Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bằng công nghệ MBR

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Học viên Nguyễn Thị Hòa i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, em nhận đƣợc ủng hộ, giúp đỡ hƣớng dẫn thầy giáo, giáo, gia đình bạn bè Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ PGS.TS.Đặng Xuân Hiển TS Đặng Minh Hằng tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi mặt để em hồn thành luận văn tốt nghiệp Trong khoảng thời gian qua, thầy cô ngƣời truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm vận hành hệ thống ngƣời theo sát trình thực nghiệm Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Khoa Học Công Nghệ Mơi Trƣờng, cán hƣớng dẫn thí nghiệm giúp đỡ nhiệt tình thời gian vừa qua Xin cảm ơn bạn nhóm nghiên cứu nƣớc rỉ rác nhƣ bạn lớp Kỹ thuật Môi Trƣờng đồng hành thời gian thí nghiệm nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, 10/2015 Học viên Nguyễn Thị Hòa ii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT viii LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 NƢỚC RỈ RÁC 1.1.1 Sự hình thành nƣớc rỉ rác bãi chôn lấp 1.1.2 Đặc điểm chung nƣớc rỉ rác thô 1.1.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác 1.1.4 Xử lý sinh học 10 1.1.5 Các công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác Việt Nam 13 1.2 BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC MÀNG (MBR) 14 1.2.1 Các loại vi sinh vật xử lý sinh học 14 1.2.2 Thiết kế trình hoạt động 15 1.2.3 Cơ sở trình màng bể phản ứng sinh học kết hợp lọc màng 18 1.2.4 Cấu hình MBR 22 1.2.5 Ƣu, nhƣợc điểm MBR 24 1.2.6 Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sinh học kết hợp lọc màng (MBR) xử lý nƣớc thải 25 1.2.7 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBR xử lý nƣớc rỉ rác 27 1.2.8 Những yếu tố ảnh hƣởng tới hoạt động MBR xử lý nƣớc rỉ rác 29 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 31 2.1.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 31 iii 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 32 2.2.1 Xử lý hóa lý trƣớc đƣa nƣớc rỉ rác vào hệ thống MBR 32 2.2.2 Mơ hình MBR 33 2.2.3 Các bƣớc nghiên cứu 36 2.2.4 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ nghiên cứu phƣơng pháp phân tích 38 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 KẾT QUẢ SAU XỬ LÝ HÓA LÝ NƢỚC RỈ RÁC KIÊU KỴ 41 3.2 Q TRÌNH THÍCH NGHI CỦA BÙN HOẠT TÍNH VỚI NƢỚC RỈ RÁC 42 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ HOẠT ĐỘNG TỚI HIỆU SUẤT XỬ LÝ CỦA HỆ THỐNG MBR 46 3.3.1 Ảnh hƣởng thời gian lƣu thủy lực (HRT) tới hiệu xử lý hệ thống MBR ………………………………………………………………………………… 46 3.3.2 Ảnh hƣởng nồng độ bùn (MLSS) tới hiệu xử lý hệ thống MBR 51 3.3.3 Ảnh hƣởng tỷ lệ tuần hoàn bùn tới hiệu xử lý hệ thống MBR 56 3.3.4 Ảnh hƣởng nồng độ hữu đầu vào tới hiệu xử lý hệ thống MBR 59 3.3.5 Ảnh hƣởng nồng độ DO tới hiệu xử lý hệ thống MBR 62 3.3.6 Xử lý chất ô nhiễm hữu cơ, nito photpho dƣới điều kiện thích hợp khảo sát 65 KẾT LUẬN 66 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại thành phần nƣớc rỉ rác theo tuổi Bảng 1.2 So sánh điều kiện lọc hệ thống MBR dạng ống nhúng chìm 22 Bảng 2.1 Kết số thơng số nƣớc rỉ rác Kiêu Kỵ thô 32 Bảng 3.1 Hiệu suất xử lý cơng đoạn hóa lý 41 Bảng 3.2 Các thông số nƣớc rỉ rác Kiêu Kỵ đầu vào sau xử lý hóa lý 41 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.3 MBR đặt cạnh 22 Hình 1.4 MBR đặt nhúng chìm………………………………………………………22 Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống MBR .33 Hình 2.2 (a) Hệ thống MBR thực nghiệm; (b) Màng MF 36 Hình 3.1 Nƣớc rỉ rác qua bƣớc xử lý hóa lý 42 Hình 3.2 Bùn hoạt tính ttrong giai đoạn thích nghi 42 Hình 3.3 Bơng bùn 42 ngăn hiếu khí 42 Hình 3.4 Thể tích bùn lắng ống đong theo thời gian (phút) qua ngày thích nghi 43 Hình 3.5 Sự thay đổi MLSS SVI giai đoạn thích nghi 44 Hình 3.6 Sự thay đổi MLSS hiệu suất xử lý COD qua 22 ngày thích nghi 45 Hình 3.7 Sự thay đổi thơng lƣợng dòng thấm qua màng HRT khác 46 Hình 3.8 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý COD dƣới thời gian lƣu thủy lực khác .47 Hình 3.9 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý nito dƣới thời gian lƣu thủy lực khác .49 Hình 3.10 thể thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý photpho dƣới thời gian lƣu thủy lực khác .50 Hình 3.10 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý photpho dƣới thời gian lƣu thủy lực khác 50 Hình 3.11 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý BOD5 SS dƣới thời gian lƣu thủy lực khác 51 Hình 3.12 Sự thay đổi thơng lƣợng dịng thấm qua màng nồng độ bùn khác 52 Hình 3.13 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý COD nồng độ bùn khác 53 Hình 3.14 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý nito nồng độ bùn khác 54 Hình 3.15 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý photpho nồng độ bùn khác 55 Hình 3.16 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý BOD5 SS nồng độ bùn khác .56 Hình 3.17 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý COD tỷ lệ tuần hoàn bùn khác .56 vi Hình 3.18 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý nito tỷ lệ tuần hoàn bùn khác 57 Hình 3.19 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý photpho tỷ lệ tuần hoàn bùn khác .58 Hình 3.20 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý COD nồng độ hữu đầu vàokhác 59 Hình 3.21.Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý nito nồng độ hữu đầu vào khác 60 Hình 3.22 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý TP nồng độ hữu đầu vàokhác 61 Hình 3.23 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý COD nồng độ DO khác 62 Hình 3.24 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý nito nồng độ DO khác 63 Hình 3.25 Sự thay đổi nồng độ hiệu suất xử lý TP nồng độ DO khác .64 Hình 3.26 Nồng độ đầu hiệu suất xử lý thơng số điều kiện vận hành khảo sát………………………………………………………………………65 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT TT Ký hiệu Tiếng Anh COD Chemical oxygen demand BOD Biochemical oxygen Tiếng Việt Nhu cầu oxy hóa học Nhu cầu oxy sinh hóa demand TP 10 11 12 13 Total phosphorus Tổng photpho TKN SS SVI Total Kjeldahl nitrogen Suspended solid Sludge volume index Tổng nitơ Kendan Chất rắn lơ lửng Chỉ số thể tích lắng bùn SV MLSS Sludge volume Mixed liquor suspended Thể tích bùn lắng Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng solid MLVSS Mixed liquor volatile suspended solid F/M HRT DO AOPs hỗn hợp lỏng Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng bay Food/ microorganism ratio Hydraulic retention time Dissolved oxygen Advanced oxidation Tỷ lệ thức ăn vi sinh Thời gian lƣu nƣớc thải Hàm lƣợng oxy hòa tan Phƣơng pháp oxy hóa nâng cao processes 14 15 UV Vis CAS 16 MBR 17 18 QCVN BTNMT 19 HDTN Ultraviolet radiation Visible Conventional activated sludge Membrane Bioreactor Máy quang phổ tử