Tài liệu Đánh giá ảnh hưởng của ph và tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính

  • Số trang: 87 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 276 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

Đánh giá ảnh hưởng của pH và tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Lời mởđầu Môi trường là một trong những vấn đềmà hiện nay hầ u hế t ai cũng quan tâm, vấ n đề không những tựnó phát sinh mà nguyên nhân chính là do nhu cầ u cuộc sống của con người gây ra. Trong nhiề u thập niên qua tình trạ ng ô nhiễ m môi trường ngày càng trởnên nghiêm trọng, đó là sựphát thả i bừa bãi các chấ t ô nhiễ m vào môi trường mà không được xửlý, gây nên hậ u quảnghiêm trọng tác hạ i đến đờisống toàn cầ u. Việ t Nam chúng ta đã và đang chú trọng đế n việ c cả i tạ o môi trường và ngă n ngừa ô nhiễ m. Tạ i Thành phốHồChí Minh, tình trạ ng ô nhiễ m môi trường khá nghiêm trọng, hầ u hế t các con kênh rạch trong Thành phốđề u ô nhiễ m nặ ng nề , những làn khói bụi thoát ra từ các nhà máy, xe cộđã gây ả nh hưởng không nhỏđế n sức khỏe của người dân. Vấ n đềcấ p bách đặ t ra cho cấ p lãnh đạ o thành phốhiện nay là cầ n ngă n chặ n các nguồn ô nhiễ m và tái tạ o lạ i môi trường thành phố. Tuy nhiên, đểngă n chặ n sựô nhiễ m trước tiên phả i xửlý các nguồn gây ô nhiễ m thải vào môi trường, có nghĩ a là các nhà máy, xí nghiệ p, các khu thương mạ i trong quá trình hoạt động và sả n xuấ t phát sinh chấ t thả i phả i được xửlý triệ t để . Muốn vậ y, cầ n phảingăn ngừa, giả m thiể u và xửlý triệt đểcác loạ i chấ t thả i phát sinh là điều tấ t yế u phải làm đối với mỗi chúng ta. TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Mục lục CHƯƠNG 1. MỞĐẦU .............................................................................................................1 1.1. GIỚI THIỆU ...................................................................................................................1 1.2. MỤC ĐÍCH ....................................................................................................................1 1.3. PHẠM VI ĐỀTÀI..........................................................................................................1 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...........................................................................................2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN......................................................................................................3 2.1. GIỚI THIỆU VỀBÙN HOẠT TÍNH ............................................................................3 2.1.1. Lị ch sửphát triể n của quá trình bùn hoạ t tính .........................................................3 2.1.2. Quầ n thểvi sinh vậttrong bùn hoạttính..................................................................3 2.1.3. Sựtă ng trưởng sinh khối..........................................................................................4 2.1.4. Tính chấttạo bông bùn hoạ t tính ...........................................................................10 2.2. CÁC YẾU TỐẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH .....................12 2.2.1. Ảnh hưởng của pH .................................................................................................12 2.2.2. Ảnh hưởng của nhiệ t độ.........................................................................................13 2.2.3. Ảnh hưởng của kim loạ i nặng................................................................................13 2.2.4. Ảnh hưởng của các chấ t dầ u mỡtrong nước thải..................................................14 2.2.5. Ảnh hưởng của các chấ t hoạ t động bềmặ t ............................................................14 2.2.6. Sựlên men của nước thả i .......................................................................................15 2.2.7. Nhu cầu oxy ...........................................................................................................15 2.2.8. Lượng dinh dưỡng .................................................................................................15 2.2.9. TỉsốF/M (Tỉsốthức ă n trên sinh khối) ................................................................18 2.2.10. Lượng bùn tuầ n hoàn ...........................................................................................18 2.2.11. Thời gian lưu bùn.................................................................................................18 2.3. NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢCỦA NHỮNG VẤN ĐỀTHƯỜNG GẶP KHI VẬN HÀNH BÙN HOẠT TÍNH ........................................................................................19 2.3.1. Bùn phát triể n phân tán (Dispersed growth) ..........................................................19 2.3.2. Bùn không kếtdính được (Pinpoint flocs) .............................................................19 2.3.3. Bùn tạ o khốido vi khuẩ n dạ ng sợi (Filamentous bulking)....................................20 2.3.4. Bùn tạ o khốinhớt (vicous bulking) hay là sựphát triể n của Zoogloeal (Zoogloeal growth).............................................................................................................................22 2.3.5. Bùn nổi (Rising sludge) .........................................................................................24 2.3.6. Bọt váng (Foam/Scum) ..........................................................................................24 a. Bọt............................................................................................................................26 b. Váng.........................................................................................................................28 2.4. LỊ CH SỬVÀ SỰPHÁT TRIỂN CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH BÙN TẠO KHỐI VÀ TẠO BỌT...........................................................................29 2.4.1. Bùn tạ o khối...........................................................................................................29 2.4.2. Bọt váng .................................................................................................................33 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................................36 3.1. NỘI DUNG THỰC HIỆN ............................................................................................36 3.2. THÍ NGHIỆM 1: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA ............................36 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO 3.3. THÍ NGHIỆM 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾBIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ ........................................................................................................38 3.4. THÍ NGHIỆM 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾBIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ........................................................................................................41 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢVÀ THẢO LUẬN ...........................................................................44 4.1. KẾT QUẢTHÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA........................................................................................................................................44 4.2. KẾT QUẢTHÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM ..................................................................................................54 4.3. KẾT QUẢTHÍ NGHIỆM THAY ĐỔI pH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾBIẾN MEN THỰC PHẨM ......................................................................................................................64 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................75 5.1. KẾT KUẬN ..................................................................................................................75 5.2. KIẾN NGHỊ ..................................................................................................................75 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Danh sách các bảng Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật............................................9 Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệtđộđế n quá trình bùn hoạttính ...............................................13 Bảng 2.3 Các chấ t dinh dưỡng cầ n thiế t cho hoạ t động sống của tếbào vi khuẩn..................16 Bảng 2.4 Phần tră m thành phầ n của các nguyên tốchính trong tếbào vi khuẩ n tính trên trọng lượng khô .................................................................................................................................16 Bảng 2.5 Giá trịdinh dưỡng cần thiếtđểkhửBOD (g/kg BOD) ............................................17 Bảng 2.6 Thời gian lưu bùn tiêu biể u cho quá trình bùn hoạttính ..........................................18 Bảng 2.7 Các loài vi khuẩ n dạ ng sợi thường gặ p gây ra hiện tượng bùn tạ o khối..................21 Bảng 2.8 Các yếu tốả nh hưởng đế n bùn khốinhớt.................................................................23 Bảng 2.9 Các dấu hiệ u nhận biế t có quá trình khửnitrat.........................................................24 