Nghiên cứu chế độ vận hành tối ưu bể phản ứng sinh học hiếu khí giá thể lơ lửng (MBBR) để ứng dụng xử lý nước thải giết mổ phù hợp với điều kiện tỉnh Bến Tre

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU BỂ

PHẢN ỨNG SINH HỌC HIẾU KHÍ GIÁ THỂ LƠ

LỬNG (MBBR) ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

GIẾT MỔ PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN TỈNH BẾN TRE.

Mã số đề tài:...

Bình Dương, 03/ 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU BỂ

PHẢN ỨNG SINH HỌC HIẾU KHÍ GIÁ THỂ LƠ

LỬNG (MBBR) ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

GIẾT MỔ PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN TỈNH BẾN TRE

Mã số đề tài:....

Chủ nhiệm đề tài: Ngô Thị Tuyết Mai

Khoa: Công nghệ sinh học

Các thành viên: Trịnh Thị Yến Thu

Người hướng dẫn: TS. Trần Thái Hà

Bình Dương, 03/2019 03/2019 03/2019 03/2019

i

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin kính gửi đến tất cả quý Thầy, Cô đang giảng dạy và làm việc tại khoa

Công nghệ sinh học trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh lời chúc sức khỏe và

lời chào trân trọng nhất. Để hoàn thành tốt báo cáo nghiên cứu khoa học này, tôi đã

nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ cũng như những lời động viên, chia sẻ quý báu

từ quý Thầy, Cô và bạn bè.

Hơn hết, không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ

dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong khoảng thời gian từ

khi bắt đầu thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học đến khi kết thúc tôi đã nhận được rất

nhiều sự quan tâm giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu

sắc nhất, tôi xin gửi đến thầy TS. Trần Thái Hà đã cùng với tri thức và tâm huyết của

mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên

cứu tại trường, xin cảm ơn thành viên của nhóm nghiên cứu khoa học này đã hỗ trợ tôi

trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, Cô trong khoa Công nghệ sinh học đã tạo

mọi điều kiện, phòng thí nghiệm cũng như thiết bị máy móc để tôi hoàn thành tốt đề

tài nghiên cứu khoa học này.

Trong quá trình nghiên cứu, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo nghiên cứu ,

khó tránh các về lỗi trình bày tôi rất mong các Thầy, Cô bỏ qua . Đồng thời do trình độ

chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tiễn của tôi còn hạn chế nên bài báo cáo

không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ Thầy,

Cô để tôi học thêm được nhiều kinh nghiệm và hoàn thành tốt bài báo cáo nghiên cứu

này.

Bình Dương, ngày 25 tháng 03 năm 2019

Sinh viên

Ngô Thị Tuyết Mai

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................i

MỤC LỤC...................................................................................................................ii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ................................................................... iv

DANH MỤC CÁC BẢNG...........................................................................................v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT...................................................vi

ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................. 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................4

1. GIỚI THIỆU:....................................................................................................4

1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải:................................................................4

1.2 Thành phần nước thải:..............................................................................6

2. TÌNH HÌNH Ô NHIỄM NƯỚC THẢI GIẾT MỔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở

VIỆT NAM:..........................................................................................................8

2.1 Trên thế giới:............................................................................................8

2.2 Ở Việt Nam:...........................................................................................10

3. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ:........................................11

3.1 Phương pháp cơ học:..............................................................................11

3.2 Phương pháp xử lý hóa lý:..................................................................... 17

3.3 Phương pháp xử lý sinh học:..................................................................21

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................ 27

1. VẬT LIỆU :.................................................................................................... 27

1.1 Nước thải giết mổ:................................................................................. 27

1.2 Bùn giống:............................................................................................. 29

2. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM:..........................................................................30

3. MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU PHÒNG THÍ NGHIỆM:...................................... 31

3.1 Mô hình nhiên cứu:................................................................................31

3.2 Quá trình thí nghiệm:............................................................................. 34

4. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH:...................................................................... 36

