Nghiên cứu này về nước thải khu công nghiệp bằng mô hình ICEAS kết hợp với giá thể Mutag Biochip và mô hình ICEAS không sử dụng giá thể để đánh giá hiệu quả việc xử lý nước thải khu công nghiệp với nồng độ ni tơ cao
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHĨ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA —— NGUYỄN MINH TRÍ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CƠNG NGHIỆP BẰNG CƠNG NGHỆ SBR DỊNG VÀO LIÊN TỤC KỂT HỢP GIÁ THẺ MUTAG BIOCHIP CHUYÊN NGÀNH MÃ NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG : 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM, tháng năm 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hưỗng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Tấn Phong Cán chấm nhận xét : PGS.TS Đặng Viết Hùng Cán chấm nhận xét : PGS.TS Lê Đức Trung Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 18 tháng 08 năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Bùi Xuân Thành PGS.TS Đặng Viết Hùng PGS.TS Lê Đức Trung TS Đặng Vũ Bịch Hạnh TS Võ Thanh Hằng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đẩ sửa chữa (nếu cố) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Nguyễn Minh Trí MSHV : 7141031 Năm sinh : 10 - 11 - 1990 Nơi sinh : Đà Lạt-Lâm Đồng Chuyên ngành : Kỳ Thuật Môi Trường MN: 60 52 03 20 I TÊN ĐÈ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP BẰNG CƠNG NGHỆ SBR DỊNG VÀO LIÊN TỤC KẾT HỢP GIÁ THỂ MUTAG BIOCHIP NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: II - Nghiên cứu mơ hình ICEAS sử dụng giá thể Mutag Biochip ™ để xử lý nước thải khu công nghiệp Nghiên cứu hiệu xử lý mơ hình ICEAS với tải trọng 0,5; 1,0; 1,5; 2,0kg COD/m3.ngày với chu kỳ 16; 12,5; 11,5; 9,5 9h, pha lắng 0,4h, pha rút nước 0,2h Đánh giá hiệu xử lý mơ hình tiêu COD, NHƯ, NO2", NO3", TN Nghiên cứu khả bám dính sinh khối vi sinh bề mặt giá thể Mutag Biochip ™ NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/2017 II III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 7/2017 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG Tp HCM, ngày 24 tháng 07 năm 2017 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN TRƯỞNG KHOA LỜI CÁM ƠN Đầu tiên tơi xin gửi lời cảm cm chân thành đến Thầy, Cô khoa Môi trường Tài Nguyên trường Đại học Bách khoa TP HCM, người dìu dẳt tơi tận tình, truyền đạt cho tơi kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt thời gian học tập chương trình đào tạo sau đại học Đe hồn thành ln văn tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Tấn Phong người tận tình hướng dẫn tài trợ kinh phí suốt trình nghiên cửu Tồi xin cảm ơn thầy, cơ, anh, chị phòng Thí nghiệm Khoa Môi Trường & Tài Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài mô hình thí nghiệm hoạt động đây; tơi xin cảm ơn em Ngân Khang cộng tác suốt thời gian Tôi xin cảm ơn ban, nghành, anh, chị Công ty TNHH dịch vu môi trường An Nghiệp khu cơng nghiệp An Nhiệp Sóc Trăng tạo điều kiện thuận lợi cho tồi lẩy mẫu nước thải vận hành mơ hình thỉ nghiệm chia kinh nghiệm, khó khăn mà cơng ty gặp phải trình vận hành hệ thống xứ lý nước thải Sau cùng, gửi lời cám ơn chân thành đến người thân, người bạn động viên ủng hộ vượt qua khó khăn trở ngại bước đường động lực để tơi phẩn đấu Một lần xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tất người TP HCM, 07/2017 NGUYỄN MINH TRÍ TĨM TẮT LUẬN VĂN Nghiên cứu nước thải khu cơng nghiệp mơ hình ICEAS kết họp với giá