Nghiên cứu quá trình tạo bùn hạt hiếu khí trên mô hình phản ứng khí nâng từng mẻ (SBAR)

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - o0o - TRƯƠNG THỊ BÍCH HỒNG NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TẠO BÙN HẠT HIẾU KHÍ TRÊN MƠ HÌNH PHẢN ỨNG KHÍ NÂNG TỪNG MẺ (SBAR) Chuyên ngành: Công nghệ môi 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 - o0o - Cán hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn 1: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC Hướng dẫn 2: ThS NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG Cán chấm nhận xét 1: TS LÊ HOÀNG NGHIÊM Cán chấm nhận xét 2: PGS TS NGUYỄN PHƯỚC DÂN 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 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp.HCM, ngày 10 tháng 12 năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRƯƠNG THỊ BÍCH HỒNG Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 05/02/1983 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường MSHV: 02506575 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT HIẾU KHÍ TRÊN MƠ HÌNH PHẢN ỨNG KHÍ NÂNG TỪNG MẺ (SBAR) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG § Nhiệm vụ: - Nghiên cứu khả tạo bùn hạt hiếu khí mơ hình SBAR - Nghiên cứu khả xử lý COD, N, P nước thải tinh bột mì bùn hạt hiếu khí § Nội dung: - Khảo sát tăng trưởng kích thước hạt thành phần vi sinh bùn hạt theo tải trọng - Khảo sát khả khử COD, N, P bùn hạt hiếu khí theo tải trọng - Khảo sát biến thiên pH, DO, độ kiềm theo tải trọng - Đánh giá khả ứng dụng thực tế bùn hạt hiếu khí III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 25 / 01 / 2008 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:10 / 12 / 2008 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Hướng dẫn 1: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC Hướng dẫn 2: ThS NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày 10 tháng 12 năm 2008 TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hoàn thành luận văn, bên cạnh nỗ lực thân, nhận giúp đỡ, hướng dẫn tận tình Q thầy khoa Mơi trường, trường Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh bạn bè, sinh viên làm nghiên cứu phịng thí nghiệm khoa Mơi trường Tơi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Phước; cô Nguyễn Thị Thanh Phượng nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Cảm ơn bạn học viên khóa 2006 bạn sinh viên làm nghiên cứu phịng thí nghiệm giúp tơi q trình vận hành mơ hình Cảm ơn gia đình bạn bè động viên giúp đỡ chặng đường học tập nghiên cứu Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 12 năm 2008 Học viên Trương Thị Bích Hồng i ABSTRACT Aerobic granulation was interested by many researchers from 1990s because of some advantages such as good settling ability; high biomass retention and the ability to withstand high organic loading However, most the studies were carried out with synthetic wastewater, so haven’t assessed efficiently the real treatment ability of aerobic granules This thesis continued previous studies to investigate the mechanism of the aerobic granulation in real wastewater of the Tapioca process and assess the organic removal efficiency of aerobic