ngoại khả kiến Bùn hoạt tính thơng thƣờng Bể phản ứng sinh học kết hợp lọc màng Quy chuẩn Việt Nam Bộ Tài ngun Mơi trƣờng Hƣớng dẫn thí nghiệm viii LỜI MỞ ĐẦU Nƣớc rỉ rác nƣớc thải phức tạp với thay đổi đáng ý chất lƣợngtheo tuổi bãi chôn lấp Nhìn chung, nƣớc rỉ rác thƣờng chứa chất nhiễm hữu cao, đƣợc thể qua thông số nhu cầu oxy hóa học (COD) nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nồng độ nito amoni cao Các q trình sinh học thƣờng khơng xảy hiệu bãi chôn lấp tƣơng đối già Nƣớc rỉ rác có chứa nồng độ chất hữu nito cao gây vấn đề môi trƣờng nghiêm trọng tới khu vực gần bãi chôn lấp Nhiều phƣơng pháp xử lý sinh học đƣợc ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác Các hệ thống hiếu khí làm thống kéo dài, bể phản ứng sinh học hoạt động theo mẻ ao sục khí đóng vai trị nhƣ phƣơng tiện xử lý nƣớc rỉ rác Những hệ thống khơng hiệu xử lý nƣớc rỉ rác có chứa chất hữu amoni nồng độ cao Do nồng độ amoni nƣớc rỉ rác cao độc tính amoni, đặc tính bùn hệ thống xử lý sinh học dễ bị ảnh hƣởng Các trình xử lý sinh học riêng lẻ không đạt đƣợc hiệu xử lý cao Do vậy, xử lý nƣớc rỉ rác cần số công nghệ xử lý tiên tiến, đảm bảo nƣớc đầu đạt tiêu chuẩn cần thiết Công nghệ bể phản ứng sinh học kết hợp lọc màng (MBR) cơng nghệ kết hợp q trình bùn hoạt tính lọc màng Cơng nghệ MBR đƣợc sử dụng nhiều trƣờng hợp cần chất lƣợng lƣợng nƣớc đầu vƣợt khả xử lý CAS MBR tạo trình lắng hiệu nƣớc thải đầu đƣợc khử trùng hiệu Ngồi ra, cho phép giảm kích thƣớc bể cần thiết làm tăng hiệu trình xử lý sinh học Vì thế, việc thực đề tài “Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác công nghệ MBR” cần thiết nhằm tìm kiếm cơng nghệ khả thi để xử lý hiệu đƣợc nhiều thành phần phức tạp nƣớc rỉ rác Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu xử lý nƣớc rỉ rác già từ bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ công nghệ bể phản ứng sinh học kết hợp lọc màng (MBR) Nƣớc rỉ rác đƣợc tiền xử lý phƣơng pháp keo tụ, kết tủa thích hợp để đạt đƣợc tiêu chuẩn đầu vào hệ thống sinh học Mục tiêu đề tài  Tổng quan đƣợc công nghệ MBR ứng dụng để xử lý nƣớc rỉ rác động học trình sinh học xảy trình xử lý;  Tiền xử lý hoá lý nƣớc rỉ rác già phƣơng pháp thích hợp để đạt tới điều kiện đƣa vào hệ thống xử lý sinh học;  Xác định đƣợc số thơng số ảnh hƣởng đến hoạt động xử lý nƣớc rỉ rác hệ thống MBR: q trình thích nghi bùn, thời gian lƣu thủy lực, tải trọng hữu cơ, tỷ lệ tuần hoàn bùn, nồng độ oxy hịa tan;  Lựa chọn số thơng số công nghệ MBR phù hợp ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác Nội dung nghiên cứu  Tiền xử lý nƣớc rỉ rác phƣơng pháp hóa lý thích hợp để đảm bảo chất lƣợng nƣớc đầu vào cho hệ thống MBR Xác định đƣợc đặc tính nƣớc rỉ rác thô nƣớc rỉ rác sau trình tiền xử lý  Khảo sát ảnh hƣởng thơng số đến hoạt động xử lý nƣớc rỉ rác hệ thống MBR: q trình thích nghi bùn, thời gian lƣu thủy lực, nồng độ hữu đầu vào, tỷ lệ tuần hoàn bùn, nồng độ oxy hòa tan  Đánh giá hiệu xử lý thành phần ô nhiễm (COB, BOD5, NH4+, NO3NO2-, TKN, TP) trình diễn hệ thống Từ đó, phân tích lựa chọn số điều kiện công nghệ MBR phù hợp để ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác qua trình tiền xử lý TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất N P, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội Vũ Đức Toàn (2012), “Đánh giá ảnh hƣởng bãi chôn lấp Xuân Sơn, Hà Nội đến môi trƣờng nƣớc đề xuất giải pháp”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợ trường, số 39, 28-33 Trƣơng Quý Tùng, Lê Văn Tuấn, Nguyễn Thị Khánh Tuyền, Phạm Khác Liệu (2009), “Xử lý nƣớc rỉ rác tác nhân UV-fenton thiết bị gián đoạn”, Tạp chí khoa học, Đại học Huế, tập 53, 165–175 Tài liệu tiếng Anh Tran Thi Viet Nga, Tran Hoai Son (2011), “The application of A/O-MBR system for do-mestic wastewater treatment in Hanoi”, J Viet Env 2011Vol 1, (No 1) pp 19-24 Bui Xuan Thanh, Nguyen Phuoc Dan, Chettiyappan Visvanathan (2013), “Low flux submerged membrane bioreactor treating high strengthleachate from a solid waste transfer station”, Bioresource Technology, (141), 25–28 Hoang Viet Yen (2009), Optimization of partial nitrification and denitrification processes in landfill leachate treatment using sequencing batch reactor technique, PhD Thesis, University of Liege Abbas Abdulhussain A (2009), “Review on Landfill Leachate Treatments”, American Journal of Applied Sciences 6, (4), 672-684 Aghizadeh N., Mahvi A H., Vaezi F., Naddafi K (2008), “Evaluation of hollow fiber membrane bioreactor efficiency for municipal wastewater treatment”, Iran J Environ Health Sci Eng., 2008 Vol 5, (4), 257-268 Ahmen A, Lemos PC, Carvalho G, Yuan Z, Keller J, Blackall LL, Reis MAM, (2007), “Advances in enhanced biological phosphorus removal: from micro to macro scale”, Water Res 41(11), 2271-2300 10 W Ahn, M Kang, S Yim, K Choi (2002), “Advanced landfill leachate treatment using an integrated membrane process”, Desalination 149 109–114 68 11 H Alvarez-Vazquez, B Jefferson, S.J Judd, (2004), “Membrane bioreactors vs conventional biological treatment of landfill leachate: A brief review”, J Chem Technol Biotechnol 79 1043–1049 12 F Aloui, F Fki, S Loukil, S Sayadi, (2009), “Application of combined membrane biological reactor and electro-oxidation processes for the treatment of landfill leachates”, Water Sci Technol 60, 605–614 13 A Amokrane, C Comel, J Veron, (1997), “Landfill leachates pretreatment by coagulation–flocculation”, Water Res 31, 2775–2782 14 Bixio D., Jefferson B., Melin T., Thoeye C., Wilde W.De, Konin J.De, van der Graaf J., Wintgens T (2006), “Membrane bioreactor technology for wastewater treatment and reuse”, Desalination, (187), 217-282 15 K H Choo and H D Stensel, (2010), “Sequencing batch membrane bioreactor treatment: nitrogen removal and membrane fouling evaluation”, Water Environment Research, 72–4, 490–498 16 Delgado Sebastián,Villarroel Rafael,González Enrique,Morales Miriam (2011), Aerobic Membrane Bioreactor for Wastewater Treatment – Performance Under Substrate-Limited Conditions,Biomass - Detection, Production and Usage, InTech, USA 17 DobsonA.D.W.,Mulkerrins D.,Colleran E (2004), “Parameters affecting biological phosphate removal from wastewaters”, Environment International, (30), 249– 259 18 Fan X.J., Urbain V., Qian Y and Manem, J (1996), “Nitrification and mass balance with a membrane bioreactor for municipal wastewater treatment”, Water Sci Technol., 34, 129–136 19 Gǖrtekin Engin (2014), Factors Affecting Enhanced Biological Phosphorus Removal, PhD Thesis Engineering Firat University, Turkey 20 Hai Faisal I., Yamamoto Kazuo, Lee Chung-Hak (2014), Membrane Biological Reactors Theory, Modeling, Design, Management and Applications to Wastewater Reuse, IWA Publishing, UK 69 21 H Hasar, U Ipek, C Kinaci, (2009), “Joint treatment of landfill leachate with municipal wastewater by submerged membrane bioreactor”, Water