nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm bằng công nghệ mbbr (moving bed biofilm reactor) quy mô phòng thí nghiệm

Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iiiv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv CHƢƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2.2 Những nội dung cần nghiên cứu 1.3 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN NƢỚC THẢI SẢN XUẤT NƢỚC MẮM 2.1.1 Công nghệ sản xuất nƣớc mắm sở 2.1.2 Nguồn gốc, tính chất nƣớc thải 2.2 TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁT XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN XUẤT NƢỚC MẮM 2.2.1 Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp học 2.1.2 Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp hóa lý 2.1.3 Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học 2.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MBBR 11 2.3.1 Giới thiệu công nghệ MBBR 11 2.3.2 Giá thể động 12 2.3.3 Lớp màng biofilm 14 2.3.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình xử lý cơng nghệ MBBR 15 2.3.5 Ƣu điểm nhƣợc điểm công nghệ MBBR 16 2.3.6 Các nghiên cứu ứng dụng khác công nghệ MBBR 17 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 20 3.1.1 Nƣớc thải 20 3.1.2 Giá thể di động 20 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh i Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm 3.1.3 Bùn hoạt tính 21 3.2 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU 21 3.3 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 23 3.3.1 Sơ đồ bố trí mơ hình thí nghiệm 23 3.3.2 Kích thƣớc mơ hình 23 3.3.3 Các chi tiết thiết bị mơ hình 25 3.4 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU 26 3.4.1 Thí nghiệm thích nghi giá thể K3 (giai đoạn 1) 26 3.4.2 Thí nghiệm tăng tải trọng giá thể K3 (giai đoạn 2) 27 3.5 QUY TRÌNH LẤY MẪU VÀ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẪU 27 3.5.1 Quy trình lấy mẫu 27 3.6 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 28 3.6.1 Phƣơng pháp xử lý số liệu 28 3.6.2 Phƣơng pháp so sánh đánh giá 29 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 4.1 KẾT QUẢ VẬN HÀNH MƠ HÌNH MBBR Ở GIAI ĐOẠN THÍCH NGHI 30 4.2 Q TRÌNH TĂNG TRƢỞNG CỦA SINH KHỐI 32 4.3 DIỄN BIẾN CỦA CÁC CHỈ TIÊU PH QUA CÁC TẢI TRỌNG VẬN HÀNH 0,6; 0,8; 1,0 KGCOD/M3.NGÀY 34 4.4 KẾT QUẢ LỌA BỎ COD CỦA TỒN BỘ Q TRÌNH NGHIÊN CỨU 36 4.5 KẾT QUẢ LỌA BỎ TN CỦA TỒN BỘ Q TRÌNH NGHIÊN CỨU 38 4.6 KẾT QUẢ LỌA BỎ TP CỦA TỒN BỘ Q TRÌNH NGHIÊN CỨU 40 4.7 KẾT QUẢ LỌAI BỎ BOD5 CỦA TỒN BỘ Q TRÌNH NGHIÊN CỨU 41 4.7 KẾT QUẢ LỌA BỎ CL- CỦA TỒN BỘ Q TRÌNH NGHIÊN CỨU 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 46 PHỤ LỤC A: CÁC BẢNG SỐ LIỆU 46 PHỤ LỤC B HÌNH ẢNH 53 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh ii Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Quy trình sản xuất nƣớc mắm sở (Nguồn: Đề án BVMT phân xƣởng 5) Hình 2.2 Mơ tả q trình xử lý bể MBBR hiếu khí (a) thiếu khí (b) 12 Hình 2.3 Các loại giá thể K1, K2, K3, Biofilm Chip M Natrix-O 13 Hình 2.4 Màng biofilm giá thể 14 Hình 2.5 Mơ hình MBBR 18 Hình 3.1 Giá thể K3 sử dụng cho mơ hình MBBR 21 Hình 3.2 Sơ đồ phƣơng pháp nghiên cứu 22 Hình 3.3 Sơ đồ cơng nghệ MBBR 23 Hình 3.4 Mơ hình MBBR nghiên cứu 24 Hình 4.1Mơ hình MBBR hiếu khí thực tế 30 Hình 4.2 Biểu đồ biểu diễn dao động pH mơ hình trọng hữu 0,3 kgCOD/m3.ngày 31 Hình 4.3 Biểu