Nghiên cứu chế tạo mô hình sinh học hiếu khí có vật liệu bám dính

Các công trình hiếu khí xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh trưởng bám dính của vi sinh vật .... Khác với quá trình xử lý kỵ khí, tải trọng hữu cơ trong xử lý hiếu khí thường thấp hơn nê

Trang 1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC BẢNG 4

DANH MỤC HÌNH 5

TÓM TẮT 6

1 MỞ ĐẦU 7

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 7

1.2 Mục tiêu đề tài 7

1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 7

1.4 Phương pháp nghiên cứu 7

2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ BÁM DÍNH 7

2.1 Cơ sở lý thuyết 10

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng 11

2.3 Định nghĩa phương pháp sinh học hiếu khí 11

2.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sinh trưởng bám dính 12

2.4.1 Sinh trưởng bám dính 12

2.4.2 Các công trình hiếu khí xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh trưởng bám dính của vi sinh vật 13

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 14

3.1 Chế tạo mô hình 14

3.1.1 Cấu tạo mô hình 14

3.1.2 Hướng dẫn vận hành 15

3.1.3 Vận hành mô hình 15

3.2 Khảo sát các thông số vận hành và đánh giá khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm 19

3.2.1 Phân tích thông số đầu vào của nước thải dệt nhuộm 19

3.2.2 Hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí bám dính với nước thải dệt nhuộm thí nghiệm lần 1 20

Trang 2

3.2.3 Hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí bám dính với nước thải dệt nhuộm thí

nghiệm lần 2 22

3.2.4 Hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí bám dính với nước thải dệt nhuộm thí nghiệm lần 3 24

3.2.5 Đánh giá vận hành của mô hình 26

3.3 Khảo sát các thông số vận hành và đánh giá khả năng xử lý với nước thải rỉ rác 26

3.3.1 Phân tích thông số đầu vào của nước thải rỉ rác 26

3.3.2 Hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí bám dính với nước thải rỉ rác thí nghiệm 1 27

3.3.5 Đánh giá vận hành của mô hình 38

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC BẢN VẼ 42

Trang 3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT

QCVN 14 : 2008/BTNMT Quy chuẩn nước thải sinh hoạt

Trang 4

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Các thông số kỹ thuật của bể sinh học hiếu khí bám dính 15

Bảng 3: Kết quả phân tích các thông số đầu vào của mẫu nước thải 19

Bảng 4: Phân tích chất lượng nước thải sau xử lý của mô hình 20

Bảng 7 Kết quả phân tích các thông số đầu vào của mẫu nước thải 26

Trang 5

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Cấu tạo bể sinh học hiếu khí bám dính 14

Hình 2: Bể sinh học hiếu khí bám dính 16

Hình 3: Tạo bọt khí khi sụt khí và bỏ đường vào 16

Hình 4: Biochip bị xáo trộn khi bật máy thổi khí 17

Hình 5: Biochip ngày thứ 2 17

Hình 8: Nước thải sau xử lý của bể bám dính 19

Hình 9: Biểu đồ hiệu quả xử lý COD của nước thải dệt nhuộm TN1 20

Hình 10: Biểu đồ hiệu quả xử lý độ màu của nước thải dệt nhuộm TN1 21

Hình 11: Biểu đồ hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng của nước thải dệt nhuộm TN1 21

Hình 14: Biểu đồ hiệu quả xử lý SS của nước thải dệt nhuộm TN2 23

Hình 17: Biểu đồ hiệu quả xử lý SS của nước thải dệt nhuộm TN3 25

Hình 18: Biểu đồ hiệu suất xử lý nước thải dệt nhuộm thời gian lưu 10h sau 3 TN 26

