Đề tài nghiên cứu xử lý ô nhiễm dầu khoáng trong bùn thải kênh tân hóa lò gốm bằng phương pháp vi sinh

Nghiên cứu xử lý nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU NỘI DUNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1 PHÂN TÍCH HĨA-LÝ CỦA BÙN 5.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VI SINH 5.3 THIẾT LẬP MƠ HÌNH XỬ LÝ BÙN PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KÊNH TÂN HĨA – LỊ GỐM 1.2 BÙN Ơ NHIỄM DẦU KHỐNG KÊNH TÂN HĨA – LỊ GỐM 1.2.1 Hiện trạng nhiễm dầu khống kênh Tân Hóa - Lị Gốm, Cầu Hậu Giang 1.2.2 Nguyên nhân ô nhiễm 10 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA BÙN Ô NHIỄM DẦU ĐẾN MÔI TRƯỜNG 11 1.3.1 Ô nhiễm bùn – nước 11 1.3.2 Ảnh hưởng dầu đến khu vực thải bỏ bùn 12 1.3.3 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái 12 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 2.1 CÁC NHÓM VI SINH VẬT CĨ KHẢ NĂNG PHÂN HUỶ DẦU KHỐNG 13 2.1.1 Nhóm vi khuẩn hiếu khí 13 2.1.2 Nhóm vi khuẩn kỵ khí 13 2.1.3 Nhóm nấm 14 2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÂN HỦY SINH HỌC CỦA DẦU KHOÁNG 14 2.2.1 Oxy 14   Nghiên cứu xử lý nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh 2.2.2 Nhiệt độ 15 2.2.3 Các chất dinh dưỡng 15 2.2.4 Ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt sinh học 16 2.2.5 Các nhân tố khác 16 2.3 CÔNG NGHỆ SINH HỌC XỬ LÝ BÙN Ô NHIỄM DẦU 16 2.3.1 Kỹ thuật xử lý 16 2.3.2 Công nghệ 17 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 18 3.1.1 Mẫu bùn 18 3.1.2 Các thành phần phối trộn thêm 19 3.2 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 19 3.2.1 Hóa chất 19 3.2.2 Dụng cụ thiết bị 20 3.3.3 Thiết kế mơ hình 20 3.3.3.1 Mơ hình khô 20 3.3.3.2 Mơ hình ướt 24 3.3.3.3 Mơ hình bán ướt 25 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ – THẢO LUẬN 27 4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MƠ HÌNH KHƠ 27 4.1.1 Bùn đầu vào 27 4.1.2 Kết phân tích mơ hình thí nghiệm 27 4.1.2.1 pH 27 4.1.2.2 Độ ẩm 28 4.1.2.3 Tổng vi khuẩn hiếu khí (TVKHK) 28 4.1.2.4 Tổng vi khuẩn hiếu khí phân hủy dầu (TVKHKPHD) 29 4.1.2.5 Tổng vi nấm 30 4.1.2.6 Tổng xạ khuẩn 30   Nghiên cứu xử lý nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh 4.1.2.7 Tổng vi khuẩn kỵ khí (TVKKK) 31 4.1.2.8 Hàm lượng dầu 31 4.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MƠ HÌNH ƯỚT 33 4.2.1 Bùn đầu vào 33 4.2.2 Kết mơ hình thí nghiệm 33 4.2.2.1 pH DO 33 4.2.2.2 Tổng vi khuẩn hiếu khí 33 4.2.2.3 Hàm lượng dầu 34 4.