đồ biểu diễn nồng độ COD vào, hiệu suất mơ hình trọng hữu 0,3 kgCOD/m3.ngày 31 Hình 4.4 Giá thể K3 qua tải trọng hữu 34 Hình 4.5 Mối quan hệ sinh khối bám dính theo VS sinh khối bám dính theo FS 34 Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn dao động pH vào mơ hình tải trọng hữu 37 Hình 4.7 Biểu đồ biểu diễn nồng độ trung bình COD vào mơ hình tải trọng hữu 37 Hình 4.8 Biểu đồ biểu diễn nồng độ COD vào, hiệu suất qua tải trọng hữu 38 Hình 4.9 Biểu đồ biểu diễn nồng độ TN trung bình đầu vào, hiệu suất tải trọng hữu 38 Hình 4.10 Biểu đồ biểu diễn mối liên hệ tải trọng Clorua hiệu suất xử lý TN 43 Hình 4.11 Biểu đồ biểu diễn nồng độ TP đầu vào, đầu hiệu suất mơ hình qua tải trọng hữu 41 Hình 4.12 Biểu đồ biểu diễn nồng độ BOD trung bình đầu vào, hiệu suất tải trọng hữu 42 Hình 4.13 Biểu đồ biểu diễn nồng độ Clorua đầu vào, đầu hiệu suất mơ hình qua tải trọng hữu 43 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh iii Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thành phần tính chất nƣớc thải nƣớc mắm Bảng 2.2 Thông số loại giá thể Kaldnes 13 Bảng 2.2 Thông số loại giá thể Kaldnes 13 Bảng 3.2 Thành phần tính chất nƣớc thải nƣớc mắm đầu vào mơ hình thí nghiệm 20 Bảng 3.2 Kích thƣớc mơ hình 24 Bảng 3.3 Thông số vận hành 24 Bảng 3.4 Thông số kĩ thuật thiết bị sử dụng mơ hình thí nghiệm 25 Bảng 3.5 Các vị trí tần suất lấy mẫu 28 Bảng 3.6 Phƣơng pháp phân tích mẫu 28 Bảng 3.7 Các tiêu QCVN 11-MT:2015/BTNMT 29 Bảng 4.1 Kết giá trị pH, COD trọng hữu 0,3 kgCOD/m3.ngày 31 Bảng 4.2: Hàm lƣợng sinh khối dính bám giá thể K3 cuối tải trọng 33 Bảng 4.3: Bảng tổng hợp kết pH qua tải trọng 0,6; 0,8; 1,0 kgCOD/m3.ngày 33 Bảng 4.4: Kết tổng hợp mối liên hệ tải trọng Clorua hiệu suất xử lý TN 35 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh iv Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Aerobic Q trình hiếu khí/điều kiện hiếu khí/bể xử lý hiếu khí Anaerobic Q trình kỵ khí/điều kiện kỵ khí/bể xử lý kỵ khí Anoxic Q trình thiếu khí/điều kiện thiếu khí/bể xử lý thiếu khí BOD Biological oxygen demand – Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical oxygen demand – Nhu cầu oxy hóa học DO Dissolved oxygen – Nồng độ oxy hòa tan HRT Hydrolic retention time – Thời gian lƣu nƣớc OLR Organic loading rate – Tải trọng chất hữu MBBR Moving bed biofilm reactor – Bể phản ứng màng sinh học dính bám giá thể lơ lửng MBR Membrance bioreactor – Bể phản ứng sinh học màng MLSS Nồng độ chất rắn hệ bùn lỏng MLVSS Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hệ bùn lỏng QCVN Quy chuẩn Việt Nam SS Chất rắn lơ lửng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Tổng Nitơ TP Tổng Phospho TS Tổng chất rắn màng biofilm UASB Up-flow Anaerobic Sludge Blanket – Bể phản ứng dòng chảy ngƣợc qua tầng bùn kỵ khí US.EPA Cơ quan bảo vệ mơi trƣờng Hoa Kỳ VS Chất rắn bay màng sinh học VSS Chất rắn lơ lửng bay SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh v Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm CHƢƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nƣớc ta với kinh tế thị trƣờng định hƣớng xã hội chủ nghĩa, động lực để phát triển kinh tế Cuộc sống ngày đƣợc nâng cao, nhu cầu vê lƣơng thực, thực phẩm ngày nhiều Trong năm gần ngành thuộc lĩnh vực thực phẩm phát triển cách mạnh, phục vụ tốt nhu cầu ngƣời sử dụng Tuy nhiên, mặt trái tạo lƣợng