Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối uasb dhs dnr xử lý nước thải cao su

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối UASB-DHS-DNR xử lý nước thải cao su NGUYỄN HỒNG DUNG Dung.NHCB190014@sis.hust.edu.vn Ngành: Cơng nghệ sinh học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Lan Hương Viện: Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm HÀ NỘI, 4/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối UASB-DHS-DNR xử lý nước thải cao su NGUYỄN HỒNG DUNG Dung.NHCB190014@sis.hust.edu.vn Ngành: Cơng nghệ sinh học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Lan Hương Viện: Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm HÀ NỘI, 4/2021 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Hoàng Dung Đề tài luận văn: Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối UASB-DHS-DNR xử lý nước thải cao su Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số SV: CB190014 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày… .………… với nội dung sau: Trang Nội dung chỉnh sửa iii 11, 40, 41, 49 Bổ sung từ viết tắt Chỉnh sửa trình bày bảng 1.4, 3.4, 3.5, 3.6, 3.8 19 20 27 46 Bổ sung quy trình lấy mẫu bảo quản mẫu nước thải Bổ sung thông tin giá thể G3, phương pháp xử lý bùn giống DNR Chỉnh sửa tên đề mục 2.2.2, bổ sung phương pháp xử lý số liệu sai số Chỉnh sửa hình 3.8 54 57-63 Chỉnh sửa bình luận cho kết Chỉnh sửa định dạng tài liệu tham khảo Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2021 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NHIỆM VỤ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hồng Dung Ngành: Cơng nghệ Sinh học Khố: 2019B Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối UASB-DHS-DNR xử lý nước thải cao su Nội dung đề tài: - Khảo sát mức độ ô nhiễm hữu nitơ nước thải cao su - Hoạt hóa hệ bùn hoạt tính kỵ khí cho thiết bị UASB - Hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho thiết bị DHS - Hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho thiết bị DNR Họ tên cán hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Lan Hương Ngày giao nhiệm vụ: 05/11/2019 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/04/2021 Ngày tháng năm 2021 TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành nhiệm vụ giao luận văn, nỗ lực học hỏi thân cịn có hướng dẫn tận tình thầy cô giúp đỡ động viên bạn bè, người thân gia đình Qua trang viết này, em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới PGS TS Nguyễn Lan Hương – Bộ môn Công nghệ sinh học – Viện Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn bảo tận tình cho em suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Em xin cảm ơn TS Nguyễn Thị Thanh cán phịng thí nghiệm Trung tâm khoa học công nghệ cao su thầy cô thuộc Viện Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm giúp đỡ bảo em thời gian làm việc phịng thí nghiệm Bên cạnh đó, người thân bạn bè động lực cho em, đặc biệt anh chị bạn làm việc em Phịng thí nghiệm Trung tâm khoa học công nghệ cao su giúp đỡ em nhiều suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên Nguyễn Hồng Dung TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Việt Nam nước dẫn đầu giới sản lượng xuất cao su Ngành công nghiệp cao su phát triển nhanh theo đà tăng trưởng kinh tế, đóng góp phần khơng nhỏ GDP cho đất nước Bên cạnh triển vọng, ngành công nghiệp phải đối mặt với vấn đề đáng lo ngại chất lượng môi trường, đặc biệt ô nhiễm nước thải nguồn nước ngầm nước mặt Hiện Việt Nam áp dụng số công nghệ xử lý nước thải sơ chế mủ cao su chủ yếu hồ kỵ khí – hiếu khí, mương oxi hóa Tuy nhiên, cơng nghệ bị hạn chế diện tích xây dựng thời gian xử lý Một số công nghệ khác cho chất lượng dòng thải chưa đạt tiêu chuẩn thải QCVN 01 -MT:2015/BTNMT Ba thiết bị UASB-DHS-DNR mắc nối tiếp hứa hẹn loại bỏ COD tối đa, chuyển hóa nitơ từ dạng độc dạng khí nitơ thân thiện với môi trường làm giảm lượng nitơ nước thải sơ chế cao su Vì lý đó, đề tài: “Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối UASB-DHS-DNR xử lý nước thải cao su” thực Đề tài tiến hành đánh giá số đặc trưng nước thải nhà máy sơ chế cao su thiên nhiên Thanh Hóa Các số pH, BOD, COB, TSS, TN, NH3 phân tích theo TCVN kit thử nhà sản xuất, chất lượng nước thải chưa đạt QCVN 01 -MT:2015/BTNMT Đã tiến hành hoạt hóa, đánh giá hiệu suất xử lý nước thải số thông số đặc trưng bùn thiết bị hệ hợp khối UASB-DHS-DNR Kết rằng: (i) Đã hoạt hóa thành cơng hệ bùn UASB, ngày 100 bùn hạt PVA có màu vàng nâu, SMA đạt 0,217 (gCOD/gVSS.ngày) (ii) Đã hoạt hóa thành cơng hệ bùn DHS, giá thể ngày 120 có màu vàng nâu, mật độ VSS đạt 3,22 gVSS/ L-sponge, tỷ lệ VSS/SS 0,91 Tốc độ hấp thụ oxi riêng nội sinh, tự dưỡng, dị dưỡng bùn 0,0452; 0,0326; 0,0320 (gO2/gVSS/ngày) (iii) Đã hoạt hóa thành cơng hệ bùn DNR, Bùn ngày 120 có hàm lượng MLSS 74,01 g/L, tỷ lệ MLVSS/MLVSS đạt 0,71, SVI5 bùn đạt 54 ml/g MLSS Nước thải dòng toàn hệ thống đã đạt cột A QCVN01:2015/BTNMT Hệ vi sinh vật mẫu bùn chứa nhiều nhóm vi sinh vật liên quan đến trình phân giải chất hữu chuyển hóa nitơ Nhìn chung kết của luận văn phù hợp giải vấn đề đặt MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu nước thải cao su 1.1.1 Tình hình sản xuất cao su Việt Nam 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh nước thải cao su .3 1.1.3 Đặc tính nước thải cao su 1.2 Hệ thống hợp khối UASB-DHS-DNR 1.2.1 Thiết bị xử lý kỵ khí dịng chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính (UASB) 1.2.2 Thiết bị lọc nhỏ giọt qua lớp vật liệu xốp (DHS) 12 1.2.3 Thiết bị khử nitơ (DNR) 15 1.3 Các nghiên cứu ngồi nước hoạt hóa hệ bùn hoạt tính 17 1.3.1 Hệ bùn hoạt động thiết bị UASB 17 1.3.1 Hoạt hóa hệ bùn DHS 18 1.3.2 Hoạt hóa hệ bùn khử nitơ 18 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP 20 2.1 Vật liệu 20 2.1.1 Nước thải 20 2.1.2 Bùn giống .20 2.1.3 Hóa chất phân tích 21 2.1.4 Thiết bị .22 2.1.5 Thiết bị phân tích .23 2.2 Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Các phương pháp phân tích 23 2.2.2 Bố trí thí nghiệm .28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Khảo sát nước thải nhà máy cao su 30 3.2 Hoạt hóa hệ bùn UASB 31 3.2.1 Khả xử lý nước thải thiết bị UASB giai đoạn .32 3.2.2 Đặc tính bùn hạt PVA ngày 100 35 3.2.3 Đặc tính nước thải UASB giai đoạn 40 3.3 Hoạt hóa hệ bùn DHS 42 3.3.1 Khả xử lý nước thải thiết bị DHS quy mô 2L 42 3.3.2 Khả xử lý nước thải thiết bị DHS quy mơ 40L .43 i 3.4 Hoạt hóa hệ bùn DNR 50 3.4.1 Khả xử lý nước thải thiết bị DNR 50 3.4.2 Hiệu suất sinh khí thiết bị DNR2 51 3.4.3 Đặc tính bùn thiết bị DNR2 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 KẾT LUẬN 56 KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 67 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký tự Tiếng Anh Chú giải BOD BiologicalOxygen Demand Nhu cầu oxi hóa sinh học COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxi hóa học HRT Hydraulic retention time Thời gian lưu nước OLR Organic Loading Rate Tải trọng hữu QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng TN Total Nitrogen Nitơ tổng UASB Upflow Anerobic Slugde Hệ thống xử lý kỵ khí với dịng chảy USB Blanket ngược qua lớp bùn hoạt tính Upflow Slugde Blanket Hệ thống xử với dòng chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính DHS Downflow haging sponge Thiết bị lọc nhỏ giọt qua lớp vật liệu xốp DNR Denitrification Reactor Thiết bị phản nitrat VFA Volatile Fatty acid Axit béo bay SBR Sequencing batch reactor Bể phản ứng theo mẻ PVA Polyvinyl alcohol Polyvinyl alcohol MLSS Mixed liquor suspended Hỗn hợp chất rắn lơ lửng solids MLVSS Mixed liquor volatile Hỗn hợp chất rắn lơ lửng dễ bay suspended solids SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích lắng bùn SMA Specific Methane Activity Hoạt tính sinh metan riêng DO Dissolved oxygen Oxi hòa tan SOUR Specific oxygen uptake rate Tốc độ hấp thụ oxi riêng DRC Dry rubber content Hàm lượng cao su khô iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Diện