Ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải chế biến mủ cao su

CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 1 CHUYÊN ĐỀ ỨNG DỤNG HỒ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MỦ CAO SU CHUYÊN ĐỀ ......................................................................................................................................... 1 ỨNG DỤNG HỒ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .......................................................... 1 CHẾ BIẾN MỦ CAO SU ...................................................................................................................... 1 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỒ SINH HỌC. .......................................................................... 3 1.1. Phân loại hồ sinh vật. ............................................................................................................... 3 1.1.1. Hồ làm thoáng nhân tạo. ................................................................................................. 3 1.1.2. Hồ sinh vật ổn định nước thải......................................................................................... 4 1.2. Hệ động thực vật trong hồ sinh vật. ........................................................................................ 5 1.3. Ứng dụng và cơ chế xử lý nước thải của hồ sinh vật. ............................................................ 8 2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. ........................................................................................ 10 3. MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................. 11 3.1. Mục đích nghiên cứu. ............................................................................................................. 11 3.2. Cơ sở khoa học của phương pháp nghiên cứu. .................................................................... 11 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU. .................................................................... 12 4.1. Đối tượng nghiên cứu. ............................................................................................................ 12 4.2. Mô hình nghiên cứu................................................................................................................ 13 4.2.1. Mô hình thí nghiệm nuôi tảo Chlorella phòng thí nghiệm. ........................................ 13 4.2.2. Mô hình nghiên cứu. ...................................................................................................... 14 4.2.3. Phương pháp nghiên cứu trên mô hình. ...................................................................... 16 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. .................................................................... 18 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 2 5.1. Kết quả thí nghiệm nuôi tảo. ................................................................................................. 18 5.2. Kết quả thí nghiệm xử lý nước thải trên mô hình hồ sinh vật. ........................................... 19 5.2.1. Kết quả thí nghiệm trên mô hình tĩnh. ........................................................................ 20 5.2.2. Kết quả thí nghiệm trên mô hình động. ....................................................................... 31 5.3. Kết quả tính toán hằng số phân hủy các chất ô nhiễm của tảo và lục bình. ..................... 38 5.4. So sánh sự phát triển của tảo trong mô hình nuôi và mô hình xử lý nước thải. .................... 41 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. ............................................................................................... 41 6.1. Kết luận. .................................................................................................................................. 