Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA o0o NGUYỄN TRỌNG LỰC NGHIÊN CỨU Q TRÌNH NITRATE HĨA CỦA BÙN HẠT HIẾU KHÍ CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Phước Dân Cán chấm nhận xét 1: TS Đặng Viết Hùng Cán chấm nhận xét 2: TS.Lê Hoàng Nghiêm Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 30 Tháng 12 năm 2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày 10 tháng 12 năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN TRỌNG LỰC Ngày, tháng, năm sinh: 03 – 05 – 1978 Chuyên ngành: Công nghệ môi trường Phái: Nam Nơi sinh: Phú Yên MSHV: 02506580 I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu q trình nitrate hóa bùn hạt hiếu khí II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí với chất mang vỏ sị - Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý bùn hạt hiếu khí - Nghiên cứu q trình nitrate hóa bùn hạt hiếu khí III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/2008 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2008 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): PGS.TS Nguyễn Phước Dân CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thơng qua TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH Ngày tháng năm 2008 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn thạc sĩ này, trước hết tơi xin lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Phước Dân, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn thầy cô cán khoa Môi trường, Đại học Bách Khoa Tp.HCM hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho triển khai thí nghiệm Đồng thời, cho tơi cảm ơn sinh viên Trần Tây Nam giúp trình nghiên cứu Cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ q trình học tập nghiên cứu TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2008 Nguyễn Trọng Lực TÓM TẮT LUẬN VĂN Cơng nghệ bùn hạt hiếu khí có nhiều ưu điểm so với bùn hoạt tính bùn hạt kỵ khí khả xử lý đồng thời chất hữu nitơ, trì mật độ sinh khối cao, chịu sốc tải lượng, v.v Chính vậy, nghiên cứu tập trung xác định tải trọng nitơ thích hợp q trình bùn hạt khử COD nitrate hóa kết hợp bể phản ứng khí nâng mẻ luân phiên (SBAR) Nội dung nghiên cứu tập trung vấn đề: tạo hạt với nước thải tổng hợp sử dụng vỏ sị có kích thước 150-200 µm làm chất mang; nghiên cứu trình bùn hạt khử COD nitrate hóa kết hợp; đánh giá ảnh hưởng tải trọng nitơ đến q trình nitrate hóa bùn hạt nước thải thủy sản Kết nghiên cứu cho thấy bùn hạt tạo sau 28 ngày OLR 2,6 kgCOD/m3.ngày kích thước hạt nhỏ hình dạng chưa rõ Khi tăng OLR 5,2 kg COD/m3.ngày trình hình thành hạt bùn nhanh hơn, kích thước gia tăng đến 5mm, màu sắc hạt vàng sậm, bề mặt nhẵn thể đặc tính tốt bùn hoạt tính Tuy nhiên, bùn hạt không ổn định hoạt động thời gian dài Nguyên nhân tượng bùn khối filamentous dịch nhầy EPS cao Hiệu xử lý COD giảm từ 96% xuống 70% ammonia từ 90% xuống 51% Và bị phân rã sau 110 ngày Bùn hạt hình thành từ mảnh vỡ vụn bùn hạt không ổn định nuôi cấy với nước thải thủy sản Cấu tạo hạt bùn rắn chắc, ổn định theo thời gian thí nghiệm Kích thước hạt dao động 1-3mm Bùn hạt có khả xử lý đồng thời COD TKN đến OLR 7,2 kg COD/m3.ngày NLR 0,76 kg N/m3.ngày Hiệu xử lý COD ổn định 96% TKN từ giảm 95 xuống 76% Khi giữ mức OLR ổn định 2,6 kg COD/m3.ngày tăng dần NLR hiệu xử lý TKN bùn hạt đạt 66% tải trọng NLR 0,9 kg N/m3.ngày Q trình nitrate hóa bùn hạt giảm tăng OLR đến 7,2 kg COD/m3.ngày NLR 0,9 kgN/m3.ngày Khi kích thước hạt bùn 2-3mm chiếm ưu bể phản ứng, có q trình nitrate hóa khử nitrate xảy đồng thời bên trrong bùn hạt MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Mục lục Danh mục hình Danh mục bảng biểu Danh mục thuật