nghiên cứu xử lý nước thải giấy bằng công nghệ kỵ khí uasb kết hợp swim bed với giá thể biofringe quy mô phòng thí nghiệm

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH .vi MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT GIẤY 1.1.1.Nguồn gốc nước thải sản xuất giấy 1.1.2.Thành phần ô nhiễm 1.1.3.Công nghệ xử lý nước thải giấy số công ty 1.2 TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH KỴ KHÍ 10 1.2.1.Khái niệm trình kỵ khí 10 1.2.2.Các giai đoạn trình phân hủy kỵ khí 10 1.2.3.Các nhóm vi sinh vật tham gia trình xử lý kỵ khí 13 1.2.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình kỵ khí 15 1.3 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ CƠNG NGHỆ KỴ KHÍ 16 1.3.1.UASB (upflow anaerobic sludge blanket) 16 1.3.2.Lọc kỵ khí (AF – anaerobic filter) 17 1.3.3.Tiếp xúc kỵ khí (AC – anaerobic contract) 17 1.3.4.Kỵ khí đệm giản nở FBR (fluidized bed reactor), EBR (Expanded bed reactor) 18 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 1.4 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ KỴ KHÍ UASB KẾT HỢP SWIMBED SỬ DỤNG GIÁ THỂ BIOFRINGE 19 1.4.1.Công nghệ Swim-bed 19 1.4.2.Công nghệ kỵ khí UASB kết hợp cơng nghệ Swim-bed với giá thể Biofringe ……………………………………………………………………………………19 1.4.3.Một số nghiên cứu công nghệ kỵ khí UASB cơng nghệ Swim-bed sử dụng giá thể Biofringe 20 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 SƠ ĐỒ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM 22 2.2 VẬT LIỆU 23 2.3 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 25 2.3.1.Mô hình tổng thể 25 2.3.2.Mơ hình thực tế 26 2.4 THIẾT BỊ SỬ DỤNG 28 2.5 VẬN HÀNH MƠ HÌNH 28 2.6 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 30 2.7 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 31 2.7.1.Phương pháp tính tốn 31 2.7.2.Phương pháp phân tích số liệu 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 pH 34 3.2 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD 35 3.3 HIỆU QUẢ XỬ LÝ BOD5 40 3.4 SỰ PHÁT TRIỂN VÀ ỔN ĐỊNH CỦA BÙN 43 3.4.1.Bùn lơ lửng 43 3.4.2.Bùn sinh trưởng bám dính giá thể 45 3.4.3.Nhận Xét 47 3.5 KHẢ NĂNG SINH KHÍ 49 3.6 KHẢ NĂNG XỬ LÝ TSS 52 3.7 ĐÁNH GIÁ TẢI TRỌNG TỐI ƯU VÀ SO SÁNH 54 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang ii Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 59 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang iii Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học DO Dissolved Oxygen Oxy hòa tan MLSS Mixed Liquid Suspended Solid Cặn lơ lửng hỗn hợp bùn hoạt tính MLVSS Mixed Liquid Volatile Suspended Cặn lơ lửng bay hỗn hợp bùn hoạt tính OLR Organic Loading Rate Tải trọng hữu SD Standard Deviation Độ lệch chuẩn SRT Sludge Retention Time Thời gian lưu bùn SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng SVI Sludge Volume Index Chỉ số bùn lắng TS Total solid Tổng chất rắn FBR Fluidized Bed Reacter Bể sinh học kỵ khí tầng dãn nở UASB Upflow Anearobic Sludge Blanket Bể sinh học kỵ khí dòng chảy ngược VS Volatile Suspended Solid Chất rắn lơ lửng dễ bay KPH SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Khơng phát Trang iv Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tính chất nước thải số nhà máy giấy Bảng 1.2 Thành phần tính chất nước thải công ty TNHH Giấy AFC .8 Bảng 1.3 Chức số loại