nghiên cứu áp dụng công nghệ ic (internal circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản ở các tải trọng hữu cơ 5, 10, 15kgcod m3 ngày

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân iii Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân iv Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT KHÓA LUẬN (TIẾNG VIỆT) ii TÓM TẮT KHÓA LUẬN (TIẾNG ANH) ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU 1.Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đối tượng giới hạn nghiên cứu Đóng góp khoa học, kinh tế xã hội nghiên cứu Tính nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan ngành thủy sản công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản 1.1.1 Tổng quan ngành thủy sản 1.1.2 Công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản 1.2 Tổng quan chung trình sinh học kỵ khí 11 1.2.1 Q trình sinh học kỵ khí 11 1.2.2 Phân loại cơng nghệ kỵ khí 13 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân v Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày a Cơng trình xử lý kị khí tải trọng thấp (Tải trọng hữu thể tích < 8,0 kg COD/m3.ngày) 14 a1.Bể phân hủy kị khí xáo trộn hồn tồn 14 a2.Bể tiếp xúc kị khí 15 b Cơng trình xử lý kỵ khí tải trọng cao (Tải trọng hữu thể tích 3-20 kgCOD/m3.ngày) 15 b1.Lọc kị khí giá thể cố định dòng chảy ngược dòng 15 b2.Bể lọc sinh học kị khí bám dính xi dòng 16 b3.Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor) 16 c Cơng trình xử lý kỵ khí tải trọng cao (Tải trọng hữu thể tích 10 – 40 kg COD/m3.ngày) 17 c1.Bể sinh học kị khí tầng giá thể lơ lửng dãn nở hay tầng sôi (Anaerobic Expanded and Fluidized Bed Reactors) 17 c2.Bể EGSB (Expanded Granular Sludge Bed Reactor) 17 c3.Công nghệ IC (Internal Circulation Reactor) 18 1.3.Các nghiên cứu nước 23 1.3.1 Các nghiên cứu nước 23 1.3.2 Các nghiên cứu nước 24 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Tổng quát phương pháp nghiên cứu 25 2.2 Mơ hình vật liệu nghiên cứu 26 2.2.1 Mơ hình thí nghiệm 26 2.2.2 Vật liệu nghiên cứu 27 2.2.3.Phương pháp vận hành 28 a.Các bước vận hành tải thích nghi 28 b.Các công việc sau kết thúc tăng tải trọng 29 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân vi Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày c.Ngun lý vận hành mơ hình 30 d.Kiểm sốt yếu tố q trình vận hành 31 2.2.4 Phương pháp phân tích 32 a.Phân tích mẫu 32 b Vị trí tuần suất lấy mẫu 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Kết vận hành thí nghiệm thích nghi (OLR=5kg COD/m3.ngày) 35 3.1.1.pH 37 3.1.2 COD 37 3.1.3 TN TP 38 3.1.4 SS TS hạt PVA-gel 39 3.1.5 Lượng khí biogas sinh 40 3.2 Kết vận hành thí nghiệm 10, 15kg COD/m3.ngày 41 3.2.1 Kết thí nghiệm tải trọng hữu 10kgCOD/m3.ngày đêm 41 3.2.2 Kết thí nghiệm tải trọng hữu 15 kgCOD/m3.ngày đêm 43 3.3.So sánh đánh giá hiệu xử lý chất hữu thí nghiệm 45 3.3.1 pH – Tải trọng hữu 10, 15kgCOD/m3 ngày đêm 45 3.3.2 SS gTS/PVS-gel - Tải trọng hữu 10, 15 COD/m3.ngày đêm 46 3.3.3 Mối liên hệ COD tổng hợp tế bào , TN, TP lượng sinh khối gTS/gPVA-gel Tải trọng hữu 10 15kgCOD/m3.ngày đêm 47 3.3.4 Mối tương quan COD (tạo khí Biogas) lượng khí Biogas sinh - Tải trọng hữu 10, 15 kgCOD/m3.ngày đêm 49 3.3.5 CODvào, CODra hiệu suất khử COD tải trọng hữu 10 15 kgCOD/m3.ngày đêm 51 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 53 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân vii Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 1.Kết luận 53 2.Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC Bảng phân tích số liệu nghiên cứu 58 PHỤ LỤC Bảng tính tốn tỉ lệ COD : N : P, lượng COD (tổng hợp tế bào) 65 PHỤ LỤC Hình ảnh mơ hình thí nghiệm IC hạt PVA- gel tải trọng hữu (thích nghi), 10 15kgCOD/m3.ngày đêm 70 PHỤ LỤC Bản vẽ mơ hình kị khí IC 72 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân viii Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD Biochamical Oxygen Demand (Nhu cầu oxi hóa sinh học) COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxi hóa hóa học) EGSB Expanded Granular Sludge Bed Reactor (Bể phản ứng bùn hạt cao tải) FBBR Fluidized Bed Biological Reactor (Bể sinh học kỵ khí tầng dãn nở) HRT Hydrolic Retention Time (Thời gian lưu nước) IC Internal Circulation Reactor (Bể tuần hoàn nội bộ) OLR Organic Load Rate (Tải trọng chất hữu cơ) PVA Polyvinyl Alcohol SBR Sequencing Batch Reactors (Bể phản ứng sinh học theo mẻ) SRT Solid Residence Times (Thời gian lưu bùn) SS Supended Solids (Chất rắn khơng hòa tan) TN Total Nitrogen (Tổng Nitơ) TP Total Phosphorus (Tổng Phốt Pho) TS Total Solid (Tổng chất rắn) UASB Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor (Bể kỵ khí sinh học dòng chảy ngược) SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân ix Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nước thải từ phân xưởng chế biến thuỷ sản Bảng 1.2 Sản lượng khai thác thuỷ hải sản tháng 5/2015 Bảng 1.3 Thơng số thiết kê mơ hình IC 19 Bảng 1.4 Hiệu xử lý thông số vận hành IC UASB 22 Bảng 2.1 Các thơng số tính tốn để chạy mơ hình nghiên cứu 30 Bảng 2.2 Các phương pháp phân tích thơng số phòng thí nghiệm 32 Bảng 2.3 Tần suất lấy mẫu phân tích 34 Bảng 3.1 Kết phân tích OLR = kgCOD/m3.ngày (pH, COD, TN, TP, SS) 36 Bảng 3.2 Kết phân tích tải trọng hữu 10 kgCOD/m3.ngày đêm (COD, SS, TN, TP pH) 42 Bảng 3.3 Kết phân tích tải trọng hữu 15 kgCOD/m3.ngày đêm (COD, SS, TN, TP pH) 44 Bảng 3.4 Thể tích khí Biogas sinh theo lý thuyết 50 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân x Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ chế biến cá Hình 1.2 Sơ đồ quy trình chung cho ngành chế biến thủy sản Hình 1.3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải thủy sản Hình 1.4 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải thủy sản 10 Hình 1.5 Sơ đồ biểu diễn dòng biến đổi chất trình phân hủy kị khí 12 Hình 1.6 Một số dạng xử lý sinh học kỵ khí 13 Hình 1.7 Các dạng q trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi thực tế 14 Hình 1.8 Sơ đồ cấu tạo bể UASB 16 Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo bể EGSB bùn hạt 18 Hình 1.10 Sơ đồ cấu tạo bể IC bùn hạt PVA gel 20 Hình 2.1 Sơ đồ thực nghiên cứu 25 Hình 2.2 Mơ hình thí nghiệm công nghệ IC 26 Hình 2.3 Hố thu gom nước thải 27 Hình 2.4 Hạt PVA-gel 28 Hình 2.5 Hệ thống đếm khí Gasometer 31 Hình 3.1 pH tải thích nghi 37 Hình 3.2 COD tải thích nghi 37 Hình 3.3 TP tải thích nghi 38 Hình 3.4 TN tải trọng thích nghi 38 Hình 3.5 SS lượng gTS/gPV A-gel 39 Hình 3.6 Lượng khí Biogas sinh tải trọng thích nghi 40 Hình 3.7 pH - Tải trọng hữu 10, 