So Sánh Hiệu Suất Xử Lý Nước Thải Thuỷ Sản Của Bể USBF Và Bể Phản Ứng Sinh Học Màng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN - - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SO SÁNH HIỆU SUẤT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỶ SẢN CỦA BỂ USBF VÀ BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC MÀNG Cán hướng dẫn: Lê Hoàng Việt Sinh viên thực hiện: Lê Thị Thu Thúy MSSV: 1063694 Ngành Kỹ Thuật Môi Trường K32 Cần Thơ - 11/2010 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian bốn năm hoc Trường Đại Học Cần Thơ khoảng thời gian tháng thực đề tài luận văn tốt nghiệp trình kết hợp lý thuyết thực hành giúp em tổng kết, củng cố lại kiến thức chuyên ngành mình, đồng thời hiểu biết thêm kinh nghiệm cách làm việc phịng thí nghiệm Đến nay, tơi hồn thành đề tài luận văn tốt nghiệp Đầu tiên xin gửi lòng biết ơn đến Ba Mẹ người thân dành tất tình cảm yêu thương, niềm tin, khuyến khích động viên tơi suốt q trình tơi thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Khoa Môi Trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên, Quý Thầy Cô Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường – Khoa Môi Trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên – Trường Đại Học Cần Thơ tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện cho thực đề tài Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy Lê Hoàng Việt tận tâm hướng dẫn, bảo giúp hiểu rõ vấn đề, truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám đốc Công ty Cổ Phần Xuất Khẩu Thủy Sản Bình An Ban giám đốc Công ty Cổ Phần Xuất Khẩu Thủy Sản Mekong nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực hiên đề tài luận văn Cuối cùng, xin cám ơn Thầy Huỳnh Long Toản – cố vấn học tập, Thầy Nguyễn Trường Thành nhũng người bạn thân nhiệt tình giúp đỡ trình làm đề tài Trong trình thực đề tài, kiến thức tơi cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót Tơi mong nhận đóng góp chân tình từ phía Q Thầy Cơ bạn SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hồng Việt TĨM TẮT ĐỀ TÀI Để xử lý nước thải người ta thường áp dụng phương pháp như: phương pháp xử lý học, xử lý sinh học, xử lý hóa học, xử lý hóa lý [4] Và phương pháp sinh học ứng dụng phổ biến hệ thống xử lý nước thải ngày Tuy nhiên hệ thống xử lý sinh học kinh điển lại chiếm diện tích lớn chi phí đầu tư cao vận hành phức tạp Trên giới có nhiều nghiên cứu xử lý nước thải, để tìm cơng nghệ vừa giảm chi phí đầu tư mà vận hành đơn giản Chính điều đó, tơi muốn đưa hai cơng nghệ: bể USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration) MBR (Membraen Bioreactor), vào đề tài nghiên cứu để tìm hiểu góp phần giới thiệu cơng nghệ xử lý nước thải nhằm mang lại đa dạng công nghệ xử lý nước thải Việt Nam Công nghệ USBF công nghệ cải tiến từ công nghệ bùn hoạt tính cổ điển, kết hợp với q trình thiếu khí (anoxic), q trình hiếu khí (aerobic) trình lắng đơn vị xử lý nước thải Đây điểm khác b i ệ t với hệ thống xử lý bùn hoạt tính kinh điển, thường tách rời ba trình nên tốc độ hiệu xử lý không cao Với kết hợp bể USBF sử dụng rộng rãi tiết kiệm chi phí cho q trình xây dựng vận hành hệ thống Một công nghệ khác giới thiệu đề tài cơng nghệ màng sinh học (Membrane bioreactor) Các chất hữu lọc qua