4.1 Quan trắc bùn gốc:................................................................................. 36

4.2 Chỉ số lắng của bùn SVI (Sludge Volume Index)....................................36

4.3 Phương pháp tính BOD5 (Biochemical Oxygen Demand).......................37

4.4 Oxy hoà tan DO (Dissolved oxygen):.....................................................38

4.5 Nồng độ sinh khối lơ lửng MLSS (mg/l):...............................................39

4.6 Phương pháp tính TSS:.......................................................................... 39

4.7 Phương pháp đo Amoni:.........................................................................39

4.8 Phương pháp đo Nitrate:........................................................................ 40

4.9 Phương pháp đo độ đục:.........................................................................40

5. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ SỐ LIỆU:................................................................ 42

6. PHƯƠNG PHÁP THAM KHẢO TÀI LIỆU:..................................................42

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 43

1. NUÔI CẤY BÙN VÀ THỜI GIAN THÍCH NGHI BÙN HOẠT TÍNH:......... 43

2. THỜI GIAN LƯU TỐI ƯU NHẤT:................................................................ 45

3. NỒNG ĐỘ OXY HÒA TAN, TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG, NỒNG ĐỘ

BÙN HOẠT TÍNH, AMONI, NITRATE, ĐỘ ĐỤC, ĐỘ pH:..............................46

iii

3.1 Nồng độ oxy hòa tan:............................................................................. 46

3.2 Tổng chất rắn lơ lửng:............................................................................47

3.3 Nồng độ bùn hoạt tính:...........................................................................50

3.4 Amoni (NH4+):......................................................................................51

3.5 Nitrate (NO3-):...................................................................................... 52

3.6 Độ đục:.................................................................................................. 54

3.7 Độ pH:................................................................................................... 55

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................56

1. KẾT LUẬN:................................................................................................... 56

2. KIẾN NGHỊ:...................................................................................................57

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................59

PHỤ LỤC.................................................................................................................. 63

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ

HÌNH 1.1: Nước thải từ lò mổ của công ty Thịnh An (Hà Nội).................................... 5

HÌNH 1.2 : Một cơ sở đang giết mổ heo.....................................................................11

HÌNH 1.3: Song chắn rác........................................................................................... 12

HÌNH 1.4: Máy nghiền rác.........................................................................................13

HÌNH 1.5: Bể điều hòa...............................................................................................14

HÌNH 1.6: Bể lắng cát................................................................................................14

HÌNH 1.7: Bể lắng đứng (vẽ kĩ thuật)........................................................................ 15

HÌNH 1.8: Bể lắng đứng (thực tế).............................................................................. 15

HÌNH 1.9: Bể lắng ngang (vẽ kĩ thuật).......................................................................16

HÌNH 1.10: Bể lắng ngang (thực tế)...........................................................................16

HÌNH 1.11: Bể lắng ly tâm (vẽ kĩ thuật).....................................................................17

HÌNH 1.12: Bể lắng ly tâm (thực tế).......................................................................... 17

HÌNH 1.13: Bể keo tụ tạo bông..................................................................................18

HÌNH 1.14: Bể tuyển nổi DAF...................................................................................20

HÌNH 1.15: Hạt nhựa trao đổi ion.............................................................................. 21

HÌNH 1.16: Bể Aerotank............................................................................................22

HÌNH 1.17: Bể lọc sinh học nhỏ giọt......................................................................... 24

HÌNH 1.18: Bể lọc sinh học từng mẻ SBR................................................................. 25

HÌNH 1.19: Bể UASB................................................................................................26

HÌNH 2.1: Nước thải lấy về từ cơ sở giết mổ heo 2 Cảnh...........................................28

HÌNH 2.2: Bùn giống được lấy ở Aeon Citimart Cao thăng Quận 3........................... 30

HÌNH 2.3: Quy trình thí nghiệm.................................................................................30

HÌNH 2.4: Sơ đồ hoạt động phòng thí nghiệm........................................................... 31

