Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ bằng công nghệ ICEAS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA —— NGUYỄN ĐỨC TIỆP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ BẰNG CÔNG NGHỆ ICEAS CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÃ NGÀNH : 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM, tháng 12 năm 2016 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tấn Phong Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP Hồ Chí Minh ngày tháng 01 năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên Năm sinh Chuyên ngành : Nguyễn Đức Tiệp : 01-12-1990 : Kỹ Thuật Môi Trường MSHV : 1570902 Nơi sinh : Bà Rịa Vũng Tàu I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ BẰNG CÔNG NGHỆ ICEAS II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu mơ hình ICEAS sử dụng giá thể Mutag Biochip ™ để xử lý nước thải giết mổ - Nghiên cứu hiệu xử lý mơ hình ICEAS với tải trọng 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 2,5 kg 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, NEI4+, NO2, NO3 ,TN - Nghiên cứu khả bám dính sinh khối vi sinh bề mặt giá thể Mutag Biochip ™ II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/2016 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2016 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA LỜI CÁM ƠN Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành nhẩt đến Thầy, Cô khoa Môi trường Tài Nguyên trường Đại học Bách khoa TP HCM, người đìu dẳt tơi tận tình, truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt thời gian tơi học tập chương trình đào tạo sau đại học Để hoàn thành luân văn tơi xỉn bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS TS Nguyễn Tẩn Phong người tận tình hướng dẫn tài trợ kinh phi suốt trình nghiên cứu Tơi xỉn cảm ơn thầy, cơ, anh, chị phòng Thi nghiệm Khoa Mơỉ Trường & Tài Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi thực đề tài khỉ mơ hình thỉ nghiệm hoạt động dãy; xỉn cảm ơn em Lĩnh Phương cộng tác suốt thời gian Tôi xin cảm ơn ban, nghành, anh, chị Câng ty TNHH Một thành viên Việt Nam Kỹ Nghệ Súc Sản (VĨSSAN) tạo điều kiện thuận lợi cho lấy mẫu nước thải vận hành mơ hình thí nghiệm chia kinh nghiệm, khó khăn mà câng ty gặp phải trình vận hành hệ thống xử lỷ nước thải Sau cùng, gửi lời cám ơn chân thành đến người thân, người bạn động viên ủng hộ tơi vượt qua khó khăn trở ngại bước đường động lực để phẩn đẩu Một lần xỉn chân thành cảm ơn giúp đỡ tất người TP HCM, 12/2016 NGUYỄN ĐỨC TIỆP TÓM TẮT LUẬN VĂN ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR (Intermittent Cycle Extended Aeration System - Moving Bed Sequencing Batch Reactor) có giá thể nghiên cứu để đánh giá hiệu xử lý nước thải giết mổ có nồng độ chất dinh dưỡng nitơ cao Hai mơ hình chế tạo mica có thể tích chế tạo 18 lít mơ hình ICEAS - MBSBR dùng để so sánh với mơ hình ICEAS - SBR Giá thể Mutag Biochip™ cho vào mơ hình ICEAS - MBSBR khoảng 1,8 lít Mỗi chu kỳ kiểm sốt có thời gian phản ứng khác ứng với tải trọng 0,5 - 2,5 kgCOD/m3.ngày với giai đoạn sục khí khuấy trộn nối tiếp, thời gian lắng 0,4h thời gian xả nước 0,2h Các kết thu cho thấy mơ hình ICEAS - MBSBR có khả xử lý cao hon không bị sốc tải so với mơ hình ICEAS - SBR tiêu ô nhiễm COD, NH4+-N, TN Ở tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày mơ hình cho hiệu xử lý tốt nhất, nước thải sau xử lý bể ICEAS - MBSBR có giá trị COD, TN nằm giới hạn cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT, riêng NH4+-N đạt cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT Hiệu suất xử lý đạt giá trị cao tương ứng COD 94.9%, TN 89,23%, NH4+-N 94,31% Mơ hình ICEAS - MBSBR giúp xử lý nước thải có chất hữu cơ, nitơ cao ln đạt quy chuẩn, giúp giảm bớt chi phí diện tích xây dựng cơng trình ASTRACT Intermittent Cycle Extended Aeration System - Sequencing Batch Reactor (ICEAS - SBR) and ICEAS - Moving Bed Sequencing Batch Reactor (MBSBR) was studied to evaluate treatment efficiencies of nitrogen with high concentration from slaughterhouse wastewater Two models made from polyacrylic with the same capacity of 18 liters were the ICEAS - MBSBR model used to compare with the ICEAS - SBR model Mutag Biochip™ media used in the ICEAS - MBSBR model was approximately 1.8 liters Each cycle time have different response times for each load of 0.5 to 2.5 kgCOD/m3.day with reacting phase consisting of successive stages of aeration and mixing, time sedimentation was 0.4 hour and time withdrawal of the treated water was 0.2 hour The results showed that removal efficiencies of the ICEAS - MBSBR model were higher and not shock loads than those of the ICEAS - SBR model such as: COD, NH4+-N, TN In the loading kgCOD/m3.day both models have the best processing efficiency, treated waste water of ICEAS - MBSBR model were COD, TN values corresponding with the limit of A colums QCVN 40:2011/BTNMT, NH4+-N values corresponding with the limit of B colums QCVN 40:2011/BTNMT Highest corresponding efficiencies were 94.9% COD, 89,23% TN, 94,31% NH4+-N ICEAS - MBSBR model with attached growth will help wastewaster treatment organic substances meet national standards especialy in nitrogen and phosphorus parameters, reduce operating cost and construction area LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ Tôi tên NGUYỄN ĐỨC TIỆP, học viên cao học ngành Kỹ thuật Mơi trường khóa 2015, mã số học viên 1570902 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 thơng 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 thực nghiêm túc trung thực Tôi xin lấy danh dự uy tín thân để đảm bảo cho lời cam đoan Học viên Nguyễn Đức Tiệp i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẤT viii PHẦNMỞĐẰU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU ĐỀ TÀI NỘI DUNG ĐỀ TÀI PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA ĐỀ TÀI • CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TÔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI 1.1.1 Các loại chất thải nguồn ô nhiễm 1.1.2 Công ty TNHH MTV Việt Nam Kỹ Nghệ Súc Sản - Vissan 1.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY VISSAN 1.2.1 Quy trình giết mổ lợn 1.2.2 Quy trình giết mổ trâu, bò 1.2.3 Quy trình sản xuất đồ hộp, xúc xích, thịt nguội 10 1.2.4 Nguồn thải nguyên nhân 10 1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SBR 12 1.3.1 Công nghệ xử lý theo mẻ SBR 12 1.3.2 Quá trình nitrat hóa 13 1.3.3 Quá trình khử nitrat 14 1.3.4 Tổng quan trình xử lý photpho 16 1.4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ICEAS 19 1.4.1 Công nghệ ICEAS 19 1.4.2 So sánh công nghệ ICEAS SBR thông thường 22 ii 1.5 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGHÀNH CHĂN NI 24 1.5.1 Cơng nghệ xử lý nước thải Châu Âu 24 1.5.2 Công nghệ xử lý nước thải Việt Nam 25 1.6 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 28 1.7 Cơ SỞ LỰA CHỌN MƠ HÌNH 31 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU 33 2.