KHẢO SÁT KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SAU BIOGAS CỦA TẢO Spirulina plantesis

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SAU BIOGAS CỦA TẢO Spirulina plantesis Ngành học:CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực Niên khóa :ĐẶNG THỊ BÍCH LOAN : 2009-2013 Tháng 06/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SAU BIOGAS CỦA TẢO Spirulina plantesis Hướng dẫn khoa họcSinh viên thực PGS.TS.DƯƠNG NGUYÊN KHANG ĐẶNG THỊ BÍCH LOAN Tháng 06/2013 LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ mơn Cơng nghệ Sinh học đặc biệt tồn thể quý Thầy Cô truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu cho em suốt thời gian học tập trường Lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Dương Nguyên Khang, người thầy tận tình giúp đỡ hướng dẫn em thời gian làm đề tài hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cám ơn tất bạn lớp DH09SH gắn bó chia sẻ động viên suốt thời gian học tập thực đề tài Suốt đời ghi nhớ công ơn sinh thành dưỡng dục ba mẹ, lời khuyên bảo động viên anh chị em gia đình TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013 Đặng Thị Bích Loan i TĨM TẮT Ở Việt Nam nước thải nhà máy chủ yếu xử lý hầm biogas Sau q trình xử lý tiêu gây nhiễm mơi trường mức cao Việc tiếp tục xử lý nước thải sau biogas trước thải mơi trường cần thiết Có nhiều giải pháp kỹ thuật triển khai nghiên cứu ứng dụng, tảo Spirulina nhân tố sinh học ứng dụng nhằm giảm thiểu chi phí tác động sau xử lý Trong nghiên cứu tảo Spirulina Plantesis sử dụng nghiên cứu xử lý nước thải sau biogas nhà máy bột mì Tồn Xn Hưng Nghiên cứu bao gồm bốn nghiệm thức: nước thải sau biogas có bổ sung CaO, nước thải sau biogas có bổ sung NaOH, nước thải sau biogas có bổ sung Biochar nghiệm thức đối chứng nước thải sau biogas Các nghiệm thức bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với lần lặp lại Kết rằng, tảo Spirulina Palntesis có khả phát triển tốt môi trường nước thải mật độ cá thể nghiệm thức 66695,0  582; mật độ cá thể nghiệm thức 57679,0  2309; mật độ cá thể tảo nghiệm thức 47350,0  2080 Và cuối chu kỳ nuôi, nghiệm thức 1, tảo Spirulina plantesis góp phần làm giảm đáng kể hàm lượng COD nước 89,87%; Pts 79,54%; Nts 76,26%; NH4+ 92,15% Trong đó, nghiệm thức 88,44% COD; 69,97% Pts; 74,21% Nts; 87,25% NH4+ Đối với nghiệm thức 75,37% COD; 64,12% Pts; 60,32% Nts; 86,77% NH4+, nghiệm thức đối chứng 9,68% COD; 31,24% Pts; 22,17% Nts; 32,05% NH4+ xử lý sau 20 ngày Nhìn chung khả xử lý nước thải sau biogas tảo Spirulina plantesis đạt kết tương đối tốt ii SUMMARY Thesis titled “The ability of waste water survey of Spirulina plantesis post biogas” In Vietnam at the present, waste water of many factories isprimarily treated by biogas tanks in Viet Nam After this treatment process, polluting indicators still exist at high level The fact that waste water post biogas before releasing to environment is necessary Many technical solutions are deployed to research and apply, and Spirulina is biological factor that applied to reduce the expenses and the effects of post treatment In this research, SpirulinaPlantesis was used to research in waste water treatment of post biogas in Toan Xuan Hung fluor