thể Mutag BioChip™ mơ hình ICEAS không sử dụng giá thể để đánh giá hiệu việc xử lý nước thải khu công nghiệp với nồng độ nitơ cao Hai mơ hình làm từ poly acrylic với dung tích 18 lít, mơ hình ICEAS có giá thể dùng làm mơ hình kiểm chứng mơ hình ICEAS mơ hình kiểm soát Giá thể Mutag BioChip™ sử dụng ICEAS khoảng lít Tổng thòi gian chu kỳ 12 giò, bao gồm giai đoạn phản ứng 11 giò bao gồm pha xục khí khuấy trộn xen kẽ Kết cho thấy hiệu suất loại bỏ mơ hình ICEAS kết họp với giá thể Mutag BioChip™ cao hon mơ hình ICEAS khơng sử dụng gía thể với thông số như: COD, NH4 + -N, TN Ở tải trọng hữu co (OLR) 0,5 kg COD / m3.ngày, hiệu xử lý tưong ứng 95; 87; 85% Khi tỷ lệ chất hữu co tăng lên đến 2,0 kg COD / m3.ngày, hiệu tưong ứng 89; 78; 82% Nó chứng minh phưong tiện truyền thông Mutag BioChip™ giúp tăng hiệu xử lý nước thải khu công nghiệp ABSTRACT This research conduct on industry wastewater by Intermittent Cycle Extended Aeration System (ICEAS) model combines with Mutag BioChip media and ICEAS not use media to assessing the efficiency of the food industry wastewater treatment with high nitrogen concentration Two models made from poly acrylic with the same volume capacity of 18 liters where the ICEAS with media as a verified model and the ICEAS without media model as a control Mutag BioChip media used in the ICEAS with media model was approximately liters Each cycle time was 12 hours total, including all hour reacting phase that consisted of successive stages of aeration and mixing The results showed that removal efficiency of the ICE AS model combined with Mutag BioChip media were higher than those of the ICE AS model not use media in term of parameter such as: COD, NH4+- N, TN At the organic loading rate (OLR) of 0,5 kg COD/m3.day, corresponding treatment efficiency were 95; 87; 85% When the organic loading rate increased up to 2,0 kg COD/m3.day, coưesponding efficiencies were 89; 78; 82% It proves that Mutag BioChip media helped increasing the treatment removal efficiency industry wastewater LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ Tơi tên NGUYỄN MINH TRÍ, học viên cao học ngành Kỹ thuật Mơi trường khóa 2014, mã số học viên 7141031 Tôi xin cam đoan: Luận văn cao học cơng trình nghiên cứu khoa học thực thân tôi, thực hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Tấn Phong Các hình ảnh, số liệu thông tin tham khảo luận văn thu thập từ nguồn đáng tin cậy, qua kiểm chứng, công bố rộng rãi tơi trích dẫn rõ ràng phần tài liệu tham khảo Các đồ, đồ thị, số liệu tính tốn kết nghiên cứu tơi thực nghiêm túc trung thực Tôi xin lấy danh dự uy tín thân để đảm bảo cho lời cam đoan Học viên Nguyễn Mình Trí MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG iii MỤC LỤC HÌNH iv DANH MỤC VIẾT TẮT vi ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU NGHIÊN cứu PHẠM VI VÀ ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN cứu NỘI DUNG NGHIÊN cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cưu Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN NƯỚC THẢI 1.1.1 Tổng quan khu công nghiệp An Nghiệp, Sóc Trăng 1.1.2 Tổng quan nước thải 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SBR VÀ GIÁ THỂ DI ĐỘNG 14 1.2.1 Cống nghệ xử lý theo mẻ SBR 14 1.2.2 Sử dụng giá thể di động xử lý nước thải 17 1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ICEAS 19 1.3.1 Một sổ thống sổ thiết kế vận hành bể ICEAS 21 1.3.2 