Nghiên cứu công nghệ xử lý amoni trong nước thải của công ty TNHH một thành viên phân đạm và hoá chất Hà Bắc bằng phương pháp vi sinh

Nghiên cứu công nghệ xử lý amoni trong nước thải của công ty TNHH một thành viên phân đạm và hoá chất Hà Bắc bằng phương pháp vi sinh Nghiên cứu công nghệ xử lý amoni trong nước thải của công ty TNHH một thành viên phân đạm và hoá chất Hà Bắc bằng phương pháp vi sinh luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

NGUYỄN HỮU DƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HỮU DƯƠNG QUÁ TRÌNH-THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HỐ HỌC VÀ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI CỦA CƠNG TY TNHH MỘT THÀNH VIÊN PHÂN ĐẠM VÀ HỐ CHẤT HÀ BẮC BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC KHỐ 2008-2010 HÀ NỘI – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HỮU DƯƠNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TNHH MỘT THÀNH VIÊN PHÂN ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT HÀ BẮC BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH CHUN NGÀNH: Q TRÌNH-THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HỐ HỌC VÀ THỰC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ THỊ PHƯƠNG ANH HÀ NỘI – 2010 Lời tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới TS Vũ Thị Phương Anh-người giúp đỡ tơi tận tình q trình tơi thực Luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn tới thầy giáo, cô giáo Bộ môn Quá trình-Thiết bị Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm-Trường ĐHBK Hà Nội giúp đỡ tơi q trình học tập trình thực Luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn tới: Trung tâm mơi trường, Trung tâm phân tích, Trung tâm ngun phụ liệu-Viện Nghiên cứu Da-Giầy Khoa Cơng nghệ hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐH Quốc gia HN Công ty TNHH thành viên phân đạm hóa chất Hà Bắc Đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện để tơi thực nội dung nghiên cứu Hà Nội, ngày 15 tháng 11 năm 2010 Tác giả Luận văn Nguyễn Hữu Dương LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Hữu Dương Sinh ngày: 11 tháng 10 năm 1984 Khoa: Công nghệ Hóa học Chun ngành: Q trình-Thiết bị Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Khóa: 2008-2010 Tơi xin cam đoan: Đây cơng trình nghiên cứu tơi thực hướng dẫn TS Vũ Thị Phương Anh-Bộ mơn Q trình-Thiết bị Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Luận văn Nguyễn Hữu Dương MỤC LỤC TRANG DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu xử lý amonia giới nước 1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu xử lý amonia giới 1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu xử lý amonia nước 1.2 Cơ sở lý thuyết đề tài 12 1.2.1 Phương pháp Sharon 12 1.2.1.1 Nguyên tắc phương pháp 12 1.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình nitrit hố theo phương pháp Sharon 13 1.2.2 Phương pháp Anammox 19 1.2.2.1 Nguyên tắc phương pháp 19 1.2.2.2 Các điều kiện ảnh hưởng 24 1.2.3 Phương pháp kết hợp Sharon/anammox 27 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 29 2.1 Xây dựng hệ thống thí nghiệm xử lý nước thải chứa amoni phương pháp kết hợp Sharon/Anammox 29 2.1.1 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm xử lý nước thải chứa amoni phương pháp kết hợp Sharon/Anammox 29 2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 29 2.1.3 Vận hành hệ thống: 31 2.2 Phương pháp phân tích 32 2.2.1 Xác định hàm lượng amoni phương pháp so màu với thuốc thử Nessler 32 2.2.2 Xác định hàm lượng Nitrit nước phương pháp so màu với thuốc thử Griss 35 2.2.3 Xác định hàm lượng nitrat nước phương pháp so màu với thuốc thử phenoldisunfonic 38 2.3 Xây dựng mơ hình vật lý mơ tả trình xử lý nước thải chứa amoni phương pháp kết hợp Sharon/Anammox 41 2.