Đề tài Nghiên cứu quá trình xử lý cod và ammonium của nước thải sản xuất nước tương bằng bùn hoạt tính lơ lửng
LỜI MỞ ĐẦU Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính thực chất là việc ứng dụng và thúc đẩy các quá trình phân huỷ các thành phần ô nhiễm như quá trình kết lắng của quần thể vi sinh vật có mặt trong môi trường nước. Bùn hoạt tính bao gồm vi khuẩn, nấm sợi, tảo, động vật nguyên sinh và metazoa. Trong đó vi khuẩn và nấm sợi đóng vai trò quyết định hàng đầu đến hiệu qua xử lý do chiếm ứu thế về số lượng, khả năng phân huỷ, tốc độ sinh trưởng cũng như hoạt tính keo lắng. Tuy nhiên bùn hoạt tính được tạo thành một cách tự nhiên trong quá trình xử lý nước thải khó hội tụ đủ những vi sinh vật có phức hệ enzym phân huỷ và hoạt tính kết lắng hữu hiệu. Vì vậy nhiều nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu thành phần và tính chất của bùn hoạt tính, phân lập, tuyển chọn, tạo mới các chủng vi khuẩn có khả năng phân huỷ và kết lắng bùn hữu hiệu để bổ sung vào bùn hoạt tính nhằm nâng cao hiệu quả xử lý. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đồ án này thực hiện nhằm đưa ra phương pháp xử lý nước thải thực phẩm nói chung và nước thải sản xuất Nước Tương nói riêng. Nhằm cải thiện chất lượng nước thải đầu ra của nước thải sau khi thải vào môi trường đạt tiêu chuẩn cho phép. Nghiên cứu được thực hiện trên mô hình mô phỏng công nghệ để nghiên cứu khả năng xử lý COD và hiệu suất khử Ammonium nhờ vi sinh vật trong nước thải của ngành. Do đề tài mang tính mới nên trong quá trình nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý gặp nhiều khó khăn. Để kết quả nghiên cứu mang tính khả thi cao, mô hình nghiên cứu sử dụng mẫu nước thải nhân tạo. Có thể tóm lược nội dung đồ án như sau: CHƯƠNG 1 : Nêu cơ sở hình thành đề tài, mục tiêu và nội dung nghiên cứu. CHƯƠNG 2 : Hiện trạng ô nhiễm của ngành chế biến thực phẩm, thành phần tính chất của Nước Tương và nghiên cứu, ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải trên Thế Giới và ở Việt Nam. CHƯƠNG 3: Tóm tắt các phương pháp xử lý sinh học nước thải chế biến thực phẩm. CHƯƠNG 4 : Vai trò VSV trong quá trình làm sạch nước thải; tìm hiểu về thành phần tạo lên bùn hoạt tình; mô hình nghiên cứu sử dụng trong đồ án. CHƯƠNG 5 : Các phương pháp phân tích chỉ tiêu hoá học, vi sinh trong quá trình nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu CHƯƠNG 6 : Kết luận, kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Cơ Sở Hình Thành Đề Tài Hiện nay ô nhiễm nước thải đang là vấn đề cấp thiết được cả thế giới và cả nước quan tâm. Trong tương lai sẽ thiếu nguồn nước sạch nếu như ta sử dụng quá lãng phí và chưa có biện pháp quản lý, xử lý chúng một cách hợp lý. Đứng trước vấn nạn này, các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu để tìm ra các giải pháp để khắc phục cũng như hạn chế những tác động do nước thải gây ra. Có thể nói rằng vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch nước thải nói chung và nước thải sản xuất nước tương nói riêng. Do đó, việc nghiên cứu phân lập vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính cao để phân huỷ và loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong nước thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường là rất cần thiết. Ngành sản xuất và chế biến nước tương là một ngành mới đối với nước ta. Vì vậy vấn đề xử lý nước thải của ngành cũng cần được quan tâm và đầu tư. Chính vì thế, việc nghiên cứu tìm ra giải pháp xử lý ô nhiễm nước thải cuả ngành là nhiệm vụ hàng đầu của các Ban ngành và đoàn thể. 1.2 Mục Tiêu Đề Tài Để bảo vệ môi trường cùng với việc phát triển ngành chế biến và sản xuất nước tương theo hướng sạch hơn. Hơn nữa quá trình nghiên cứu khả năng xử lý Ammonium và COD bằng công nghệ bùn hoạt tính chính là cơ sở nhằm xây dựng giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường do ngành tạo ra. Ngoài ra, đề tài còn nhằm mục tiêu củng cố kiến thức đã được tiếp thu ở trường trong suốt 4 năm đại học. Góp phần nhỏ bé vào việc giữ gìn môi trường xanh – sạch – đẹp. 1.3 Nội Dung Nghiên Cứu Tổng quan và hiện trạng ô nhiễm của ngành chế biến thực phẩm ở Việt Nam Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải trên thế giới và trong nước Tổng quan về ngành chế biến sản xuất nước tương và các phương pháp sản xuất nước tương hiện nay Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải sản xuất nước tương bằng bùn hoạt tính lơ lửng Phân lập vi sinh vật từ nước thải và bùn lỏng của cơ sở chế biến và sản xuất nước tương. Sử dụng vi sinh vật đã phân lập được bổ sung vào trong nước thải để xử lý nước thải đó. Phân tích các mẫu đối chứng theo giờ để nghiên cứu khả năng xử lý nước thải có vi sinh và không có vi sinh. 1.4 Phạm Vi Đề Tài Mô hình được sử dụng trong đồ án tập trung chủ yếu vào qúa trình xử lý nước thải bằng công nghệ bùn hoạt tính dưới dạng mô phỏng có kích thước nhỏ. Quá trình nghiên cứu chỉ phân tích các chỉ tiêu pH, SS, COD và N-NH4 chứ không có điều kiện làm BOD5, MLVSS và SVI. Nguồn nước thải phục vụ cho đồ án là mẫu nhân tạo từ nước tương. Các chỉ tiêu về nước thải được phân tích: pH, SS, COD, N-NH4. 1.5 Phương Pháp Nghiên Cứu 1.5.1 Phương pháp luận Muốn công trình xử lý có hiệu quả, trước khi dụng mô hình ta phải tìm hiểu: Tính chất của dòng chảy vào hệ thống xử lý ( lý, hoá, sinh) Thành phần của dòng chảy vào hệ thống xử lý Cơ sở của quá trình xử lý nước thải Ước lượng hiệu quả của các quá trình xử lý hoặc các thông số động học của từng qúa trình. Để các số liệu trên có tính khả thi, cần có thời gian khảo sát lâu dài. 1.5.2 Phương pháp thực tế Phương pháp tham khảo: tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý, hoá, sinh của nước thải đầu vào. Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng ở quy mô phòng thí nghiệm, vận hành mô hình để xử lý nước thải. Biết sử dụng các máy đo phân tích các chỉ tiêu cần phân tích. Nghiên cứu thực nghiệm các thông số động học, thông số vận hành trên mô hình để tìm ra kết quả tốt nhất. Phương pháp phân tích: các thông số được phân tích theo phương pháp chuẩn (APHA, AWWA, TCVN 5945-1995). 1.5.3 Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu được thể hiện trên các bảng biểu Số liệu được quản lý và xử lý bằng trương trình Microsoft Excel/ microsoft Office 2003. Văn bản soạn thảo được sử dụng trên chương trình Microsoft Word/ Microsoft Office 2003. Các bảng vẽ được sử dụng trên chương trình AutoCad 2004. 1.1 Tính Mới Của Đề Tài 1.6.1 Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể xử lý nước thải sản xuất nước tương bằng phương pháp bùn hoạt tính. Đối với những loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao thì có thể xử lý bằng phương pháp sinh học. Tuỳ từng loại nước thải, mục đích xử lý mà ta có thể lựa chọn các bể xử lý khác nhau. 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn Ta có thể tự phân lập vi sinh để sử dụng cho mục đích xử lý. Vi sinh vật có khả năng xử lý COD và Ammonium cao nhưng điều kiện môi trường không hợp lý sẽ dẫn đến tác động ngược lại. Sử dụng bể hiếu khí sinh học Aerotank để xử lý Ammonium trong nước tương có khả năng xử lý cao.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu quá trình xử lý cod và ammonium của nước thải sản xuất nước tương bằng bùn hoạt tính lơ lửng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
vi khuaån sôïi, xaï khuaån vaø naám sôïi (Actinomycetes, Beggigtoa, Cyanophyceae, Flexibacter, Halicomenobacter hydrossis, Leucothix, Microthix parvicella, Nostocoidalimicola, Fungi, Sphaerotilus natans, streptococcus, Thiothrix). Ñeán nay ngöôøi ta ñaõ bieát coù khoaûng treân 30 loaøi vi sinh vaät daïng sôïi, trong ñoù chuû yeáu laø vi khuaån. Haàu heát caùc chuûng vaãn chöa coù teân maø ñöôïc kyù hieäu baèng soá vaø caùc ñaëc ñieåm cuûa chuùng vaãn chöa ñöôïc hieåu bieát moät caùch roõ raøng.
Khi buøn hoaït tính tröông nôû, chæ soá SVI taêng cao hôn 150mg/l, coù khi cao tôùi 400 – 600mg/l. Caùc boâng buøn maát khaû naêng laéng neân bò troâi theo doøng ra töø beå laéng. Bieåu hieän phoå bieán cuûa söï tröông nôû buøn laø söï taïo beø maûng vaøo taïo boït. Ñaây laø hieän töôïng hay gaëp nhaát vaø gaây khoù khaên khoâng nhoû trong quaù trình vaän haønh caùc heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi. Beân caïnh ñoù coøn do caùc nguyeân nhaân khaùc nhö ñoä tuoåi cuûa buøn, taûi troïng BOD ñaàu vaøo, haøm löôïng oxy hoaø tan trong nöôùc, tyû leä caùc thaønh phaàn dinh döôõng (C, N, P) cuõng nhö do söï thieáu vaéng cuûa caùc vi khuaån taïo keát laéng.
Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng naøy nhieàu nhaø nghieân cöùu coâng ngheä cho raèng caàn phaûi khöû truøng toaøn boä beå buøn hoaït tính ñeå khôûi ñoäng laïi, thay ñoåi ñoä tuoåi cuûa buøn, boå sung caùc vi khuaån taïo keát laéng cuûa buøn vaø caân baèng trôû laïi heä vi sinh trong buøn hoaït tính, taêng cöôøng suïc khí.