So sánh cống nghệ ICEAS SBR 22 1.4 1.4.2 CÁC NGHIÊN CƯU LIÊN QUAN 24 Các nghiên cứu nước 25 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CƯU 27 2.1 ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN CƯU 27 2.2 MƠ HÌNH NGHIÊN CƯU 27 2.2.1 Sinh khối 28 2.2.2 Nước thải 29 2.2.3 Điều kiện vận hành 29 2.2.4 Tần suất phân tích 29 2.3 GIÁ THỂ 31 2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 32 2.4.1 Đo giá trị pH DO 32 2.4.2 Đo giá trị COD 32 2.4.3 Đo giá trị Nitơ Kjeldahl TKN 32 11 2.4.4 Hàm lượng Amonia N-NH3 33 2.4.5 Hàm lượng Nitrat NO3' 33 2.4.6 Chỉ sổ bùn lắng SVI 34 2.4.7 Hàm lượng MLSS 34 2.4.8 Hàm lượng MLVSS 35 2.4.10 Hàm lượng sinh khối giá thể 36 2.5 2.5.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ xử LÝ SÓ LIỆU 37 Xác định tải trọng 37 2.7 GIAI ĐOẠN CHẠY THÍCH NGHI 38 2.8 GIAI ĐOẠN TĂNG TẢI 41 2.8.1 Hiệu xử lý COD qua tải trọng 41 2.9 HIỆU QUẢ XỬ LÝ AMMONIA CỦA CẢ HAI MƠ HÌNH QUA CÁC TẢI TRỌNG 47 2.10 Sự BIẾN THIÊN NÒNG Độ NITRIT YÀ NITRAT CỦA HAI MƠ HÌNH 50 2.11 HIỆU QUẢ LOẠI BỎ NITƠ TỔNG 51 2.12 ĐÁNH GIÁ NỊNG Độ SINH KHĨI TẠO THÀNH 53 KẾT LUẬN YÀ KIẾN NGHỊ 56 KẾT LUẬN 56 KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BĨ 60 PHỤ LỤC 1: SÓ LIỆU VẬN HÀNH 67 PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 73 Ill MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1- Đặc tính nước thải ngành sản xuất bia Bảng 1.2 - Thành phần tính chất nước thải ngành sản xuất bánh kẹo 12 Bảng 1.3 - Thành phần tính chất nước thải ngành chế biến thủy sản 13 Bảng 1.4 - Một số thông số vận hành bể ICEAS (Phuoc N.V., 2014) 22 Bảng 2.1 Thơng số mơ hình nghiên cứu 28 Bảng 2.2 Thành phần, tính chất nước thải 29 Bảng 2.3 Các thông số kĩ thuật giá thể Mutag BioChip ™ 31 Bảng 3.1 Các tải trọng thực nghiệm mơ hình nghiên cứu 38 Bảng 3.2 Ket loại bỏ COD tải trọng hữu 42 Bảng 3.3 Ket loại bỏ Ammonia tải trọng hữu 49 Bảng 3.4 Ket Nitrat, Nitrit đầu hai mô hình 50 Bảng 3.5 Hiệu xử lý TN hai mô hình 52 44 Hiệu suất ICEAS - SBR COD vào Hiệu suất ICEAS - MBSBR 600 9200 91.00 90.00 89.00 H 88.00 87.00 86.00 m 85.00 84.00 83.00 8200 45 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 THỜI GIAN (NGÀY) Hình 3.6 Hiệu loại bỏ COĐ mơ hình ICEAS — SBR mơ hình ICEAS MBSBRỞtải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày Tải trọng 1,5 kgCOD/m3.ngày 800 700 600 ậ 500 400 § 300 200 \ 100 10 11 12 13 14 15 16 17 THỜI GIAN (NGÀY) - CODvào - COD (ICEAS-SBR) COD {ICEAS - MBSBR) Hình 3.7Nồng độ COD đầu vào, đầu hai mơ hình tải trọng 1,5 kgCOD/m3 ngày Trong giai đoạn với nồng độ COD đàu vào 731,47 ± ll,lmg/l ứng với thời gian lưu 11,5 Hiệu suất loại bỏ COD mô hình có phần giảm so với tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày Tuy nhiên, trình đạt hiệu cao ổn định với hiệu suất trung bình 83,59% 86,62% tương ứng vcri mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR Trong giai đoạn nồng độ COD đàu đạt quy chuẩn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT 45 Nhận thấy khỉ vận hành trình tải trọng 1,5 kgCOD/m3 ngày, mơ hình ICEAS MBSBR đạt hiệu loạỉ bỏ COD tương đối cao so với mơ hình ICEAS - SBR Tương ứng với nồng độ COD trung bình đầu mơ hình 120mg/l 98mg/l, khả xử lý mơ hình ICEAS - SBR khơng tốt mơ hình ICEAS - MBSBR hai tải 0,5 kgCOD/m3.ngày (giai đoạn thích nghi) 1,0 kgCOD/m3.ngày 800 90.00 88.00 86.00 84.0 82.0 80.0 78.0 76.0 74.00 72.00 70.00 200 100 H g § * 10 11 12 13 14 15 16 17 THỜI