41 6.2. Kiến nghị. ................................................................................................................................ 42 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 3 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỒ SINH HỌC. Hồ sinh vật là các thuỷ vực tự nhiên hoặc nhân tạo mà tại đó diễn ra quá trình chuyển hoá những chất bẩn. Quá trình này diễn ra tương tự như quá trình tự làm sạch trong các hồ tự nhiên với vai trò chủ yếu là các loại vi khuẩn và tảo. Hồ sinh vật được ứng dụng rộng rãi hơn cánh đồng lọc và cánh đồng tưới. Ưu điểm lớn của hồ sinh vật là chiếm diện tích nhỏ hơn cánh đồng lọc sinh học. Ngoài ra hồ sinh vật còn có những tác dụng hữu ích sau: § Nuôi trồng thủy sản; § Cung cấp nước cho trồng trọt; § Điều hòa dòng chảy trong mùa mưa và hệ thống thóat nước đô thị; § Không đòi hỏi chi phí cao; § Bảo trì, điều hành đơn giản. 1.1. Phân loại hồ sinh vật. Theo bản chất của quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp oxy, hồ sinh vật được chia làm hai loại. 1.1.1. Hồ làm thoáng nhân tạo. Gồm hai dạng: hồ sinh vật làm thoáng hiếu khí và hồ sinh vật làm thoáng tùy nghi. - Trong hồ làm thoáng nhân tạo, oxy được cung cấp chủ yếu bằng các biện pháp cưỡng bức nhờ các thiết bị khuấy trộn bề mặt hoặc khí nén. - Độ sâu của hồ: 2 - 6 m. - Thời gian lưu nước: 3 - 10 ngày. Ưu điểm: - Diện tích xây dựng bé hơn hồ ổn định. - Chế độ thủy động học trong hồ được tăng cường nhờ quá trình khuấy trộn. - Điều kiện tiếp xúc giữa chất hữu cơ – oxy – vi khuẩn tăng lên. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 4 - Hiệu quả xử lý nước thải có thể đạt trên 90% khi thời gian lưu nước 2-6 ngày. Nhược điểm: tiêu hao năng lượng lớn cho các thiết bị làm thoáng. 1.1.2. Hồ sinh vật ổn định nước thải. Trong hồ ổn định, oxy được cung cấp chủ yếu là khuếch tán qua bề mặt hoặc do quang hợp của tảo. Ưu điểm: - Chi phí vận hành hồ thấp. - Vận hành đơn giản so với các công trình xử lý khác. - Hồ có hiệu quả xử lý, khử trùng và tính đệm lớn. - Có thể kết hợp nuôi cá, trồng tảo mang lại hiệu quả kinh tế cao. Nhược điểm: - Diện tích và chi phí xây dựng lớn. - Khó kiểm soát đuợc quá trình xử lý. - Phát sinh mùi đối với khu vực xung quanh. Hồ sinh vật ổn định nước thải bao gồm các dạng sau: § Theo phản ứng sinh học diễn ra trong nước: - Hồ sinh vật kỵ khí. - Hồ sinh vật hiếu khí. - Hồ sinh vật tùy nghi. § Theo dây chuyền công nghệ: - Hồ chứa nước thải. - Hồ sinh vật xử lý bậc II. - Hồ sinh vật xử lý triệt để. § Theo chế độ hoạt động: CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 5 - Hồ sinh vật hoạt động gián đoạn. - Hồ sinh vật hoạt động liên tục. § Theo hệ thực vật: - Hồ không có thực vật. - Hồ có thực vật. 1.2. Hệ động thực vật trong hồ sinh vật. Hệ động thực vật của hồ sinh vật thường có các sinh vật: vi sinh vật, nguyên sinh động vật, tảo, rêu, bèo… Các vi sinh vật có trong hồ là các vi sinh vật kỵ khí, hiếu khí, hay tuỳ nghi như: enterobacterium, streptococus, clostridium, achromobacter, cytophaga, micrococus, pseu-domonas, spirochaeta, bacillus, lactobacilus… Trong hồ sinh vật, các loại thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định chất lượng nước. Chúng sử dụng các chất dinh dưỡng (N, P), kim loại nặng (Cu, Cd, Hg, Zn) để cho sự đồng hoá và phát triển sinh khối. Để tồn tại trong những môi trường nước khác nhau đòi hỏi mỗi lọai thực vật phải có sự tiến hóa và thích nghi rất cao. Tùy theo điều kiện cụ thể mà hình thành nên các nhóm thực vật thủy sinh và trong số các nhóm thực vật thủy sinh này chỉ có một số có những tính chất phù hợp cho việc xử lý môi trường nước ô nhiễm. Thực vật thủy sinh dùng để xử lý nước thải được chia ra làm ba nhóm lớn: § Nhóm thực vật thủy sinh ngập nước (submerged plants): Đặc điểm quan trọng của loại thực vật thủy sinh ngập nước là chúng tiến hành quang hợp hay các quá trình trao đổi chất diễn ra hoàn toàn trong lòng nước. Chính vì vậy nhóm thực vật thủy sinh này chỉ có thể phát triển tốt ở một khoảng chiều sâu nhất