Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu dùng vi tảo, vi tảo chlorella sp để xử lý nước thải. Ứng dụng sinh khối tảo thu được để phục vụ các mục đích khác.Trong nghiên cứu này đã chỉ ra thành phần của nước thải đô thị trước khi xử lý, ứng dụng của vi tảo khi xử lý và đánh giá hiệu quả xử lý.Trong suốt quá trình xử lý đánh giá các yếu tố ảnh hưởng của điều kiện môi trường tới sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo trong các điều kiện khác nhau.
GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CNKT MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ DÙNG VI TẢO CHLORELLA SP GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN Sinh viên: NGUYỄN NGỌC VINH MSV: 0941440003 Lớp: ĐẠI HỌC CNKT MÔI TRƯỜNG -K9 SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà khơng gắn liền với giúp đỡ, hỗ trợ người khác Trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp, em nhận giúp đỡ quan tâm q thầy cơ, gia đình bạn.Với lịng biết ơn trân thành sâu sắc nhất, em xin gửi đến q thầy Khoa Cơng Nghệ Hóa-Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội tạo điều kiện tốt để chúng em hồn thành khóa luận tốt nghiệp tốt đẹp Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới TS Trần Đăng Thuần TS Đỗ Thị Cẩm Vân hai thầy cô trực tiếp hướng dẫn chúng em.Thầy tận tình giảng dạy cho chúng em kiến thức giúp đỡ chúng em chúng em gặp vướng mắc khó giải Chúng em học nhiều kiến thức vi tảo, nắm bắt phương pháp phân tích tiêu nước thải Ngồi kiến thức chun mơn thầy cịn động viên chúng em tinh thần, theo sát nhắc nhở chúng em để chúng em hồn thành tốt nhiệm vụ Khi hồn thành khóa luận tốt nghiệp chúng em có thêm nhiều kiến thức đồng thời chúng em học nhiều điều bổ ích mà thầy truyền đạt mà khơng phải có may mắn tiếp cận Sau tất em xin cảm ơn chúc thầy tồn thể gia đình điều tốt đẹp nhất! Bên cạnh em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành tốt Con cảm ơn bố mẹ hiểu dành cho điều thuận lợi Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 Nguyễn Ngọc Vinh SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU .9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 12 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ .12 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 13 1.3 NGHIÊN CỨU VỀ VI TẢO TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .15 1.4 VI TẢO CHLORELLA VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17 1.4.1 Vi tảo Chorella 17 1.4.2 Các điều kiện ảnh hưởng đến phát triển vi tảo Chlorella .18 1.4.3 Ứng dụng vi tảo Chlorella ngành công nghiệp 21 1.4.4 Sử dụng vi tảo Chlorella xử lý nước thải 24 2.1 HÓA CHẤT 26 2.1.1 Hóa chất dụng cụ 26 Bảng 2.1 Thành phần hóa học dinh dưỡng BG-11 .26 Bảng 2.2 Danh sách hóa chất sử dụng phân tích .26 2.1.2 Nguồn tảo giống 28 2.2 THỰC NGHIỆM .29 2.2.1 Nuôi tảo giống 29 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nước thải không tiệt trùng tiệt trùng sinh trưởng phát triển vi tảo Chlorella NK (CNK) hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 30 2.2.3 Ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến sinh trưởng Chlorella hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 32 Bảng 2.3 Thí nghiệm ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến sinh trưởng tảo Chlorella NK hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 32 2.2.4 Xử lý nước thải trời 32 Bảng 2.4: Bảng thiết kế tiến hành thí nghiệm ngồi trời 34 SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN 2.3 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 34 2.3.1 Phân tích tốc độ tăng trưởng tảo 34 2.3.2 Phân tích tiêu nước thải 34 2.3.3 Tính hiệu suất xử lý nước thải 35 2.3.4 Tính hiệu suất thu hoạch tảo .35 3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI TIỆT TRÙNG VÀ NƯỚC THẢI KHÔNG TIỆT TRÙNG ĐỐI VỚI SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CHLORELLA NK VÀ HIỆU SUẤT LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM 37 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG ĐỐI VỚI SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CHLORELLA NK VÀ HIỆU SUẤT LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM .43 3.3 KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGOÀI TRỜI CỦA CHLORELLA 50 Bảng 3.3 Hiệu xử lý nước thải đô thị vi tảo Chlorella NK điều kiện trời.53 3.4 THU HOẠCH TẢO 54 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU .9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 12 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ .12 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 13 1.3 NGHIÊN CỨU VỀ VI TẢO TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .15 1.4 VI TẢO CHLORELLA VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17 1.4.1 Vi tảo Chorella 17 1.4.2 Các điều kiện ảnh hưởng đến phát triển vi tảo Chlorella .18 1.4.3 Ứng dụng vi tảo Chlorella ngành công nghiệp 21 1.4.4 Sử dụng vi tảo Chlorella xử lý nước thải 24 2.1 HÓA CHẤT 26 2.1.1 Hóa chất dụng cụ 26 Bảng 2.1 Thành phần hóa học dinh dưỡng BG-11 .26 Bảng 2.2 Danh sách hóa chất sử dụng phân tích .26 2.1.2 Nguồn tảo giống 28 2.2 THỰC NGHIỆM .29 2.2.1 Nuôi tảo giống 29 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nước thải không tiệt trùng tiệt trùng sinh trưởng phát triển vi tảo Chlorella NK (CNK) hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 30 2.2.3 Ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến sinh trưởng Chlorella hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 32 Bảng 2.3 Thí nghiệm ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến sinh trưởng tảo Chlorella NK hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 32 2.2.4 Xử lý nước thải trời 32 Bảng 2.4: Bảng thiết kế tiến hành thí nghiệm ngồi trời 34 SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN 2.3 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 34 2.3.1 Phân tích tốc độ tăng trưởng tảo 34 2.3.2 Phân tích tiêu nước thải 34 2.3.3 Tính hiệu suất xử lý nước thải 35 2.3.4 Tính hiệu suất thu hoạch tảo .35 3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI TIỆT TRÙNG VÀ NƯỚC THẢI KHÔNG TIỆT TRÙNG ĐỐI VỚI SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CHLORELLA NK VÀ HIỆU SUẤT LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM 37 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG ĐỐI VỚI SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CHLORELLA NK VÀ HIỆU SUẤT LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM .43 3.3 KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGOÀI TRỜI CỦA CHLORELLA 50 Bảng 3.3 Hiệu xử lý nước thải đô thị vi tảo Chlorella