GIAN (NGÀY) -COD vào - Hiệu suất ICEAS - SBR - Hiệu suất ICẼAS - MBSBR Hình 3.8 Hiệu loại bỏ COD mơ hình ICEAS - SBR mơ hình 1CEẢS MBSBRỞtải trọng 1,5 kgCOĐ/m3.ngày Tải trọng 2,0 kgCOD/m3„ngày Trong giai đoạn vái nồng độ COD đầu vào 823 ± 9,7mg/l ứng với thời gian lưu 9,5 Hiệu suất loại bỏ COD mơ hình tiếp tục giảm so vcd tải trọng trước Quá trình tiếp tục đạt hiệu cao ổn định với hiệu suất trung bình 85,76% 88,68% tương ứng với mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR Trong giai đoạn nồng độ COD đầu đạt quy chuẩn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT Trong ngày đầu tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày hiệu suất xử lý hai mơ hình giảm rõ tăng tảỉ trọng, sau khả xử lý COD mơ hình ICEAS - MBSBR nhanh chống ỏn định Khả xử lý mơ hình ICEAS - 46 SBR khơng ồn định mơ hình có giá thể chí cố ngày hiệu xử lý mơ hình vớí ngày đầu khỉ tăng tải 2,0 kgCOD/m3.ngày Nhận thấy khỉ vận hành trình tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày, mơ hình ICEAS MBSBR đạt hiệu loại bỏ COD tương đối cao so vớỉ mơ hình ICEAS - SBR Tuy vậy, tiếp tục tăng tải mơ hình ICEAS - SBR bị tải làm COD đầu không đạt quy chuẩn cột B QCVN 40:2011/BTNMT —*— COD vào MBSBR) COD (ICEAS - SBR) COD {ICEAS - 900 800 700 < 600 I 500 ò 400 300 200 100 Hình 3.9 Nồng độ COD đầu vào, đầu hai mơ hình tải trọng 2,0 kgCOD/m3 ngày 900 91.00 90.00 89.00 88.00 100 -1 COD vào 87.0 P 86.0 a 85 00 H 8400 ” 83.00 82.00 81.00 10 11 12 13 14 15 16 17 18 THỜI GIAN (NGÀY) Hiệu suất ICEAS - SBR Hiệu suất ICEAS - MBSBR Hình 3.10 Hiệu loại bỏ COD mơ hình ICEAS — SBR mơ hình ICEAS MBSBR tải trọng 2,0 kgCOĐ/m3.ngày 47 Từ kết thu cho thấy Tằng hiệu xử lý giảm dần khỉ tăng tải trọng hữu Khỉ vận hành gỉaỉ đoạn tải trọng l,OkgCOD/m3.ngày hiệu suất loại bỏ COD mô cao Trong trường hợp tăng tải 2,OkgCOD/m mơ hình ổn định hiệu loại bỏ đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT Việc sử dụng giá thể Mutag Biochip ™ sử dụng cho hệ thống ICEAS - SBR gặp cố khỉ nồng độ COD đầu vượt mức cho phép mức thấp 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 180.0 160.0 140.0 g> 120.0 100.0 > 80.0 g 60.0 40.0 20.00 20.0 10.0 0.0 0.00 911131517192123252729313335373941434547495153555759616365676971 Thời Gian (ngày) NH4 vào —H— Hiệu suất ỢCEAS-SBR) — NH4 (ICEAS-SBR) - NH4 (ICEAS-MBSBR) — Hiệu Suất (ICEAS-MBSBR) Hình 3.11 Sự biến đổi nồng độ Ammonia đầu vào, đầu hai mơ hình qua tải trọng Trong q trình chuyển hóa, nitơ hữu phân hủy thành ammonia Ammonia phần đỉ vào tế bào vi sình vật để tham gia vào trình xây dụng tế bào, phần lớn chuyển hốa thành nitrit nitrat điều kiện cỏ oxy, nitrit nitrat sử dụng để xây dựng tế bào, nhiên, phần lớn nitrit nitrat bị vi khuẩn tùy nghi sống điều kiện thiếu khí sử dụng chất nhận điện tử phản ứng thu lượng củâ chứng, đồng thời gỉải nỉtơ dạng phân tử khỏi mơi trường nước Sau 75 ngày vận hành, hiệu loại bỏ ammonia nước thải đầu vào mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR tải trọng khác trình bày hình Kết nghiên cứu Hiệu Suẩt 2.9 HIỆU QUẢ XỬ LÝ AMMONIA CỦA CẢ HAI MƠ HÌNH QUA CÁC TẢI TRỌNG 48 cho thấy mơ hình có khả xử lý ammonia đạt hiệu cao Điều giải thích q sục khí ngắt quảng làm tăng nhóm vi khuẩn oxy hóa ammonia Ở tải trọng 0,5 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia mơ hình thu cuối giai đoạn thích nghi 80,38% 84,52% Nhìn chung, hiệu xử lý Ammonia mơ hình ICEAS - MBSBR tốt mô hĩnh