lớp màng vi sinh bể phản ứng sinh học màng Cả hai công nghệ hoạt động dựa vào tăng trưởng theo kiểu dính bám lơ lửng vi sinh vật điều kiện: hiếu khí, thiếu khí Các vi sinh vật sinh trưởng phát triển hấp thụ chất dinh dưỡng nước thải Đề tài thực Khoa Môi Trườn & Tài Nguyên Thiên Nhiên, Trường Đại Học Cần Thơ.Mục đích đề tài nghiên cứu vận hành bể MBR so sánh hiệu xử lý hai mơ hình loại nước thải thủy sản Qua q trình thực đề tài, tơi đạt kết sau: SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt - Ở thời gian lưu mơ hình MBR mang lại kết đạt mức cho phép QCVN 11:2008 QCVN 24 :2009 Để tiết kiệm chi phí xây dựng cho cơng trình xử lý nước thải ta nên chọn thời gian lưu 8h để có kết xử lý tốt khả thi mặt kinh tế Khi nồng độ SS đầu bể MBR đạt kết cao vừa giảm tải nạp bùn tiết kiệm diện tích xây dựng cho bể lắng thứ cấp; - Từ thí nghiệm cho thấy nước thải sau qua hai bể USBF MBR đạt tiêu chuẩn QCVN 11:2008 QCVN 24 :2009 cột A hai thời gian lưu 8h 10h Để lựa chọn hệ thống tốt mặt kinh tế , xã hội môi trường tùy thuộc vào nhà đầu tư có cách lựa chọn thích hợp SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt CHƯƠNG I GIỚI THIỆU Hệ thống sông Mekong tạo cho vùng ĐBSCL tiềm lớn để phát triển ngành nuôi trồng thủy sản (NTTS) vùng nuôi (nước lợ, nước ngọt, nước biển) khai thác biển Hơn thế, nhiều năm nay, chế biến thủy sản (TS) xuất ĐBSCL tiếp tục khẳng định mạnh so với ngành kinh tế khác khu vực nước Theo Bộ NN&PTNT, toàn vùng ĐBSCL có 190 nhà máy chế biến (TS) với công suất thiết kế 1,2 triệu tấn/năm, so với năm 2003 tăng 2,3 lần số nhà máy, tăng 2,7 lần công suất Trong số này, có tập trung nhiều vùng sản xuất nguyên liệu lớn nên địa phương (TP Cần Thơ tỉnh Tiền Giang, Kiên Giang, An Giang) chiếm gần 55% số lượng nhà máy chế biến TS toàn vùng Hằng năm, sản lượng TS chế biến vùng ĐBSCL khoảng triệu tấn, chiếm gần 70% tổng sản lượng TS chế biến nước Trong đó, An Giang, Đồng Tháp, Tiền Giang Cà Mau chiếm 60% tổng sản lượng chế biến toàn vùng Ở ĐBSCL, địa phương có sản phẩm chế biến đặc trưng riêng Cụ thể Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng mạnh chế biến xuất tơm; An Giang, Đồng Tháp TP Cần Thơ mạnh chế biến cá tra xuất Ngoài ra, tỉnh ven biển khác Kiên Giang, Bến Tre, Trà Vinh có nhiều sản phẩm chế biến nguồn gốc tiếng từ biển nước mắm, khô Trong số địa phương, với việc năm đạt 625 triệu USD (chiếm 20% tổng kim ngạch xuất TS toàn vùng), tỉnh Cà Mau dẫn đầu xuất TS vùng ĐBSCL Kế đến TP Cần Thơ tỉnh An Giang, hai địa phương có khối lượng cá tra cá ba sa lớn tăng trưởng nhanh năm gần Theo Hiệp hội Chế biến Xuất TS Việt Nam (VASEP), kim ngạch xuất vùng ĐBSCL có tăng trưởng đáng khích lệ giai đoạn 2003 – 2008, SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt đạt 18,5%/năm (từ 1,2 tỉ USD năm 2003 lên 2,83 tỉ USD năm 2008) Sang năm 2009, tình hình suy thối kinh tế giới tác động mạnh đến thị trường xuất nên kim ngạch xuất TS vùng ĐBSCL đạt khoảng 2,55 tỉ USD Kết góp phần lớn việc đem 4,25 tỉ USD kim ngạch xuất TS nước năm 2009, đưa sản phẩm TS Việt Nam có mặt khoảng 165 quốc gia vùng lãnh thổ giới Với lợi trên, nhiều năm nay, TS trở thành ngành kinh tế mũi nhọn phát triển sản xuất nông nghiệp vùng ĐBSCL,và có ngành chế biến thủy sản, ngành tạo sản phẩm có