Hình 19: Biểu đồ hiệu quả xử lý COD của nước thải rỉ rác TN1 28

Hình 20: Biểu đồ hiệu quả xử lý độ màu của nước thải rỉ rác TN1 28

Hình 21: Biểu đồ hiệu quả xử lý Nitơ của nước thải rỉ rác TN1 29

Hình 22: Biểu đồ hiệu quả xử lý Photpho của nước thải rỉ rác TN1 30

Hình 23: Biểu đồ hiệu quả xử lý SS của nước thải rỉ rác TN1 30

Hình 34: Biểu đồ hiệu suất xử lý nước thải rỉ rác thời gian lưu 10h sau 3 TN 38

Trang 6

TÓM TẮT

Trong bài báo cáo này, tác giả sử dụng mô hình sinh học hiếu khí có vật liệu bám dính để làm giảm thành phần ô nhiễm trong nước thải rỉ rác và dệt nhuộm, kết quả thí nghiệm cho thấy mô hình sinh học hiếu khí bám dính có khả năng xử lý tốt với hiệu suất

xử lý nước thải rỉ rác như sau: COD đạt 65,6%; độ màu đạt 60,6%; Nitơ đạt 61,7%; Photpho đạt 63,3%; SS đạt 84,3% Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm như sau: CODđạt 60,0%; Độ màu đạt 56,9%; SS đạt 80,1%

Trang 7

1 MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trước vấn đề môi trường ngày càng bức xúc, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các doanh nghiệp có hàm lượng nước ô nhiễm chất hữu cơ và vô cơ cao là một vấn đề cấp thiết Một trong những công trình đơn vị không thể thiếu trong hệ thống xử lý nước thải là công trình xử lý sinh học

Để thiết kế và vận hành công trình đơn vị xử lý sinh học trong hệ thống xử lý nước thải cần phải am hiểu cơ chế hoạt động của vi sinh vật, qua mô hình xử lý sinh học chúng

ta xác định thời gian lưu nước và hiệu quả xử lý COD/BOD phù hợp với từng loại nước thải vì vậy việc nghiên cứu, chế tạo mô hình sinh học hiếu khí bám dính là một nghiên cứu hết sức cần thiết cho việc học tập của sinh viên và hoạt động nghiên cứu khoa học của giảng viên khoa tài nguyên môi trường

1.2 Mục tiêu đề tài

Nghiên cứu chế tạo mô hình sinh học hiếu khí bám dính phục vụ công tác giảng dạy

và nghiên cứu khoa học của sinh viên và giảng viên khoa Tài nguyên Môi trường tại trường Đại học Thủ Dầu Một

1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: tạo mô hình xử lý nước thải, chế tạo và lắp đặt từ các vật liệu và thiết bị mua trong và ngoài nước

- Phạm vi nghiên cứu: tại phòng thí nghiệm khoa Tài Nguyên Môi Trường trường Đại học Thủ Dầu Một, từ tháng 09/2015 đến tháng 01/2016

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập thông tin, số liệu

- Điều tra thu thập thông tin nội nghiệp:

Thu thập thông tin tài liệu, nghiên cứu có liên quan đã thực hiện trước đây ở các cơ quan nghiên cứu, các cơ quan quản lý chuyên ngành

Trang 8

dicromat (màu vàng) hấp thụ mạnh, ion cromic (màu xanh) hấp thụ rất yếu Ngược lại, ion cromic hấp thụ mạnh ở vùng 600nm trong khi ion dicromat không hấp thụ

Với mẫu có COD cao (100-900 mgO2/L) – Đo độ hấp thụ quang dung dịch sau phân hủy ở 600nm (đo Cr3+ gia tăng)

Cách tiến hành:

Lần lượt đong 2,5ml nước cất (mẫu trắng) và nước mẫu vào 2 ống nghiệm, thêm vào 1,5 ml dung dịch phân hủy K2CrO7, cận thận cho vào tiếp 3,5 ml dung dịch H2SO4 Đậy nắp ống nghiệm và lắc nhẹ vài lần để trộn đều mẫu với thuốc thử

Đặt ống nghiệm lên máy phá COD, phá mẫu ở 150oC trong 2 giờ Sau đó để nguội

và đi đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 600nm

Hiệu suất của COD được tính như sau:

Trong đó: HM% : là hiệu suất của COD

M: là COD ban đầu của nước; M’: là COD sau xử lý

 Phương pháp phân tích độ màu:

Hiệu suất xử lý màu được xác định bằng phương pháp đo độ hấp thụ quang phổ Máy UV – VIS sẽ quét miền phổ nước dệt nhuộm từ 190 đến 400nm Tại bước sóng mà dung dịch hấp thụ cực đại gọi là bước sóng cực đại λmax được thể hiện bởi giá trị mật độ quang cực đại Amax Sau khi đã xác định được λmax, ta xác định mật độ quang trước (At)

và mật độ quang sau (As) xử lý, từ đó tính hiệu suất khử màu Bước sóng cực đại đo được

từ nước thải dệt nhuộm là 318nm

Hiệu suất khử màu được tính theo công thức:

𝐀𝐭 100%

Trong đó:

At là mật độ quang của dung dịch trước khi xử lý

As là mật độ quang của dung dịch sau khi xử lý

 Phương pháp phân tích SS: bằng máy đo SS cầm tay PTH 090 trong phòng thí

nghiệm

Trang 9

Tổng hợp, xử lý phân tích số liệu

- Xử lý kết quả điều tra trên cơ sở thống kê toán học

- Phân tích thống kê, đánh giá kết quả

- Tổng hợp, viết báo cáo thuyết minh

Phương pháp thống kê, so sánh, đối chiếu số liệu : Dùng phương pháp toán học để tính

toán trong thực nghiệm và dùng phương pháp tin học (phần mềm Excel) để biểu diễn các

đồ thị nhằm đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng các chất keo tụ trong xử lý nước

Trang 10

2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ BÁM DÍNH 2.1 Cơ sở lý thuyết

Nguyên tắc của phương pháp là sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu

cơ trong nước thải có đầy đủ oxy hòa tan ở nhiệt độ, pH thích hợp Quá trình phân hủy chất hữu cơ của Vi sinh vật hiếu khí có thể mô tả bằng sơ đồ[2]:

(CHO)nNS + O2 ^ CO2 + H2O + NH4+ + H2S + Tế bào vi sinh vật+

Trong điều kiện hiếu khí NH4+ và H2S cũng bị phân huỷ nhờ quá trình Nitrat hóa, sunphat hóa bởi vi sinh vật tự dưỡng[2]:

NH4+ + 2O2 ^ NO3- + 2H+ H2O + AH ; H2S + 2O2 ^ SO42- + 2H+ + AH

Hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí bao gồm quá trình dinh dưỡng: Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng và các nguyên tố khoáng vi lượng kim loại để xây dựng tế bào mới tăng sinh khối và sinh sản Quá trình phân huỷ: Vi sinh vật oxi hoá phân huỷ các chất hữu cơ hoà tan hoặc ở dạng các hạt keo phân tán nhỏ thành nước và

CO2 hoặc tạo ra các chất khí khác So với phương pháp kỵ khí thì phương pháp hiếu khí có các ưu điểm là những hiểu biết về quá trình xử lý đầy đủ hơn Hiệu quả xử lý cao hơn và triệt để hơn, không gây ô nhiễm thứ cấp như phương pháp hoá học, hoá lý[3]

Nhưng phương pháp hiếu khí cũng có các nhược điểm là thể tích công trình lớn và chiếm nhiều mặt bằng hơn Chi phí xây dựng công trình và đầu tư thiết bị lớn hơn Chi phí vận hành cho năng lượng sục khí tương đối cao Không có khả năng thu hồi năng lượng Không chịu được những thay đổi đột ngột về tải trọng hữu cơ khi nguyên liệu khan hiếm Sau xử lý sinh ra một lượng bùn dư cao và lượng bùn này kém ổn định đòi hỏi chi phí đầu

tư để xử lý bùn Xử lý với nước thải có tải trọng không cao như phương pháp kỵ khí[3]

xử lý hiếu khí gồm 3 giai đoạn[12]:

+Giai đoạn 1- Oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào Men CxHyOzN + (x + y/4 + z/3 + %) O2 ^ xCO2 + [(y-3)/2] H2O+ NH3 +Giai đoạn 2 (Quá trình đồng hóa)- Tổng hợp để xây dựng tế bào Men CxHyOzN +

NH3 + O2 ^ xCO2 + C5H7NO2

+Giai đoạn 3 (Quá trình dị hóa)- Hô hấp nội bào

Trang 11

Khi không đủ chất dinh dưỡng quá trình chuyển hoá các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng sự tự oxi hóa chất liệu tế bào