khơng nhỏ chất thải rắn, khí, lỏng… ngun nhân gây nhiễm môi trƣờng, làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên Kể đến ngành sản xuất thực phẩm khơng thể không kể đến ngành sản xuất nƣớc mắm Nƣớc mắm loại gia vị thiết yếu sống ngƣời, giúp cho ăn trở nên đậm đà, thơm ngon Theo cục chế biến, thƣơng mại Nông lâm Thủy sản nghề muối, nƣớc có khoảng 2900 sở chế biến nƣớc mắm với sản lƣợng bình quân ƣớc 215 triệu lit/năm Trong tập trung nhiều khu vực Tây Nam bộ, chiếm 45,7 % số lƣợng sở chế biến; 39.2 % sản lƣợng so với nƣớc Mỗi năm nƣớc tiêu thụ từ 180-200 triệu lít nƣớc mắm Trung bình ngƣời ngày tiêu thụ khoảng 16ml nƣớc mắm Riêng TP.HCM, theo kết nghiên cứu tình hình sử dụng gia vị mặn ngƣời dân thành phố Hồ Chí Minh Trung tâm Dinh dƣỡng thực năm 2012, cho thấy tỉ lệ sử dụng nƣớc mắm chế biến thức ăn 97,5% Thị trƣờng nƣớc mắm đạt tổng doanh thu từ 7.200 tỷ đến 7.500 tỷ/năm Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích mà ngành mang lại cho kinh tế có tác hại tiêu cực không nhỏ đến môi trƣờng sống ngƣời Nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm bị nhiễm bẩn với nồng độ chất hữu cao, nồng độ muối cao Nếu không đƣợc xử lý mà xả thải trực tiếp ngồi mơi trƣờng làm ảnh hƣởng nghiêm trọng đến đời sống vi sinh vật thủy sinh nƣớc, nhƣ ảnh hƣởng tới môi trƣờng động vật sống xung quanh Vì mà vấn đề nghiên cứu xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm yêu cầu cần thiết cho nhà mơi trƣờng nói riêng tất nói chung Có nhiều cơng nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm đƣợc áp dụng giới, chủ yếu ứng dụng giải pháp sinh học để xử lý hợp chất hữu dễ phân hủy thành phần nƣớc thải áp dụng lọc nano để xử lý độ mặn Hiện công nghệ đƣợc áp dụng để xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm - Hệ thống xử lý kỵ khí kết hợp hiếu khí SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm cơng nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm - Hệ thống xử lý bùn hoạt tính kết hợp màng lọc MBR Phƣơng pháp xử lý hiếu khí kỵ khí đƣợc áp dụng nhiều chủ yếu hiếu khí tăng cƣờng (Aerotank) kỵ khí cải tiến UASB có ƣu điểm hiệu suất cao, thời gian xử lý ngắn Tuy nhiên nhƣợc điểm là: kinh phí vận hành cao sử dụng điện cho thiết bị nhƣ bơm máy thổi khí, khơng có khả xử lý nƣớc thải bị nhiễm cao Kết hợp với nhu cầu thực tế khắc phục yếu điểm phƣơng pháp trƣớc đây, luận văn tiến hành “Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm mơ hình MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor” So với q trình bùn hoạt tính q trình diễn bể MBBR có khả loại bỏ chất ô nhiễm cao chuỗi thức ăn dài lớp màng hình thành giá thể lơ lửng bể có số lƣợng nhiều phong phú loài nhƣ: protozoa, metozoa, vi khuẩn nấm Khả xử lý đơn vị thể tích bể cao q trình bùn hoạt tính thơng thƣờng số lƣợng sinh khối đơn vị thể tích màng vi sinh cao Nhờ trình tạo màng liên tục loại bỏ phần vi sinh già chết phía ngồi, điều làm cho trẻ hóa lƣợng, vi sinh nhanh chóng phát triển Lƣợng bùn dƣ sinh q trình bùn hoạt tính Bên cạnh đó, cơng nghệ có khả chịu biến đổi thủy lực tải trọng cao hữu cao Do việc đề xuất sử dụng bể MBBR ứng dụng điều kiện diện tích xử lý hạn hẹp với chi phí xử lý tốn cần thiết 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm mơ hình MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) nhằm xác định hiệu xử lý, thông số vận