giá trị phục vụ cho nhu cầu người tiêu dùng, từ nước việc xuất Vì thế, ngành tạo lượng lớn chất thải dạng khí, lỏng, rắn … ngun nhân góp phần gây nhiễm môi trường cho sống quanh ta Với đặc trưng ngành chế biến thuỷ sản sử dụng lượng nước lớn trình sản xuất, thải môi trường lượng nước thải, chất thải rắn thải lớn Và vấn đề cấp bách mối lo hàng đầu nhà quản lý môi trường ô nhiễm nguồn nước từ nhà máy, xí nghiệp chế biến thuỷ sản thải trực tiếp môi trường nước Nguồn nước bị ô nhiễm làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sống người dân đặc biệt gây hại đến sống loài thuỷ sinh loài động vật sống xung quanh Với trạng mơi trường nay, vấn đề nghiên cứu cơng nghệ thích hợp xử lý nước thải cho ngành chế biến thuỷ sản cần thiết Trên giới có nhiều nghiên cứu xử lý nước thải, để tìm cơng nghệ vừa giảm chi phí đầu tư mà vận hành đơn giản Chính điều đó, tơi muốn đưa hai công nghệ: bể USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration) MBR (Membraen Bioreactor), vào đề tài nghiên cứu để tìm hiểu góp phần giới thiệu cơng nghệ xử lý nước thải nhằm mang lại đa dạng công nghệ xử lý nước thải Việt Nam Với công nghệ cải tiến công nghệ bùn hoạt tính kết hợp ba q trình (hiếu khí, thiếu khí, lắng) hệ thống xử lí bể USBF công nghệ màng sinh học (Membrane bioreactor) chất hữu lọc qua lớp màng vi sinh bể phản ứng sinh học màng Đây phương pháp xử lý nước thải công nghệ sinh học, hoạt động dựa vào tăng trưởng kiểu dính bám lơ lửng vi sinh vật SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hồng Việt điều kiện: hiếu khí, thiếu khí Các vi sinh vật sinh trưởng phát triển hấp thụ chất dinh dưỡng nước thải Hai dạng mơ hình Việt Nam chưa ứng dụng nhiều, tơi chọn đề tài để nghiên cứu “So sánh hiệu suất xử lý nước thải thuỷ sản bể USBF bể phản ứng sinh học màng”, nhằm đánh giá thực nghiệm hiệu xử lý (SS, COD, BOD, TP,TNK ) hai mơ hình việc xử lý nước thải so sánh hiệu suất xử lý hai mơ hình SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU BỂ USBF VÀ BỂ PHẢN ỨNG MÀNG SINH HỌC 2.1.1 Bể USBF Công nghệ USBF Lawrence McCarty, Inc lần giới thiệu Mỹ năm 1900 sau áp dụng Châu Âu từ 1998 trở lại Tuy nhiên, giới mơ hình Lawrence McCarty áp dụng kết hợp nhiều dạng khác tùy thuộc vào đặc điểm nước Công nghệ USBF công nghệ cải tiến từ công nghệ bùn hoạt tính cổ điển, kết hợp với q trình thiếu khí (anoxic), q trình hiếu khí (aerobic) trình lắng đơn vị xử lý nước thải Đây điểm khác b i ệ t với hệ thống xử lý bùn hoạt tính kinh điển, thường tách rời ba trình nên tốc độ hiệu xử lý không cao Với kết hợp bể USBF sử dụng rộng rãi tiết kiệm chi phí cho q trình xây dựng vận hành hệ thống [20] 2.1.2 Bể phản ứng màng sinh học Hiện kỹ thuật tách màng sinh học sử dụng MBR (Membrane Bio Reactor) biết đến kỹ thuật hiệu để loại trừ chất hữu vật trôi sử dụng rộng rãi Bể phản ứng màng sinh học (MBR), kết hợp bùn hoạt tính màng lọc trở nên phổ biến hơn, phong phú, chấp nhận năm gần để xử lý nhiều loại nước thải, bùn hoạt tính truyền thống (CAS) khơng thể đối phó với hai thành phần nước thải biến động lưu lượng nước thải Công nghệ MBR sử dụng trường hợp chất lượng nước thải vượt khả CAS Mặc dù, vốn chi phí hoạt động MBR vượt chi phí q trình thơng thường Ý tưởng phối hợp q trình bùn hoạt tính màng sinh