Bảng 2.10 Các dạng vi khuẩ n gây bọtváng thường gặ p .........................................................25 Bảng 2.11 Ảnh hưởng của sựthay đổivềsinh học, hóa học và lý học đến sựhình thành bọt/váng....................................................................................................................................26 Bảng 2.12 Những dạ ng bọt chính trong bùn hoạ t tính.............................................................27 Bảng 2.13 Kiể m soát bọtdo thiế u dinh dưỡng ........................................................................33 Bảng 2.14 Kiể m soát bọtdo chấtbéo, dầu mỡ........................................................................35 Bảng 3.1 Các thông sốđầu vào của nước thả i thuộc da ..........................................................36 Bảng 3.2 Các điề u kiện vậ n hành của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i thuộc da ..................................................................................................................................................36 Bảng 3.3 Sốlầ n pha loãng theo từng tả i trọng.........................................................................37 Bảng 3.4 Thểtích dung dị ch KH2PO4 cầ n châm vào các mô hình.........................................38 Bảng 3.5 Các thông sốđầu vào của nước thả i chếbiế n men thực phẩ m .................................38 Bảng 3.6 Các điề u kiện vậ n hành của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i chếbiến men thực phẩm.........................................................................................................................39 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Bảng 3.7 Sốgam mậtrỉđường tương ứng với từng tả i trọng..................................................39 Bảng 3.8 Thểtích dung dị ch dinh dưỡng ứng với mỗitả i trọng .............................................40 Bảng 3.9 Các điề u kiện vậ n hành của thí nghiệ m thay đổi pH đối vớinước thả i chếbiế n men thực phẩ m.................................................................................................................................41 Bảng 3.10 Các phương pháp phân tích các chỉtiêu .................................................................42 Bảng 4.1 COD đầ u ra của thí nghiệm thay đổitảitrọng đối vớinước thả i thuộc da ..............44 Bảng 4.2 COD đầ u vào và COD đầu ra trung bình sau khi ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thảithuộc da ..............................................................................................45 Bảng 4.3 Biế n thiên clorua của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i thuộc da ......47 Bảng 4.4 Độđục đầ u ra của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i thuộc da ...........48 Bảng 4.5 Biế n thiên chỉsốSVI của thí nghiệ m thay đổitả i trọng đốivới nước thảithuộc da ..................................................................................................................................................49 Bảng 4.6 Biế n thiên MLSS của thí nghiệm thay đổitả i trọng đối với nước thả i thuộc da .....51 Bảng 4.7 Kếtquảtrung bình ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivớinước thả i thuộc da..............................................................................................................................................52 Bảng 4.8 COD đầ u ra của thí nghiệm thay đổitảitrọng đối vớinước thả i chếbiế n men thực phẩ m.........................................................................................................................................54 Bảng 4.9 COD đầ u vào, COD đầ u ra trung bình ổn đị nh của thí nghiệm thay đổitảitrọng đối vớinước thả i chếbiến men thực phẩm ....................................................................................55 Bảng 4.10 Độđục đầ u ra của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i chếbiến men thực phẩ m.................................................................................................................................57 Bảng 4.11 Biế n thiên chỉsốSVI của thí nghiệ m thay đổitả i trọng đốivới nước thảichếbiế n men thực phẩm.........................................................................................................................59 Bảng 4.12 Biế n thiên MLSS của thí nghiệm thay đổitả i trọng đối với nước thả i chếbiế n men thực phẩ m.................................................................................................................................60 Bảng 4.13 Kếtquảtrung bình ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đối vớinước thả i chế biế n men thực phẩ m .................................................................................................................61 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Bảng 4.14 COD đầ u ra của thí nghiệm thay đổipH (pH = 4 – 11) đốivới nước thả i chếbiến men thực phẩm.........................................................................................................................64 Bảng 4.15 COD đầ u ra của mô hình pH = 12 .........................................................................64 Bảng 4.16 COD đầ u vào và COD đầu ra trung bình ổn đị nh của nước thảichếbiế n men thực phẩ m.........................................................................................................................................65 Bảng 4.17 Độđục đầ u ra của thí nghiệ m thay đổi pH đối với nước thả i chếbiế n men thực phẩ m.........................................................................................................................................66 Bảng 4.18 Độđục đầ u ra của mô hình pH = 12 .......................................................................67 Bảng 4.19 SVI đầ u ra của thí nghiệm thay đổipH đốivới nước thảichếbiế n thực phẩm .....68 Bảng 4.20 SVI đầ u ra của mô hình pH = 12 ..........................................................................68 Bảng 4.21 Biế n thiên MLSS của thí nghiệm thay đổipH đốivới nước thảichếbiế n thực phẩ m.........................................................................................................................................69 Bảng 4.22 Biế n thiên MLSS của mô hình pH = 12 đốivới nước thả i chếbiế n men thực phẩ m ..................................................................................................................................................69 Bảng 4.23 Biế n thiên pH đầ u ra của thí nghiệm thay đổipH đốivới nước thảichếbiế n men thực phẩ m.................................................................................................................................71 Bảng 4.24 Kếtquảtrung bình ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi pH đối vớinước thả i chếbiế n thực phẩ m.................................................................................................................................72 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Danh sách các hình Hình 2.1 Trùng biế n hình (amoebae) .........................................................................................5 Hình 2.2 Trùng roi (flagellate)...................................................................................................5 Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate) ............................................................6 Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa) .........................................................7 Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa) .....................................................8 Hình 2.6 Giun tròn sống tựdo (free – living nematode) ...........................................................8 Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer)................................................................................................9 Hình 2.8 Bùn ởgiai đoạ n hô hấ p nội bào ..................................................................................9 Hình 2.9 Bùn hoạttính kế t bông tốt.........................................................................................11 Hình 2.10 Bùn liên kếtyế u ......................................................................................................12 Hình 2.11 Bùn tạ o khốido vi khuẩ n dạ ng sợi .........................................................................21 Hình 2.12 Hình minh họa bùn dạ ng bọtváng Nocardia ..........................................................26 Hình 4.1 COD đầ u ra của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i thuộc da ...............44 Hình 4.2 COD đầ u vào, COD đầ u ra trung bình ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đối vớinước thả i thuộc da..............................................................................................................46 Hình 4.3 Hiệ u quảxửlý COD của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i thuộc da 46 Hình 4.4 Clorua đầ u ra cúa thí nghiệm thay đổi tảitrọng đối vớinước thả i thuộc da ...........47 Hình 4.5 Độđục đầu ra của thí nghiệ m thay đổitả i trọng đốivới nước thảithuộc da............48 Hình 4.6 Biế n thiên SVI của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i thuộc da ..........50 Hình 4.7 Biế n thiên MLSS của thí nghiệ m thay đổi tảitrọng đốivới nước thả i thuộc