hành tải trọng hữu thích hợp mơ hình xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm 1.2.2 Những nội dung cần nghiên cứu - Tổng quan thành phần, tích chất phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm - Lắp đặt mô hình MBBR hiếu khí với giá thể K3 - Vận hành thích nghi xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm mơ hình MBBR hiếu khí với tải trọng 0,3 kgCOD/m3.ngày - Vận hành xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm mơ hình MBBR hiếu khí tải trọng 0,6; 0.8; 1,0 kgCOD/m3.ngày SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm - Đánh giá hiệu xử lý thông số pH, COD, TP, TN, BOD5, Clorua nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm mơ hình MBBR - Đề xuất thơng số vận hành (HRT, OLR) thích hợp áp dụng thực tế công nghệ MBBR xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm 1.3 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI - Đề tài nghiên cứu đƣợc thực quy mơ phòng thí nghiệm mơ hình MBBR hiếu khí với giá thể K3 - Nƣớc thải sử dụng nghiên cứu nƣớc thải thật đƣợc lấy sau song chắn rác phân xƣởng chi nhánh công ty cổ phần chế biến Thủy hải sản Liên Thành - Tải trọng nghiên cứu gồm: tải thích nghi 0,3 kgCOD/m3.ngày tải vận hành 0,6; 0.8; 1,0 kgCOD/m3.ngày 1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI - Có ý nghĩa thực tế sử dụng cơng nghệ vào xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm - Nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm - Giảm chi phí thiệt hại, cố mơi trƣờng - Hạn chế ảnh hƣởng gây ô nhiễm môi trƣờng SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm cơng nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN NƢỚC THẢI SẢN XUẤT NƢỚC MẮM Trên thị trƣờng nƣớc mắm chia 02 loại nƣớc mắm thƣờng đƣợc gọi nƣớc mắm truyền thống nƣớc mắm công nghiệp Nƣớc mắn truyền thống đƣợc làm thủ công phƣơng pháp ủ chƣợp truyền thống từ khoảng 200 năm nay, nguyên liệu gồm cá, muối, nƣớc đƣợc trộn lẫn theo tỉ lệ 1:3 (3 cá muối) ủ chƣợp lên men từ tháng đến năm Nƣớc mắm công nghiệp thƣờng đƣợc chế biến cách pha loãng nƣớc mắm truyền thống (nƣớc mắm gốc) theo tỉ lệ 1:5 đến 1:7, sau thêm vào chất tạo đạm, tạo ngọt, điều vị, bảo quản, hƣơng liệu, màu sắc 2.1.1 Công nghệ sản xuất nƣớc mắm sở Cá, muối Chƣợp chín Cá chƣợp Nƣớc bổi Nƣớc Gài nén Mùi hôi Ngâm ủ, tháo đảo Mùi hôi Kéo rút Mùi hôi Pha đấu Mùi hôi Nƣớc mắm thành Phẩm Hình 2.1: Quy trình sản xuất nƣớc mắm sở (Nguồn: Đề án BVMT phân xƣởng 5) Qui trình sản xuất nƣớc mắm đƣợc thuyết minh nhƣ sau: SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mô phòng thí nghiệm Ngun liệu cá tƣơi đƣợc mua Phú Quốc đƣợc đem ƣớp muối theo tỷ lệ cá muối tàu vận chuyển vào phân xƣởng Cá sau ƣớp cho hỗn hợp gọi cá chƣợp Khi vận chuyển xƣởng sản xuất tách phần, phần nƣớc gọi nƣớc bổi phần cá gọi cá chƣợp Cá chƣợp đến phân xƣởng công ty đƣợc đƣa vào nhà lều sản xuất tiến hành công đoạn sau: - Gài nén: Cá chƣợp đƣợc đổ vào thùng, hồ chứa, bổ sung muối cho đủ đều, đầy thùng phủ lên lớp muối mặt, sau lấy lấy vĩ tre gài chắn nhiều lớp để khối cá không bị lên bơm nƣớc bổi vào thùng - Ngâm ủ tháo đảo: Sau gài nén, nƣớc bổi cá chƣợp (hoặc mua thêm) đƣợc bơm vào cho đầy, để thùng cá ủ qua thời gian khoảng - 12 tháng, thời gian ủ chƣợp nƣớc bổi đƣợc bơm tháo đảo nƣớc đủ ngấu chín - Kéo rút: nƣớc mắm ngấu chín đƣợc bơm vào thùng chứa - Pha đấu: lô nƣớc mắm đƣơc rút từ thùng cá chƣợp có độ đạm tự nhiên theo chủng loại cá đƣợc pha đấu lại nƣớc mắm thành phẩm với phẩm cấp (độ đạm) theo nhu cầu thị trƣờng - Nƣớc mắm thành phẩm đƣợc lọc chiết rót vào can, bồn bảo quản kho chứa thành phẩm Nƣớc thải phát sinh trình từ vệ sinh bồn, nhà xƣởng Với qui trình sản xuất nƣớc mắm nhƣ trên, công nghệ sản xuất nƣớc mắm truyền thống có thành phần tính chất nƣớc thải khác so với sản xuất nƣớc mắm cơng nghiệp, quy chuẩn đƣợc so sánh với chất lƣợng nƣớc đầu sau xử lý QCVN 11-MT:2015/BTNMT– Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải chế biến thủy sản 2.1.2 Nguồn gốc, tính chất nƣớc thải - Nhu cầu cấp nƣớc cho mục đích sinh hoạt 20 cơng nhân viên cơng ty trung bình 2m3/ngày - Nhu cầu cấp nƣớc cho mục đích sản xuất cơng ty trung bình 13m3/ngày Trong đó:  Sử dụng trực tiếp cho pha đấu nƣớc mắm phục vụ sản xuất: 6m3/ngày  Sử dụng cho vệ sinh dụng cụ, thiết bị sản xuất, nhà xƣởng: 7m3/ngày Thành phần tính chất nƣớc thải nhƣ bảng sau: SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm Đầu vào Đầu Hiệu suất 70 60 50 40 30 20 10 Hiệu suất, E (%) Nồng độ TP (mg/l) Tải 0,3kgCOD/m3.ngày Tải 0,6kgCOD/m3.ngàyTải 0,8kgCOD/m3.ngày Tải 1,0kgCOD/m3.ngày 0 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 Thời gian vận hành (ngày) Hình 4.11: Biểu đồ biểu diễn nồng độ TP đầu vào, đầu hiệu suất mơ hình qua tải trọng hữu Hiệu xử lý TP trung bình tải trọng hữu 0,3; 0,6; 0,8; 1,0 kgCOD/m3.ngày lần lƣợt 64,45±13,59; 66,85±6; 39,56±22,02; 71,03±13,39% Nhìn chung hiệu suất xử lý TP tăng theo tải trọng hữu cơ, nguyên nhân vi sinh bám giá thể ngày dày lên, sử dụng nhiều chất dinh dƣỡng 4.7 KẾT QUẢ LỌAI BỎ BOD5 CỦA CÁC TẢI TRỌNG HỮU CƠ NGHIÊN CỨU Tỷ số BOD5/COD nƣớc thải đầu vào dao động khoảng 0,38 – 0,74 cho thấy nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm sau song chắn rác hàm lƣợng chất hữu dễ phân hủy sinh học chiếm tỷ lệ đáng kể phù hợp cho xử lý bậc hai phƣơng pháp sinh học Hình 4.12 biểu diễn nồng độ BOD trung bình đầu vào, hiệu suất tải trọng hữu cơ, cho thấy hai tải trọng 0,6 0,8 có đầu vào, đầu hiệu suất tƣơng đƣơng (tải 0,6 E = 89,9%, tải 0,8 E = 89,7%) Tuy nhiên tải 1,0 đầu vào cao hẳn so với hai tải trƣớc nhƣng đầu ổn định, hiệu suất E = 91,3% Chứng tỏ tải cuối mơ hình nghiên cứu hoạt động ổn định có hiệu xử lý cao SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 41 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mô phòng thí nghiệm TB đầu vào TB đầu QCVN 11:2015/BTNMT cột B TB hiệu suất 100 300 90 250 200 80 150 70 100 60 50 Hiệu suất, E(%) Nồng độ BOD5 (mg/L) 350 50 Tải 0,6 Tải 0,8 Tải 1,0 Tải trọng hữu (kgCOD/m.ngày Hình 4.12: Biểu đồ biểu diễn nồng độ BOD5 trung bình đầu vào, hiệu suất tải trọng hữu Kết nghiên cứu cho thấy nƣớc thải sau xử lý tải trọng hữu mơ hình MBBR quy mơ phòng thí nghiệm sử dụng giá thể K3 có nồng độ BOD5 nhỏ giá trị tối đa cho phép nƣớc thải chế biến thủy sản cột B quy chuẩn QCVN 11:2015/BTNMT (BOD5 = 50 mg/L) So sánh với mơ hình tƣơng ứng Võ Thị Thúy An (2017) Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm công nghệ Swim – bed với thời gian chạy song song số lần lấy mẫu hiệu suất hai giá thể 90,3% Hiệu suất xử lý COD BOD5 hai giá thể K3 Swim – bed gần nhƣ tƣơng đƣơng Vi sinh bám hai giá thể xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm tƣơng tƣơng 4.7 KẾT