định của nước và chiều sâu này thường từ 50cm (tính từ bề mặt nước) trở lại vì ở chiều sâu này thì ánh sáng mặt trời có tác dụng tốt nhất. Nhóm thực vật ngập nước này cũng gây nên những tác hại như làm tăng độ đục của nguồn nước, ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào nước. Do đó các loài thủy sinh này không hiệu quả trong việc làm sạch các chất thải. Nhóm này bao gồm các loại như rong Hydrilla verticillata, Caratophyllum….hấp thụ các chất dinh dưỡng và nguyên tố cần thiết khác qua thân, lớp vỏ; đây là quá trình lọc CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 6 và hấp thụ các chất hòa tan. Hiệu quả thu hồi các chất dinh dưỡng nitơ của loại thực vật này từ 200 – 1560 kg/ha. Thực vật ngập nước bậc cao đóng vai trò lớn trong việc cung cấp oxy cho vi khuẩn tham gia phân hủy chất hữu cơ. Tuy nhiên cũng cần thiết thường xuyên thu hồi các loại thực vật nổi và thực vật ngập nước ra khỏi hồ để tránh hiện tượng nhiễm bẩn nước. § Nhóm thực vật trôi nổi (floating plants): Các loài thực vật này phát triển trên bề mặt nước bao gồm hai phần: phần lá và thân mềm nổi trên mặt nước, đây là phần nhận ánh sáng trực tiếp từ mặt trời; phần dưới nước là rễ, rễ của các loài thực vật này là rễ chùm. Chúng phát triển trong lòng môi trường nước, nhận các chất dinh dưỡng trong nước và chuyển lên lá thực hiện quá trình quang hợp. Loài thực vật này trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước. Khi chúng di chuyển kéo theo rễ quét trong lòng nước, các chất dinh dưỡng thường xuyên tiếp xúc và hấp thụ qua rễ. Rễ của loài thực vật này là giá thể cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải. So với loài thực vật ngập nước, loài thực vật trôi nổi này có khả năng xử lý các chất ô nhiễm rất cao. Nhóm này bao gồm các loại bèo như: Eichhorinia crassipes (bèo Nhật Bản, lục bình); Spirodella; Lema; Postia statiotes… Sinh khối của bèo tăng rất nhanh; trong điều kiện môi trường thuận lợi sau sáu ngày nuôi cấy chúng có thể tăng sinh khối đến 250 kg chất khô/ha.ngày đêm (Theo O’ bien,1981). Trong quá trình nghiên cứu bèo trong hồ sinh vật, các nhà khoa học nhận thấy rằng bộ rễ của bèo là nơi cư trú của nhiều loài vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa chất hữu cơ ở tầng bề mặt nước. Hiệu quả xử lý BOD đạt 95%; khả năng khử N-NH3, P đến 97%. Ngoài bèo trong hồ sinh vật còn có các lọai thực vật nổi khác như rau muống, họ sen súng. Đây là những loại thực vật đều có khả năng chuyển hóa vật chất rất cao. § Thực vật nửa ngập nước (emergent plants): Loài thực vật này có rễ bám vào đất nhưng phần thân và lá phát triển trên mặt nước. Phần rễ bám đất ngập nước, nhận các chất dinh dưỡng có trong đất, chuyển chúng lên lá trên mặt nước để tiến hành quá trình quang hợp. Loài thực vật làm sạch môi trường chủ yếu phần lắng ở đáy lưu vực nước. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 7 Bảng 1.1. Một số loài thực vật thủy sinh tiêu biểu. Nhóm Tên thông thường Tên khoa học Thực vật ngập nước Hydrilla Hydrilla verticillata Water milfoil Myriophyllum spicatum Blyxa Blyxa aybertii Thực vật trôi nổi Lục bình(water hyacinth) Eichhornia crassipes Bèo tấm (duck week) Wolfia arrhiga Bèo tai tượng Pistia stratiotes Salvinia Salvinia spp Thực vật nửa ngập nước Cattails Typha spp Cỏ lõi bấc (bulrush) Scirpus spp Sậy (reed) Phragmites communis Việc sử dụng thực vật thủy sinh trong quá trình làm sạch môi trường nước có những ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: - Chi phí xử lý không cao. - Quá trình công nghệ kỹ thuật không phức tạp. - Hiệu quả xử lý ổn định đối với nước thải có mức độ ô nhiễm thấp. - Sinh khối sau quá trình xử lý được ứng dụng vào nhiều mục đích: o Làm nguyên liệu thủ công mỹ nghệ: cói, đay, cỏ, lục bình. o Làm thực phẩm cho người: rau muống, củ sen, củ súng. o Làm thức ăn cho gia súc: rau muống, lục bình, bèo tấm. o Làm phân xanh hay sản xuất khí sinh học. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 8 Nhược điểm: - Diện tích dùng cho việc xử lý chất thải lớn. - Rễ thực vật là giá bám cho VSV, trong đó VSV gây bệnh cũng có khả năng phát triển, chúng sẽ là tác nhân sinh học gây ô nhiễm môi trường rất mạnh. - So với VSV, các quá trình trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản của thực vật chậm hơn nhiều. Do đó, việc chuyển hóa các vật chất có trong nước thải bởi thực vật thủy sinh thường rất chậm và hiệu suất chuyển hóa kém hơn nên thời gian xử lý kéo dài hơn so với xử lý bằng VSV. Nhiều trường hợp sinh khối phát triển quá giới hạn, gây khó kiểm soát do tạo sự lan rộng sang vùng sinh thái khác, làm mất ổn. 1.3. Ứng dụng và cơ chế xử lý nước thải của hồ sinh vật. Ứng dụng của hồ sinh vật đối với lĩnh vực môi trường là dùng cho việc xử lý nước thải, sau đó có thể kết hợp với việc nuôi bèo, thủy sản… Cơ chế xử lý nước thải của hồ sinh vật: Khi nước vào hồ do vận tốc nước chảy nhỏ, các loại cặn lắng có tỷ trọng lớn được lắng xuống đáy; các chất bẩn hữu cơ còn lại lơ lửng trong nước sẽ được vi khuẩn hấp phụ và oxy hoá. Ở gần sát mặt nước tồn tại nhiều VSV hiếu khí; tại đây oxy được cung cấp từ quá trình hòa tan từ không khí do chuyển động của sóng, gió. Lượng oxy hòa tan này không nhiều nhưng khá ổn định; lượng oxy có trong tầng nước do sự quang hợp của tảo. Nhờ có oxy quá trình chuyển hóa hiếu khí của VSV xảy ra mạnh, chất hữu cơ nhanh chóng bị phân hủy cho sản phẩm là sinh khối, CO2, các muối nitrat, nitrit… Khí CO2 và hợp chất N, P lại được rong tảo sử dụng trong quá trình quang hợp. Trong giai đoạn này sẽ giải phóng oxy, cung cấp cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ của vi khuẩn. Sự hoạt động của rong tảo tạo điều kiện thuận lợi cho quá trao đổi chất của vi khuẩn. Như vậy vi khuẩn hiếu khí và tảo tạo ra một vòng khép kín của sự chuyển hóa vật chất. Tuy nhiên trong trường hợp nước thải đậm đặc chất hữu cơ, tảo có thể chuyển từ hình thức tự dưỡng sang dị dưỡng và tham gia vào quá trình oxy hoá chất hữu cơ. Nấm, xạ khuẩn có trong nước thải cũng thực hiện vai trò tương tự. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 9 Ở phần đáy hồ, các chất hữu cơ có tỷ trọng lớn lắng xuống thường đây là các chất khó phân hủy; trong môi trường đáy hồ rất thiếu oxy nên phát triển VSV yếm khí. Các VSV này tham gia chuyển hóa chất hữu cơ thành các acid hữu cơ, rượu để VSV khác tiếp tục chuyển hóa thành khí CH4, H2S, CO2, NH3… Trong đó CO2 và NH3 có ý nghĩa giúp rong tảo phát triển mạnh; ngược lại trong quá trình phát triển của rong, tảo tạo ra oxy là yếu tố không thuận lợi cho sự phát triển của VSV yếm khí. Tuy nhiên rong, tảo chỉ phát triển mạnh ở phần gần ánh sáng mặt trời nên lượng oxy tạo ra một phần bay vào không khí, một phần được VSV hiếu khí sử dụng nên sự ảnh hưởng đến VSV yếm khí không đáng kể; phần đáy hồ khi rong tảo chết thì xác của chúng sẽ là chất dinh dưỡng cho VSV đáy hồ phát triển. Như vậy rong tảo không chỉ có tác dụng tích cực đối với sự chuyển hóa vật chất (quá trình quang hợp) mà còn tác động tích cực đối với VSV hiếu khí và yếm khí. Như vậy VSV, tảo, các lọai thực vật trong hồ có mối quan hệ thông qua oxy và các chất dinh dưỡng. Oxy giúp sự phát triển của VSV hiếu khí nhưng lại là yếu tố tiêu diệt các VSV gây bệnh có trong hồ. Lượng oxy cung cấp cho hồ có sự chênh lệch giữa ngày và đêm; ban đêm lượng oxy không nhiều chỉ tập trung vùng bề mặt; vào ban ngày lượng oxy cao hơn ban đêm. Điều này chứng tỏ rằng lượng oxy có trong hồ ở điều kiện tự nhiên là do quá trình quang hợp của tảo và thực vật. Yếu tố chính đảm bảo quá trình chuyển hoá chất hữu cơ trong hồ sinh vật là oxy và nhiệt độ. Ở tầng nước mặt do có oxy khuếch tán từ không khí và oxy quang hợp, quá trình oxy hoá chất hữu cơ diễn ra mạnh, thế năng oxy hoá khử trong hồ giảm dần theo chiều sâu hồ. Ở tầng nước sâu, hàm luợng oxy hoà tan giảm tạo điều kiện yếm khí, vi khuẩn phải sử dụng oxy liên kết từ NO2-, NO3-, SO42- để oxy hoá chất hữu cơ. Trong lớp cặn đáy , các chất hữu cơ thường phân hủy bằng cách lên men, sản phẩm tạo ra là CH4, H2S… Theo chiều chuyển động của nước thải, hồ sinh vật chia 3 vùng khác nhau: - Vùng Polyxaprobe (P): Tại đây diễn ra quá trình phân huỷ chất hữu cơ dễ bị oxy hoá sinh hoá, lên men cặn lắng nhờ vi khuẩn . - Vùng "-mezoxaprobe ("-m): Tại đây phân hủy mạnh các chất hữu cơ, các hợp chất nitơ tồn tại ở dạng amoni. Hàm lượng oxy hoà tan thấp, vi khuẩn tùy tiện phát triển mạnh. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 10 - Vùng $-mezoxaprobe ($-m): Đây là vùng ổn định với hàm lượng BOD không cao. Hàm lượng NO3-, PO43- lớn, là nguyên nhân gây nên sự phú dưỡng hoá. Trong vùng này xuất hiện nhiều loại tảo lục đơn bào, động vật nguyên sinh. Bên cạnh việc xử lý nước thải, hồ sinh vật còn được dùng cho các mục đích khác: § Nuôi bèo hoặc thực vật nước: Khi xem xét khả năng ứng dụng các loại hồ sinh vật ở Việt Nam có nhiều ý kiến cho rằng nên kết hợp xử lý nước thải trong hồ với việc nuôi bèo ở mặt nước vì bèo là loại thực vật có khả năng “làm sạch” nước, đồng thời khi bèo phát triển sẽ làm nguyên liệu chăn nuôi và làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ. Tuy nhiên khi nuôi bèo phải chú ý không để cho chúng phát triển kín mặt nước vì khi đó sẽ làm cản ánh sáng, vùng nước phía dưới sẽ thiếu ánh sáng và như vậy sẽ làm giảm khả năng phát triển các sinh vật quang hợp có trong nước. § Nuôi trồng tảo: Nước thải chứa nhiều chất dinh dưỡng, đặc biệt là nước thải cao su thuận lợi cho tảo và các sinh vật khác phát triển. Tảo phát triển mạnh trong hồ sẽ cung cấp oxy hòa tan cho các sinh vật khác phát triển theo làm tăng nhanh quá trình phân hủy chất ô nhiễm, chuyển hóa thành sinh khối. Sinh khối tảo lại là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản. 2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. Nước thải chế biến cao su là một trong các nguồn thải gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường bởi nước thải chứa thành phần hữu cơ, N, P, khí sinh học, mecarptan với nồng độ khá cao. Các công nghệ xử lý nước thải hiện hữu hầu như không xử lý triệt để hàm lượng hữu cơ, N, P. Kết quả là nước sau xử lý không đạt tiêu chuẩn thải cho phép. Do tính chất đặc trưng của nguồn thải, sự biến động về chất lượng nước vào do quá trình đông tụ dễ gặp sự cố nên ngay khi đã áp dụng tiền xử lý bằng phương pháp hóa lý, sinh học kị khí và lọc sinh học hiếu khí, nước thải chế biến cao su cần phải áp dụng nối tiếp xử lý bằng hồ sinh học nhằm loại bỏ triệt để hàm lượng hữu cơ, N, P còn lại nhờ hoạt động của vi sinh vật và thực vật nước. Nước sau xử lý được phép tái sử dụng trong CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 11 dây chuyền sản xuất hoặc dùng cho mục đích tưới tiêu, đem lại lợi ích thiết thực cho các doanh nghiệp sản xuất. Sự thành công đề tài là cơ sở cho việc ứng dụng công nghệ nghiên cứu triển khai vào thực tiễn. 3. MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 3.1. Mục đích nghiên cứu. Xác định hiệu quả xử lý hàm lượng hữu cơ, N, P bằng phương pháp hồ sinh học với sự tham gia của hai loại thực vật nước: tảo và lục bình. Xác định các thông số vận hành và đánh giá khả năng tăng trưởng hệ thực vật nước. 3.2. Cơ sở khoa học của phương pháp nghiên cứu. Trong các công trình xử lý nước thải cao su, hồ sinh học là phương pháp xử lý ít tốn kém nhất vì các nguyên nhân sau: - Các nhà máy chế biến và sản xuất cao su thường tập trung ở các tỉnh xa, diện tích đất rộng, quy mô lớn, xây dựng cách biệt nên thuận lợi cho áp dụng hệ thống hồ sinh học. - Hồ sinh học vận hành đơn giản, chi phí thấp, thích hợp cho trình độ kỹ thuật và điều kiện kinh tế. - Hồ sinh học với sự tham gia của tảo hoặc lục bình cho phép xử lý hiệu quả hàm lượng dinh dưỡng kết hợp xử lý nước thải. Không chỉ lục bình có thể được sử dụng để tăng sinh khối mà các vi sinh vật sống bám trên bộ rễ của lục bình cũng có khả năng sử dụng Nitơ ở dạng NH3 để tăng trưởng