da ......51 Hình 4.8 COD đầ u ra và clorua đầ u ra trung bình ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i thuộc da .......................................................................................................52 Hình 4.9 Độđục và SVI đầ u ra trung bình ổn đị nh của thí nghiệm thay đổitảitrọng đối với nước thả i thuộc da ....................................................................................................................53 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Hình 4.10 MLSS trung bình ổn đị nh của thí nghiệm thay đổitảitrọng đối với nước thả i thuộc da ....................................................................................................................................53 Hình 4.11 COD đầ u ra của thí nghiệ m thay đổi tảitrọng (0.3; 0,5; 1,0; 1,5 kg COD/m3.ngày) đốivới nước thả i chếbiế n men thực phẩ m ..............................................................................55 Hình 4.12 COD đầ u ra của thí nghiệ m thay đổi tảitrọng (2,0; 4,0; 6,0 kg COD/m3.ngày) đối vớinước thả i chếbiến men thực phẩm ....................................................................................55 Hình 4.13 COD vào, COD ra trung bình của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đối vớinước thả i chếbiến men thực phẩ m ..........................................................................................................56 Hình 4.14 Hiệ u quảxửlý COD của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i chếbiế n men thực phẩm.........................................................................................................................57 Hình 4.15 Độđục đầu ra của thí nghiệ m thay đổitả i trọng đốivới nước thảichếbiế n men thực phẩ m.................................................................................................................................58 Hình 4.16 Biế n thiên chỉsốSVI của thí nghiệm thay đổitảitrọng đối vớinước thả i chếbiế n men thực phẩm.........................................................................................................................59 Hình 4.17 Biế n thiên MLSS của thí nghiệ m thay đổitảitrọng đốivới nước thả i chếbiến men thực phẩ m.................................................................................................................................60 Hình 4.18 COD đầ u ra và độđục đầ u ra trung bình của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i chếbiế n men thực phẩ m ..........................................................................................62 Hình 4.19 SVI và MLSS trung bình ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi tả i trọng đốivới nước thả i chếbiến men thực phẩ m ...................................................................................................63 Hình 4.20 COD đầ u ra khi pH đầu vào thay đổitừ4 – 11 ......................................................64 Hình 4.21 COD đầ u ra của mô hình pH = 12 ..........................................................................65 Hình 4.22 Hiệ u quảxửlý COD của thí nghiệ m thay đổi pH đối vớinước thả i chếbiế n men thực phẩ m.................................................................................................................................66 Hình 4.23 Độđục đầu ra khi pH đầ u vào thay đổi từ4 – 11 ...................................................67 Hình 4.24 Độđục đầu ra của mô hình pH = 12 .......................................................................67 Hình 4.25 Biế n thiên SVI khi pH đầ u vào thay đổitừ4 – 11..................................................68 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO Hình 4.26 SVI của mô hình pH = 12 .......................................................................................69 Hình 4.27 Biế n thiên MLSS khi pH đầ u vào thay đổi.............................................................70 Hình 4.28 MLSS của mô hình pH = 12 ...................................................................................70 Hình 4.29 pH đầ u ra khi pH đầ u vào thay đổi.........................................................................71 Hình 4.30 SVI trung bình ổn đị nh của thí nghiệm thay đổipH đốivới nước thảichếbiế n men thực phẩ m.................................................................................................................................72 Hình 4.31 MLSS và COD đầ u ra trung bình ổn đị nh của thí nghiệ m thay đổi pH đối vớinước thả i chếbiến men thực phẩ m ...................................................................................................73 Hình 4.32 COD đầ u ra và độđục đầ u ra trung bình