NK điều kiện trời.53 3.4 THU HOẠCH TẢO 54 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU .9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 12 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ .12 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 13 1.3 NGHIÊN CỨU VỀ VI TẢO TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .15 1.4 VI TẢO CHLORELLA VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17 1.4.1 Vi tảo Chorella 17 1.4.2 Các điều kiện ảnh hưởng đến phát triển vi tảo Chlorella .18 1.4.3 Ứng dụng vi tảo Chlorella ngành công nghiệp 21 1.4.4 Sử dụng vi tảo Chlorella xử lý nước thải 24 2.1 HÓA CHẤT 26 2.1.1 Hóa chất dụng cụ 26 Bảng 2.1 Thành phần hóa học dinh dưỡng BG-11 .26 Bảng 2.2 Danh sách hóa chất sử dụng phân tích .26 2.1.2 Nguồn tảo giống 28 2.2 THỰC NGHIỆM .29 2.2.1 Nuôi tảo giống 29 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nước thải không tiệt trùng tiệt trùng sinh trưởng phát triển vi tảo Chlorella NK (CNK) hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 30 2.2.3 Ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến sinh trưởng Chlorella hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 32 Bảng 2.3 Thí nghiệm ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến sinh trưởng tảo Chlorella NK hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 32 2.2.4 Xử lý nước thải trời 32 Bảng 2.4: Bảng thiết kế tiến hành thí nghiệm trời 34 SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN 2.3 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 34 2.3.1 Phân tích tốc độ tăng trưởng tảo 34 2.3.2 Phân tích tiêu nước thải 34 2.3.3 Tính hiệu suất xử lý nước thải 35 2.3.4 Tính hiệu suất thu hoạch tảo .35 3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI TIỆT TRÙNG VÀ NƯỚC THẢI KHÔNG TIỆT TRÙNG ĐỐI VỚI SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CHLORELLA NK VÀ HIỆU SUẤT LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM 37 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG ĐỐI VỚI SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CHLORELLA NK VÀ HIỆU SUẤT LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM .43 3.3 KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGOÀI TRỜI CỦA CHLORELLA 50 Bảng 3.3 Hiệu xử lý nước thải đô thị vi tảo Chlorella NK điều kiện trời.53 3.4 THU HOẠCH TẢO 54 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN MỞ ĐẦU Q trình thị hố Việt Nam diễn nhanh Những đô thị lớn Việt Nam Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Đà Nẵng bị nhiễm nước nặng nề Đô thị ngày phát triển Việt Nam, sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Việt Nam vô thô sơ Có thể nói rằng, người Việt Nam làm ô nhiễm nguồn nước uống nước sinh hoạt thải hàng ngày [1] Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải thành phố, ngun nhân gây nên tình trạng nhiễm nước vấn đề có xu hướng ngày xấu Ước tính, có khoảng 6% lượng nước thải thị xử lý [1] Một báo cáo toàn cầu Tổ chức Y tế giới (WHO) công bố hồi đầu năm 2010 cho thấy, năm Việt Nam có 20.000 người tử vong điều kiện nước vệ sinh nghèo nàn thấp Còn theo thống kê Bộ Y tế, 80% bệnh truyền nhiễm nước ta liên quan đến nguồn nước Người dân nông thôn thành thị phải đối mặt với nguy mắc bệnh môi trường nước ngày ô nhiễm trầm trọng [1] Trong 20 năm