ngữ viết tắt CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi đối tượng nghiên cứu 1.3.1 Phạm vi nghiên cứu 1.3.2 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa đề tài 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.5.3 Tính CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan bùn hạt hiếu khí 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Cơ sở lý thuyết q trình tạo bùn hạt hiếu khí 2.1.3 Đặc điểm bùn hạt hiếu khí 2.1.4 Các ưu nhược điểm bùn hạt hiếu khí 14 2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng trình tạo bùn hạt hiếu khí 16 2.2 Tổng quan trình nitrate hóa 32 2.2.1 Mơ tả q trình 32 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng q trình nitrate hóa 33 2.2.3 Một số nghiên cứu q trình nitrate hóa bùn hạt hiếu khí 36 2.3 Tổng quan nước thải ngành chế biến thủy sản 41 2.3.1 Thành phần tính chất nước thải chế biến thủy sản 41 2.3.2 Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản 43 2.4 Các nghiên cứu áp dụng bùn hạt xử lý nước thải 45 2.4.1 Nghiên cứu nước 45 2.4.2 Nghiên cứu nước 46 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu 49 3.2 Mô hình nghiên cứu 50 3.3 Tiến trình thí nghiệm 51 3.3.1 Thí nghiệm 51 3.3.2 Thí nghiệm 53 3.3.3 Thí nghiệm 55 3.4 Phương pháp phân tích 56 3.3.1 Kích thước hình thái hạt bùn 56 3.3.2 Vận tốc lắng hạt bùn 56 3.3.3 Phân bố kích thước hạt mơ hình 56 3.3.4 Các thông số khác 57 CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Nghiên cứu tạo hạt bùn với nước thải tổng hợp 58 4.1.1 Giai đoạn thích nghi 58 4.1.2 Sự hình thành bùn hạt 59 4.1.3 Đặc điểm bùn hạt 61 4.1.4 Thời gian lưu bùn 65 4.1.5 Hiệu xử lý COD ammonia 66 4.1.6 Tính ổn định bùn hạt 72 4.2 Nghiên cứu q trình bùn hạt khử COD nitrate hóa kết hợp cho nước thải thủy sản 74 4.2.1 Nghiên cứu tạo bùn hạt 74 4.2.2 Đặc điểm bùn hạt 76 4.2.3 Mối liên hệ MLVSS SRT 79 4.2.4 Hiệu xử lý COD TKN 80 4.2.5 Q trình nitrate hóa bùn hạt 84 4.2.6 Mối quan hệ pH độ kiềm 87 4.2.7 Khảo sát q trình nitrate hóa chu kỳ phản ứng 88 4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng NLR đến trình nitrate hóa bùn hạt OLR khơng đổi 96 4.3.1 Đặc điểm bùn hạt 96 4.3.2 Mối liên hệ MLVSS SRT 98 4.3.3 Hiệu xử lý COD TKN 99 4.3.4 Q trình nitrate hóa bùn hạt 100 4.3.5 Mối quan hệ pH độ kiềm 103 4.3.6 Khảo sát trình nitrate hóa theo thời gian chu kỳ phản ứng104 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 112 5.2 Kiến nghị .113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 Phụ lục A: Một số hình ảnh thí nghiệm i Phụ lục B: Số liệu thí nghiệm iv Phụ lục C: Số liệu thí nghiệm x Phụ lục D: Số liệu thí nghiệm xvi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Cấu tạo bùn hạt hiếu khí Trang Hình 2.2 Sơ đồ q trình hình thành bùn hạt hiếu khí từ bùn hoạt tính Hình 2.3 Sơ đồ hình thành bùn hạt với chất mang Hình 2.4 Cấu trúc bùn hạt hiếu khí 10 Hình 2.5 Hình thái bơng bùn bùn hạt 11 Hình 2.6 Sự phân bố DO bùn hạt 12 Hình 2.7 Hoạt động vi khuẩn nitrate hóa dị dưỡng bùn hạt 14 Hình 2.8 Sơ đồ phân bố nồng độ chất DO bùn hạt hiếu khí 16 Hình 2.9 Cấu trúc bùn hạt hiếu khí với nguồn carbon khác 17 Hình 2.10 Hình dạng bơng bùn bùn hạt vận tốc khí nâng khác 19 Hình 2.11 Ảnh hưởng vận tốc khí nâng lên tỷ lệ PS/PN SOUR 20 Hình 2.12 Tỷ lệ bùn hạt/tổng sinh khối theo trọng lượng thời gian lắng khác 21 Hình 2.13 Sơ đồ lý giải tỷ lệ rút nước hệ thống SBR 24 Hình 2.14 Tỷ lệ bùn hạt/ tổng sinh khối tỷ lệ rút nước khác 24 Hình 2.15 Tỷ lệ bùn hạt đường với vận tốc lắng nhỏ hạt bùn 25 Hình 2.16 Tỷ lệ sinh khối bùn hạt so với tổng sinh khối thời gian rút nước khác 26 Hình 2.17 Hình thái cấu trúc bùn hạt nuôi cấy giá trị pH