Söï keát boâng laéng cuûa buøn hoaït tính vaø chæ soá theå tích buøn (SVI)
Nöôùc thaûi sau moät thôøi gian ñöôïc suïc khí lieân tuïc seõ xuaát hieän caùc buùi sinh khoái. Chuùng deã daøng laéng taùch khoûi nöôùc ngay sau khi ñeå laéng. Caùc chaát oâ nhieãm sau quaù trình naøy seõ giaûm ñi vaø phaàn buøn laéng coù theå ñöôïc xöû duïng ñeå xöû lyù cho caùc meû nöôùc thaûi môùi. Sau moät thôøi gian löôïng buøn laéng seõ taêng leân vaø giaûm thôøi gian xöû lyù. Quaù trình buøn hoaït tính döïa treân nguyeân taéc naøy ñaõ ñöôïc aùp duïng töø cuoái theá kyû 19. Trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp buøn hoaït tính, söï keát boâng cuûa buøn hoaït tính ñoùng vai troø raát quan troïng. Coù theå noùi ñaëc tính keát laéng cuûa buøn hoaït tính nhieàu khi quan troïng hôn caû ñaëc tính phaân huyû cô chaát.
Ñaëc tính keát laéng cuûa buøn ñöôïc hình thaønh chuû yeáu bôûi 2 nhoùm vi sinh vaät chính laø caùc vi khuaån taïo boâng laéng vaø vi khuaån taïo nhôùt. Caùc vi sinh vaät laøm saïch nöôùc thaûi khoâng chæ ñôn thuaàn baèng vieäc phaân huûy caùc chaát höõu cô nhanh choùng maø coøn taïo boâng vaø gaén keát caùc chaát keo, caùc huyeàn phuø vaøo trong nhöõng cuoän boâng roài laéng xuoáng khi ñöôïc ñeå laéng. Söï baùm dính cuûa caùc vi sinh vaät vôùi nhau thöôøng laøm taêng kích thöôùc cuûa haït vaø nhôø vieäc hôïp nhaát haït nhoû ñaõ xuaát hieän caùc haït lôùn deã laéng. Nhöõng nghieân cöùu môùi ñaây chæ ra raèng nhieàu vi khuaån taïo thaønh caùc tieân mao hay pili ñaõ gaây ra söï keát ñaùm cuûa caùc haït cöïc nhoû. Caùc vi khuaån naøy gaén caùc haït phuø du baèng tieân mao cuûa mình vaø coù theå lieân keát nhieàu haït vôùi nhau.
Nghieân cöùu baûn chaát hieän töôïng taïo boâng laéng cuûa vi sinh vaät trong buøn hoaït tính ñöôïc nhieàu nhaø khoa hoïc quan taâm trong nhöõng naêm gaàn ñaây.
Chæ soá SVI laø chæ soá theå tích cuûa buøn hoaït tính vaø ñöôïc bieåu thò baèng theå tích buøn hoaït tính (tính baèng ml) thu ñöôïc sau khi laéng 30 phuùt hoãn dòch buøn hoaït tính trong beå aerotank töông ñöông cho 1 gram buøn khoâ. Buøn hoaït tính coù khaû naêng laéng toát thöôøng coù giaù trò SVI trong khoaûng 50 – 100mg/l. Buøn hoaït tính bò tröông nôû vaø khoù laéng khi SVI lôùn hôn 150mg/l.
Taêng cöôøng sinh hoïc trong xöû lyù nöôùc thaûi
Hieän nay phöông phaùp buøn hoaït tính xöû lyù nöôùc thaûi ñang ñöôïc aùp duïng phoå bieán ôû nhieàu nöôùc tieân tieán. Tuy nhieân trong quaù trình xöû lyù thöôøng gaëp phaûi caùc hieän töôïng nhö buøn hoaït tính bò tröông nôû, keùn keát laéng, hieän töôïng taïo boït, hieän töôïng taïo beø maûng... laøm cho chaát löôïng nöôùc ñaàu ra chöa ñaït yeâu caàu. Nguyeân nhaân cuûa caùc hieän töôïng naøy ñaõ ñöôïc nhieàu taùc giaû chæ ra laø: aûnh höôûng cuûa caùc thaønh phaàn oâ nhieãm ñoäc haïi (phenol, kim loaïi naëng...), pH, noàng ñoä oxy hoaø tan, tyû leä caùc thaønh phaàn dinh döôõng (cacbon, nitô, phot pho...), thôøi gian löu cuûa nöôùc, thôøi gian löu cuûa buøn... Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng naøy, beân caïnh vieäc naâng cao caùc bieän phaùp cô, lyù, hoaù hoïc nhaát thieát phaûi aùp duïng ñoàng thôøi caùc bieän phaùp taêng cöôøng sinh hoïc ñeå duy trì vaø naâng cao hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi cuûa buøn hoaït tính nhö: Boå sung vaø caân ñoái tyû leä caùc thaønh phaàn dinh döôõng; Hoài löu buøn hoaït tính; Boå sung caùc vi sinh vaät höõu hieäu nhaèm taêng cöôøng khaû naêng phaân huyû vaø keát laéng cuûa buøn hoaït tính.
Boå sung vaø caân ñoái caùc thaønh phaàn dinh döôõng
Thaønh phaàn dinh döôõng caân ñoái cho vi sinh vaät phaùt trieån laø ñieàu kieän tieân quyeát ñeå phaùt huy toát vai troø laøm saïch caùc chaát oâ nhieãm cuûa chuùng. Tuyø thuoäc vaøo bieän phaùp xöû lyù maø tæ leä caùc thaønh phaàn dinh döôõng coù trò soá caân ñoái khaùc nhau:
Trong xöû lyù hieáu khí laø C : N : P = 100 : 10 : 1
Trong xöû lyù kò khí laø C : N : P = 500 : 10 : 1
Boå sung nguoàn gioáng vi sinh vaät töï nhieân vaø hoài löu buøn
Buøn hoaït tính trong caùc heä thoáng thieát bò ñaõ vaø ñang hoaït ñoäng oån ñònh coù theå ñöôïc söû duïng boå sung vaøo heä thoáng môùi baét ñaàu hoaït ñoäng coù cuøng phoå nhieãm baån seõ ruùt ngaén thôøi gian khôûi ñoäng nhanh choùng oån ñònh hieäu quaû xöû lyù. Khi ñoù buøn hoaït tính ñöôïc boå sung ñoùng vai troø nhö moät nguoàn gioáng khôûi ñoäng cho caùc quaù trình laøm saïch nöôùc thaûi cuûa vi sinh vaät.
Boå sung caùc gioáng vi sinh vaät höõu hieäu
Vôùi moãi phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc nöôùc thaûi khaùc nhau thì thaønh phaàn vi sinh vaät trong heä xöû lyù vaø vai troø cuûa chuùng trong quaù trình xöû lyù theå hieän cuõng khaùc nhau. Tuy nhieân coù moät ñaëc ñieåm chung heát söùc quan troïng cuûa caùc vi sinh vaät naøy laø phaûi coù hoaït löïc phaân huyû vaø chuyeån hoaù cô chaát caàn xöû lyù. Do ñoù caùc vi sinh vaät coù khaû naêng phaân huyû toát cô chaát laø ñaëc ñieåm soá moät ñeå löïa choïn. Caùc ñaëc ñieåm caàn löïa choïn khaùc coøn phuï thuoäc vaøo caùc phöông phaùp xöû lyù khaùc nhau. Caùc gioáng vi sinh vaät höõu hieäu laø caùc vi sinh vaät ñaõ qua quaù trình phaân laäp vaø tuyeån choïn töø töï nhieân hoaëc qua quaù trình taùc ñoäng bieán ñoåi di chuyeàn, coù caùc tính naêng öu vieät cho muïc ñích söû duïng.
Ñoái vôùi caùc vi sinh vaät trong buøn hoaït tính hieáu khí caàn coù caùc tính naêng nhö:
Khaû naêng soáng hieáu khí hay hieáu khí tuyø tieän
Khaû naêng phaân huyû vaø chuyeån hoaù cô chaát nhanh
Khaû naêng taïo boâng laéng toát
Khaû naêng soáng töï do lô löûng trong nöôùc
Sinh tröôûng nhanh.
4.2 Buøn Hoaït Tính
Nguyeân lyù chung cuûa quaù trình buøn hoaït tính (oxy hoaù sinh hoaù hieáu khí vôùi söï tham gia cuûa buøn hoaït tính).
Trong beå aerotank dieãn ra quaù trình oxy hoaù sinh hoaù caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Vai troø chuû yeáu ôû ñaây laø vi sinh vaät hieáu khí, chuùng taïo thaønh buøn hoaït tính. Ñeå buøn hoaït tính vaø nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi nhau ñöôïc toát vaø lieân tuïc ngöôøi ta phaûi khuaáy troän baèng maùy neùn hoaëc caùc thieát bò cô giôùi khaùc.
Ñeå caùc vi sinh vaät khoaùng hoaù soáng vaø hoaït ñoäng bình thöôøng phaûi thöôøng xuyeân cung caáp oxy vaøo beå. Oxy seõ ñöôïc söû duïng trong caùc quaù trình sinh hoaù. Söï khueách taùn töï nhieân qua maët thoaùng cuûa nöôùc trong beå khoâng ñaûm baûo ñuû löôïng oxy caàn thieát, vì vaäy phaûi boå sung löôïng khoâng khí thieáu huït baèng phöông phaùp nhaân taïo: thoåi khí neùn vaøo hoaëc taêng dieän tích maët thoaùng.
Trong thöïc teá ngöôøi ta thöôøng thoåi khoâng khí neùn vaøo beå vì nhö vaäy seõ ñoàng thôøi giaûi quyeát hai nhieäm vuï: vöøa khuaáy troän buøn hoaït tính vöøa ñaûm baûo cung caáp oxy caàn thieát cho beå.
Caùc chaát höõu cô hoaø tan, caùc chaát keo vaø phaân taùn nhoû seõ ñöôïc chuyeån hoaù baèng caùch haáp phuï vaø keo tuï sinh hoïc treân beà maët caùc teá baøo vi sinh vaät. Tieáp ñoù trong quaù trình trao ñoåi chaát, döôùi taùc duïng cuûa men noäi baøo, caùc chaát höõu cô ñaõ bò phaân huyû.
Quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng buøn hoaït tính bao goàm 3 giai ñoaïn sau:
Giai ñoaïn khueách taùn vaø chuyeån chaát töø dòch theå (nöôùc thaûi) tôùi beà maët caùc teá baøo VSV.