vi khuẩn 14 Bảng 1.4 So sánh phân hủy kỵ khí khoảng nhiệt độ ưu ấm hiếu nhiệt .15 Bảng 1.5 Số liệu kỹ thuật từ kết vận hành bể UASB 17 Bảng 2.1 Thành phần tính chất nước thải công ty TNHH Giấy AFC 23 Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật giá thể .23 Bảng 2.3 Các thiết bị sử dụng cho mơ hình .28 Bảng 2.4 Thơng số vận hành mơ hình tải trọng .28 Bảng 2.7 Các thơng số phương pháp phân tích 31 Bảng 3.1 Kết xử lý số liệu COD 39 Bảng 3.2 So sánh hiệu suất xử lý COD nước thải giấy công nghệ 40 Bảng 3.3 Kết xử lý số liệu BOD5 42 Bảng 3.4 Số liệu tính tốn hàm lượng TS 46 Bảng 3.5 So sánh mật độ bùn tập trung giá thể bùn hạt 47 Bảng 3.6 Kết xử lý số liệu đo sản lượng khí sinh 51 Bảng 3.7 Kết xử lý số liệu TSS .53 Bảng 3.8 Tải trọng tối ưu tiêu 54 Bảng 3.9 So sánh ưu điểm với số công nghệ 55 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang v Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm DANH MỤC HÌNH Hình 1.2 Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải cơng ty giấy Roemond Hà Lan .7 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thốngxử lý nước thải Công ty giấy Eerbeck.B.V .7 Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH Giấy A.F.C Hình 1.5 Sơ đồ chuyển hóa vật chất điều kiện kỵ khí 12 Hình 2.5 Sơ đồ vận hành thí nghiệm 22 Hình 2.3 Cấu trúc giá thể Biofinge .24 Hình 2.4 Bùn hạt kỵ khí……………………………………………………………………………………………………………24 Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ tổng thể mơ hình 25 Hình 2.2 Cụm mơ hình thực tế 27 Hình 3.1 Kết đo pH .34 Hình 3.2 Diễn biến hiệu xử lý COD .35 Hình 3.3 Bọt bể tuần hoàn 36 Hình 3.4 lớp màu trắng xuất phía tầng bùn hạt .36 Hình 3.5 Nước bể tuần hồn ngày thí nghiệm thứ tải 6kg 37 Hình 3.6 Màu sắc khác nước đầu ngày liên tiếp tải trọng liên tiếp (chai nắp trắng tải 6kg, chai nắp cam tải 8kg) 37 Hình 3.7 Lớp váng cặn mặt bể tuần hoàn 38 Hình 3.9 Hiệu xử lý BOD qua tải trọng .40 Hình 3.10 Sự tăng trưởng bùn lơ lửng tầng bùn 43 Hình 3.11 Bùn trào khỏi bể bề tuần hồn .44 Hình 3.12 Hàm lượng MLVSS tầng bùn tỷ lệ MLVSS/MLSS 44 Hình 3.13 Các tầng bùn lơ lửng qua tải trọng 45 Hình 3.14 Lượng bùn sinh trưởng bám dính giá thể qua tải trọng .46 Hình 3.15 Những sợi giá thể trước đưa vào bể lấy sau tải trọng 48 Hình 3.16 Diễn biến q trình sinh khí lượng COD loại bỏ sau ngày .49 Hình 3.17 Sản lượng khí sinh học sinh 1gCOD xử lý 50 Hình 3.19 Khả xử lý TSS qua tải trọng 52 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang vi Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Giấy vật dụng cần thiết sống người, ngành công nghiệp sản xuất giấy nghành công nghiệp có từ lâu đời, nhiên nước thải phát sinh từ công đoạn sản xuất giấy bột giấy vấn đề nan giải cho xã hội khả gây nhiễm mơi trường từ loại nước thải Trong công nghệ sản xuất giấy bột giấy thành phần chủ yếu nước thải có nguồn gốc từ q trình xeo giấy, tạp chất bản, cặn lơ lửng (thường xơ sợi giấy, bột màu, phụ gia,…), chất ô nhiễm hữu Cùng với phát triển nhanh chóng ngành công nghiệp giấy Việt Nam giới, nước thải thải với mức độ ô nhiễm ngày cao, đòi hỏi q trình xử lý phải cải tiến nâng cao hiệu suất Trong công nghệ củ đưa vào sử dụng phổ biến chưa đạt hiệu suất mong muốn, điều thúc đẩy học hỏi sáng tạo để tìm cơng nghệ tối ưu hơn, thích hợp để phục vụ cho phát triển ngành cơng