Nghiên cứu hiệu suất xử lý nước thải cao su bằng công nghệ AAO và màng sinh học bám dính

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. MỞ ĐẦU

1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.5. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1. Ý nghĩa khoa học

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.6. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1. Tình hình phát triển sản xuất cao su ở Việt Nam

2.2. Đặc tính nước thải từ sản xuất cao su

2.3. Ảnh hưởng nước thải cao su đến môi trường

2.4. Quá trình vi sinh xử lý chất hữu cơ và nitơ trong nước thải cao su

2.4.1. Cơ chế loại bỏ các hợp chất hữu cơ trong nước thải

2.4.2. Cơ chế quá trình nitrat hóa

2.4.3. Cơ chế của quá trình khử nitrat

2.5. Một số phương pháp xử lý chất hữu cơ và nitơ trong nước thải cao su

2.5.1. Phương pháp thiếu khí – hiếu khí truyền thống

2.5.2. Phương pháp lọc sinh học thiếu khí – hiếu khí

2.5.3. Phương pháp SBR

2.5.4. Phương pháp MBBR

3. Xử lý nước thải cao su bằng công nghệ AAO kết hợp với sinh học bám dính

3.1. Tổng quan về công nghệ AAO

3.1.1. Quá trình phân hủy kỵ khí

3.1.2. Công nghệ AAO kết hợp với sinh học bám dính

3.1.3. Giá thể ống hút nhựa đã qua sử dụng

3.1.3.1. Vai trò của giá thể

3.1.3.2. Giá thể làm bằng ống hút nhựa đã qua sử dụng

3.1.4. Tình hình nghiên cứu công nghệ ngoài nước và trong nước

3.1.4.1. Nghiên cứu ngoài nước

3.1.4.2. Nghiên cứu trong nước

3.2. Sơ lược về công ty nơi làm thí nghiệm

3.2.1. Lịch sử hình thành và phát triển Công Ty cổ phần Găng Việt

3.2.2. Thành phần nước thải tại Công Ty cổ phần Găng Việt

3.3. MÔ HÌNH VÀ VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM

3.3.1. Mô hình thí nghiệm

3.3.2. Các thiết bị hỗ trợ khác

3.3.3. Các bước tiến hành

3.3.3.1. Địa điểm tiến hành lấy mẫu

3.3.3.2. Phương pháp vận hành mô hình thí nghiệm

3.3.3.3. Vận hành mô hình

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. Ảnh hưởng của các điều kiện vận hành hệ thống đến hiệu quả xử lý

4.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ oxi lên tốc độ nitrat hóa

4.1.2. Ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào

4.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dòng tuần hoàn đến hiệu quả xử lý TN

4.2. Ảnh hưởng của đặc tính nước thải đầu vào

4.2.1. Giá trị pH

4.2.2. Hiệu quả xử lý COD

4.2.3. Hiệu quả xử lý Amoni

4.2.4. Hiệu quả xử lý TN

5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nước thải cao su

Nước thải từ ngành sản xuất cao su thường chứa hàm lượng ô nhiễm cao, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ và nitơ. Xử lý nước thải cao su là một thách thức lớn do tính chất độc hại của các thành phần như BOD, COD và ammonium. Nước thải này có thể gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được xử lý đúng cách. Theo nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ AAO kết hợp với màng sinh học bám dính có thể cải thiện hiệu suất xử lý. Công nghệ này cho phép tối ưu hóa quá trình phân hủy chất hữu cơ và nitơ, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Việc sử dụng ống hút nhựa đã qua sử dụng làm giá thể cho vi sinh vật bám dính không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn góp phần giảm thiểu rác thải nhựa.

1.1 Đặc tính nước thải cao su

Nước thải cao su có độ pH thấp và chứa nhiều chất ô nhiễm như nitơ và các hợp chất hữu cơ. Các thành phần này có thể gây ra hiện tượng phù dưỡng trong nguồn nước, làm giảm chất lượng nước và ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Việc phân tích thành phần nước thải là cần thiết để xác định phương pháp xử lý phù hợp. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ AAO có thể giúp loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm này, với hiệu suất xử lý đạt từ 83% đến 98% cho nitơ và 91% đến 93% cho COD.

II. Công nghệ AAO và màng sinh học bám dính

Công nghệ AAO (Anaerobic-Anoxic-Oxic) là một phương pháp tiên tiến trong xử lý nước thải, cho phép xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ và nitơ. Màng sinh học bám dính đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu suất xử lý. Việc sử dụng ống hút nhựa làm giá thể cho vi sinh vật không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn tận dụng nguồn rác thải nhựa. Nghiên cứu cho thấy rằng mô hình AAO kết hợp với màng sinh học bám dính có thể đạt hiệu suất xử lý cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc xử lý nước thải cao su, đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.

2.1 Quá trình oxy hóa khử

Quá trình oxy hóa khử trong công nghệ AAO diễn ra qua ba giai đoạn: kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí. Mỗi giai đoạn có vai trò riêng trong việc phân hủy các chất ô nhiễm. Trong giai đoạn kỵ khí, vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ mà không cần oxy, trong khi giai đoạn thiếu khí giúp loại bỏ nitơ thông qua quá trình khử nitrat. Cuối cùng, giai đoạn hiếu khí giúp oxy hóa các chất hữu cơ còn lại. Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống xử lý hiệu quả, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT.

III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng mô hình AAO kết hợp với màng sinh học bám dính sử dụng ống hút nhựa đã qua sử dụng đạt hiệu suất xử lý cao. Cụ thể, hiệu suất xử lý TN đạt từ 83% đến 98%, trong khi hiệu suất loại bỏ COD đạt từ 91% đến 93%. Những kết quả này không chỉ chứng minh tính khả thi của công nghệ mà còn mở ra cơ hội ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải cao su. Việc sử dụng vật liệu giá thể dễ kiếm và chi phí thấp như ống hút nhựa cũng góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường do rác thải nhựa.

3.1 Ảnh hưởng của các điều kiện vận hành

Các điều kiện vận hành như pH, nồng độ oxy hòa tan (DO), và lưu lượng đầu vào có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất xử lý. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể nâng cao hiệu quả xử lý. Cụ thể, nồng độ oxy hòa tan cao giúp tăng tốc độ nitrat hóa, trong khi lưu lượng đầu vào ổn định giúp duy trì hiệu suất xử lý liên tục. Những yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải.

Đồ án nghiên cứu hiệu suất xử lý nước thải cao su bằng công nghệ AAO kết hợp màng sinh học bám dính