khác 29 Hình 2.18 Sơ đồ miêu tả vai trị EPS q trình tạo hạt 30 Hình 2.19 Ảnh hưởng tỷ lệ N/C lên phân bố vi khuẩn nitrite vi khuẩn dị dưỡng Hình 2.20 Kích thước hạt bùn hoạt động tỷ lệ N/C khác 31 31 Hình 2.21 Mối quan hệ COD/N với khả nitrate hóa tỷ lệ nitrate hóa 36 Hình 2.22 Q trình nitrate hóa bùn hạt tỷ lệ N/COD 37 Hình 2.23 Ảnh hưởng nồng độ khí ammonia lên SNOUR 38 Hình 2.24 Sự thay đổi hoạt động nhóm vi khuẩn theo tải trọng nitơ 40 Hình 2.25 Sơ đồ trình xử lý COD nitơ 41 Hình 3.1 Sơ đồ nội dung thí nghiệm 49 Hình 3.2 Mơ hình SBAR thí nghiệm 50 Hình 4.1 Hiệu xử lý COD giai đoạn chạy thích nghi với nước thải tổng hợp 58 Hình 4.2 Sự thay đổi MLVSS/MLSS SVI giai đoạn thích nghi với nước thải tổng hợp 58 Hình 4.3 Sự thay đổi hình thái hạt bùn theo thời gian thí nghiệm với nước thải tổng hợp Hình 4.4 Tỷ lệ MLVSS/MLSS theo thời gian thí nghiệm 61 62 Hình 4.5 Sự thay đổi kích thước bùn hạt theo thời gian thí nghiệm với nước thải tổng hợp 62 Hình 4.6 Sự phân bố kích thước hạt bùn theo thời gian thí nghiệm với nước thải tổng hợp Hình 4.7 Sự thay đổi SVI theo thời gian thí nghiệm với nước thải tổng hợp 63 64 Hình 4.8 Sự thay đổi vận tốc lắng hạt bùn theo thời gian thí nghiệm với nước thải tổng hợp 64 Hình 4.9 Sự thay đổi MLVSS SRT theo thời gian thí nghiệm với nước thải tổng hợp 65 Hình 4.10 Hiệu xử lý COD theo thời gian thí nghiệm với nước thải tổng hợp 66 Hình 4.11 Khả xử lý bùn hạt theo thời gian tải trọng khác với nước thải tổng hợp Hình 4.12 Biến đổi DO theo thời gian tải trọng với nước thải tổng hợp 67 68 Hình 4.13 Hiệu xử lý N-NH3 bùn hạt theo thời gian nuôi cấy với nước thải tổng hợp 68 Hình 4.14 Sự thay đổi N-NH3, N-NO3, N-NO2 theo thời gian ngày thứ 70 với nước thải tổng hợp Hình 4.15 Sự thay đổi N-NH3, N-NO3, N-NO2 theo thời gian ngày thứ 80 69 -vi- COD Bể phản ứng Đầu Kích thước hạt bùn ( mm) 0.25 Ngày Ngày thứ OLR vào (mg/l) (mg/l) Hiệu xử lý (%) 22/06 34 3.9 891 20 98 23/06 35 25/06 37 5.2 1210 11 99 28/06 40 5.3 1215 20 98 03/07 45 08/07 50 5.5 1263 41 97 11/07 53 5.3 1230 36 97 15/07 57 5.4 1249 42 97 17/07 59 5.3 1220 44 96 19/07 61 5.2 1210 42 97 1-1.2 22/07 64 5.3 1215 29 98 1.0-3.0 24/07 66 5.3 1216 61 95 25/07 67 28/07 70 5.2 1210 45 96 01/08 74 5.2 1190 78 93 6033 5845 02/08 75 5.3 1215 18 99 6646 6450 185 171 04/08 77 6952 6752 305 288 05/08 78 6940 6748 06/08 79 4974 4880 07/08 80 SVI (ml/g ) SRT (ngày) MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l) MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l) 11795 6695 222 169 13.6 9.1 13990 8672 192 158 11.4 12.7 F/M 0.607 0.4 0.6 5.3 5.3 1213 1212 150 358 88 70 17278 13500 314 258 12.7 12.1 0.405 0.85 10480 9017 6974 6570 5850 5734 505 386 534 471 309 293 21.0 31.5 5.4 4.8 0.600 0.802 3.0-3.5 0.882 33.1 8.3 0.816 0.779 703 694 44.2 2.4 3.0-4.0 -vii- Phụ lục B.3: Số liệu giai đoạn tạo hạt với nước thải tổng hợp (ammonia, nitrate, nitrite, độ kiềm, pH) Ngày 16/07 18/07 19/07 21/07 22/07 24/07 25/07 31/07 01/08 02/08 03/08 04-08 05-08 07-08 08-08 09-08 Ngày thứ NLR 58 60 61 63 64 66 67 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 0.18 0.22 0.22 0.23 0.23 0.25 0.24 0.24 0.23 0.25 0.26 0.26 0.26 0.24 0.25 0.26 0.26 N-NH3 (mg/l) vào 42.6 51.2 49.95 53.51 53.87 56.56 55.1 55.13 52.3 57.57 58.9 60.9 59.8 54.88 57.12 61.04 59.92 9.3 5.7 4.59 7.64 9.52 8.12 13.66 18.8 13.16 15.18 7.28 10.08 17.08 19.71 28.2 29.90 29.12 N-NO3 36.8 36.12 12.87 6.27 3.52 1.025 0.859 0.32 0.232 0.064 0.064 0.181 0.02 0.13 N-NO2 1.14 1.2 0.49 0.15 0.12 0.23 0.14 0.023 0.017 0.023 0.006 0.006 0.106 0.15 0.03 Hiệu xử lý (%) 78 89 91 86 82 86 75 66 75 74 88 83 71 64 51 51 51 Độ kiềm pH vào