tích, sản lượng, suất cao su Việt Nam từ 2015-2019 Bảng 1.2 Đặc tính nước thải sơ chế cao su thiên nhiên Bảng 1.3 Các thông số đặc trưng bùn thiết bị UASB 10 Bảng 1.4 Hàm lượng COD amoni nước thải dòng UASB 11 Bảng 1.5 Các thông số đặc trung bùn thiết bị DHS 14 Bảng 1.6 Một số lồi nhóm vi sinh vật khử nitơ 16 Bảng 1.7 Các thơng số đánh giá hệ bùn hoạt tính thiết bị khử nitơ 16 Bảng 3.1 Đặc tính nước thải sơ chế cao su 30 Bảng 3.2 Các thông số bùn hạt PVA sau 100 ngày hoạt hóa 35 Bảng 3.3 Tỷ lệ nhóm vi khuẩn chiếm ưu mẫu bùn UASB 38 Bảng 3.4 Đặc tính nước thải UASB giai đoạn 41 Bảng 3.5 Đặc tính nước thải thiết bị DHS quy mô L 42 Bảng 3.6 Đặc tính nước thải thiết bị DHS quy mô 40 L 43 Bảng 3.7 Các thông số bùn DHS 45 Bảng 3.8 Đặc tính nước thải dịng thiết bị DNR 50 Bảng 3.9 Các thông số bùn thiết bị DNR2 52 iv Hình 3.11 ngành Euryarchaeota, Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chlorobi, Chloroflexi, Planctomycetes, Firmicutes Proteobacteria chiếm ưu bùn Thành phần vi sinh vật vào ngày 120 thay đổi rõ rệt so với ngày Các ngành thường xuất bùn kỵ khí, có liên quan đến q trình phân giải chất hữu nitơ có xu hướng tăng lên Acidobacteria (tăng từ 0,11% lên 3,45%), Clorobi (tăng từ 0,42% lên 15,55%), Chloroflexi (tăng từ 0,47% lên 21,08%), Firmicutes (tăng từ 9,55 lên 11,50%), Planctomycetes (tăng từ 2,17% lên 9,19%) Euryarchaeota (tăng từ 0,01% lên 1,77%) [8], [75], [76] Một số nhóm vi khuẩn Halobacterium ( thuộc ngành Euryachaeota), Bacillus (thuộc ngành Firmicutes) thơng báo có chức phản nitrat hệ thống xử lý nước thải [67] Tỷ lệ ngành Actinobacteria giảm (từ 6,07% xuống 2,96%), số chi Corynebacterium, Intrasporangium, Leucobacter, Propionibacterium thuộc ngành thơng báo có khả phản nitrat [67] Tại ngày hai ngành Bacteroidetes Proteobacteria chiếm số lượng lớn bùn với tỷ lệ 24,99% 50,81% Vào ngày 120 tỷ lệ hai ngành giảm xuống 3,08% 27,66% Tuy tỷ lệ giảm Proteobacteria ngành chiếm ưu lớn bùn, ngành có nhiều nhóm vi sinh vật có liên quan đến đường chuyển hóa nitơ mơi trường Để làm rõ khả phản nitrat hệ bùn thiết bị DNR, tỷ lệ vi sinh vật cho có khả phản nitrat (mức độ chi) phân tích, hình 3.12 thể biến động thành phần vi sinh vật (mức độ chi) bùn ngày ngày 120 Tỷ lệ chi (%) 10 0 Bacillus Hylemonella Pseudomonas Thời gian (ngày) Paracoccus Thauera 120 Comamonas Acinetobacter Hình 3.12 Tỷ lệ chi vi khuẩn phản nitrat bùn 54 Hình 3.12 chi Bacillus, Paracoccus, Comamonas, Hylemonella, Thauera, Acinetobacter, Pseudomonas chiếm ưu bùn ngày ngày 120 Tại ngày hai chi Paracoccus Pseudomonas chiếm ưu chủ đạo bùn giảm mạnh vào ngày 120 (Paracoccus giảm từ 5,11% xuống 0,02%, giảm từ 3,73% xuống 0,47%) Tỷ lệ hai chi giảm giải thích số lồi thuộc chi Paracoccus Pseudomonas thơng báo có khả oxi hóa amoni phản nitrat điều kiện hiếu khí bị cạnh tranh số chi khác [67], [77], [78] Các chi Thaurea Acinetobacter có tỷ lệ tăng đáng kể bùn (Thaurea tăng từ 0,19% lên 2,47%, Acinetobacter 0,02% lên 1,55%) Thaurea chi vi khuẩn gram âm thuộc lớp Betaproteobacteria, ngành Proteobacteria, thường tìm thấy bùn kỵ khí mương thiếu khí [42].Theo nghiên cứu Wang (2017) cộng Thaurea quan sát thấy bùn thiết bị xử lý kỵ khí với chất cho nhận điện tử quinoline nitrat [73] Chi Acinetobacter thuộc lớp Gammaproteobacteria, ngành Proteobacteria, biết đến đến nhóm vi khuẩn dị dưỡng có khả phản nitrat hệ thống xử lý nước thải [72] Chi Bacillus có tỷ lệ tăng đáng kể bùn (tăng từ 0,01% lên 0,78%), loài Bacillus subtilis thuộc chi thơng báo có khả phản nitrtat điều kiện kỵ khí Ban đầu tỷ lệ chi Hylemonella bùn gần 0, nhiên vào ngày 120, chi Hylemonella chiếm 0,29% bùn, chi Comamonas tăng từ 0,01% lên 0,29% Hai chi kể xuất bùn thiết bị DHS 40L ngày 120 bùn DHS nghiên cứu trước với vai trị nhóm vi sinh vật khử nitrat [68] [74] Có thể suy luận hai chi bị rửa trôi khỏi thiết bị DHS phát triển tốt thiết bị DNR Như vậy, nhóm sinh vật phản nitat bùn tăng tương đối đa dạng vào ngày 120, tỷ lệ vi sinh vật thiết bị có mối quan hệ mật thiết với nhau, kết phù hợp với tăng lên thể tích khí sinh học thành phần khí nitơ sinh giai đoạn 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đã tiến hành khảo sát mức độ ô nhiễm hữu nitơ nước thải cao su nhà máy sơ chế cao su Lam Sơn- Thanh Hóa Nước thải có pH khoảng 4,6-4,7, COD BOD 14800-15000 mg/ L 8723-10210 mg/L, hàm lượng TN 355-370 mg/L, hàm lượng N-NH4+ 150-155 mg/L cao nhiều lần so với QCVN01-MT-2015-BTNMT Đã hoạt hóa thành cơng hệ bùn UASB • Bùn hạt PVA hoạt hóa cách trộn lẫn với bùn phân tán theo tỉ lệ 1/1 điều kiện vận hành sau: COD tăng dần từ 448-916 mg/L, với OLR trung bình tương ứng 1,39 ± 0,81 kgCOD/ (m3 ngày), thời gian lưu 16,25 ± 5,68 giờ, 35 ℃ • Ngày 100 bùn hạt PVA có màu vàng nâu, SMA đạt 0,217 (gCOD/gVSS.ngày) Hệ vi sinh vật bùn ngày 100 đa dạng có thay đổi theo chiều cao thiết bị Hai ngành Proteobacteria Euryarchaeota chiếm ưu bùn, có chi chiếm ưu thuộc nhóm cổ khuẩn sinh metan Methanobacterium (6,64% 0,6m) Methanosaeta (38,31 % 0m) Đã hoạt hóa thành cơng hệ bùn thiết bị DHS 40L • Hệ bùn hoạt hóa cách cố định vi sinh vật giá thể G3 với điều kiện vận hành sau: Nước thải dòng vào nước thải sau thiết bị UASB, tỷ lệ COD/amoni 2/1 với thời gian lưu trung bình 16 tương ứng với tải trọng 0,36 kgCOD/m3/ngày, nhiệt độ phịng • Giá thể ngày 120 có màu vàng nâu, mật độ VSS đạt 3,22 gVSS/ L-sponge, tỷ lệ VSS/SS 0,91 Tốc độ hấp thụ oxi riêng nội sinh, tự dưỡng, dị dưỡng bùn 0,0452; 0,0326; 0,0320 (gO2/gVSS/ngày) Thành phần vi sinh vật bùn có thay đổi theo độ cao thiết bị, ngành vi sinh vật chiếm ưu bùn Proteobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi Gemmatimonadetes, có nhóm vi sinh vật nitrat hóa Nitrospira, Nitrosomonas, Nitrobacter phản nitrat Comamonas, Thaurea, Hylemonella 56 Đã hoạt hóa thành cơng hệ bùn DNR • Thiết bị khởi động 120 ngày với thời gian lưu trung bình 14 với đặc tính nước thải dòng vào sau: nước thải dòng vào nước thải sau thiết bị DHS, COD trung bình 50±40 mg/L, hàm lượng TN, N-NH4+, N-NO3và N-NO2- 106±36, 37±28, 39,50±11,23 2,526±0,933 mg/L Nước thải dòng sau thiết bị DNR đạt cột A QCVN01:2015/BTNMT • Bùn ngày 120 có hàm lượng MLSS 74,01 g/L, tỷ lệ MLVSS/MLVSS đạt 0,71, SVI5 bùn đạt 54 ml/g MLSS Nhóm vi sinh vật phản nitrat trở nên đa dạng vào ngày 120 với chi Thaurea, Acinetobacter Bacillus chiếm ưu chủ đạo KIẾN NGHỊ Tiếp tục tăng OLR theo dõi, đánh giá khả xử lý nước thải hệ thống hợp khối UASB-DHS-DNR Nghiên cứu nâng cao quy mô công suất hệ thống hợp khối ứng dụng xử lý nước thải cao su thực tế nhà máy 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đ H Đức and N T T Mai, “Nâng cao lực cạnh tranh sản phẩm cao su Việt Nam,” Tạp chí tài online, vol 2, [Online] Available: https://tapchitaichinh.vn/nghien-cuu-trao-doi/nang-cao-nang-luc-canhtranh-cua-san-pham-cao-su-viet-nam-311158.html , 2019 [2] Tổng cục thống kê, Niên giám thống kê 2019 Nhà xuất thống kê, 2020 [3] N T T Hằng, “Báo cáo ngành cao su tự nhiên,” no Ngân hàng TMCP Ngoại thương Việt Nam, 2020 [4] T T T Hoa, “Hướng dẫn kỹ thuật sản xuất cao su bền vững,” 2019 [5] Tổ soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sơ chế cao su thiên nhiên, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sơ chế cao su thiên nhiên (QCVN 01-MT : 2015/BTNMT) Tổng cục Môi trường, 2015 [6] H N Nguyen and T T Luong, “Situation of wastewater treatment of natural rubber latex processing in the Southeastern region, Vietnam,” J Vietnamese Environ., vol 2, no 2, pp 58–64, Jul doi: 10.13141/jve.vol2.no2.pp58-64, 2012 [7] P tekasakul and s tekasakul, “Environmental Problems Related to Natural Rubber Production in Thailand,” Earozoru Kenkyu, vol 21, no 2, pp 122– 129, doi: 10.11203/jar.21.122, 2006 [8] N T Thanh, “Nghiên cứu trình tạo bùn hạt hệ thống UASB nhằm xử lý nước thải sơ chế mủ cao su,” Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2016 [9] T Watari et al., “Performance evaluation of the pilot