Nghiên cứu ứng dụng rong Ceratophyllum demersum Để xử lý Nitro

Nghiên cứu ứng dụng rong Ceratophyllum demersum Để xử lý Nitro

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ******************* KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RONG Ceratophyllum demersum ĐỂ XỬ LÝ NITƠ, PHOTPHO TRONG NƢỚC THẢI SINH HOẠT CHỢ ĐẦU MỐI NÔNG SẢN THỦ ĐỨC Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2002- 2006 Sinh viên thực hiện: ĐẶNG CÔNG TRÍ Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ******************* 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RONG Ceratophyllum demersum ĐỂ XỬ LÝ NITƠ, PHOTPHO TRONG NƢỚC THẢI SINH HỌAT CHỢ ĐẦU MỐI NÔNG SẢN THỦ ĐỨC GVHD: HỒ THANH BÁ Nghành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2002- 2006 Sinh viên thực hiện: ĐẶNG CÔNG TRÍ Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/2006 MINISTRY EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY HO CHI MINH CITY BIOTECHNOLOGY DEPARTMENT ******************* 3 LỜI CẢM ƠN APPLICATION RESEARCH Ceratophyllum demersum TO TREAT WASTEWATER AT THE THU DUC AGRICULTURAL MARKET Ho Chi Minh City 8/2006 4 Đầu tiên, tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã dạy bảo và truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập. Xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Môi trường đã truyền đạt kinh nghiệm cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài, và đặc biệt là thầy Hồ Thanh Bá đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này. Tôi thành thật biết ơn: - Ông Trần Quang Nhường, giám đốc công ty TNHH chợ Nông Sản Thủ Đức , chị Nam Phương, chú Thông, chú Dũng đã hết lòng tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này. - Cô Hà cùng các anh chị ở trung tâm phân tích Môi trường đã chia sẽ kinh nghiệm và giảp đáp những thắc mắc khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài. - Tiếp đến, tôi xin gởi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè những người luôn luôn động viên ủng hộ tôi trong suốt khóa học. Cuối cùng, tôi xin tỏ lòng tri ân sâu sắc đối với gia đình , cha mẹ, anh chị em, những người luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi trong những lúc khó khăn về mặt vật chất cũng như tinh thần, giúp tôi có thêm nghị lực và niềm tin hoàn thành khóa học. Một lần nữa xin cho tôi gửi lòng biết ơn chân thành nhất và sâu sắc nhất đến tất cả mọi người. TPHCM, ngày 20 tháng 7 năm 2006 Sinh viên thực hiện Đặng Công Trí MỤC LỤC Lời cám ơn 5 Mục lục Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ Danh mục các sơ đồ Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt Chương I- Mở đầu…………………………………………………………… ….….1 I.1 Giới thiệu……………………………………………………………… …… .1 I.2 Tính cấp thiết của đề tài…… .………………………………………… …… 1 I.3 Mục tiêu của đề tài……………………………………………………… .… 1 I.4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu đề tài…… ………………….……………….….1 I.5 Ý nghĩa khoa học…………………………………………………………….….2 I.6 Ý nghĩa thực tiễn …………………………………………………………… 2 Chương II- Tổng quan…………………………………………………………… 3 I. Ô nhiễm nước thải……………………………………………………………………….….3 I.1 Nguồn gốc chất thải…………………………………………………………… 3 I.1.1 Khái niệm……………………………………………………………… .3 I.1.2 Nguồn gốc phát sinh ………………………………………………….… 3 I.2 Thành phần và tính chất nước thải ………………………………………… 3 I.3 Phân loại nước thải…………………………………………………………… .4 I.4 Tác hại của ô nhiễm .……………………………………………………….