i L IC M Sau trình th c hi n, d is h N ng d n t n tình c a TS Tr n Th Hi n Hoa TS Ph m Th Ng c Lan, đ c s ng h đ ng viên c a gia đình, b n bè, đ ng nghi p, v i s n l c ph n đ u c a b n thân, tác gi hoàn thành lu n v n th c s chuyên ngành K thu t Môi tr ng th i h n nhi m v v i đ tài: “Nghiên c u đánh giá kh n ng x lý amôni mô ph ng n c th i lò m ng d ng trình Anammox” Tuy nhiên th i gian có h n, trình đ h n ch , s li u công tác x lý s li u v i kh i l ng l n nên nh ng thi u sót c a Lu n v n không th tránh kh i Do đó, tác gi r t mong ti p t c nh n đ c s ch b o giúp đ c a th y cô giáo c ng nh nh ng ý ki n đóng góp c a b n bè đ ng nghi p Qua tác gi xin bày t lòng kính tr ng bi t n sâu s c t i TS Tr n Th Hi n Hoa TS Ph m Th Ng c Lan, ng i t n tình h ng d n, giúp đ cung c p nh ng tài li u, thông tin c n thi t cho tác gi hoàn thành lu n v n Tác gi i xin chân thành c m n ThS Nguy n Th M H nh, CN Nguy n Thúy Liên giúp đ trình làm thí nghi m t i Phòng thí nghi m môi tr ng, tr ng i h c Xây d ng Tác gi xin chân thành c m n Tr ng i h c Th y l i, th y giáo, cô giáo Khoa Môi tr ng, th y cô giáo b môn truy n đ t nh ng ki n th c chuyên môn su t trình h c t p Tác gi c ng xin trân tr ng c m n Công ty Kuraray cung c p v t li u Công ty Meidensa, Nagoya, Nh t B n cung c p vi khu n nuôi c y cho trình làm thí nghi m cho Lu n v n Cu i cùng, tác gi xin g i l i c m n sâu s c t i gia đình, b n bè đ ng nghi p đ ng viên, giúp đ khích l tác gi su t trình h c t p hoàn thành Lu n v n Xin chân thành c m n./ Hà N i, ngày 01 tháng n m 2015 Tác gi Tr n Quang Trung viii B N CAM K T Tên tác gi : Tr n Quang Trung Mã s h c viên: 138520320007 H c viên cao h c: 21KTMT21 Chuyên ngành: K thu t Môi tr ng Mã s : 60523020 Khóa h c: 21 đ t Tôi xin cam đoan quy n lu n v n đ c th c hi n d is h ng d n c a TS Tr n Th Hi n Hoa TS Ph m Th Ng c Lan v i đ tài nghiên c u lu n v n: “Nghiên c u đánh giá kh n ng x lý amôni mô ph ng n lò m ng d ng trình Anammox” ây đ tài nghiên c u m i, không trùng l p v i đ tài lu n v n tr s chép c a b t k lu n v n tr v nđ c th i c đây, c N i dung c a lu n c th hi n theo quy đ nh, ngu n tài li u, t li u nghiên c u s d ng lu n v n đ u đ c trích d n ngu n N u x y v n đ v i n i dung c a lu n v n này, xin ch u hoàn toàn trách nhi m theo quy đ nh Hà n i, ngày 01 tháng n m 2015 Tác gi Tr n Quang Trung viii M CL C M U CH NG I: T NG QUAN .4 1.1 T ng quan v n c th i lò m t i Vi t Nam 1.1.1 Hi n tr ng phát sinh n 1.1.2 Thành ph n n c th i lò m hi n Vi t Nam .4 c th i lò m 1.2 Hi n tr ng ô nhi m Amôni n 1.3 Công ngh x lý amoni n c th i lò m t i Vi t Nam c th i 10 1.3.1 Công ngh x lý amoni n c th i truy