granules In this research, aerobic granules was cultivated in an intensely mixed sequencing batch airlift reactor (SBAR) with seed sludge was anaerobic sludge and seed substrate was Tapioca wastewater polluted by organic; nitrogen and phosphor compounds The experiment was carried out at the organic loading rates of 2.5; 3.2; 5; 7.5; 10 kgCOD/m3.day, corresponding with COD of the influent is 600; 750; 1200; 1770; 2400 mg/L, respectively and the hydraulic retention time (HRT) of 5.6 h The studied results indicated that: at the initial organic loading rate of 2.5kgCOD/m3.day (influent COD of 600 mg/L), aerobic granules initially formed with the diameter of 0.2 mm SVI reduced to 44.2 mL/g; MLVSS/MLSS increased up to 82.2% The COD removal efficiency gained stable values, in the range of 92.1 - 92.6% at third week From week onward, aerobic granules formed mostly in the reactor, MLVSS in SBAR reached to 5000 - 6415 mgMLVSS/L The settling ability of sludge was improved significantly with SVI decreased lower 45 mL/g and time that settling sludge volume equal to ½ the volume of the reactor is in the range of - minutes After 16 weeks operation (7.5 kgCOD/m3.day), granules gained stable diameter of mm The structure of granules consisted of the dark core (anaerobic) and the yellow sludge layer (aerobic) surrounding At the loading rate of 10 kgCOD/m3.day, the diameter of granules increased up to 4mm but not stable and was disturbed However, granules were covered very quickly after disturbance ii At high organic loading rate, in the range of - 10kg COD/m3.day, organic conversion ability of aerobic granules was very high The removal efficiency of COD; Nitrogen; Phosphor reached 93 - 97%; 65 - 79% and 80 - 95%, respectively Research results brought out a prospect for sludge granulation and deployed application of aerobic granules to treat industrial wastewater in practice Above technology contributed to improve economic efficiency with the ability to reduce 8-10 times area requirement compared with conventional activated sludge system Keywords: Aerobic granules; Sequencing batch reactor; Airlift reactor, organic removal iii TĨM TẮT Bùn hạt hiếu khí nhiều nhà nghiên cứu quan tâm từ năm thập niên 90 ưu điểm bùn hạt hiếu khí mang lại khả lắng tốt, tích lũy sinh khối cao, chịu tải trọng cao bị ảnh hưởng chất độc hại Tuy nhiên, nghiên cứu chủ yếu tiến hành nước thải tổng hợp nên chưa đánh giá đầy đủ khả xử lý thực tế bùn hạt hiếu khí Vì vậy, đề tài tiếp bước nghiên cứu trước nhằm đánh giá khả tạo bùn hạt hiếu khí loại nước thải thực tế nước thải tinh bột mì qua đánh giá hiệu xử lý chất hữu bùn hạt hiếu khí Trong nghiên cứu này, bùn hạt hiếu khí ni cấy mơ hình phản ứng khí nâng mẻ (SBAR) từ bùn ni cấy ban đầu bùn kị khí với chất nước thải chế biến tinh bột mì chứa thành phần ô nhiễm hữu cơ, Nitơ, Photpho Thí nghiệm tiến hành theo gia tăng tải trọng 2.5; 3.2; 5; 7.5; 10 kgCOD/m3.ngày tương ứng với COD đầu vào 600; 750; 1200; 1770; 2400 mg/L thời gian lưu nước cố định 5.6h Kết nghiên cứu cho thấy, tải trọng vận hành ban đầu 2.5 kgCOD/m3.ngày (COD = 600mg/L), bùn hạt hiếu khí bắt đầu hình thành sau tuần vận hành với kích