QUẢ LỌA BỎ CLORUA CỦA CÁC TẢI TRỌNG HỮU CƠ NGHIÊN CỨU Biểu đồ hình 4.13 biểu diễn nồng độ Clorua đầu vào, đầu hiệu suất mơ hình qua tải trọng hữu Theo nồng độ trung bình Clorua trung bình nƣớc thải sau xử lý tải trọng hữu 0,3; 0,6; 0,8; 1,0 kgCOD/m3.ngày lần lƣợt 1570±259,26; 1868,57±214,42; 1814,17±229,05; 2080±234,71 mg/L Nồng độ đầu phụ thuộc vào nồng độ Clorua đầu vào Hiệu xử lý Clorua trung bình tải trọng hữu 0,3; 0,6; 0,8; 1,0 kgCOD/m3.ngày lần lƣợt 2,93±1,97; 6,98±2,23; 9,03±2,23; 9,88±2,25% Nhìn vào hình 4.13 ta nói hiệu xử lý Clorua thấp 3-10 %, hầu nhƣ không xử lý đƣợc SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 42 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm Đầu vào Hiệu suất 0,3kgCOD/m3.ngày 0,6kgCOD/m3.ngày0,8kgCOD/m3.ngày 1,0kgCOD/m3.ngày 50 2500 40 2000 30 1500 20 1000 Hiệu suất, E (%) Nồng độ Clorua (mg/l) 3000 Đầu 10 500 0 12 17 22 25 30 33 38 44 47 52 57 64 67 72 75 80 Thời gian vận hành (ngày) Hình 4.13: Biểu đồ biểu diễn nồng độ Clorua đầu vào, đầu hiệu suất mô hình qua tải trọng hữu Nồng độ Clorua ngồi ảnh hƣởng tới q trình q trình xử lý COD, q trình khử nitrat, hàm lƣợng sinh khối bị giảm xảy tƣợng bùn Hình 4.14: Hiện tƣợn sinh khối bị giảm bùn SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 43 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu áp dụng công nghệ MBBR xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm quy mơ phòng thí nghiệm Sau thời gian nghiên cứu thực nghiệm đồ án nghiên cứu hoàn thành Các bƣớc nghiên cứu bao gồm : nghiên cứu hình thành màng biofilm giá thể; hiệu suất xử lý COD, TN, TP, Clorua nƣớc thải sản suất nƣớc mắm qua giai đoạn thích nghi vận hành với thời gian lƣu nƣớc khác Qua trình nghiên cứu phân tích kết số kết luận sau đƣợc rút Với ba tải trọng lần lƣợt 0,6; 0,8; 1,0 kgCOD/m3.ngày tải trọng tối đƣợc xác định nghiên cứu tải 0,8 kgCOD/m3.ngày, thời gian lƣu nƣớc 15 với giá trị nồng độ COD đầu vào trung bình 415,9±92,9 mg/L hiệu suất khử COD trung bình đạt 85,3±4,2% KIẾN NGHỊ Theo kết nghiên cứu, hiệu xử lý COD, BOD5, TP cơng nghệ MBBR hiếu khí với giá thể K3 cao, đƣợc áp dụng nghiên cứu vào thực tiễn xử lý nƣớc thải sản xuất nƣớc mắm công nghệ MBBR sử dụng giá thể K3 với nồng độ COD đầu vào khoảng 350 – 600 mg/L nồng độ Clorua không 3000mg/L Vì đề tài bị hạn chế thời gian, nghiên cứu đánh giá đƣợc hiệu xử lý mức tải trọng hữu 0,3; 0,6; 0,8; 1,0 kgCOD/m3.ngày Qua phân tích đối chiếu số liệu kết quả, nhận thấy bể MBBR có khả xử lý COD tốt tải trọng cao Vì cần phải có nghiên cứu rộng để đánh giá xác khả xử lý bể MBBR nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ Clorua lên trình khử nitrat SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 44 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Viết Hoàng, luận án Tiến sỹ Nghiên cứu mối quan hệ nước thải có muối hệ vi khuẩn nitra hố, so sánh với kết chạy nước thải thực tế mơ hình thử nghiệm, 2012 [2] Hồng Văn Huệ, Công nghệ môi trường, tập Xử lý nước, NXB Đại học Xây dựng, 2004 [3] Lê Hoàng Nghiêm, Bài giảng môn học Kỹ thuật xử lý nước thải công nghiệp [4] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phƣớc Dân, Xử lý nước thải đô thị Công nghiệp, NXB Đại học Quốc Gia TPHCM, 2004 B Tài liệu tiếng Anh [5] Bjorn Rusten, Bjornar Eikebrokk, Yngve UIgenes, Eivind Lygren, 2006 [6] Marc – André Labelle, Pierre