học lần nghiên cứu Viện Bách khoa Rensselaer, Troy, New York, Dorr-Oliver, Inc SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt Milford, Connecticut, Mỹ [18, 19] Việc ứng dụng MBR (Hệ thống xử lý nước thải màng - MST) thực Dorr - Oliver, Inc, với phẳng siêu lọc màng dạng khung Nó không quan tâm nhiều Bắc Mỹ, thành cơng đáng kể Nhật Bản năm 1970 1980 Trước năm 1990, hầu hết ứng dụng MBR sử dụng cho việc xử lý nước thải công nghiệp 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC Quá trình xử lý nước thải phương pháp sinh học trình nhằm phân hủy vật chất hữu dạng hòa tan, dạng keo dạng phân tán nhỏ nước thải nhờ vào hoạt động vi sinh vật (Lâm Minh Triết, 2006) Xử lý nước thải phương pháp sinh học dựa hoạt động sống vi sinh vật, chủ yếu vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có nước thải Mức độ phân hủy thời gian phân hủy phụ thuộc trước hết vào cấu tạo chất hữu cơ, độ hòa tan nước yếu tố ảnh hưởng khác Quá trình hoạt động vi sinh vật cho kết chất hữu gây nhiễm bẩn khống hóa trở thành chất vơ cơ, chất khí đơn giản nước Theo Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2004), có nhóm phương pháp xử lý nước thải theo nguyên tắc sinh học:  Các phương pháp hiếu khí (aerobic)  Các phương pháp thiếu khí (anoxic)  Các phương pháp yếm khí (anaerobic) Mỗi phương pháp riêng biệt cịn phân chia thành chi tiết dựa sở sinh trưởng lơ lửng, sinh trưởng gắn kết hay hệ thống kết hợp sinh trưởng lơ lửng gắn kết vi sinh vật 2.2.1 Phương pháp hiếu khí Theo Lương Đức Phẩm (2009), phương pháp hiếu khí q trình xử lý sinh học sử dụng vi sinh oxy hóa chất hữu điều kiện có oxy Các phản ứng xảy trình vi sinh vật hoại sinh hiếu khí hoạt động cần có oxy SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hồng Việt khơng khí để phân hủy chất hữu nhiễm bẩn nước Các vi sinh vật hoại sinh có nước thải hầu hết vi khuẩn hiếu khí, kị khí kị khí tùy tiện Q trình hiếu khí gồm q trình chính: q trình oxy hóa q trình tổng hợp (Lê Hồng Việt,2002)  Q trình oxy hóa (dị hóa) CHONS + O2 + VK hiếu khí → CO2 + NH4+ + sản phẩm khác + lượng  Q trình tổng hợp (đồng hóa) CHONS + O2 + VK hiếu khí + lượng → C5H7O2N Ghi chú: C5H7O2N cơng thức hóa học thông dụng đê đại diện cho tế bào vi khuẩn Khi hàm lượng chất hữu thấp nhu cầu vi khuẩn, vi khuẩn trải qua trình hơ hấp nội bào tự oxy hóa sử dụng nguyên sinh chất thân chúng làm nguyên liệu C5H7O2N + 5O2 → 5CO2 + NH4+ + 2H2O + lượng Trong phương pháp hiếu khí, amơn loại bỏ oxy hóa nhờ vi sinh vật dị dưỡng (q trình nitrat hóa) Nước thải đầu vào BOD Năng lượng SVTH: Lê Thị Thu Thúy CO2,H2O,SO42̶ ,NO3̶ Các chất không phân hủyTrang 10 Hô hấp nội bào Sinh khối Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hồng Việt - Để tiết kiệm chi phí xây dựng cho cơng trình xử lý nước thải ta nên chọn thời gian lưu 8h để có kết xử lý tốt khả thi mặt kinh tế Khi nồng độ SS đầu bể MBR đạt kết cao vừa giảm tải nạp bùn tiết kiệm diện tích xây dựng cho bể lắng thứ cấp - Hiệu suất xử lý hai mô hình MBR USBF tiêu SS, COD, BOD, TKN, TP thời gian lưu 8h 10h - Các kết có từ thí nghiệm cho thấy nước thải sau qua hai bể USBF MBR đạt tiêu chuẩn QCVN 11: 2008 QCVN 24 : 2009 cột A hai thời gian lưu 8h 10h Để nhà đầu tư chọn cho cơng trình cần phải tính đến nhiều khía cạnh