mill The research included treatments: waste water of post biogas supplemented Cao, waste water after biogas supplemented NaOH, waste water post biogas supplemented Biochar, and control treatment is waste water post biogas Treatments were randomly arranged with replicates The results indicated that SpirulinaPlantesis can grow up well in waste water environment The density of the treatment was 66695 582; the density of the treatment was 57679  2309 and the density of the treatment was 47350 2080 In the end of feeding cycle, in the first treatment, SpirulinaPlantesis reduced COD content significantly in water 89.87%, Pts 79.54%, Nts 76.26% , NH4+ 92 % Whereas, in the treatment 2, it reduced 88.44% COD, 69.97% Pts , 74.21% Nts, 87.25% NH4+ in the treatment 3, it was 75.37% COD, 64.12% Pts , 60.32% Nts , 86.77% NH4+in the treatment control, it was 9.68% COD; 31.24% Pts; 22.17% Nts; 32.05% NH4+ in 20 days of treatment The ability of waste water treatment of post biogas of SpirulinaPlantesis got basically the fairly good result Keywords: Spirulina plantesis, waste treatment of post biogas iii MỤC LỤC Tran g Lời cảm ơn 1  Tóm tắt .ii  Summary iii  Mục lục iv  Danh sách chữ viết tắt vii  Danh sách bảng viii  Danh sách hình biểu đồ vi  Chương MỞ ĐẦU 1  1.1 Đặt vấn đề 1.2 Yêu cầu đề tài 2  1.3 Nội dung thực 2  Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3  2.1 Tổng quan khoai mì 3  2.1.1 Lịch sử phát triển khoai mì ngồi nước 3  2.1.2 Cấu tạo củ khoai mì 3  2.2 Thành phần nước thải chế biến bột mì tác động đến mơi trường 5  2.2.1 Thành phần nước thải chế biến bột mì 5  2.3.3 Chất rắn lơ lửng 8  2.4 Tảo Spirulina plantesis 10  2.4.1 Lịch sử phát triển cơng trình gây ni tảo nước 10  2.4.4 Đặc điểm dinh dưỡng tảo Spirulina plantesis 14  2.4.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nuôi tảo Spirulinaplantesis 17  2.5.1 Than sinh học 19  2.5.2 Nguyên liệu sản xuất than sinh học 21  2.5.3 Quy trình sản xuất 21  2.5.3.1 Nhiệt phân chậm 22  2.5.3.2 Q trình than hóa 23  2.5.3.3 Quá trình khí hố 23  Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25  3.1 Thời gian địa điểm 25  iv 3.2 Vật liệu nghiên cứu 25  3.2.1 Mẫu nguyên liệu 25  3.2.2.Thiết bị hóa chất xử lý 25  3.2.2.1 Thiết bị 25  3.2.2.2Hóa chất 25  3.3 Phương pháp nghiên cứu 25  3.3.1 Khảo sát tiêu đầu vào nước thải sau biogas 25  3.3.2 Bố trí thí nghiệm 26  3.3.2.1 Thí nghiệm Ni trồng tảo Spirulina môi trường Zarrouk 26  3.3.2.2 Thí nghiệm Khảo sát khả xử lý nước thảisau biogas tảo Spirulina 26  3.3.3 Phương pháp thu nhận mẫu tiêu nước thải sau biogas 26  3.3.4 Đánh giá trình xử lý nước thải sau biogas tảo Spirulina plantesis 27  4.1 Chỉ tiêu đầu vào nước thải sau Biogas 29  4.2.1 Mật độ tảo Spirulina plantesis 31  4.2.2 pH nuôi cấy tảo Spirulina plantesis 32  4.3 Khả xử lý nước thải sau biogas tảo Spirulina plantesis 33  4.3.1 Sự phát triển tảo môi trường nước thải sau biogas 33  4.3.2 Trị số pH 34  4 Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy tảo Spirulina plantesis lên hàm lượng Pts 35  4.3.5 Ảnh hưởng môi trường tảo Spirulina plantesis lên hàm lượng Nts 36  4.3.6 Ảnh hưởng môi trường tảo Spirulina plantesis lêm hàm lượng NH4+ 37  4.3.7 Đánh giá hiệu xử