Nghiên cứu xử lý nước thải amoniac bằng phương pháp hiệu khí

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu xử lý nước thải giàu amonium bằng phương pháp hiếu khí có điều kiện, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Mai Nguyễn Quyỳnh Như
• Người hướng dẫn: Th.S Lê Công Nhất Phương
• Trường học: Trường Đại Học Mở – Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Amoniac Bằng Phương Pháp Hiệu Khí
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2001 – 2005
• Địa điểm: TP.HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Giới hạn của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa khoa học của đề tài
• 1.4. Nhu cầu kinh tế – xã hội
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Sự nhiễm bẩn nguồn nước
• 2.2. Thành phần nước thải
• 2.3. Các loại nước thải giàu N, P
• 2.4. Nước rác rưởi từ các bãi
• 2.5. Nguồn gốc phát sinh nước rác rưởi
• 2.6. Thành phần và tính chất của nước rác rưởi
• 2.7. Một số phương pháp xử lý nước thải
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Xây dựng mô hình nghiên cứu
• 3.2. Cấu tạo mô hình
• 3.3. Đối tượng nghiên cứu
• 3.4. Mô hình thí nghiệm
• 3.5. Phương pháp phân tích
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Hiệu quả loại amonium ở nồng độ 200 ppm
• 4.2. Hiệu quả loại amonium ở nồng độ 400 ppm
• 4.3. Hiệu quả loại amonium ở nồng độ 600 ppm
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Nghiên cứu xử lý nước thải amoniac Tổng quan cấp thiết

Môi trường đóng vai trò quan trọng đối với mọi sinh vật trên Trái Đất. Sự tàn phá môi trường ngày càng trở nên phổ biến, gây tác động trực tiếp đến cuộc sống và biến đổi các hoạt động của Trái Đất. Nước là yếu tố sống còn, cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật, bao gồm cả con người. Nước điều hòa khí hậu, mang năng lượng và tham gia vào quá trình trao đổi chất. Đối với con người, vai trò của nước càng rõ rệt hơn khi nó phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày, sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, công nghiệp, giao thông vận tải và giải trí. Việc xử lý amoniac trong nước thải là vô cùng cấp thiết để bảo vệ nguồn tài nguyên quan trọng này. Bài viết này đi sâu vào nghiên cứu xử lý nước thải amoniac bằng phương pháp hiếu khí, một giải pháp đầy hứa hẹn.

1.1. Tầm quan trọng của việc xử lý nước thải amoniac

Nước thải chứa amoniac gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Amoniac có thể chuyển hóa thành các chất độc hại như nitrit và nitrat. Việc kiểm soát nồng độ amoniac trong nước thải là yêu cầu bắt buộc theo các quy định về bảo vệ môi trường. Công nghệ xử lý nước thải ngày càng được chú trọng để đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải khắt khe.

1.2. Giới thiệu phương pháp xử lý hiếu khí nước thải amoniac

Phương pháp xử lý nước thải hiếu khí sử dụng vi sinh vật để phân hủy amoniac thành các chất vô hại. Quá trình này diễn ra trong môi trường giàu oxy, bao gồm hai giai đoạn chính: nitrat hóa và khử nitrat. Quá trình nitrat hóa chuyển đổi amoniac thành nitrit, sau đó thành nitrat. Quá trình khử nitrat chuyển đổi nitrat thành khí nitơ, loại bỏ amoniac khỏi nước thải.

II. Vấn đề ô nhiễm amoniac Thách thức ảnh hưởng xấu

Quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa và gia tăng dân số làm gia tăng ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước thải. Nước thải từ khu công nghiệp, bệnh viện, sinh hoạt xả trực tiếp ra sông, kênh rạch mà không qua xử lý hoặc xử lý không triệt để. Nhiều loại nước thải chứa hàm lượng dinh dưỡng (N, P) cao, cần xử lý trước khi thải để hạn chế ô nhiễm nước ngầm, nước mặt. Nguy cơ lớn nhất khi thải nước thải giàu N, P vào vực nước mặt là hiện tượng phú dưỡng, kích thích tảo phát triển mạnh, phá vỡ chuỗi thức ăn, gây ô nhiễm và bồi cạn. Việc kiểm soát amoniac trong nước thải là một thách thức lớn cần được giải quyết.

2.1. Nguồn gốc và đặc điểm nước thải chứa amoniac

Nước thải chứa amoniac có thể xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau như: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp (chế biến thực phẩm, sản xuất phân bón, v.v.), nước thải chăn nuôi. Nồng độ amoniac trong nước thải phụ thuộc vào nguồn gốc và quy trình sản xuất. Nước thải công nghiệp thường có nồng độ amoniac cao hơn so với nước thải sinh hoạt.

2.2. Tác động tiêu cực của amoniac đến môi trường và sức khỏe

Amoniac trong nước thải gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Nó gây ô nhiễm nguồn nước, làm giảm lượng oxy hòa tan (DO), gây hại cho sinh vật thủy sinh. Amoniac cũng có thể chuyển hóa thành các chất độc hại như nitrit và nitrat, gây ô nhiễm nguồn nước uống và ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đặc biệt là trẻ em.

2.3. Các tiêu chuẩn và quy định về xả thải amoniac

Các quốc gia và vùng lãnh thổ đều có các tiêu chuẩn và quy định về xả thải nước thải chứa amoniac để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Các tiêu chuẩn này quy định nồng độ amoniac tối đa cho phép trong nước thải trước khi xả ra môi trường. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này là bắt buộc đối với các doanh nghiệp và tổ chức.

III. Phương pháp hiếu khí Cách xử lý amoniac hiệu quả

Phương pháp xử lý nước thải hiếu khí là một giải pháp hiệu quả để loại bỏ amoniac khỏi nước thải. Quá trình này dựa trên hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, chuyển đổi amoniac thành nitơ vô hại. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp nhờ tính hiệu quả và chi phí hợp lý. Các yếu tố như pH, nhiệt độ, oxy hòa tan (DO) và tỷ lệ BOD/N ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý amoniac trong nước thải.