nghiệp giấy Mặc dù có cơng nghệ kỵ khí truyền thống xử lý mức độ nhiễm cao có khuyết điểm đáng kể hiệu xử lý chưa cao Để khắc phục số khuyết điểm cơng nghệ kỵ khí truyền thống, nậng cao khả xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm cao, chọn đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mô phòng thí nghiệm” để thực đồ án tốt nghiệp xem xét khả xử lý nước thải có nồng độ nhiễm cao có khắc phục khuyết điểm công nghệ truyền thống hay không MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu thực nghiệm mơ hình ứng dụng cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe nhằm xác định hiệu xử lý tải trọng tối ưu mơ hình xử lý nước thải giấy NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Tìm hiểu thơng số đặc trưng cho nước thải giấy  Lắp đặt mơ hình xưởng cấp thoát nước trường với cấu tạo bao gồm: bể UASB, hệ thống đo khí, bể trung gian, thùng chứa nước thải đầu vào, bơm định lượng để cấp nước thải vào bể, bơm định lượng để tuần hoàn nước thùng chứa nước thải đầu  Vận hành thích nghi: Quá trình diễn vòng khoảng 20 ngày, tới mà lớp màng vi sinh vật hình thành bám giá thể  Vận hành mơ hình xử lý nước thải: Sau 20 ngày chạy với tải trọng thích nghi kgCOD/m3.ngày, ta tiếp tục vận hành với tải 6, 8, 10, 12, 15 kgCOD/m3.ngày  Đánh giá mức độ xử lý thông qua tải trọng tìm tải trọng tối ưu ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Nước thải sử dụng đề tài nước thải lấy trực tiếp từ bể chứa sau tuyển hệ thống xử lý nước thải công ty giấy A.F.C có địa C6/4C Ấp 3, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Minh SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mô phòng thí nghiệm Nước thải gốc đưa trực tiếp vào mơ hình sau đo COD canh chỉnh lưu lượng Các muối dinh dưỡng thêm vào tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển điều chỉnh để trì tỷ lệ COD:N:P=500:5:1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Phương pháp tổng quan tài liệu  Phương pháp thực nghiệm mơ hình  Phương pháp thí nghiệm  Phương pháp phân tích xử lý số liệu PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU  Nghiên cứu tiến hành quy mơ phòng thí nghiệm phòng thí nghiệm cấp nước - khoa mơi trường  Giá thể thực trình nghiên cứu Biofringe  Đánh giá khả xử lý TSS, COD, BOD5, khả sinh khí mơ hình với tải thích nghi kgCOD/m3.ngày tải trọng hoạt động 6; 8; 10; 12 15 kgCOD/m3.ngày  Q trình thí nghiệm xác định tiêu tiến hành phòng thí nghiệm mơi trường TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN  Tính đề tài Hiện công nghệ xử lý nước thải giấy nhiều hạn chế, hiệu xử lý chưa cao Cơng nghệ Swim-bed mẻ Việt Nam, nghiên cứu công nghệ nhiều hạn chế chưa áp dụng phổ biến thực tế Cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe cho phép tập trung nồng độ sinh khối cao giá thể, ổn định tầng bùn dễ dàng kiểm soát tầng bùn Vì cơng nghệ thích hợp để xử lý nước thải có nồng độ hữu cao nước thải giấy  Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu đề tài đánh giá phần hiệu công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe Đây hướng cho cơng trình nghiên cứu công nghệ kết hợp SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT GIẤY 1.1.1 Nguồn gốc nước thải sản xuất giấy 1.1.1.1 Quy trình sản xuất giấy Nguyên liệu: Sản xuất giấy sử dụng ba nguồn sợi gỗ, loại