vấn đề vận hành hai bể dễ vận hành Nhưng việc thi cơng cho mơ hình USBF khó cịn MBR dễ Lợi USBF MBR tốn diện tích Ở USBF hệ thống kết hợp q trình : thiếu khí, hiếu khí lắng hệ thống làm cho ta thấy mạnh tiết kiệm diện tích hiệu xử lý Riêng MBR tốn diện tích mang bất lợi ta vận hành với khoảng thời gian lâu dài, điều ta nhận thấy tượng nghẹt màng khơng tránh khỏi cần cung cấp hệ thống cấp khí tốt nhiều,và sử dụng hóa chất để rửa màng Do đó, tiêu tốn kinh phí xây dựng Để lựa chọn hệ thống tốt kinh tế, xã hội môi trường tùy thuộc vào nhà đầu tư có cách chọn thích hợp SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 75 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt Bảng 5.2 Hiệu suất MBR USBF thời gian 8h 10h 10h Chỉ tiêu MBR 8h USBF MBR USBF SS 98,99 98,63 98,83 97,00 COD 98,76 97,39 97,88 98,24 BOD 98,20 97,86 98,09 97,02 TKN 94,80 94,43 94,29 96,46 TP 91,36 87,98 91,70 84,72 5.2 KIẾN NGHỊ Qua q trình vận hành hai bể tơi nhận thấy có hạn chế cần phải khắc phục Để đề tài them phần hồn thiện tơi xin đưa vài kiến nghị sau: - Nghiên cứu thêm với thời gian lưu khác để chọn thời gian lưu có hiệu kinh tế cho nhà đầu tư - Do khơng có nhiều thời gian nên đề tài nghiên cứu xử lý loại nước thải, kết có chưa thể tính phổ biến chưa mang tính tổng quát phương diện xử lý nước thải Tôi kiến nghị đề tài sau nghiên cứu hai mơ hình thử nghiệm nhiều loại nước thải khác - Việc tạo màng sinh học bơng gịn, tơi kiến nghị đề tài sau tìm kiếm loại vật liệu khác có sẵn địa phương, giá thành rẻ khả dính bám vi sinh vật vật liệu tốt - Thay đổi nồng độ bùn cho thích hợp đề mang lại hiệu xử lý tốt - Quá trình vận hành, lưu lượng cung cấp cho hai mơ hình từ bình marriott chưa ổn định đưa vào sử dụng, để khắc phục điều nên sử dụng bơm định lượng hay chế tạo bình marriott tốt SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 76 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thu Thúy CBHD: Lê Hoàng Việt Trang 77 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Đỗ Hồng Lan Chi – Lâm Minh Triết,2005,Vi sinh vật môi trường, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia, TP.Hồ Chí Minh Hồng Huệ, 2005,Xử lý nước thải, Nhà Xuất Bản Xây Dựng Lâm Minh Triết, 2006,Kỹ Thuật Môi Trường, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia, TP Hồ Chí Minh Lâm Minh Triết – Lê Hoàng Việt, 2009,Vi Sinh Vật Nước Nước Thải , Nhà Xuất Bản Xây Dựng, Hà Nội Lê Hoàng Việt, 2002,Giáo Trình Phương Pháp Xử Lý Nước Thải, Trường Đại Học Cần Thơ Lê Văn Cát,2007,Xử Lý Nước Thải Giàu Hợp Chất Nitơ Photpho, Nhà Xuất Bản Khoa Học Tự Nhiên Công Nghệ Lương Đức Phẩm,2009,Công nghệ Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học, Nhà Xuất Bản Giáo Dục, Hà Nội Nguyễn Hàn Mộng Du, 2006, Nghiên Cứu Bể USBF Để Xử lý Nước Thải Chợ Đầu Mối Thủ Đức, Trường Đại Học Nơng Lâm, TP Hồ Chí Minh Tạp Chí Phát Triển Khoa Học Công Nghệ, tập 9, số 7- 2006 10 Trần Hiếu Nhuệ,2001,Thoát Nước Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 11 Trịnh Thị Thanh – Trần Yêm – Đồng Kim Loan, 2004, Giáo Trình Cơng Nghệ Mơi Trường, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia, Hà Nội 12 Trịnh Xn Lai,1999,Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lý Nước Thải, Nhà Xuất Bản Xây Dựng TÀI LIỆU TIẾNG ANH 