3.1. Quá trình Nitrat hóa Chuyển đổi amoniac thành nitrit và nitrat

Nitrat hóa là quá trình oxy hóa amoniac thành nitrit, sau đó thành nitrat, được thực hiện bởi các vi khuẩn tự dưỡng (autotrophic bacteria). Hai nhóm vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosomonas (oxy hóa amoniac thành nitrit) và Nitrobacter (oxy hóa nitrit thành nitrat). Quá trình nitrat hóa đòi hỏi môi trường giàu oxy và pH thích hợp.

3.2. Quá trình Khử nitrat Biến đổi nitrat thành khí nitơ

Khử nitrat là quá trình chuyển đổi nitrat thành khí nitơ (N2), loại bỏ nitơ khỏi nước thải. Quá trình này được thực hiện bởi các vi khuẩn dị dưỡng (heterotrophic bacteria) trong điều kiện thiếu oxy. Vi khuẩn sử dụng nitrat như chất nhận điện tử thay cho oxy. Cần cung cấp nguồn carbon hữu cơ cho vi khuẩn để thực hiện quá trình khử nitrat hiệu quả.

3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý hiếu khí

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý amoniac bằng phương pháp hiếu khí, bao gồm: pH, nhiệt độ, oxy hòa tan (DO), tỷ lệ BOD/N, nồng độ amoniac đầu vào và thời gian lưu nước (HRT). Cần kiểm soát và tối ưu hóa các yếu tố này để đảm bảo quá trình xử lý diễn ra hiệu quả.

IV. Hệ thống xử lý hiếu khí Các mô hình phổ biến hiện nay

Có nhiều loại hệ thống xử lý hiếu khí khác nhau được sử dụng để xử lý amoniac trong nước thải. Các hệ thống này khác nhau về cấu trúc, nguyên lý hoạt động và hiệu quả xử lý. Một số hệ thống phổ biến bao gồm: bể aerotank, MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor), SBR (Sequencing Batch Reactor) và màng lọc sinh học. Việc lựa chọn hệ thống phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của nước thải, yêu cầu về hiệu quả xử lý và chi phí đầu tư.

4.1. Bể Aerotank Phương pháp truyền thống xử lý hiếu khí

Bể aerotank là một trong những hệ thống xử lý hiếu khí lâu đời và phổ biến nhất. Trong bể aerotank, nước thải được trộn lẫn với bùn hoạt tính (vi sinh vật) và được sục khí liên tục để cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy amoniac. Bể aerotank có thể được vận hành ở nhiều chế độ khác nhau, tùy thuộc vào đặc điểm của nước thải và yêu cầu về hiệu quả xử lý.

4.2. MBBR Công nghệ màng sinh học di động hiệu quả cao

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là một công nghệ xử lý hiếu khí tiên tiến sử dụng các vật liệu mang (carriers) để vi sinh vật bám dính và phát triển thành màng sinh học. Các vật liệu mang này di chuyển tự do trong bể nhờ hệ thống sục khí, tạo điều kiện tiếp xúc tốt giữa vi sinh vật và nước thải. MBBR có hiệu quả xử lý cao và ít bị ảnh hưởng bởi sự biến động của tải lượng ô nhiễm.

4.3. SBR Quy trình xử lý theo mẻ linh hoạt và tiết kiệm

SBR (Sequencing Batch Reactor) là một hệ thống xử lý theo mẻ, trong đó tất cả các giai đoạn xử lý (làm đầy, phản ứng, lắng, rút nước và nghỉ) diễn ra tuần tự trong cùng một bể. SBR có tính linh hoạt cao và dễ dàng điều chỉnh các thông số vận hành để đáp ứng các yêu cầu khác nhau về hiệu quả xử lý. SBR cũng có thể tiết kiệm diện tích xây dựng so với các hệ thống xử lý liên tục.

V. Nghiên cứu thực tiễn Hiệu quả xử lý amoniac thực tế

Nghiên cứu xử lý nước thải giàu amonium bằng phương pháp hiếu khí có điều kiện đã được thực hiện trên mô hình phòng thí nghiệm, cho thấy sự thay đổi của các thành phần quan trọng (N-NH4, N-NO2, N-NO3) khi có mặt vi sinh Nitrosomonas. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý amoniac phụ thuộc vào nồng độ đầu vào. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở cho việc ứng dụng công nghệ xử lý nước thải vào thực tế.

5.1. Kết quả xử lý amoniac ở các nồng độ khác nhau

Nghiên cứu cho thấy hiệu quả loại bỏ amoniac bằng vi sinh Nitrosomonas biến đổi theo nồng độ N-NH4 đầu vào. Ở nồng độ 200 ppm, hiệu quả xử lý là cao nhất, sau đó giảm dần khi nồng độ tăng lên 400 ppm và 600 ppm. Các biểu đồ thể hiện rõ quá trình oxy hóa N-NH4 và sinh N-NO2 trong mô hình.

5.2. Ảnh hưởng của DO pH và COD đến quá trình xử lý

Quá trình oxy hóa N-NH4 bị ảnh hưởng đáng kể bởi nồng độ oxy hòa tan (DO), độ pH và hàm lượng COD. DO cần được duy trì ở mức tối ưu để đảm bảo hoạt động của vi sinh vật Nitrosomonas. pH cũng cần được kiểm soát để tránh ức chế quá trình nitrat hóa. Hàm lượng COD cao có thể cạnh tranh oxy với vi sinh vật nitrat hóa, làm giảm hiệu quả xử lý.

5.3. So sánh hiệu quả loại Nitơ ở các nồng độ khác nhau

Qua quá trình thực nghiệm, hiệu suất xử lý loại Nitơ ở các nồng độ N-NH4 khác nhau đã được so sánh. Kết quả cho thấy có sự khác biệt rõ rệt về hiệu quả loại bỏ Nitơ tùy thuộc vào nồng độ ban đầu của amoniac trong nước thải. Biểu đồ thể hiện hiệu suất trung bình loại Nitơ ở các nồng độ khác nhau, cho thấy xu hướng giảm hiệu suất khi nồng độ amoniac tăng.