thước 0.2 mm SVI giảm cịn 44.2 mL/g; tỷ lệ MLVSS/MLSS đạt 82.2% Hiệu xử lý COD đạt giá trị ổn định khoảng 92.1 - 92.6% tuần thứ Đến tuần thứ tăng tải trọng lên kgCOD/m3.ngày, bùn hạt hình thành hầu hết bể SBAR, khả tích lũy sinh khối bể phản ứng cao lên đến 5000 – 6415 mgMLVSS/L Đồng thời, khả lắng bùn cải thiện đáng kể với số SVI đạt 45 mL/g thời gian để thể tích bùn lắng đạt ½ thể tích bể SBAR dao động từ - phút Sau 16 tuần ni cấy, bùn hạt đạt kích thước ổn định – mm tải trọng 7.5 kgCOD/m3.ngày Thành phần bùn hạt có chứa nhân đen (thiếu khí) lớp bùn vàng (hiếu khí) bao quanh iv Ở tải trọng 10 kgCOD/m3.ngày, kích thước bùn hạt đạt tới – mm không ổn định bị vỡ Tuy nhiên mảnh bùn bị vỡ lại nhanh chóng phục hồi sau vài ngày vận hành Với tải trọng hữu cao, dao động từ 3.2 – 10 kgCOD/m3.ngày, bùn hạt xử lý hiệu COD, N, P với hiệu suất xử lý tương ứng đạt 93 - 97%; 65 - 79% 80 - 95% Kết nghiên cúu mở triển vọng cho việc tạo bùn hạt ứng dụng triển khai bùn hạt hiếu khí cho xử lý nước thải cơng nghiệp thực tế Cơng nghệ góp phần nâng cao hiệu kinh tế, có khả giảm - 10 lần khối tích cơng trình so với hệ thống bùn hoạt tính thơng thường v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT … IV MỤC LỤC…… VI DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH IX DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XIII MỞ ĐẦU…… 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Nội dung đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu 4.2 Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học, thực tiễn tính đề tài 5.1 Tính khoa học đề tài 5.2 Tính thực tiễn đề tài 5.3 Tính đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM NƯỚC THẢI TINH BỘT MÌ VÀ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 1.1 Giới thiệu số quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột mì 1.1.1 Quy trình sản xuất tinh bột mì Việt Nam 1.1.2 Quy trình sản xuất tinh bột mì nhà máy Tây Ninh 1.1.3 Quy trình sản xuất tinh bột mì nhà máy Phước Long 1.1.4 Quy trình sản xuất tinh bột mì Doanh nghiệp tư nhân Hoàng Minh 10 1.1.5 Quy trình sản xuất tinh bột mì Thủ Đức 11 1.1.6 Các sở thủ công tiểu thủ công nghiệp 12 1.2 Tổng quan vấn đề nhiễm nước thải tinh bột mì 14 1.2.1 Ô nhiễm nước thải chế biến tinh bột mì nhà máy Phước Long 15 1.2.2 Ô nhiễm nước thải chế biến tinh bột mì Tây Ninh 15 1.2.3 Ơ nhiễm nước thải chế biến tinh bột mì Bình Định 16 1.3 Tổng quan công nghệ xử lý nước thải chế biến tinh bột mì 17 1.3.1 Các quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chế biến tinh bột mì nước 18 1.3.2 Các cơng nghệ ứng dụng nước 22 vi CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BÙN HẠT HIẾU KHÍ 23 2.1 Lý thuyết bùn hạt hiếu khí 23 2.1.1 Khái niệm bùn hạt hiếu khí 23 2.1.2 Cấu trúc bùn hạt hiếu khí 23 2.1.3 Ưu, nhược điểm bùn hạt 24 2.1.4 Tính chất bùn hạt hiếu khí 26 2.2 Quá trình tạo bùn hạt hiếu khí 28 2.2.1 Cơ chế trình tạo bùn hạt hiếu khí 28 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình hình thành bùn hạt hiếu khí 30 2.2.3 Bể phản ứng để tạo bùn hạt hiếu khí 34 2.2.4 Những phương pháp đẩy nhanh trình tạo hạt bùn 35 2.3 Tổng quan nghiên cứu nước 35 2.3.1 Các nghiên cứu nước 35 