vào 225 360 348 332 300 340 168 164 168 184 192 80 7.29 7.54 7.59 7.76 6.89 7.72 7.63 7.08 7.38 6.95 7.29 5.97 -viii- Phụ lục B.4: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng giai đoạn tạo hạt với nước thải tổng hợp tải trọng OLR 2,6 kg/m3.ngày Thời gian (phút) pH COD (mg/l) DO (mg/l) 7.20 601 1.23 7.31 106 1.5 10 7.40 72 4.65 30 7.50 49 5.31 60 7.53 39 5.41 90 7.56 31 5.49 120 7.60 29 5.51 150 7.64 25 5.51 180 7.65 24 Phụ lục B.5: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng giai đoạn tạo hạt với nước thải tổng hợp tải trọng OLR 5,2 kg/m3.ngày, ngày thứ 50 Thời gian (phút) pH DO (mg/l) COD (mg/l) 7.23 1.04 1210 7.29 1.24 578 10 7.37 2.07 174 30 7.47 5.23 54 60 7.53 5.69 35 90 7.57 5.76 18 120 7.58 5.82 14 150 7.59 5.91 11 180 7.60 11 Phụ lục B.6: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng giai đoạn tạo hạt với nước thải tổng hợp tải trọng OLR 5,2 kg/m3.ngày, ngày thứ 70 Thời gian (phút) pH Độ kiềm (mg CaCO3/l) COD (mg/l) NH3-N (mg/l) NO2-N (mg/l) NO3-N (mg/l) DO (mg/l) 7.20 330 1206 60.48 0.006 0.539 1.23 10 7.49 280 602 39.02 0.01 0.352 2.94 30 60 7.74 7.80 250 240 344 180 32.48 30.35 0.033 0.011 0.215 0.151 4.7 5.25 90 120 7.85 7.90 230 215 100 62 27.89 25.31 0.009 0.008 0.181 0.201 5.48 5.64 150 180 7.94 8.00 205 195 45 40 21.3 18.82 0.009 0.035 0.211 0.213 5.78 Phụ lục B.7: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng giai đoạn tạo hạt với nước thải tổng hợp tải trọng OLR 5,2 kg/m3.ngày, ngày thứ 80 Thời gian (phút) NH3-N (mg/l) NO2-N (mg/l) NO3-N (mg/l) Độ kiềm (mg CaCO3/l) pH COD (mg/l) 60.48 0.006 0.539 330 7.20 1176 10 45.04 0.01 0.386 280 7.48 602 30 60 39.76 37.3 0.021 0.012 0.286 0.217 250 220 7.74 7.79 538 426 90 120 35.28 33.26 0.013 0.016 0.226 0.262 207 201 7.85 7.88 330 221 150 30.69 0.016 0.275 192 7.94 143 180 29.9 0.03 0.32 187 8.00 103 -ix- Phụ lục B.8: Vận tốc lắng bùn hạt, giai đoạn chạy với nước thải tổng hợp STT 10 max median max median 1.0-1.5 38.09 35.92 34.13 35.44 37.66 42.03 40.91 38.75 41.86 29.95 42.03 39.29 36.20 33.09 29.75 2.74 3.09 3.11 33.09 3.34 1.5-2.0 44.71 44.93 47.07 43.70 38.41 38.82 44.83 39.52 53.91 44.71 53.91 44.90 44.06 40.57 38.41 9.00 0.84 3.49 40.57 2.15 Kích thước hạt (mm) 2.0-2.5 2.5-3.0 43.58 52.14 46.73 58.87 44.72 49.62 45.37 42.71 43.19 57.68 51.96 49.77 42.99 43.91 44.63 50.34 43.72 53.32 47.83 55.00 51.96 55.00 47.83 53.32 45.47 51.34 43.72 49.66 42.99 42.71 4.13 1.68 2.36 1.98 1.75 1.68 43.72 49.66 0.74 6.95 3.0-3.5 58.16 51.34 56.25 52.21 53.03 49.72 62.21 49.80 56.35 49.64 62.21 57.82 53.87 49.76 49.64 4.39 3.94 4.11 49.76 0.12 >4 55.19 49.01 52.17 52.21 53.03 46.51 58.82 47.61 53.56 47.46 58.82 54.87 51.56 47.57 46.51 3.95 3.32 3.99 47.57 1.06 Phụ lục B.9: Sự phân bố kích thước bùn hạt theo thời gian giai đoạn chạy với nước thải tổng hợp Ngày thứ 61 64 70 78 Kích thước (mm) < 0.5 1-1.2 1.0-1.2 1.5-2.0 2.5-3.0 2.0-2.5 2.5-3.0 3.0-3.5 4.0-5.0 Số hạt bùn (hạt) 76 434 40 280 80 114 190 76 252 Tổng cộng (hạt) 510 400 380 280 % 15 85 10 70 20 30 50 20 90 -x- Phụ lục C.1: Số liệu thí nghiệm (COD, MLVSS, MLSS, SVI, SRT, kích thước hạt, F/M, MLVSS/MSS) COD Ngày 10-09 12-09 13-09 14-09 15-09 16-09 17-09 18-09 19-09 20-09 21-09 22-09 23-09 24-09 26-09 28-09 29-09 30-09 02-10 03-10 ngày OLR thứ 10 11 12 13 14 15 17 19 20 21 23 24 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.6 0.6 0.8 1.6 1.6 1.6 1.8 1.8 2.6 2.6 2.7 2.4 2.6 2.6 Bể phản ứng vào H (%) 559 159 62 105 94 96 77 56 60 53 57 85 53 31 43 79 43 60 48 48 58 72 89 81 86 86 89 90 89 93 92 88 93 96 95 94 96 95 96 96 95 690 690 548 753 720 810 1218 1238 1118 1218 MLSS MLVSS mg/l mg/l 3875 3525 