VI. Xử lý amoniac Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu xử lý nước thải amoniac bằng phương pháp hiếu khí là một lĩnh vực quan trọng, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Phương pháp này có nhiều ưu điểm, nhưng cũng cần được nghiên cứu và cải tiến để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. Các hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm: tìm kiếm các chủng vi sinh vật hiệu quả hơn, tối ưu hóa quá trình vận hành và phát triển các công nghệ xử lý kết hợp.

6.1. Tóm tắt ưu điểm và hạn chế của phương pháp hiếu khí

Phương pháp hiếu khí có ưu điểm là hiệu quả xử lý cao, chi phí vận hành tương đối thấp và không tạo ra các sản phẩm phụ độc hại. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có một số hạn chế, như đòi hỏi diện tích xây dựng lớn và nhạy cảm với sự biến động của tải lượng ô nhiễm. Cần xem xét kỹ lưỡng các ưu nhược điểm này trước khi quyết định lựa chọn phương pháp xử lý hiếu khí.

6.2. Các hướng nghiên cứu và phát triển công nghệ mới

Nghiên cứu và phát triển các công nghệ xử lý nước thải amoniac đang được đẩy mạnh trên toàn thế giới. Các hướng nghiên cứu chính bao gồm: phát triển các chủng vi sinh vật có khả năng xử lý amoniac ở nồng độ cao, tối ưu hóa quá trình nitrat hóa và khử nitrat, kết hợp phương pháp hiếu khí với các phương pháp xử lý khác (ví dụ: anammox) để tăng hiệu quả và giảm chi phí. Ứng dụng chất mang sinh học cũng là một hướng đi đầy tiềm năng.

6.3. Ứng dụng công nghệ xử lý hiếu khí vào thực tiễn

Công nghệ xử lý nước thải hiếu khí có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ xử lý nước thải sinh hoạt đến xử lý nước thải công nghiệp. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp cần dựa trên đặc điểm của nước thải, yêu cầu về hiệu quả xử lý và điều kiện kinh tế - kỹ thuật. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ nguồn nước cho thế hệ tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm nguồn nước do các hợp chất nitơ hữu cơ và amonium đang là thách thức sinh thái nghiêm trọng tại nhiều đô thị và khu công nghiệp. Theo các kết quả quan trắc thực tế, nước thải chế biến cao su có hàm lượng COD lên đến 2.700 mg/L, nước thải chăn nuôi heo ghi nhận nồng độ amonium (N-NH4+) dao động từ 15 đến 865 mg/L, trong khi nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp chứa hàm lượng nitơ hữu cơ lên tới 800 mg/L. Khi các nguồn thải giàu dưỡng chất này xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận mà không qua xử lý triệt để, nồng độ ion amonium vượt xa ngưỡng giới hạn 1,5 ppm theo tiêu chuẩn vệ sinh sẽ kích thích hiện tượng phú dưỡng (eutrophication), làm bùng phát rong tảo, suy giảm dưỡng khí hòa tan và gây độc thứ cấp cho hệ sinh thái thủy sinh.

Trước thực trạng đó, nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán loại bỏ amonium nồng độ cao bằng giải pháp oxy hóa hiếu khí có điều kiện. Mục tiêu trọng tâm là ứng dụng vi khuẩn tự dưỡng Nitrosomonas để chuyển hóa chọn lọc amonium thành nitrite (N-NO2-) ở giai đoạn nitritation, chủ động ngăn chặn phản ứng chuyển tiếp thành nitrate (N-NO3-). Quá trình này tạo tiền đề quyết định để ghép nối với công nghệ oxy hóa kỵ khí amonium (Anammox), hình thành chu trình loại bỏ nitơ hoàn toàn tự dưỡng.

Đề tài được thực hiện trong giai đoạn 2005 - 2006 tại Phòng Môi trường thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới phối hợp cùng Khoa Công nghệ Sinh học thuộc Trường Đại học Mở – Bán công Thành phố Hồ Chí Minh. Về mặt kỹ thuật và kinh tế, mô hình mang lại ý nghĩa lớn khi giúp cắt giảm 25% nhu cầu cấp oxy hòa tan và tiết kiệm từ 40% đến 100% lượng cơ chất hữu cơ bổ sung so với quy trình khử nitơ truyền thống, mở ra hướng đi bền vững cho các trạm xử lý nước thải công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết chuyển hóa chu trình nitơ của Sergei Winogradsky xác lập từ năm 1889. Theo đó, quá trình nitrate hóa sinh học trải qua hai pha nhiệt động học nối tiếp: pha thứ nhất oxy hóa amonia thành acid nitrite sinh ra 658 kJ năng lượng nhờ enzyme của nhóm vi khuẩn oxy hóa amonium (AOB), tiêu biểu là Nitrosomonas; pha thứ hai oxy hóa acid nitrite thành acid nitrate sinh 180 kJ năng lượng nhờ nhóm vi khuẩn oxy hóa nitrite (NOB), đại diện là Nitrosobacter. Hai nhóm vi khuẩn này cùng thuộc nhóm vi sinh vật tự dưỡng hóa năng, sử dụng carbon vô cơ để tổng hợp sinh khối tế bào.

Mô hình nghiên cứu kế thừa sâu sắc nguyên lý loại bỏ nitơ theo đường tắt (Shortcut Biological Nitrogen Removal - SNBR) và công nghệ SHARON (Single reactor for High activity Ammonium Removal Over Nitrite) do Van Dongen phát triển. Trọng tâm của lý thuyết là khai thác sự khác biệt về đặc tính sinh học giữa AOB và NOB: ở dải nhiệt độ phòng trên 25°C kết hợp giới hạn nồng độ oxy hòa tan (DO) từ 0,3 đến 1,0 mg/L, tốc độ sinh trưởng riêng của Nitrosomonas vượt trội hơn Nitrosobacter. Bằng cách khống chế thời gian lưu bùn (SRT) thích hợp từ 1,0 đến 1,5 ngày, hệ thống dễ dàng đào thải Nitrosobacter ra ngoài, duy trì điểm dừng chuyển hóa tại hợp chất nitrite.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mô hình thực nghiệm quy mô phòng thí nghiệm được chế tạo từ kính dày 3 mm với hai ngăn liên thông: ngăn hiếu khí có kích thước 315 mm x 140 mm x 395 mm (thể tích làm việc 17,42 lít) và ngăn lắng có kích thước 140 mm x 70 mm x 395 mm (thể tích 3,87 lít). Khối lượng vi sinh vật ban đầu sử dụng 100 g sinh khối Nitrosomonas thuần lập từ Viện Sinh học Nhiệt đới. Giá thể vô cơ cố định được bổ sung vào bể hiếu khí từ ngày 05/8/2005 nhằm tạo điều kiện cho màng vi sinh vật bám dính dày đặc, tăng tuổi thọ bùn hoạt tính và nâng cao khả năng chịu tải.

Nguồn nước thải nhân tạo được pha chế từ muối (NH4)2SO4 với 3 dải nồng độ khảo sát gồm 200 ppm, 400 ppm và 600 ppm N-NH4+. Môi trường nuôi cấy được cân bằng dinh dưỡng bằng muối KH2PO4 với hàm lượng phosphor 70 mg/L cùng 2 mL dung dịch vi lượng chứa EDTA 5,0 g/L và ZnSO4.7H2O 5,0 g/L trong 40 lít môi trường. Khí được cấp liên tục qua 2 đầu tán khí với lưu lượng 2,5 lít/phút bằng máy sục khí Boss Aquarium, nước thải được cấp vào bể bằng bơm định lượng Nikkiso điều chỉnh dải lưu lượng từ 5 đến 90 lít/ngày. Độ pH được kiểm soát ổn định trong khoảng 7,0 đến 8,0 bằng dung dịch Na2CO3.

Các phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa lý được lựa chọn nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn quốc tế:

• Xác định N-NH4+ bằng phương pháp so màu với thuốc thử Nessler tại bước sóng λ = 410 nm trên máy quang phổ trắc quang Thermo Spectronic Model 4001/4. Phương pháp này có độ chọn lọc cao dựa trên phản ứng tạo phức màu vàng nâu đặc trưng.
• Xác định N-NO2- bằng phương pháp Diazo hóa giữa acid sulfanilic và α-naphthylamine trong môi trường pH 2,0 - 2,5, đo mật độ quang ở bước sóng λ = 530 nm.
• Xác định N-NO3- bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử acid phenoldisulfonic trong môi trường kiềm ở bước sóng λ = 430 nm.
• Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) bằng phương pháp chuẩn độ ngược bicromat (K2Cr2O7) hồi lưu nhiệt trong môi trường acid sulfuric đặc suốt 3 giờ và chuẩn độ lượng dư bằng dung dịch muối Mohr (FAS) với chỉ thị Ferroin.
• Đo pH bằng thiết bị đo kỹ thuật số Model 2000 VWR Scientific đạt độ chuẩn xác cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo sát vận hành thực nghiệm trên mô hình hiếu khí có điều kiện đã mang lại nhiều dữ liệu định lượng quan trọng qua từng dải tải nạp:

• Ở nồng độ đầu vào 200 ppm N-NH4+: Quá trình khởi động diễn ra nhanh chóng, vi khuẩn Nitrosomonas nhanh chóng bám dính trên giá thể. Hiệu suất chuyển hóa amonium trung bình đạt trên 88,5%, hàm lượng amonium trong dòng ra giảm sâu xuống dưới 25 mg/L, trong khi nồng độ N-NO2- tạo thành tích lũy tăng đều và đạt mức trung bình 175 mg/L. Hàm lượng N-NO3- sinh ra duy trì ở mức vết dưới 3 mg/L.
• Ở nồng độ đầu vào 400 ppm N-NH4+: Màng vi sinh thích nghi tốt với việc tăng tải lượng cơ chất gấp đôi. Hiệu suất oxy hóa amonium duy trì ổn định ở mức 81,2% đến 84,6%, nồng độ N-NO2- tích lũy trong hệ thống đạt từ 320 đến 345 mg/L. Quá trình chuyển hóa giữ vững tính chọn lọc mà không xảy ra hiện tượng quá tải sốc tải trọng.
• Ở nồng độ nạp cao 600 ppm N-NH4+: Hệ vi sinh vật bám màng vẫn biểu hiện hoạt tính sinh học mạnh mẽ, đạt hiệu suất chuyển hóa N-NH4+ từ 72,4% đến 76,8%. Tỷ lệ tích lũy nitrite (NO2-/NOx-) trong nước sau xử lý đạt trên 94%, khẳng định Nitrobacter đã bị ức chế gần như hoàn toàn.

Thảo luận kết quả

Diễn biến nồng độ các hợp chất nitơ trong mô hình có thể được minh họa trực quan thông qua các biểu đồ đường động học (kinetic curves) và bảng cân bằng vật chất:

[Đồ thị biến thiên nồng độ theo thời gian]
Nồng độ (mg/L)
 ^
 |  (Nạp vào: 200 -> 400 -> 600 ppm)
 |  --- N-NO2 sinh ra (Tăng lũy tiến tuyến tính đạt ~345 mg/L)
 |  ... N-NH4 dư (Giảm sâu xuống mức thấp, hiệu suất 72-88%)
 |  ___ N-NO3 phát sinh (Duy trì ổn định ở ngưỡng tối thiểu < 5 mg/L)
 +------------------------------------------------------------> Thời gian vận hành

Nguyên nhân cốt lõi giúp phản ứng dừng lại hoàn hảo ở pha tạo nitrite là sự kết hợp đồng bộ giữa nhiệt độ môi trường trên 25°C, sự kiểm soát oxy hòa tan ở mức giới hạn và sự hiện diện của giá thể vô cơ. Tại dải pH từ 7,2 đến 8,0, nồng độ amonia tự do (NH3 hòa tan) duy trì trong khoảng 0,5 - 2,0 mg/L đã tạo ra áp lực ức chế chọn lọc enzym đối với nhóm vi khuẩn NOB (Nitrobacter), đồng thời không gây hại đến hoạt lực của nhóm AOB (Nitrosomonas).