2.3.2 Các nghiên cứu nước 41 CHƯƠNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ, MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 42 3.2 Mơ hình thí nghiệm 43 3.2.1 Mơ hình thí nghiệm 43 3.2.2 Nguyên tắc hoạt động bể SBAR 44 3.3 Điều kiện thí nghiệm 44 3.4 Quy trình thí nghiệm 45 3.4.1 Giai đoạn thích nghi tạo mầm bùn hạt 46 3.4.2 Giai đoạn tạo hạt tăng tải trọng 47 3.5 Phương pháp nghiên cứu 47 3.5.1 Phương pháp thực nghiệm 47 3.5.2 Các phương pháp thí nghiệm phân tích 48 CHƯƠNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 50 4.1 Giai đoạn thích nghi tạo mầm bùn hạt (3 tuần đầu) 50 4.1.1 Biến thiên hàm lượng sinh khối bể phản ứng 51 4.1.2 Thành phần vi sinh bùn 53 4.1.3 Biến thiên pH nồng độ COD theo thời gian vận hành 54 4.1.4 Kết khảo sát theo thời gian sục khí chu kì ổn định 55 vii Phụ lục PHỤ LỤC 2: Các bảng số liệu Bảng p.1 Biến thiên thông số theo thời gian, OLR=2.5kgCOD/m3.ngày Tuần Ngày 3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 pH Vào 7.13 7.14 7.02 7.15 7.03 7.03 7.04 7.01 6.98 7.12 6.96 7.08 7.20 7.15 6.86 7.02 6.85 6.86 7.16 6.89 7.01 Ra 8.17 8.28 8.19 7.62 7.80 8.14 8.05 8.03 8.01 8.31 7.96 7.85 8.10 8.06 7.90 7.22 7.86 7.95 8.21 7.25 7.77 Vào 579 581 591 574 568 582 580 597 598 575 584 564 579 589 590 576 547 560 592 586 587 II COD (mg/l) Ra 259 182 120 86 82 83 88 84 63 56 56 47 55 52 51 42 43 43 45 45 44 E(COD)% 55.3 68.7 79.7 85.0 85.6 85.7 84.8 85.9 89.5 90.2 90.3 91.7 90.5 91.2 91.4 92.6 92.1 92.3 92.4 92.3 92.5 Phụ lục Bảng p.2 Biến thiên thông số theo thời gian, OLR=3.2kgCOD/m3.ngày pH Tuần Ngày 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 Vào 7.16 6.86 6.85 7.00 7.15 7.17 7.17 7.14 7.04 7.20 7.19 7.10 7.02 7.11 7.17 6.92 7.01 7.12 7.09 7.14 6.96 7.01 7.13 7.16 7.16 7.12 7.17 7.12 7.15 7.14 6.88 7.15 7.14 7.00 7.06 COD (mg/l) Ra 7.66 7.91 7.99 7.48 7.71 7.25 8.14 7.56 7.22 7.21 7.71 7.25 7.47 7.68 7.25 7.47 8.26 7.51 7.85 7.74 7.95 7.18 7.86 8.28 7.30 7.50 7.72 7.81 8.14 7.84 7.96 8.12 8.14 7.92 8.26 Vào 757 746 750 768 770 787 782 790 755 779 776 770 753 753 780 785 789 766 777 752 754 744 799 751 765 758 744 799 784 744 787 782 799 786 729 Ra 66 52 54 47 56 51 55 55 43 44 45 63 48 54 69 49 44 37 46 36 42 50 55 64 47 48 45 50 32 41 35 61 52 43 44 III E(COD)% 91.3 93.0 92.8 93.9 92.8 93.6 93.0 93.0 94.3 94.4 94.1 91.8 93.6 92.8 91.2 93.8 94.4 95.2 94.1 95.3 94.4 93.3 93.1 91.5 93.9 93.7 94.0 93.7 95.9 94.5 95.5 92.2 93.5 94.5 93.9 NO2(mg/l) NO3(mg/l) 1.890 4.100 6.180 3.420 8.670 2.640 0.137 0.211 0.172 0.198 0.154 0.233 0.143 0.119 0.124 0.272 0.209 0.185 0.111 0.234 0.255 0.101 0.108 0.131 0.186 0.156 0.207 0.165 0.114 0.272 0.177 0.174 0.183 0.181 0.149 1.500 0.220 0.180 0.260 0.220 0.250 1.041 0.157 0.223 0.206 0.224 0.171 0.283 0.236 0.268 0.229 0.198 0.234 0.205 0.157 0.231 0.268 0.270 0.267 0.269 0.237 0.246 0.270 0.265 0.266 0.223 0.275 0.271 0.248 0.287 Phụ lục Bảng p.3 Biến thiên thông số theo thời gian vận hành, OLR=5kgCOD/m3.ngày pH Tuần 10 11 COD (mg/l) Ngày N tkn NH3 NO3(mg/l) Vào Ra Vào Ra E(COD) % Vào Ra E(Nk) % 57 7.12 8.01 1180 61 94.8 50 11 978 0.101 0.283 58 7.20 7.31 1149 57 95.0 46 15 67 0.130 0.270 59 7.14 8.45 1189 