ICEAS - SBR Trong ngày đầu vận hành bùn thích nghi tốt hiệu xử lý Ammonia tăng ổn định vào cuối giai đoạn Nồng độ ammonia đầu cuối giai đoạn 10 - 12,69mg/l Nồng độ đầu ổn định đạt quy chuẩn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT Ở tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia giảm so với tải trọng q trình thích nghi từ 1,5 - 3,0% so với giai đoạn thích nghi Ở giai đoạn bùn sinh trưởng tốt giá thể Mutag Biochip ™ không làm tăng khả xử lý ammonia, không giảm mô hĩnh ICEAS - SBR Hiệu xử lý Ammonia trung bình mô 77,66% - 82,44% Nồng độ ammonia thu 19,42 24,7mg/l mô hĩnh cao gấp đôi so với quy chuẩn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT Ở tải trọng 1,5 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia bắt đầu giảm so với tải trọng trước Đối với mơ hình ICEAS - SBR hiệu xử lý ammonia giảm 1,35% Đối với mơ hình ICEAS - MBSBR hiệu xử lý ammonia giảm 0,59% Ở tải họng nồng độ nitơ vào cao dẫn đến nồng độ đầu cao Nồng độ ammonia trung bình 27,5 mg/1 Mơ hình ICEAS MBSBR cho hiệu suất trình tốt Trong giai đoạn nồng độ ammonia vượt cột BQCVN 40:2011/BTNMT Ở tải họng 2,0 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia tiếp tục giảm so vói tải họng trước Đối với mơ hình ICEAS - MBSBR hiệu xử lý ammonia giảm 2,76% Đối với mơ hình ICEAS - SBR hiệu xử lý ammonia giảm 6,59% Tuy hiệu xử lý giảm mô hĩnh ICEAS - MBSBR giảm nhẹ có xu 49 hướng ổn định so với mơ hình ICEAS - MBSBR Ở tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày khả xử lý Amonia mơ hình khơng có giả thể khơng ổn định tải trọng trước Trong giai đoạn nồng độ ammonia 39,4mg/l vượt QCVN 40:2011/BTNMT Nhân xét: Hiệu suất xử lý Ammonia giảm dần tăng tải trọng hữu hàm lượng ammonia bị xử lý tăng dần trình tăng tải trọng Vì vi sinh vật tiêu thụ lượng thức ăn nhiều cần có lượng chất dinh dưỡng lớn để đáp ứng nhu cầu sinh trưởng phát triển vi sinh vật 0s 100 £ 80 Z 60 ã 40 20 co ITITIT 0.5 1.5 Tải Trọng (kgCOD/m3.ngày) ■ ICEAS - SBR ■ ICEAS - MBSBR Hình 3.12 Hiệu loại bỏ NHặ+ - N mơ hình ICEAS-MBSBR mơ hình ICEAS-SBR 50 2.10 Sự BIẾN THIÊN NỒNG Độ NITRIT VÀ NITRAT CỦA HAI MƠ HÌNH Ở hai mơ hình, nồng độ nỉtrỉt đầu vào tảd trọng thấp chênh lệch không đáng kể Nhận thấy qua tải trọng tăng dần nòng độ nitrit trung bình tăng dần từ 1,48 đến 6,lmg/l tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày Tương tự nòng độ nitrat đầu thu tăng dần theo tải trọng từ 1,26 đến 4,88mg/ỉ trải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày Nhận xét mơ hình ICEAS — MBSBR có khả khử nitrat tốt hon so với mơ hình ICEAS -SBR Chứng tỏ ứên giá thể Mutag Biochip™ bùn dính bám sinh trưởng tốt tạo môi trường khử nỉtrat tốt hơn, góp phần làm tăng hỉệu loại bỏ TN cho trình Kết cho cho thấy màng sinh học bám dính trẽn giá thể ICEAS - MBSBR khơng chi chuyển hóa NH4+N thành NƠ3' để thơng qua q trình nitrat hóa thực khử NƠ3' thành N2 qua trình khử nitơ Đối với ICEAS - MBSBR, hai chế độ sục khí ngắt quảng màng sinh học dính bám giá thể gốp phần vào việc tăng cường trình nitrat hóa khử nỉtrat đốỉ với ICEAS - SBR, có chế độ sục ngắt quảng tăng cường q trình Mặt khác, chế độ sục khí ngắt quảng đóng vaỉ trò quan trọng màng sinh học dính bám giá thể đóng vai trò nhỏ việc loại bỏ nỉtơ Bảng 3.4 Kết Nitrat, Nitrit đầu hai mơ hình Tảỉ trọng, kgCOD/m3 ngày NƠ3' ra, mg/1 NO2' ra, mg/1 NO2' ra, mg/1 (ICEAS-SBR) (ICEASMBSBR) 0,5 1,48 + 0,29 1,43+0,36 1,0 2,11+0,13 1,81+0,14 1,5 3,35+0,24 2,0 6,1+0,34 NO3' ra, mg/1 (ICEAS-SBR) (ICEASMBSBR) 1,26 + 0,12 1,13 + 0,15 1,87 + 0,08 1,64 + 0,08 2,78 + 0,16 2,23+0,31 2,38 + 0,78 4,65+0,37 4,88 + 0,63 3,24 + 0,35 51 2.11 HIỆU QUẢ LOẠI BỎ NITƠ TỎNG 95.00 Hiệu Suất (%) 250.0 Thời Gian (ngày) -O-TN vào - TNra (ICEAS-SBR) TN (ICEAS-MBSBR) -O-Hiệu Suất (ICEAS-SBR) -n-Hiệu Suất (ICEAS-MBSBR) Hình 3.13 Sự biến đổi nồng độ đầu vào, đầu hiệu suất loại bỏ TN hai mơ hình Hỉệu xử lỷ chất dinh dưỡng đánh giá hiệu loại bỏ Nỉtơ thông qua việc theo dõi tiêu: TN, NFLị+~N, NO2 -N, N03—N Giá trị pH DO đo đạc thường xuyên để theo dõi trình nitrat hốa khử nitrat diễn hệ thống, số liệu đo đạc trình bày phụ lục Nitơ tổng nước thải bao gồm ammonia, nitrit, nitrat nitơ hữu Trong q trình chuyển hóa, nỉtơ hữu phân hủy thành ammonia Ammonia phần vào tế bào vi sinh vật để tham gia vào trình xây dựng tế bào, phần lớn chuyển hóa thành nỉtrỉt rúưat điều kiện cố oxy, nitrìt nitrat sử dựng để xây dựng tế bào, nhiên, phàn lớn nitrit nitrat bị vỉ khuẩn tùy nghỉ sống điều kiện thiếu khí sử dụng chất nhận điện tử phản ứng thu lượng chúng, đồng thời giải phóng nitơ dạng phân từ khỏi mơi trường nưóc Sau 75 ngày vận hành, hiệu loại bỏ 52 hgrp chất nitơ nước thải đàu vào mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR tảỉ trọng khác trình bày hình 3.11, 3.12, 3.13 Kết nghiên cứu cho thấy mơ hình có khả xử lý hiệu Điều cố thể giãi thích sục khí ngắt quảng làm tăng nhỏm vi khuẩn oxy hốa ammonia khử nitrat 100.00 90.00 80.0 g 70X)0 60.00 ễ 50.00 ii 40.00 30.00 ĩ S 20.00 10.0 0.00 Tải Trọng (kgCOD /m3.ũgày) ■ ICEAS SBR ■ ICEAS - MBSBR Hình 3.14 Hiệu loại bỏ TN mơ hình ICEAS-MBSBR mơ hình ICEẢSSBR Bảng 3.5 hiệu xử lý TN hai mơ hình Tải Hiệu suất, TN ra, mgA trọng, TN ra, mg/1 (ICEAS- TN vào, mg/1 kgCOD/ (ICEAS(ICEAS- (ICEAS- SBR) MBSBR) m3.ngày Hiệu suất, % % MBSBR) SBR) 0,5 100,3 + 6,52 22,3 + 2,38 16,2 + 2,21 81,9 + 2,05 86,8 +1,9 1,0 146,4 + 18,1 36,75 + 6,63 32,9 + 6,06 75,01 + 2,09 77,56 + 2,9 1,5 164,6 ± 6,42 51,47 + 6,5 43,63 + 7,72 68,53 + 4,73 73,53 + 5,5 2,0 195,84 + 6,05 64,38 + 4,53 45,56 + 4,02 66,29 + 2,37 76,14 + 2,1 53 Nhân xét: Trong giai đoạn thích nghi hiệu suất xử lý TN mơ hình cao, đặt biệt mơ hình ICEAS - MBSBR Ở giai đoạn thích nghi hiệu suất xử lý TN mơ hình ICEAS MBSBR cao mô hĩnh ICEAS - SBR xấp xỉ 5% Tuy nhiên tăng lên tải 1,0 kgCOD/m3.ngày hiệu suất xử lý mơ hình ICEAS - MBSBR giảm 9% so với mơ hình ICEAS - SBR 6% Nhưng khả xử lý TN mơ hình ICEAS - MBSBR cao mô hĩnh ICEAS - SBR 2,5% Ở tải trọng 1,5 kgCOD/m3.ngày, hiệu suất xử lý hai mơ hình tiếp tục giảm, đặc biệt mơ hình ICEAS - SBR 6,5%, mơ hình ICEAS - MBSBR giảm 4% Tuy nhiên, khả xử lý TN hai mơ hình tải trọng không ổn định, giao động 4,73mg/l mơ hình ICEAS - SBR 5,5mg/l mơ hình ICEAS - MBSBR Ở tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày, hiệu suẩt xử lý hai mơ hình lại có hai xu hướng trái ngược Hiệu suất mơ hình ICEAS - SBR tiếp tục giảm so với tải trọng trước khoảng 2% Tuy nhiên, hiệu suất xử lý TN mơ hình ICEAS - MBSBR lại tăng 2,6 % so với tải trọng trước 2.12 ĐÁNH GIÁ NỒNG Độ SINH KHĨI TẠO THÀNH Hình 3.15 thể nồng độ MLSS vào cuối giai đoạn tải trọng 0,5 - 2,0 kgCOD/m3.ngày mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR với nồng độ sinh khối ban đầu cho vào bế 2500mg/l Sự hình thành lóp màng sinh học lên bề mặt Pong giá thể Mutag Biochip™ Pong bể ICEAS - MBSBR quan sát Pong Pong suốt Pình