Haáp phuï: khueách taùn vaø haáp phuï caùc chaát baån töø beà maët caùc teá baøo qua maøng baùn thaám.
Quaù trình chuyeån hoaù caùc chaát ñaõ ñöôïc khueách taùn vaø haáp phuï ôû trong teá baøo VSV ra naêng löôïng vaø toång hôïp caùc chaát môùi cuûa teá baøo.
Theo Eckenfelder W.W vaø Conon D.J thì quaù trình xöû lyù sinh hoaù hieáu khí nöôùc thaûi goàm 3 giai ñoaïn bieåu thò bôûi caùc phaûn öùng sau ñaây:
Oxy hoaù caùc chaát höõu cô
CxHyOz + O2 ---(enzym)----> CO2 + H2O + Q
Toång hôïp ñeå xaây döïng teá baøo
CxHyOz + NH3+O2 ---(enzym)--->Teá baøo vi khuaån + CO2 + H2O +C5H7NO2 - Q
Oxy hoaù chaát lieäu teá baøo (töï oxy hoaù)
Teá baøo vi khuaån + O2 + C5H7NO2--(enzym)--> CO2 + H2O + NH3 Q
Trong taát caû caùc phaûn öùng Q laø nhieät löôïng (naêng löôïng) toaû ra hoaëc haáp thuï vaøo. Söï oxy hoaù caùc hôïp chaát höõu cô vaø moät soá khoaùng chaát trong teá baøo soáng VSV ñöôïc goïi laø hoâ haáp. Nhôø naêng löôïng do VSV khai thaùc ñöôïc trong quaù trình hoâ haáp chuùng môùi coù theå toång hôïp caùc chaát môùi ñeå sinh tröôûng, sinh saûn, phaùt trieån, trao ñoåi nhieät, vaän ñoäng.
Moâ hình thí nghieäm
Nöôùc thaûi ñaàu vaøo
beå aerotank
Beå laéng 2
Nöôùc ra
Tuaàn hoaøn buøn dö
Xaû buøn caën
Heä thoáng suïc khí
Hình 9 : Sô ñoà moâ hình nghieân cöùu
Ñaàu vaøo: Maãu nöôùc thaûi töø ñaàu ra cuûa moâ hình kò khí UASB ñöôïc ñöïng trong thuøng coù dung tích 45lít.
Ñaàu ra: Thu gom löôïng nöôùc thaûi töø beå laéng 2 baèng thuøng nhöïa coù dung tích 38lít.
Beå sinh hoïc: Laø beå Aerotank coù kích thöôùc DRH : 351729, ñöôïc chia laøm 2 ngaên baèng nhau thoâng ôû ñaùy. Moãi ngaên cuûa beå ñeàu ñöôïc suïc khí lieân tuïc baèng heä thoáng suïc khí hình truï troøn nhaèm cung caáp oxy cho vi sinh vaät phaùt trieån. pH trong beå ñöôïc kieåm soaùt trong khoaûng 6,5 – 8,5. Nhieät ñoä thích hôïp cho vi sinh vaät sinh tröôûng vaø phaùt trieån laø nhieät ñoä phoøng. Beå coù chöùc naêng loaïi boû caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huyû sinh hoïc nhôø vi sinh vaät hieáu khí. Hoãn hôïp buøn hoaït tính vaø nöôùc thaûi seõ chaûy sang beå laéng II vaø buøn hoaït tính seõ laéng xuoáng ñaùy beå. Löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn töø beå laéng II veà beå Aerotank ñeå giöõ cho maät ñoä vi sinh cao, nhaèm taïo ñieàu kieän phaân huyû nhanh chaát höõu cô.
Beå laéng II: coù nhieäm vuï laéng vaø taùch buøn hoaït tính ñaõ xöû lyù trong beå Arotank. Buøn sau khi laéng moät phaàn ñöôïc bôm trôû laïi beå nhaém ñaûm baûo löôïng buøn trong beå, phaàn buøn dö coøn laïi ñöôïc xaû ra ngoaøi.
Caùc böôùc chuaån bò
Nöôùc thaûi ñaàu vaøo ñöôïc pha vôùi noàng ñoä thích hôïp qua beå kò khí UASB cho ra maãu nöôùc thaûi ñaàu vaøo cuûa beå aerotank.
Caùc maãu nöôùc ñaàu ra vaø ñaàu vaøo ñöôïc phaân tích caùc chæ tieâu hoaù hoïc COD,
N-NH4, pH, SS. Nhìn chung nöôùc thaûi cheá bieán thöïc phaåm coù haøm löôïng chaát höõu cô, chaát dinh döôõng khaù cao, hoaøn toaøn phuø hôïp cho vieäc xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc maø khoâng caàn phaûi boå sung baát kyø chaát dinh döôõng naøo.
Buøn hoaït tính duøng cho vieäc xöû lyù laáy töø quaù trình phaân laäp töø maãu buøn cuûa nôi saûn xuaát vaø cheá bieán nöôùc töông. Ñoàng thôøi coù söû duïng theâm taäp hôïp caùc vi khuaån hieáu khí do phoøng vi sinh cuûa Vieän cung caáp nhaèm naâng cao hieäu quaû xöû lyù.
Caùc thieát bò vaø vaät lieäu nghieân cöùu
Caùc chaát duøng ñeå nuoâi caáy vi sinh vaät
Phoøng caáy vi sinh
Noài haáp
Tuû saáy
Maùy ño pH
Maùy quang phoå keá (Spectrophotometer)
Hoaù chaát laøm COD, N-NH4...
Caùc duïng cuï laøm thí nghieäm (caùc suïng cuï thuyû tinh, beáp ñieän, ...)
Tieán haønh thí nghieäm
Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa buøn:
Laáy theå tích V(ml) buøn, saáy ôû 105°C, xaùc ñònh MLSS cuûa buøn.
Noàng ñoä buøn ñöôïc xaùc ñònh: Cb = (mg/l)
Quaù trình thích nghi(chaïy moâ hình tónh)
Ôû giai ñoaïn naøy tieán haønh laøm caùc vieäc sau:
Söû duïng vi sinh töï nuoâi caáy
Söû duïng vi sinh phoøng cung caáp.
Maãu nöôùc thaûi cho quaù trình chaïy thích nghi laø gioáng nhau, cuøng löu löôïng vaø cuøng cho theå tích vi sinh nhö nhau. Moâ hình tónh goàm 2 bình coù kích thöôùc nhö nhau: moät bình chæ chöùa nöôùc thaûi vaø bình thöù 2 chöùa nöôùc thaûi nhöng coù boå sung theâm vi sinh. Moâ hình ñöôïc suïc khí lieân tuïc theo thôøi gian löu nöôùc.
Giai ñoaïn thích nghi baét ñaàu ôû taûi troïng 1,8 kg/m3.ngñ töông öùng vôùi haøm löôïng COD vaøo khoaûng 1300 mg/l.
Tieáp tuïc tieán haønh theo doõi quaù trình thích nghi cho ñeán khi hieäu quaû xöû lyù COD daàn oån ñònh.
Giai ñoaïn thích nghi keát thuùc khi COD oån ñònh theo thôøi gian löu trong quaù trình chaïy meû ñoái chöùng, khi ñoù buøn keát cuïm thaønh daïng boâng maøu naâu saãm, deã laéng.
Veõ ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû xöû lyù COD vaø N -NH4 theo thôøi gian ñoái vôùi giai ñoaïn thích nghi trong quaù trình chaïy moâ hình tónh vaø nhaän xeùt keát quaû naøy.
Quaù trình taêng taûi troïng
Cuoái giai ñoaïn thích nghi, xaùc ñònh caùc thoâng soá COD, N-NH4, pH, MLSS. Haøm löôïng MLSS phaân tích vaøo khoaûng 2600mg/l. Xaùc ñònh khaû naêng laéng cuûa buøn baèng chæ tieâu SVI.
Caùch xaùc ñònh SVI:
Laáy 1 lít maãu sau khi thích nghi buøn
Khaû naêng laéng cuûa buøn ñöôïc ño baèng caùch ñoå hoãn hôïp ñeán vaïch 1 lít, ñeå laéng trong 30 phuùt, sau ñoù ñöôïc theå tích bò chieám bôûi buøn laéng.
SS ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch loïc, saáy khoâ vaø caân troïng löôïng.
SVI laø theå tích baèng ml bò chieám giöõ bôûi 1 gram buøn hoaït tính sau khi ñeå laéng 30 phuùt hoãn hôïp trong beå phaûn öùng, ñöôïc tính:
SVI = (ml/g)
Taêng taûi troïng COD öùng vôùi thôøi gian laø 2h, 4h, 6h, 8h, 10h.
Ôû moãi taûi troïng xaùc ñònh COD, N-NH4, pH.
Khi hieäu quaû COD ôû taûi troïng naøo ñoù oån ñònh trong thôøi gian toái thieåu 3 ngaøy vaø taêng taûi troïng cao hôn. Quaù trình taêng taûi keát thuùc khi hieäu quaû COD vaø N-NH4 giaûm. Luùc ñoù hieän töôïng quaù taûi xaûy ra.
Laäp baûng soá lieäu maãu ñoái chöùng (moâ hình tónh) saép xeáp theo thôøi gian löu nöôùc taêng daàn vaø veõ ñoà thò bieåu dieãn theo thôøi gian löu nöôùc taêng daàn vaø nhaän xeùt.
Chaïy moâ hình
Löôïng nöôùc thaûi caàn xöû lyù 16 lít. Sau khi coù keát quaû trong quaù trình chaïy moâ hình tónh, ta chaïy moâ hình heä thoáng coù boå sung vi sinh. Moâ hình coù ñaàu ra vaø ñaàu vaøo lieân tuïc neân löôïng nöôùc trong beå luoân xaùo troän. Beå ñöôïc cung caáp khí lieân tuïc baèng heä thoáng khí hình truï troøn töø ñaùy beå.
Vì maãu nöôùc thaûi ñaàu vaøo coù haøm löôïng chaát dinh döôõng cao neân khoâng caàn boå sung dinh döôõng cho vi sinh. Trong quaù trình chaïy moâ hình thöôøng xuyeân theo doõi pH trong beå dao ñoäng trong khoaûng 6,5 – 8,5.
Xaùc ñònh haøm löôïng SS coù trong beå sao cho SS trong khoaûng 3500mg/l – 4000mg/l.
