Ứng Dụng Công Nghệ Màng Sinh Học Kỵ Khí Đồng Xử Lý Chất Thải Rắn Hữu Cơ Và Nước Thải Sinh Hoạt

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.2. Nội dung nghiên cứu

1.3. Phạm vi nghiên cứu

1.4. Ý nghĩa khoa học thực tiễn và tính mới của đề tài

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Hiện trạng phát sinh chất thải sinh hoạt tại các đô thị Việt Nam

2.1.1. Chất thải rắn sinh hoạt

2.1.2. Nước thải sinh hoạt

2.2. Công nghệ màng lọc

2.3. Công nghệ màng sinh học kỵ khí

2.3.1. Khái quát màng sinh học kỵ khí

2.3.2. Hiệu quả xử lý

2.3.3. Thu hồi năng lượng khí sinh học

2.3.4. Tiềm năng ứng dụng

2.3.5. Nghiên cứu trong nước

2.4. Đồng phân huỷ kỵ khí chất thải thực phẩm và nước thải sinh hoạt

2.4.1. Nghiên cứu ngoài nước

2.4.2. Nghiên cứu trong nước

3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Nội dung nghiên cứu

3.2. Phương pháp nghiên cứu

3.2.1. Mô hình thí nghiệm

3.2.2. Điều kiện vận hành

3.3. Phương pháp phân tích

3.4. Phương pháp đo trở lực màng lọc

3.5. Phương pháp đo lưu lượng khí sinh học

3.6. Phương pháp đo lưu lượng nước dòng thấm

3.7. Xử lý và thống kê số liệu

3.8. Phương pháp tính toán cân bằng vật chất

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Đánh giá ảnh hưởng thời gian lưu nước HRT khác nhau

4.1.1. Hiệu suất khử tCOD

4.1.2. Ảnh hưởng sCOD ở bể sinh học

4.2. pH, độ kiềm và VFA

4.2.1. Ảnh hưởng pH và độ kiềm trong quá trình kỵ khí

4.2.2. Ảnh hưởng VFA đến quá trình kỵ khí

4.3. Thay đổi thành phần dinh dưỡng

4.3.1. Ảnh hưởng của TKN

4.3.2. Ảnh hưởng của N_NH4+

4.3.3. Ảnh hưởng của TP

4.4. Sản lượng khí sinh học

4.4.1. Ảnh hưởng của tải trọng hữu cơ đến lưu lượng khí sinh ra

4.4.2. Ảnh hưởng VFA đến hàm lượng methane trong hỗn hợp biogas

4.5. Bẩn màng và phân bố trở lực màng

4.5.1. Áp suất chuyển màng (TMP)

4.5.2. Phân bố trở lực màng

4.6. Nồng độ sinh khối

4.6.1. Mối quan hệ nồng độ chất rắn (TS) và áp suất chuyển màng (TMP)

4.6.2. Phân bố kích thước hạt

4.7. Cân bằng vật chất trong thí nghiệm

4.7.1. Cân bằng vật chất COD

4.7.2. Cân bằng vật chất TKN và TP

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

I. Công nghệ màng sinh học kỵ khí

Công nghệ màng sinh học kỵ khí (AnMBR) là một phương pháp tiên tiến trong xử lý chất thải, đặc biệt là chất thải hữu cơ và nước thải sinh hoạt. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của AnMBR trong việc đồng xử lý hai loại chất thải này. Màng sinh học kỵ khí cho phép tách các chất rắn lơ lửng và vi sinh vật khỏi nước thải, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy kỵ khí, tạo ra khí sinh học.

1.1. Hiệu quả xử lý

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả loại bỏ COD tăng khi thời gian lưu nước (HRT) tăng và tải trọng hữu cơ (OLR) giảm. Ở thí nghiệm 1, hiệu suất xử lý COD đạt 91% ở tải trọng 0,9 kgCOD/ngày, nhưng giảm xuống 83% khi tải trọng tăng lên 3,5 kgCOD/ngày và HRT giảm xuống 24 giờ. Điều này cho thấy mô hình có dấu hiệu quá tải khi tải trọng tăng.

1.2. Thu hồi năng lượng

Nghiên cứu cũng đánh giá sản lượng khí sinh học thu được từ quá trình kỵ khí. Ở HRT 48 giờ, sản lượng khí sinh học đạt 1,12 lít/ngày, trong khi ở HRT 36 giờ, sản lượng tăng lên 1,53 lít/ngày. Điều này cho thấy thời gian lưu nước ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất thu hồi năng lượng.

II. Xử lý chất thải rắn hữu cơ và nước thải sinh hoạt

Nghiên cứu này tập trung vào việc đồng xử lý chất thải rắn hữu cơ và nước thải sinh hoạt bằng công nghệ màng sinh học kỵ khí. Hỗn hợp chất thải được phối trộn với tỷ lệ 0,72 kg chất thải hữu cơ và 150 lít nước thải, dựa trên lượng phát sinh thực tế trên đầu người.

2.1. Hiệu suất xử lý

Kết quả cho thấy hiệu suất loại bỏ COD tăng lên khi HRT tăng. Ở HRT 36 giờ, hiệu suất xử lý COD đạt 89,7% với OLR 1,5 kgCOD/ngày. Tuy nhiên, hiệu suất loại bỏ TKN và TP thấp hơn, cho thấy cần cải thiện quá trình xử lý dinh dưỡng.

2.2. Ảnh hưởng của VFA

Nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của VFA đến pH và hàm lượng methane trong biogas. Kết quả cho thấy sự gia tăng VFA dẫn đến giảm pH và ảnh hưởng đến quá trình kỵ khí, cần kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả xử lý.

III. Ứng dụng công nghệ và bảo vệ môi trường

Nghiên cứu này không chỉ đánh giá hiệu quả xử lý mà còn nhấn mạnh tiềm năng ứng dụng công nghệ AnMBR trong bảo vệ môi trường và tái chế chất thải. Việc kết hợp đồng xử lý chất thải rắn hữu cơ và nước thải sinh hoạt giúp giảm thiểu ô nhiễm và tận dụng nguồn năng lượng từ khí sinh học.

3.1. Tiềm năng ứng dụng

Công nghệ AnMBR có tiềm năng lớn trong việc xử lý chất thải tại các khu vực đô thị và nông thôn, đặc biệt là những nơi chưa có hệ thống thu gom và xử lý chất thải hiệu quả. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở lý thuyết để phát triển các hệ thống xử lý phân tán, thân thiện với môi trường.

3.2. Bảo vệ môi trường

Việc ứng dụng AnMBR không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần vào quản lý chất thải bền vững. Nghiên cứu này cũng đề xuất các giải pháp để cải thiện hiệu quả xử lý và tăng cường thu hồi năng lượng từ chất thải.

Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Môi Trường: Ứng Dụng Công Nghệ Màng Sinh Học Kỵ Khí Để Đồng Xử Lý Chất Thải Rắn Hữu Cơ Và Nước Thải Sinh Hoạt