So với công nghệ xử lý nitrate hóa toàn phần truyền thống tiêu tốn 4,2 g O2 cho mỗi gam N-NH4+ bị oxy hóa, quy trình oxy hóa hiếu khí có điều kiện chỉ tiêu thụ 3,15 g O2/g N-NH4+, giúp tiết kiệm đúng 25% tổng năng lượng sục khí cấp vào. Đồng thời, tỷ lệ nồng độ N-NH4+ còn lại và N-NO2- sinh ra ở đầu ra xấp xỉ tỷ lệ mol 1:1, biến dòng thải này thành cơ chất lý tưởng phục vụ trực tiếp cho công đoạn Anammox kỵ khí phía sau mà không cần tiêu tốn 2,47 g methanol/g nitơ như các bể khử nitrate thông thường.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm, 4 giải pháp công nghệ và quản lý được đề xuất nhằm chuyển giao ứng dụng vào thực tế:

1. Lắp đặt hệ thống kiểm soát tự động pH và DO trực tuyến: Các nhà máy chế biến cao su và trạm xử lý nước rỉ rác cần trang bị cảm biến đo DO tự động duy trì dải 0,8 - 1,2 mg/L và hệ châm kiềm Na2CO3 tự động kiểm soát pH 7,5 - 7,8. Giải pháp này giúp duy trì hiệu suất tạo nitrite trên 85%, thời gian hoàn thành lắp đặt từ 3 đến 6 tháng do bộ phận kỹ thuật trạm xử lý đảm nhiệm.
2. Ứng dụng vật liệu mang vi sinh có diện tích bề mặt lớn: Bổ sung đệm vi sinh lưu động dạng sợi hoặc giá thể tổ ong với diện tích tiếp xúc trên 600 m2/m3 vào các bể aeroten hiện hữu của các trang trại chăn nuôi trên 2.000 con heo. Mục tiêu là duy trì mật độ tế bào Nitrosomonas cao và kéo dài thời gian lưu bùn sinh học (SRT > 30 ngày), triển khai trong vòng 6 tháng bởi các đơn vị tư vấn môi trường.
3. Thiết kế tích hợp mô hình tổ hợp SHARON - Anammox: Ban quản lý các khu liên hợp xử lý chất thải rắn nên đầu tư module oxy hóa amonium bán phần kết hợp bể Anammox dòng chảy ngược (UASB cải tiến). Mục tiêu là xử lý triệt để nước rỉ rác nồng độ nitơ trên 1.000 mg/L, cắt giảm 100% chi phí hóa chất bổ sung carbon hữu cơ, lộ trình thử nghiệm 12 tháng tại các đô thị lớn.
4. Chuẩn hóa quy trình kỹ thuật vận hành sinh học đường tắt: Sở Khoa học & Công nghệ phối hợp cùng các Viện nghiên cứu ban hành sổ tay hướng dẫn vận hành hệ thống loại bỏ amonium nồng độ cao cho hơn 17 doanh nghiệp cao su vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, thực hiện hoàn tất trong năm 2026.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và dữ liệu thực nghiệm của đề tài mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

• Kỹ sư công nghệ môi trường và đơn vị thiết kế trạm xử lý nước thải: Dễ dàng tra cứu các thông số công nghệ cốt lõi như tỷ lệ thể tích bể phản ứng hiếu khí và bể lắng (17,42 lít : 3,87 lít), cường độ sục khí 2,5 L/phút và dải tải trọng amonium để tính toán quy mô công trình thực tế cho các dự án xử lý nước rỉ rác và chế biến thực phẩm.
• Doanh nghiệp sản xuất cao su, chế biến thủy hải sản và chủ trang trại chăn nuôi: Ứng dụng mô hình sinh học nhằm tối ưu hóa chi phí điện năng sục khí tới 25%, giảm chi phí hóa chất kiềm hóa và đảm bảo nước thải sau xử lý đạt chuẩn xả thải theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
• Học viên cao học, sinh viên và nghiên cứu viên ngành Công nghệ Sinh học - Môi trường: Kế thừa chi tiết quy trình tạo chủng bùn hoạt tính Nitrosomonas, kỹ thuật dựng đường chuẩn so màu quang phổ trắc quang với thuốc thử Nessler, Diazo, Phenoldisulfonic acid và phương pháp bố trí thí nghiệm đối chứng.
• Cán bộ quản lý môi trường tại các Chi cục Bảo vệ Môi trường và Ban quản lý Khu công nghiệp: Sử dụng dữ liệu khoa học của luận văn làm căn cứ đánh giá, thẩm định công nghệ và xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm nitơ trong nguồn nước mặt.

Câu hỏi thường gặp

Quá trình oxy hóa hiếu khí có điều kiện khác biệt như thế nào so với công nghệ nitrate hóa truyền thống?

Công nghệ nitrate hóa truyền thống oxy hóa toàn bộ amonium thành nitrate (NO3-) thông qua 2 giai đoạn tiêu tốn nhiều oxy. Trong khi đó, phương pháp hiếu khí có điều kiện khống chế quá trình dừng lại ở giai đoạn tạo nitrite (NO2-), giúp giảm 25% lượng oxy cấp vào và tiết kiệm 40% đến 100% nhu cầu carbon hữu cơ cho các công đoạn khử nitơ tiếp theo.

Tại sao cần kiểm soát độ pH trong khoảng 7,0 đến 8,0 trong suốt quá trình xử lý?

Quá trình oxy hóa amonium giải phóng lượng lớn ion H+ làm acid hóa môi trường. Việc bổ sung đệm kiềm Na2CO3 để duy trì pH từ 7,0 đến 8,0 đảm bảo điều kiện sinh lý tối ưu cho Nitrosomonas phát triển (hoạt động tốt ở pH 5,8 - 8,5), đồng thời tạo nồng độ NH3 tự do vừa đủ để ức chế chọn lọc vi khuẩn Nitrobacter.

Hệ thống có thể xử lý hiệu quả nồng độ amonium đầu vào tối đa là bao nhiêu?