Hieän nay treân theá giôùi kyõ thuaät xöû lyù hieáu khí sinh hoïc nöôùc thaûi baèng buøn hoaït tính laø phöông phaùp xöû lyù coù hieäu quaû vaø phoå bieán nhaát bôûi vì phöông phaùp naøy coù nhieàu tính naêng vaø öu vieät nhö:
Deã öùng duïng ôû quy moâ coâng nghieäp (taäp trung)
Deã kieåm soaùt vaø vaän haønh
Xöû lyù nhanh vaø khoâng gaây muøi
Ñaàu tö hôïp lyù
Tuy nhieân caàn phaûi aùp duïng caùc bieän phaùp thích hôïp ñeå oån ñònh vaø naâng cao hieäu quaû laøm saïch vaø keát laéng cuûa buøn.
CHÖÔNG 5
CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH CHÆ TIEÄU HOAÙ HOÏC,
VI SINH VAØ KEÁT QUÛA NGHIEÂN CÖÙU
PHAÀN I: CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT
5.1 Caùc Phöông Phaùp Phaân Tích Chæ Tieâu Hoaù Hoïc
5.1.1 Ammonium
Döïng ñöôøng chuaån amonium ( N-NH4)
Hoaù chaát:
Dung dòch ammonium tieâu chuaån: hoaø tan 0,297g ammonium clorua vaøo moät löôïng nöôùc nhoû, sau ñoù theâm nöôùc ñeán 100ml, laéc ñeàu.
Nöôùc caát khoâng chöùa ammonium: acid hoaù nöôùc caát baèng acid clohidric.
Thuoác thöû Netsler: nghieàn 10g HgI2 + 5g KOH + hoaø tan vaøo 50ml nöôùc caát troän ñeàu, theâm nöôùc caát ñeán ñuû 100ml. Ñeå laéng dung dòch trong 3 ngaøy, ñeå trong chai maøu saãm.
Dung dòch kalinatritactrat (KNaC4H4O6): caân 30g muoái kalinatritactrat ñaõ ñöôïc saáy khoâ ôû 80 – 90° trong 4 – 5h (ñeå loaïi caùc hôïp chaát ammonium). Hoaø tan löôïng caân vaøo 70ml nöôùc caát khoâng chöùa amoâniac vaø loïc qua qua giaáy loïc ñaõ röûa saïch. Theâm 5ml thuoác thöû Netsler ñeå loaïi heát ammonium. Ñöïng trong chai thuyû tinh maøu.
Tieán haønh
Chuaån bò daõy chuaån maãu: goàm 6 oáng nghieäm ñaùnh soá thöù töï töø 0 ñeán 5. Cho laàn löôït vaøo caùc oáng 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 ml dung dòch ammonium chuaån 10ppm. Theâm vaøo taát caû caùc oáng 0,3ml dung dòch kalinatritactrat vaø 0,2ml thuoác thöû Netsler roài laéc ñeàu. Sau 4 -5 phuùt ñem ñi ño quang ôû böôùc soùng = 430nm.
Baûng 6: Caùc böôùc tieán haønh döïng ñöôøng chuaån Ammonium
Oáng nghieäm
0
1
2
3
4
5
V nöôùc caát ( ml)
9.5
9.3
9.1
8.9
8.7
8.5
D2amoânichuaån10ppm
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
V- Kalinatritactrat (ml)
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
V- Netsler (ml)
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
Noàng ñoä ( C)
0
0.022
0.046
0.072
0.097
0.123
Hình 10: Maøu saéc cuûa maãu khi cho thuoác thöû Nestler
Ñöôøng chuaån Ammonium
B. Phöông phaùp phaân tích ammonium
Phöông phaùp Netsler so maøu baèng maùy quang phoå keá haáp thu
5.1.2 COD
A Caùc phöông phaùp xaùc ñònh
- Phöông phaùp ñun hoaøn löu kín
- Phöông phaùp ñun hoaøn löu hôû
Phöông phaùp ñun hoaøn löu kín cho keát quûa ñaùng tin caäy vaø chính xaùc hôn nhöng do ñieàu kieän trong phong thí nghieäm khoâng thöïc hieän ñöôïc neân trong quaù trình nghieân cöùu söû duïng phöông phaùp ñun hoaøn löu hôû.
B Tieán haønh
Hoaù chaát
Dung dòch chuaån K2Cr2O7 : Caân chính xaùc 12,2590g K2Cr2O7 (ñaõ saáy khoâ ôû 150°C trong 2 giôø, ñeå nguoäi trong bình huùt aåm 20 phuùt). Hoaø tan trong 500ml nöôùc caát baèng 167ml H2SO4 ñaäm ñaëc, khuaáy cho tan nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng, chuyeån vaøo bình ñònh möùc lít, traùng röûa coác pha, cho theâm nöôùc caát chop ñeán vaïch ñònh möùc, laéc vaø troän ñeàu.
Dung dòch H2SO4 taùc nhaân: Caân 5,5g Ag2SO4 hoaø tan trong 1 kg H2SO4 ñaäm ñaëc. Sau 2 ngaøy môùi söû duïng.
Dung dòch Mohr 0,1 N: Hoaø tan 39,2g Fe(NH4)SO4.6H2O vaøo nöôùc caát. Theâm 20ml H2SO4 ñaäm ñaëc cho nguoäi chuyeån vaøo bình ñònh möùc 1000ml. Traùng röûa duïng cuï pha roài theâm nöôùc caát cho tôùi vaïch ñònh möùc.
Chæ thò Ferroin: Hoaø tan 1,485g 1 – 10 phenaltrolin + 95g FeSO4.7H2O ñònh möùc tôùi vaïch 100ml.
Caùch laøm:
Duøng phöông phaùp ñun hoaøn löu hôû
Chuaån bò 5 bình tam giaùc chòu nhieät loaïi 25ml vaø 5 pheãu thuyû tinh trong ñoù coù 4 maãu caàn xaùc ñònh vaø 1 maãu traéng. Cho 2ml maãu vaøo 4 bình tam giaùc vaø 2ml nöôùc caát vaøo bình tam giaùc laø maãu traéng. Theâm tieáp vaøo 4 bình maãu 3ml dung dòch K2Cr2O7 0,25N. Cho theâm 3ml H2SO4 ñaäm ñaëc vaøo 5 bình tam giaùc vaø hoaøn löu baèng pheãu thuyû tinh. Neáu dung dòch trong bình coù maøu xanh thì boû vaø laøm laïi baèng caùch taêng theâm theå tích kalinatritactrat. Neáu dung dòch coù maøu vaøng luïc thì tieáp tuïc laøm. Ñun soâi nheï 5 bình tam giaùc coù pheãu treân beáp ñieän. Ñeå nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng, duøng bình tia röûa saïch pheãu, thaønh bình vaøo bình traùnh tröôøng hôïp hôi dung dòch dính treân thaønh bình vaø pheãu. Theâm 2 gioït pheânol vaø chuaån dung dòch baèng dung dòch FAS 0,25N cho tôùi khi dung dòch chuyeån töø maøu xanh nhaït( maøu cuûa pheânol) sang maøu naâu ñoû.
COD =
Trong ñoù
A: theå tích FAS ôû maãu traéng
B: theå tích FAS ôû maãu thaät
V: theå tích maãu
N: noàng ñoä chuaån laïi FAS
Xaùc ñònh laïi noàng ñoä FAS:
Duøng 1 bình tam giaùc vaø 1 pheãu thuyû tinh. Cho vaøo bình 1ml Kalinatritactrat 0.1N vaø 1ml dung ñaäm ñaëc ( ñaët pheãu thuyû tinh leân mieäng bình).
Ñeå khoaûng 4- 5 phuùt chuaån laïi baèng dung dòch FAS.
NFAS =
0,1: noàng ñoä Kalinatritactrat
V: theå tích FAS duøng
Hình 11: Chæ thò chuyeån töø maøu xanh lam sang maøu naâu ñoû
Caùc Phöông Phaùp Phaân Tích Vi Sinh
5.2.1 Phöông phaùp phaân laäp gioáng vi sinh vaät
Phaân laäp moät vi sinh vaät laø quaù trình taùch rieâng vi sinh vaät ñoù töø maãu vaät hoaëc quaàn theå vi sinh vaät ban ñaàu ñeå thu nhaän gioáng ôû daïng thuaàn khieát.
A Chuaån bò taêng sinh khoái vaø pha loaõng maãu
Maãu chöùa vi sinh vaät laø buøn loûng ñöôïc hoaø tan vaøo nöôùc muoái sinh lyù.
Neáu maãu chöùa raát ít soá teá baøo vi khuaån caàn phaân laäp, caàn thieát phaûi söû duïng ñeán moâi tröôøng taêng sinh. Moâi tröôøng taêng sinh cho vi sinh vaät laø moät loaïi moâi tröôøng toång hôïp coù chöùa caùc yeáu toá choïn loïc caàn thieát cho söï phaùt trieån cuûa sinh vaät ñoù. Quaù trình taêng sinh khoái phaûi qua giai ñoaïn uû ôû nhieät ñoä thích hôïp ñeå teá baøo vi sinh vaät coù theå phaùt trieån ñeán soá löôïng caàn thieát, sau ñoù môùi tieán haønh pha loaõng vaø caáy leân moâi tröôøng thaïch ñeå taïo caùc khuaån laïc phaùt trieån rieâng leû.
Dung dòch choïn ñem pha loaõng laø muoái sinh lyù, teá baøo vaãn coù theå thöïc hieän caùc quaù trình trao ñoåi chaát bình thöôøng.
B Phaân laäp maãu
a. Phöông phaùp caáy ria goùc
Taïo caùc goùc phaàn tö baèng caùch veõ hai ñöôøng vuoâng goùc beân ngoaøi ñaùy ñóa thaïch, chia ñóa thaïch thaønh 4 phaàn baèng nhau.
Ñoát noùng que caáy voøng, ñeå nguoäi trong voøng vaøi giaây roài ñöa que caáy vaøo trong oáng nghieäm chöùa vi sinh vaät vaø laáy 1 ít vi sinh vaät naøy.
Chaïm nheï que caáy leân beà maët thaïch roài tröôït nheï que caáy theo ñöôøng zizac lieân tuïc treân moät phaàn tö ñóa thaïch ñaõ ñöôïc chia. Söû duïng naép ñóa ñeå baûo veä beà maët thaïch khôûi bò nhieãm bôûi caùc vi sinh vaät rôi töø khoâng khí vaøo. Traùnh troïc saâu que caáy vaøo trong thaïch.