13 Metcalf & Eddy, Inc,1991,Wastewater Engineering – Treatment and Reuse, McGraw – Hill,New York SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 78 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt 14 Metcalf & Eddy, Inc,2003,Wastewater Engineering Treatment, Disposal and Reuse, McGraw – Hill,New York 15 Grabiel Bitton,1999,Wastewater Microbiology, Deparment of Enviromental Engineering Sciences University of Floria, Gainesville 16 J, Radjenovi'c, 2007 Membrane Bioreactor (MBR) as an Advanced Wastewa ter Treatment Technology, 1Department of Environmental Chemistry, IIQABCSIC, c/ Jordi Girona 18–26,08034 Barcelona, Spain 17 Lawrence K,Wang – Nazih K,Shammas – Yung Tse Hung,2009, Advanced Biological Treatment Processes, Humana Press, New York 18 Hardt FW, Clesceri LS, Nemerow NL, Washington DR (1970) J Water Pollut Control 19 Smith CV, Gregorio D, Talcott RM (1969) 24th Annual Purdue Industrial Waste Conference, Purdue University, Lafayette, Indiana, USA CÁC TRANG WEB 20 http://www.vnxanh.com/index.php?id=451&lg=vn&start=0 (Ngày truy cập 5/06/2010) 21 http://yeumoitruong.com/forum/showthread.php?t=6418 (15h 12p Ngày truy cập 2/09/2010) 22 http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/quoctuan/Nhom%201.pdf (22h50p ngày truy cập 7/06/2010) 23 http://www.baocantho.com.vn/?mod=detnews&catid=72&id=61039 (22h50p ngày truy cập 20/08/2010) SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 79 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt PHỤ LỤC 12h 10h 8h Phụ lục 1: Mẫu đầu MBR thòi gian lưu 8h,10h,12h Đầu vào SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 80 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hồng Việt MBR USBF Hình Đầu MBR USBF 10h SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 81 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt Hình Đầu MBR USBF 8h SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 82 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hồng Việt DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Điều kiện thích hợp cho q trình nitrat hóa 14 Bảng 3.2 Phương pháp phương tiện phân tích tiêu 47 Bảng 4.1 Số liệu đầu vào MBR thời gian 8h 52 Bảng 4.2 Kết phân tích thời gian lưu 8h mơ hình MBR 52 Bảng 4.3 Số liệu đầu MBR thời gian 8h so với QCVN 11:2008 53 QCVN 24:2009 53 Bảng 4.4 Số liệu đầu vào MBR thời gian 10h 54 Bảng 4.5 Kết phân tích thời gian lưu 10h mơ hình MBR 54 Bảng 4.7 Số liệu đầu vào MBR thời gian 12h 56 Bảng 4.8 Kết phân tích thời gian lưu 12h mơ hình MBR 56 Bảng 4.9 Số liệu đầu MBR 12h so với QCVN 11:2008 57 QCVN 24:2009 57 Bảng 4.10 Hiệu suất đầu MBR thời gian lưu 57 Bảng 4.11 Số liệu đầu MBR thời gian lưu so QCVN 11:2008 58 QCVN 24:2009 58 Bảng 4.12 Thông số vận hành bể USBF 10h 62 Bảng 4.13 Số liệu đầu va MBR USBF thời gian lưu 10h 62 Đầu vào 10h 62 Bảng 4.14 Kết phân tích thời gian lưu 10h mơ hình USBF 63 Bảng 4.15 Số liệu đầu sau 10h so QCVN 11:2008 QCVN 24:2009 63 Bảng 4.16 Hiệu suất xử lý hai mô hình thời gian lưu 10h 64 Bảng 4.17 Thông số vận hành bể USBF 8h 68 Bảng 4.18 Số liệu đầu vào MBR USBF thời gian 8h 68 Bảng 4.19 Kết phân tích thời gian lưu 8h mơ hình USBF MBR 68 Bảng 4.20 Số liệu đầu MBR USBF sau 8h so QCVN 11:2008 69 QCVN 24 :2009 69 Bảng 4.21 Hiệu suất xử