qua, Chính phủ Việt Nam xây dựng nhiều sách, ban hành nhiều văn pháp quy vệ sinh môi trường đô thị đầu tư vào lĩnh vực này, có việc đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước xử lý nước thải.Từ năm 1998, Chính phủ Việt Nam ban hành áp dụng nhiều sách đầu tư cải thiện vệ sinh thị, lĩnh vực thu gom xử lý nước thải phát triển mạnh mẽ [2] Hiện nay, Việt Nam triển khai xây dựng nhà máy trạm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị Đến cuối năm 2014, có 32 thành phố có dự án thoát nước vệ sinh với tỷ lệ số hộ đấu nối vào hệ thống thoát nước 90% Khoảng 25% lượng nước thải đô thị xử lý 27 nhà máy xử lý nước thải tập trung SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN (NM XLNTTT), với công suấtkhoảng 770.000 m 3/ngày đêm tổng số phát sinh 3.080.000 m3/ngày đêm Hơn nữa, có khoảng 20 NM XLNT xây dựng với cơng suất gần 1.4 triệu m 3/ngày đêm Do đó, đến cuối năm 2020, nâng tổng công suất XLNT dự kiến lên khoảng 2,1 triệu m 3/ngày đêm Bên cạnh việc xây dựng nhà máy XLNT đô thị, trạm XLNT cho khu đô thị đầu tư xây dựng Tuy nhiên, thành phố lớn Hà Nội có khoảng nửa số khu thị có trạm XLNT tập trung, khu thị cịn lại chưa có trạm XLNT, gây nhiễm mơi trường nghiêm trọng Về tình hình quản lý, vận hành bảo dưỡng nhà máy/trạm XLNT, sau xây dựng đưa vào vận hành, chủ đầu tư nhà máy XLNT sinh hoạt đô thị thực việc đào tạo chuyển giao công nghệ vận hành cách nghiêm chỉnh, bản, nghiêm túc, thực tế tồn cần khắc phục [2] Những công nghệ truyền thống xây dựng thường bể hiếu khí, yếm khí oxi hóa tiên tiến thường tạo lượng bùn lớn mà chưa xử lý triệt để Cơng nghệ sinh học vi tảo có nhiều ưu điểm vượt trội vi tảo sử dụng chất ô nhiễm carbon (CO 2), N, P làm dinh dưỡng thực quang hợp dùng ánh sáng mặt trời để tạo sinh khối O2 Sinh khối có giá trị dinh dưỡng cao, dùng cho ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, nhiên liệu, cịn O thải mơi trường tốt cho khí Gần số nước phát triển Nhật Bản, Trung Quốc, Mỹ, Anh, Singapore công nghệ nuôi tảo hiệu suất cao sử dụng cho mục đích xử lý nước thải Nghiên cứu sử dụng tảo Chlorella xử lý nước thải sinh hoạt, tổng N tổng P giảm nghiên cứu 76% 65%, nghiên cứu với nước thải chăn nuôi cho thấy giá trị 76% 65% Chlorella chủng vi tảo phát triển nhanh đa dạng Việt Nam, hiệu xử lý N P cao, nên lựa chọn vi tảo Chlorella để nghiên cứu xử lý SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 10 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN dùng hỗn hợp tảo-vi sinh vật hiệu việc loại bỏ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt so với dùng vi tảo túy 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG ĐỐI VỚI SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CHLORELLA NK VÀ HIỆU SUẤT LOẠI BỎ CHẤT Ơ NHIỄM Trong thí nghiệm chúng tơi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng ánh sáng khả xử lý nước thải vi tảo Chlorella Thí nghiệm tiến hành hai điều kiện ánh sáng khác điều kiện đèn chiếu sáng đèn chiếu sáng với cường độ tương ứng 1350 LUX 3090 LUX Trong hai điều kiện vi tảo có khả phát triển khả xử lý chất ô nhiễm khác Số liệu Hình 3.3-A cho ta thấy biến đổi thơng số pH ,với nước thải điều kiện cường độ ánh sáng 1350 LUX ta thấy có nhiều biến đổi cịn nước thải điều kiện 3090 LUX pH tương đối ổn định Với giá pH đầu 9,28 kiềm nhẹ nước thải đô thị chứa nước thải sinh hoạt có nhiều chất tẩy rửa, nhiên pH thích hợp cho Chlorella phát triển Kết thúc trình xử lý pH đầu đạt giá trị 9,23 nước thải điều kiện cường độ ánh sáng 3090 LUX 8,71 thải điều kiện cường độ ánh sáng 1350 LUX Sự thay đổi pH môi trường nuôi kết q trình sục khí (CO2 + H2O HCO3- + H+) cho tảo quang hợp trình hơ hấp tảo Ngồi cịn hoạt động vi sinh vật phân hủy chất hữu Nhiệt độ nước thải hai điều kiện chiếu sáng biến động không nhiều nằm khoảng nhiệt độ từ 22,5-27,8 oC Hình 3.3-B SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 43 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN (A)) (B) Hình 3.3 Sự biến đổi thơng số hóa lý mơi trường nước thải-tảo q trình ni Chlorella NK (A) pH, (B) nhiệt độ SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 44 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN (A) (B) SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 45 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN (C) (D) SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 46 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN (E) (F) Hình 3.4 Sự biến đổi thơng số chất lượng nước q trình ni Chlorella NK (A) Mật độ quang, (B) COD, (C) NO 3-, (D) NH4+, (E) NO2-, (F) PO43- SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 47 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN Tốc độ tăng trưởng vi tảo Chlorella NK hai điều kiện ánh sáng khác thể Hình 3.4-A Số liệu thí nghiệm cho thấy, tốc độ phát triển Chlorella NK điều kiện cường độ ánh sáng 3090 LUX cao so với điều kiện cường độ ánh sáng 1350 LUX Trong ngày vi tảo phát triển chậm chưa thích nghi với điều kiện mơi trường, ngày sau vi tảo Chlorella phát triển nhanh thích nghi với môi trường nuôi nhân đôi tế bào Tốc độ tăng trưởng tảo nhanh sau 4-6 ngày nuôi Tăng từ giá trị Abs =0,279 lên 0.98 nước thải điều kiện ánh sáng 1350 LUX tăng từ giá trị Abs =0,307 lên 1,093 nước thải điều kiện ánh sáng 3090 LUX Sau 13 ngày kể từ ngày ni tốc độ phát triển vi tảo Chlorella đạt đỉnh với giá trị Abs 1,562 ngày độ hấp thụ quang giảm vi tảo sử dụng cạn kiệt chất dinh dưỡng nên chuyển sang giai đoạn ngừng phát triển chết Hình 3.4-B thể biến đổi hàm lượng COD môi trường nước thải nuôi vi tảo Kết đo cho thấy, ban đầu hàm lượng COD ban đầu 148,35 mg/L sau ngày xử lý hàm lượng COD điều kiện chiếu sáng 3090 LUX 48,621 mg/L thấp so với điều kiện chiếu sáng 1350 LUX phân tích 53,097 mg/L Đến kết thúc trình xử lý hàm lượng COD điều kiện chiếu sáng 3090 LUX thấp so với điều kiện chiếu sáng 1350 LUX đạt tương ứng 26,91 mg/L 31,25 mg/L Hàm lượng NO2- NO3- có nhiều thay đổi (do phản ứng nitơ rát hóa, nitơ rít hóa, a mơn hóa vi sinh vật tiêu thụ vi tảo) hai điều kiện chiếu sáng, chúng nằm giá trị cho phép theo qui định xả thải (Hình 3.4-C E) Trong đó, NH4+ nguồn nitơ chủ yếu nước thải đô thị, biến thiên ni Chlorella trình bày hình Hình 3.4-D Kết đo cho thấy hàm lượng NH4+ nước thải giảm dần trình nuôi tảo Hàm lượng amoni nước thải điều kiện cường độ ánh sáng 3090 LUX giảm mạnh chút so với điều kiện 1350 LUX, đến ngày thứ 15 lượng NH 4+ nước thải SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 48 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN 4,63 mg/L (đối với 1350 LUX) 2,04 mg/L (đối với 3090 LUX) Đối với PO43-, hàm