scale upflow anaerobic sludge blanket–Downflow hanging sponge system for natural rubber processing wastewater treatment in South Vietnam,” Bioresour Technol., vol 237, pp 204–212, 2017 [10] L Metcalf, H P Eddy, and G Tchobanoglous, Wastewater engineering: treatment, disposal, and reuse, vol McGraw-Hill New York, 1991 [11] S Chong, T K Sen, A Kayaalp, and H M Ang, “The performance enhancements of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors for domestic sludge treatment – A State-of-the-art review,” Water Res., vol 46, no 11, pp 3434–3470, Jul 2012, doi: 10.1016/j.watres.03.066,2012 58 [12] M Mainardis, M Buttazzoni, and D Goi, “Up-Flow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Technology for Energy Recovery: A Review on State-ofthe-Art and Recent Technological Advances,” Bioengineering, vol 7, no 2, p 43, doi: 10.3390/bioengineering7020043, May 2020 [13] M M Ghangrekar, S R Asolekar, K R Ranganathan, and S G Joshi, “Experience with UASB reactor start-up under different operating conditions,” Water Sci Technol., vol 34, no 5–6, pp 421–428, 1996 [14] L Hulshoff Pol, S de Castro Lopes, G Lettinga, and P N Lens, “Anaerobic sludge granulation,” Water Res., vol 38, no 6, pp 1376–1389, Mar 2004, doi: 10.1016/j.watres.12.002, 2003 [15] J E Schmidt and B K Ahring, “Granular sludge formation in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors,” Biotechnol Bioeng., vol 49, no 3, pp 229–246, doi: 10.1002/(SICI)1097- 0290(19960205)49:33.0.CO;2-M, Mar 2000 [16] Y Liu, H.-L Xu, K.-Y Show, and J.-H Tay, “Anaerobic granulation technology for wastewater treatment,” World J Microbiol Biotechnol., vol 18, no 2, pp 99–113, 2002 [17] Y Liu, H.-L Xu, S.-F Yang, and J.-H Tay, “Mechanisms and models for anaerobic granulation in upflow anaerobic sludge blanket reactor,” Water Res., vol 37, no 3, pp 661–673, 2003 [18] S R Guiot and S S Gorur, “Nutritional and environmental factors contributing to microbial aggregation during UBF start-up.” Wat Sci Tech [19] V Zyl and P Jacobus, “Process development and commissioning of a bioreactor for mass culturing of USAB granules by process induction and microbial stimulation,” 2005 [20] O Ariga, H Takagi, H Nishizawa, and Y Sano, “Immobilization of microorganisms with PVA hardened by iterative freezing and thawing,” J Ferment Technol., vol 65, no 6, pp 651–658, 1987 [21] W Y Kuu and J A Polack, “Improving immobilized biocatalysts by gel phase polymerization,” Biotechnol Bioeng., vol 25, no 8, pp 1995–2006, 1983 [22] T T Tai, “Study on polyvinyl alcohol gel beads as biocarrier applied in 59 anaerobic sludge immobilization in the uasb reactor,” Vietnam J Sci Technol., vol 54, no 4A, p 197, 2016 [23] T Thao, N T Thanh, T Watari, M Hatamoto, T Yamaguch, and N L Huong, “Anaerobic Granular Sludge Formation in a UASB Reactor Using Polyvinyl Alcohol Gel Beads as Bio-carrier,” 2017 [24] Y Lu, “Microbial Ecology of Fermentative Microbes in Anaerobic Granules,” 2014 [25] T J Britz, W Trnovec, C Van Schalkwyk, and P Roos, “Enhanced granulation in upflow anaerobic sludge-bed digesters (UASB) by process induction and microbial stimulation,” Water Res Comm Rep No 667/1, vol 99, 1999 [26] M Mohammadi, H C Man, M A Hassan, and P L Yee, “Treatment of wastewater from rubber industry in Malaysia,” African J Biotechnol., vol 9, no 38, pp 6233–6243, 2010 [27] D Tanikawa et al., “Treatment of natural rubber processing wastewater using a combination system of a two-stage up-flow anaerobic sludge blanket and down-flow hanging sponge system,” Water Sci Technol., vol 73, no 8, pp 1777–1784, Apr 2016, doi: 10.2166/wst, 2016 [28] S Uemura and H Harada, “Application of UASB Technology for Sewage Treatment with a Novel Post-treatment Process,” in Environmental Anaerobic Technology, IMPERIAL COLLEGE PRESS, pp 91–112, 2010 [29] A Tawfik, A Ohashi, and H Harada, “Effect of sponge volume on the performance of down-flow hanging sponge system treating