lý hai mơ hình thời gian lưu 8h 70 Bảng 5.1 Hiệu suất qua thời gian lưu 74 Bảng 5.2 Hiệu suất MBR USBF thời gian 8h 10h 76 SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 83 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt DANH MỤC HÌNH Hình 2.1.Sơ đồ q trình phân hủy hiếu khí 11 Hình 2.2 Ngăn lắng bể USBF 17 Hình 2.3 Một số ngăn lắng bể USBF 17 Hình 2.4 Cấu tạo bể USBF 18 Hình 2.7 Chu trình hình thành bong tróc màng sinh học 30 Hình 2.8 MBR đặt bên …………………………………………… 27 Hình 2.9 MBR đặt bên ngồi……………………………………………….31 Hình 3.2 Tạo sinh khối bùn hoạt tính 39 Hình 3.1 Địa điểm lấy nước thải Hình 3.3 Cột ni màng sinh học 40 Hình 3.5 Thơng số vận hành mơ hình MBR thời gian lưu 8h 42 Hình 3.6 Thơng số vận hành mơ hình MBR thời gian lưu 10h Hình 3.7 Thơng số vận hành mơ hình MBR thời gian lưu 12h 43 Hình 3.8 Các thơng số vận hành mơ hình USBF thời gian10h 44 Hình 3.9 Thơng số vận hành mơ hình MBR thời gian lưu 10h 44 Hình 3.10 Các thơng số cần thiết vận hành mơ hình USBF thời gian 8h 45 Hình 3.11 Thơng số vận hành mơ hình MBR thời gian lưu 8h 45 Hình 4.1 Các thiết bị màng sinh học cần thiết cho mơ hình MBR 50 Hình 4.2 Mơ hình bể USBF 51 Hình 4,3 Nồng độ SS đầu thời gian lưu 58 Hình 4,4 Nồng độ COD đầu thời gian lưu 59 Hình 4.5 Nồng độ BOD đầu thời gian lưu 59 Hình 4.6 Nồng độ TKN đầu thời gian lưu Hình 4.7 Nồng độ TP đầu thời gian lưu Hình 4.8 Nồng độ SS đầu 10h 64 Hình 4.9 Nồng độ COD đầu 10h 65 Hình 4.10 Nồng độ BOD đầu 10h Hình 4.11 Nồng độ TKN đầu 10h 66 SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 84 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hồng Việt Hình 4.12 Nồng độ TP đầu 10h 66 Hình 4.13 Nồng độ SS đầu 8h 70 Hình 4.14 Nồng độ COD đầu 8h 71 Hình 4.16 Nồng độ TKN đầu 8h 72 Hình 4.15 Nồng độ BOD đầu 8h Hình 4.17 Nồng độ Ptổng đầu thời gian lưu 8h 72 SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 85 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt MỤC LỤC CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU BỂ USBF VÀ BỂ PHẢN ỨNG MÀNG SINH HỌC 2.1.1 Bể USBF 2.1.2 Bể phản ứng màng sinh học 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC 2.2.1 Phương pháp hiếu khí 2.2.1.2 Quá trình khử nitrat 14 2.2.2 Phương pháp thiếu khí 16 2.3 SƠ LƯỢC BỂ LẮNG 16 2.4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF 17 2.4.1 Các trình diễn hệ thống 19 2.4.1.1 Quá trình khử Cacbon 19 2.4.1.2 Q trình nitrat hóa (Nitrification) khử nitrat (Denitrification) 19 2.4.1.3 Quá trình khử Photpho 20 2.4.1.4 Quá trình lắng ngăn lắng 20 2.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hoạt động hệ thống 21 2.4.2.1 Chế độ thuỷ động 21 2.4.2.2 Hàm lượng oxy hoà tan (DO) 21 2.4.2.3 Nhiệt độ 22 2.4.2.4 pH 22 2.4.2.5 Yếu tố dinh dưỡng (cơ chất hay chất nền) 22 2.4.3 Ưu điểm USBF 22 2.4.4 Các thông số cần thiết thiết kế bể USBF 24 2.4.4.1 Tỉ lệ thức ăn số lượng vi khuẩn F/M 24 2.4.4.2 Nhu cầu dưỡng chất 25 2.4.4.3 Tuổi bùn (thời gian lưu tồn tế bào) 25 SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 86 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt 2.4.4.4 Hàm lượng vi sinh vật 26 2.4.4.5 Thời gian lưu nước 26 2.4.4.6 Nồng độ oxy hòa tan (DO) 27 2.5 KHÁI NIỆM VỀ MÀNG MEMBRANE 27 2.5.1 Các ưu điểm MBR 27 2.5.2 Màng sinh học 28 