thực vật phi gỗ giấy tái sinh Ngoài có thêm thành phần phụ gia thêm vào để tạo thêm số đặc tính cho giấy Gỗ nguyên liệu phổ biến sử dụng để làm giấy, chia thành hai loại gỗ mềm gỗ cứng Việc sử dụng gỗ làm giấy vùng giới có khác biệt lớn Trong tổng hàm lượng rừng giới nước Nga chiếm lượng rừng gỗ mềm, phần lớn rừng rộng tồn vùng nhiệt đới, đặt biệt châu Phi châu Mỹ la tinh Nguyên liệu sợi phi gỗ nguồn sợi thô quan trọng nhiều sở sản xuất bột giấy đặt biệt châu Á Tre nứa, mía, đay,… loại sinh trưởng tự nhiên vùng nhiệt đới, nguyên liệu có sợi dài sử dụng nhiều nước Ấn Độ, Băngladesh Việt Nam Tại Trung Quốc sợi phi gỗ chiếm phần lớn nguồn nguyên liệu thô ngành sản xuất bột giấy giấy Các loại sợi tái sinh nguồn nguyên liệu quan trọng cho ngành giấy nước phát triển Giấy loại (giấy phế thải) thu gom, mua bán để sử dụng cho mục đích làm nhiên liệu, vật liệu làm bao bì đóng gói…Ngồi việc thu hồi tái sử dụng giấy loại mang lại lợi ích tích cực mặt mơi trường Các chất phụ gia gồm có: chất trợ bảo lưu (phèn nhôm Al2(SO4)3, nhựa thông, tinh bột, polyme tan nước hay dùng polyacrylamid …) có tác dụng làm tăng liên kết cho sợi giấy Chất độn (cao lanh, đá vôi,…) lấp vào chỗ trống xơ sợi làm trơn mịn bề mặt, cải thiện độ trắng, độ bóng giấy Quy trình sản xuất giấy từ giấy qua sử dụng - - - Tuyển lựa quy trình tái chế giấy: Để tái chế giấy thành cơng giấy thu hồi phải sạch, nên cần phải giữ cho giấy nguyên liệu không lẫn tạp chất chất bẩn, thức ăn thừa, nhựa, kim loại, nhiều thứ khác… Thu gom chuyên chở: Giấy thải thu gom đóng thành bánh, nén chặt chở tới nhà máy giấy tái chế Lưu kho quy trình tái chế: bánh giấy thu hồi lưu kho bãi dùng đến Những chủng loại giấy khác – giấy báo giấy thùng cacton cũ – chứa kho riêng, nhà máy giấy sử dụng loại giấy thu hồi khác để sản xuất loại giấy tái chế khác Tái tạo bột giấy: Giấy băng chuyền đưa tới bể chứa lớn gọi bể đánh bột, có chứa nước hóa chất Bể đánh bột cắt giấy thu hồi thành mảnh nhỏ Việc đun nóng hỗn hợp khiến giấy mau chóng bị cắt nát thành sợi cellulose (loại vật liệu cấu thành thực vật) gọi xơ sợi Giấy cũ đươc thu hồi bị đánh tơi, trở thành hỗn hợp quánh dẻo gọi bột Bột đẩy tới SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm - sàng có lỗ rãnh đủ hình dạng kích thước; mẫu tạp chất nhỏ nylon hay băng keo bị giữ lại, trình gọi sàng Sau bột tẩy mực, nghiền, tẩy màu làm trắng Xeo giấy thành phẩm: Bột đem trộn với nước hóa chất để đạt tới hỗn hợp 99,5% nước phun liên tục lên giàn lưới chuyển động nhanh qua máy xeo Các xơ sợi tái chế mau chóng quánh lại, tạo thành tờ giấy ướt sũng nước Tờ giấy di chuyển thật nhanh qua loạt trục ép giúp vắt nước nhiều Tờ giấy ướt cho qua loạt trục lăn kim loại sấy nóng làm tờ giấy khơ Nếu muốn tráng phủ lên giấy hỗn hợp tráng phủ đưa vào cuối chu trình quy trình khác sau giấy xeo xong Việc tráng phủ nhằm mục đích tờ giấy có bề mặt bóng mịn, dễ in Tờ giấy thành phẩm cuộn vào trục lăn thật lớn rời khỏi máy xeo Bột nhập, bột thô, giấy vụn Bột giấy từ phân xưởng bột giấy Đánh rã Các hợp chất có giấy cũ Nghiền Sợi, chất bẩn hòa tan Phẩm màu, cao lanh, phèn, keo Phôi chế Hơi nước từ lò Xeo giấy Nước thải có chứa sợi, hóa chất, phẩm màu, tạp chất, giấy vụn, khói thải nhiên liệu từ lò Cắt cuộn Giấy thành phẩm Hình 1.1 Quy trình sản xuất giấy từ giấy qua sử dụng