Qua thử nghiệm thực tế với 3 dải nồng độ 200 ppm, 400 ppm và 600 ppm, hệ thống đều vận hành ổn định. Ở mức tải cao 600 ppm N-NH4+, mô hình vẫn đạt hiệu suất chuyển hóa trên 72%, chứng minh hệ sinh khối bùn hoạt tính bám màng có khả năng thích nghi và chống chịu sốc tải rất tốt.

Bổ sung giá thể vô cơ mang lại lợi ích gì cho hệ thống bùn hoạt tính?

Giá thể vô cơ tạo diện tích bề mặt cố định cho vi khuẩn Nitrosomonas bám dính phát triển thành màng sinh học. Cấu trúc này giúp duy trì mật độ tế bào cao trong bể hiếu khí 17,42 lít, chống rửa trôi sinh khối trong quá trình nạp xả liên tục và nâng cao đáng kể tốc độ phản ứng sinh hóa.

Dòng ra chứa nhiều nitrite của mô hình được ứng dụng vào công đoạn nào tiếp theo?

Dòng ra chứa hỗn hợp ion N-NH4+ và N-NO2- theo tỷ lệ xấp xỉ 1:1 là nguồn cơ chất hoàn hảo cho bể phản ứng Anammox. Tại đây, vi khuẩn kỵ khí sẽ kết hợp trực tiếp amonium và nitrite để chuyển hóa thành khí nitơ (N2) tự do mà không cần bổ sung bất kỳ nguồn dinh dưỡng carbon hữu cơ nào.

Kết luận

• Đề tài đã thử nghiệm thành công mô hình oxy hóa amonium hiếu khí có điều kiện quy mô 21,29 lít, làm sáng tỏ động thái biến đổi của các hợp chất nitơ dưới tác động của vi khuẩn tự dưỡng Nitrosomonas.
• Hệ thống đạt hiệu suất chuyển hóa amonium vượt trội từ 72,4% đến 88,5% trên dải nồng độ nạp từ 200 đến 600 ppm N-NH4+, tạo nồng độ nitrite tích lũy lên tới 345 mg/L.
• Tỷ lệ tích lũy nitrite đạt trên 94%, khẳng định khả năng ức chế bền vững vi khuẩn oxy hóa nitrite Nitrobacter nhờ kiểm soát đồng bộ DO, pH 7,0 - 8,0 và nhiệt độ trên 25°C.
• Công nghệ chứng minh ưu thế vượt trội khi tiết kiệm 25% lượng oxy hòa tan tiêu thụ và giảm thiểu tối đa chi phí vận hành xử lý nước thải giàu amonium.
• Trong giai đoạn 6 đến 12 tháng tiếp theo, các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp cần hoàn thiện ghép nối hệ thống với bể sinh học Anammox, tiến tới thương mại hóa và ứng dụng rộng rãi tại các nhà máy chế biến cao su, thủy sản và trạm xử lý rác thải trên toàn quốc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC MÔÛ – BAÙN COÂNG TP.HCM KHOA COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC Ñeà taøi: NGHIEÂN CÖÙU XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI GIAØU AMONIUM BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP HIEÁU KHÍ COÙ ÑIEÀU KIEÄN LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP CÖÛ NHAÂN KHOA HOÏC CHUYEÂN NGAØNH : MOÂI TRÖÔØNG Giaùo vieân höôùng daãn : Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông Sinh vieân thöïc hieän : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö Khoùa hoïc : 2001 – 2005 TP.HCM THAÙNG 3 / 2006 LÔØI CAÙM ÔN  Em xin chaân thaønh caùm ôn Ban Giaùm Hieäu tröôøng Ñaïi hoïc Môû – Baùn Coâng TP.HCM vaø caùc thaày coâ trong khoa Coâng Ngheä Sinh Hoïc ñaõ taän tình giuùp ñôõ em trong suoát quaù trình hoïc taäp. Em xin chaân thaønh caùm ôn Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông laø caùn boä Vieän Sinh Hoïc Nhieät Ñôùi – ngöôøi tröïc tieáp höôùng daãn em trong suoát quaù trình thöïc hieän ñeà taøi, ñaõ nhieät tình giuùp ñôõ cung caáp nhieàu tö lieäu ñeå em hoaøn thaønh khoùa luaän toát nghieäp naøy. Em xin caûm ôn caùc anh chò trong phoøng Moâi Tröôøng thuoäc Vieän Sinh hoïc Nhieät ñôùi vaø caùc thaày coâ Vieän Sinh hoïc Nhieät ñôùi ñaõ giuùp ñôõ vaø taïo ñieàu kieän cho em trong suoát quaù trình laøm vieäc. Em xin caûm ôn gia ñình, baïn beø ñaõ ñoäng vieân, giuùp ñôõ em trong suoát quaù trình hoïc taäp cuõng nhö trong quaù trình thöïc hieän ñeà taøi naøy.

Do thôøi gian thöïc hieän khoâng nhieàu cuõng nhö voán kieán thöùc coøn haïn cheá neân ñeà taøi chaéc chaén khoâng traùnh khoûi thieáu soùt, raát mong nhaän ñöôïc söï goùp yù cuûa quyù Thaày Coâ vaø baïn beø ñeå ñeà taøi hoaøn thieän hôn. Xin chaân thaønh caûm ôn! Sinh vieân thöïc hieän Mai Nguyeãn Quyønh Nhö GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông MUÏC LUÏC CHÖÔNG 1 : MÔÛ ÑAÀU. Tính caáp thieát cuûa ñeà taøi. Giôùi haïn cuûa ñeà taøi.

YÙ nghóa khoa hoïc cuûa ñeà taøi. Nhu caàu kinh teá – xaõ hoäi. 8 CHÖÔNG 2 : TOÅNG QUAN. Söï nhieãm baån nguoàn nöôùc.

Thaønh phaàn nöôùc thaûi. Caùc loaïi nöôùc thaûi giaøu N, P. Nöôùc ræ raùc töø caùc baõi. Nguoàn goác phaùt sinh nöôùc ræ raùc.

Thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa nöôùc ræ raùc. Nöôùc thaûi chaên nuoâi heo. Nöôùc thaûi cao su. Nöôùc thaûi ôû coâng ñoaïn cheá bieán muû latex.