lượng ban đầu 2,69 mg/L liên tục giảm 15 ngày ni Chlorella chạm 0,009-0,055 mg/L (Hình 3.4-F) Nói chung, cường độ ánh sáng lớn tăng trưởng tảo Chlorella cao hơn, dẫn đến trao đổi chất với môi trường nước thải mạnh chất thải loại bỏ với tốc độ nhanh Hiệu xử lý COD, NH4+, PO43- nước thải điều kiện chiếu sáng 3090 LUX 81,86%; 97,19%; 99,67% cao so với hiệu suất xử lý điều kiện chiếu sáng 1350 LUX tính 79,10%; 93,56%; 97;59% (Bảng 3.2) Kết nảy lại lần xác nhận lại cường độ ánh sáng lớn tảo phát triển tốt hơn, dẫn đến tốc độ tiêu thụ chất ô nhiễm nhanh Bảng 3.2 Hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm Chlorella NK nước thải điều kiện ánh sáng khác 3090 LUX 1350 LUX Giá trị ban đầu Giá trị lúc thu hoạch tảo COD (mg/L) 148,35 26,91 81,86 149,47 31,25 79,10 NH4+ (mg/L) 72,6 2,04 97,19 71.90 4,63 93,56 NO3(mg/L) - - - - - - NO2(mg/L) - - - - - - PO43(mg/L) 2,69 0,009 99,67 2,286 0,055 97,59 Chỉ tiêu SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Hiệu Giá trị suất loại ban đầu bỏ (%) Giá trị lúc thu hoạch tảo Hiệu suất loại bỏ (%) Page 49 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN 3.3 KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGOÀI TRỜI CỦA CHLORELLA (A) (B) Hình 3.5 Sự biến đổi thơng số hóa lý mơi trường nước thải-tảo q trình ni Chlorella NK trời (A) pH, (B) nhiệt độ SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 50 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN Số liệu Hình 3.5-A biểu diễn thay đổi pH nước thải trời, pH thay đổi liên tục trình xử lý dao động khoảng 8,91-9,78 Nhiệt độ môi trường nuôi giai đoạn thí nghiệm dao động khoảng 23,9-27,4 oC, thích hợp cho Chlorella phát triển (A) (B) SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 51 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN (C) Hình 3.6 Sự biến đổi thông số chất lượng nước q trình ni Chlorella NK ngồi trời (A) OD, (B) COD amoni, (C) Nitrat; Nitrit; photphat Số liệu Hình 3.6-A biểu thị tốc độ phát triển vi tảo Chlorella NK điều kiện trời Tốc độ tăng trưởng tảo tương đối ổn định,trong ngày đầu thời gian để vi tảo thích nghi với mơi trường nên tốc độ phát triển chậm Những ngày tốc độ tăng trưởng trì ổn định đến gần thu hoạch tốc độ tăng trưởng giảm hàm lượng dinh dưỡng cung cấp để tảo phát triển cạn dần Giá trị OD đầu vào 0,202 tới lúc thu hoạch đạt ngưỡng 1,542 Giá trị OD 1,542 giá trị đạt đỉnh, bước qua ngưỡng OD giảm Hàm lượng chất ô nhiễm amoni COD giảm nhanh ngày đầu, ngày giảm chậm (Hình 3.6-B) Đối với amoni ban đầu 57,6 mg/L sau ngày giảm xuống 18,1 mg/L kết thúc q trình xử lý cịn 2,54 mg/L (Hình 3.6-B) Hàm lượng COD đầu vào 168,16 mg/L sau ngày xử lý giảm xuống lại 64,04 mg/L sau xử lý xong lại 28,53 mg/L (Hình 3.6-B) Như ta thấy điều kiện ngồi trời khơng kiểm sốt yếu tố ảnh hưởng vi tảo Chlorella bước đầu có khả phát triển tốt cho hiệu xử lý cao Điều khả quan để ứng dụng xử lý với quy mô lớn thực tế Số SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 52 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN liệu Hình 3.6-C cho thấy hàm lượng Nitrit Nitrat có nhiều biến đổi, ngày đầu giảm nhẹ sau lại tăng Hàm lượng Nitrat thấp 0.03 mg/L ngày thứ cao đạt 1,35 mg/L Đối với hàm lượng Nitrit cao đạt 1,02 mg/L thấp 0,11 mg/L.Tuy có nhiều biến đổi hàm lượng chúng nhỏ nằm điều