15kgCOD/m3 ngày đêm 45 Hình 3.8 SS gTS/PVS-gel - Tải trọng hữu 10, 15 kgCOD/m3.ngày đêm 46 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân xi Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày Hình 3.9 CODvào , CODra, COD tổng hợp tế bào tải trọng hữu 10 15kgCOD/m3.ngày đêm 48 Hình 3.10 TNvào, TNra, TPvào, TPra tải trọng hữu 10 15kgCOD/m3.ngày đêm 48 Hình 3.11 Lượng khí Biogas sinh - Tải trọng hữu 10 15kgCOD/m3.ngày đêm 51 Hình 3.12 CODvào, CODra hiệu suất khử COD tải trọng hữu 10 15kgCOD/m3.ngày đêm 51 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân xii Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 52 31 7,01 7,04 3.861 686 824 781 42,2 53 42,5 54 44,2 55 32 7,04 7,12 4.036 734 872 838 44,3 56 33 7,00 7,05 3.946 531 861 829 57 34 7,04 7,08 4.126 637 845 799 44,4 58 35 6,91 6,94 3.946 604 841 792 39,6 59 36 6,93 7,00 4.185 678 882 825 61,29 0,524 59,34 32,55 29,62 22,70 21,10 18,30 16,30 44,1 42,3 60 25,5 61 20,8 62 14,9 63 21,3 64 22,4 65 26,2 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 62 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 66 29,8 67 34,9 68 37,5 69 37 7,00 6,98 3.985 2.669 810 774 0,538 42,14 30,21 20,60 18,40 40,4 70 38 7,02 7,10 4.192 2.222 792 749 43,27 31,40 21,50 19,70 50,5 71 39 7,10 7,14 3.990 1.921 768 712 57,7 72 40 7,04 7,08 4.033 1.988 800 764 56,0 73 41 6,96 7,07 3.977 1.806 771 731 41,53 28,14 20,40 18,10 57,7 74 61,8 75 63,2 76 42 7,13 7,17 4.150 1.817 863 824 39,95 77 43 7,09 7,20 3.892 1.614 803 758 57,1 78 44 7,02 7,11 4.024 1.396 814 764 71,4 79 45 6,92 7,02 4.084 1.336 731 682 45,22 24,48 29,20 19,50 22,40 16,20 18,90 56,0 74,1 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 63 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 80 46 7,04 7,16 3.905 1.202 788 723 75,4 81 80,0 82 80,9 83 47 7,10 7,21 4.112 1.844 792 748 42,56 84 48 7,01 7,09 4.082 900 827 781 88,7 85 49 7,12 7,14 4.020 816 796 734 91,1 86 50 7,04 7,00 3.913 696 708 641 87 51 7,11 7,08 4.205 836 808 754 41,64 24,90 23,50 21,40 22,10 18,50 17,30 46,7 92,6 92,9 88 98,7 89 93,8 90 52 7,09 7,15 3.946 611 827 786 91 53 7,16 7,20 4.193 723 793 738 92 54 7,00 7,14 4.051 874 758 723 41,41 22,01 20,10 15,50 93,2 93,7 0,720 43,69 24,58 20,90 15,50 84,4 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 64 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày PHỤ LỤC BẢNG TÍNH TỐN TỈ LỆ COD : N : P, LƯỢNG COD (TỔNG HỢP TẾ BÀO) Tháng COD TN TP (mg/l) (mg/l) (mg/l) TT thí nghiệm Vào Ra Vào Ra Vào Ra Lượng Lượng Tỉ lệ COD (tổng hợp ΔTN ΔTP ΔTN:ΔTP tế bào) giảm giảm COD:ΔTN tổng tổng =350:5 hợp tế hợp tế bào bào (mg/l) (mg/l) Tải trọng hữu kgCOD/m3 ngày ( tải trọng thích nghi) 4.265 3.111 58,84 48,23 21,10 16,80 10,61 4,30 4.175 2.649 55,30 42,74 18,70 13,50 12,56 5,20 4.298 2.753 4.024 2.351 3.945 1.915 61,30 44,27 19,50 15,40 17,03 4,10 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 65 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 4.071 2.010 4.107 1.976 4.032 1.609 3.929 1.520 10 4.006 1.030 11 4.120 1.009 12 3.967 989 13 4.084 1.002 14 4.167 1.052 15 4.143 1.089 16 3.948 959 17 4.073 985 18 4.194 895 65,70 45,30 22,90 18,30 20,40 4,60 59,76 37,67 24,70 20,70 22,09 4,00 54,12 31,23 22,90 18,10 22,89 4,80 60,40 37,93 17,80 13,10 