49 95.9 51 12 76 0.190 0.230 60 7.21 7.89 1178 46 96.1 49 23 53 0.090 0.290 61 7.13 8.07 1198 48 96.0 55 20 64 0.090 0.290 62 7.18 8.40 1200 49 95.9 60 18 70 1.120 0.270 63 7.17 8.34 1151 50 95.7 58 22 62 1.280 0.370 64 7.16 8.29 1185 48 95.9 59 29 51 1.320 0.420 65 7.17 8.17 1164 45 96.1 58 18 69 1.320 0.420 66 7.12 8.18 1197 47 96.1 60 12 80 1.050 10.730 67 7.13 8.48 1180 44 96.3 59 20 66 2.600 9020 68 7.16 8.21 1145 45 96.1 57 14 76 2.500 1300 69 7.10 8.31 1182 38 96.8 59 12 80 0.430 6.640 70 7.13 8.32 1177 48 95.9 59 12 80 1.880 8.220 71 7.15 8.15 1198 68 94.3 60 19 68 0.860 7.980 72 7.02 8.00 1124 31 97.2 56 17 70 1.341 12.498 73 7.10 8.42 1200 36 97.0 60 11 82 1.340 8.730 74 6.87 8.20 1182 39 96.7 59 19 68 1.245 9.320 75 7.15 8.20 1147 45 96.1 57 24 58 1.338 5.280 76 6.97 8.05 1191 44 96.3 60 22 63 1.027 7.360 77 7.20 8.14 1188 45 96.2 59 15 75 0.977 8.220 Vào IV Ra E(NH3) % NO2(mg/l) Kiềm (mgCaCO3/l) P Vào 14.2 Ra E(P) % Vào Ra Phụ lục pH Tuần 12 13 14 COD (mg/l) Ngày N tkn NH3 - Ra Vào Ra E(NH3) % NO3 (mg/l) Vào Ra Vào Ra Vào Ra E(P) % 78 6.97 8.17 1182 49 95.9 59 14 76 47.0 8.7 81.6 0.800 6.000 14.3 0.95 93.3 79 7.16 8.15 1161 47 96.0 58 13 78 51.8 8.2 84.2 1.046 5.334 14.0 0.73 94.8 80 7.16 8.14 1162 65 94.4 58 19 67 51.8 8.9 81 7.05 8.09 1125 58 94.8 56 14 75 52.0 9.3 82.8 0.772 5.480 14.3 0.9 93.4 82.1 0.312 5.002 15.2 1.2 92.3 82 7.17 8.16 1144 54 95.3 57 23 60 53.5 7.0 86.9 0.400 4.000 14.9 0.8 94.4 83 7.17 8.22 1190 50 95.8 60 24 60 55.0 4.7 91.5 1.010 3.587 15.0 0.78 94.8 84 7.12 8.11 1176 47 96.0 59 15 74 53.2 9.8 81.6 0.548 4.544 15.1 0.97 93.6 85 7.20 7.92 1170 64 94.5 59 11 81 41.0 4.0 90.2 1.829 1.036 12.6 1.6 86 7.20 8.57 1182 54 95.4 59 12 80 52.1 9.7 81.4 2.854 0.000 12.5 87 7.02 8.32 1190 73 88 6.83 8.22 1150 64 93.9 60 18 70 58.8 14.0 76.2 0.403 2.231 94.4 58 19 67 53.2 13.4 74.7 3.172 0.005 89 7.18 8.41 1180 61 94.8 59 16 73 44.8 10.1 77.5 5.205 0.021 90 6.92 8.49 1155 63 94.5 58 21 64 47.6 10.5 77.9 5.895 91 7.13 8.34 1141 78 93.2 57 18 68 42.0 4.3 89.7 92 7.16 8.49 1164 69 94.1 58 14 76 33.6 9.5 93 7.19 8.47 1174 73 93.7 59 13 78 39.2 94 7.14 8.42 1181 67 94.4 56 13 77 95 7.15 8.36 1142 69 94.0 57 19 67 96 7.18 8.43 1139 78 93.2 57 19 97 7.15 8.35 1147 65 94.3 57 98 7.19 8.48 1185 71 94.0 59 Vào E(Nk) % NO2 (mg/l) E(COD) % Kiềm (mgCaCO3/l) P - Vào Ra 87.2 560 620 1.5 87.9 1000 800 9.9 1.1 88.9 1000 816 13.7 0.7 95.2 640 744 10.9 0.7 93.2 500 480 1.020 9.8 0.9 90.8 640 580 4.132 1.009 13.1 1.1 91.6 800 740 71.7 11.870 0.340 9.7 1.3 86.6 560 616 5.0 87.3 0.477 0.000 9.2 1.3 86.1 660 700 34.6 8.7 74.9 4.493 0.000 10.2 1.3 87.3 640 560 35.5 8.3 76.6 0.630 0.000 9.2 0.8 91.2 640 680 67 38.1 3.9 89.7 16.623 0.285 9.7 0.9 90.3 740 720 15 74 39.3 4.5 88.5 7.712 0.120 13.9 0.9 93.5 616 604 14 76 42.0 5.6 86.7 4.571 0.053 10.3 1.3 87.8 416 520 V Phụ lục Bảng p.4 Biến thiên thông số theo thời gian vận hành, OLR=7.5kgCOD/m3.ngày pH Tuần 15 16 COD (mg/l) Ngày N tkn NH3 NO2(mg/l) NO3(mg/l) Vào Ra Vào Ra E(COD) % Vào Ra E(Nk) % Vào Ra E(NH3) % 99 7.08 8.23 1761 120 93.2 108 44.0 59 44.0 10.2 76.8 5.371 100 7.17 8.39 1775 102 94.3 96 25.0 74 58.0 6.5 88.8 101 6.97 8.32 1770 103 94.2 111 