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng lên trình Sharon/Anammox 41 2.3.2 Xác định chuẩn số đơn giản 42 2.3.3 Thống kê đại lượng lại lập ma trận thứ nguyên 43 2.3.4 Xây dựng giải phương trình thứ nguyên 44 2.3.5 Thống kê chuẩn số lập mơ hình vật lý 45 2.3.6 Xác định tham số mơ hình vật lý 46 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 3.1 Giai đoạn vận hành thích nghi 47 3.2 Kết nghiên cứu giai đoạn vận hành ổn định 49 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng lưu lượng khí đến hiệu suất chuyển hoá amoni 49 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ amoni đầu vào tới hiệu suất chuyển hóa 51 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian lưu tới hiệu suất chuyển hóa amoni 53 3.3 Xác định thông số mơ hình vật lý 56 3.4 Kiểm tra tính tương hợp mơ hình vật lý 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC cứu thực nghiệm hệ thống pilot trước triển khai quy mơ cơng nghiệp Do đó, Luận văn kiến nghị tiếp tục nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ xử lý nước thải chứa amoni nồng độ cao hệ thống xử lý quy mô pilot 500lit/h 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng việt TS Lều Thọ Bách (2006), Nghiên cứu mơ hình đề xuất phương án khả thi xử lý sinh học nitơ amôn nước ngầm Hà Nội, Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường-Đại học Xây dựng Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ phốtpho, Nhà xuất Khoa học tự nhiên cơng nghệ, Hà Nội Đặng Kim Chi (1998), Hố học môi trường, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội TS Trần Thị Hiền Hoa Cộng tác viên, Loại bỏ nitơ trình anammox sử dụng hạt PVA-Gel làm vật liệu mang, Hội nghị Khoa học Công nghệ Đại học Xây dựng lần thứ 15, TS Nguyễn Xuân Hoàn, Nghiên cứu xử lý ammonium nồng độ thấp nước thải sinh hoạt phương pháp anammox, Trường Đại học Công Nghiệp Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Hưng (2009), Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý amoni theo phương pháp vi sinh, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường ĐHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Thị Lan (2002),"Quy trình thiết bị xử lý nước thải giàu hữu cơ, nitơ phospho", Đơn đăng ký sáng chế, (số 2-2002-00059) Phạm Khắc Liệu (2008), "Phát triển trình xử lý sinh học loại nitơ nước thải sở phản ứng anammox", Tạp chí khoa học-Đại học Huế, (Số 48), 109-117, Nguyễn Văn Phước (2007), Xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, Nhà xuất xây dựng 10 Lê Công Nhất Phương Cộng tác viên (2007), "Nghiên cứu ảnh hưởng HTR, COD/N PH nhóm vi khuẩn anammox đến cơng nghệ xử 67 lý nước thải nuôi heo", Hội nghị Khoa học Công nghệ 2007, 141-146, 11 Lê Công Nhất Phương Cộng tác viên (2007), "Ứng dụng phương pháp ôxy có hạn kỵ khí để xử lý ammoium nước thải nuôi heo", Hội nghị Khoa học Công nghệ 2007, 109-114, 12 Lê Công Nhất Phương Trần Hiếu Nhuệ (2008), "Nghiên cứu làm giàu định danh nhóm vi khuẩn anammox", Tạp chí Xây dựng, 38-41, 13 Lê Công Nhất Phương Cộng tác viên (2007), "Nghiên cứu làm giàu nhóm vi khuẩn anammox từ bùn hoạt tính kỵ khí hệ thống xử lý nước rỉ rác", Hội nghị Khoa học Công nghệ 2007, 134-139, 14 Nguyễn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm (2005), Kỹ thuật hệ thống cơng nghệ hố học, tập (1), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 15 Novozyms Biologicals, inc, "Chế phẩm chứa hỗn hợp vi khuẩn cộng sinh", Đơn đăng ký sáng chế, (số 1-2007-00990) 16 Viện Công nghệ Sinh học (2003), "Phương pháp khử nitơ liên kết nước ăn uống", Đơn đăng ký sáng chế, (số 2-2003-00008) B Tài liệu tiếng Anh 17 Adrianus van Haandel and Jeroen van der Lubbe (2007), Handbook Biological Wastewater Treatment 18 Albert Magrí, Francina Sole-Mauri, Jecús Colprim, Xavier Flotats (2007), Model based evaluation of partial nitritation in a SHARON reactor, Unversitat de Girona 19 Albert Magrí, Luiís Corominas, Helio López, "A model for the simulation of the sharon process: pH as a key factor" 20 Ana Dapena-Mora (2004), "Enrichment of Anammox biomass from municipal activated sludge: experimental