Sci Technol 60, 3121–3127 22 Henry, J.G., D Prasad and H Young, (1987), “Removal of organics from leachates by anaerobic filter”, Water Res., 21: 1395-1399 23 Huang, X., Gui, P and Qian, Y (2001), “Effect of sludge retention time on microbial behaviour in a submerged membrane bioreactor”, Proc Biochem., 36, 1001–1006 24 Icon (2008) The 2009-2014 world outlook for membrane bioreactor (MBR) systems for wastewater treatment Icon Group Publications 25 Janczukowicz W., Szewczyk M., Krzemieniewski M., Pesta J (2001), “Settling Properties of Activated Sludge from a Sequencing Batch Reactor (SBR)”, Polish Journal of Environmental Studies Vol 10, (1), 15-20 26 JenouaS., Givaudan J.G., Poulain S., Dirassouyan F., Moulin P (2008), “Landfill leachate treatment: Review and opportunity”, Journal of Hazardous Materials, (150), 468–493 27 Jang Bao-zhen, Xue He Gang, Sheng-bing (2009), “Factors affecting simultaneous nitrification and de-nitrification (SND) and its kinetics model in membrane bioreactor”, Journal of Hazardous Materials, (168), 704–710 28 Jokela, J.P.Y., R.H Kettunen, K.M Sormunen and J.A Rintala (2002), “Biological nitrogen removal from municipal landfill leachate: Low-cost nitrification in biofilters and laboratory scale insitu denitrification”, Water Res., 36: 4079-4087 29 Judd Simon, (2010), The MBR Book: Principles and Applications of Membrane Bioreactors in Water and Wastewater Treatment, Elsevier, USA 30 Kim Jun Young, Chang In Soung, Park Hun Hwee, Kim Chang Yong, Kim Jong Bum, Oh Ji Hyun (2008), “New configuration of a membrane bioreactor for effective control of membrane fouling and nutrients removal in wastewater treatment”, Desalination, (230), 153–161 70 31 Kumar Mukesh Choudhary (2005), Landfill leachate treatment using a thermophillic membrane bioreactor, Asian Institute of Technology School of Environment, Resources and Development, Thailand 32 M Kraume, A Drews, (2010), “Membrane bioreactors in waste water treatment – Status and trends”, Chem Eng Technol 33, 1251–1259 33 Li H.Y., Freeman B., Sunano S., MunehiroN., Bartels C., Oda Y (2012), “Stable operation of MBR under high permeate flux”,Water Pract Technol, 7(4), 62–67 34 Lo, I (1996), “Characteristics and treatment of leachates from domestic landfills”, Environ Int., 22: 433-442 35 Marttinen, S.K., R.H Kettunen, K.M Sormunen, R.M Soimasuo and J.A Rintala (2002), “Screening of physical-chemical methods for removal of organic material, nitrogen and toxicity from low stength landfill leachates”, Chemosphere, 46: 851858 36 Monclús Hector, Sipma Jan, Giuliana Ferrero, Ignasi Rodriguez-Roda, Joaquim Comas (2010), “Biological nutrient removal in an MBR treating municipal wastewater with special focus on biological phosphorus removal”, Bioresource Technology, (101), 3984–3991 37 Nuo W S., Zuthi M F R, Ngo H H, Nghiem L D & Hai F I (2013), “Enhanced biological phosphorus removal and its modelingfor the activated sludge and membrane bioreactor processes”, Bioresource Technology, (139), 363-374 38 Naz Farah Ahmed, Christopher Q Lan (2012), “Treatment of landfill leachate using membrane bioreactors: A review”, Desalination, (287), 41–54 39 K Orupold, T Tenno, T Henrysson (2000), “Biological lagooning of phenolscontaining oil shale ash heaps leachate”, Water Res 34, 4389-4396 40 Qing Mengjuan, Yang Fenglin, Liu Lifen, Meng Fangang (2007), “Effects of COD/N ratio and DO concentration on