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng

Quá trình xử lý hiếu khí chịu ảnh hưởng nồng độ bùn hoạt tính tức phụ thuộc vào chỉ số bùn Chỉ số bùn càng nhỏ thì nồng độ bùn cho vào công trình xử lý càng lớn hoặc ngược lại Nồng độ oxi cũng ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình này Khi tiến hành quá trình cần phải cung cấp đầy đủ lượng oxy một cách liên tục sao cho lượng oxy hòa tan trong nước

ra khỏi bể lắng đợt II > 2 (mg/l)[1]

Khác với quá trình xử lý kỵ khí, tải trọng hữu cơ trong xử lý hiếu khí thường thấp hơn nên nồng độ các chất bẩn hữu cơ nước thải qua Aerotank có BOD toàn phần phải < 1000 (mg/l) còn trong bể lọc sinh học thì BOD toàn phần của nước thải < 500 (mg/l) Ngoài ra trong nước thải cũng cần có đủ các nguyên tố vi lượng, nguyên tố dinh dưỡng Thông thường các nguyên tố vi lượng như K, Na, Mg, Ca, Mn, Fe, Mo, Ni, Co, Zn, Cu, S, Cl thường có đủ trong nước thải Tùy theo hàm lượng cơ chất hữu cơ trong nước thải mà có yêu cầu về nồng độ các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết là khác nhau Thông thường cần duy trì các nguyên tố dinh dưỡng theo một tỷ lệ thích hợp: BOD toàn phần: N: P = 100: 5:1 hay COD: N: P = 150: 5: 1 Nếu thời gian xử lý là 20 ngày, đêm thì giữ ở tỷ lệ: BOD toàn phần: N: P = 200: 5: 1[10]

2.3 Định nghĩa phương pháp sinh học hiếu khí

Vi sinh vật là những tổ chức sinh vật nhỏ bé, có thể tập hợp lại thành một nhóm lớn hơn gồm nhiều loại khác nhau dưới những hình dạng không xác định, chúng có thể tồn tại dưới dạng đơn bào Có thể nói, phần lớn vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong các quá trình chuyển hóa sinh hóa, chúng có tác dụng làm giảm lượng chất hữu cơ trong nước thải, đồng thời giúp ổn định nồng độ chất hữu cơ trong các dòng chảy Các loài vi sinh vật chiếm ưu thế trong từng quá trình xử lý sinh hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tính chất dòng vào, điều kiện môi trường, quá trình thiết kế và cách thức vận hành hệ thống Do đó

để tăng cường vai trò hệ vi sinh vật hoạt động trong xử lý nước thải phải thiết kế điều kiện môi trường phù hợp như: Cung cấp đủ lượng oxy cho quá trình xử lý, đủ các chất hữu cơ (làm thức ăn), đủ lượng nước thải chảy vào bể, đủ N và P (chất hữu cơ) để thúc đẩy sự oxy hóa, có pH phù hợp (6,5 – 9) và không có các chất gây độc[6]

Tuy nhiên không phải các vi sinh vật đều có lợi cho các quá trình chuyển hóa trong

xử lý nước thải Nếu như điều kiện môi trường không còn phù hợp của các loài sinh vật, hoặc số lượng các loài vi sinh vật trong hệ thống tăng đột biến, điều này sẽ gây cản trở cho quá trình chuyển hóa và làm giảm hiệu suất xử lý nước thải[8]

Trang 12

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí là phương pháp xử lý sử dụng các vi sinh vật để oxi hóa các chất hữu cơ trong điều kiện có sự tồn tại của oxy Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải[6]

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải sinh hoạt của các trung tâm đô thị, các bệnh viện, nước thải của các ngành công nghiệp bị ô nhiễm hữu cơ ở mức độ trung bình (nước thải chăn nuôi, công nghệ thực phẩm…)

2.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sinh trưởng bám dính

2.4.1 Sinh trưởng bám dính

Ứng dụng của phương pháp sinh học hiếu khí bám dính là sử dụng Biochip làm giá thể để xử lý nước thải hữu cơ trước khi thải ra môi trường Ngoài bám dính chất hữu cơ còn làm tăng khả năng làm sạch nước, giảm nồng độ COD, BOD5 xuống thấp[14]