Nöôùc thaûi ôû coâng ñoaïn caùn - caét. Nöôùc thaûi thuûy saûn. Cô sôû lyù thuyeát veà nitô vaø caùc hôïp chaát nitô. Hôïp chaát cuûa nitô.

Söï taùc ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät vaø aûnh höôûng cuûa noù vôùi hôïp chaát nitô. Söï tuaàn hoaøn cuûa nitô trong töï nhieân nhôø vi sinh vaät. Quaù trình nitrate hoùa (Nitrification). Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình nitrate hoùa.

Moät soá phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp cô hoïc. 27 SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 1 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông 2. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoùa hoïc.

Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoùa - lyù. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc. Xöû lyù nöôùc thaûi giaøu amoni theo nguyeân taéc sinh hoïc. Kyõ thuaät xöû lyù Nitô truyeàn thoáng.

Quaù trình SHARON ( Single reactor for High activity Amonium Removal Over Nitrite ). Chi tieát quaù trình SHARON. 37 CHÖÔNG 3: PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU. Xaây döïng moâ hình nghieân cöùu.

Caáu taïo moâ hình. Ñoái töôïng nghieân cöùu. Moâ hình thí nghieäm. Phöông phaùp phaân tích.

43 CHÖÔNG 4: KEÁT QUAÛ VAØ THAÛO LUAÄN. Hieäu quaû loaïi amonium ôû noàng ñoä 200 ppm. Hieäu quaû loaïi amonium ôû noàng ñoä 400 ppm. Hieäu quaû loaïi amonium ôû noàng ñoä 600 ppm.

54 CHÖÔNG 5: KEÁT LUAÄN VAØ ÑEÀ NGHÒ. 60 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO. 63 SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 2 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông DANH SAÙCH CAÙC TÖØ VIEÁT TAÉT Anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation): Oxy hoaù kò khí Amonium AOB (Ammonium Oxidizing Bacteria): Vi khuaån oxy hoaù Amonium BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu caàu oxy sinh hoaù COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu caàu oxy hoaù hoïc DO (Disolved Oxygen): Löôïng oxy hoaø tan N/DN (Nitrification/ Denitrification) NOB (Nitrite Oxidizing Bacteria): Vi khuaån oxy hoaù Nitrit SNBR (Shortcut Biological Nitrogen Removal): Quaù trình loaïi nitô theo ñöôøng taét SRT (Sludge Retention Time): Thôøi gian löu buøn TCVN: Tieâu chuaån Vieät Nam TKN ( Total Kjeldahl Nitrogen): Toång nitô UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket): Beå chaûy ngöôïc buøn yeám khí SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 3 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông DANH MUÏC CAÙC BAÛNG Baûng 2.1: Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc raùc ñieån hình Baûng 2.2: Thaønh phaàn lyù hoùa nöôùc thaûi chaên nuoâi heo xí nghieäp Khang Trang Baûng 2.3: So saùnh moät soá heä thoáng xöû lyù Nitô khaùc nhau Baûng 2.4: Ñaëc ñieåm cuûa gioáng vi khuaån tham gia quaù trình nitrate hoùa Baûng 4.1: Keát quaû moät soá chæ tieâu ôû noàng ñoä N-NH4 laø 200 ppm Baûng 4.2: Keát quaû moät soá chæ tieâu ôû noàng ñoä N-NH4 laø 400 ppm Baûng 4.3: Keát quaû moät soá chæ tieâu ôû noàng ñoä N-NH4 laø 600 ppm Keát quaû phaân tích caùc thoâng soá DO, pH, COD SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 4 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông DANH MUÏC CAÙC HÌNH VAØ ÑOÀ THÒ HÌNH Hình 2.1: Chu trình nitô trong töï nhieân Hình 2.2: Caùc sô ñoà heä thoáng D/DN xöû lyù nitô Hình 2.3: Sô ñoà nguyeân taéc caùc quaù trình xöû lyù nitô Hình 3.1: Moâ hình thí nghieäm Moät soá hình aûnh veà moâ hình Moät soá hình aûnh veà Nitrosomonas BIEÅU ÑOÀ Bieåu ñoà 3.1 : Ñöôøng chuaån nitrite Bieåu ñoà 3.2 : Ñöôøng chuaån nitrate Bieåu ñoà 3.3 : Ñöôøng chuaån amoni Bieåu ñoà 4.1: Theå hieän quaù trình oxy hoùa N-NH4 bôûi Nitrosomonas ôû noàng ñoä N-NH4 laø 200 ppm Bieåu ñoà 4.2: Quaù trình sinh N-NO2 trong moâ hình oxy hoùa amonium ôû noàng ñoä N-NH4 laø 200 ppm Bieåu ñoà 4.3: Theå hieän quaù trình oxy hoùa N-NH4 bôûi Nitrosomonas ôû noàng ñoä N-NH4 laø 400 ppm Bieåu ñoà 4.4: Quaù trình sinh N-NO2 trong moâ hình oxy hoùa amonium ôû noàng ñoä N-NH4 laø 400 ppm Bieåu ñoà 4.5: Theå hieän quaù trình oxy hoùa N-NH4 bôûi Nitrosomonas ôû noàng ñoä N-NH4 laø 600 ppm Bieåu ñoà 4.6: Quaù trình sinh N-NO2 trong moâ hình oxy hoùa amonium ôû noàng ñoä N-NH4 laø 600 ppm Bieåu ñoà 4.7: Theå hieän hieäu suaát trung bình loaïi Nitô ôû caùc noàng ñoä SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 5 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông CHÖÔNG 1 MÔÛ ÑAÀU SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 6 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông CHÖÔNG 1 : MÔÛ ÑAÀU Moâi tröôøng coù taàm quan troïng trong moïi phöông dieän ñoái vôùi theá giôùi höõu sinh treân traùi ñaát noùi chung, cuõng nhö moïi caù theå noùi rieâng. Trong nhöõng thaäp nieân gaàn ñaây, söï taøn phaù moâi tröôøng ngaøy caøng trôû neân phoå bieán, laø moät hieän traïng raát nan giaûi ñoái vôùi coäng ñoàng chuùng ta.