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 34 2.2.1 Nước thải đầu vào 34 2.2.2 Bùn cấy ban đầu 34 2.2.3 Giá thể sử dụng 34 2.3 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 36 2.3.1 Thiết kế mơ hình 36 2.3.2 Nguyên lý hoạt động mơ hình 37 2.3.3 Trình tự thí nghiệm 38 2.4 LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH 39 2.4.1 Vị trí tần suất lấy mẫu 39 2.4.2 Phương pháp phân tích 39 2.4.3 Phương pháp đo MLSS 42 2.4.4 Xử lý số liệu 42 CHƯƠNG KẾT QUẢ BÀN LUẬN 44 3.1 GIAI ĐOẠN CHẠY THÍCH NGHI 44 3.2 GIAI ĐOẠN TĂNG TẢI 46 3.2.1 Hiệu xử lý COD qua tải trọng 46 3.2.2 Hiệu xử lý ammonia mơ hình qua tải trọng 53 3.2.3 Sự biến thiên nồng độ nitrit, nitrat mơ hình 56 3.2.4 Hiệu loại bỏ Nitơ tổng 58 3.2.5 Đánh giá hiệu loại bỏ Nitơ hữu qua tải trọng 61 3.2.6 Đánh giá nồng độ sinh khối tạo thành 62 iii PHẦN KẾT LUẬN 64 KẾT LUẬN 64 KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU VẬN HÀNH 69 PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 85 50 c) Tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày Thời gian (ngày) Hiệu suất (ICEAS-SBR) COD vào Hiệu suất (ICEAS-MBSBR) Hình 3-7 Hiệu loại bỏ COĐ mơ hình ỈCEAS - SBR mơ hình ICEAS MBSBR tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày Trong giai đoạn với nồng độ COD đầu vào 802,0 ± 16,3mg/l ứng với thời gian lưu 9,5 Hiệu suất loại bỏ COD mô hình tiếp tục giảm so với tải trọng trước Quá trình tiếp tục đạt hiệu cao ổn định với hiệu suất trung bình 88,72% 89,39% tương ứng với mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR; nồng độ COD đầu đạt 98mg/l Trong giai đoạn nồng độ COD đầu đạt quy chuẩn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT Nhận thấy vận hành q trình tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày, mơ hình ICEAS - MBSBR đạt hiệu loại bỏ COD tương đối cao so với mơ hình ICEAS - SBR Tuy vậy, tiệp tục tăng tải mơ hình bị q tải làm COD đầu không đạt quy chuẩn cột B QCVN 40:2011/BTNMT 51 d) Tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày Thời gian (ngày) COD vào —Ểr- Hiệu suất (ICEAS-SBR) -ũ- Hiệu suất (ICEAS-MBSBR) Hình 3-8 Hiệu loại bỏ COD mơ hình ICEAS - SBR mơ hình ICEAS MBSBRỞtải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày Trong giai đoạn với nồng độ COD đầu vào 937,7 ± 22,7mg/l ứng với thời gian lưu Hiệu loại bỏ COD mơ hình giảm mạnh không ổn định, nồng độ COD đầu dao động lớn Q trình có hiệu suất trung bình 82,20% 84,70% tương ứng với mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR; nồng độ COD đầu ữong khoảng 125mg/ỉ đến 196mg/l Trong giai đoạn nồng độ COD đầu mơ hình vượt quy chuẩn cột B QCVN 40:2011ZBTNMT Nhận thấy vận hành trình tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày, mơ hình bị q tải dẫn đến nồng độ COD đầu cao, bùn thích nghi tải trọng Mơ hình ICEAS - MBSBR tiếp tục cho hiệu loại bỏ COD cao so với mơ hình ICEAS-SBR