UASB reactor effluent,” Bioprocess Biosyst Eng., vol 33, no 7, pp 779–785, doi: 10.1007/s00449-009-0399-5, 2010 [30] T Onodera, M Tandukar, D Sugiyana, S Uemura, A Ohashi, and H Harada, “Development of a sixth-generation down-flow hanging sponge (DHS) reactor using rigid sponge media for post-treatment of UASB treating municipal sewage,” Bioresour Technol., vol 152, pp 93–100, 2014 [31] I Machdar, H Harada, A Ohashi, Y Sekiguchi, H Okui, and K Ueki, “A novel and cost-effective sewage treatment system consisting of UASB pre60 treatment and aerobic post-treatment units for developing countries,” Water Sci Technol., vol 36, no 12, pp 189–197, 1997 [32] A Tawfik, A Ohashi, and H Harada, “Sewage treatment in a combined up-flow anaerobic sludge blanket (UASB)–down-flow hanging sponge (DHS) system,” Biochem Eng J., vol 29, no 3, pp 210–219, 2006 [33] N NOMOTO et al., “Application of DHS Reactor to Sewage Treatment in a Developing Country: Performance during Start-Up Period and under High Organic Load Condition,” J Japan Soc Water Environ., vol 40, no 1, pp 11–19, doi: 10.2965/jswe.40.11, 2017 [34] A Nobuo, O Akiyoshi, M Izarul, and H Hideki, “Behaviors of nitrifiers in a novel biofilm reactor employing hanging sponge-cubes as attachment site,” Water Sci Technol., vol 39, no 7, doi: 10.1016/S02731223(99)00146-8, 1999 [35] M Hatamoto, T Okubo, K Kubota, and T Yamaguchi, “Characterization of downflow hanging sponge reactors with regard to structure, process function, and microbial community compositions,” Appl Microbiol Biotechnol., vol 102, no 24, pp 10345–10352, doi: 10.1007/s00253-0189406-6, Dec 2018 [36] T Onodera et al., “Characterization of the retained sludge in a down-flow hanging sponge (DHS) reactor with emphasis on its low excess sludge production,” Bioresour Technol., vol 136, pp 169–175, doi: 10.1016/j.biortech.2013.02.096, May 2013 [37] T Onodera et al., “Pilot-scale experiment of down-flow hanging sponge for direct treatment of low-strength municipal wastewater in Bangkok, Thailand,” Bioprocess Biosyst Eng., vol 37, no 11, pp 2281–2287, doi: 10.1007/s00449-014-1206-5, Nov 2014 [38] I Machdar, S Muhammad, T Onodera, and K Syutsubo, “A pilot-scale study on a down-flow hanging sponge reactor for septic tank sludge treatment,” Environ Eng Res., vol 23, no 2, pp 195–204, doi: 10.4491/eer.2017.106, Jan 2018 [39] M Oshiki et al., “Total ammonia nitrogen (TAN) removal performance of a recirculating down-hanging sponge (DHS) reactor operated at 10 to 61 20 °C with activated carbon,” Aquaculture, vol 520, p 734963, doi: 10.1016/j.aquaculture.2020.734963, Apr 2020 [40] T Onodera, T Okubo, S Uemura, T Yamaguchi, A Ohashi, and H Harada, “Long-term performance evaluation of down-flow hanging sponge reactor regarding nitrification in a full-scale experiment in India,” Bioresour Technol., vol 204, pp 177–184, doi: 10.1016/j.biortech.2016.01.005, Mar 2016 [41] M Martienssen and R Schöps, “Biological treatment of leachate from solid waste landfill sites—alterations in the bacterial community during the denitrification process,” Water Res., vol 31, no 5, pp 1164–1170, 1997 [42] B Ma, X Xu, Y Wei, C Ge, and Y Peng, “Recent advances in controlling denitritation for achieving denitratation/anammox in mainstream wastewater treatment plants,” Bioresour Technol., vol 299, p 122697, doi: 10.1016/j.biortech.2019.122697, Mar 2020 [43] R Du, S Cao, H Zhang, and Y Peng, “Formation of partial-denitrification (PD) granular sludge from low-strength nitrate wastewater: The influence of loading rates,” J Hazard Mater., vol 384, p 121273, doi: 10.1016/j.jhazmat.2019.121273, Feb 2020 [44] S Cao, R Du, H Zhang, and Y Peng, “Understanding the granulation of partial denitrification sludge for nitrite production,” Chemosphere, vol 236, p 124389, 2019 [45] B Lew et al., “Characterization of denitrifying granular sludge with and without the addition of external carbon source,” Bioresour Technol., vol 