HÌNH 2.5: Mô hình bể phản ứng sinh học hiếu khí giá thể lơ lửng (MBBR) trong

phòng thí nghiệm....................................................................................................... 32

HÌNH 2.6: Mô hình bể phản ứng sinh học hiếu khí Aerotank trong phòng thí nghiệm32

HÌNH 2.7: Bể bùn hoạt tính hiếu khí giá thể lơ lửng (MBBR) trong phòng thí nghiệm33

HÌNH 2.8: Mô hình toàn bộ hệ thống trong phòng thí nghiệm....................................33

HÌNH 2.9: Giá thể MBBR kích thước D25 x 10 mm..................................................34

HÌNH 2.10: Máy đo độ đục Hanna HI93703.............................................................. 41

HÌNH 3.1: Màu của bùn gốc và bùn thích nghi.......................................................... 44

HÌNH 3.1a: Bùn gốc và bùn thích nghi trong bể MBBR..................................... 44

HÌNH 3.1b: Bùn gốc và bùn thích nghi trong bể Aerotank.................................. 44

HÌNH 3.2: Quan trắc cấu trúc hiển vi của bùn gốc và bùn thích nghi......................... 44

HÌNH 3.2a : cấu trúc hiển vi bùn gốc.................................................................. 44

HÌNH 3.2b: cấu trúc hiển vi bùn thích nghi bể MBBR........................................ 45

HÌNH 3.2c: cấu trúc hiển vi bùn thích nghi bể Aerotank..................................... 45

HÌNH 3.3: Đồ thị khả năng xử lý BOD nước thải.......................................................47

HÌNH 3.4 : TSS đầu vào được đo ngày 19/09/2018 tại phòng thí nghiệm Hóa - Môi

trường của trường Đại học Mở................................................................................... 48

HÌNH 3.5: Đồ thị khả năng xử lý TSS nước thải........................................................ 49

HÌNH 3.6: Đồ thị nồng độ bùn hoạt tính (MLSS).......................................................50

HÌNH 3.7: Đồ thị khả năng xử lý Amoni nước thải.................................................... 52

HÌNH 3.8: Đồ thị khả năng xử lý Nitrate nước thải.................................................... 53

HÌNH 3.9a: Độ đục đầu vào và đầu ra bể MBBR được đo ngày 31/10/2018 tại

phòng thí nghiệm Hóa - Môi trường của trường Đại học Mở...............................54

HÌNH 3.9b: Đồ thị khả năng xử lý độ đục nước thải........................................... 55

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

BẢNG 1.1: Thành phần các chất ô nhiễm có trong nước thải giết mổ ........................ 6

BẢNG 1. 2 : Các thông số ô nhiễm nước thải tại nhà máy ở Ontarrio.......................... 9

BẢNG 1. 3: Các thông số ô nhiễm nước thải tại nhà máy Vissan............................... 10

BẢNG 2.1: Thành phần nước thải giết mổ cơ sở giết mổ heo 2 Cảnh.........................27

BẢNG 2.2: Thành phần nước thải giết mổ cơ sở giết mổ heo Hai Cảnh sau khi qua hệ

thống xử lý phía trước................................................................................................ 29

BẢNG 2.3: Thời gian hoạt động của mô hình............................................................ 35

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh hoá (Biologycal Oxygen Demand)

COD Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand)

DO Oxy hoà tan (Dissolved oxygen)

HRT Thời gian lưu thuỷ lực (Hdraulic Retention Time)

MLSS Nồng độ sinh khối lơ lửng (Mixed Liquor Supended Solids)

MLVSS Nồng độ sinh khối lơ lửng bay hơi (Mixed Liquor Volatole Supended

Solids)

SRT Thời gian lưu bùn (Solid Retention Time)

SVI Chỉ số lắng của bùn (Sludge Volume Index)

VLR Tải trọng thể tích (Volumetric Loading Rate (kgCOD/m 3 .ngày)

WW Nước thải (Wastewater)

TSS Tổng chất rắn lơ lửng (Turbidity & Suspendid Solids)