ổn đị nh của thí nghiệm thay đổipH đối vớinước thả i chếbiến thực phẩ m ............................................................................................73 Hình 4.33 pH đầ u ra trung bình ổn đị nh khi pH đầ u vào thay đổi...........................................74 TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Danh sách các từviế t tắt BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá. COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầ u oxy hoá học. DO (Dissolved Oxygen): Nồng độoxy hoà tan. SS (Suspended Solid): Chấ t rắ n lơlửng. MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): Chấ t rắ n lơlửng trong bùn lỏng. MLVSS (Mix Liquid Volatile Suspended Solids): Chấtrắ n lơlửng bay hơi trong bùn lỏng. SVI (Sludge Volume Index): Chỉsốthểtích bùn. SRT (Solid Retention Time): Thờigian lưu bùn. F/M (Food – Microorganism ratio): Tỉlệthức ă n cho vi sinh vậ t. TN: Hàm lượng Nitơtổng. TP: Hàm lượng Photpho tổng. TSS: Tổng chấ t rắ n lơlửng. TCVN: Tiêu chuẩ n Việ t Nam. TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 1. MỞĐẦU CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. GIỚI THIỆU - Hiệ n nay, có rấ t nhiề u phương pháp được dùng đểxửlý nước thả i, bao gồm: cơhọc, hóa lý, sinh học,…Trong đó, phương pháp sinh học đang được coi nhưlà phương pháp hữu hiệ u trong lĩ nh vực xửlý nước thả i vì những ưu điể m của nó như: đơn giả n, rẻtiề n, hiệ u quả cao hơn các biện pháp cơhọc, hóa lý,…Quá trình công nghệnày hoạt động dựa trên sựhoạt động của hệvi sinh vật. Vì vậy, đểcó thểáp dụng hiệ u quảphương pháp xửlý này, điề u kiệ n tiên quyế t là phảicó một quầ n thểvi sinh vậ t tốt hay nói theo từchuyên môn là bùn hoạt tính đểphân hủy chấtô nhiễm. - Tuy nhiên, không phải lúc nào bùn cũng có hoạ t tính mạnh đểxửlý nước thả i. Trái lạ i, các kỹsưvận hành phả i thường xuyên đốimặ t với vô sốnhững rắc rối phát sinh khi vậ n hành bùn hoạ t tính. Một trong những rắc rối thường gặp đó là việ c suy giả m hay mấ t đi quầ n thểvi sinh vậ t hay còn gọi là hiệ n tượng bùn tạo khối. Có nhiều nguyên nhân gây ra hiệ n tượng nói trên trong đó các yếu tốvậ n hành nhưpH, tả i trọng,… có ả nh hưởng khá quan trọng. Vì vậy, đềtài “Đánh giá ảnh hưởng của pH và tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính” được đềra đểnghiên cứu, theo dõi với mong muốn sẽlàm tă ng hiệu quảvậ n hành đểnâng cao hiệu suấtxửlý của hệthống xửlý sinh học. 1.2. MỤC ĐÍCH Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông sốvậ n hành bao gồm pH và tải trọng đế n tính chấ t lắ ng của bùn hoạ t tính. 1.3. PHẠM VI ĐỀTÀI - Nghiên cứu được tiến hành trên các mô hình phòng thí nghiệm, là những mô hình hoạ t động theo từng mẻcó thểtích 2 lít. Mô hình được vậ n hành trong vòng 3 tháng, bao gồm 3 thí nghiệm nhưsau: Thí nghiệ m 1: Đánh giá ả nh hưởng của tả i trọng đế n tính chấ t lắng của bùn hoạ t tính đốivới nước thả i thuộc da của công ty Đặ ng TưKý thuộc Khu Công Nghiệ p Lê Minh Xuân. Thí nghiệ m 2: Đánh giá ả nh hưởng của tả i trọng đế n tính chấ t lắng của bùn hoạ t tính đốivới nước thả i chếbiế n thực phẩ m Maurine – La Ngà. TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 1. MỞĐẦU Thí nghiệm 3: Đánh giá ả nh hưởng của pH đến tính chấ t lắ ng của bùn hoạt tính đối vớinước thả i chếbiến men thực phẩm Maurine – La Ngà. - Các thông sốả nh hưởng đến nghiên cứu bao gồm: pH và tả i trọng. 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Bao gồm: - Tổng quan vềbùn hoạ t tính và một sốhiệ n tượng liên quan đế n bùn hoạt tính như bùn phát triể n phân tán, bùn nổi, bùn tạ o khối,…và các phương pháp đểkiể m soát các hiệ n tượng bùn tạ o khối, tạ o bọt. - Xây dựng mô hình phòng thí nghiệ m. - Tiế n hành các thí nghiệ m:  Thí nghiệ m 1: thay đổi tả i trọng từ0,3 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,0 kgCOD/m 3.ngày đốivới nước thả i thuộc da.  Thí nghiệ m 2: thay đổi tả i trọng từ0,3 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,0 – 4,0 – 6,0 kgCOD/m3 .ngày đối với nước thả i chếbiến men thực phẩ m Maurine – La Ngà.  