S2O8: cân 4g K2S2O8 hòa tan 100 ml n c c t Pha H2SO4 1:2: pha 10ml axit H2SO4 vào 20 ml n c c t Pha dung d ch NaOH: hòa tan m t kh i l ng NaOH không c n xác kh i l ng n c c t làm môi tr ng Pha axit ascorbic: cân 1,8 g axit ascobic hòa tan 25 ml n c c t Pha molip at: +Hòa tan 7,27 g amoni molipdat (NH4)6Mo7O24.4H2O ã s y 1050C 3h vào 150 ml n c c t +Hòa tan 0,189 g kali antimony tatrat C4H4O6KSbO.1/2H2O 50 ml n c +Cho 96 ml H2SO4 c vào bình ã ch a 600 ml n c c t sau ó l nh n nhi t phòng + Tr n u dung d ch v i + Thêm vào ó 10g ammonium amidosulfat NH4OSO2NH2 ho c 8,509 NH2OSO2H vào h n h p nh m c thành 1000ml *L p ng chu n P L p ng chu n g m dãy i m Pha dung d ch g c t ng P: s y KH2PO4 1050oC 2h.Cân xác 0,4394 g KH2PO4 1.000 ml n c deion Dung d ch chu n: pha loãng dung d ch g c 20 l n ta c dung d ch chu n 5mg/l L y m t dãy dung d ch chu n theo n ng sau: N ng dung d ch chu n 5mg/l 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 V dung d ch chu n Cách làm chu n P Sau l y dung d ch chu n vào ng phacol nh m c thành 20 ml Thêm 0,5 ml axit ascorbic Thêm 2,5 ml dung d ch (NH4)6Mo6 nh m c thành 25 ml i u nhi t 30-400C th i gian 10 - 15 phút em o máy UV_VIS b c sóng 710 nm ng chu n t ng photpho 1.2 y = 1.8314x R2 = 0.9992 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 ABS ng chu n P * Cách ti n hành thí nghi m v i m u n c b n th c v t D ng c : bình ch u nhi t bình, ng phacol ng,pipet 10ml, 2ml, giá ng, b p i n, c c ng n c th y tinh, b p i n , pipet t ng, 5ml 1ml, máy phá m u Hóa ch t: NaOH, phenol phtalein,amoni molipdat, H2SO4 1:2, K2S2O8 B c 1: Hút 10 ml d ch m u sau l c vào ng ch u nhi t B c 2: Thêm 5ml K2S2O8 B c 3: Thêm ml H2SO4 1:2 B c 4: Phá m u 1200C 30 phút B c 5: Hút th tích m u xác nh(10ml) sau ã phá m u t bình ch u nhi t B c 6: Thêm gi t phenol phtalein B c 7: Thêm dung d ch NaOH n chuy n sang màu h ng B c 8: Thêm 2.5 ml amoni molipdat nh m c lên 20ml b ng n c c t B c 9: Thêm 0.5 ml axit ascorbic nh m c thành 25 ml B c 11: Gia nhi t b p i n 30-400C 10-15 phút , o b c sóng 710 nm *K t qu tính tốn: tính theo ng chu n y = 4*1.831x *D (R2 = 0.9992) y n ng t ng P m u (mg/l) x k t qu o ABS D pha loãng Ph ng pháp xác nh nitrat a Nguyên t c Ph n ng gi a nitrat brucide pH= 2-3 t o thành dung d ch có màu vàng o màu b c sóng 415 nm b Chu n b thu c th Hòa tan 1g Brucide (C23H26O4N2)2 H2SO4.7H2O) + 0,1g Axit sulfanil (H2NC6H4SO3H) + 3ml HCl vào 70ml n c c t làm l nh t i nhi t sau ó nh m c n 100 ml v i n c deion c L p ng chu n Chu n b ng th y tinh ch u nhi t có nút, dung tích kho ng 20mL Chu n b dung d ch chu n 1mg N-NO3-/L t dung d ch g c 1g/L N ng N-NO30,0 0,2 (mg/L) N-NO3- (mL) V deion (ml) d Cách ti n hành - Chu n b m u n m kho ng - L y 5ml m u vào ng - Thêm 5ml H2SO4 80% - Làm l nh d i vòi n c - L c 30 giây - Thêm 0,2ml brucide sulfanil - L c 30 giây - un sôi >95oC 0,4 0,6 0,8 1,0 3 ng chu n < 1mg/l phòng - Làm l nh t i nhi t - o b c sóng 415 nm Ph ng pháp xác nh nitrit a Nguyên t c Ph n ng gi a nitrit h n h p sunfanilamide v i naphtylenediamine t o ph c màu h ng pH= 2,0 - 2,5 o màu b c sóng 540nm b Chu n b thu c th dung d ch chu n - Dung d ch sunfanilamide: Cân 0,6 g NH2C6H4SO2NH2 hòa tan 50ml n c c t deion nóng, làm l nh thêm 40 ml HCl sau ó nh m c n 100ml - Dung d ch Naphtylenediamine dihydrochloride: Cân 0,1 g C10H7NHCH2NH2.2HCl hòa tan 100ml n c deion ng chai màu nâu (N u dung d ch chuy n sang màu nâu khơng dùng n a) - Các dung d ch thu c th u ph i b o qu n t l nh - Chu n b ng th y tinh có th tích ch a kho ng 15ml - Chu n b dung d ch g c N-NO2- có n ng 250mg N-NO2- /l: Hòa tan 1,23g NaNO2 1000ml n c deion - Chu n b dung d ch chu n N-NO2- có n ng 1mg/l N-NO2t dung d ch g c b ng cách pha loãng n ng N ng N-NO20 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 (mg/l) 0,2 0,4 0,6 0,8 V N-NO2- chu n (ml) 10 9,8 9,6 9,4 9,2 V deion(ml) c Cách ti n hành - Chu n b dung d ch m u n m kho ng gi i h n < 0,1mg/l - L y 10ml m u vào ng th y tinh - Thêm 0,2ml sunfanilamide - Tr n u gi yên phút - Thêm 0,2ml naphtylenediamine dihydrochloride - Tr n u gi yên 10 phút - o b c sóng 540 nm V i dung d ch chu n c ng làm t ng t v i b c nh ... n t nhiên T lý em l a ch n th c hi n tài: Nghiên c u x lý nit ph tpho n c th i ch n nuôi l n b ng h bùn ho t tính AAO c i ti n” 1.2 M c tiêu nghiên c u - ánh giá ch v n hành h x lý ph i h p... ng 16 2.2 Tình hình nghiên c u ngồi n c 2.2.1 Tình hình nghiên c u th gi i Trong trình x lý h p ch t nit n c, n u áp d ng k thu t bùn ho t tính, c n ph i có th i gian l u bùn lâu (có th t i ngày... c x lý tri t ch ng thành ph n tính ch t n c th i, khơng c n thi t có s can thi p tr c ti p c a ng i vào trình x lý t nhiên Thu n ti n công tác v n hành qu n lý + Ti t ki m kinh phí vi c x lý n