Nguồn: Tổng cục môi trường, 2011 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu thực nghiệm mơ hình ứng dụng cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe, nhằm xác định hiệu xử lý tải trọng tối ưu mơ hình xử lý nước thải giấy hoàn thành sau 120 ngày thực hiện, tác giả có số kết luận sau: Mơ hình thực nghiệm mang lại hiệu xử lý tốt loại nước thải giấy có hàm lượng COD, BOD cao, nhiều loại hóa chất thải trình sản xuất Hiệu xử lý COD, BOD5,TSS hệ thống tương đối ổn định tối ưu tải 12 kgCOD/m3.ngày Cụ thể là, hiệu suất xử lý COD đạt 91.76± 3.6%, BOD đạt 97.99 ± 0.16%, TSS đạt 96.12 ± 1.44% với nồng độ COD khoảng 4810 mg/L với thời gian lưu nước 9.6 Nồng độ bùn bám dính giá thể sau thời gian thực thí nghiệm 16292 mg/L nồng độ bùn lơ lửng tầng 2683 mg/L với tỷ lệ MLVSS/MLSS 0.72 Sản lượng khí sinh tốt tải trọng 15 kgCOD/m3.ngày với 0.26±0.01L/gCODloạibỏ Khi áp dụng mơ hình vào thực tế, ta nên chọn tải trọng 12 kgCOD/m3.ngày để xử lý COD, BOD5,TSS chọn tải trọng 15 kgCOD/m3.ngày để sản lượng khí sinh cao  KIẾN NGHỊ Do thời gian nghiên cứu có hạn nên việc nghiên cứu khảo sát khả xử lý COD, BOD5,TSS với khả sinh khí sinh trưởng phát triển bùn Đề tài cần nghiên cứu chuyên sâu vấn đề sau: - Khảo sát tiêu tải trọng cao - Khảo sát khoảng thay đổi đột ngột nồng độ ô nhiễm nước thải dẫn đến sốc tải - Khảo sát ảnh hưởng pH, nhiệt độ hóa chất có nước thải giấy đến q trình sinh khí - Để cải thiện chi phí đầu tư thực tế, cần khảo sát thời gian nuôi bùn ban đầu lượng bùn hạt ban đầu chiếm 5% thể tích bể - Khảo sát tìm giải pháp tốt khắc phục lượng CaCO3 xuất SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 56 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm  TÀI LIỆU THAM KHẢO TRONG NƯỚC [1] Nguyễn Văn Phước, “Giáo trình xử lý nước thải phương pháp sinh học”, NXB Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2014 [2] Trịnh Xuân Lai, “Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2009 [3] Nguyễn Phước Dân, Tôn Thất Lãng, Nguyễn Thị Minh Sáng, “Kỹ thuật xử lý nước cấp nước thải” [4] Nguyễn Lễ, “Sử dụng công nghệ Swim-bed để khử COD Nitrate hóa nước thải cao su, Luận văn thạc sĩ khoa học”, Trường Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2010 [5] Lê Hồng Nghiêm, Phan Lê Xn Hạnh, “Nghiên cứu ứng dụng bể phản ứng kị khí dòng chảy ngược UASB với chất mang hạt PVA – gel xử lý nước thải chế biến thủy sản tải trọng hữu cao”, Tạp chí Khoa học công nghệ, 2014 [6] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, “ Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình”, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2015 [7] Lê Hoàng Nghiêm, “Bài Giảng Các Quá Trình Sinh Học”, Đại học Tài Ngun Mơi Trường TP Hồ Chí Minh [8] Chu Anh Đào, Ngơ Huy Du, Trần Hồng Công , “Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ chảy ngược qua lớp bùn yếm khí (UASB), Luận văn thạc sĩ khoa học”, Trường đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2013 [9] Đoàn Thu Hà, “Xử lý Ammoni nước ngầm Hà Nội áp dụng phương pháp sinh học ứng dụng kỹ thuật Swim-bed”, Bài báo khoa học, Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường, 2013 [10] Nguyễn Lâm Phương, Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến thủy sản công nghệ Swim-bed sử dụng giá thể