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MƠ HÌNH BÁN ƯỚT 35 4.3.1 Bùn đầu vào 35 4.3.2 Kết phân tích mơ hình bán ướt 35 4.3.2.1 Tổng vi khuẩn hiếu khí 35 4.3.2.2 Hàm lượng dầu 36 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 5.1 KẾT LUẬN 37 5.2 KIẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40   Nghiên cứu xử lý nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh PHẦN 1: MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, đôi với việc kinh tế - xã hội phát triển Thành phố Hồ Chí Minh (Tp HCM) gặp phải vấn đề nhiễm môi trường ngày trầm trọng, kênh rạch Thành phố chịu ô nhiễm rõ ràng Ngồi nhiễm chất thải rắn, kênh rạch cịn nhiễm nước thải Nước kênh rạch ô nhiễm nhiều chất vơ hịa tan, hữu cơ, dầu vi sinh ngày nặng nề Theo tài liệu Sở Tài Mơi trường Tp HCM, trung bình ngày Thành phố có gần 3.000 bùn thải khơng xử lý, tái chế Bùn thải chủ yếu tập trung bãi đổ bùn: Vườn Lan (Quận Tân Bình) Phạm Văn Hai (Huyện Bình Chánh), dùng san lấp đường (Quận 7), khu dân cư (Quận 2)… gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng sức khỏe dân khu vực[32],[34] Bùn nạo vét (hay bùn thải) kênh rạch thường đa dạng thành phần chất ô nhiễm hoạt động kinh doanh, sản xuất sinh hoạt người Các chất ô nhiễm xả thải trực tiếp xuống kênh rạch không qua xử lý Bùn thải gây ô nhiễm môi trường (đất, nước, khơng khí) ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng khu vực Tuy nhiên, công tác quản lý bùn thải Thành phố vấn đề mới, cho nên, dù quy hoạch khu liên hợp xử lý, tái chế chất thải rắn… chưa có quy hoạch khu vực xử lý bùn thải [31],[32],[34] Kênh Hậu Giang, phần hệ thống kênh Tân Hóa – Lò Gốm, Quận 6, Tp HCM kênh chết tác động người Bùn kênh Tân Hóa – Lị Gốm chứa nhiều chủng loại chất thải ô nhiễm Theo khảo sát tiến sĩ Lê Phi Nga cộng hàm lượng dầu khống bùn kênh Tân Hóa – Lị Gốm, vị trí cầu Hậu Giang 4.326 mg/kg cầu Hịa Bình 4.4269 mg/kg Thành phần hydrocacbon dầu khống bùn chủ yếu gồm nhóm chính: hydrocacbon thẳng, hydrocacbon mạch vòng, resin asphatenes Trong vấn đề xử lý hàm lượng dầu khoáng bùn,   Nghiên cứu xử lý nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh tức giảm thiểu thành phần gây độc ô nhiễm cho môi trường người Công nghệ sinh học lựa chọn cho công tác xử lý bùn nhiễm dầu khống tính thân thiện với môi trường [3], [4], [28] Công nghệ sinh học ứng dụng sinh trưởng phát triển vi sinh vật (VSV), chất ô nhiễm VSV đồng hóa hay dị hóa tạo lượng sinh khối Trong trình sống, VSV phân hủy chất ô nhiễm theo chế trực tiếp hay gián tiếp Nhiều VSV sử dụng hydrocacbon dầu khống làm nguồn cacbon nguồn lượng Trong trình hydrocacbon bị oxy hóa, bẻ mạch… đến hợp chất đơn giản đến sản phẩm cuối CO2, nước sinh khối VSV hiếu khí đóng vai trị quan trọng q trình phân hủy hydrocacbon, số VSV kỵ khí tham gia vào trình phân hủy hydrocacbon Khi nguồn hydrocarbon tiêu thụ hết sinh khối VSV tự bị phân rã theo chu trình sinh hóa số lượng lại trở điều kiện ban đầu, không gây ảnh hưởng đến môi trường [2],[14],[17] Công nghệ xử lý bùn ô nhiễm dầu phương pháp vi sinh chọn nghiên cứu xử lý bùn nhiễm dầu khống kênh Tân Hóa – Lị Gốm Đề tài “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Ơ NHIỄM DẦU KHỐNG TRONG BÙN THẢI KÊNH TÂN HĨA – LỊ GỐM BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH” góp phần vào giải pháp giảm thiểu nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa-Lị Gốm nói riêng bùn nhiễm dầu khống Tp HCM nói chung MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Loại bỏ hydrocacbon bùn thải phương pháp vi sinh nhằm giảm thiểu ô nhiễm cho môi trường ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu bùn ô nhiễm dầu khống kênh Tân Hóa – Lị Gốm Cơng cụ xử lý hệ vi sinh vật phân hủy hydrocacbon   Nghiên cứu xử lý ô nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh Phạm vi nghiên cứu bùn kênh Tân Hóa – Lị Gốm, bùn kênh (hay bùn kênh rạch) nghiên cứu xử lý truớc thải bỏ truờng (hay gọi bùn nạo vét bùn thải) Vị trí lấy mẫu nghiên cứu cầu Hậu Giang, Quận 6, Thành phố Hồ Chí Minh Quy mơ nghiên cứu: bán pilot, kích thước mơ hình 50cm chiều dài x 50 cm chiều rộng x 20cm chiều cao NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thành phần hóa - lý vi sinh mẫu bùn Thử nghiệm mơ hình xử lý bùn nhiễm dầu quy mơ phịng thí nghiệm bán pilot Đánh giá kết nghiên cứu dựa hiệu suất phân hủy dầu tiêu hóa lý vi sinh Đề xuất mơ hình thử nghiệm quy mô pilot PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1 PHÂN TÍCH HĨA-LÝ CỦA BÙN Xác định hàm lượng dầu bùn Xác định pH, độ ẩm, nitơ tổng, phốtpho hòa tan, sulphat hòa tan… 5.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VI SINH Xác định tổng vi khuẩn hiếu khí Xác định tổng vi khuẩn hiếu khí phân hủy dầu Xác định vi khuẩn kỵ khí Xác định tổng vi nấm Xác định tổng xạ khuẩn 5.3 THIẾT LẬP MƠ HÌNH XỬ LÝ BÙN Mơ hình khơ: gồm mơ hình chi tiết MH1, MH2, MH3, MH4 • MH1: bùn + vật liệu xốp (rơm mùn cưa) • MH2: bùn + vật liệu xốp + chất dinh dưỡng (KH2PO4 K2HPO4) • MH3: bùn + vật liệu xốp + CHĐBMSH • MH4: bùn + vật liệu xốp + dịch nuôi VSV   Nghiên cứu xử lý ô nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh Mơ hình bán ướt: gồm mơ hình chi tiết MHA MHB • MHA: Bùn + vật liệu xốp + phân vi sinh • MHB: Bùn + vật liệu xốp + phân vi sinh + CHĐBMSH   Nghiên cứu xử lý ô nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KÊNH TÂN HĨA – LỊ GỐM Kênh Tân Hóa – Lị Gốm kênh bị nhiễm nghiêm trọng thuộc hệ thống kênh nước Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) Lưu vực kênh nhỏ 1.386 bao gồm quận TP.HCM có nhiều loại hình sản xuất cơng nghiệp quy mơ nhỏ khu vực này[9] Hình 1.1: Kênh Tân Hóa – Lị Gốm khu vực quận Lưu vực Tân Hóa - Lị Gốm chia thành hai vùng chính: Một khu đất cao bao phủ vùng thượng nguồn kênh (Quận 11 Tân Bình), phần đất thấp phần lớn nằm Quận Nó xem rãnh thu nước nước có hiệu cho vùng đất có cao độ 2m 2m hệ thống thoát nước bị ảnh hưởng triều.