Ñoát noùng que caáy, ñeå nguoäi chaïm ñaàu que caáy vaøo vuøng thaïch thuoäc goùc phaàn tö thöù nhaát, tröôït baêng que caáy töø vuøng thaïch naøy qua vuøng thaïch thuoäc goùc phaàn tö thöù hai, roài taïo ñöôøng ziczac lieân tuïc treân goùc phaàn tö naøy. Luoân luoân ñoát noùng que caáy sau moãi laàn taïo vaïch treân moãi goùc phaàn tö cuûa thaïch.
Laëp laïi caùc böôùc caáy ria nhö theá treân vuøng thaïch thuoäc goùc phaàn tö thöù ba vaø thöù tö.
Ñoát noùng ñaàu que caáy laàn nöõa sau khi ñaõ caáy xong moät ñóa thaïch.
b. Phöông phaùp caáy ria lieân tuïc
Laáy moät ít gioáng vi sinh vaät leân que caáy vaø tröôït ñeàu ñaàu que caáy leân moät nöûa beà maët thaïch theo moät ñöôøng ziczac lieân tuïc.
Khoâng ñoát noùng que caáy vaø khoâng ñöa que caáy ra khoûi ñóa, khoâng quay beà maët ñaàu que caáy, quay ñóa thaïch 90 ¨vaø tieáp tuïc taïo ñöôøng ziczac lieân tuïc nhö ñaõ laøm treân vuøng thaïch tröôùc ñoù.
Chuaån bò ñóa caáy ria ñoái chöùng trong ñoù ngöôøi tieán haønh caáy ria chæ söû duïng que caáy ñaõ tieät truøng khoâng coù vi sinh vaät soáng baùm vaøo.
Ñaûo ngöôïc caùc ñóa thaïch ñeå traùnh nöôùc ngöng tuï, ñaët chuùng vaøo tuû aám ôû nhieät ñoä thích hôïp vaø uû trong thôøi gian thích hôïp.
Moâi tröôøng phaân laäp thöôøng khoâng gioáng nhau ñoái vôùi vieäc phaân laäp caùc vi sinh vaät khaùc nhau. Chính vì vaäy, vieäc choïn moâi tröôøng phaân laäp ñoùng vai troø raát quan troïng quyeát ñònh hieäu quaû phaân laäp.
Vieäc nuoâi caáy vi sinh vaät thöôøng ñoøi hoûi caùc kyõ thuaät voâ truøng. Ngöôøi thao taùc thí nghieäm coù theå ngaên ngöøa gioáng vi sinh vaät vaø caùc dung dòch khoûi bò nhieãm bôûi caùc vi sinh vaät khoâng mong muoán.
Nhö vaäy ngöôøi laøm thí nghieäm caàn phaûi:
Luoân luoân tieät truøng que caáy baèng ngoïn löûa ñeøn coàn tröôùc khi ñöa noù vaøo baát kyø oáng nghieäm naøo chöùa gioáng vi sinh vaät.
Luoân hô mieäng oáng nghieäm chöùa gioáng vi sinh vaät tröôùc khi ñöa que caáy ñaõ tieät truøng vaøo ñeå laáy hoaëc caáy gioáng.
Luoân luoân ñaäy kyõ caùc oáng nghieäm hay loï ñöïng gioáng vi sinh vaät vôùi caùc naëp töông öùng khi khoâng thöïc hieän caáy chuyeàn. Khoâng ñaët caùc naép oáng nghieäm hay naép ñóa peptri leân maët baøn tay hay tieáp xuùc vôùi baát cöù vaät gì khaùc ñeå traùnh gaây nhieãm. Khi chuyeån caùc khuaån laïc ra, caùc ñóa peptri, söû duïng naép ñóa nhö laø vaät che chaén, baûo veä gioáng khoûi bò nhieãm baèng caùch naâng nghieâng naép ñóa peptri leân moät goùc ñuû ñeå ñöa que caáy vaøo.
C Choïn khuaån laïc ñaëc tröng
Thoâng thöôøng, caùc vi sinh vaät khaùc nhau coù khuaån laïc mang nhöõng ñaëc ñiaåm khaùc nhau treân moâi tröôøng phaân laäp. Söû duïng que caáy caét khoái moâi tröôøng coù khuaån laïc ñaëc tröng phaùt trieån rieâng leû roài caáy vaøo moâi tröôøng dòch theå toång hôïp.
Kieåm tra tính thuaàn khieát cuûa moät gioáng vi sinh vaät
Coù nhieàu caùch ñeå kieåm tra tính thuaàn khieát cuûa moät gioáng vi sinh vaät nhö kieåm tra veát caáy, kieåm tra döôùi kính hieån vi, kieåm tra baèng phöông phaùp caáy trang, kieåm tra baèng phöông phaùp caáy ria (vaïch). Tuy nhieân phöông phaùp caáy trang vaø caáy ria ñöôïc coi laø nhöõng phöông phaùp thuaän lôïi nhaát vaø coù yù nghóa thöïc teá nhaát.
Kieåm tra döôùi kính hieån vi: Caùc teá baøo vi sinh vaät cuûa cuøng moät khuaån laïc khi ñöôïc kieåm tra döôùi kính hieån vi phaûi coù hình thaùi y heät nhau.
Kieåm tra baèng phöông phaùp caáy trang (gaït): pha loaõng gioáng vi sinh vaät ñeán caùc noàng ñoä thích hôïp. Laáy 0,1 ml dòch huyeàn phuø teá baøo ñöôïc pha loaõng naøy caáy leân moâi tröôøng thaïch, söû duïng que trang thuyû tinh nhuùng vaøo coàn 90 ¨, ñoát chaùy, ñeå nguoäi trong vaøi giaây roài gaït ñeàu phaàn maãu ñaõ caáy leân beà maët thaïch. Ñem uû thaïch ñaõ caáy ôû nhieät ñoä vaø thôøi gian thích hôïp.
5.2.2 Phöông phaùp baûo quaûn gioáng vi sinh vaät
Baûo quaûn gioáng vi sinh vaät hay coøn goïi laø giöõ gioáng vi sinh vaät. Baûo quaûn laøm muïc ñích laøm chaäm quaù trình hoâ haáp vaø trao ñoåi chaát cuûa teá baøo vi sinh vaät, ngaên ngöøa söï sinh saûn cuûa chuùng, ñoàng thôøi khoâng laøm thay ñoåi phaåm chaát ban ñaàu cuûa gioáng, coù nghóa laø gioáng ñöôïc baûo quaûn toát thì caùc quaù trình sinh lyù hoaù y nhö ban ñaàu neáu gaëp ñöôïc ñieàu kieän sinh tröôûng nhö ban ñaàu.
Caáy chuyeàn ñònh kyø leân moâi tröôøng môùi
Phöông phaùp naøy coù theå aùp duïng cho taát caû caùc vi sinh vaät vaø baûo quaûn ôû nhieät ñoä thaáp (4°C). Tuy nhieân, tuyø thuoäc vaøo töøng loaïi vi sinh vaät maø thôøi gian caáy chuyeàn ñònh kyø khaùc nhau. Phöông phaùp naøy deã thöïc hieän nhöng thôøi gian baûo quaûn khoâng laâu. Hôn nöõa, phaåm chaát ban ñaàu cuûa gioáng deã bò thay ñoåi.
5.2.3 Phöông phaùp nghieân cöùu hình thaùi teá baøo vi sinh vaät
Vi sinh vaät laø nhöõng cô theå soáng voâ cuøng nhoû beù. Phaàn lôùn caùc vi sinh vaät khoâng theå quan saùt thaáy baèng maét thöôøng maø phaûi nhôø ñeán ñoä phoùng ñaïi cuûa kính hieån vi. Chính vì theá, kính hieån vi laø moät duïng cuï voâ cuøng quan troïng vaø khoâng theå thieáu trong nghieân cöùu caùc ñaëc tính hình thaùi cuûa vi sinh vaät nhö hình daùng, kích thöôùc, khaû naêng di ñoäng, söï hình thaønh baøo töû, sinh saûn... caùc tieâu baûn taïm thôøi thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå quan saùt hình thaùi vi sinh vaät.
Thuoác nhuoäm vi sinh vaät phaûi khoâng ñoäc hoaëc ít ñoäc ñoái vôùi vi sinh vaät caàn quan saùt vaø phaûi ñöôïc pha loaõng tôùi noàng ñoä thích hôïp ñeå sau khi nhuoäm, vi sinh vaät vaãn soáng vaø hoaït ñoäng.
Teá baøo soáng hoaëc cheát coù theå ñöôïc phaân bieät khi nhuoäm vôùi xanh meâthylene. Xanh meâthylene coù maøu xanh khi khoâng coù söï hieän dieän cuûa hydro. Khi caùc teá baøo ôû traïng thaùi nghæ, maëc duø coøn soáng, thöôøng khoâng coù khaû naêng khöû maøu xanh cuûa xanh meâthylene thaønh khoâng maøu. Do ñoù, neân quan saùt caùc teá baøo khi chuùng ôû giai ñoaïn ñaàu cuûa phase taêng tröôûng.
Nhuoäm vi sinh vaät soáng
Coù hai caùch nhuoäm maøu vi sinh vaät soáng:
Caùch thöù nhaát:
Nhoû moät gioït xanh meâthylene ra beà maët cuûa phieán kính saïch
Theâm vaøo ñoù moät gioït chaát loûng chöùa teá baøo vi sinh vaät
Caån thaän ñaët moät laù kính saïch leân treân gioït dòch hoãn hôïp.
Quan saùt gioït eùp döôùi kính hieån vi neàn saùng vôùi caùc vaät kính X10, X40
Caùch thöù hai:
Nhoû moät gioït xanh meâthylene ra beà maët cuûa phieán kính saïch
Daøn ñaàu gioït thuoác nhuoäm treân phieán kính baèng que caáy roài ñeå khoâ töï nhieân
Cho moät gioït dòch chöùa vi khuaån leân vuøng thuoác nhuoäm ñaõ khoâ
Quan saùt tieâu baûn döôùi kính hieån vi neàn saùng vôùi vaät kính X10,X40
Nhuoäm Gram
Laáy moät gioït nöôùc muoái sinh lyù treân phieán kính saïch
Nhoû 1 gioït canh tröôùng daøn ñeàu treân phieán kính
Hô qua maët döôùi phieán kính treân ngoïn löûa ñeøn coàn
Nhoû tieáp 1 gioït crystal violet trong 1 phuùt
Nhoû 1 gioït iodine trong 1 phuùt
Röûa laïi baèng nöôùc caát
Röûa tieáp baèng coàn cho tôùi khi heát maøu
Röûa laïi baèng nöôùc safranin trong 30 giaây
Röûa laïi baèng nöôùc
Quan saùt treân kính hieån vi vôùi vaät kính (100) duøng daàu soi.