Juteau, Mario Jolicoeur, Richard Villemur, Serge Parent, Yves Comeau, Seawater denitrification in a closed mesocosm by a submerged moving bed biofilm reactor, Department of Civil, Geological and Mining Engineering, Station Centre – ville, Montreal (QC) Canada, Water Research 39, P.3409 – 3417, 2005 [7] Rhodes R Copithorn, P.E, BCEE et al, Biofilm Reactors, WEF Press, Alexandria, Virginia, Chapter 5, 2010 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 45 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng P.1: Bảng tổng hợp kết phân tích mẫu đầu vào, đầu hiệu suất mơ hình MBBR hiếu khí giá thể K3 tải trọng Ngà y vận hàn h pH Tải trọ ng COD (mg/L) TN (mg/L) Và o Vào Ra E% 7,79 6,59 581 132 77,3 7,85 6,75 372 85,2 77,1 2090 2020 3,35 8,01 6,68 304 175 42,5 2020 1970 2,48 7,93 6,92 340 146 57,1 1520 1440 5,26 7,77 6,85 549 263 52,1 5,82 2,19 62,4 1460 1430 2,05 6,89 6,89 776 147 81 5,75 1,19 79,3 1610 1560 3,11 6,94 6,97 815 88 89,2 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh Vào Ra E% 6,22 3,96 36,3 Vào Ra Clorua (mg/L) Ra 0,3 E% BOD (mg/L) Vào Ra TP (mg/L) E% Vào Ra E% 2160 2100 2,78 1490 1470 1,34 46 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm 10 7,72 7,05 432 64 85,2 11 7,65 6,97 640 52 91,9 12 7,63 7,02 256 40 84,4 2,01 0,76 62,2 1340 1320 1,49 15 7,57 7,05 372 46,6 87,5 2,73 0,87 68,1 1630 1540 5,52 16 7,52 7,16 510 52,5 89,7 17 7,81 548 54 90,2 18 7,25 7,1 504 31 93,9 19 7,3 7,12 582 32 94,5 1,9 0,39 79,5 1780 1650 7,3 22 7,01 274 60 78,1 1,9 0,39 79,5 1580 1470 6,96 23 6,9 6,89 640 23,5 96,3 7,22 6,9 559 101 81,9 25 7,5 7,18 618 109 82,4 26 7,45 7,2 101 84,3 24 0,6 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 640 4,66 1,87 59,9 1560 1520 2,56 1280 1260 1,56 1420 1420 2,4 0,77 67,9 1590 1520 4,4 1340 1330 0,75 2070 2000 3,38 3,32 1,26 62,1 2060 2020 1,94 2330 2270 2,58 168 22, 86,4 3,44 1,27 63,1 2610 2520 3,45 47 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm 29 7,32 494 60,8 87,7 3,98 1,25 68,6 2180 2040 6,42 30 8,07 7,28 496 40 91,9 31 7,86 7,45 480 48 90 3,45 1,07 69 2260 1860 17,7 32 8,11 7,41 736 126 82,9 3,32 1,03 69 2040 1960 3,92 33 8,31 7,36 680 56 91,8 2,22 0,84 62,2 1620 1520 6,17 36 8,02 7,27 420 32 92,4 37 8,24 7,27 473 36 92,4 38 8,07 7,24 760 48 93,7 39 7,9 7,2 620 32 94,8 43 7,46 6,96 528 90 83 1,34 0,8 40,3 2120 2020 4,72 44 7,44 6,94 495 113 77,3 2,44 1,14 53,3 2140 2000 6,54 45 7,62 6,96 330 72 78,2 2020 1730 14,4 46 7,78 6,88 400 72 82 1670 1590 4,79 2090 1960 6,22 149 25 83,2 1680 1530 8,93 3,34 135 30, 1,28 61,7 77,7 147 15,4 89,5 1950 1590 18,5 288 29,1 89,9 1770 1680 5,08 274 27,4 90 1860 1740 6,45 0,8 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 48 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mô phòng thí nghiệm 47 7,58 6,87 391 51,7 86,8 50 7,66 6,93 375 50,2 86,6 51 7,43 6,97 336 48 52 7,57 6,99 323 50,2 84,4 53 7,72 7,03 384 46 88 54 7,69 384 46 88 57 7,71 6,8 561 59,1 89,5 58 7,87 6,77 581 61 59 7,9 6,9 319 32,2 89,9 64 7,7 6,7 320 64 80 7,35 6,82 736 192 73,9 7,36 7,2 69,7 84,5 65 66 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 449 70 35, 49,5 2,88 1,39 51,7 1600 1530 4,38 1,34 0,77 42,5 1860 1750 5,91 85,7 2330 2300 1,29 1,05 1,03 1,9 2100 1610 23,3 1790 1560 12,9 80 38, 52,4 2,08 1,6 23,1 1,18 0,84 28,8 89,5 98 42, 56,4 1,23 0,31 74,8 1,75 0,19 89,1 2150 1820 