2.5.3 Sự tồn vi sinh vật hiếu khí kị khí màng vi sinh vật 32 2.5.4 Những đặc tính sinh học loại bỏ chất 32 2.5.6 Những đặc tính ưu nhược điểm màng 33 2.5.6.1 Ưu điểm 33 a.Về vận hành hoạt động thiết bị xử lý 33 b Khởi động nhanh 34 c Khả loại bỏ chất chất phân hủy chậm 34 d Khả chịu biến động nhiệt độ tải lượng ô nhiễm 35 e Sự đa dạng thiết bị xử lý 35 2.5.6.2 Những nhược điểm màng vi sinh 36 a.Khơng có khả điều khiển sinh khối 36 b Tốc độ làm bị hạn chế trình khuếch tán 37 CHƯƠNG III 38 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN 38 3.1 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 38 3.2 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN 38 3.3 ĐỐI TƯỢNG THÍ NGHIỆM 38 3.4 QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIÊM 39 3.4.1 Quá trình vận hành mơ hình 39 3.4.1.1 Giai đoạn tạo sinh khối bùn hoạt tính 39 3.4.1.2 Q trình vận hành mơ hình 40 a Bể MBR 40 b.Bể USBF 41 3.4.2 Bố trí thí nghiệm 41 3.4.2.1 Thí nghiệm1 41 a.Thời gian lưu 8h 41 b.Thời gian lưu 10h 42 SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 87 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt c.Thời gian lưu 12h 42 3.4.2.2 Thí nghiệm 43 a.Thí nghiệm tổng thời gian lưu 10h 43 b.Thí nghiệm tổng thời gian lưu 8h 44 3.5 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU 46 CHƯƠNG IV 50 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 4.1 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 50 4.1.1 Vận hành thử nghiệm mô hình 50 4.1.2 Thí nghiệm 51 4.1.2.1 Thí nghiệm với tổng thời gian lưu 8h 51 Điều kiện vận hành bể MBR 53 4.1.2.3 Thí nghiệm tổng thời gian lưu 12h 55 Điều kiện vận hành bể MBR 55 4.1.3 Thí nghiệm 61 4.1.3.1 Thí nghiệm với tổng thời gian lưu nước 10h 61 Điều kiện vận hành bể USBF 61 4.1.2.2 Thí nghiệm với tổng thời gian lưu nước 8h 67 CHƯƠNG V 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 5.1 KẾT LUẬN 74 5.2 KIẾN NGHỊ 76 SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 88 Luận văn tốt nghiệp CBHD: Lê Hoàng Việt DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hoá COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hoá học DO Dissolved Osygen Nồng độ oxy hoà tan F/M Food to Microoriganism ratio Tỷ lệ lượng thức ăn lượng vi sinh vật MBR Membrane Bioreactor Màng sinh học MLSS Mixed liquor Suspended Solid Chất rắn lơ lửng hỗn dịch nước thải MLVSS SS Mixed liquor Volatile Suspended Chất rắn lơ lửng bay Solid hỗn dịch nước thải Suspended Solid Chất rắn lơ lửng TKN Tổng nitơ Kjeldahl TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Qui chuẩn Việt Nam SVTH: Lê Thị Thu Thúy Trang 89 ... xử lý nước thải người ta thường áp dụng phương pháp như: phương pháp xử lý học, xử lý sinh học, xử lý hóa học, xử lý hóa lý [4] Và phương pháp sinh học ứng dụng phổ biến hệ thống xử lý nước thải. .. PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN 3.1 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nhằm xác định thơng số vận hành thích hợp bể USBF bể phản ứng sinh học màng Bên cạnh đề tài so sánh hiệu suất xử lý bể USBF bể phản ứng. .. nước thải thuỷ sản bể USBF bể phản ứng sinh học màng? ??, nhằm đánh giá thực nghiệm hiệu xử lý (SS, COD, BOD, TP,TNK ) hai mơ hình việc xử lý nước thải so sánh hiệu suất xử lý hai mơ hình SVTH: Lê