Đầu MLSS mg/l MLVSS mg/l 425 348 375 303 SVI ml/g 64.51 Kích SRT thước MLVSS ngày /MLSS hạt (mm) 1.0-3.0 0.91 F/M 0.116 16.1 2108 1795 300 170 71.16 14.6 2205 1977 72 24 63.5 38.1 2550 2300 80 70 3670 3300 133 110 40.32 0.85 0.281 0.90 0.928 15.2 0.90 1.219 13.9 0.90 0.836 0.5-2.0 0.5-2.0 -xi- COD Ngày 04-10 05-10 06-10 07-10 08-10 09-10 10-10 11-10 12-10 14-10 16-10 18-10 20-10 22-10 23-10 25-10 26-10 28-10 30-10 ngày OLR thứ 25 26 27 28 29 30 31 32 33 35 37 39 41 43 44 46 47 49 51 4.7 4.7 4.8 4.8 4.9 4.8 4.7 4.7 4.8 6.1 6.4 7.2 7.1 7.2 7.0 7.1 7.2 7.2 7.2 Bể phản ứng vào H (%) 2190 85 80 102 83 84 67 80 78 77 189 226 226 168 181 194 146 195 221 158 96 96 95 96 96 97 96 96 96 93 92 93 95 95 94 96 94 93 95 2208 2250 2205 2190 2195 2835 2935 3323 3290 3305 3220 3280 3340 3310 3330 MLSS MLVSS mg/l mg/l Đầu MLSS mg/l MLVSS mg/l SVI ml/g SRT ngày 44.9 5.6 Kích thước hạt (mm) MLVSS /MLSS F/M 0.92 0.933 0.91 0.788 0.91 1.268 5790 5350 644 440 6940 6305 867 786 5735 5240 760 697 55.8 3.5 4954 4536 1467 1320 60.2 4.5 1.0-3.0 0.92 1.607 4333 4045 850 740 72.7 2.5 1.0-3.0 0.93 1.864 3.7 1.0-3.0 -xii- Phụ lục C.2: Số liệu thí nghiệm (TKN, ammonia, nitrate, nitrite, pH, độ kiềm) Ngày 10-09 12-09 13-09 14-09 15-09 16-09 17-09 18-09 19-09 20-09 21-09 22-09 23-09 24-09 26-09 28-09 29-09 30-09 02-10 03-10 ngày NLR thứ 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.11 0.11 10 0.13 11 0.27 12 0.26 13 0.26 14 0.27 15 0.27 17 0.29 19 0.30 20 0.30 21 0.30 23 0.30 24 0.30 TKN (mg/l) vào H(%) 116.48 48.16 59 45.92 61 59.58 49 114.24 17.14 85 18.70 84 20.72 82 99.79 13.44 87 19.38 81 124.56 15.68 87 8.96 93 121.30 8.18 93 10.08 92 126.67 8.18 94 9.63 92 135.44 13.44 90 135.44 9.97 93 139.76 9.74 93 136.64 7.37 95 136.64 6.84 95 136.64 6.44 95 NH3-N (mg/l) vào 47.38 25.20 26.32 5.21 37.41 7.95 4.26 4.54 6.44 0.00 0.00 25.20 0.50 0.00 14.34 1.34 0.78 1.79 0.00 0.00 52.92 1.40 1.01 30.24 1.68 37.80 1.57 95.20 2.91 1.68 NO3-N (mg/l) vào 0.070 3.229 5.355 18.050 0.179 34.540 53.636 60.365 0.335 52.381 61.441 0.225 66.297 73.399 0.331 45.658 25.035 0.660 17.499 57.951 0.055 62.118 67.813 0.292 75.743 0.014 102.003 119.293 111.497 NO2-N (mg/l) vào 0.086 1.179 6.405 20.305 0.186 56.708 33.094 25.51 0.033 27.51 27.854 0.02 19.236 20.684 0.087 38.679 30.061 0.112 10.066 15.099 0.024 2.896 4.895 0.034 0.480 0.249 0.288 0.492 0.263 pH vào 7.21 7.18 7.15 7.42 7.40 7.42 7.20 7.42 7.44 7.32 7.32 7.82 7.84 8.21 7.53 7.54 7.27 7.62 8.02 7.62 7.72 7.85 7.82 7.81 7.83 7.13 7.52 7.62 8.02 8.12 7.61 Độ kiềm vào 432 296 300 276 360 44 40 45 402 80 102 472 108 105 407 183 153 456 122 124 604 91 132 564 149 648 160 648 52 125 -xiii- Ngày 04-10 05-10 06-10 07-10 08-10 09-10 10-10 11-10 12-10 14-10 16-10 18-10 20-10 22-10 23-10 25-10 26-10 28-10 30-10 ngày NLR thứ 25 0.51 26 0.51 27 0.53 28 0.53 29 0.52 30 0.52 31 0.52 32 0.52 33 0.51 35 0.56 37 0.61 39 0.75 41 0.78 43 0.77 44 0.74 46 0.76 47 0.78 49 0.76 51 0.76 TKN (mg/l) vào H(%) 234.44 29.38 87 234.44 25.15 89 242.68 22.35 91 242.52 16.32 93 240.52 15.12 94 241.32 12.29 95 241.52 10.24 96 241.52 12.21 95 235.20 12.24 95 257.60 14.14 95 283.20 32.48 87 344.52 16.85 95 358.96 12.96 96 353.20 30.91 91 340.12 27.44 92 349.28 67.20 81 358.28 85.12 76 349.60 53.76 85 352.00 84.00 76 NH3-N (mg/l) vào 32.54 1.46 7.56 99.12 4.37 90.89 1.34 90.89 1.06 1.29 45.67 4.62 52.72 2.43 91.47 2.24 27.07 1.46 5.60 0.00 45.67 7.56 35.57 8.45 60.98 25.34 27.44 24.92 61.60 47.04 81.60 70.32 87.92 38.62 80.27 68.88 NO3-N (mg/l) vào 0.145 156.456 162.980 0.041 153.328 0.113 168.970 0.113 162.437 164.160 0.092 155.213 0.102 152.125 0.103 153.030 0.155 160.448 