Trong bể sinh học thường sử dụng những vật rắn làm giá đỡ, các vi sinh vật sẽ dính bám trên bề mặt giá đỡ Trong số các vi sinh vật, có một số sinh vật có khả năng tạo ra polysacrit, chất này có tính dẻo hay còn gọi là polymer sinh học, chất này tạo màng sinh học Màng này ngày càng dày thêm, thực chất đây là sinh khối của vi sinh vật dính bám trên các giá đỡ Màng này có khả năng oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải chảy qua hay tiếp xúc với màng, ngoài ra màng còn có tác dụng hấp phụ các chất bẩn và trứng giun sán…[14]

Màng sinh học là tập hợp những vi sinh vật khác nhau, có hoạt tính oxy hóa các chất hữu cơ trong nước khi chúng tiếp xúc với màng Màng này thường dày từ 1– 2mm và có thể dày hơn nữa Màu của màng có thể thay đổi, tùy theo thành phần của nước thải mà màu biến đổi từ trắng đến màu nâu xám…Trong quy trình xử lý, nước thải được Biochip xáo trộn và cuốn theo các chất bán hữu cơ bám dính vào hạt Biochip, tạo bông bùn và làm sạch nước[9]

Khi nước thải vào, có sự khuấy trộn của Biochip nhờ xục khí vào làm các chất bẩn bám dính vào Biochip và tạo bùn ở gần đáy, có lúc tạo bông bùn lơ lửng rồi bám dính vào giá đỡ Do hoạt động của vi sinh vật sẽ làm thay đổi thành phần nhiễm bẩn các chất hữu

cơ trong nước, các chất hữu cơ dễ phân giải sẽ được vi sinh vật phân giải trước với tốc độ nhanh, đồng thời số lượng quần thể vi sinh vật cũng phát triển nhanh Chất hữu cơ khó phân hũy sẽ được phân giải với tốc độ chậm hơn và được qua bể lắng để lắng bùn lại[5]

Trang 13

2.4.2 Các công trình hiếu khí xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh trưởng bám

dính của vi sinh vật

Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám: Nguyên lý hoạt động của bể này tương tự như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chỉ khác là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi quần thể vi sinh vật dính bám trên lớp vật liệu lọc Các chất hữu cơ có trong nước thải

sẽ bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2 mm và bị phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, bề dày lớp màng tăng lên, do đó lượng oxy

sẽ bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật[7]

Do có nhiều ưu điểm vượt trội về hiệu quả xử lý cũng như giảm chi phí đầu tư & vận hành nên hiện nay, việc áp dụng công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám đang được ứng dụng khá rộng rãi Năm 2010, GREE đã phát triển và nâng cấp cải tiến thành công công nghệ dính bám AFBR (Advance Fixed Bed Reactor) từ công nghệ FBR (Fixed Bed Reactor) Hệ thống phân phối khí bọt mịn trong hệ thống AFBR được GREE thiết kế có thể tăng lượng oxi hoà tan trong nước lên đến 28% Quá trình thực hiện đạt hiệu quả cao

có thể tiết kiệm điện năng tiêu thụ cho hệ thống cung cấp dưỡng khí khoảng 40% Hơn nữa, AFBR có thể giảm thiểu việc sử dụng hoá chất bằng cách tăng nồng độ MLSS của các chủng vi sinh nuôi cấy[8]

Quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí với các giá thể (vật liệu dính bám) oxy hóa các chất hữu cơ với sự tham gia của màng sinh học dính bám tại giá thể[11]

- Lọc sinh học: Về nguyên lý của phương pháp lọc sinh học là dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước[4]

+ Trong quá trình làm việc, các vật liệu lọc tiếp xúc với nước chảy từ trên xuống sau

đó nước thải đã được làm sạch được thu gom xả vào lắng 2 Nước vào lắng 2 có thể kéo theo những mảnh vỡ của màng sinh học bị tróc ra khi lọc làm việc[4]

+ Các loại bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể lọc sinh học cao tải; tháp lọc sinh học[4]

