TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ MUỐI (ĐỘ MẶN) ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC KỴ KHÍ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM MẶN Sinh viên thực hiện: LƯU NGỌC THUẬN Lớp : 10090201 MSSV : 91002152 Khóa : 14 Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGÔ VĂN THANH HUY Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2014 1 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. Đối tƣợng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.
Phƣơng pháp thực hiện. Nội dung thực hiện. Ý nghĩa khoa học. 11 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.
TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI NHIỄM MẶN. Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải nhiễm mặn. Ngành chế biến thủy sản. Công nghiệp thuộc da.
Ngành sản xuất rau quả đóng hộp. Ngành công nghiệp hóa dầu – vận tải biển. Tổng quan các nghiên cứu về xử lý nƣớc thải nhiễm mặn. Các nghiên cứu ngoài nƣớc.
Tình hình nghiên cứu trong nƣớc. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải. Phƣơng pháp cơ học.
Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hóa lý. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hoá học. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học. Quá trình xử lý sinh học kỵ khí.
Quá trình phân hủy kỵ khí. Các nhóm vi sinh vật tham gia quá trình xử lý kỵ khí. Các vi sinh vật ƣa mặn và chịu mặn.48 CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. THÍ NGHIỆM MẺ.
Dụng cụ và hóa chất thí nghiệm. Dụng cụ thí nghiệm. Thành phần nƣớc thải và dinh dƣỡng. Phƣơng pháp tiến hành.
Lấy mẫu và phân tích:. THÍ NGHIỆM LIÊN TỤC. Thiết bị nghiên cứu. Chế độ vận hành.
Phƣơng pháp thí nghiệm. Nguồn nƣớc thải. Thành phần dinh dƣỡng:. Lấy mẫu và phân tích.
PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH. 56 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. THÍ NGHIỆM MẺ. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hiệu quả loại COD.
Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến lƣợng khí CH4 sinh ra. Sự thích nghi của bùn kỵ khí. Diễn biến hiệu quả loại COD và lƣợng khí CH4 sinh ra. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến pH trong quá trình xử lý.
THÍ NGHIỆM LIÊN TỤC. Ảnh hƣởng của nồng độ muối lên hiệu quả loại bỏ COD. Mối tƣơng quan giữa pH, lƣợng khí CH4 sinh ra và hiệu quả loại COD. Ảnh hƣởng của thời gian lƣu lên hiệu quả loại COD.77 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN.
80 4 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp là sự đúc kết cả quá trình học tập trên giảng đƣờng đại học, đánh dấu một bƣớc ngoặt quan trọng trong cuộc đời của ngƣời sinh viên. Trong quá trình thực hiện khóa luận, em đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của tất cả mọi ngƣời. Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy cô khoa Môi trƣờng và Bảo hộ lao động, trƣờng đại học Tôn Đức Thắng, những ngƣời đã tận tâm truyền đạt những kiến thức trong suốt thời gian qua. Xin cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo của các anh chị làm việc tại phòng Kiểm soát ô nhiễm nƣớc, Viện Nhiệt đới môi trƣờng.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến Th.S Ngô Văn Thanh Huy, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn em trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng, con xin cảm ơn bố mẹ và gia đình đã động viên tinh thần, tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình học tập của con. 5 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ASP : Quá trình bùn hoạt tính. BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa.
COD : Nhu cầu oxy hóa học. CST : Hệ số hút mao mạch. DOC : Khả năng loại bỏ carbon hữu cơ. EPS : Chiết xuất của các chất cao phân tử ngoại bào.
GAC : Than hoạt tính dạng hạt. HRT : Thời gian lƣu thủy lực. MBR : Màng lọc sinh học. OUR : Tỷ lệ khả năng hấp thụ oxy.
SMA : Hoạt động vi sinh vật sinh methane. SMP : Chế phẩm các vi sinh vật hòa tan. SS : Chất rắn lơ lửng. Sqft : Đơn vị tính , feet vuông.