142.337 0.087 133.450 0.092 131.324 0.087 121.357 0.122 108.465 0.076 66.265 0.076 66.679 0.086 65.900 0.079 27.176 NO2-N (mg/l) vào 0.09 0.234 0.251 0.02 0.309 0.019 0.269 0.019 0.261 0.283 0.023 0.456 0.045 0.421 0.026 0.171 0.013 0.201 29.026 0.024 0.963 0.032 1.023 0.018 1.236 0.121 6.784 0.025 5.64 0.025 6.509 0.025 8.563 0.027 7.639 pH vào 7.40 7.11 7.12 7.12 7.21 7.21 7.15 7.18 7.12 7.21 7.32 7.23 7.24 7.21 7.20 7.41 7.41 7.60 6.50 7.17 7.22 7.24 7.36 7.42 7.44 7.63 7.42 7.42 7.61 7.53 7.52 7.72 8.00 8.23 8.32 8.22 Độ kiềm vào 624 73 50 800 70 780 72 790 73 82 800 65 783 70 536 63 823 44 630 153 734 143 745 193 767 196 660 267 944 620 944 712 952 768 840 750 -xiv- Phụ lục C.3: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng OLR 2,6 kg COD/m3.ngày Thời gian (phút) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 COD mg/l 1216 428 216 183 169 156 153 132 116 93 65 52 48 TKN mg/l N-NO2 mg/l N-NO3 mg/l 136.64 79.10 59.00 48.00 37.33 30.77 23.15 17.80 15.68 10.12 8.98 6.44 6.44 0.014 0.106 0.198 3.527 8.653 16.892 23.855 27.441 22.201 12.617 2.399 0.272 0.492 0.249 1.348 2.702 5.134 19.058 39.230 51.931 67.327 89.578 113.862 124.790 122.505 119.293 N-NH3 mg/l 95.20 55.44 43.87 33.44 26.30 18.67 9.40 2.61 2.61 2.61 1.68 1.68 1.68 pH Độ kiềm DO mgCaCO3/l mg/l 7.32 7.76 7.82 7.84 7.86 7.88 7.90 7.92 7.94 7.96 7.98 8.00 8.01 648 548 432 358 264 200 186 179 178 173 170 163 160 1.72 2.96 5.03 5.73 6.27 6.65 6.80 6.90 6.93 6.98 6.98 6.98 Phụ lục C.4: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng OLR 4,8 kg COD/m3.ngày Thời COD TKN gian mg/l mg/l (phút) 2195 235.20 30 1065 119.47 60 225 96.50 90 203 82.60 120 189 77.84 150 182 72.00 180 154 65.32 210 138 58.80 240 128 51.89 270 124 42.23 300 116 31.36 330 86 20.48 360 77 12.24 N-NO2 mg/l 0.026 0.107 0.043 1.313 6.012 12.204 17.237 21.718 15.237 2.661 0.226 0.165 0.171 N-NO3 mg/l 0.103 2.027 0.718 2.222 18.259 37.212 53.292 83.500 113.535 134.836 149.921 153.472 153.030 N-NH3 mg/l 91.47 65.33 68.69 68.32 53.57 38.83 21.87 12.50 3.73 3.36 2.43 2.24 2.24 pH 7.21 7.82 7.86 7.84 7.81 7.68 7.66 7.65 7.63 7.64 7.65 7.68 7.63 Độ kiềm mgCaCO3/l 536 485 530 500 383 243 128 96 82 75 72 70 63 DO mg/l 1.23 1.74 2.42 3.58 4.57 4.95 5.21 5.62 6.00 6.19 6.22 6.32 -xv- Phụ lục C.5: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng OLR 7,2 kg COD/m3.ngày Thời COD gian (mg/l) (Phút) 3330 30 1880 60 1210 90 758 120 570 150 431 180 350 210 310 240 268 270 204 300 183 330 173 360 158 TKN (mg/l) 352.00 190.00 165.20 142.80 137.20 127.70 117.60 106.40 98.40 92.20 89.10 87.20 84.00 N-NO2 (mg/l) N-NO3 (mg/l) N-NH3 (mg/l) 0.03 0.06 0.05 0.05 0.05 0.04 0.03 0.60 2.14 3.53 5.02 6.58 7.64 0.08 0.52 0.49 0.49 0.47 0.45 0.43 1.35 4.32 12.90 18.00 23.36 27.18 80.27 93.33 107.33 109.39 110.13 107.33 103.79 99.87 90.91 83.07 77.65 70.75 68.88 Độ kiềm DO mgCaCO3/l (mg/l) pH 7.41 8.05 8.12 8.18 8.22 8.24 8.27 8.26 8.29 8.22 8.28 8.21 8.22 840 900 930 975 1000 991 970 910 882 860 840 800 750 0.55 1.23 1.46 1.62 1.92 2.32 3.24 4.52 5.43 5.92 6.12 6.21 Phụ lục C.6: Sự phân bố kích thước bùn hạt theo thời gian thí nghiệm với nước thải thủy sản Ngày thứ 24 33 45 Kích thước hạt (mm) 1.0-1.5 1.5-2.0 2.0-2.5 2.5-3.0 0.5-1.0 1.0-1.5 1.5-2.0 1,0-1,5 1.5-2.0 2.0-2.5 2.5-3.0 1.0-1.5 1.5-2.0 2.0-2.5 2.5-3.0 Số hạt bùn (hạt) 118 252 21 29 120 293 67 40 212 60 88 26 64 96 134 Tổng cộng (hạt) 420 480 400 320 % 28 60 25 61 14 10 53 15 22 20 30 42 -xvi- Phụ lục D.1: Số liệu thí nghiệm (COD, MLVSS, MLSS, SVI, SRT, kích thước hạt, F/M, MLVSS/MSS) Ngày 1-11 3-11 4-11 5-11 7-11 10-11 12-11 13-11 14-11 15-11 16-11 17-11 18-11 19-11 