Phöông phaùp kieåm tra soá löôïng vi sinh vaät
Ñeám khuaån laïc
Tuyø töøng loaïi maø coù nhieät ñoä uû khaùc nhau. Khi khuaån laïc ñaõ phaùt trieån treân moâi tröôøng thaïch ta ñeám:
Laáy buùt chì keû 2 ñöôøng vuoâng goùc döôùi ñaùy ñóa peptri vaø ñaùnh daáu thöù töï töøng vuøng I, II, III, IV.
Ñeám soá khuaån laïc trong töøng vuøng. Nhôù ñaùnh daáu caùc khuaån laïc ñaõ ñeám.
Soá löôïng teá baøo vi sinh vaät trong 1ml maãu ñöôïc tính theo coâng thöùc:
Soá vi sinh vaät =
Trong ñoù:
n : soá khuaån laïc trung bình trong moät ñóa peptri ôû moät ñoä pha loaõng nhaát ñònh
v: theå tích dòch maãu ñem caáy ( 1ml)
D: heä soá pha loaõng
Töø keát quaû naøy ta coù theå tính ñöôïc soá löôïng teá baøo coù trong 1g maãu treân cô sôû soá löôïng maãu ñem hoaø tan ban ñaàu.
PHAÀN II: KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU
Thí nghieäm goàm 2 moâ hình:
Moâ hình 1: Beå aerotank coù kích thöôùc nhö treân ñaõ neâu
Moâ hình 2(moâ hình ñoái chöùng): goàm 2 bình nhöïa coù cuøng theå tích V= 500ml. Ñaây laø moâ hình chaïy tónh nhaèm tìm ra hieäu quaû xöû lyù COD vaø N-NH4 toái öu nhaát theo thôøi gian löu nöôùc vaø taûi troïng khaùc nhau.
Bình 1: Coù boå sung vi sinh (VS)
Bình 2: Khoâng boå sung vi sinh (KVS)
Thí nghieäm 1: Giai ñoaïn chaïy ñoái chöùng
Söû duïng vi sinh töï nuoâi caáy
Sau khi ñaõ nuoâi caáy, ta ñem taêng sinh khoái vi sinh trong 1 ngaøy vaø boå sung vaøo bình 1 chöùa maãu nöôùc thaûi caàn xöû lyù.
Keát quaû nghieân cöùu nhö sau:
Baûng 7 : Keát quaû nghieân cöùu xöû lyù COD
Ngaøy
Bình 1
Hieäu suaát (%)
Bình 2
Hieäu suaát (%)
Ñaàu vaøo
677
648
1
765
-
631
2,6
2
747
-
653
-
3
778
-
594
8,3
Baûng 8 : Keát quaû nghieân cöùu khöû N-NH4 (Ammonium)
Ngaøy
Bình 1
Hieäu suaát (%)
Bình 2
Hieäu suaát (%)
Ñaàu vaøo
287
282
1
147
48,78
256
9,2
2
31,5
89
228
19,1
3
30
89,5
192
31,9
Hình 12: Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu quaû khöû Ammonium theo ngaøy khi
boå sung vi sinh
Hình 13: Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu quaû khöû Ammonium theo ngaøy khi khoâng boå sung vi sinh
Nhaän xeùt:
Nhìn treân baûng 7 vaø 8 ta thaáy coù söï khaùc veà hieäu quaû xöû lyù COD vaø Ammonium khi coù boå sung vi sinh vaø khoâng boå sung vi sinh. Cuï theå laø, theo thôøi gian theo doõi trong 3 ngaøy lieân tuïc thì haøm löôïng COD beân boå sung vi sinh ngaøy caøng cao neân khoâng coù hieäu suaát. Coøn hieäu quaû xöû lyù Ammonium thì raát cao. Cuï theå beân coù boå sung vi sinh hieäu suaát cao nhaát ñaït ñöôïc laø 85- 90% trong khi ñoù beân khoâng boå sung vi sinh hieäu xuaát khöû cuõng ñaït ñöôïc laø 30 – 31%.
Chöùng toû vi sinh ñöôïc boå sung vaøo bình 1 ñeå xöû lyù nöôùc thaûi khoâng coù khaû naêng xöû lyù COD trong nöôùc thaûi nöôùc töông nhöng chuùng coù khaû naêng khöû amonium cao.
Söû duïng vi sinh do phoøng moâi tröôøng cung caáp
Vi sinh ñöôïc cung caáp cho vaøo moâ hình ñoái chöùng vôùi haøm löôïng SS vaøo khoaûng 1000 mg/l.
Theå tích bình chöùa laø V= 500ml. Muoán haøm löôïng buøn trong nöôùc thaûi laø 1000 mg/l thì theå tích buøn caàn laáy laø Vb = 0,23(l)
Choïn thôøi gian phaân tích laø 24 giôø
Baûng 9 : Keát quaû nghieân cöùu xöû lyù COD söû duïng vi sinh do phoøng cung caáp
Ngaøy
Bình 1
H/ S Bình 1
(%)
Bình 2
H/S Bình 2
(%)
pH Bình 1
pH Bình 2
Ñaàu vaøo
575
556
6,74
8,07
1
510
11,3
476
14,38
6,8
8,31
2
352
38,78
371
33,27
6,65
7,96
3
400
30,4
387
30,39
6,72
7,94
4
427
25,7
402
27,7
6,83
7,96
Hình 14: Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu quaû khöû COD theo ngaøy khi
boå sung vi sinh
Hình 15: Ñoà thò bieåu dieãn keát quaû khöû COD theo ngaøy khi khoâng
boå sung vi sinh
Hình 16: Bieåu ñoà bieåu dieãn hieäu suaát xöû lyù COD khi boå sung vi sinh vaø khoâng
boå sung vi sinh
Nhaän xeùt:
Khi söû duïng taäp hôïp vi khuaån hieáu khí do phoøng cung caáp ta thaáy caû COD vaø amonium ñeàu coù hieäu suaát. Nhöng hieäu suaát xöû lyù nöôùc cuûa vi khuaån naøy khoâng cao. Cuï theå, ñoái vôùi COD hieäu suaát cao nhaát ñaït ñöôïc laø 30 – 39% ôû beân coù boå sung vi sinh coøn beân khoâng boå sung vi sinh hieäu suaát giaûm khoâng ñaùng keå laø töø 30 – 33%. Nhö vaäy, vi sinh naøy coù khaû naêng xöû lyù COD.
Baûng 10 : Keát quaû nghieân cöùu xöû lyù COD khi giaûm taûi troïng
Ngaøy
Bình 1
(mg/l)
H/S Bình 1
(%)
Bình 2
(mg/l)
H/S Bình 2
(%)
Ñaàu vaøo
457
438
1
365
20,13
331
24,4
2
259
43,3
303
30,8
3
363
20,5
385
12,1
Baûng11: Keát quaû nghieân cöùu khöû Ammonium khi giaûm taûi troïng
Ngaøy
Bình 1
(mg/l)
H/S bình 1
(%)
Bình 2
(mg/l)
H/S bình 2
(%)
195
192
1
100
48,7
128
33,3
2
64
67,2
106
44,8
3
51
73,8
92
52
Hình 17: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû xöû lyù COD khi boå sung vi sinh vaø khoâng
boå sung vi sinh khi giaûm taûi troïng.
Hình 18 : Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quûa khöû Ammonium khi boå sung vi sinh vaø khoâng boå sung vi sinh khi giaûm taûi troïng.
Nhaän xeùt:
Nhìn vaøo baûng 10 vaø baûng 11 ta thaáy, hieäu suaát xöû lyù COD cao nhaát vaøo ngaøy thöù ba. Cuï theå hieäu suaát ñaït ñöôïc laø 43,3% khi coù boå sung vi sinh vaø 30,8% khi khoâng boå sung vi sinh. Coøn hieäu suaát khöû Ammonium taêng theo thôøi gian löu nöôùc ôû caû beân boå sung vi sinh vaø beân khoâng boå sung vi sinh. Qua keát quaû treân ta thaáy khi giaûm taûi troïng thì hieäu suaát khöû COD cao hôn. Chöùng toû vi sinh naøy coù khaû naêng xöû lyù COD trong nöôùc töông toát khi haøm löôïng COD vaøo khoaûng 500 mg/l trôû xuoáng.
Baûng 12 : Keát quaû nghieân cöùu xöû lyù COD khi taêng taûi troïng
Ngaøy
Bình 1 (mg/l)
H/S bình 1
(%)
Bình 2
(mg/l)
H/ S bình 2
(%)
726
717
1
633
12,8
701
2,23
2
1016
-
723
-
3
760
-
801
-
Baûng 13 : Keát quaû nghieân cöùu khöû Ammonium khi giaûm taûi troïng
Ngaøy
Bình 1
H/s Bình1 (%)
pH
Bình 1
Bình 2
H/s Bình2
(%)
pH bình 2
Ñaàu vaøo
92
6,17
97
9,27
1
43
53,2
6,15
78
19,6
9,3
2
16
82,6
6,15
54
44,3
9,21
3
13,62
85,2
6,82
36
62,8
8,45
Hình 19: Bieåu ñoà bieåu dieãn hieäu quaû khöû Ammonium khi boå sung vi sinh vaø khoâng boå sung vi sinh khi taêng taûi troïng.
Hình 20: Bieåu ñoà bieåu dieãn giaù trò pH khi boå sung vi sinh vaø khoâng
boå sung vi sinh khi taêng taûi troïng.
Nhaän xeùt:
Khi taêng taûi troïng hieäu suaát xöû lyù COD giaûm. Qua keát quaû nghieân cöùu cho thaáy ñeán ngaøy thöù 2 vieäc xöû lyù COD ñaõ coù keát quaû nhöng thaáp. Beân coù boå sung vi sinh hieäu suaát ñaït 12,8% coøn beân khoâng boå sung ñaït 2,23%. Nhöng ñoái vôùi Ammonium thì khoâng phuï thuoäc vaøo haøm löôïng COD trong nöôùc thaûi. Hieäu suaát khöû Ammonium taêng daàn theo thôøi gian löu nöôùc. Theo nghieân cöùu ñeán ngaøy thöù 4 hieäu quaû khöû Ammonium ñaït laø 85,2% beân boå sung vi sinh vaø 62,8% beân khoâng boå sung vi sinh.