TOC : Tổng lƣợng carbon hữu cơ. UASB : Quá trình kỵ khí dòng chảy ngƣợc. VSV : Vi sinh vật. 6 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.
Nhu cầu muối cho các loại rau quả đóng hộp. Vi khuẩn sinh methane. Số loài VSV ƣa mặn điển hình. Thông số vận hành thiết bị kỵ khí.
Thành phần nƣớc thải trong các giai đoạn nghiên cứu. Thành phần dinh dƣỡng nguyên tố đa lƣợng. Thành phần dinh dƣỡng nguyên tố vi lƣợng. 56 7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.
Phản ứng phân hủy chất hữu cơ bằng vi sinh vật kỵ khí. Các công nghệ xử lý kỵ khí. Quá trình phân hủy hữu cơ. Sơ đồ phản ứng xảy ra trong quá trình kỵ khí.
Quy trình chuyển hóa trong điều kiện kỵ khí. Hình dạng của các vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn thủy phân – Hydrolytic bacteria. Các vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn lên men acid - Fermantive Bacteria. Vi khuẩn Clostridium spp.
Vi khuẩn Desulfovibrio spp. Vi khuẩn Corynebacterium spp. Vi khuẩn Staphyllococus. Vi khuẩn Methannosacrina.
Vi khuẩn Methanosacina sp. Các chai thủy tinh dùng trong thí nghiệm mẻ. Phƣơng pháp đo CH4 trong thí nghiệm mẻ. Mô hình thiết bị kỵ khí.
Diễn biến hiệu quả loại COD ở các nồng độ muối. Diễn biến sinh khí methane. Diễn biến nồng độ COD trong 2 đợt thí nghiệm. Hiệu quả loại COD trong ngày 1 và 10 của 2 đợt thí nghiệm.
Diễn biến sinh khí CH4 trong đợt 2. Diễn biến sinh khí CH4 và hiệu quả loại COD ở mẫu đối chứng. Diễn biến sinh khí CH4 và hiệu quả loại COD ở nồng độ muối 5 g/l. Diễn biến sinh khí CH4 và hiệu quả loại COD ở nồng độ muối 10 g/l.
Diễn biến sinh khí CH4 và hiệu quả loại COD ở nồng độ muối 15 g/l. Diễn biến sinh khí CH4 và hiệu quả loại COD ở nồng độ muối 20 g/l. Diễn biến sinh khí CH4 và hiệu quả loại COD ở nổng độ muối 25 g/l. Diễn biến pH trong đợt 1.
Diễn biến pH trong đợt 2. Diễn biến hiệu quả loại COD của thí nghiệm liên tục. Diễn biến nồng độ muối vào hiệu quả loại COD. Mối liên hệ giữa pH,lƣợng khí methane sinh ra và hiệu quả loại COD.
Mối liên hệ giữa HRT và hiệu quả loại COD. Việt Nam là một quốc gia nằm ở cực đông nam bán đảo Đông Dƣơng, có vùng biển nằm ở bờ Tây của biển Đông – vùng biển có vị trí kinh tế, chính trị quan trọng trong khu vực và trên thế giới. Tuyến biển nƣớc ta có 29 tỉnh, thành phố gồm: 124 huyện, thị xã với 612 xã, phƣờng (trong đó có 12 huyện đảo, 53 xã đảo) với khoảng 20 triệu ngƣời sống ở ven bờ và 17 vạn ngƣời sống ở các đảo, với diện tích 1. Bên cạnh đó vùng biển nƣớc ta có nguồn tài nguyên sinh vật phong phú và đa dạng với hơn 160.000 loài động thực vật biển.