- Đĩa quay sinh học RBC: Đĩa quay sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng được làm bằng PVC hoặc PS, lắp trên một trục Các đĩa này được đặt ngập vào nước một phần và quay chậm khi làm việc Đây là công trình hay thiết bị xử lý nước thải kĩ thuật màng sinh học dựa trên sự tăng trưởng gắn kết của vi sinh vật trên bề mặt của các vật liệu đĩa[13] + Khi quay màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với oxy khi ra khỏi nước thải Đĩa quay được nhờ mô tơ hoặc sức gió Nhờ quay liên tục

Trang 14

mà màng sinh học vừa tiếp xúc được với không khí vừa tiếp xúc được với chất hữu cơ trong nước thải, vì vậy chất hữu cơ được phân hủy nhanh[13]

+ Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt động của đĩa quay sinh học RSC là lớp màng sinh học[13]

Ngoài ra còn ứng dụng quá trình vi sinh vật kỵ khí lơ lửng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như: bể UASB và cũng ứng dụng quá trình vi sinh vật kỵ khí dính bám như các loại bể lọc sinh học kỵ khí

Để áp dụng quá trình AFBR đòi hỏi cần có sự phân lập và phối hợp cộng sinh hiệu quả của 3 chủng vi sinh[11]:

- Chủng vi sinh hoạt tính lơ lửng: achromobacter, alcaligenes, arthrobacter, citromonas, flavobacterium, zoogloea…

- Chủng vi sinh tuỳ nghi: nitrosomonas, nitrobacter, nitrosospira, dethiobacillus, siderocapsa, methanonas, spirillum, denitrobacillus, moraxella, thiobacillus, pseudomonas…

- Chủng vi sinh dính bám: arcanobacterium pyogenes, staphylococcus aureus, staphylococcus hyicus, streptococcus agalactiae, corynebacterium

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Chế tạo mô hình

3.1.1 Cấu tạo mô hình

Hình 1: Cấu tạo bể sinh học hiếu khí bám dính

Bể sinh học

hiếu khí bám

dính

Trang 15

Bảng 1: Các thông số kỹ thuật của bể sinh học hiếu khí bám dính

B7 : Bật bơm bể sinh học hiếu khí bám dính (off  on)

B8 : Bật nút bơm thổi khí (off  on)

Sau thời gian chạy mô hình, ta sẽ tắt máy chạy bằng nút công tắt tổng (on off) Nếu gặp sự cố và muốn tắt khẩn cấp thì tắt nút tổng (on off)

Lưu ý: Trong thời gian hoạt động tùy thuộc vào mức độ yêu cầu sử dụng ta điều chỉnh nút bơm sinh học hiếu khí bám dính (off on)

Dưới đáy bể sử dụng máy thổi khí

Giá thể Biochip được chuẩn bị với khối lượng đầy đủ theo yêu cầu cho giá thể vào

bể sinh học hiếu khí bám dính đúng vị trí và cố định lại Việc chuẩn bị tốt giá thể góp phần

Trang 16

quan trọng cho kết quả xử lý sinh học hiếu khí bám dính (Ở đây sử dụng 2 lít giá thể Biochip trong xử lý )

 Giai đoạn chạy thích nghi

Giai đoạn thích nghi được tiến hành ở nồng độ COD đầu vào khoảng 300 mg/l.Giai đoạn thích nghi được thực hiện theo các bước sau :

Cho vào bể 35 lít nước thải đã được pha loãng có nồng độ COD đầu vào khoảng 300 mg/l cùng với phân NPK và đường tạo thành hỗn hợp

Hình 2: Bể sinh học hiếu khí bám dính Chạy mô hình và hằng ngày chụp hình bể để xem hiện tượng xử lý của Biochip trong quá trình thí nghiệm

Hình 3: Tạo bọt khí khi sụt khí và bỏ đường vào

Ngăn chắn

Trang 17

Hình 4: Biochip bị xáo trộn khi bật máy thổi khí

Hình 5: Biochip ngày thứ 2

Hình 6: Biochip ngày thứ 3

Trang 18

Hình 7: Biochip ngày thứ 4 Giai đoạn thích nghi kết thúc khi lớp màng vi sinh vật được hình thành bám trên giá thể Biochip và hiệu quả khử COD tương đối ổn định

 Giai đoạn xử lý:

- Sau giai đoạn chạy thích nghi 8 giờ, một lớp màng vi sinh vật được tạo thành ở đáy ngăn của vách ngăn và lượng bùn bám ở vách ngăn, bật công tắc bể lắng li tâm và mở van V/04 để nước từ bể sinh học hiếu khí bám dính chảy qua bể lắng li tâm để lắng bùn lại

- Nước thải được đưa vào mô hình liên tục thông qua bơm, với lưu lượng bơm có thể điều chỉnh được Nước được đưa vào mô hình từ phía trên của bể và được chảy ra ngoài ở van xả bùn ở đáy bể sinh học hiếu khí bám dính

Sau giai đoạn xử lý mẫu được mang đi phân tích lấy ở van chảy qua bể lắng li tâm

Ta tiến hành lấy mẫu, phân tích và thí nghiệm trên mô hình trong 3 lần phân tích để

so sánh được hiệu quả xử lý trung bình của bể

Trang 19

Hình 8: Nước thải sau xử lý của bể bám dính

3.2 Khảo sát các thông số vận hành và đánh giá khả năng xử lý nước thải dệt

nhuộm

3.2.1 Phân tích thông số đầu vào của nước thải dệt nhuộm

Bảng 2: Kết quả phân tích các thông số đầu vào của mẫu nước thải

STT Thông

số

Đơn vị tính

Bể sinh học hiếu khí bám dính

Trang 20

3.2.2 Hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí bám dính với nước thải dệt nhuộm thí

(Nguồn:Kết quả phân tích PTN khoa Tài nguyên Môi trường, 12/10/2015-16/10/2015)

Nước thải khi mang về để vận hành mô hình có màu sắc thay đổi rõ rệt, dần chuyển

từ màu đỏ sang màu vàng nhạt Thành phần ô nhiễm trong nước thải giảm đáng kể đặc biệt sau thời gian lưu 10 giờ ta có COD, độ màu, SS tương ứng giảm còn 320mg/l, 332,3Pt-Co, 32mg/l, từ đó cho thấy cơ sở chứng minh công nghệ sinh học hiếu khí bám dính có hiệu quả xử lý cao

 Hiệu quả xử lý COD

Hình 9: Biểu đồ hiệu quả xử lý COD của nước thải dệt nhuộm TN1

Biểu đồ 9 thể hiện hiệu quả xử lý COD của mô hình công nghệ sinh học hiếu khí xử

lý nước thải dệt nhuộm Kết quả cho thấy sau Bể sinh học hiếu khí bám dính thì hàm lượng COD sau thời gian lưu 8h còn 320 mg/l đạt hiệu suất 60%, COD sau thời gian lưu 9h còn 318,7 mg/l đạt hiệu suất 60,2% và sau thời gian lưu 10h COD giảm còn 332,4 mg/l đạt hiệu suất 58,5% Ta có xử lý COD hiệu quả giảm đến 60,2%

0 10 20 30 40 50 60 70

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Đầu vào Lưu 8h Lưu 9h Lưu 10h Tiêu

chuẩn A

Tiêu chuẩn B Giá trị

Trang 21

 Hiệu quả xử lý độ màu

Hình 10: Biểu đồ hiệu quả xử lý độ màu của nước thải dệt nhuộm TN1

Độ màu thay đổi từ 750Pt-Co còn 332,3Pt-Co, theo mắt quan sát nước thải chuyển từ màu đỏ sang màu vàng nhạt Nước thải sau xử lý độ màu thay đổi màu sáng hơn, cho thấy khả năng xử lý của bể đạt hiệu quả

 Hiệu quả xử lý SS

Hình 11: Biểu đồ hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng của nước thải dệt nhuộm TN1 Biểu đồ 11 thể hiện hiệu quả xử lý SS của mô hình công nghệ sinh học hiếu khí xử lý nước thải dệt nhuộm Kết quả cho thấy sau Bể sinh học hiếu khí bám dính thì hàm lượng

SS sau thời gian lưu 8h giảm còn 41 mg/l đạt hiệu suất 74,5%, sau thời gian lưu 9h SS

0 10 20 30 40 50 60

0 100 200 300 400 500 600 700 800

chuẩn A

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

chuẩn A

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	1,68 MB