vận hành mơ hình thí nghiệm Trong giai đoạn đầu hình thành lóp màng sinh học diễn chậm lúc lóp màng mỏng nên dễ bị phá vỡ sục khí khuấy pộn va chạm giá thể Nồng độ sinh khối Pên giá thể vào cuối tải pọng 0,5 kgCOD/m3.d 362mg/l Trong giai đoạn vi sinh bám dính Pên giá bắt đầu on định sinh khối phát Piến tăng dần theo tải pọng Tuy nhiên tải pọng 1,0; 1,5; 2,0 kgCOD/m3.ngày, nồng độ sinh khối lơ lửng mô hĩnh tăng trưởng chậm khơng 54 có chênh lệch nhiều Ngược lại sinh khối bám dính mơ hình ICEAS - MBSBR vào tải trọng cuối phát triển tăng dần theo tải trọng Ket thu cho thấy tổng nồng độ sinh khối vào cuối giai đoạn trình vận hành mơ hình ICEAS - SBR 2500; 2900; 3600; 4650mg/l Tương ứng mơ hình ICEAS - MBSBR 2450; 3150; 3750; 4750mg/l sinh khối bám dính 362; 520; 957; 1350 mg/1 8000 7000 6000 1350 E VI 957 4000 ^ 3000 2000 520 362 2500 375 7500 ?Qnn 3600 0.5 1000 4750 315 1.5 4650 Tài Trọng (kgCOD/m3.ngày) ICEASSBR ICEAS-MBSBR ■ Mutag Biochip Hình 3.15 Hàm lượng sinh khối bể ICEAS-SBR sinh khối lơ lửng, bám dính bể 1CEAS-MBSBR Nhân xét: Hình thể nồng độ MLSS vào cuối giai đoạn tải trọng 0,5 - 2,0 kgCOD/m3.ngày mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR với nồng độ sinh khối ban đầu cho vào bế 2500mg/l Sự hình thành lóp màng sinh học lên bề mặt giá thể Mutag Biochip™ bể ICEAS - MBSBR quan sát trong suốt q trình vận hành mơ hình thí nghiệm Trong giai đoạn đầu hình thành lóp màng sinh học diễn chậm lúc lóp màng mỏng nên dễ bị phá vỡ sục khí khuấy trộn va chạm giá thể Nồng độ sinh khối giá thể vào cuối tải trọng 0,5 kgCOD/m3.d 362mg/l Trong giai đoạn vi sinh bám dính giá bắt đầu on định sinh khối phát triển tăng dần theo tải trọng Tuy nhiên tải trọng 1,0; 1,5; 2,0 55 kgCOD/m3.ngày, nồng độ sinh khối lơ lửng mơ hình tăng trưởng chậm khơng cố sụ chênh lệch nhiều Ngược lại sinh khối bám dính mơ hình ICEAS - MBSBR vào tải trọng cuốỉ phát triền tăng dần theo tải trọng Kết thu cho thấy tồng nồng độ sinh khối vào cuối giai đoạn trình vận hành mơ hình ICEAS - SBR 2500; 2900; 3600; 4650mg/l Tương ứng mơ hình ICEAS - MBSBR 2450; 3150; 3750; 4750mg/l sinh khối bám dính 362; 520; 957; 1350 mg/1 Giả thể giai đọan thích nghi Giá thể tải ừọng 1,5 kgCOD/m3.ngày Giả thể tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày Giá thể tải ừọng 2,0 kgCOD/m3.ngày Hình 3.16 Khả dính hàm giả thể tải trọng 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đe tài “xử lý nước thải khu cơng nghiệp cơng nghệ SBR dòng vào liên tục kết hợp giá thể Mutag Bỉochỉp ” quy mô phòng thí nghiệm thực nhằm đánh giá hiệu xử lý chất hữu chất dinh dưỡng N mơ hình nghiên cứu qua tải trọng khác Trong 75 ngày vận hành, kết nghiên cứu cho thấy mơ hình ICEAS - MBSBR ln cho kết vận hành tốt mơ hình ICEAS - SBR tải trọng hữu 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 kgCOD/m3.ngày thơng qua tiêu phân tích COD, NH4+-N, TKN, NŨ2-N, NŨ3N Bên cạnh đó, hiệu xử lý nước thải mô hĩnh đạt tốt tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày giảm dần tăng tải trọng hữu Ớ tải họng 1,0 kgCOD/m3 ngày, nước thải sau xử lý mơ hình có giá trị COD nằm giới hạn cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT, TN NH4+-N nằm giới hạn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT Hiệu suất xử lý đạt cao mơ hình ICEAS - MBSBR theo COD 90,8%, TN 84,27%, NH4+-N 80,46% Q trĩnh vận hành mơ hình bao gồm giai đoạn hiếu khí, thiếu khí thích họp việc xử lý loại nước