Trữ lƣợng các loài động vật biển ƣớc tính khoảng 32,5 tỷ tấn, vì thế ngành đánh bắt và chế biến thủy sản ở nƣớc ta khá phát triển. Tuy nhiên, nƣớc thải phát sinh từ ngành chế biến thủy sản bị ô nhiễm hữu cơ cao cùng với độ mặn gây khó khăn cho việc xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học. Ngoài ra một số ngành công nghiệp nhƣ thuộc da, dệt nhuộm, vận tải biển .cũng phát sinh nƣớc thải đặc trƣng có chứa nồng độ muối khá cao. Từ những nguyên nhân đó việc xử lý nƣớc thải nhằm bảo vệ môi trƣờng là một vấn đề cấp bách.
yêu cầu đặt ra cần có một phƣơng pháp xử lý sinh học phù hợp: đảm bảo hiệu quả xử lý và tiết kiệm kinh phí. Chính vì vậy, đề tài :Nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ muối (độ mặn) đến quá trình phân hủy sinh học kỵ khí trong xử lý nƣớc thải nhiễm mặn” đã đƣợc tiến hành nhằm bƣớc đầu đánh giá hiệu quả xử lý sinh học kỵ khí đối với loại hình nƣớc thải nhiễm mặn chứa nhiều chất hữu cơ. + Tìm hiểu công nghệ xử lý nƣớc thải bằng quá trình phân hủy sinh học kỵ khí. + Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ muối đến quá trình đến phân hủy sinh học kỵ khí trong xử lý nƣớc thải.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hiệu quả loại COD trong nƣớc thải. 10 - Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hiệu quả sinh CH4 trong quá trình xử lý. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ muối đến sự thay đổi pH và diễn biến hiệu quả xử lý nƣớc thải nhiễm mặn. + Nghiên cứu điều kiện hoạt động tối ƣu của quá trình phân hủy sinh học kỵ khí trong xử lý nƣớc thải nhiễm mặn.
Đối tƣợng nghiên cứu. + Nƣớc thải nhiễm mặn của các ngành công nghiệp, đặc biệt là nƣớc thải của các ngành chế biến thủy sản ở khu vực ven biển. Phạm vi nghiên cứu. + Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về xử lý nƣớc thải nhiễm mặn bằng công nghệ sinh học + Khảo sát tính năng xử lý nƣớc thải hữu cơ nhiễm mặn của vi khuẩn kỵ khí trong các thí nghiệm mẻ.
+ Nghiên cứu, phân tích, đánh giá tính năng phân hủy nƣớc thải nhiễm mặn trong các thiết bị liên tục áp dụng kỹ thuật kỵ khí quy mô phòng thí nghiệm. Phƣơng pháp thực hiện. + Phƣơng pháp thu thập, tổng hợp tài liệu. + Phƣơng pháp thí nghiệm.
+ Phƣơng pháp đánh giá, so sánh, phân tích. Nội dung thực hiện. + Thu thập, tham khảo tài liệu về ngành thủy sản, các hoạt động đặc trƣng, phát sinh nƣớc thải của ngành. + Tham khảo các tài liệu về nƣớc thải nhiễm mặn, tính chất nƣớc thải nhiễm mặn, các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải nhiễm mặn đã đƣợc áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới.
+ Phân lập làm giàu sinh khối vi sinh vật có khả năng phát triển trong môi trƣờng nƣớc nhiễm mặn ở điều kiện kỵ khí. + Phân tích ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hiệu quả xử lý của quá trình kỵ khí. 11 + Phân tích ảnh hƣởng của nồng độ muối đến sự thay đổi pH và ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý. + Phân tích ảnh hƣởng nồng độ muối đến lƣợng khí methane sinh ra.
Ý nghĩa khoa học. Nƣớc thải bị nhiễm mặn khi đi vào hệ thống xử lý sẽ ảnh hƣởng đến hiệu quả hoạt động của hệ thống, giảm chất lƣợng đầu ra, ảnh hƣởng đến môi trƣờng và hoạt động sinh hoạt của con ngƣời.