Thí nghieäm 2: Chaïy moâ hình tónh theo thôøi gian löu nöôùc taêng daàn
Giai ñoaïn nöôùc töông pha
Duøng vi sinh do phoøng vi sinh cuûa Vieän Nhieät Ñôùi cung caáp.
Baûng 14 : Keát quaû soá lieäu moâ hình tónh saép xeáp theo thôøi gian löu nöôùc taêng daàn
Taûi troïng (KgCOD/m3.ngñ)
T(giôø)
COD
Ammonium (N-NH4)
VS
KVS
VS
KVS
Ñaàu vaøo
0
688
677
380
390
2,752
6
620
9,8%
662
2,2%
201
47,1%
364
6,7%
2,06
8
575
16,4%
633
6,5%
157
58,7%
299
23,3%
1,65
10
432
37,2%
554
18,16%
135
64,4%
201
48,4%
1,376
12
421 38,8%
567
16,2%
117
69,2%
185
52,5%
Hình 21: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû khöû COD khi boå sung vi sinh
vaø khoângboå sung vi sinh theo thôøi gian löu nöôùc
Hình 22: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû khöû Ammonium khi boå sung VS
vaø khoâng boå sung VS
Nhaän xeùt:
Nhìn keát quaû theo thôøi gian löu nöôùc trong ngaøy ta thaáy roõ söï khaùc nhau giöõa hieäu suaát khöû COD vaø Ammonium khi coù boå sung vi sinh vaø khoâng boå sung vi sinh. Keát quaû phaân tích sau 12 giôø ñaõ chöùng toû vieäc söû duïng vi sinh ñeå xöû lyù COD vaø Ammonium trong nöôùc töông laø raát caàn thieát. Noù giuùp cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi dieãn ta nhanh vaø ñaït keát quaû cao hôn.
Giai ñoaïn nöôùc töông hoät xay nhuyeãn pha
Baûng 15 : Keát quaû soá lieäu moâ hình tónh saép xeáp theo thôøi gian löu nöôùc taêng daàn
Taûi troïng (KgCOD/m3.ng)
T (giôø)
COD
Ammonium (N-NH4)
VS
KVS
VS
KVS
0
490
496
60
67
1,96
6
394
19,6%
402
18,9%
31
48,3%
43
35,8%
1,47
8
312
36,3%
388
21,7%
29
51,6%
36
46,3%
1,18
10
230
53%
336
32,2%
27,8
53,6%
26
61,2%
0,98
12
229
53,26%
400
19,35%
17,4
71%
26
61,2%
Hình 23: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu suaát xöû lyù COD theo thôøi gian löu nöôùc
Hình 24: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû khöû Ammonium theo thôøi gian löu nöôùc
Nhaän xeùt:
Trong hai giai ñoaïn chaïy nöôùc töông pha vaø töông hoät xay nhuyeãn pha thì hieäu suaát xöû lyù COD vaø Ammonium laø khaùc nhau roõ reät. Ñoái vôùi nöôùc töông pha, haøm löôïng COD cao hôn neân hieäu suaát xöû lyù cuõng thaáp hôn ñoái vôùi maãu töông hoät xay. Cuï theå, giai ñoaïn nöôùc töông hieäu suaát COD laø 38,8% coøn giai ñoaïn töông hoät xay laø 53,26% trong cuøng thôøi gian löu nöôùc laø 12 giôø. Coøn Ammonium cuõng ñaït hieäu suaát cao nhaát trong thôøi gian löu nöôùc 12giôø caû beân nöôùc töông pha vaø töông hoät xay.
Thí nghieäm 3: Chaïy moâ hình heä thoáng
Moâ hình nghieân cöùu laø beå sinh hoïc Aerotank. Trong quaù trình nghieân cöùu, ñaàu vaøo cuûa beå phuï thuoäc vaøo ñaàu ra cuûa beå kò khí UASB trong moâ hình kò khí. Vì vaäy quaù trình nghieân cöùu chæ döøng ôû möùc theo doõi lieân tuïc theo ngaøy. Haøm löôïng COD ñaàu vaøo khoâng ñöôïc coá ñònh neân khoâng nghieân cöùu phaân tích theo cuøng moät taûi troïng. Moâ hình nghieân cöùu qua 2 giai ñoaïn nöôùc töông pha vaø töông hoät xay nhuyeãn pha.
Giai ñoaïn chaïy nöôùc töông pha
Söû duïng vi sinh töï nuoâi caáy
Baûng 16 : Keát quaû toùm taét thí nghieäm thöïc hieän treân moâ hình
buøn hoaït tính hieáu khí
Ngaøy
Phaân tích
COD
Ammonium (N-NH4)
Hieäu suaát
(%)
Vaøo
Ra
Vaøo
ra
COD
N-NH4
1
343
434
492
144
-
70,7
2
480
487
320
80
-
75
3
423
447
492
185
-
62,4
4
635
983
390
104
-
73,3
5
422
713
298
40
-
86,6
6
370
594
436
88
-
79,8
7
708
540
393
65
23,3
83,5
8
355
507
347
47
-
86,4
9
462
425
242
31
8
87,2
10
668
437
250
30,7
34,6
87,7
11
588
506
541
109
13,9
79,8
12
435
470
452
23
-
95
13
562
700
500
83
-
83,4
Hình 25: Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu quaû khöû Ammonium
theo thôøi gian löu nöôùc.
Söû duïng vi sinh do phoøng cung caáp
Trong quaù trình theo doõi thì cöù 2 ngaøy phaân tích maãu 1 laàn ñöôïc keát quaû nhö sau:
Baûng 17 : Keát quaû toùm taét thí nghieäm thöïc hieän treân moâ hình
buøn hoaït tính hieáu khí
Soá laàn phaân tích
SS
(mg/l)
COD
H/suaát COD
(%)
Ammonium
(N-NH4)
H/suaát
Ammonium
(%)
Vaøo
Ra
Vaøo
Ra
1
1250
852
706
17,1
346
209
55,7
2
725
562
22,48
295
123
58,3
3
488
438
10,2
224.7
111
50,6
4
684
433
36,7
376
142
62,2
5
496
237
52,2
272
87
68
6
4760
341
170,2
50
178
59
66,8
Hình 26: Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu suaát xöû lyù COD
theo soá laàn phaân tích
Hình 27: Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu quaû khöû Amonium theo
soá laàn phaân tích
Nhaän xeùt:
Theo nhö keát quaû phaân tích, khi söû duïng vi sinh töï nuoâi caáy thì khaû naêng khöû ammonium cao hôn khi söû duïng vi sinh do phoøng vi sinh cung caáp. Vi sinh töï nuoâi caáy khoâng coù khaû naêng xöû lyù COD. Vì vaäy trong giai ñoaïn 2 moâ hình heä thoáng nghieân cöùu khaû naêng xöû lyù COD vaø Ammonium cuûa taäp hôïp vi khuaån hieáu khí goàm vi sinh töï nuoâi caáy vaø vi sinh do phoøng cung caáp.
5.5.2 Giai ñoaïn töông hoät xay nhuyeãn pha
Söû duïng taäp hôïp vi sinh hieáu khí
(vi sinh töï nuoâi caáy vaø vi sinh do Vieän cung caáp)
Baûng 18 : Keát quaû toùm taét thí nghieäm thöïc hieän treân moâ hình buøn hoaït tính
hieáu khí
Ngaøy
Phaân tích
SS (mg/l)
COD
(mg/l)
H/suaát
COD
(%)
Ammonium
(N-NH4)
H/suaát
Ammonium
(%)
Vaøo
Ra
Vaøo
Ra
1
3870
538
260
51,6
27,5
6,6
76
2
573
338
41
17
3
82.3
3
516
285
44,7
18,9
5,4
71,5
4
336
172
48,8
32
7,8
75,6
5
408
207
49,26
32
4,4
86
6
3200
389
195
49,8
38
7,8
79,55
7
357
213
40,3
29,3
6
79,5
8
333
125
37,5
34
7
79,4
9
310
187
39,7
22
3,6
83
10
367,2
171,3
53,3
21,3
1,5
93
11
245
147
40
23
3,2
86
12
3544
460
283
38,4
27,3
2,89
89,4
13
267
160
40
25,6
2,6
89,8
14
449
244
45,6
22,1
2,3
89,6
15
576
318,2
44,7
36
7,5
79,1
16
517,5
236
54,4
22,6
1,9
91,6
17
3889
595,7
297,8
50
22,37
1.92
91,4
Hình 28: Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu suaát xöû lyù COD
theo soá ngaøy phaân tích
Hình 28: ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu quaû xöû lyù COD theo
soá ngaøy phaân tích
Hình 29 : Ñoà thò bieåu dieãn bieán thieân hieäu quaû khöû Ammonium theo
soá ngaøy phaân tích
Nhaän xeùt:
Theo keát quaû nghieân cöùu, vôùi haøm löôïng SS coù trong beå töø 3500 – 4000 mg/l thì khaû naêng xöû lyù caû COD vaø Ammonium laø toát nhaát. Cuï theå, hieäu suaát xöû lyù COD cao nhaát laø 50- 54% vaø khaû naêng khöû Ammonium ñaït treân 90%.
Baûng 19 : Keát quaû nghieân cöùu haøm löôïng SS coù trong beå Arotank
cuûa moâ hình khi söû duïng taäp hôïp vi khuaån hieáu khí
Tuaàn
Haøm löôïng MLSS (mg/L)
Ghi chuù
1
1250
Boå sung theâm vi sinh
2
4760
3
3870
4
3200
5
3544
6
3889
Hình 30: Ñoà thò bieåu dieãn löôïng buøn sinh ra theo thôøi gian vaän haønh
moâ hình nghieân cöùu.