kiện cho phép Hàm lượng photphat khơng có nhiều biến đổi lớn, ngày hàm lượng photphat giảm nhanh, sau có thay đổi nhẹ Hàm lượng cao đạt 0,79 mg/l thấp 0,043 mg/L Bảng 3.3 Hiệu xử lý nước thải đô thị vi tảo Chlorella NK điều kiện trời Chỉ tiêu Nước thải vào Nước thải Hiệu suất QCVN (%) Cột A Cột B BOD5 (mg/L) 100,09 16,98 83,03 30 50 NH4+ (mg/L) 57,6 2,537 95,59 10 NO3- (mg/L) 0,117 1,235 - 30 50 PO43- (mg/L) 0,785 0,168 78,6 10 pH 9,06 9,24 - 5-9 5-9 Đạt Áp dụng QCVN 14:2008 /BTNMT để kiểm tra chất lượng nước thải sau xử lý thấy ứng dụng vi tảo Chlorella để xử lý nước thải sinh hoạt cho hiệu xử lý cao chất ô nhiễm amoni, BOD, photphat Cụ thể hiệu xử lý amoni 95,59 %, BOD 83,03% photphat 78,6 % (Bảng 3.3) Như ta thấy vi tảo Chlorella xử lý gần triệt để amoni, thích hợp để xử lý nguồn nước thải có hàm lượng amonni cao Nước thải sau xử lý vi tảo Chlorella đạt tiêu chuẩn xả thải cột A BOD, Amoni, Nitrat, photphat Chỉ có pH cao tiêu chuẩn xả thải cao không đáng SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 53 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN kể khắc phục được, thực chất nước thải đô thị chứa 80% nước thải sinh hoạt có nhiều chất tẩy rửa Như bước đầu nghiên cứu thành cơng với mơ hình thể tích 50 L điều kiện trời, tạo tiền để đưa mơ hình vào điều kiện thực tế với quy mô lớn ứng dụng thực tiễn cao 3.4 THU HOẠCH TẢO Sử dụng Poly Aluminium Chloride (PACl) chất trợ lắng, keo tụ xử lý cấp nước, nước thải, nước nuôi trồng thủy hải sản (đặc biệt nuôi tôm, cá), dùng ngành dệt nhuộm, ngành giấy Hóa chất PACl tạo bước đột phá cơng nghệ xử lí nước đặc biệt công nghiệp thu hoạch tảo Chlorella sp Trộn PACl theo tỉ lệ 0,2 g PACl vào lít nước tảo thời điểm thu hoạch Khuấy sau chờ tảo lắng lọc thu lấy vi tảo, vi tảo thu mang bảo quản để phục vụ cho nghiên cứu khác (Hình 3.7) Nước sau lọc mang tưới nghiên cứu Hiệu suất thu hoạch đo đạt 90% A B Hình 3.7 Nước thải chứa vi tảo trước (A) sau (B) thêm PACl để keo tụ SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 54 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN KẾT LUẬN Kết nghiên cứu khóa luận cho thấy vi tảo Chlorella phát triển tốt môi trường nước thải đô thị điển hình Hà Nội phịng thí nghiệm trời Hiệu suất loại bỏ tiêu COD (>80%), amoni (>90%), phosphate cao (>70%), kết cho nước thải sau thu hoạch tảo đểu đạt tiêu chuẩn xả thải theo tiêu chuẩn Việt Nam Sinh khối vi tảo sau kết thúc nuôi thu hoạch phương pháp keo tụ với PACl, chất keo tụ hiệu với Chlorella sử dụng nồng độ thấp Như PACl chất hỗ trợ thu hoạch vi tảo Chlorella nuôi nước thải qui mơ cơng nghiệp dễ sử dụng rẻ Tồn qui trình ni vi tảo Chlorella nước thải thị đến lúc thu hoạch tóm tắt luận văn Kết bước đầu cho thấy hiệu loại bỏ chất ô nhiễm Chlorella cao ổn định, cho thấy tiềm ứng dụng qui mô lớn công nghiệp xử lý nước thải SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 55 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tham khảo tiếng Việt [4] Minh Hải, 2017, “Xử lý nước thải thị cịn nhiều thách thức”, Báo Sài Gòn [2] Ngân hàng Thế giới (World Bank), 2013 “Báo cáo Đánh giá hoạt động quản lý nước thải đô thị Việt Nam” [3] Văn Hữu Tập, 2015, “Bài báo nghiên cứu môi trường, Công nghệ môi trường, Nước thải nước cấp” [5] Văn Hữu Tập, 2015, “Tổng quan nước thải sinh hoạt