….5 II. Các quá trình diễn ra trong nước thải……………………………………………….……6 II.1 Quá trình phân hủy hiếu khí……………………………………………… 6 II.2 Quá trình phân hủy kị khí…………………………………………….…….7 II.3 Quá trình tự làm sạch của VSV………………………………………….…7 II.4 Quá trình làm sạch nhờ bùn lắng……………………………………….… 8 II.5 Quá trình khử N2 .……………………………………….…………….… 8 II.5.1 Nitơ trong nước thải…………………………………………….…8 II.5.2 Chu trình chuyển hóa Nitơ trong các chất hữu cơ……………… .9 II.6 Quá trình khử Photpho……………………………………………… .….10 III. Các phương pháp xử lý nước thải hiện nay………………………………………… .11 III.1 Phương pháp sinh học……………………………………………… … 11 6 Ưu điểm của phương pháp sinh học………………………….……… .13 Nhược điểm của phương pháp sinh học……………………………… 13 III.2 Phương pháp hóa lý…………………………………………………… 14 Ưu điểm của phương hóa lý……………………………………………14 Nhươc điểm của phương pháp hóa lý………………………………… 14 III.3 Các phương pháp hóa học……………………………………………… 14 Ưu điểm của phương pháp hóa học…………………………… 14 Nhược điểm của phương pháp hóa học…………………………15 III.4 Phương pháp hóa sinh……………………………………… ………… 15 Ưu điểm của phương pháp hóa sinh……………………………15 Khuyết điểm của phương pháp hóa sinh……………………… 15 III.5 Các chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm chất thải……………… .……… 15 III.5.1 Độ pH………………………………………………………… .15 III.5.2 Hàm lượng chất rắn…………………………………………… 16 III.5.3 Màu…………………………………………………………… .16 III.5.4 Lượng oxy hòa tan………………………………………………16 III.5.5 Chỉ số BOD (nhu cầu oxy sinh hóa –Biochemical Oxygen Demand)……………………………………………………………………….17 III.5.6 Chỉ số COD (nhu cầu oxy hóa hóa học –Chemical Oxygen Demand)……………………………………………………………………….17 III.5.7 Hàm lượng nitơ…………………………………………… .….17 III.5.8 Hàm lượng photpho…………………………………………… 18 III.5.9 Một số thông số khác………………………………………… 18 III.6 Một số tiêu chuẩn chất lượng nước- TCVN 5942-1995…………………18 IV. Đặc tính của rong Ceratophyllum demersum (hornwort)……………………….19 IV.1 Hình dạng……………………………………………………………… .19 IV.2 Môi trường sống của rong……………………………………………… 19 IV.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của rong……………………… 19 IV.4 Năng suất sinh khối của thực vật……………………………………… .20 IV.5 Những nghiên cứu ứng dụng rong trong xử lý nước thải……………… 20 IV.6 Ưu và nhược điểm của phương pháp xử lý chất thải bằng thực vật thủy sinh……………………………………………………………………………………21 7 IV.6.1 Ưu điểm…………………………………………………………21 IV.6.2 Nhược điểm…………………………………………………… 21 IV.7 Thực vật thủy sinh và hiện tượng phú dưỡng……………………………22 IV.8 Khả năng chuyển hóa một số chỉ tiêu quan trọng của môi trường nước bởi thực vật thủy sinh…………………………………………………………………… 22 IV.8.1. Khả năng chuyển hóa BOD5………………………………… .23 IV.8.2 Chất rắn…………………………………………………………23 IV.8.3 Chuyển hóa nitơ……………………………………………… .23 IV.8.4 Chuyển hóa Photpho……………………………………………24 Chương III: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu… ….……………… …………… 25 I. Thời gian và địa điểm nghiên cứu………………………………………… .25 II. Vật liệu nghiên cứu……… .……………………………………………….25 III. Dụng cụ nghiên cứu……………………………………………………… 25 IV. Phương pháp nghiên cứu………………………………………………… 25 IV.1 Nghiên cứu cơ bản….…………………………………………….25 IV.2 Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của rong Ceratophyllum demersum……………….… ……………………………………… .26 IV.3 Nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp .…………………………27 V. Phương pháp xác định…………………………………………………… .28 Chỉ tiêu pH…………………………………………………………… 28 Chỉ tiêu COD………………………………………………………… 28 Chỉ tiêu BOD5 ………………………………………………………. 