và phát triển. Bản chất của phương pháp xử lý có thể được giải thích nhờ bộ rễ lục bình là nơi cho các vi sinh vật bám dính, sinh sống và phát triển. Trong quá trình quang hợp, oxy được hòa tan vào nước sau đó thực vật nước sẽ sử dụng cho hô hấp, phần còn lại tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí trong rễ phát triển. Các vi sinh vật này phân huỷ các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những thành phần đơn giản mà một phần các thành phần dơn giản này được đồng hóa bởi rễ cây, phần còn lại được vi sinh vật sử dụng chuyển hóa thành tế bào trong cơ thể. Hệ sinh thái tự nhiên này có khả năng loại bỏ Nitơ, Phôtpho và CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 12 một số chất khác. Các chất dinh dưỡng và những thành phần ô nhiễm trong nước được loại bỏ qua sự cộng sinh của các vi sinh vật và các thực vật, động vật cấp cao hơn sống trên và xung quanh rễ. Nhìn chung, hồ sinh học với các thực vật nước có thể xử lý BOD5 và TSS do sự trao đổi điện tích với rễ cây, các điện tích này trao đổi với các chất rắn lơ lửng, các chất rắn này dính bám vào rễ cây. Nhờ vậy các chất ô nhiễm được vi sinh vật xử lý từ từ. Nitơ tích luỹ trong tế bào thực vật từ 21,5g/kg – 36,2g/kg khi Nitơ trong nước từ 1 – 50ppm. Nồng độ bão hòa khi Nitơ hòa tan là 30ppm. Khi nồng độ Nitơ tăng từ 0 – 50ppm, tỉ số Nitơ tạo thành chồi non/ Nitơ trong cả cây tăng dần. Qua các kết quả nghiên cứu, Michaelis - Menten đưa ra công thức tính nồng độ Nitơ tích luỹ cho cây như sau: N Ny + = 6.0 2.33 Trong đó: N: nồng độ Nitơ trong nước, ppm. y: nồng độ Nitơ trong cây, gN/kg khối lượng. 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU. 4.1. Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu trong là nước thải chế biến mủ cao su sau khi qua giai đoạn xử lý kỵ khí và hiếu khí có các tính chất đặc trưng sau: Bảng 4.1. Tính chất nước thải chế biến mủ cao su sau giai đoạn xử lý hiếu khí. Thông số Đơn vị đo Giá trị pH COD BOD5 N-NH3 mg/l mg/l mg/l 7.3 - 8.6 100 - 400 84 - 300 40 - 170 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 13 Thông số Đơn vị đo Giá trị SS Photpho tổng Nitơ tổng mg/l mg/l mg/l 30 - 50 20 - 100 50 - 215 (Nguồn: Phòng thí nghiệm khoa Môi Trường - ĐHBK, tháng 11/2007). 4.2. Mô hình nghiên cứu. 4.2.1. Mô hình thí nghiệm nuôi tảo Chlorella phòng thí nghiệm. a) Mục tiêu: Mô hình nuôi tảo phòng thí nghiệm được tiến hành nhằm cung cấp số lượng tảo thích hợp cho giai đoạn xử lý nước thải cao su bằng hồ sinh vật. b) Giới thiệu mô hình: - Nguồn giống: Tảo Chlorella sp. đã được phân lập thuần chủng lấy từ Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản II (Thủ Đức). - Dụng cụ: o Erlen 1000 ml, 500 ml. o Máy sục khí. o Đèn neon. o Tủ sấy. o Đèn cồn. o Kính hiển vi. o Buồng đếm hồng cầu. - Hóa chất: môi trường nuôi cấy tảo là môi trường Wallne. Bảng 4.2 Thành phần của môi trường Wallne. STT Thành phần Nồng độ (g/l) CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 14 STT Thành phần Nồng độ (g/l) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 FeCl3 MnCl2.4H2O H3BO3 EDTA NaH2PO4.2H2O NaNO3 ZnCl2 CoCl2.6H2O (NH4)6.Mo7O27.4H2O CuSO4.5H2O Vitamin B1 Vitamin B12 0,8 0,4 33,6 45,0 20,0 100,0 0,021 0,020 0,009 0,02 0,1 0,005 4.2.2. Mô hình nghiên cứu. Hai dạng mô hình (dạng tĩnh và động) được lựa chọn cho nghiên cứu. Kích thước mô hình, các thông số thiết kế và vận hành được trình bày ở bảng 4.1. a) Mô hình tĩnh: § Mô hình lục bình: - Mục đích: mô hình lục bình tĩnh được sử dụng để đánh giá khả năng thích nghi của lục bình trong nước thải cao su; khả năng xử lý các chất ô nhiễm của lục bình và tốc độ tăng trưởng của lục bình trong nước thải ở các nồng độ COD khác nhau. - Giới thiệu mô hình: mô hình thí nghiệm gồm 6 xô plastic: o Dung tích thực : 20 lít. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 15 o Dung tích thí nghiệm : 15 lít. o Chiều cao mực nước : 20 cm. o Diện tích bề mặt : 0,06 m2. o Mật độ lục bình : 10 – 15 kg/m2. Tất cả các mô hình được đặt ngoài trời trong điều kiện tự nhiên về ánh sáng, nhiệt độ, gió, độ ẩm… nhằm đánh giá tốc độ sinh trưởng của lục bình với các thông số giống điều kiện sẽ được áp dụng ngoài thực tế. § Mô hình thí nghiệm tảo: - Mục đích: mô hình tảo tĩnh nhằm đánh giá khả năng xử lý các chất dinh dưỡng N, P và tốc độ sinh trưởng của tảo trong nước thải cao su. - Giới thiệu mô hình: mô hình thí nghiệm tảo tĩnh gồm 3 xô plastic có dung tích và chiều cao mực nước như mô hình lục bình tĩnh. o Thể tích tảo cấy ban đầu : 2 lít o Mật độ tảo cấy ban đầu : 4.106 tế bào/ ml. b) Mô hình động: - Mục đích: mô hình Hồ sinh vật với sự tham gia của Tảo, Lục Bình được xây dựng tương tự như thực tế với một tỷ lệ thu nhỏ nhằm để nghiên cứu, xác định các thông số cần thiết ứng dụng cho việc thiết kế công trình xử lý nước thải ngoài thực tế. - Giới thiệu mô hình: Trong điều kiện phòng thí nghiệm mô hình tảo và lục bình được lắp bằng kính trong suốt có kích thước như sau: o Chiều dài : 50 cm o Chiều rộng : 35 cm o Chiều cao : 40 cm o Chiều cao công tác : 30 cm o Thể tích : 70 lít o Thể tích công tác : 52,5 lít CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 16 Nước thải sau hiếu khí được đựng trong thùng nhựa 10 lít và cho chảy vào hồ tảo bằng phương pháp trọng lực qua hệ thống ống plastic mềm có đường kính 5mm. Việc điều chỉnh lưu lượng nhờ hệ thống van khóa. Tại hồ tảo có gắn hệ thống sục khí nhằm xáo trộn các tế bào tảo tiếp xúc với ánh sáng. Nước sau khi xử lý tại hồ tảo được cho chảy tràn sang hồ lục bình qua đường ống plastic mềm có đường kính 10 mm được đặt từ dưới hồ tảo và nước sau xử lý được chứa trong xô plastic có dung tích 20 lít. 4.2.3. Phương pháp nghiên cứu trên mô hình. a) Phương pháp thí nghiệm nuôi tảo trong phòng thí nghiệm: Trình tự thí nghiệm được thực hiện sau: - Các dụng cụ dùng trong việc nuôi cấy tảo Chlorella đều được sấy khử trùng ở nhiệt độ 150oC. - Tảo Chlorella giống được cấy vào trong môi trường Wallne lỏng với 3 mật độ ban đầu khác nhau: 1.106; 3.106; 5.106 tế bào/ml. - Các erlen nuôi tảo được gắn hệ thống sục khí liên tục, được đặt dưới ánh sáng khoảng 3000 lux, nhiệt độ phòng khoảng 30oC. - Mỗi ngày tảo được lấy ra và đếm trên buồng đếm hồng cầu. - Mỗi đợt thí nghiệm tảo kết thúc khi mật độ tảo giảm tức là sự sinh trưởng của tảo đang ở pha chết. b) Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải: § Phương pháp thí nghiệm đối với mô hình tĩnh: Trình tự thí nghiệm trên mô hình lục bình: - Cho 15 lít nước thải cao su đã pha loãng với nước giếng để có nồng độ COD ban đầu khác nhau: 100 mg/l; 150 mg/l; 200 mg/l vào các xô plastic 20 lít được ký hiệu lần lượt LB1, LB2, LB3. Chiều cao mực nước trong xô khoảng 20 cm. Các xô được đặt ngoài trời trong điều kiện tự nhiên. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 17 - Lục bình được lấy từ sông Vàm Thuật (Gò Vấp – TP HCM) được rửa sơ các đất, cát bám trên lá và bỏ các lá héo úa. Sau đó cân trọng lượng lục bình và trồng vào các mô hình tĩnh với mật độ khoảng 15 kg/m2, chiều dài của bộ rễ lục bình 10 - 20 cm. - Đánh dấu mực nước trong mô hình. - Mỗi ngày một lượng nước giếng được bổ sung vào thay cho lượng nước đã bốc hơi. Sau đó lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu: pH, COD, N-NH3, N-NO3-; photpho tổng, SS. Riêng chỉ tiêu BOD5, N tổng được đo vào ngày đầu và ngày cuối của mỗi đợt thí nghiệm. - Các hiện tượng sinh trưởng của lục bình đều được ghi nhận . - Mỗi đợt thí nghiệm sẽ được kết thúc khi các chỉ tiêu đã ổn định. Trình tự thí nghiệm trên mô hình tảo: - Cho 13 lít nước thải cao su đã pha loãng với nước giếng để có nồng độ COD ban đầu khác nhau: 100 mg/l; 150 mg/l; 200 mg/l vào các xô plastic 20 lít được ký hiệu lần lượt là T1, T2, T3. Chiều cao mực nước trong xô khoảng 20 lít. Các xô tảo cũng được đặt ngoài trời trong điều kiện tự nhiên. - Cho lượng tảo vào với dung tích 2 lít, mật độ tảo cấy ban đầu là 4.106 tế bào/ml. - Mỗi ngày