simultaneous nitrificationand denitrification in an airlift internal circulationmembrane bioreactor”, Journal of Environmental Sciences, (20), 933–939 71 41 Radjenovi Jelena,Matosic Marin,Mira IvanMijatovic, Petrovic Damià Barceló (2008), “MBR as Advanced Wastewater Treatment technology”, Env Chem, (5), 37–101 42 A.H Robinson, (2005), “Landfill leachate treatment, Membr Technol 612 43 Sarioglu Murat, Insel Gỹỗlỹ, Artan Nazik, Orhon Derin (2009), “Effect of biomass concentration on the performance”, Journal of Environmental Science and Health Part A,( 44), 733–743 44 SabagjoS., Prasetya N., Wenten I.G (2015), “Hollow Fiber Membrane Bioreactor for COD Biodegradation of Tapioca Wastewater”, Journal of Membrane Science and Research, (1), 79-84 45 Shane R., Trussel Rion P., Merlo Slawomir W., Hermanowicz David Jenkins, Influence of Mixed Liquor Properties and Aeration Intensity on Membrane Fouling in a Submerged Membrane Bioreactor at High Mixed Liquor Suspended Solids Concentrations, University of California, Berkeley 46 Sofia, A., Ng, W.J and Ong, S.L (2004), “Engineering design approaches for minimum fouling in submerged MBR”, Desalination, 160, 67–74 47 Sun Feiyun (2010), A Membrane Bioreactor (MBR) for a Biological Nutrient Removal System: Treatment Performance, Membrane Fouling Mechanism and its Mitigation Strategy, PhD Thesis, University of Hongkong 48 Tsilogeorgis J, Zouboulis A, Samaras P and Zamboulis D (2008), “Application of a membrane sequencing batch reactor for landfill leachate treatment”, Desalination 221: 483–493 49 A Uygur, F Kargi, (2004), “Biological nutrient removal from pre-treated landfill leachate in a sequencing batch reactor”, J Environ Manage 71, 9–14 50 C Visvanathan, M.K Choudhary, M.T Montalbo, V Jegatheesan, (2007), “Landfill leachate treatment using thermophilic membrane bioreactor”, Desalination 204, 8–16 51 A Zouboulis,W Jun, A Katsoyiannis, (2003), “Removal of humic acids by flotation”, Colloids Surf A: Physicochem Eng Aspects 231, 181–193 72 52 Wang Nazih, Lawrence K., K.Shammas, Yung-Tse Hung (2009), Handbook of Envirnmental Engineeing, Volume 9: Advanced Biological Treatment Processes, Humana Press 53 Wang L K., Pereira N C., Hung Y T.,Shammas N K (2009), Handbook of Envirnmental Engineeing, Volume 8: Biological treatment process, Humana Press 54 Wichitsathian B., SindhujaS., Visvanathan C., Ahn K.H (2004), “Landfill leachate treatment by yeast and bacteria based membrane bioreactors”, J Environ Sci Health, Part A: Tox Hazard Subst Environ.,(39), 2391–2404 55 Witzig, R., Manz, W., Rosenburger, S., Krüger, U., Kraume, M and Szewzyk, U (2002), “Microbiological aspects of a bioreactor with submerged membranes for aerobic treatment of municipal wastewater”, Water Res., 36, 394–402 73 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Thiết bị Cân phân tích Libror AEG-220: Bộ phá mẫu Kjeldahl DK6 Máy thổi khí Hailea: Cấp khí Cân hóa chất, cân mẫu SS, VELP: Phá mẫu phân tích tống cho vi sinh vật thùng ni MLSS, MLVSS Nitơ Kendan ngồi hệ thống Bếp đun khuấy từ Barnstead Máy so màu UV1201 Cân kỹ thuật A&D GF-3000: Thermolyne Cimarec: Phá mẫu Shimadzu: So màu mẫu NH4+, Cân hóa chất phân tích tổng photpho NO3-, NO2-, TKN, TP 74 Tủ sấy Jeiotech OF-02: Sấy Tủ sấy Ecocell MMM: Sấy Bơm áp suất Diaphragm dụng cụ thí nghiệm, mẫu SS, dụng cụ thí nghiệm, mẫu SS, Vacuum: Bơm hút mẫu SS, MLSS MLSS MLSS Máy đo pH Hanna Hi 9125: Đo Máy đo DO