and modelling results", Journal of Chemical Technology and Biotechnology, (79), 1421–1428, 21 Atkins Water & Wastewater (2007), "Overview of novel nitrogen removal 68 processes for treatment of ammonium-rich side streams", 5th CIWEM North Western & North Wales Wastewater Treatment Conference 22 Beata Szatkowska (2007), Performance and control of biofilm systems with partial nitritation and Anammox for supernatant treatment, KTH Land and Water Resources Engineering 23 E.I.P Volcke, M.C.M van Loosdrecht and P.A Vanrolleghem (2006), "Controlling the Nitrit:ammonium ratio in a SHARON reactor in view of its coupling with an Anammox process", Water Science & Technology, Vol 53 (No 4–5), pp 45–54, IWA 24 Eveline I.P Volcke, Chris Hellinga, Sammy Van Den Broeck, Mark C.M van Loosdrecht, Peter A Vanrolleghem (2002), "Modelling the sharon process in view of coupling with anammox" 25 G J Notenboom,High rate treatment with the Sharon process of wastewater from solid waste digestion, Grontmij Water & Waste Management, Consulting Engineers 26 Grontmij Nederland BV (2007), SHARON N-removal over Nitrit for treatment of nitrogen-rich wastewaters 27 Grzegorz Cema (2009), Comparative study on different anammox systems, KTH Land and Water Resources Engineering 28 Heijnen, Joseph Johannes, Van Loosdrecht, Marinus Cornelis Maria (1996), Biological treatment of wastewater, Patent application No 97202539,9, 29 J Dosta, I Fern´andez (2008), "Short- and long-term effects of temperature on the Anammox process", Journal of Hazardous Materials, (154) 688–693, 30 J.W Mulder, J.O.J Duin, J Goverde, W.G Poiesz, H.M van Veldhuizen, R van 69 Kempen, P Roeleveld (2006), Full-Scale Experience with the Sharon Process through the eyes of the operator, Water Environment Foundation 31 Jingjing Yang (2009), Optimization of CANON process and start up process, KTH Land and Water Resources Engineering 32 Joan Mata Álvarez (2007), Operation and model description of advanced biological nitrogen removal treatments of highly ammonium loaded wastewaters, University of barcelona 33 Kenji Furukawa, "Method for treating ammonia-containing wastewater", Patent Application, (No US 2007/0218537) 34 Klimiuk E., Kulikowska D (2006), "The Influence of Hydraulic Retention Time and Sludge Age on the Kinetics of Nitrogen Removal from Leachate in SBR", Polish J Environ Stud., Vol 15 (No 2), 283289, 35 Konrad Rüdiger Egli (2003), On the use of anammox in treating ammonium-rich wastewater, Swiss Federal Institute of technology zurich 36 Md Tauhid-Ur-Rahman (2005), Application of Multivariate Data Analysis for Assessment of Partial Nitritation/ANAMMOX Process, KTH Land and Water Resources Engineering 37 Mosquera-Corral A., Gonza´lez F., Campos J.L., Me´ndez R (2005), "Partial nitrification in a Sharon reactor in the presence of salts and organic carbon compounds", Process Biochemistry, (40), 3109-3118, 38 Nutchanat Chamchoi (2007), Cultivation and application of anammox organisms for high nitrogen wastewater treatment, Sirindhorn International Institute of Technology Thammasat University 39 Romeo E Capuno, Jr (2007), Mathematical Modeling for Nitrogen Removal via a Nitritation: Anaerobic Ammonium Oxidation-Coupled Biofilm in a Hollow Fiber Membrane Bioreactor and a Rotating 70 ... VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HỮU DƯƠNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TNHH MỘT THÀNH VI? ?N PHÂN ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT HÀ BẮC BẰNG... DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỨA AMONI CỦA CƠNG TY TNHH MỘT THÀNH VI? ?N PHÂN ĐẠM VÀ HĨA CHẤT HÀ BẮC Ở QUY MÔ 500LIT/H Luận văn tiến hành xây dựng hệ thống xử lý nước thải chứa amoni với lưu... Xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, Nhà xuất xây dựng 10 Lê Công Nhất Phương Cộng tác vi? ?n (2007), "Nghiên cứu ảnh hưởng HTR, COD/N PH nhóm vi khuẩn anammox đến công nghệ