Thí nghiệ m 3: thay đổi pH nhưsau: 4, 6.5 – 7.5, 8.5, 11, 12 đối với nước thải chếbiến men thực phẩ m Maurine – La Ngà. - Xửlý và thả o luận kế t quảthu được. TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN 2.1. GIỚI THIỆU VỀBÙN HOẠT TÍNH 2.1.1. Lị ch sửphát triể n của quá trình bùn hoạt tính Xửlý nước thải bằ ng phương pháp sinh học hiế u khí - bùn hoạ t tính ngày nay đã trở nên rấ t phổbiến và quen thuộc. Tổtiên của phương pháp này là tiế n sĩAngus Smith. Vào cuối thếkỉtrước, ông đã nghiên cứu việ c làm thoáng khí tạ o điề u kiện oxy hoá chấ t hữu cơ làm giả m ô nhiễm trong nước thải. Và từđó, có rấ t nhiều nghiên cứu vềvấ n đềnày. Nă m 1910, Black và Phelps thấ y rằng có thểlàm giảm ô nhiễ m nước thả i đáng kểbằ ng cách sục khí. Nhiều thí nghiệ m tiế p theo đã đưa đế n thí nghiệ m Lowrence trong suốt năm 1912, 1913 của Clark và Gage. Hai ông thấ y rằ ng nước thả i được làm thoáng, cùng với việc nuôi cấ y vi sinh trong các bình, các hồđược che một phần bằ ng các máng che cách nhau 25mm sẽtă ng khảnă ng làm sạch nước. Dựa vào kế t quảcủa công trình nghiên cứu này, Tiế n sĩG.J. Flower đạ i học Manchester, Anh thực hiện một sốthí nghiệ m tương tựvà cuốicùng đã đưa đế n công trình của Arden và Lockett tại viện nghiên cứu nước thả i Manchester. Trong suốt quá trình thí nghiệ m của mình, hai ông phát hiệ n rằ ng, bùn đóng vai trò quan trọng trong việc xửlý nước thả i bằ ng cách sục khí. Công trình nghiên cứu này được tuyên bốvào ngày 3/5/1914. Arden và Lockett đặttên cho quá trình này là quá trình bùn hoạ t tính. 2.1.2. Quần thểvi sinh vật trong bùn hoạt tính Bùn hoạ t tính là một tậ p hợp gồm nhiều vi sinh vật và các hạt có kích thước khác nhau. Các hạ t có thểlà các vi khuẩ n 0.5 - 5µm hoặ c là các bông bùn lớn từ1mm trởlên. Bùn hoạ t tính là có nhiệ m vụlàm giảm nồng độchấ t hữu cơ(C và nă ng lượng) và vô cơđến mức thấ p nhất có thể . Do vậy mà quầ n thểvi sinh vậ t trong bùn hoạ t tính phả i sống trong môi trường cạ nh tranh gay gắ t. Chỉcó quầ n thểsinh vậtnào có khảnă ng thích nghi tốtmới có thể sống sót. Tuy nhiên loài chiế m ưu thếtrong quần thểvi sinh vậ t thường thay đổi do các yế u tốả nh hưởng không phả i lúc nào cũng giống nhau. Nhưng dù là loài nào đi chă ng nữa thì cũng phả nả nh đầy đủđặ c điể m của hệthống bùn hoạ t tính đó. Quầ n thểchủyế u của bùn hoạ t tính là các vi khuẩ n dịdưỡng (ăn các chấ t vô cơ) như Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Flavobacterium, Citromonas, Zooglea. Ngoài ra còn có một sốvi sinh vật khác nhưnấ m, protozoa (động vậ t nguyên sinh) và metazoa (động vậ t đa bào). Trong bùn hoạ t tính cũng có các hạ t vô cơvà hữu cơ(từnước TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN thả i), các polymer ngoạ i bào (đểtă ng cường quá trình kế t bông) và các hạt dễbay hơi. Tuy nhiên các vi sinh vậttrong bùn hoạttính được chia làm 2 nhóm chính: - Nhóm phân huỷ: chị u trách nhiệ m phân huỷcác chất ô nhiễ m trong nước thả i. Đạ i diệ n cho nhóm này gồm có vi khuẩ n, nấ m, cynaphyta không màu. Một sốđộng vậ t nguyên sinh cũng có khảnă ng phân huỷchấ t hữu cơtan nhưng các chấ t này phả i ởnồng độcao. Ngược lạ i chúng sẽkhông làm tốtcông việ c này nhưvi khuẩ n. - Nhóm tiêu thụ: có nhiệm vụtiêu thụcác vi khuẩ n và các tếbào vi khuẩn, thường được gọi chung là chấ t nề n. Nhóm này chủyế u là microfauna (động vật hiển vi) gồm động vậ t nguyên sinh và động vậ t đa bào. Khoả ng 95% loài trong bùn hoạ t tính làm chức năng phân huỷ(trong đó chủyế u là vi khuẩ n). Qua đó ta thấ y vai trò loạ i bỏchấtbẩ n của động vậ t hiể n vi không đáng kể . 2.1.3. Sựtăng trưởng sinh khối Vi sinh vật có thểsinh trưởng thêm nhiều nhờsinh sả n phân đôi, sinh sả n giới tính, nhưng chủyế u chúng phát triể n bằ ng cách phân đôi. Thời gian cầ n đểphân đôi tếbào thường gọi là thờigian sinh sả n, có thểdao động từdưới 20 phút đế n hằng ngày. Các giai đoạn sinh trưởng của vi khuẩn: 1- Giai đoạ n tiề m tàng hay thích nghi (giai đoạ n sinh trưởng chậ m - Lag phase): là giai đoạ n vi khuẩ n cần thời gian đểthích nghi với môi trường dinh dưỡng. Ở giai đoạ n này, nồng độBOD trong nước thả i cao, nồng độoxy hoà tan thấ p. Nhóm protozoa có thểsống trong điều kiệ n này là trùng biế n hình (amoebae) và trùng roi (flagellates). Trùng tiên mao (ciliated protozoa), trùng bánh xe (rotifers), giun tròn sống tựdo (free-living nematodes) cũng xuấ t hiện ởgiai đoạ n này nhưng sốlượng ít và khảnă ng hoạ t động không hiệ u quả . Vì vậ y, hiệ u quảxửlý BOD trong suốtpha lag không cao, nước thả i bịđục. TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN Hình 2.1 Trùng biế n hình (amoebae) Hình 2.2 Trùng roi (flagellate) 2- Giai đoạ n tăng sinh khối theo sốmũ(Log phase): Ở pha log vi khuẩ n sả n xuất ra nhiề u enzym cầ n thiết đểlàm giả m BOD và tổng hợp tếbào cầ n thiết cho quá trình sinh trưởng. Có thểchia pha log thành hai giai đoạn nhỏ. - Trong nửa giai đoạn đầu, tếbào vi khuẩ n hấ p thụBOD và hàm lượng bay hơi của MLSS tă ng. Lúc này vi khuẩ n chưa sinh trưởng nhiề u. - Trong nửa giai đoạ n còn lại, quá trình tổng hợp và sinh trưởng xảy ra. Vi khuẩ n sử dụng cBOD đã hấ p thụđược đểsả n sinh ra tếbào mới, sốlượng vi khuẩ n lúc này tă ng nhanh theo cấ p sốmũ.Hiệ u quảxửlý BOD lúc này rấtcao. Nồng độô nhiễm trong nước thả i giả m và nồng độoxy hòa tan tă