Hanna Hi 9142: Lò nung Nabertherm: Nung pH Đo hàm lƣợng oxy hòa tan mẫu MLVSS Bếp đun COD Bơm tuần hoàn bùn 75 Phụ lục 2: Hình ảnh thí nghiệm So màu NH4+ So màu NO2- Hệ thống chưng cất phân tích TKN Chuẩn bị màng MF Chuẩn bị so màu TP Mẫu nước đầu và đầu hệ thống Chuẩn bị chạy hệ thống 76 Màng MF sau chạy hệ thống Phụ lục 3: Kết phân tích Bảng Kết đo MLSS SVI qua 32 ngày thích nghi Ngày V lắng (ml) SVI (ml/g) (sau 30 phút) 270 76,705 MLSS (mg/l) 3.520 COD (vào) 1.520 COD (ra) 890 H (%) 3.029 250 82,535 1.493 857 42,599 3.252 320 98,401 1.536 830 45,964 4.224 400 94,697 1.592 824 48,241 12 6.546 470 71,8 1.584 757 52,21 16 7.608 530 69,664 2.489 998 59,904 19 9.170 660 71,974 2.512 905 63,973 23 9.935 690 69,451 2.536 847 66,601 28 10.467 740 70,698 2.497 892 64,277 32 11.308 810 71,631 2.454 872 64,466 41,447 Bảng Thể tích lắng bùn sau 30 phút ngày thích nghi T (phút) V lắng (ml) Ngày Ngày Ngày Ngày 1.000 1.000 1.000 1.000 670 650 670 10 520 540 15 410 20 Ngày 12 Ngày 16 Ngày 19 Ngày 23 Ngày 28 Ngày 32 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 670 770 790 820 850 890 950 450 550 650 660 770 790 810 890 400 390 500 600 620 730 750 780 860 330 330 350 460 560 580 690 730 760 840 25 300 280 330 420 530 550 670 710 750 820 30 270 250 320 400 470 530 660 690 740 810 77 Bảng 3.Kết đầu chạy hệ thống thay đổi HRT HRT COD NH4+(mg/l) TP BOD5 NO3- NO2- TKN SS pH (h) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 569 115,2 21,1 32 31,7 0,32 149,1 3,4 7,6 482 106,7 20,9 30 26,3 0,28 141,3 3,2 7,6 394 82,9 19,8 31 24,4 0,25 134,8 3,4 7,6 12 295 75,5 19,6 36 23,9 0,22 120,9 3,3 7,6 16 235 58,6 18,5 34 22,8 0,19 110,1 3,5 7,6 20 257 47,3 18,3 31 22,5 0,18 105,7 3,2 7,6 24 250 45,7 18,7 32 21,7 0,16 107,6 3,3 7,6 Bảng Hiệu suất xử lý hệ thống thời gian lƣu khác HRT COD NH4+ NO3- NO2- TKN SS (h) (%) (%) (%) (%) (mg/l) (%) 57,6 53,2 39,8 95,7 – – 47,8 96,6 7,6 64,1 56,6 40,4 96,02 – – 50,5 96,8 7,4 70,7 66,3 43,5 95,8 – – 52,8 96,6 7,7 12 78,0 68,3 44,1 95,2 – – 57,7 96,7 7,6 16 82,5 76,2 47,2 95,4 – – 61,5 96,5 7,5 20 80,8 80,7 47,8 95,8 – – 63,04 96,8 7,4 24 81,4 81,4 46,7 95,7 – – 62,3 96,7 7,8 TP(%) BOD5(%) pH Bảng Sự thay đổi thông lƣợng (J) theo thời gian lƣu thủy lực (HRT) HRT 78 12 16 20 24 J (LMH) Tban đầu 9,37 6,25 4,68 3,12 2,34 1,87 1,56 T = 30 5,51 4,16 3,9 2,83 2,19 1,7 5,51 T = 60 3,74 3,12 2,6 2,22 2,05 1,43 3,74 T = 90 2,67 2,01 2,03 1,56 1,69 1,1 2,67 T = 120 1,87 1,64 1,61 1,3 1,31 0,98 1,874 T = 150 1,56 1,38 1,26 1,07 0,95 0,93 1,56 T = 180 1,30 1,13 0,95 1,00 0,8 0,81 1,30 0,89 0,58 0,44 0,29 0,22 0,15 0,12 F:M (kg/kg,ngày) Bảng 6.Sự thay đổi thông lƣợng màng dƣới nồng độ bùn khác (cố định áp suất làm việc giá trị định) Thông lƣợng (LMH) MLSS (mg/l) T ban đầu T = 30 T = 60 T = 90 T = 120 T = 150 T = 180 phút phút phút phút phút phút 6429 2,4 2,37 2,31 2,19 2,08 1,97 1,52 7472 2,4 2,31 2,26 2,14 1,98 1,61 1,11 8621 2,4 2,28 2,17 1,97 1,68 1,26 0,98 9302 2,4 2,21 2,01 1,73 1,37 0,98 0,79 10287 2,4 2,17 1,97 1,54 1,07 0,85 0,65 11397 2,4 2,11 1,92 1,42 0,97 0,61 0,52 Bảng Kết phân tích thơng số hệ thống thay đổi nồng độ bùn MLSS (mg/l) COD NH4+ NO2- NO3- TKN TP BOD5 SS (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 79 pH 6429 357 78,2 0,12 17,4 102,5 15,5 41 3,6 7,5 7472 328 50,9 0,23 19,3 88,2 13,7 33 2,9 7,7 8621 235 38,6 0,19 22,8 73,7 10,5 34 3,5 7,7 9302 256 28,5 0,20 20,6 51,2 10,8 38 3,1 7,4 10287 268 42,3 0,11 15,9 77,4 