Nhaän xeùt:
Ôû ngay tuaàn ñaàu tieân chaïy moâ hình do haøm löôïng buøn coù trong beå thaáp 1250 mg/l khoâng ñuû chaát dinh döôõng cho vi sinh vaät phaùt trieån neân hieäu quaû xöû lyù chöa cao 17,1% ñoái vôùi COD vaø 55,7% ñoái vôùi Ammonium. Boå sung vi sinh vaøo beå qua tuaàn sau phaân tích trong beå coù haøm löôïng buøn cao 4760 mg/l. Luùc naøy vi sinh phaùt trieån nhanh theo caáp soá nhaân laøm cho hieäu quaû khöû COD vaø Ammonium taêng. Ñeán tuaàn thöù 3, ñaây chính laø giai ñoaïn oån ñònh vaø daàn chuyeån sang giai ñoaïn phaân huyû noäi baøo. Sang tuaàn thöù 4 vaø tuaàn thöù 5 laø giai ñoaïn phaân huyû noäi baøo haøm löôïng buøn trong beå giaûm xuoáng vì nguoàn thöùc aên cuûa vi sinh vaät giaûm ñaùng keå. Ñeå duy trì naêng löôïng toái thieåu cho teá baøo toàn taïi, vi sinh vaät phaûi phaân huyû caùc hôïp chaát höõu cô töø caùc teá baøo cuûa vi khuaån ñaõ giaø hoaëc ñaõ cheát.
CHÖÔNG 6
KEÁT LUAÄN- KIEÁN NGHÒ
6.1 Keát luaän
Nöôùc thaûi nöôùc töông hoaøn toaøn coù khaû naêng xöû lyù baèng coâng ngheä buøn hoaït tính. Ngoaøi ra, ñeå quaù trình xöû lyù sinh hoïc dieãn ra ñaït hieäu quaû cao caàn phaûi ñieàu chænh cho pH nöôùc thaûi tröôùc khi vaøo coâng trình sinh hoïc naèm trong khoaûng 6,8 – 7,5 nhaèm ñaûm baûo caùc ñieàu kieän cho vi sinh vaät sinh tröôûng vaø phaùt trieån toát.
Tuy moâ hình nghieân cöùu ñöôïc döïng treân moâ hình nhoû vaø nöôùc thaûi nhaân taïo nhöng keát quaû thu ñöôïc coù theå ñaùp öùng cho vieäc tính toaùn caùc thoâng soá ñoäng hoïc hoaëc aùp duïng vaøo thieát keá ñeå xöû lyù sinh hoïc vôùi nöôùc thaûi thaät.
Keát quaû toaøn boä quaù trình thí nghieäm ñaït ñöôïc nhö sau:
Vi sinh töï nuoâi caáy
Giai ñoaïn chaïy ñoái chöùng
ÔÛ noàng ñoä COD = 677mg/l: Vi sinh khoâng coù khaû naêng xöû lyù COD nhöng coù khaû naêng xöû lyù Ammonium. Hieäu suaát khöû Ammonium laø 89,5%.
Giai ñoaïn chaïy heä thoáng
ÔÛ noàng ñoä COD = 435mg/l hieäu xuaát khöû Ammonium raát cao ñaït 95% ôø ngaøy thöù 12.
Keát luaän: Vi sinh töï nuoâi caáy khoâng coù khaû naêng xöû lyù COD.
Vi sinh do Vieän cung caáp
Giai ñoaïn chaïy ñoái chöùng
Ñoái vôùi nöôùc töông pha: Taïi COD = 688mg/l thì hieäu suaát xöû lyù cao nhaát caû COD vaø Ammonium laàn löôït laø 38,8% vaø 69,2% ôû thôøi gian löu nöôùc laø 12giôø.
Ñoái vôùi nöôùc töông hoät xay: Taïi COD = 490mg/l cho hieäu suaát cao nhaát ñoái vôùi caû COD vaø Ammonium laàn löôït laø 53,26% vaø 71% cuõng cuøng thôøi gian löu nöôùc laø 12 giôø.
Keát luaän: Vi sinh do Vieän cung caáp coù khaû naêng xöû lyù COD vaø thôøi gian löu nöôùc toát nhaát laø 12 giôø.
Giai ñoaïn chaïy heä thoáng
Trong giai ñoaïn chaïy nöôùc töông pha ôû noàng ñoä COD = 496mg/l thì hieäu suaát xöû lyù cao nhaát laø COD 52,2% vaø Ammonium laø 68%.
Vi sinh hoãn hôïp (Vi sinh töï nuoâi caäy + Vi sinh do vieän cung caáp)
Vì quaù trình nghieân cöùu phuï thuoäc vaøo moâ hình heä thoáng chung neân vi sinh vaät hoãn hôïp chæ chaïy trong giai ñoaïn nöôùc töông hoät xay. Keát quaû ñaït ñöôïc nhö sau:
ÔÛ noàng ñoä COD = 367,2mg/l hieäu suaát xöû lyù cao nhaát caû COD vaø Ammonium laàn löôïc laø COD 53,3%, Ammonium 93% ôû ngaøy thöù 10.
Toùm laïi: Neân söû duïng taäp hôïp vi sinh vaät hieáu khí ( vi sinh töï nuoâi caáy vaø vi sinh do Vieän cung caáp) cho quaù trình xöû lyù COD vaø Ammonium cuûa nöôùc thaûi nöôùc töông sau naøy.
6.2 Kieán nghò
Do thôøi gian coøn haïn cheá neân quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát nöôùc töông baèng phöông phaùp sinh hoïc chöa thaät ñaày ñuû. Vì vaäy, neáu thôøi gian laøm ñoà aùn daøi hôn nöõa toâi coù theå tieáp tuïc nghieân cöùu saâu hôn ñeà taøi nghieân cöùu cuûa mình nhö:
Tieáp tuïc nghieân cöùu khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi baèng vi sinh vaät ôû caùc beå sinh hoïc khaùc nhö: beå loïc sinh hoïc 2 voû, beå Aerotank coù giaù theå.
Nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi töø cô sôû saûn xuaát nöôùc töông
Nghieân cöùu hình thaùi vaø ñònh danh gioáng vi khuaån ñaõ phaân laäp.
Neân vaän haønh moâ hình vôùi caùc taûi troïng khaùc cao hôn ñeå phuø hôïp neáu ñöa vaøo aùp duïng trong thöïc teá.
PHUÏ LUÏC A
Tieâu Chuaån Vieät Nam TCVN 5945 – 1995
(Nöôùc thaûi coâng nghieäp – Tieâu chuaån thaûi)
(Industrial Waste Water – Discharge Standards)
PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG
Tieâu chuaån naøy quy ñònh giaù trò giôùi haïn caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn trong nöôùc thaûi cuûa caùc cô sôû saûn xuaát, cheá bieán, kinh doanh, dòch vuï …(goïi chung laø nöôùc thaûi coâng nghieäp)
Tieâu chuaån naøy duøng ñeå kieåm soaùt chaát löôïng nöôùc thaûi coâng nghieäp tröôùc khi ñoå vaøo caùc vöïc nöôùc.
GIAÙ TRÒ GIÔÙI HAÏN
Giaù trò giôùi haïn caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi coâng nghieäp khi ñoå vaøo caùc vöïc nöôùc phaûi phuø hôïp vôùi quy ñònh trong baûng.
Ñoái vôùi nöôùc thaûi cuûa moät soá ngaønh coâng nghieäp ñaëc thuø, giaù trò caùc thoâng soá vaø caùc chaát thaønh phaàn ñöôïc quy ñònh trong caùc tieâu chuaån rieâng.
Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn hoaëc nhoû giaù trò quy ñònh trong coät A coù theå ñoå vaøo vöïc nöôùc ñöôïc duøng laøm nguoàn cung caáp nöôùc sinh hoaït.
Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn hoaëc nhoû hôn hoaëc baèng giaù trò quy ñònh trong coät B chæ ñöôïc ñoå vaøo caùc löu vöïc nöôùc duøng cho caùc muïc ñích giao thoâng thuyû, töôùi tieâu, bôi loäi, nuoâi thuyû saûn, troàng troït…
Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò thoâng soá vaø voàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn hoaëc lôùn hôn giaù trò quy ñònh trong coät B nhöng khoâng vöôït quaù giaù trò quy ñònh trong coät C chæ ñöôïc pheùp ñoå vaøo caùc nôi quy ñònh.
Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn hoaëc lôùn hôn giaù trò quy ñònh trong coät C thì khoâng ñöôïc pheùp thaûi ra moâi tröôøng.
Phöông phaùp laáy maãu, phaân tích, tính toaùn, xaùc ñònh töøng thoâng soá vaø noàng ñoä cuï theå ñöôïc quy ñònh trong caùc Tieâu Chuaån Vieät Nam töông öùng.
Baûng A: Baûng giaù trò giôùi haïn caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi coâng nghieäp.
STT
Thoâng soá
Ñôn vò
Giaù trò giôùi haïn
A
B
C
1
Nhieät ñoä
° C
40
40
45
2
BOD5 (20°C)
mg/l
20
50
100
3
pH
6 -9
5,5 – 9
5 – 9
4
COD
mg/l
50
100
400
5
SS
_
50
100
200
6
Asen
_
0,05
0,1
0,5
7
Cadimi
_
0,01
0,002
0,5
8
Chì
_
0,1
0,5
1
9
Clo dö
_
1
2
2
10
Crom (Cr6+)
_
0,05
0,1
0,5
11
Crom (Cr3+)
_
0,2
1
2
12
Daàu môõ khoaùng
_
KPHÑ
1
5
13
Daàu ñoäng thöïc vaät
_
5
10
30
14
Ñoàng
0,2
1
5
15
Keõm
1
2
5
16
Mangan
_
0,2
1
5
17
Niken
_
0,2
1
2
18
Photpho höõu cô
_
0,2
0,5
1
19
Photpho toång soá
_
4
6
8
20
Saét
_
1
5
10
21
Tetracloetylen
_
0,02
0,1
0,1
22
Thieác
_
0,2
1
5
23
Thuyû ngaân
0,005
0,005
0,01
24
Toång N
_
3
6
60
25
Tricloetylen
_
0,05
0,3
0,3
26
Amoniac(tính theo N)
_
0,1
1
10
27
Florua
1
2
5
28
Phenol
_
0,001
0,05
1
29
Sunfua
0,2
0,5
1
30
Xianua
0,05
0,1
0,1
31
Toång h/ñ phoùng xaï
_
0,1
0,1
0,1
32
Toång h/ñ phoùng xaï
_
1
1
0,1
33
Coliform
MPN/100ml
5000
10000
_
Chuù thích: KPHÑ: khoâng phaùt hieän ñöôïc
PHUÏ LUÏC B
HÌNH AÛNH
Nuoâi khuaån laïc treân ñóa petri
Moâ hình heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi
Moâi tröôøng thaïch- thòt boø Kính hieån vi
OÂ nhieãm moâi tröôøng nöôùc
Các file đính kèm theo tài liệu này:
ghi CD- huong.doc