21-11 22-11 23-11 24-11 25-11 26-11 28-11 29-11 30-11 1-12 2-12 ngày thứ OLR 53 55 56 57 59 62 64 65 66 67 68 69 70 71 73 74 75 76 77 78 80 81 82 83 84 2.6 2.6 2.6 2.6 2.7 2.7 2.6 2.6 2.6 2.6 2.7 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 0.0 2.6 2.6 2.7 2.6 2.6 COD vào 1190 1218 1200 1200 1248 1224 1195 1203 1203 1213 1233 1198 1204 1185 1216 1192 1178 1218 1190 75 60 60 70 66 50 70 60 70 33 30 50 60 60 48 53 43 46 54 72 47 67 58 50 52 1206 1203 1238 1197 1217 H (%) 94 95 95 94 95 96 94 95 94 97 98 96 95 95 96 96 96 96 95 94 96 94 95 96 96 Bể phản ứng Đầu MLSS MLVSS MLSS MLVSS mg/l mg/l mg/l mg/l Kích thước hạt (mm) MLVSS /MLSS F/M 0.94 0.674 0.92 0.592 16.8 0.95 0.483 50.72 17.5 0.94 0.527 SVI ml/g SRT ngày 67.6 10.9 4290 4030 188 170 5086 4683 148 100 241 220 50.36 176 153 47.8 379 353 389 334 136 121 1.5-3.0 21.6 1.5-3.0 5858 5520 5560 5165 1.5-3.0 -xvii- Phụ lục D.2: Số liệu thí nghiệm (TKN, ammonia, nitrate, nitrite, pH, độ kiềm) Ngày 1-11 3-11 4-11 5-11 7-11 10-11 12-11 13-11 14-11 15-11 16-11 17-11 18-11 19-11 21-11 22-11 23-11 24-11 25-11 26-11 28-11 29-11 30-11 1-12 2-12 ngày NLR thứ 53 0.29 55 0.30 56 0.29 57 0.27 59 0.30 62 0.30 64 0.54 65 0.60 66 0.60 67 0.60 68 0.59 69 0.60 70 0.59 71 0.60 73 0.60 74 0.79 75 0.77 76 0.80 77 0.83 78 0.90 80 0.89 81 0.90 82 0.90 83 0.89 84 0.91 TKN (mg/l) vào H(%) 134.56 22.51 83 136.34 21.50 84 134.20 5.26 96 126.40 9.52 92 137.76 6.72 95 136.28 5.89 96 249.92 87.36 65 277.20 84.00 70 267.20 79.97 71 274.67 46.88 83 273.60 32.46 88 274.67 14.48 95 272.70 12.41 95 274.80 13.68 95 276.40 12.84 95 365.20 50.40 86 356.50 50.60 86 367.50 76.16 79 384.00 167.56 56 415.23 236.32 43 410.01 179.20 56 414.80 142.80 66 414.02 140.20 66 409.98 137.40 66 419.98 141.40 66 NH3-N (mg/l) vào 27.16 14.50 12.04 13.10 0.00 0.50 11.48 0.00 29.86 0.00 168.56 76.16 170.24 76.16 170.24 73.92 138.60 36.85 174.32 22.69 124.40 8.02 184.80 2.69 161.28 9.44 166.80 4.48 245.82 32.14 290.00 101.92 283.40 71.68 304.27 207.22 253.87 225.34 271.60 131.20 286.32 137.20 265.56 134.80 287.45 131.20 280.45 136.20 NO3-N (mg/l) vào 0.107 82.000 0.112 81.904 0.273 101.885 98.837 0.299 99.761 0.143 88.674 0.016 88.670 0.120 68.192 0.120 86.267 0.120 117.830 0.039 122.334 0.072 136.058 0.071 142.173 0.077 156.962 0.093 150.046 0.088 184.230 0.120 190.071 0.085 147.798 0.043 105.381 0.084 106.720 0.082 152.340 0.123 148.320 0.105 154.432 0.108 166.520 0.023 159.800 NO2-N (mg/l) vào 0.014 14.699 0.016 14.796 0.018 0.372 0.448 0.023 0.359 0.016 0.213 0.075 0.334 0.014 0.29 0.014 0.173 0.014 0.241 0.022 0.443 0.032 38.31 0.023 28.737 0.014 10.165 0.136 6.481 0.02 0.783 0.017 0.251 0.021 36.197 0.018 1.151 0.022 1.403 0.017 1.023 0.018 0.235 0.023 0.432 0.024 0.523 0.043 0.634 pH vào 7.42 7.41 7.54 7.32 7.41 7.42 7.12 7.22 7.56 7.47 7.71 7.56 7.82 7.92 7.86 7.82 7.84 7.94 7.92 7.56 7.43 7.51 7.48 7.52 7.82 7.82 7.85 7.78 7.64 8.03 6.14 6.05 5.90 6.08 7.72 7.53 6.28 7.46 7.41 7.92 6.34 7.40 8.57 8.36 6.15 6.42 6.34 6.50 6.72 Độ kiềm vào 436 200 446 217 397 179 189 400 109 497 190 428 25 468 15 468 524 820 128 830 98 830 25 1075 150 1097 116 1650 327 1450 15 1650 180 1700 1210 1082 540 823 23 845 15 804 20 829 28 816 25 -xviii- Phụ lục D.3: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng NLR 0,3 kg/m3.ngày Thời gian (phút) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 COD mg/l TKN mg/l 1224 136.28 384 70.12 222 48.16 162 47.60 151 40.04 145 30.80 138 21.00 120 19.60 108 16.24 96 14.56 80 12.44 70 10.44 60 6.82 N-NO2 mg/l 0.016 0.159 0.290 3.847 8.715 15.030 20.205 15.030 2.772 0.448 0.256 0.219 0.213 N-NO3 mg/l 0.152 1.558 