11,5 37 2,7 7,5 11397 302 49,2 0,09 11,1 81,7 12,9 38 3,3 7,6 Bảng Hiệu suất xử lý hệ thống nồng độ bùn khác MLSS (mg/l) COD (%) NH4+ (%) NO2(%) NO3(%) 6429 73,4 68,2 – 7472 78,5 79,3 8621 82,5 9302 TKN (%) TP (%) BOD5 (%) SS (%) pH – 64,1 55,8 94,57 97,3 7,5 – – 69,1 60,9 95,62 97,8 7,7 84,3 – – 74,2 70,8 95,49 97,3 7,7 81,1 88,4 – – 82 69,2 94,96 97,6 7,4 10287 80,1 82,8 – – 72,9 67,2 95,09 97,9 7,5 11397 77,5 80 – – 71,4 63,2 94,96 97,5 7,6 Bảng Kết phân tích thơng số hệ thống thay đổi tỷ lệ tuần hoàn bùn Tỷ lệ tuần hoàn 50% COD NH4+ NO2- NO3- TKN TP BOD5 SS (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) pH 365 78,3 0,12 20,2 109,3 16.1 45 3,1 7,4 100% 287 45,6 0,18 21,8 85,3 14.5 37 3,2 7,3 150% 234 33,5 0,26 22,5 52,9 14.7 29 3,1 7,6 200% 254 40,3 0,17 20,1 64,6 15.9 28 3,5 7,7 250% 259 52,3 0,13 17,8 70,1 16.5 40 3,2 7,5 300% 245 51,9 0,09 13,4 70,8 16.6 39 3,8 7,3 80 Bảng 10 Hiệu suất xử lý hệ thống tỷ lệ tuần hoàn bùn khác Tỷ lệ tuần hoàn (%) COD (%) NH4+ (%) NO2- NO3(%) (%) 50% 72,2 64,6 – 100% 78,6 80 150% 82,6 200% TKN (%) TP (%) BOD5 (%) SS (%) pH – 58,3 40,8 93,4 96,7 7,4 – – 67,4 46,6 94,6 96,6 7,3 86,2 – – 79,8 45,9 95,7 96,7 7,6 81,1 83,4 – – 75,3 41,5 95,9 96,3 7,7 250% 80,7 78,5 – – 73,2 39,3 94,2 96,6 7,5 300% 81,7 78,6 – – 73 38,9 94,3 96,0 7,3 Bảng 11 Kết phân tích nồng độ đầu thông số thay đổi nồng độ hữu đầu vào COD vào (mg/l) COD (mg/l) NH4+ (mg/l) NO2(mg/l) NO3(mg/l) TKN (mg/l) TP (mg/l) pH 1.211 325 39,2 0,13 18,1 55,8 10,7 7,3 2.358 405 37,2 0,19 20,6 50,3 11,8 7,6 3.621 389 33,7 0,29 23,1 46,9 12,6 7,4 4.296 382 29,1 0,41 23,9 39,7 13,9 7,6 5.109 397 25,8 0,49 24,7 35,9 14,7 7,7 Bảng 12 Hiệu suất xử lý hệ thống nồng độ hữu đầu vào khác COD vào (mg/l) 1.211 COD (%) 73,1 NH4+ (%) 81,2 NO2(%) NO3(%) – 2.358 82,8 82,2 TP (%) pH – TKN (%) 77,2 60,6 7,3 – – 79,4 56,6 7,6 3.621 89,2 83,9 – – 80,8 53,6 7,4 4.296 91,1 86,1 – – 83,7 48,8 7,6 – – 85,3 5.109 92,2 87,6 45,9 7,7 Bảng 13 Kết phân tích thơng số hệ thống thay đổi nồng độ DO 81 DO (mg/l) COD (mg/l) NH4+ (mg/l) NO2(mg/l) NO3(mg/l) TKN (mg/l) TP (mg/l) pH 1±0,21 309 58.2 0,15 21,1 78.9 11,7 7,5 2±0,23 260 45.2 0,21 23,5 66.3 10,1 7,6 3±0,19 235 42.7 0,27 26,5 59.7 10,6 7,6 4±0,23 252 43.1 0,31 28,9 55.1 10,3 7,4 Bảng 14 Hiệu suất xử lý hệ thống nồng độ DO khác DO (mg/l) COD (%) NH4+ (%) TKN (%) TP (%) pH 1±0,21 74,5 72,2 67,7 42,2 7,5 2±0,23 78,5 78,4 72,9 48,1 7,6 3±0,19 80,6 79,6 75,6 46,3 7,6 4±0,23 79,1 78,9 77,5 43,7 7,4 Bảng 15 Kết chạy hệ thống điều kiện thích hợp khảo sát COD (mg/l) NH4+ (mg/l) TP (mg/l) pH Vào 1.216 206,5 37,5 7,5 Ra lần 239 45,2 20,5 7,4 Ra lần 229 40,1 20,1 7,4 Ra lần 235 42,5 20.,2 7,5 H1 (%) 80,3 78,1 45,3 7,4 H2 (%) 81,1 80,5 46,4 7,4 H3 (%) 80,6 79,4 46,2 7,5 82 ... công nghệ MBR xử lý nƣớc rỉ rác Từ lâu MBR đƣợc ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác Hơn 50 nhà máy MBR xử lý nƣớc rỉ rác đƣợc xây dựng châu Âu Theo Wang cộng sự, 15 nhà máy MBR xử lý nƣớc rỉ rác đƣợc xây... trình xử lý sinh học Vì thế, việc thực đề tài ? ?Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác cơng nghệ MBR? ?? cần thiết nhằm tìm kiếm công nghệ khả thi để xử lý hiệu đƣợc nhiều thành phần phức tạp nƣớc rỉ rác Phạm... nghệ xử lý nƣớc rỉ rác Việt Nam Nhiều công nghệ xử lý nƣớc rác đƣợc áp dụng Việt Nam Các hệ thống xử lý đƣợc thiết lập dƣới áp lực cộng đồng dân cƣ khu vực chôn lấp, công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác phụ