BioFringe, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2012 NGỒI NƯỚC [11] Sen Qiao, Yuki Kawakubo, Toichiro Koyama and Kenji Furukawa, “Partial Nitritation of Raw Anaerobic Sludge Digester Liquor by Swim-Bed and Swim-Bed Activated Sludge Processes and Comparison of Their Sludge Characteristics”, Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University, 2008 [12] Taichi Yamamoto, “Novel partial Nitritation Treatment for Anaerobic Digestion Liquor of Swine Wastewater Using Swim-bed Technology”, Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University, 2006 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 57 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm [13] Xingrong Li, “Anaerobic Wastewater Treatment from Finnish Forest Industry: VFA Analysis-The acidic wastewater effect on volatile fatty acids concentration”, SAVONIA UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES, 2017 [14] Anna Karlsson, Xu-Bin Truong, Jenny Gustavsson, Bo Svensson, Fredrik Nilsson and Jorgen Ejlertsson, “Anaerobic treatment of activated sludge from Swedish pulp and paper mills – biogas production potential and limitations’’ 2011, Environmental technology, (32), 14, 15591571 Environmental technology is available online at informaworldTM: http://dx.doi.org/10.1080/09593330.2010.543932 [15] Joseph D Rouse, D Y, Y C, T K, Kenji Furukawa, “Swim bed technology as an Innovative Attached – growth Processing for High-rate Wastewater Treatment”, Japanese Journal of Water Treatment Biology Vol.40, 2004, 115-124 [16] DOAN THU HA, RYOICHI KUTSUMOT0, TOHICHIROU KOYAMA, and KENJI FURUKAWAZ, “Nitrification of Ammonium-Contaminated Hanoi Groundwater using Swim-Bed Technology”, Japanese Journal Water Treatment Bioloo Vol.41 No.3 141-152, 2005 [17] Yingjun Cheng, “Advence wastewater treatment using acyle-resin fiber biomas carrier”, Graduate School of Science and Technology, KUMAMOTO UNIVERSITY [18] Standard Methods for examination of Water and Wastewater, 2012 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 58 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm PHỤ LỤC PHỤ LỤC A KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM BẢNG A1: GIÁ TRỊ TỒN BỘ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM pH Ngày Đầu vào COD Đầu Đầu vào (mg/L) Đầu (mg/L) E% Lượng khí sinh (L) Lượng khí sinh xử lý 1g COD (L) TSS Đầu vào (mg/L) Đầu (mg/L) BOD5 E% Đầu vào (mg/L) Đầu (mg/L) E% Tải trọng 3kgCOD/m3.ngày 6.35 7.2 6640 562 91.53 4.6 0.18 7.05 7.91 6400 160 97.5 3.8 0.14 6.42 6.98 5530 430 92.22 4.2 0.17 6.43 7.69 6080 699 88.5 5.3 0.22 7.12 7.4 5356 833 84.44 5.3 0.23 6.82 7.73 5654 2678 52.63 1.8 0.12 6.53 7.39 4464 208 95.34 5.2 0.20 6.76 7.24 4513 553 87.74 6.4 0.27 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 6.77 7.3 4513 495 89.03 6.2 0.25 10 6.52 7.15 4800 710 85.2 4.7 0.20 11 6.67 7.52 4520 592 86.9 5.9 0.25 12 6.82 7.73 4915 568 88.44 6.1 0.25 13 7.05 7.5 4783 553 88.43 6.1 0.25 180 64 64.4 2750 158 94.3 14 6.36 7.4 4479 601 86.58 6.3 0.27 164 56 65.9 3360 186 94.5 15 6.63 7.54 4350 560 87.12 6.2 0.26 132 42 68.2 3420 210 93.9 Tải trọng 6kgCOD/m3.ngày 16 7.03 7.52 4800 512 89.33 8.4 0.17 17 7.77 7.06 4608 737 84 9.6 0.21 18 7.01 7.37 4301 614 85.72 9.1 0.19 19 7.13 7.31 5222 491 90.59 11.8 0.24 20 7.05 7.53 5059 535 89.42 11.3 