3.812 16.339 33.793 74.440 92.700 98.547 106.600 112.100 112.988 57.004 58.717 N-NH3 mg/l 29.86 24.45 31.55 29.12 23.15 15.68 8.40 0.93 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 pH 7.41 8.02 8.08 7.94 7.97 7.92 7.84 7.85 8.04 8.07 8.06 8.04 8.03 Độ kiềm mgCaCO3/l 497 500 743 475 428 376 305 220 220 218 210 206 190 DO mg/l 1.50 0.58 1.50 3.55 4.95 5.31 5.60 6.00 6.35 6.65 6.72 6.74 Phụ lục D.4: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng NLR 0,6 kg/m3.ngày Thời gian (Phút) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 COD mg/l 1226 381 174 129 115 102 100 98 94 86 74 60 48 TKN mg/l N-NO2 mg/l N-NO3 mg/l N-NH3 mg/l 276.40 162.40 126.30 121.52 113.40 101.00 87.00 75.00 60.00 44.20 25.23 13.44 12.84 0.136 1.207 0.047 1.262 5.833 11.555 19.305 28.682 34.06 39.437 42.057 27.579 6.481 0.093 166.80 3.198 90.35 8.777 91.47 8.930 98.56 11.455 83.07 27.637 71.68 39.382 56.93 65.453 44.80 82.732 33.97 108.562 21.47 128.172 6.53 146.071 5.23 159.046 4.48 pH 7.92 8.41 8.37 8.34 8.26 8.27 8.20 8.18 8.04 7.95 7.83 7.64 7.41 Độ kiềm mgCaCO3/l 1097 770 800 794 738 640 550 450 350 250 160 130 116 DO mg/l 1.55 0.68 0.82 2.11 3.82 4.55 4.87 5.24 5.48 5.82 6.00 6.21 -xix- Phụ lục D.5: Số liệu khảo sát theo thời gian chu kỳ phản ứng NLR 0,9 kg/m3.ngày Thời gian (phút) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 COD mg/l 1206 391 194 147 155 142 120 100 94 76 74 60 47 TKN mg/l 414.80 320.50 260.40 252.00 243.60 238.00 232.40 198.80 190.40 184.80 169.34 152.80 142.80 N-NO2 mg/l 0.066 5.116 6.839 9.790 10.825 11.197 11.997 12.962 13.169 9.129 3.764 1.089 0.583 N-NO3 mg/l 0.083 4.234 9.320 21.000 31.455 37.527 56.000 75.230 99.000 128.622 148.172 164.071 166.520 N-NH3 mg/l 271.60 243.60 218.40 212.80 198.80 187.60 165.20 162.40 159.20 148.40 137.40 134.60 131.20 pH Độ kiềm mgCaCO3/l DO mg/l 812 594 610 578 504 416 326 238 170 90 40 20 20 1.23 0.34 1.72 3.17 3.87 4.28 4.73 5.29 5.68 5.98 6.12 6.28 7.56 8.21 8.23 8.13 8.08 7.96 7.90 7.81 7.60 7.46 7.12 6.59 6.15 Phụ lục D.6: Sự phân bố kích thước bùn hạt theo thời gian thí nghiệm với nước thải thủy sản Ngày thứ 59 70 83 Kích thước hạt (mm) 1.5-2.0 2.0-2.5 2.5-3.0 1.5-2.0 2.0-2.5 2.5-3.0 1.5-2.0 2.0-2.5 2.5-3.0 Số hạt bùn (hạt) 50 106 123 68 95 108 52 99 109 Tổng cộng (hạt) 280 270 260 % 18 38 44 25 35 40 20 38 42 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : NGUYỄN TRỌNG LỰC Ngày, tháng, năm sinh : 03 – 05 – 1978 Nơi sinh : Tuy Hòa – Phú Yên Địa liên lạc : 271/44/16 Lê văn Lương, Phường Tân Quy , Quận 7, TP Hồ Chí Minh : 387 Trần Hưng Đạo, Phường 6, Tp Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học - Chế độ học : đại học quy - Thời gian : 09/1996 – 8/2000 - Nơi học : Trường đại học Khoa học tự nhiên – Đại học quốc gia TpHCM - Chuyên ngành đào tạo: sinh học Trên đại học - Cao học ngành công nghệ môi trường - Thời gian : 09/2006 đến 12/2008 trường Đại học Bách khoa TpHCM Q TRÌNH CƠNG TÁC 6/2001 đến Trung tâm ứng dụng chuyển giao công nghệ - Sở Khoa học công nghệ Phú Yên ... TÀI: Nghiên cứu q trình nitrate hóa bùn hạt hiếu khí II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí với chất mang vỏ sị - Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý bùn hạt hiếu khí - Nghiên cứu. .. cứu áp dụng bùn hạt hiếu khí để xử lý nitơ chưa nghiên cứu Do ? ?Nghiên cứu q trình nitrate hóa bùn hạt hiếu khí ” bước đầu cần thiết Điều có ý nghĩa thực tiễn áp dụng bùn hạt hiếu khí để xử lý... điểm bùn hạt hiếu khí 2.1.4.1 Ưu điểm bùn hạt hiếu khí Bùn hạt có nhiều ưu điểm bùn hoạt tính thể qua bảng 2.1 Bảng 2.1: Ưu điểm bùn hạt hiếu khí so với bùn hoạt tính Tính chất Bùn hạt Bùn hoạt