22,47 4,70 57,13 31,65 21,90 16,60 25,48 5,30 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 66 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày Tải trọng hữu 10 kgCOD/m3 ngày 19 4.264 2.346 65,12 46,71 23,10 19,40 18,41 3,70 5,0 1.288,7 20 4.184 1.974 61,46 40,16 21,50 17,40 21,30 4,10 5,2 1.491,0 21 4.076 1.811 22 3.901 1.686 62,10 41,22 22,40 18,10 20,88 4,30 4,9 1.461,6 23 4.049 1.798 24 4.112 1.806 25 4.021 1.604 63,54 41,85 20,70 16,70 21,69 4,00 5,4 1.518,3 26 4.214 1.690 27 4.168 1.348 64,75 40,62 23,60 19,10 24,13 4,50 5,4 1.689,1 28 3.948 1.164 29 4.067 1.149 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 67 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 30 3.998 839 31 3.861 686 32 4.036 734 33 3.946 531 34 4.126 637 35 3.946 604 36 4.185 678 63,84 37,24 24,10 19,40 26,60 4,70 5,7 1.862,0 61,29 32,55 22,70 18,30 28,74 4,40 6,5 2.011,8 59,34 29,62 21,10 16,30 29,72 4,80 6,2 2.080,4 Tải trọng hữu 15 kgCOD/m3 ngày 37 3.985 2.669 42,14 30,21 20,60 18,40 11,93 2,20 5,4 835,1 38 4.192 2.222 43,27 31,40 21,50 19,70 11,87 1,80 6,6 830,9 39 3.990 1.921 40 4.033 1.988 41 3.977 1.806 41,53 28,14 20,40 18,10 13,39 2,30 5,8 937,3 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 68 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 42 4.150 1.817 43 3.892 1.614 44 4.024 1.396 45 4.084 1.336 46 3.905 1.202 47 4.112 1.844 48 4.082 900 49 4.020 816 50 3.913 696 51 4.205 836 52 3.946 611 53 4.193 723 54 4.051 874 39,95 24,48 19,50 16,20 15,47 3,30 4,7 1.082,9 45,22 29,20 22,40 18,90 16,02 3,50 4,6 1.121,4 42,56 24,90 21,40 18,50 17,66 2,90 6,1 1.236,2 41,64 23,50 22,10 17,30 18,14 4,80 3,8 1.269,8 41,41 22,01 20,10 15,50 19,40 4,60 4,2 1.358,0 43,69 24,58 20,90 15,50 19,11 5,40 3,5 1.337,7 SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 69 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày PHỤ LỤC HÌNH ẢNH MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM IC VÀ HẠT PVA- GEL Ở TẢI TRỌNG HỮU CƠ (THÍCH NGHI), 10 VÀ 15KGCOD/M3.NGÀY ĐÊM Mơ hình IC đặt phòng cấp nước trường đại học Tài NguyênMôi Trường TPHCM SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 70 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày (a) Hạt PVA- gel tải trọng hữu 5kgCOD/m3.ngày đêm (thích nghi) (b) Hạt PVA- gel tải trọng hữu 10kgCOD/m3.ngày đêm (c) Hạt PVA- gel tải trọng hữu 15kgCOD/m3.ngày đêm Hạt PVA-gel tải trọng trọng hữu 15kgCOD/m3.ngày đêm SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 71 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày PHỤ LỤC BẢN VẼ MƠ HÌNH KỊ KHÍ SVTH: Nguyễn Thành Long GVHD: Trần Ngọc Bảo Luân 72 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/m3 ngày 73 ... nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/ m3 ngày 1.1.2 Công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản Nước thải công. .. IC xử lý nước thải chế biến thủy sản cơng trình IC nhóm nghiên cứu nước thực sâu để xử lý nước thải chế biến thủy sản Vì đề tài Nghiên cứu áp dụng cơng nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước. .. nghiệp Nghiên cứu áp dụng công nghệ IC (Internal Circulation) xử lý nước thải chế biến thủy hải sản tải trọng 5, 10, 15kgCOD/ m3 ngày Nguyên liệu thủy sản Nước Rửa Nước thải Muối hồ Nước thải Nước