50.0 55 70.4 12.2 102 7.09 8.72 1759 105 94.0 99 17.8 82 48.8 103 6.97 8.40 1786 112 93.7 104 39.9 61 67.2 104 7.18 8.40 1805 117 93.5 108 52.1 52 105 7.10 8.40 1768 101 94.3 112 41.4 106 7.16 8.30 1801 100 94.4 103 107 7.14 8.30 1752 160 90.9 108 7.02 8.32 1793 111 109 7.18 8.59 1768 110 6.97 8.40 1783 111 7.13 8.23 112 6.87 8.40 Kiềm (mgCaCO3/l) P Vào Ra E(P) % Vào Ra 3.014 17.0 3.2 81.2 651 842 6.429 3.296 19.3 2.1 89.1 600 795 82.7 2.055 1.023 17.6 3.4 80.7 750 825 12.4 74.6 1.407 0.719 20.2 3.9 80.7 768 770 12.4 81.5 0.071 1.687 21.0 2.6 87.6 600 800 51.5 15.1 70.7 0.876 2.393 18.1 2.4 86.9 800 810 63 72.8 19.9 72.7 1.972 0.990 20.4 1.4 93.2 880 908 28.0 73 71.7 18.2 74.6 0.583 0.476 18.2 2.7 85.2 720 600 124 52.0 58 65.5 13.6 79.2 0.153 0.193 17.5 0.9 94.9 600 795 93.8 143 49.3 65 68.9 18.5 73.1 0.279 0.190 17.9 1.3 92.7 750 825 135 92.4 119 60.5 49 75.0 12.1 83.9 0.427 0.002 17.2 1.8 89.5 768 770 153 91.4 117 41.0 65 65.0 9.5 85.4 0.411 0.197 18.8 3.0 84.0 600 800 1773 117 93.4 101 33.0 67 78.8 10.4 86.8 0.133 0.177 18.5 2.7 85.4 800 810 1750 98 94.4 116 43.0 63 75.6 10.9 85.6 0.370 0.222 17.2 1.5 91.3 880 908 VI Phụ lục Bảng p.5 Biến thiên thông số theo thời gian vận hành, OLR = 10kgCOD/m3.ngày pH Tuần 17 18 COD (mg/l) Ngày N tkn NH3 - Ra Vào Ra E(NH3) % NO3 (mg/l) Vào Ra Vào Ra Vào Ra E(P) % Vào Ra 113 7.13 8.30 2359 192 91.9 121 52.0 57 62.7 12.8 79.6 0.011 0.058 22.1 2.9 86.9 600 840 114 7.18 8.20 2356 146 93.8 104 25.1 76 54.9 16.2 70.4 115 7.00 8.40 2340 116 95.0 113 40.5 64 66.6 19.0 71.4 0.009 0.088 21.9 1.2 94.3 1120 1040 0.007 0.067 21.6 1.7 92.1 540 1020 116 6.89 8.35 2377 120 95.0 131 44.0 66 73.0 15.0 79.5 0.055 0.077 19.3 2.2 88.6 750 842 117 6.98 8.24 2385 147 93.8 163 58.7 64 103.6 17.1 83.5 0.085 0.053 17.3 1.4 92.0 1000 1320 118 7.07 8.31 2361 122 94.8 141 55.0 61 77.0 13.0 83.1 0.011 0.038 18.8 1.1 94.1 812 890 119 7.15 8.18 2350 108 95.4 135 52.0 61 69.0 17.0 75.4 0.012 0.081 20.7 2.4 88.4 810 1050 120 7.11 8.24 2385 159 93.3 122 45.0 63 73.4 14.5 80.2 0.020 0.054 23.3 3.1 86.7 775 1000 121 7.20 8.33 2310 91 96.1 122 7.14 8.40 2386 113 95.3 121 40.0 67 65.9 12.1 81.7 0.019 0.039 24 2.2 90.8 700 910 110 33.6 69 67.2 14.3 78.7 0.015 0.035 20.1 0.7 96.5 640 1080 123 7.10 8.40 2458 87 96.5 108 29.5 73 61.8 11.2 81.9 0.016 0.137 21.1 1.9 91.0 650 880 124 7.01 8.40 2399 101 95.8 114 32.0 72 66.4 9.9 85.1 0.019 0.044 18.2 1.32 92.7 685 760 125 6.99 8.22 2375 95 96.0 123 34.0 72 67.0 10.1 84.9 0.014 0.047 21.4 1.2 94.4 896 1054 126 6.85 8.32 2364 87 96.3 109 28.7 74 71.0 12.2 82.8 0.027 0.121 20.4 1.35 93.4 871 1205 Vào E(Nk) % NO2 (mg/l) E(COD) % Kiềm (mgCaCO3/l) P - VII Phụ lục Bảng p.6 Biến thiên hàm lượng sinh khối, SVI VSSe theo thời gian vận hành, OLR = 2.5kgCOD/m3.ngày Tuần Ngày 10 12 14 15 17 19 21 MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l) VSS/SS SVI (ml/g) VSSe (mg/L) 7213 5874 6350 6612 6722 5667 6635 5300 5310 4523 3523 3452 3752 3775 3627 3521 4310 4944 4802 3972 4978 4120 4114 3585 2804 2764 3064 3102 50.3 59.9 67.9 74.8 71.4 70.1 75.0 77.7 77.5 79.3 79.6 80.1 81.7 82.2 115.5 102.1 94.5 75.6 79.3 88.2 68.0 65.7 50.2 59.0 49.2 48.3 44.4 44.2 375 306 171 