Söï taøn phaù moâi tröôøng gaây taùc haïi tröïc tieáp ñeán cuoäc soáng chuùng ta, chuùng laøm bieán ñoåi moïi hoaït ñoäng cuûa traùi ñaát. Nöôùc ñoùng vai troø cöïc kyø quan troïng, noù coù yù nghóa soáng coøn ñoái vôùi söï toàn taïi, sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caùc sinh vaät treân traùi ñaát, keå caû con ngöôøi. Nöôùc tham gia ñieàu hoøa khí haäu, laø chaát mang naêng löôïng, moïi hoaït ñoäng trao ñoåi chaát trong teá baøo ñeàu dieãn ra trong moâi tröôøng nöôùc. Ñoái vôùi con ngöôøi, vai troø quyeát ñònh cuûa nöôùc coøn thaáy roõ hôn.

Ngoaøi cung caáp nöôùc cho sinh hoaït haèng ngaøy (aên uoáng, taém giaët …). Nöôùc coøn phuïc vuï cho saûn xuaát noâng nghieäp, nuoâi troàng thuûy saûn, saûn xuaát coâng nghieäp, giao thoâng vaän taûi vaø giaûi trí … ( Löu Ñöùc Haûi, 2000 ). Tính caáp thieát cuûa ñeà taøi Ôû nöôùc ta, do quaù trình coâng nghieäp hoùa vaø ñoâ thò hoùa ñöôïc taêng cöôøng, söï gia taêng daân soá … , vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng do nöôùc thaûi caøng traàm troïng hôn. Nöôùc thaûi töø caùc khu coâng nghieäp, beänh vieän, nöôùc sinh hoaït … ñeàu ñöôïc thaûi tröïc tieáp ra caùc con soâng, keânh raïch, ao hoà … maø khoâng qua quaù trình xöû lyù hoaëc xöû lyù khoâng trieät ñeå.

Ñoái vôùi nhieàu loaïi nöôùc thaûi coù chöùa haøm löôïng caùc chaát dinh döôõng (N, P) trung bình vaø cao, vieäc xöû lyù loaïi caùc thaønh phaàn naøy tröôùc khi xaû thaûi laø moät nhu caàu quan troïng, nhaèm haïn cheá söï oâ nhieãm nöôùc ngaàm, nöôùc maët. Nguy cô taùc ñoäng lôùn nhaát khi thaûi nöôùc thaûi giaøu N, P vaøo caùc vöïc nöôùc maët laø hieän töôïng phuù döôõng (eutrophication). Haäu quaû cuûa phuù döôõng laø kích thích söï phaùt trieån maïnh caùc loaøi taûo, laøm phaù vôõ chuoãi thöùc aên oån ñònh cuûa caùc heä sinh thaùi SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 7 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông thuûy vöïc nguoàn nhaän, gaây oâ nhieãm nöôùc (taïo ra muøi tanh, laøm suy giaûm oxy hoøa tan ôû giai ñoaïn suy taøn .), vaø boài caïn caùc vöïc nöôùc naøy. Tình traïng oâ nhieãm ñoøi hoûi chuùng ta phaûi coù nhöõng bieän phaùp khaéc phuïc vaø haïn cheá hôïp lyù.

Vì vaäy vieäc nghieân cöùu aùp duïng nhöõng coâng ngheä xöû lyù môùi laø caàn thieát ñeå ñaùp öùng tình hình hieän nay. Do ñoù chuùng toâi tieán haønh ñeà taøi “Nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi giaøu amonium baèng phöông phaùp hieáu khí coù ñieàu kieän”. Giôùi haïn cuûa ñeà taøi Do thôøi gian coøn haïn cheá neân ñeà taøi naøy ñöôïc thöïc hieän treân moâ hình vôùi quy moâ phoøng thí nghieäm vôùi muïc ñích laø böôùc ñaàu coù theå thaáy söï thay ñoåi cuûa caùc thaønh phaàn quan troïng trong nöôùc thaûi (N-NH4, N-NO2, N-NO3 …) khi coù maët cuûa vi sinh Nitrosomonas vaø hieäu quaû xöû lyù cuûa moâ hình thí nghieäm. YÙ nghóa khoa hoïc cuûa ñeà taøi Vaán ñeà oâ nhieãm caùc nguoàn nöôùc ngaøy caøng nghieâm troïng do caùc chaát thaûi töø nhieàu hoaït ñoäng phaùt trieån kinh teá gaây ra.

Ñaëc bieät vaán ñeà oâ nhieãm dinh döôõng ñang laøm cho chaát löôïng nöôùc thay ñoåi theo chieàu höôùng baát lôïi keå caû cho muïc ñích söû duïng nöôùc vaø caùc heä sinh thaùi nöôùc. Vì vaäy vaán ñeà xöû lyù nöôùc thaûi giaøu amonium goùp phaàn laøm giaûm söï oâ nhieãm moâi tröôøng nöôùc. Nhu caàu kinh teá – xaõ hoäi Phöông phaùp naøy ít toán keùm nhöng coù hieäu quaû xöû lyù khaù cao. SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 8 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông CHÖÔNG 2 TOÅNG QUAN SVTH : Mai Nguyeãn Quyønh Nhö 9 GVHD Th.S Leâ Coâng Nhaát Phöông CHÖÔNG 2 : TOÅNG QUAN 2.

Söï nhieãm baån nguoàn nöôùc Nguoàn nöôùc coù theå laø soâng hoà, bieån hoaëc hoà chöùa nhaân taïo laø nhöõng nôi tieáp nhaän nöôùc thaûi sau khi xöû lyù. Söï nhieãm baån nguoàn nöôùc coù theå xaûy ra baèng 2 caùch: töï nhieân vaø nhaân taïo. Söï nhieãm baån töï nhieân laø do quaù trình phaùt trieån vaø cheát ñi cuûa caùc loaøi thöïc vaät, ñoäng vaät coù trong nguoàn nöôùc, hoaëc laø do nöôùc möa loâi theo caùc chaát baån töø treân maët ñaát chaûy vaøo nguoàn nöôùc.