0.23 21 7.01 7.43 4910 580 88.18 10.5 0.22 22 7.11 7.04 4659 613 86.84 10.9 0.23 23 6.88 7.4 4802 690 85.63 12.8 0.27 24 6.2 7.28 4684 585 87.51 11.1 0.23 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 60 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 25 6.33 7.37 5334 518 90.28 12.2 0.25 26 6.44 7.42 7112 503 92.92 12.6 0.25 27 6.61 7.29 5541 369 93.34 10.9 0.21 28 6.55 7.3 8000 544 93.2 12.8 0.25 29 6.63 7.45 7360 576 92.17 12.1 0.24 30 6.2 7.28 8000 736 90.8 11.7 0.23 31 7.29 7.37 4560 416 90.87 11.3 0.23 32 7.27 7.29 3848 492 87.21 9.6 0.20 33 7.3 7.32 4500 525 88.33 10.8 0.22 34 7.55 7.54 4800 320 93.33 11.2 0.22 35 7.7 7.4 4500 480 89.33 11.6 0.24 36 7.58 7.54 4800 480 90 12.4 0.25 37 7.6 7.52 4300 560 86.97 11.6 0.24 38 7.72 7.64 3200 215 93.28 11.1 0.22 39 7.7 7.4 5432 388 92.85 12.2 0.24 40 7.6 7.54 5600 400 92.85 12.6 0.25 41 7.7 7.55 4800 320 93.33 12.5 0.24 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 61 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 42 7.3 7.46 5600 420 92.5 12.6 0.25 43 7.8 8.1 6400 400 93.75 12.3 0.24 44 7.6 7.82 6400 440 93.12 12 0.23 45 7.56 7.63 6984 388 94.44 12.3 0.24 46 7.83 7.64 5432 388 92.85 12.8 0.25 165 82 50.3 3396 260 92.3 47 7.24 7.86 4000 160 96 11.9 0.23 184 66 64.1 2988 86 97.1 48 7.32 7.48 4500 300 93.33 11.9 0.23 146 69 52.7 3274 183 94.4 Tải trọng 8kgCOD/m3.ngày 49 6.6 7.34 4000 460 88.5 14.1 0.22 50 6.76 7.1 4000 420 89.5 14.5 0.22 51 6.84 7.22 4500 480 89.33 16.2 0.25 52 6.92 7.38 4480 460 89.73 15.4 0.23 53 6.03 6.78 4000 600 85 15.8 0.25 54 7.07 7.63 4800 460 90.41 16.7 0.25 55 7.02 7.64 3800 480 87.36 14.9 0.23 56 6.88 7.45 4800 560 88.33 16.2 0.25 57 7.59 7.44 4800 420 91.25 16.1 0.24 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 62 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 58 6.82 7.38 3520 224 93.63 15.3 0.22 59 6.89 7.68 3600 250 93.05 15.1 0.22 60 6.86 7.54 4560 380 91.66 16.8 0.25 61 7.26 7.64 4320 400 90.74 16.4 0.25 62 7.05 7.52 3200 320 90 15.9 0.24 63 6.98 7.43 4800 160 96.66 16.9 0.24 126 85 32.5 2898 98 96.6 64 6.51 7.64 3200 160 95 15.7 0.23 157 74 52.9 2216 124 94.4 65 6.87 7.56 3000 320 89.33 16.2 0.25 151 89 41.1 2150 168 92.2 Tải trọng 10kgCOD/m3.ngày 66 7.15 8.06 3200 180 94.37 21.9 0.25 67 6.53 7.39 4464 208 95.34 18.5 0.21 68 6.76 7.24 4513 553 87.74 18.8 0.23 69 6.77 7.3 4513 495 89.03 19.7 0.24 70 6.52 7.15 4800 710 85.2 20.2 0.26 71 6.67 7.52 4520 592 86.9 19.4 0.24 72 6.82 7.73 4915 568 88.44 19.4 0.24 73 7.05 7.5 4783 553 88.43 18.6 0.23 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 63 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 74 6.36 7.4 4479 601 86.58 20.5 0.26 75 6.63 7.54 4350 560 87.12 20.1 0.25 76 7.03 7.52 4800 512 89.33 20.5 0.25 77 6.33 7.37 5334 518 90.28 19.2 0.23 78 6.44 7.42 7112 503 92.92 20.6 0.24 79 6.61 7.29 5541 369 93.34 20.1 0.24 80 6.55 7.3 8000 544 93.2 19.4 0.23 81 6.63 7.45 7360 576 92.17 19.8 0.24 220 97 55.9 3667 408 88.9 82 6.2 7.28 8000 736 90.8 20.2 0.24 197 105 46.7 3975 562 85.9 83 7.29 7.37 4560 416 90.87 20.1 0.24 166 84 49.4 3153 120 96.2 Tải trọng 12kgCOD/m3.ngày 84 7.15 8.06 4500 560 87.55 22.4 0.23 85 7.2 7.98 4800 640 86.66 25.2 0.27 86 6.8 7.56 4620 660 85.71 22.9 0.24 87 7.13 7.98 4280 648 84.85 24.4 0.26 88 7.07 7.55 4160 468 