Từ kết thu cho thấy hiệu xử lý giảm dần khỉ tăng tải trọng hữu Khi vận hành giai đoạn tải trọng l,OkgCOD/m3.ngày hiệu suất loại bỏ COD mô cao Trong trường hợp tăng tải 2,OkgCOD/m3 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 nồng độ COD đầu vượt mức cho phép mức thấp 52 KgCDD/m3.ngày ■ ICEAS - SBR ■ ICEAS - MBSBR Hình 3-9 Hiệu loại bỏ COD 1CEẢS - MBSBR so sánh với ICEAS - SBR Hình 3.9 thể hiệu xử lý COD mơ hình ICEAS - MBSBR so sánh với ICEAS - SBR Nhìn chung hiệu xử lý mơ hình ICEAS - MBSBR ln đạt cao hom so với ICEAS - SBR suốt trình vận hành Ở tải trọng 1,0; 1,5; 2,0 kgCOD/m3.ngày khác biệt ICEAS - MBSBR ICEAS - SBR không nhiều Ở tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày mơ hình ICEAS - MBSBR cỏ hiệu vượt trội hom so với mô hình ICEAS - SBR Từ cho thấy, khả xử lý ICEAS - MBSBR hiệu hom so với ICEAS - SBR, nói chế độ sục khí ngắt quảng đỏng vai trò quan trọng hom so với trình sinh trưởng phát triển sinh học để xử lý COD 53 3.2.2 Hiệu xử lý ammonia mơ hình qua tải trọng 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Thòi gian (ngày) NH4 vào Hiệu suất (ICEAS-SBR) NH4 (ICEAS-SBR) NH4 (ICEAS-MBSBR) Hiệu suất (ICEAS-MBSBR) Hình 3-10 Sự biến đổi nồng độ đầu vảo, đầu hiệu suất loại bỏ ammonia mơ hình Trong q trình chuyển hóa, nitơ hữu phân hủy thành ammonia Ammonia phần vào tế bào vỉ sinh vật để tham gia vào trình xây dựng tế bào, phần lớn chuyển hóa thành nitrit nitrat điều kiện có oxy, nỉtrìt nitrat sử dụng để xây dựng tế bào, nhiên, phần lổn nỉtrit 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 nỉtơ dạng phân tử khỏi mơi trường nước Sau so ngày vận hành, hiệu loại bỏ ammonia nước thải đầu vào mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR tải trọng khác trình bày hình 3.10 Kết nghiên cứu cho thấy mơ hình có khả xử lý ammonia đạt hiệu cao Điều giải thích sục khí ngắt quảng làm tăng nhóm vỉ khuẩn oxy hóa ammonia Ở tải trọng 0,50 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia mơ hình thu tương đối với giá trị cuối giai đoạn vận hành 88,46% 88,59% Nhìn chung, hiệu xử lý Ammonia mơ hình ICEAS - MBSBR tốt mơ hình ICEAS -SBR Trong ngày đầu vận hành bùn thích nghi tốt hiệu xử lý Ammonia tăng 54 ổn định vào cuối giai đoạn Nồng độ ammonia đầu cuối giai đoạn 3,6 - 3,5mg/l Nồng độ đầu ổn định đạt quy chuẩn cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT Ở tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia tăng nhẹ so với ngày vận hành cuối tải trọng đầu Ở giai đoạn bùn sinh trưởng tốt giá thể Mutag Biochip ™ giúp mô hình ICEAS - MBSBR tăng hiểu ammonia đáng kể so với mô ICEAS - SBR Hiệu xử lý Ammonia trung bình mơ 89,93 - 88,74% Nồng độ ammonia thu 9,1 15mg/l mơ hình đạt 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 4,31% Đối với mơ hình ICEAS - MBSBR hiệu xử lý ammonia giảm 4,58% Nhận thấy tải trọng nồng độ nitơ vào cao dẫn đến nồng độ đầu cao Nồng độ ammonia trung bình 12,4mg/l Mơ hình ICEAS - MBSBR cho hiệu suất trình tốt Trong giai đoạn nồng độ ammonia vượt QCVN 40:2011/BTNMT Ở tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia tiếp tục giảm so với tải trọng trước Đối với mơ hình ICEAS - SBR hiệu xử lý ammonia giảm 2,69% Đối với mơ hình ICEAS - MBSBR hiệu xử lý ammonia giảm 2,25% Mơ hình ICEAS MBSBR cho