lý nước thải sau biogas tảo Spirulina plantesis 38  Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 40  5.1 Kết luận 40  5.2 Đề nghị 40  TÀI LIỆU THAM KHẢO 41  Phụ lục v DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT BOD: (Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu Oxy sinh hóa COD: (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học Nts: Hàm lượng Nitơ tổng số FAO: Food and Agriculture Organization NH4+: (Amoni) Hàm lượng amoni NT1: Nghiệm thức NT2: Nghiệm thức NT3: Nghiệm thức NTĐC: Nghiệm thức đối chứng Pts hàm lượng Phốt OD: Optical Density pH: Protein of Oxygen Pts: Hàm lượng Phốt tổng số QCVN: Quy chuẩn Việt Nam SS: (Suspension Solid) Chất rắn lơ lửng vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Thành phần môi trường Zarrouk nuôi tảo 26 Bảng 4.1 Chỉ tiêu nước thải đầu vào sau biogas 29 Bảng 4.2 Hiệu xử lý nước thải sau biogas chủng tảo Spirulina 38 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Trang Hình 2.1 Cây khoai mì Hình 2.2 Tảo Spirulina 14 Hình 2.3 Than sinh học 19 Hình 4.1 Hầm biogas 30 Hình 4.2 Hồ nước thải sau biogas 30 Biểu đồ 4.1Biểu diễn mật độ tảo Spirulina mơi trường Zarrouk 31 Hình 4.3 Ni tảo Spirulina môi trường nước thải sau biogas 32 Biểu đồ 4.2 Biểu diễn thay đổi pH môi trường nuôi Zarrouk 32 Biểu đồ 4.3 Biểu diễn thay mật độ tảo ghi nhận qua nghiệm thức 33 Hình 4.4 Ni tảo mơi trường nước thải sau biogas 34 Biểu đồ 4.4 Biểu diễn thay đổi pH nghiệm thức 34 Biểu đồ 4.5 Biểu diễn thay đổi hàm lượng COD theo thời gian 35 Biểu đồ 4.6 Biểu diễn thay đổi hàm lượng Pts theo thời gian 36 Biểu đồ 4.7 Biểu diễn thay đổi hàm lượng Nts theo thời gian 37 Biểu đồ 4.8 Biểu diễn thay đổi hàm lượng NH4+ theo thời gian 38 viii Pooled StDev = 1,389 Grouping Information Using Tukey Method NT N Mean Grouping NTĐC 88,983 A NT3 81,610 B NT2 78,780 B NT1 65,633 C Sau 15 ngày One-way ANOVA: SL versus NT Source DF NT SS MS F P 1940,7 646,9 48,44 0,000 Error 106,8 13,4 Total 11 2047,6 S = 3,655 R-Sq = 94,78% R-Sq(adj) = 92,82% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N Mean StDev -+ -+ -+ -+ NT1 46,993 2,482 ( -* -) NT2 55,997 2,905 ( -* -) NT3 64,307 6,046 ( -* -) NTĐC 81,507 1,507 ( -* -) -+ -+ -+ -+ -48 60 72 84 Pooled StDev = 3,655 Grouping Information Using Tukey Method NT N Mean Grouping NTĐC 81,507 A NT3 64,307 B NT2 55,997 B C 68 NT1 46,993 C Sau 20 ngày One-way ANOVA: SL versus NT Source DF NT SS MS F P 6348.91 2116.30 2107.05 0.000 Error 8.04 1.00 Total 11 6356.94 S = 1.002 R-Sq = 99.87% R-Sq(adj) = 99.83% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N Mean StDev -+ -+ -+ -+ NT1 24.280 1.051 (*) NT2 26.380 1.477 (* NT3 29.337 0.574 (* NT4 79.623 0.635 (*) -+ -+ -+ -+ -30 45 60 75 Pooled StDev = 1.002 Grouping Information Using Tukey Method NT N Mean Grouping NT4 79.623 A NT3 29.337 B NT2 26.380 C NT1 24.280 C Bảng xử lý kết Nts Nghiệm Hàm lượng Nts 69 thức 5NSXL 10NSXL 15NSXL 20NSXL NT1 81,11c1,02 65,63c1,79 46,99c2,48 24,28c1,05 NT2 88,38b0,99 78,78b1,01 55,99bc2,90 26,38c1,47 NT3 89,70b0,55 81,61b1,85 64,30b6,04 29,33c6,74 NTĐC 100,01a2,04 88,98a0,17 81,50a1,50 79,62a0,63 Trong cột giá trị trung bình có ký tự theo sau giống khơng có khac biệt mặt thống kê (p