Luận văn sau đây nhằm đi nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của các bể hiếu khí bằng cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn đối với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Việt Ba NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC BỂ HIẾU KHÍ BẰNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP CHO VI KHUẨN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY GIẤY BÃI BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Việt Ba NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC BỂ HIẾU KHÍ BẰNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP CHO VI KHUẨN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY GIẤY BÃI BẰNG Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60.44.41 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NG ƯỜI H ƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Lê Tuấn Anh Hà Nội 2012 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn thạc sỹ khoa học dưới đây là một đề tài mới, chưa từng được báo cáo, đăng báo hay cơng bố rộng rãi trên các phương tiện thơng tin đại chúng. Tơi khơng sao chép với bất kỳ hình thức nào. Những tài liệu được sử dụng trong luận văn chỉ mang tính chất tham khảo Hà Nội, Ngày 20 tháng 12 năm 2012 Tác giả Trần Việt Ba LỜI CẢM ƠN Bản luận văn Thạc sỹ này được thực hiện và hồn thành tại bộ mơn cơng nghệ hóa học – Khoa Hóa Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội và phòng Kỹ Thuật Tổng Cơng ty Giấy Việt Nam – Thị Trấn Phong Châu – Huyện Phù Ninh – Tỉnh Phú Thọ Để hồn thành luận văn này đúng thời gian quy định và đầy đủ nội dung u cầu, tơi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ thầy cơ, bạn bè, các đồng nghiệp, gia đình… Trước tiên tơi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Tuấn Anh, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tơi tận tình, chu đáo trong suốt q trình nghiên cứu và thực hiện luận văn Đặc biệt với lòng biết ơn sâu sắc, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Trịnh Lê Hùng đã cung cấp cho tơi một số tài liệu liên quan đến đề tài luận văn, đồng thời cũng cho tơi một số kiến thức chun sâu về vi sinh vật nói chung và về vi sinh vật trong xử lý nước thải giấy bằng phương pháp hiếu khí nói riêng Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo trong bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Mơi Trường – Khoa Hóa Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong q trình học tập, nghiên cứu tại trường để hồn thành khóa học Tơi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn tới tồn thể cán bộ cơng nhân viên tại bộ phận vận hành xử lý nước thải và bộ phận Mơi Trường, đặc biệt là TS. Đặng Văn Sơn – Phó Trưởng Phòng – Phòng Kỹ Thuật – Tổng Cơng ty Giấy Việt Nam – Thị Trấn Phong Châu – Huyện Phù Ninh – Tỉnh Phú Thọ đã tạo điều kiện, nhiệt tình giúp đỡ tơi trong q trình khảo sát, thu thập thơng tin và tài liệu liên quan để xây dựng luận văn Cuối cùng tơi xin được cảm ơn tồn thể bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ tơi trong suốt thời gian vừa qua Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày……Tháng… năm 2012 Tác giả Trần Việt Ba MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Công nghệ sản xuất bột giấy, giấy đặc tính nước 1.1 thải 1.1.1 Cơng nghệ sản xuất bột giấy và đặc tính nước thải 1.1.2 Cơng nghệ sản xuất giấy (xeo giấy) và đặc tính nước thải 10 1.2 Tình hình chung của giới Việt Nam ô nhiễm môi trường ngành sản xuất giấy gây ra 12 1.2.1 Đặc thù của ngành giấy thế giới và tình hình ơ nhiễm mơi trường 12 1.2.2 Đặc thù của ngành giấy Việt Nam và tình hình ơ nhiễm mơi trường 13 1.3 Xử lý nước thải của q trình sản xuất giấy 17 1.3.1 Tiền xử lý 18 1.3.2 Xử lý sơ cấp (xử lý cấp I) 18 1.3.3 Xử lý sinh hóa (xử lý cấp II) 19 1.3.4 Xử lý cấp III 20 1.4 Xử lý nước thải giấy bằng phương pháp sinh học 20 1.4.1 Phương pháp xử lý sinh học kỵ khí 21 1.4.2 Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí 25 1.5 Vi sinh vật ứng dụng trong xử lý nước thải 28 1.5.1 Giới thiệu chung về vi sinh vật 28 1.5.2 Cơ chế xử lý nước thải bằng vi sinh 31 1.5.2.1 Sinh trưởng lơ lửng (bùn hoạt tính) 31 1.5.2.2 Sinh trưởng bám dính (hay màng sinh học) 31 1.5.3 Nhu cầu dinh dưỡng vi sinh vật 32 1.5.3.1 Nguồn thức ăn cacsbon của vi sinh vật 32 1.5.3.2 Nguồn thức ăn nitơ của vi sinh vật 33 1.5.3.3 Nguồn thức ăn khoáng của vi sinh vật 33 1.5.4 Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý và hóa học đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong nước 1.6 34 1.5.4.1 