15,4 269 28,3 89,5 2090 1970 5,74 285 29,2 89,8 2080 1890 9,13 153 15,5 89,9 2180 2040 6,42 1790 1620 9,5 2020 1580 21,8 1,68 0,24 85,7 2260 1970 12,8 49 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm 67 7,42 7,3 427 56,7 86,7 68 7,21 7,24 384 56 85,4 71 7,11 7,12 533 80 72 7,32 7,25 349 73 7,25 74 2380 2250 5,46 68, 1,73 0,24 86,1 2590 2290 11,6 85 1,56 0,67 57,1 2260 2160 4,42 47 86,5 3,32 1,24 62,7 2060 1750 15,1 7,09 426 70 83,6 2040 1890 7,35 7,37 6,95 426 56,5 86,7 1940 1800 7,22 75 7,4 6,92 528 72 86,4 78 7,12 6,88 426 47 89 79 7,33 6,9 70 89,5 80 7,25 6,87 528 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 667 39,2 92,6 90 99 79 54, 28, 24,5 44,3 63,8 3,45 1,26 63,5 2,54 0,97 61,8 2,73 1,03 62,3 1880 1780 5,32 269 28,3 90,2 1960 1710 12,8 285 29,2 91,1 1860 1660 10,8 153 15,5 92,5 1900 1750 7,89 50 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm Bảng P.2: Bảng tổng hợp kết giá trị trung bình qua đầu vào, đầu hiệu suất mơ hình nghiên cứu qua tải trọng Tải trọng hữu (kgCOD/m.ngày) 0,3 0,6 0,8 pH COD Vào 7,58±0,34 505,5 ± 163,3 3,94±1,86 1619,33±276,16 RA 6,94±0,16 93,9±66 1,5±1,16 1570±259,26 E(%) - 79,6±16,2 64,45±13,59 2,93±1,97 Vào 7,76±0,46 523,5±132,6 150,78±16,53 3,12±0,7 236±77,8 2007,14±232,15 RA 7,21±0,17 62,3±33 26,03±3,71 1,05±0,31 24±7,5 1868,57±214,42 E(%) - 86,7±5,7 82,43±4,38 66,85±6 89,8±0,3 6,98±2,23 Vào 7,65±0,15 415,9±92,9 82,67± 14,19 1,69±0,68 235,6±72 1995,83±229,05 RA 6,92±0,08 60,8±21,4 30,14±3,73 0,99±0,4 24,3±7,7 1814,17±229,05 E(%) - 85,3±4,2 52,74±18,11 39,56±22,02 89,7±0,2 9,03±2,23 Vào 7,32±0,15 476,9±119,8 89,23±9,93 2,35±0,77 275±53,1 2080±234,71 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh TN TP BOD CLORUA 51 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm RA 7,02±0,19 70,8±38,3 34,56±20,12 0,73±0,46 23,9±5 1875±234,71 E(%) - 85,4±4,6 44,21±19,62 71,03±13,39 91,3±1,1 9,88±2,25 SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 52 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm PHỤ LỤC B HÌNH ẢNH Một số hình ảnh thực khóa luận tốt nghiệp Hình P.1 Mơ hình MBBR hiếu khí bắt đầu vận hành tải thích nghi Hình P.1 Mơ hình MBBR hiếu khí trình vận hành SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 53 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm Hình P.3 Phá mẫu đo tiêu TP Hình P.4 Thí nghiệm phân tích TP Hình P.5 Thí nghiệm phân tích Clorua Hình P.6 Thí nghiệm phân tích TN SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hồng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 54 Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm Hình P.7 Giá thể trƣớc đánh sóng siêu âm Hình P.8 Giá thể sau đánh sóng siêu âm SVTH: Trần Thị Phương GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Th.S Bùi Phương Linh 55 ... nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mơ phòng thí nghiệm CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 3.1.1 Nƣớc thải Nƣớc thải. .. tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mô phòng thí nghiệm CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN NƢỚC THẢI SẢN XUẤT NƢỚC MẮM Trên thị... nghiệp Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất nước mắm công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) quy mô phòng thí nghiệm MBBR cao gấp vài lần q trình xử lý bùn hoạt tính nên sinh khối sinh bể MBBR