168 105 121 155 152 163 222 315 233 111 94 Bảng p.7 Biến thiên hàm lượng sinh khối, SVI VSSe theo thời gian vận hành, OLR=3.2kgCOD/m3.ngày Tuần Ngày 22 25 28 31 33 36 39 41 45 48 50 53 56 MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l) VSS/SS SVI (ml/g) VSSe (mg/L) 3823 4023 4212 4389 3588 3758 4258 4366 3791 4271 4746 3758 4681 3020 3220 3501 3718 2950 3011 3511 3642 3071 3561 3985 2991 3883 79.0 80.0 83.1 84.7 82.2 80.1 82.5 83.4 81.0 83.4 84.0 79.6 83.0 45.3 43.3 41.3 40.3 41.8 44.3 44.6 42.0 44.0 42.9 42.1 44.3 42.7 257 134 125 107 250 201 157 97 263 249 138 316 290 VIII Phụ lục Bảng p.8 Biến thiên hàm lượng sinh khối, SVI VSSe theo thời gian vận hành, OLR = 5kgCOD/m3.ngày Tuần Ngày 10 11 12 13 14 58 60 63 65 69 72 75 78 80 83 85 90 92 94 96 MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l) VSS/SS SVI (ml/g) VSSe (mg/L) 6712 7012 6959 7028 7102 6970 6687 6840 5360 6570 6940 6421 6240 6835 5730 5584 5971 5854 5835 5914 6415 6099 6220 4791 6003 6140 5730 5389 5996 5130 83.2 85.2 84.1 83.0 83.3 92.0 91.2 90.9 89.4 91.4 88.5 89.2 86.4 87.7 89.5 49.7 47.5 47.9 42.7 42.2 43.0 44.9 39.0 42.9 40.6 33.6 41.5 42.7 43.9 40.7 624 518 407 286 302 197 218 181 231 123 124 238 154 140 190 Bảng p.9 Biến thiên hàm lượng sinh khối, SVI VSSe theo thời gian vận hành, OLR=7.5kgCOD/m3.ngày Tuần Ngày 15 16 99 102 105 107 109 112 MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l) VSS/SS SVI (ml/g) VSSe (mg/L) 7365 7550 7602 7010 6530 7532 6432 6671 6742 5900 5700 6923 87.3 88.4 88.7 84.2 87.3 91.9 45.3 35.3 35.1 39.0 38.3 35.4 93 85 57 82 49 48 Bảng p.10 Biến thiên hàm lượng sinh khối, SVI VSSe theo thời gian vận hành, OLR = 10kgCOD/m3.ngày Tuần Ngày 17 18 113 116 119 120 123 126 MLSS (mg/l) 7792 7880 8140 8020 8223 8523 MLVSS (mg/l) 6897 7240 7420 7280 7551 7584 IX VSS/SS SVI (ml/g) 88.5 91.9 91.2 90.8 91.8 89.0 51.3 44.4 41.0 43.6 47.4 45.8 VSSe (mg/L) 706 416 433 686 800 545 Phụ lục Bảng p.11 Biến thiên thông số khảo sát theo thời gian sục khí, OLR=2.5kgCOD/m3.ngày (ngày 19) Thời gian (phút) pH DO (mg/L) COD (mg/L) 15 30 40 60 90 120 170 7.16 8.00 8.10 8.23 8.21 8.23 8.26 8.21 1.99 5.01 5.36 5.57 5.67 5.92 5.93 6.42 592 433 197 129 25 61 90 45 Bảng p.12 Biến thiên thơng số khảo sát theo thời gian sục khí, OLR=3.2kgCOD/m3.ngày (ngày 47) Thời gian (phút) pH DO (mg/L) COD (mg/L) NO2 NO3 20 40 60 90 120 150 170 7.12 7.75 7.76 8.00 8.05 8.12 8.05 8.10 0.74 3.68 3.91 3.91 4.57 4.84 4.98 5.04 753 164 67 52 48 40 40 48 0.67 3.68 1.55 1.90 1.05 0.22 0.18 0.09 0.10 0.16 0.00 0.25 0.25 0.23 X Phụ lục Bảng p.13 Biến thiên thông số khảo sát theo thời gian sục khí, OLR=5kgCOD/m3.ngày (ngày94) Thời gian (phút) pH DO (mg/L) COD (mg/L) NH3 NO2 NO3 P 10 20 30 40 50 60 80 100 120 140 160 170 7.14 7.90 8.31 8.41 8.31 8.25 8.28 8.31 8.34 8.42 8.44 8.49 8.42 0.82 2.56 2.62 2.91 3.80 4.70 4.66 4.78 4.74 4.78 4.87 4.92 5.01 1181 476 305 166 61 33 46 51 57 55 60 55 67 34.6 11.2 5.0 10.7 2.0 2.6 3.2 9.3 0.0 0.0 1.1 4.8 8.7 0.000 0.000 0.843 0.542 0.995 0.936 0.279 0.882 0.562 0.000 0.424 2.832 4.493 0.203 0 0 0 0 0 10.2 0.6 0.6 0.4 0.4 0.6 0.2 0.5 0.5 0.6 0.7 0.1 1.3 Bảng p.14 Biến thiên thông số khảo sát theo thời gian