hiệu suất trình tốt Trong giai đoạn nồng độ ammonia 14,5mg/l vượt QCVN 40:2011/BTNMT Ở tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày, hiệu xử lý ammonia giảm so với tải trọng trước Đối với mơ hình ICEAS - SBR hiệu xử lý ammonia giảm 2,77% Đối với mơ hình ICEAS - MBSBR hiệu xử lý ammonia giảm 1,11% Mơ hình ICEAS - MBSBR cho hiệu suất trình tốt so với mơ hình ICEAS - SBR Trong giai đoạn nồng độ ammonia 15,8mg/l vượt QCVN 40:2011/BTNMT Nhân xét: Hiệu suất xử lý Ammonia giảm dần tăng tải trọng hửu hàm lượng ammonia bị xử lý củng tăng dần trình tăng tải trọng Vì vi sinh vật tiêu thụ lượng thức ăn nhiều cần có lượng chất dinh dưởng lớn để đáp ứng nhu cầu sinh trưởng phát triển vi sinh vật 55 Bảng 3-3 Kết loại bỏ NỈỈ4+-N tải trọng Tải trọng, kgCOD/m3 ngày NH4+vào, mg/l NH4+ra, NH4+ ra, mg/1 mg/1 (ICEAS- (ICEAS- SBR) MBSBR) Hiệu suất, % (ICEAS- SBR) Hiệu suất, % (ICEASMBSBR) 0,5 32,3 ±2,1 5,6 ±2,3 5,5 ±2,4 83,00 ±6,33 83,55 ±6,49 1,0 65,4 ±3,4 7,4 ± 1,6 6,6 ±1,4 88,74 ±2,12 89,93 ±2,14 1,5 79,4 ±2,4 12,4 ±1,9 11,6 ±1,9 84,43 ±2,24 85,34 ±2,23 2,0 82,5 ±2,4 15,1 ±2,3 13,9 ±1,9 81,73 ±2,82 83,10 ±2,49 2,5 84,8 ±2,1 16,4 ±1,4 15,2 ±1,4 80,62 ±1,77 82,04 ±1,86 Hình 3-11 Hiệu loại bỏ NH4+-N mơ hình ICEAS-MBSBR mơ hình ICEASSBR 56 3.2.3 Sự biến thiên nơng độ nitrit, nỉtrat mơ hình N02- (ICEAS-SBR) N02- (ICEAS-MBSBR) N03- (ICEAS-SBR) N03- (ICEAS-MBSBR) Hình 3-12 Sự biến thiên nồng độ nitrit, nitrat mơ hình Hình 3.12 thể nitrit, nitrat đầu vào, đầu hiệu suất mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR Ở hai mơ hình, nồng độ nitrit đàu vào tải trọng thấp chênh lệch không đáng kể Nhận thấy qua tải trọng tăng dần nồng độ nitrit trung bình tăng dần từ 0,71 đến 3,0mg/l tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày Tương tự nồng độ nitrat đầu thu tăng dần theo tải trọng từ 1,31 đến 4,51mg/l trải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày Nhận xét mơ hình ICEAS - MBSBR có khả khử nitrat tốt so với mơ hình ICEAS -SBR Chứng tỏ giá thể Mutag Biochip™ bùn dính bám sinh trưởng tốt tạo môỉ trường khử nỉtrat tốt hơn, góp phần làm tăng hiệu loại bỏ TN cho trình Kết cho cho thấy màng sinh học bám dính giá thể ICEAS - MBSBR khơng chuyển hóa NH4+-N thành NƠ3" để thơng qua q trình nitrat hóa thực khử NO3' thành N2 qua trình khử nỉtơ Đối với ICEAS - MBSBR, hai chế độ sục khí ngắt quảng màng sinh học dính bám giả thể góp phần vào việc tăng cường q trình nỉtrat hóa khử nỉtrat ICEAS - SBR, cỏ chế độ sục ngắt quảng tăng cường trình Tuy nhiên, khác biệt hiệu ICEAS - MBSBR ICEAS - SBR 57 khoảng 3% Mặt khác, chế độ sục khí ngắt quảng đóng vai trò quan trọng màng sinh học dính bám giá thể đỏng vai trò nhỏ việc loại bỏ nỉtơ Bảng 3-4 Kết loại bỏ NƠ2 N, NO3 N qua tải trọng Tải trọng, kgCOD/m3.ngày NO2' ra, mg/1 (ICEAS-SBR) 0,5 0,71+0,18 0,70 + 0,11 1,62 + 0,39 1,00 + 0,50 1,0 0,89 + 0,07 0,82 + 0,05 1,89 + 0,08 1,39 + 0,08 1,5 1,38 + 0,08 1,27+0,09 2,37 + 0,31 2,38 + 0,78 2,0 2,52 + 0,14 2,33+0,13 4,88 + 0,22 3,24 + 0,53 2,5 3,05 + 0,18 2,96 + 0,15 5,42 + 0,36 3,51 + 0,62 NO2' ra, mg/1 (ICEAS- MBSBR) NOa' ra, mg/1 (ICEAS-SBR) NO3" ra, mgA (ICEAS- MBSBR) 58 3.2.4 Hiệu loại bỏ Nitơ tông TN vào —I— TN (ICEAS-SBR) Hiệu suất (ICEAS-SBR) -o- Hiệu suất (ICEAS-MBSBR) TN (ICEAS-MBSBR) Hình 