29 Chỉ tiêu nitơ hữu cơ…………………………………………………….30 Chỉ tiêu NO3-………………………………………………………… .30 Chỉ tiêu NH4+………………………………………………………… .31 Chỉ tiêu photpho……………………………………………………… 31 Chỉ tiêu SS…………………………………………………………… .32 VI. Phương pháp xử lý số liệu…………………………………………………32 Chương IV: Kết quả và thảo luận………………………………………………….33 IV.1 Kết quả của quá trình nghiên cứu cơ bản……………………………… .33 8 IV.2 Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng rong …………………………………………………………………………………34 IV.3 Kết quả của nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp…………………… 36 IV.4 Kết quả năng suất sinh khối của rong ………………………………… .38 Nhận xét tổng quát ChươngV: Kết luận và kiến nghị………………………………………………… 39 I. Kết luận…………………………………………………………………… 40 II. Kiến nghị………………………………………………… .………………40 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………… 41 Phụ lục DANH MỤC CÁC BẢNG 9 Bảng 2.1 Tiêu chuẩn chất lượng theo TCVN 6984-2001 Bảng 3.1 Thời gian các vùng xử lý của mô hình A2/O Bảng 4.1 Kết quả hàm lượng NO3-N đo được của nghiên cứu cơ bản Bảng 4.2 Kết quả của hàm lượng NH4+-N đo được của nghiên cứu cơ bản Bảng 4.3 Kết quả của hàm lượng PO43- -P đo được của nghiên cứu cơ bản Bảng 4.4 Kết quả chỉ tiêu COD của nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng rong Bảng 4.5 Kết quả chỉ tiêu BOD5 của nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng rong Bảng 4.6 Kết quả chỉ tiêu Nitơ tổng của nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng rong Bảng 4.7 Kết quả chỉ tiêu Photpho tổng của nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng rong Bảng 4.8 Kết quả chỉ tiêu SS của nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng rong Bảng 4.9 Giá trị các thông số của nước thải chưa qua xử lý Bảng 4.10 Kết quả chỉ tiêu COD của nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp Bảng 4.11 Kết quả chỉ tiêu BOD5 của nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp Bảng 4.12 Kết quả chỉ tiêu Nitơ tổng của nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp Bảng 4.13 Kết quả chỉ tiêu Photpho tổng của nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp Bảng 4.14 Kết quả của chỉ tiêu SS của nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp DANH MỤC CÁC HÌNH 10 Hình 2.1 Rong trong thực tế nghiên cứu Hình 2.2 Rong nuôi trong bể xử lý Hình 3.1 Rong xử lý trực tiếp nước thải Hình 3.2 Mô hình xử lý nước thải thiết lập trong thực tế DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ [...]... nhiệt độ và khí hậu rất thích hợp cho sự phát triển của rong Việc ứng dụng rong này để xử lý nước thải là một vấn đề hoàn toàn mới hiện nay Với mục đích tìm hiểu về phương pháp cũng như là hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng biện pháp sinh học, tôi tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu ứng dụng rong Ceratophyllum demersum để xử lý Nitơ, Photpho trong nước thải sinh hoạt chợ đầu mối Nông Sản Thủ Đức”... ảnh hưởng đến sức khỏe người dân và môi trường sống xung quanh Vì vậy, xử lý nước thải sinh hoạt trong chợ trở thành một vấn đề cần thiết và cấp bách I.3 Mục tiêu nghiên cứu  Xác định hiệu quả xử lý nước thải của rong  Xây dựng mô hình xử lý kết hợp với rong để đạt hiệu quả tốt nhất I.4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt ở chợ đầu mối Nông Sản Thủ Đức thành phố Hồ Chí... rong Ceratophyllum demersum nói riêng trong việc ứng dụng vào xử lý các loại nước thải đa dạng hơn Tăng mức độ hiểu biết về thiết lập