thải giàu chất dinh dưỡng Sự hình thành sinh khối lên bề mặt giá thể Mutag Biochip™ bể ICEAS - MBSBR quan sát ta thấy vi sinh bám đầy bề mặt giá thể Khi tăng tải trọng hữu cơ, lóp phủ sinh học tăng KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu kết luận nêu trên, đế có nghiên cứu hoàn chỉnh xử lý nước giết mổ công nghệ ICEAS - MBSBR để áp dụng vào thực tiễn, nghiên cứu kiến nghị cần phải triển khai tiếp nghiên cứu sau: Nghiên cứu thêm thời gian tối ưu pha để nâng cao hiệu xử lý nitơ photpho 57 Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý qua thể tích giá thể Mutag Biochip™ khác cho vào mơ hình ICEAS - MBSBR Nghiên cứu với thể tích bể mơ hình tải trọng lớn nhằm đạt giá trị thục tế cơng trình - Nghiên cứu đánh giá hiệu đầu tu, chi phí xây dụng, vận hành áp dụng vào cơng trình thục tế 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO APHA AWWA, WEF (1999) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater American Public Health Association Washington DC, USA Chen A.-C, Chang J.-S., Yang L & Yang Y.-H (2001) “Nitrogen Removal from Sewage by Continuous Flow SBR System with Intermittent Aeration”, Environmental Technology, 22:5, pp 553-559 Đặng Viet Hùng, Cao Thu Thủy - Nghiên cứu xử lý nước thải tập trung khu cơng nghiệp mơ hình Moving Bed - Sequencing Batch Reactor Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, Tập 52, số 4C (2014) tr.148 - 157 Farham Karakani and Amir Hossein Mahvi, (2005) “Wastewater Phosphorus Removal by Intermittenet Cycle Extended Aeration System”, Pakistan Journal of Biological Sciences, (2), pp 335 - 337, 2005 ITT WWW “The ICEAS® - SBR Biological Treatment System Brief Notes on the Mako WWTP ICEAS-SBR System”, IEEE, Magnus Hallberg, 2009 Lee H., Brereton J A, Mavinic D s , Fiorante R A , Oldham w K & Paisley J K., (2001) “Nutrient Removal with Methanol as a Carbon Source Full-Scale Continuous Inflow SBR Application”, Environmental Technology, 22:10, pp 1223-1235 LI Hongjing, CHEN Yinguang, GU Guowei ,LIU Yandong (2008) “Phosphorous Removal in Intermittent Cycle Extended Aeration System Wastewater Treatment Plant - Effect of Temperature” Bioinformatics and Biomedical Engineering, 2008, the 2nd International Conference on Shanghai, 16-18 May 2008, pp: 2970 - 2973 Ouyang F.C “A study of a modified process for the intermittent cycle extended aeration system”, Wat Sci Technol., vol 31, no 9, pp 173-180, 1995 Phuoc V N Class Lecture, Topic: “ASBR” Faculty of Environment and Natural Resources, University of Technology, HCM city, VietNam, Dec 2, 2014 10 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp - QCVN 40:2011/BTNMT 11 SANITAIRE “ICEAS Advance SBR” Internet: http://www.xylem.com/treatmenƯus/products/iceas-advanced-sbr, May 27, 2015 ... hiệu xử lý chất dinh dưỡng nước thải khu cơng nghiệp Vì vậy, đề tài "xử lý nước thải khu công nghiệp công nghệ SBR dòng vào liên tục kết hợp giá thể Mutag Biochip ” thực với mục đích đánh giá. .. TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP BẰNG CƠNG NGHỆ SBR DỊNG VÀO LIÊN TỤC KẾT HỢP GIÁ THỂ MUTAG BIOCHIP NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: II - Nghiên cứu mơ hình ICEAS sử dụng giá thể Mutag Biochip ™ để xử lý. .. photpho nước thải cần quan tâm công nghệ SBR Nhưng bể SBR hoạt động theo mẻ nên việc hạn chế lưu lượng, tải trọng nước thải cần xử lý ảnh hưởng chất lượng xử lý đầu Vì cơng nghệ SBR dòng vào liên tục