ng. TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN Sốlượng trùng tiên mao bơi (free-swimming ciliates) tăng nhanh trong suốt pha log và là động vậtnguyên sinh đặc trưng ởpha này, thời gian sinh trưởng của trùng tiên mao bơi khoả ng 24 giờ. Trong khi đó, trùng biế n hình (amoebae) và trùng roi (flagellates) không thể cạ nh tranh thức ă n với trùng tiên mao nên trong giai đoạn này sốlượng trùng biế n hình và trùng roi giả m. Sựxuất hiệ n của một lượng lớn trùng tiên mao bơi làm tă ng hiệu quảxửlý, chấ t lượng nước thả i đầu ra được cả i thiệ n đáng kể: nồng độBOD, nồng độTSS và độđục giả m. Ngoài ra, trùng tiên mao bò, trùng tiên mao có cuống, trùng bánh xe, và giun tròn sống tựdo cũng xuấ t hiệ n nhưng sốlượng rấtít. Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate) 3- Giai đoạ n tă ng trưởng chậ m dần (Declining log phase): Đây là giai đoạn quan trọng nhấtđối với sựphát triể n của vi sinh vật cũng nhưsựhình thành bông bùn. Trong giai đoạ n này, có 2 điề u kiệ n quan trọng đểhình thành bông bùn. Đầ u tiên, phảicó mộtlượng lớn vi khuẩ n. Thứhai, các vi khuẩ n này phả i sả n xuấ t ra một lượng lớn các sợi tếbào cùng các polysaccarit và các hạt polyhydrobutyrate (PHB). Các sợi tếbào, polyscaccarit và PHB chính là các yếu tốhình thành bông bùn. Các sợi tếbào có kích thước rấ t nhỏ(2 - 5nm), gồm nhiề u gốc hoá học nhưcacbonxyl (-COOH), hydroxyl (-OH), sulfhydryl (-SOOH) và photphoryl (POOH). Những gốc hoá học này sẽbịion hoá trong khoả ng pH tốiưu của bùn hoạ t tính. Khi đó, phân tửhydro sẽtách ra, còn lạ i là các gốc ion âm (-COO-, -O-, -SOO-, -POO-). Các gốc này hoạt động nhưcác ion âm, chúng sẽkết hợp với các ion đa hoá trịtrong nước thả i ví dụ nhưCa2+ và liên kế t các vi khuẩn lạ i với nhau, hình thành bông bùn. pH là yếu tốquan trọng ả nh hưởng đế n mức độion hoá nên khi pH thay đổisẽả nh hưởng quá trình tạ o bông bùn. TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN Nhiề u loại polysaccarit không hòa tan được sả n sinh trong suốt quá trình tạo bông. Các polysaccarit này đóng vai trò nhưchấ t kết dính đểgắ n kế t các tếbào vi khuẩ n lạ i với nhau. Trong giai đoạn này, lượng sinh khốirấ t nhiều và đa dạng, hiệu quảxửlý BOD cao. Số lượng trùng tiên mao nhiề u, trong đó chiế m ưu thếlà trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa). Trùng tiên mao bơi không nhiề u vì ởgiai đoạn này lượng vi khuẩ n ít phân tán gây khó khă n trong việc tìm thức ăn cho loài này. Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa) 4- Giai đoạ n hô hấ p nội bào (Endogenous phase): Trong giai đoạn này xả y ra hiệ n tượng giả m dầ n sinh khối. Phầ n lớn lượng BOD bịvi khuẩn phân hủy trong giai đoạ n này được sửdụng cho hoạt động sống của tếbào vi khuẩ n hơn là tổng hợp và sinh trưởng. Một điề u thay đổi đáng kểtrong giai đoạ n này là sựphát triể n của các vi khuẩn dạng sợi (filamentous). Bông bùn trong giai đoạn này cần có một lượng vi khuẩ n dạ ng sợi đủđểphát triể n ởkích thước trung bình (150 - 500m) và kích thước lớn (> 500m). Trong giai đoạ n này, vi sinh đa dạ ng, do đó đẩy nhanh hiệ u quảxửlý. Ởgiai đoạ n này, nước thảiđã được xử lý gầ n hế t, mức độô nhiễm giảm mạnh. Sốlượng trùng tiên mao bò và trùng tiên mao có cuống ởgiai đoạ n này rấ t cao. Dưới những điề u kiệ n tối ưu, sốlượng của chúng có thểlà 50.000/ml. Trùng bánh xe và giun tròn sống tựdo cũng nhưnhững động vậ t đa bào khác có thời gian phát sinh trưởng dài hơn so với động vậ t nguyên sinh, thời gian sinh trưởng của chúng là vài tuần. Thời gian này thường lâu hơn tuổi bùn của hầ u hế t các quá trình bùn hoạt tính. Thời gian sinh trưởng dài chính là một trong 2 yế u tốlàm cho sốlượng trùng bánh xe không nhiề u. Yế u tốthứhai là do sựxáo động TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN trong môi trường bùn hoạttính gây khó khăn cho vi sinh vậ t đực và cái gặp nhau. Chúng sẽ tă ng nhanh trong môi trường ổn đị nh và có tuổibùn cao, thường là trong các hồsinh học. Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa) Hình 2.6 Giun tròn sống tựdo (free – living nematode) TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer) Hình 2.8 Bùn ởgiai đoạn hô hấp nộibào Hình 2.8 minh họa bùn tốt vì bông bùn rấ t to đồng thời có sựxuấ t hiệ n rấ t nhiề u của trùng tiên mao có cuống. Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật Các đặc tính Giai đoạn thích nghi Giai đoạn sinh trưởng chậm dần Xuấ t hiệ n Hình cầ u Giai đoạn hô hấp nộibào Chưa có - Giai đoạn tăng sinh khốitheo sốmũ Chưa có - Bông bùn Hình dạ ng bông bùn BOD DO Cao Thấ p Cao Thấ p Trung bình Trung bình Thấ p Cao TÀI LIỆU CHỈMANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Xuấthiện Bấ t thường
- Xem thêm -