3-13 Sự biến đổi nồng độ đầu vào, đầu hiệu suất loại bỏ TN mơ hình Hiệu xử lý chất dinh dưỡng đánh giá hiệu loại bỏ Nitơ thông qua việc theo dõi tiêu: TN, NHAN, NƠ2-N, NƠ3-N Giá trị pH DO đo đạc thường xun để theo dõi q trình nỉtrat hóa 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 vỉ sinh vật để tham gia vào trình xây dựng tế bào, phần lớn chuyển hóa thành nitrìt nitrat điều kiện có oxy, nitrit nỉtrat sử dụng để xây dựng tế bào, nhiên, phần lớn nitrit nitrat bị vi khuẩn tùy nghỉ sổng điều kiện thiếu khí sử dụng chất nhận điện tử phản ứng thu lượng chúng, đồng thời giải phóng nỉtơ dạng phân tử khỏi môi trường nước Sau 80 ngày vận hành, hiệu loại bỏ hợp chất nỉtơ nước thải đầu vào mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR tải trọng khác trình bày hình 3.10, 3.11, 3.12 Kết nghiên cứu cho tháy mơ hình có khả xử lý hiệu Điều cỗ thể giải thích sục khí ngắt quảng làm tăng nhỏm vỉ khuẩn oxy hóa ammonia khử nỉtrat Từ hình 3.10, 3.13 cho thấy, hiệu xử lý amomonia mơ hình ICEAS - SBR 59 ICEAS - MBSBR cao hiệu loại bỏ TN suốt trình vận hành Điều trình ammonia hóa tức chuyển nitơ hữu thành ammonia mơ hình diễn khơng đáng kể q trình nitrat hố làm tăng nitrat đầu làm giảm hiệu xử lý nitơ mơ hình Nhân xét' Hình 3.10 Hình 3.13: thể biến thiên nồng độ hiệu suất xử lý TN NH4+-N mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR tải trọng tăng dần từ 0,5 2,5 kgCOD/m3.ngày Nồng độ TN NH4+-N nuớc thải đầu vào tải trọng hữu dao động khoảng 35 đến 95 mg/L 30 đến 88 mg/1 Hiệu suất xử lý TN NH4+N theo tải trọng hữu đuợc thể bảng sau: Bảng 3-5 Kết loại bỏ TN tải trọng Tải trọng, kgCOD/m3 TN vào, TN ra, mg/1 •ngày mg/1 (ICEAS- SBR) TN ra, mg/1 (ICEASMBSBR) Hiệu suất, % Hiệu suất, % (ICEAS- (ICEAS- MBSBR) SBR) 0,5 38,9 ± 1,8 10,0 ± 2,3 9,1 ±2,4 74,28 ± 5,62 76,77 ± 5,73 1,0 73,8 ± 1,7 12,0 ± 1,5 10,3 ± 1,8 83,79 ± 2,00 86,11 ±2,34 1,5 85,1 ±2,7 17,8 ±2,1 15,9 ± 2,0 79,07 ± 2,34 81,27 ±2,34 2,0 88,5 ± 2,0 23,8 ± 2,4 20,2 ± 1,6 73,11 ±2,98 77,15 ±2,03 2,5 90,8 ± 1,9 26,9 ± 1,3 21,5 ± 1,2 70,34 ± 1,56 76,32 ± 1,35 60 KgCOD/m3.ngày ■ ICEAS - SBR ■ ICEAS - MBSBR Hình 3-14 Hiệu loại bỏ TN mơ hình ICEAS-MBSBR mơ hình ICEAS-SBR Nhận xét: Qua hình 3.9, 3,11, 3,14, ta thấy vận hành tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày mơ hình ICEAS-SBR ICEAS-MBSBR cho hiệu xử lý COD Nitơ cao nồng độ COD Nỉtơ đầu đạt giá trị nhỏ giai đoạn vận hành Nồng độ COD đầu tương ứng 38,3 34,5mg/l; nồng độ Nitơ đầu tương ứng 12,0 10,3mg/l đạt cột A theo QCVN 40:2011/BYT Tuy nhiên ammonia đầu đạt cột B theo QCVN 40:2011/BYT Nhận thấy vận hành mơ hình ICEAS điều kiện chưa thật tối ưu Do vận hành giai đoạn thiếu khí, hiếu khí xen kẽ làm lượng oxy cung cấp không đủ để ammonia chuyển hoá hết thành nitrat, Để tăng hiệu xử lý COD nỉtơ cho nghiên cứu cần thay đổi chế độ vận hành, đỉều chỉnh giai đoạn thiếu khí, hiếu khí phù hợp tăng thể tích giá thể Mutag Biochip™ vào mơ hình 61 100 3.2.5 Đánh giá hiệu loại bỏ Nitơ hữu qua tải trọng 80 8? 