sục khí, OLR=7.5kgCOD/m3.ngày (ngày 109) Thời gian (phút) pH DO (mg/L) COD (mg/L) NH3 NO2 NO3 P 10 20 30 40 50 60 80 100 120 140 160 170 7.18 8.13 8.28 8.37 8.50 8.37 8.51 8.28 8.42 8.51 8.60 8.61 8.59 0.90 3.16 3.19 3.35 3.50 3.83 4.50 5.09 5.70 5.60 5.33 5.25 5.16 1768 814 695 511 324 208 180 137 172 123 120 132 135 75.0 29.7 31.4 26.3 27.7 29.2 20.7 13.9 13.9 12.8 12.9 13.1 12.1 0.000 0.075 0.076 0.064 0.073 0.046 0.059 0.033 0.026 0.021 0.063 0.324 0.427 0.010 0.021 0.031 0.037 0.051 0.055 0.034 0.028 0.012 0.007 0.006 0.002 17.2 7.1 4.4 2.7 2.4 2.9 1.9 3.5 2.7 2.4 1.8 2.4 1.8 XI Phụ lục Bảng p.15 Biến thiên thông số khảo sát theo thời gian sục khí, OLR=10kgCOD/m3.ngày (ngày 123) Thời gian (phút) pH DO (mg/L) COD (mg/L) NH3 NO2 NO3 P 10 20 30 40 50 60 80 100 120 140 160 170 7.10 7.50 7.90 8.00 8.05 8.15 8.20 8.30 8.40 8.40 8.30 8.40 8.40 0.89 0.94 1.20 1.52 1.60 1.65 1.82 1.90 2.00 2.99 3.56 3.20 3.44 2458 1098 1164 713 682 681 498 385 268 127 103 95 87 61.8 30.2 21.1 23.1 27.0 19.5 12.5 12.1 13.8 11.3 11.2 11.5 11.2 0.000 0.022 0.012 0.014 0.006 0.011 0.010 0.008 0.012 0.011 0.014 0.010 0.016 0.282 0.346 0.100 0.344 0.229 0.247 0.150 0.238 0.225 0.239 0.231 0.137 21.1 4.1 2.5 1.7 2.4 3.6 1.1 0.7 2.5 0.4 2.6 0.7 1.9 XII Phụ lục PHỤ LỤC 3: Các hình ảnh q trình nghiên cứu Hình p.1 Mơ hình thí nghiệm bể phản ứng khí nâng mẻ (SBAR) Hình p.2 Bùn hạt hình thành bể phản ứng SBAR Bùn hạt Lõi bùn hạt Bùn hạt bị vỡ Hình p.3 Bùn hạt phân thành lớp rõ ràng (tuần 17-18) XIII Phụ lục Bùn hạt (4X) Bùn hạt (4X) Bùn hạt nghiền (4X) Chlamydomonas sp (20X) Stigeoclonium sp (20X) Protozoa - Cilia (20X) Chlamydomonas sp (40X) Stigeoclonium sp (40X) Protozoa - Cilia (40X) Hình p.4 Bùn hạt nghiền soi tươi (tuần 14) Cilia trực khuẩn Trực cầu khuẩn Cilia trực khuẩn Tảo Cấu trúc bùn hạt Cấu trúc bùn hạt Hình p.5 Bùn hạt nghiền, nhuộm gram xem ống kính 40X (tuần 14) XIV Phụ lục Tảo Vilvox sp Protozoa - Cilia Tảo Cilia Hình 0.6 Bơng bùn rời soi tươi ống kính 40X (tuần 17-18) Tảo vi khuẩn sợi Tảo vi khuẩn sợi Protozoa - Cilia Tảo, vi khuẩn sợi Cilia Hình p.7 Bơng bùn rời nhuộm gram xem ống kính 40X (tuần 17-18) Tảo lục, tảo nâu vi khuẩn sợi Hình p.8 Lớp ngồi bùn hạt soi tươi ống kính 40X (tuần 17-18) XV Phụ lục Tảo vi khuẩn sợi Hình p.9 Lớp bùn hạt nhuộm gram, xem ống kính 40X (tuần 17-18) Tảo lục, tảo nâu vi khuẩn sợi Hình p.10 Lõi bùn hạt soi tươi ống kính 40X (tuần 17-18) Tảo lục, tảo nâu vi khuẩn sợi Hình p.11 Lõi bùn hạt nhuộm gram xem ống kính 40X (tuần 17-18) XVI ... thuyết trình tạo bùn hạt hiếu khí - Cấu trúc tính chất bùn hạt hiếu khí - Ưu, nhược điểm bùn hạt hiếu khí - Cơ chế q trình tạo hùn hạt hiếu khí - Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình tạo bùn hạt hiếu khí. .. nghệ Môi trường MSHV: 02506575 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT HIẾU KHÍ TRÊN MƠ HÌNH PHẢN ỨNG KHÍ NÂNG TỪNG MẺ (SBAR) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG § Nhiệm vụ: - Nghiên cứu khả tạo bùn hạt. .. khí, ứng dụng rộng rãi bể bùn kị khí dịng chảy ngược (UASB) Tuy nhiên, q trình tạo bùn hạt mơ hình hiếu khí vấn đề nghiên cứu 2.1 Lý thuyết bùn hạt hiếu khí 2.1.1 Khái niệm bùn hạt hiếu khí Bùn