124, pp 413–420, doi: 10.1016/j.biortech.2012.08.049, Nov 2012 [46] Z Wenjie, W Dunqiu, K Yasunori, Y Taichi, Z Li, and F Kenji, “PVAgel beads enhance granule formation in a UASB reactor,” Bioresour Technol., vol 99, no 17, pp 8400–8405, 2008 [47] Tiêu chuẩn Quốc gia chất lượng nước – xác định pH TCVN 6492-2011 (ISO 10523:2008) 2008 [48] Hach company, DR 2800 Spectrophotometer: Procedures Manual: Catalog Number DOC022.53.00725 2007 [49] Wtw measurement systems, BOD Measurement, OxiTop® IS6, IS12, IS126 62 [50] Ủy ban Khoa học kỹ thuật, “Tiêu chuẩn việt nam TCVN 2311:1978.” [51] Bộ Khoa học công nghệ Môi Trường, “Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6178:1996 (ISO 6777: 1984 (E)) chất lượng nước - xác định nitrit phương pháp trắc phổ hấp thụ phân tử,” 1996 [52] D Tanikawa et al., “Characteristics of greenhouse gas emissions from an anaerobic wastewater treatment system in a natural rubber processing factory,” Environ Technol., vol 40, no 22, pp 2954–2961, doi: 10.1080/09593330.2018.1459872, Oct 2019 [53] L w liu y.h, li ting, he Chao, Anaerobic granular sludge and engineering fast culture method thereof, Bằng sáng chế, 2015 [54] N Azbar, P Ursillo, and R E Speece, “Effect of process configuration and substrate complexity on the performance of anaerobic processes.,” Water Res., vol 35, no 3, pp 817–829, doi: 10.1016/s00431354(00)00318-3, Mar 2001 [55] K Anderson, P Sallis, and S Uyanik, “24 - Anaerobic treatment processes,” D Mara and N B T.-H of W and W M Horan, Eds London: Academic Press, pp 391–426, 2003 [56] Q Ma et al., “Identification of the microbial community composition and structure of coal-mine wastewater treatment plants,” Microbiol Res., vol 175, pp 1–5, doi: https://doi.org/10.1016/j.micres.2014.12.013, 2015 [57] T Felföldi et al., “Polyphasic bacterial community analysis of an aerobic activated sludge removing phenols and thiocyanate from coke plant effluent,” Bioresour Technol., vol 101, no 10, pp 3406–3414, 2010 [58] L Gumaelius, G Magnusson, B Pettersson, and G Dalhammar, “Comamonas denitrificans sp nov., an efficient denitrifying bacterium isolated from activated sludge.,” Int J Syst Evol Microbiol., vol 51, no 3, pp 999–1006, 2001 [59] E Ballesté and A R Blanch, “Persistence of Bacteroides species populations in a river as measured by molecular and culture techniques,” Appl Environ Microbiol., vol 76, no 22, pp 7608–7616, 2010 [60] T Yamada and Y Sekiguchi, “A naerolineaceae,” in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria, Wiley, pp 1–5, 2018 63 [61] B Zhang, X Xu, and L Zhu, “Structure and function of the microbial consortia of activated sludge in typical municipal wastewater treatment plants in winter,” Sci Rep., vol 7, no 1, p 17930, doi: 10.1038/s41598017-17743-x, 2017 [62] J Hao and H Wang, “Volatile fatty acids productions by mesophilic and thermophilic sludge fermentation: Biological responses to fermentation temperature,” Bioresour Technol., vol 175, pp 367–373, doi: 10.1016/j.biortech.2014.10.106, Jan 2015 [63] J W Mulder, M C M Van Loosdrecht, C Hellinga, and R Van Kempen, “Full-scale application of the SHARON process for treatment of rejection water of digested sludge dewatering,” Water Sci Technol., vol 43, no 11, pp 127–134, 2001 [64] A Yadu, B P Sahariah, and J Anandkumar, “Influence of COD/ammonia ratio on simultaneous removal of NH + -N and COD in surface water using moving bed batch reactor,” J Water Process Eng., vol 22, pp 66–72, doi: 10.1016/j.jwpe.2018.01.007, Apr 2018 [65] T Watari et al., “Development of a BR–UASB–DHS system for natural rubber processing wastewater treatment,” Environ Technol., vol 37, no 4, pp 459–465, 2016 [66] H Hu, C Deng, X Wang, Z Chen, Z Zhong, and R Wang, “Performance and mechanism of urea hydrolysis in partial nitritation system based on SBR,” Chemosphere, vol 258, p 127228, doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127228, Nov 2020 [67] D E Holmes, Y