60 (A 40 if X 20 Nito hữu vào Hiệu suất (ICEAS-SBR) -o- Hiệu suất (ICEAS-MBSBR) Qua Hình 3-15 nhận thấy nồng độ Nitơ hữu đầu vào tương đối thấp, hiệu xử lý Nitơ hữu mơ hình khơng ổn định Nhìn chung mơ hình ICEAS - MBSBR cho hiệu xử lý nitơ hữu tốt Hiệu suất tương ứng cho mơ hình 64,74 71,79% Nhận thấy, q trình ammonia hỏa chuyển nitơ hữu thành ammonia mô hình diễn tương đối khơng cao, khơng ảnh hưởng nhiều đến hiệu loại bỏTN 62 3.2.6 Đánh giá nồng độ sinh khối tạo thành ■ ICEAS-SBR I ICEAS-MBSBR Mutag Biochip Hình 3-16 Hàm lượng sinh khối bể ICEAS - SBR sinh khối lơ lửng, bám dính bể ICEAS - MBSBR Nhân xét: Hình 3-15 thể nồng độ MLSS vào cuối giai đoạn tải trọng 0,5-2,5 kgCOD/m3.d mơ hình ICEAS - SBR ICEAS - MBSBR với nồng độ sinh khối ban đầu cho vào bể 2200mg/l Sự hình thành lớp màng sinh học lên bề mặt giá thể Mutag Biochip™ ửong bể ICEAS - MBSBR quan sát ửong suốt q trình vận hành mơ hình thí nghiệm Trong giai đoạn đầu hình thành lớp màng sinh học diễn chậm lúc lớp màng mỏng nên dễ bị phá vỡ sục khí khuấy ttộn va chạm giá thể Nồng độ sinh khối ttên giá thể vào cuối tải ttọng 0,5 kgCOD/m 3.d 365mg/l Trong giai đoạn vi sinh bám dính ttên giá thể bắt đầu ổn định sinh khối phát triển tăng dần theo tải ttọng Tuy nhiên tải ừọng 1,5; 2,0 2,5 kgCOD/m3/ngày, nồng độ sinh khối lơ lửng mơ hình tăng trưởng chậm khơng 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 Kết thu cho thấy tổng nồng độ sinh khối vào cuối giai đoạn trình vận hành mơ hình ICEAS - SBR 2800, 3320, 3480, 3650, 3800 mg/1 Tương ứng mơ hình ICEAS - MBSBR 2650, 3350, 3500, 3790, 4050 mg/1 sinh khối bám dính 365, 560, 875, 1020, 1125 mg/1 63 Hình 3-17 Giá thể sau bám dính bùn giai đoạn 0,5 2,5 kgCOD/m3/ngày bể ICEAS - MBSBR 64 PHẦN KẾT LUẬN KẾT LUẬN Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải giết mồ cơng nghệ ICEAS” quy mơ 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 80 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; 2,5 kgCOD/m3/ngày thơng qua tiêu phân tích COD, NH4+-N, TKN, NO2 N, NChN Bên cạnh đó, hiệu xử lý nước thải mơ hình đạt tốt tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày giảm dần tăng tải trọng hữu Ở tải trọng 1,0 kgCOD/m3/ngày, nước thải sau xử lý mô hình có giá trị COD, TN nằm giới hạn cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT, NH4+-N năm giới hạn cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT Hiệu suất xử lý đạt cao mơ hình ICEAS - MBSBR theo COD 94.9%, TN 89,23%, NH4+-N 94,31% Q trình vận hành mơ hình bao gồm giai đoạn hiếu khí, thiếu khí thích hợp 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, lớp phủ sinh học tăng KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu kết luận nêu trên, để 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 - Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý qua thể tích giá thể Mutag Biochip™ khác cho vào mơ hình ICEAS - MBSBR ... TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ BẰNG CÔNG NGHỆ ICEAS II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu mơ hình ICEAS sử dụng giá thể Mutag Biochip ™ để xử lý nước thải giết mổ - Nghiên cứu hiệu xử lý. .. TVỢNG NGHIÊN CỨU ❖ Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài bao gồm: - Nước thải dùng nghiên cứu nước thải giết mổ lấy từ bể điều hòa trạm xử lý nước thải sau qua máy lọc rác trạm xử lý nước. .. TÀI Đề tài nghiên cứu thực theo nội dung sau: Nội dung 1: Giói thiệu tổng quan nước thải giết mổ công nghệ ICEAS - Giới thiệu tổng quan nước thải giết mổ trạng xử lý nước thải giết mổ Việt Nam;