88.75 24.2 0.25 89 7.24 7.65 4800 512 89.33 24.4 0.25 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 64 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 90 7.15 7.86 4560 482 89.42 24.7 0.25 91 6.84 7.8 5600 534 90.46 25.5 0.26 92 7.06 7.73 5600 486 91.32 25.2 0.25 93 7.13 7.98 5230 420 91.96 24.8 0.25 94 6.49 7.55 4660 526 88.71 24.1 0.25 95 6.72 7.59 5280 342 93.52 25.8 0.25 96 7.54 7.85 5200 320 93.84 26.4 0.26 97 8.2 7.65 4860 386 92.05 26.1 0.26 148 51 65.5 3376 177 94.8 98 7.02 7.87 4620 320 93.07 25.5 0.25 183 67 63.4 2920 145 95.0 99 7.13 7.64 4280 388 90.93 25.3 0.25 189 65 65.6 3268 163 95.0 Tải trọng 15kgCOD/m3.ngày 100 6.74 7.47 4646 720 84.5 29.3 0.25 101 6.93 7.61 4482 668 85.09 29.8 0.26 102 7.24 7.57 4560 524 88.5 31.5 0.26 103 6.83 7.38 4252 494 88.38 30.8 0.25 104 7.08 7.95 6400 1100 82.81 28.7 0.25 105 6.86 7.65 5640 860 84.75 30.6 0.26 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 65 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 106 6.76 7.52 5260 642 87.79 32.6 0.27 107 6.96 7.55 5220 726 86.09 30.2 0.26 108 5.85 7.22 5600 832 85.14 29.6 0.25 109 6.42 7.38 4800 704 85.33 30.3 0.26 110 6.88 7.45 4680 644 86.23 29.4 0.25 111 7.59 7.44 4200 572 86.38 30.1 0.25 112 7.29 7.37 5240 624 88.09 30.4 0.25 113 7.27 7.29 4648 520 88.81 30.2 0.25 145 69 52.4 2558 326 87.3 114 7.3 7.32 4600 620 86.52 31.2 0.26 167 82 50.9 3120 283 90.9 115 6.86 7.65 4480 620 86.16 30.6 0.26 153 47 69.3 2898 237 91.8 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang 66 Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm BẢNG A2 GIÁ TRỊ TỒN BỘ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MLSS (mg/L) Hàm lượng Hàm lượng TS MLVSS tầng 10cm giá bùn thể Tải Trọng Tầng Tầng Tầng Tải 6kgCOD/m3.ngày 67 114 1031 Tải 8kgCOD/m3.ngày 93 120 1240 497 Tải 10kgCOD/m3.ngày 198 246 1778 623 1352 Tải 12kgCOD/m3.ngày 206 430 2354 1125 1857 Tải 15kgCOD/m3.ngày 182 528 2683 1457 1936 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Trang Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm PHỤ LỤC B HÌNH ẢNH MINH HỌA Hình B1 Hệ thống đo khí sinh Hình B2 Thí nghiệm COD Hình B3 Thí nghiệm BOD Hình B4 Thí nghiệm TSS Hình B5 Hút chân khơng Hình B6 Mẫu lọc bùn đem nung 550oC Trang 68 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm Hình B7 Mơ hình thí nghiệm Trang 69 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim-bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm Trang 70 SVTH: Trần Nguyễn Anh Vinh GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm ... nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim- bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 1.4 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ KỴ KHÍ UASB KẾT HỢP SWIMBED SỬ DỤNG GIÁ THỂ BIOFRINGE. .. nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy cơng nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim- bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 1.4 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ KỴ KHÍ UASB KẾT HỢP SWIMBED SỬ DỤNG GIÁ THỂ BIOFRINGE. .. nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải giấy công nghệ kỵ khí UASB kết hợp Swim- bed với giá thể Biofringe quy mơ phòng thí nghiệm 1.1.3 Cơng nghệ xử lý nước thải giấy số cơng ty Két khí (bể axit Nước thải