mô hình xử lý nước thải trong thực tế bằng phương pháp sinh học kinh tế và hiệu quả I.6 Ý nghĩa thực tiễn  Giảm thiểu ô nhiễm môi trường do các loại nước thải sinh hoạt gây ra  Xây dựng mô hình xử lý phù hợp với tình hình và điều kiện nơi xử lý  Nước thải sau xử lý. .. dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là phương pháp xử lý lần cuối để thải vào nguồn nước 31 Ưu điểm Dùng để xử lý chất thải độc hại hay nước thải công nghiệp rất hiệu quả Có khả năng thu hồi được những chất cần thiết trong nước thải Khuyết điểm Phương pháp đắt tiền do tất cả các phương pháp đều dùng tác nhân hóa học III.4 Phương pháp hóa sinh Phương pháp này xử lý nước... xử lý nước thải Nước thải trong chợ là hỗn hợp nhiều chất có hàm lượng ô nhiễm cao, nhất thiết phải xử lý trước khi thải ra môi trường Việc xử lý nhằm loại bỏ hàm lượng chất rắn và khoáng hóa chất hữu cơ có trong nước thải Hiện nay có một số phương pháp xử lý như sau: III.1 Phương pháp sinh học Thực chất biện pháp sinh học là sử dụng khả năng hoạt động của VSV để phân hủy các hợp chất bền hữu cơ trong... phần và khối lượng vi sinh thay đổi Trong xử lý hiếu khí, các vi sinh được cất trong bùn hoạt tính hoặc trong màng sinh học Các phương pháp yếm khí diễn ra không cần oxy, chúng được ứng dụng chủ yếu để khử chất cặn độc Ưu điểm Đơn giản và dễ thiết kế Dễ dàng ứng dụng vào trong thực tiễn Có giá trị kinh tế cao Khuyết điểm Hiệu quả vẫn chưa cao 32 Do quá trình xử lý dựa vào vi sinh nên khi hệ thống VSV... nhiều biện pháp xử lý nước thải được ứng dụng, trong đó xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học đang phổ biến vì tính hiệu quả, ít đầu tư, và phù hợp với tình hình điều kiện kinh tế ở nước ta Được biết như loài thực vật thủy sinh dễ trồng, phát triển rất nhanh, và có khả năng hấp thụ nitơ- photpho cao trong nước thải sinh hoạt Rong Ceratophyllum demersum (hay còn gọi là Hornwort) được sử dụng nhiều nơi... suất xử lý của quá trình  Để xử lý nước thải, ta có thể pha loãng nước thải có nồng độ chất bẩn cao Điều này sẽ làm gia tăng lượng chất thải và cần nhiều diện tích mặt bằng hơn để xử lý Tuy vậy, các phương pháp sinh học vẫn được dùng phổ biến rộng rãi và tỏ ra rất thích hợp cho quá trình làm sạch nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy III.2 Phương pháp hóa lý 30 Phương pháp này được ứng dụng trong... hủy trong nước thải Làm cơ sở cho việc tính toán các công trình xử lý ô nhiễm nước và nước thải Đánh giá chất lượng nước trước và sau khi xử lý Đánh giá hiệu suất xử lý của một số quá trình Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học, mà chỉ xác định lượng oxy cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 20oC trong bóng tối (để tránh... bào cùng photpho chứa trong đó Lượng photpho được loại ra khỏi nước thải dựa vào sự đồng hóa của VSV Về mặt lý thuyết, quá trình khử photpho tốt nhất thường xảy ra trong điều kiện yếm khí Nhưng trong thực tế, người ta thường xử lý quy trình yếm khí tiếp nối quy trình hiếu khí Trong bể aerotank, các hợp chất photpho hòa tan được khuyếch tán vào trong tế bào VSV Tại đây xảy ra phản ứng tổng hợp chất hữu . ******************* KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RONG Ceratophyllum demersum ĐỂ XỬ LÝ NITƠ, PHOTPHO TRONG NƢỚC THẢI SINH HOẠT CHỢ ĐẦU MỐI NÔNG. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RONG Ceratophyllum demersum ĐỂ XỬ LÝ NITƠ, PHOTPHO TRONG NƢỚC THẢI SINH HỌAT CHỢ ĐẦU MỐI NÔNG