[9]   Nghiên cứu xử lý nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh 1.2 BÙN Ơ NHIỄM DẦU KHỐNG KÊNH TÂN HĨA – LỊ GỐM 1.2.1 Hiện trạng nhiễm dầu khống kênh Tân Hóa - Lị Gốm, Cầu Hậu Giang Hiện trạng ô nhiễm dầu khoáng kênh rạch Thành phố chưa quan tâm đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn gốc chất ô nhiễm Theo khảo sát bùn ô nhiễm kênh rạch Thành phố Hồ Chí Minh tiến sĩ Lê Phi Nga cộng đề tài “Chất hoạt động bề mặt sinh học sinh từ chủng vi khuẩn phân hủy dầu SG7 khả sử dụng xử lý bùn ô nhiễm dầu kim loại nặng quy mô phịng thí nghiệm” Tác giả xác định bùn nhiều kênh rạch Thành phố bị ô nhiễm dầu Trong đó, kênh Tân Hóa – Lị Gốm có hàm lượng dầu khống xác định vị trí: cầu Hậu Giang (4330 mg/kg) cầu Hịa Bình (4270 mg/kg) nhiều so với vị trí kênh rạch khác Thành phố[4] Bảng 1.1: Hàm lượng dầu khoáng khảo sát kênh rạch Thành phố [4] KÊNH RẠCH HÀM LƯỢNG DẦU (mg/kg) Bình Tây 2570 THLG – Hậu Giang 4330 Cảng Sài Gòn 1310 THLG – Hịa Bình 4270 Cầu Chữ Y 900 Cầu Điện Biên Phủ 1540 Tân Thuận 1740 Cầu Tham Lương 2480 Nguyễn Tri Phương 2860 Cầu Công Lý 4550 Nguồn: Ts Lê Phi Nga   Nghiên cứu xử lý ô nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lị Gốm phương pháp vi sinh 1.2.2 Nguyên nhân ô nhiễm Hiện nay, vấn đề bùn ô nhiễm dầu kênh rạch Thành phố chưa quan tâm, chưa có nghiên cứu thành phần, hàm lượng nguồn gốc gây nhiễm Những hoạt động có khả gây nhiễm dầu khống hệ thống kênh Tân Hóa – Lị Gốm bao gồm: Các cơng ty, xí nghiệp nhỏ hoạt động ven kênh q trình hoạt động sản xuất có sử dụng dầu khoáng thải bỏ kênh rạch Những hoạt động sản xuất ven kênh nguyên nhân gây nhiễm dầu khống: vận chuyển hàng hóa, hành khách, sản xuất khuôn mẫu, sửa xe… Do mưa trôi dầu hay từ cửa cống xả thải vào kênh, hệ thống kênh Tân Hóa – Lị Gốm điểm cuối hệ thống cống quận lân cận quận xả thải Nhìn chung, bùn kênh Tân Hóa-Lị Gốm, cầu Hậu Giang nhiễm dầu chủ yếu dầu khoáng qua sử dụng Hình 1.2: Kênh Tân Hóa – Lị Gốm, vị trí cầu Hậu Giang Thành phần hydrocacbon dầu khoáng bùn nhiễm chủ yếu gồm nhóm chính: • Hydrocacbon mạch thẳng (parafin) bao gồm hai loại hydrocacbon mạch thẳng mạch nhánh, chúng có số nguyên tử cacbon từ C1 đến C45 10   ... chọn nghiên cứu xử lý bùn ô nhiễm dầu khống kênh Tân Hóa – Lị Gốm Đề tài “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Ơ NHIỄM DẦU KHỐNG TRONG BÙN THẢI KÊNH TÂN HĨA – LỊ GỐM BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH? ?? góp phần vào giải pháp. .. 2.3 CÔNG NGHỆ SINH HỌC XỬ LÝ BÙN Ô NHIỄM DẦU 2.3.1 Kỹ thuật xử lý 16   Nghiên cứu xử lý ô nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lò Gốm phương pháp vi sinh Xét vị trí xử lý có vị trí xử lý: in-situ... PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu bùn nhiễm dầu khống kênh Tân Hóa – Lị Gốm Công cụ xử lý hệ vi sinh vật phân hủy hydrocacbon   Nghiên cứu xử lý ô nhiễm dầu khống bùn thải kênh Tân Hóa – Lò