Dang, and J A Smith, “Nitrogen cycling during wastewater treatment,”, pp 113–192, 2019 [68] T Watari et al., “Development of downflow hanging sponge (DHS) reactor as post-treatment of existing combined anaerobic tank treating natural rubber processing wastewater,” Water Sci Technol., vol 75, no 1, pp 57–68, doi: 10.2166/wst.2016.487, Jan 2017 [69] K Kubota et al., “Microbial community composition of a down-flow hanging sponge (DHS) reactor combined with an up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor for the treatment of municipal sewage,” Bioresour 64 Technol., vol 151, pp 144–150, doi: 10.1016/j.biortech.2013.10.058, Jan 2014 [70] E F A Mac Conell, P G S Almeida, A M Zerbini, E M F Brandt, J C Araújo, and C A L Chernicharo, “Diversity and dynamics of ammonia-oxidizing bacterial communities in a sponge-based trickling filter treating effluent from a UASB reactor,” Water Sci Technol., vol 68, no 3, pp 650–657, doi: 10.2166/wst.2013.288, Aug 2013 [71] I L Pepper and C P Gerba, “Cultural Methods,” in Environmental Microbiology, Elsevier, pp 195–212, 2015 [72] H Lu, K Chandran, and D Stensel, “Microbial ecology of denitrification in biological wastewater treatment,” Water Res., vol 64, pp 237–254, doi: 10.1016/j.watres.2014.06.042, Nov 2014 [73] Y Wang et al., “Time-resolved analysis of a denitrifying bacterial community revealed a core microbiome responsible for the anaerobic degradation of quinoline,” Sci Rep., vol 7, no 1, p 14778, doi: 10.1038/s41598-017-15122-0, Dec 2017 [74] D Tanikawa et al., “Non-aerated single-stage nitrogen removal using a down-flow hanging sponge reactor as post-treatment for nitrogen-rich wastewater treatment,” Chemosphere, vol 233, pp 645–651, doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.06.012, Oct 2019 [75] S Xu, J Yao, M Ainiwaer, Y Hong, and Y Zhang, “Analysis of bacterial community structure of activated sludge from wastewater treatment plants in winter,” Biomed Res Int., vol 2018, 2018 [76] R Chouari, D Le Paslier, P Daegelen, P Ginestet, J Weissenbach, and A Sghir, “Molecular Evidence for Novel Planctomycete Diversity in a Municipal Wastewater Treatment Plant,” Appl Environ Microbiol., vol 69, no 12, pp 7354 LP – 7363, Dec 2003, doi: 10.1128/AEM.69.12.73547363.2003 [77] H Uemoto and H Saiki, “Nitrogen removal by tubular gel containing Nitrosomonas europaea and Paracoccus denitrificans.,” Appl Environ Microbiol., vol 62, no 11, pp 4224–4228, 1996, doi: 10.1128/AEM.62.11.4224-4228, 1996 65 [78] S C Baker, S J Ferguson, B Ludwig, M D Page, O M Richter, and R J van Spanning, “Molecular genetics of the genus Paracoccus: metabolically versatile bacteria with bioenergetic flexibility.,” Microbiol Mol Biol Rev., vol 62, no 4, pp 1046–78, [Online] Available: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9841665, Dec 1998 66 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Ba thiết bị DHS quy mô 2L Phụ lục 2: Hệ thống phịng thí nghiệm 67 Phụ lục 3: Đường chuẩn xác định hàm lượng NH4+ NH4+ (mg/L) y = 6.912x - 0.1663 R² = 0.9984 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 OD 430nm Phụ lục 4: Đường chuẩn xác định hàm lượng NO2- y = 3.5833x - 0.0331 R² = 0.997 NO2- (mg/L) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 OD 520nm 68 ... hiệu su? ??t xử lý nước thải hệ hợp khối nói Vì lý đó, đề tài: ? ?Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối UASB- DHS- DNR xử lý nước thải cao su? ?? thực với nội dung nghiên cứu sau: - Khảo... nitơ nước thải sơ chế cao su Vì lý đó, đề tài: ? ?Nghiên cứu hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho hệ thống hợp khối UASB- DHS- DNR xử lý nước thải cao su? ?? thực Đề tài tiến hành đánh giá số đặc trưng nước thải. .. ô nhiễm hữu nitơ nước thải cao su - Hoạt hóa hệ bùn hoạt tính kỵ khí cho thiết bị UASB - Hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho thiết bị DHS - Hoạt hóa hệ bùn hoạt tính cho thiết bị DNR Họ tên cán hướng