phương pháp xử lý” [1] Yutaka Matsuzawa, 2010, “Báo Hịa Bình” Tài liệu tham khảo nước ngồi [6] Mata TM, Martins AA, Caetano NS Microalgae for biodiesel production and other applications: A review Renew Sustain Energy Rev 2010;14:21732 [7] Chen CY, Yeh KL, Aisyah R, Lee DJ, Chang JS Cultivation, photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production: a critical review Bioresour Technol 2011;102:71-81 [8] Perez-Garcia O, Escalante FM, de-Bashan LE, Bashan Y Heterotrophic cultures of microalgae: metabolism and potential products Water Res 2011;45:11-36 [9] Wang J, Yang H, Wang F Mixotrophic cultivation of microalgae for biodiesel production: status and prospects Appl Biochem Biotechnol 2014;172:3307-29 [10] Ho SH, Chen WM, Chang JS Scenedesmus obliquus CNW-N as a potential candidate for CO2 mitigation and biodiesel production Bioresour Technol 2010;101:8725-30 [11] Singh SP, Singh P Effect of CO concentration on algal growth: A review Renew Sustain Energy Rev 2014;38:172-9 [12] Fulke AB, Mudliar SN, Yadav R, Shekh A, Srinivasan N, Ramanan R, et al Bio-mitigation of CO2, calcite formation and simultaneous biodiesel SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 56 GVHD: TS TRẦN ĐĂNG THUẦN precursors production 2010;101:8473-6 using Chlorella sp Bioresour Technol [13] Yoo C, Jun SY, Lee JY, Ahn CY, Oh HM Selection of microalgae for lipid production under high levels carbon dioxide Bioresour Technol 2010;101 Suppl 1:S71-4 [14] Toledo-Cervantes A, Morales M, Novelo E, Revah S Carbon dioxide fixation and lipid storage by Scenedesmus obtusiusculus Bioresour Technol 2013;130:652-8 [15] Hoang MH, Ha NC, Thom le T, Tam LT, Anh HT, Thu NT, et al Extraction of squalene as value-added product from the residual biomass of Schizochytrium mangrovei PQ6 during biodiesel producing process J Biosci Bioeng 2014;118:632-9 [16] Hong DD, Anh HT, Thu NT Study on biological characteristics of heterotrophic marine microalga-Schizochytrium Mangrovei PQ6 isolated from Phu Quoc Island, Kien Giang Province, Vietnam J Phycol 2011;47:944-54 [17] Hong DD, Mai DT, Thom le T, Ha NC, Lam BD, Tam LT, et al Biodiesel production from Vietnam heterotrophic marine microalga Schizochytrium mangrovei PQ6 J Biosci Bioeng 2013;116:180-5 [18] Grobbelaar, J 2004 Mineral Nutrition In: Handbook of microalgal culture (ed Richmond A.), pp 104-106 Blackwell Publishing Company, 2121 State Avenue, Ames, Iowa, USA [19] http://luanvan.co/luan-van/de-tai-protein-trong-tao-va-ung-dung-trongcong-nghiep-46036/ SVTH: NGUYỄN NGỌC VINH Page 57 ... 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 13 1.3 NGHIÊN CỨU VỀ VI TẢO TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .15 1.4 VI TẢO CHLORELLA VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17 1.4.1 Vi tảo Chorella ... 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 13 1.3 NGHIÊN CỨU VỀ VI TẢO TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .15 1.4 VI TẢO CHLORELLA VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17 1.4.1 Vi tảo Chorella ... 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 13 1.3 NGHIÊN CỨU VỀ VI TẢO TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .15 1.4 VI TẢO CHLORELLA VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17 1.4.1 Vi tảo Chorella