các xô được khuấy trộn ba lần, mỗi lần 3 phút vào lúc 9 giờ, 15 giờ, 19 giờ. Mẫu được lấy vào lúc 10giờ phân tích các chỉ tiêu pH, COD, N-NH3, N-NO3-, Photpho tổng, SS. Mật độ tảo được đếm vào ngày đầu và ngày cuối mỗi đợt thí nghiệm. - Mỗi đợt thí nghiệm được kết thúc khi các chỉ tiêu phân tích đã ổn định hoặc tảo chết. § Phương pháp thí nghiệm đối với mô hình động: Mô hình hồ sinh vật trong điều kiện phòng thí nghiệm gồm hai mô hình là: hồ tảo và hồ lục bình. Hai hồ này được vận hành một cách kết hợp : - Hằng ngày nước thải sau xử lý hiếu khí được chứa trong thùng 10 lít được đặt trên cao và cho tự chảy vào hồ tảo. Việc điều chỉnh lưu lượng nhờ hệ thống van. - Nước sau khi qua hồ tảo được cho chảy qua hồ lục bình. Độ chênh mực nước giữa hai hồ khoảng 10 cm. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 18 - Mỗi ngày lấy mẫu tại ba vị trí: đầu vào V (nước thải sau hiếu khí), đầu ra R1 (sau hồ tảo), đầu ra R2 (sau hồ lục bình) phân tích các chỉ tiêu pH, COD, N-NH3, N-NO3-, Photpho tổng; chỉ tiêu SS, BOD5, N tổng được xác định tại vị trí V và R2; mật độ tảo được đo tại hồ tảo. 1 2 3 4 1. Nöôùc thaûi sau XK hieáu khí 2. Hoà taûo 3. Hoà luïc bình 4. Nöôùc thaûi sau xöû lyù Hình 4.1. Mô hình động với sự tham gia của tảo và lục bình. 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. 5.1. Kết quả thí nghiệm nuôi tảo. Bảng 5.1. Sự tăng trưởng của Chlorella với mật độ giống ban đầu khác nhau. Ngày 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mật độ 106(tb/ml) 1 3 5 2.75 4.30 12.85 4.60 7.25 17.20 9.45 12.74 23.75 10.20 15.96 27.64 14.17 19.68 31.90 18.17 28.00 40.60 24.17 36.05 38.4 30.9 29.87 30.19 26.7 24.05 21.56 CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 19 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ngaøy M aät ñ oä ta ûo *1 06 t eá ba øo/ m l 1 3 5 Hình 5.1. So sánh sự tăng trưởng của tảo Chlorella với mật độ tảo giống ban đầu khác nhau. Qua đồ thị trên ta nhận thấy cùng một thể tích nuôi (1000 ml), cùng môi trường dinh dưỡng (môi trường Wallne) và những điều kiện ban đầu như nhau (sục khí, ánh sáng, nhiệt độ) thì với mật độ ban đầu là 5.106 tế bào/ml chỉ sau thời gian 7 ngày sinh khối tảo đạt cực đại (mức độ tăng trưởng của tảo đạt 87.68 %); mật độ ban đầu là 1.106 tế bào/ml phải đến ngày thứ 9 mới đạt cực đại (mức độ tăng trưởng 96.76%). Điều này cho thấy rằng mật độ cấy ban đầu cao thì thời gian mật độ đạt đến cực đại sẽ ngắn hơn và mật độ cấy ban đầu không quyết định mức độ tăng trưởng của tảo. 5.2. Kết quả thí nghiệm xử lý nước thải trên mô hình hồ sinh vật. CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÀNH TRÌNH XANH “Superior Engineering Solutions for WATER & ENVIRONMENT” “Cung cấp giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho nghành Nước & Môi Trường” -------------------o0o------------------- CHUYÊN TƯ VẤN, THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI,NƯỚC CẤP, KHÍ THẢI CUNG CẤP VẬT TƯ THIẾT BỊ NGHÀNH NƯỚC, HÓA CHẤT XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Địa Chỉ: 89/3 Phùng Hưng – Phường 13 – Quận 5 – TP.HCM Tel: 08. 350 11 997 - Email: hanhtrinhxanhco@gmail.com Website: www.hanhtrinhxanh.com.vn ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Chuyên đề 6: Nghiên cứu ứng dụng hồ sinh học trong xử lý nước thải Cao su © Copyright 2010 by Getech, All right reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ tài liệu thuộc bản quyền của Getech GETECH 2010 20 5.2.1. Kết quả thí nghiệm trên mô hình tĩnh. a) Mô hình lục bình: Quá trình thí nghiệm mô hình lục bình được khảo sát ở ba mức ô nhiễm COD của nước thải chế biến mủ cao su khác nhau: 100; 150; 200 mg/l được lập lại 5 lần cho bảng kết quả thí nghiệm và đồ thị sự biến đổi các chỉ tiêu lý hóa sau: Nhận xét hiệu quả xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm đặt trưng của mô hình tĩnh: - Sự biến đổi pH: 6 6.25 6.5 6.75 7 7.25 7.5 0 1 2 3 4 5 6 7 Ngaøy pH COD=100 mg/l COD=150 mg/l COD=200 m