Hàm lượng oxy hòa tan 34 1.5.4.2 Nhiệt độ 35 1.5.4.3 Độ pH 35 1.5.4.4 Thành phần các chất trong nước 36 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của công ty Giây Bãi Bằng 38 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 43 2.1 Đối tượng nghiên cứu 43 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 43 2.3 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị chính sử dụng cho nghiên cứu 44 2.3.1 Hóa chất 44 2.3.2 Dụng cụ và thiết bị 45 2.4 Bổ sung dinh dưỡng 47 2.5 Phương pháp nghiên cứu 48 2.6 Các phương pháp phân tích xác định thông số chất lượng nước thải 50 2.6.1 Xác định pH và nhiệt độ 50 2.6.2 Xác định COD 50 2.6.3 Xác định MLSS 51 2.6.4 Xác định chỉ số thể tích bùn (SVI) 52 2.6.5 Xác định hàm lượng amoni bằng phương pháp so màu chỉ thị nessler 53 2.6.6 Xác định photpho phương pháp đo quang với thuốc thử 55 amonimolipdat – vanadat CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 Đặc trưng về khả năng xử lý của hệ thống xử lý nước thải Công ty Giấy Bãi Bằng 58 3.2 Nghiên cứu xử lý nước thải ngành giấy bằng phương pháp sinh học hiếu khí quy mơ phòng thí nghiệm 60 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất vi lượng tới hoạt động sinh sống và phát triển của vi sinh vật 60 3.2.2 Nghiên cứu trên quy mơ phòng thí nghiệm so sánh khả năng xử lý giữa HTXLNT – Cơng ty Giấy Bãi Bằng và mơ hình thí nghiệm với việc bổ sung dinh dưỡng cần thiết cùng với các nguyên tố vi lượng 63 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng phân vi lượng đến hiệu quả xử lý COD 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng phân vi lượng 66 67 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của SVI tới khả năng xử lý COD giữa bổ sung N, P với bổ sung vi lượng 70 3.4 Nghiên cứu thử nghiệm xử lý nước thải ngành giấy trên quy mô pilot 1 m3 75 3.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng tới hiệu quả xử lý COD trong pilot 1 m3 76 3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng SV30, MLSS SVI tới hiệu xử lý COD 3.4.3 Nghiên cứu nhu cầu sử dụng dinh dưỡng của vi sinh vật 77 80 3.5 Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý giữa mơ hình thí nghiệm và mơ hình pilot 83 3.5.1 Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý COD giữa mơ hình thí nghiệm và mơ hình pilot 1 m3 83 3.5.2 Nghiên cứu so sánh các thơng số MLSS và chỉ số thể tích của bùn SVI tới 86 khả năng xử lý nước thải giấy giữa quy mơ phòng thí nghiệm và quy mơ pilot 3.5.3 Nghiên cứu sự khác nhau giữa bổ sung N, P và vi lượng với bổ sung chất dinh dưỡng thông thường N và P 88 3.6 Xây dựng quy trình bổ sung thích hợp và tính tốn sơ bộ chi phí 89 KẾT LUẬN 91 KIẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 97 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Aeroten Anaerobic BOD5 CNG COD HCCN HCHC HTXLNT MBR MBBR MLSS TCVN TKPT TSS VSS VSV SV30 SVI Bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính Bể sinh học yếm khí Biological Oxygen Demand 5 days (Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày) Cơng nghiệp giấy Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học Hóa chất cơng nghiệp Hợp chất hữu cơ (Organic subtance compound) Hệ thống xử lý nước thải Member Biological Reactor (Bể lọc sinh học bằng màng) Moving Bed BioReactor (Vi sinh dính bám trên lớp vật liệu mang di chuyển) Mixed liquoz Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng) Tiêu chuẩn Việt Nam Tinh khiết phân tích Total Suspended Solids (Tổng chất rắn hòa tan) Volatile Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi) Vi sinh vật (Microorganism) Thể tích bùn sau lắng 30 phút Sludge volume index (Chỉ số thể tích bùn) DANH MỤC CÁC BẢNG Chương 1 Bảng 1.1 Tổng quan Đặc tính nước thải cơng nghệ sản xuất bột hóa……………………… 10 ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Vi t Ba NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC BỂ HIẾU KHÍ BẰNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP CHO VI KHUẨN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ... dưỡng thay thế cho vi c bổ sung ure và axit photphoric truyền thống nhằm nâng cao tính ổn định và hiệu quả xử lý vi sinh nước thải sản xuất giấy, có thể rút ra một số kết luận sau: Bằng cách bổ sung vi lượng cho q trình xử lý vi sinh hiếu khí đã cho thấ... nói chưa có nhiều nhà máy có hệ thống xử lý nước thải triệt để. Tồn ngành giấy, ở miền Bắc chỉ duy nhất có Cơng ty Giấy Bãi Bằng có hệ thống xử lý nước thải khá hồn thiện, tuy nhiên vấn đề xử lý nước thải cũng vẫn chưa thật hiệu quả. Vi c chuyển đổi