n th ng 10 1.3.2 Công ngh x lý amoni n c th i ng d ng trình Anammox 16 1.4 Lý thuy t v trình anammox .18 1.4.1 nh ngh a v trình Anammox 18 1.4.2 C ch c a trình Anammox 19 1.4.3 Các y u t 1.4.4 nh h ng cong sinh tr ng t i trình anammox 20 ng c a vi sinh v t 23 1.4.5 So sánh đánh giá v i công ngh x lý nit truy n th ng 23 1.5 Tình hình nghiên c u x lý Amôni n c th i lò m ng d ng trình Anammox 26 1.5.1 Tình hình nghiên c u th gi i 26 1.5.2 Tình hình nghiên c u n CH c 28 NG NGHIÊN C U TH C NGHI M LÝ AMÔNI TRONG MÔ PH NG N ÁNH GIÁ KH C TH I LÒ M N NG X NG D NG QUÁ TRÌNH ANAMMOX .29 2.1 V t li u bùn nuôi c y c a mô hình th c nghi m 29 2.1.1 V t li u mang 29 2.1.2 Bùn nuôi c y 30 2.2 Thi t k mô hình th c nghi m 31 2.2.1 Thi t k b sinh h c 31 2.2.2 Thi t b ph tr 33 2.2.3 Quy trình th c hi n l p đ t mô hình thí nghi m 33 2.3 i u ki n v n hành thông s v n hành 37 viii 2.3.1 Quy trình đ a bùn dính bám vào v t li u 37 2.3.2 Các thông s v n hành c a mô hình .39 2.4 Phân tích m u .42 2.4.1 Các ch tiêu phân tích t n su t phân tích 42 2.4.2 Ph CH ng pháp phân tích 42 NG 3: K T QU VÀ TH O LU N 47 3.1 S bi n đ i v N-NH + , N-NO 3.1.1 S bi n đ i v N-NH đ u vào đ u c a mô hình 47 + đ u vào đ u c a mô hình 48 3.1.2 S bi n đ i v N-NO - đ u vào đ u c a mô hình .52 3.2 S bi n đ i v t ng nit đ u vào đ u c a mô hình 54 3.3 S bi n đ i v t i tr ng x lý 3.4 ánh giá l đ u đ u vào c a mô hình .57 ng N-NO đ u vào N-NO sinh trình x lý 60 3.5 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l N-NH + lo i b .62 3.6 S thay đ i pH 67 3.7 K t lu n ch ng 69 K T LU N VÀ KI N NGH 71 PH L C 77 viii DANH M C HÌNH V Hình 1.1: Các c s gi t m nh l không đ m b o an toàn v sinh th c ph m Hình 1.2: Phát sinh n Hình 1.3 N c th i thành ph n c a n c th i c th i c a khu v c gi t m gia súc, gia c m Hình 1.4 Dây chuy n x lý Nit n c th i - ph n nitrat hóa 12 Hình 1.5 Dây chuy n x lý Nit n c th i – kh nitrat 12 Hình 1.6 Dây chuy n x lý Nit n c th i – K t h p trình 14 Hình 1.7 Dây chuy n x lý Nit n c th i – Kênh oxi hóa tu n hoàn 14 Hình 1.8 Dây chuy n x lý Nit n c th i – B SBR 15 Hình 1.9 Các giai đo n ho t đ ng b SBR .15 Hình 1.10 Chu trình nit k t h p v i trình anammox .19 Hình 1.11 C ch sinh hoá gi thi t c a ph n ng Anammox 19 Hình 1.12 Hình nh vi khu n Anammox Candidatus Brocadia .20 Hình 1.13 ng cong sinh tr ng h th ng kín 23 Hình 1.14 Chu trình nit truy n th ng .24 Hình 1.15 Mô t so sánh công ngh x lý nit theo ph ng pháp truy n th ng Anammox 26 Hình 1.16 Chu trình tu n hoàn c a Nit 27 Hình 2.1 V t li u mang Acrylin .29 Hình 2.2 V t li u Polyethylene(PE) c a công ty th ng m i Kuraray 30 Hình 2.3 Bùn nuôi c y .31 Hình 2.4 S đ c u t o c a b ph n ng 32 Hình 2.5 B Nitrit hóa bán ph n 32 Hình 2.6 B Anammox 32 Hình 2.7 Thùng đ ng n c .33 Hình 2.8 B sinh h c đ c b c kín 33 Hình 2.9 Quy trình th c hi n mô hình thí nghi m 33 Hình 2.10 Pha ch m u n c th i lò m 36 Hình 2.11 Quá trình Nitrit hóa bán ph n 37 Hình 2.12 Quy trình Anammox .37 Hình 2.13 V t li u mang thay đ i màu qua trình nuôi vi khu n Nitrosomonas38 viii Hình 2.14 V t li u mang thay đ i màu qua trình nuôi vi khu n Planctomycetes .39 Hình 2.15 Nitrit hóa bán ph n 40 Hình 2.16 B Anammox 41 Hình 2.17 Hóa ch t đ ng chu n N-NH + 44 Hình 2.18: Hóa ch t đ ng chu n N-NO - 45 Hình 2.19: ng chu n N-NO - .45 Hình 2.20 Phân tích m u 46 Hình 3.1 Bi u đ th hi n s thay đ i n ng đ amoni tr c sau x lý .50 Hình 3.2 Bi u đ th hi n s thay đ i n ng đ nitrit tr c sau x lý 53 Hình 3.3 Bi u đ bi u di n s thay đ i t ng nit 56 Hình 3.4 Bi u đ bi u di n s bi n đ i t i tr ng x lý 59 Hình 3.5 Bi u đ bi u di n s bi n đ i n ng đ N-NO - đ u vào N-NO - sinh .61 Hình 3.6 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l N-NH + lo i b giai đo n 64 Hình 3.7 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l N-NH + lo i b giai đo n 65 Hình 3.8 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO sinh so v i t l N-NH + lo i b giai đo n 66 Hình 3.9 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l N-NH + b giai đo n 67 Hình 3.10: Thay đ i v màu s c sinh kh i 68 viii DANH M C B NG BI U B ng 1.1 Thành ph n tính ch t n c th i gi t m gia súc B ng 1.2: Thành ph n n c th i c a m t s lò m công nghi p t nh phía Nam B ng 1.3 Các ph ng pháp x lý nit n c th i 10 B ng 2.1 Các thông s k thu t c a v t li u mang PE 30 B ng 2.2 N c th i nhân t o cho trình Nitrit hóa bán ph n .35 B ng 2.3 N c th i nhân t o cho trình Anammox (tính cho lít n c th i) 35 B ng 2.4 Thông s ho t đ ng giai đo n 41 B ng 2.5 Thông s ho t đ ng giai đo n 41 B ng 2.6 Thông s ho t đ ng giai đo n 42 B ng 2.7 Thông s ho t đ ng giai đo n 42 B ng 3.1 K t qu t i l ng đ u c a h th ng giai đo n 47 B ng 3.2 K t qu t i l ng đ u c a h th ng giai đo n 48 B ng 3.3 K t qu t i l ng đ u c a h th ng giai đo n 48 B ng 3.4 K t qu t i l ng đ u c a h th ng giai đo n 48 B ng 3.5 K t qu phân tích n ng đ N-NH + hi u su t x lý N-NH + 49 B ng 3.6 K t qu phân tích n ng đ N-NO - hi u su t x lý N-NO - 52 B ng 3.7 K t qu phân tích n ng đ TN hi u su t x lý TN 55 B ng 3.8 T i tr ng x lý N-NH + c a mô hình .58 B ng 3.9 K t qu phân tích n ng đ N-NO - đ u vào c a mô hình .60 B ng 3.10 Thay đ i t l cân b ng hóa h c c a T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO sinh so v i t l N-NH + lo i b giai đo n x lý 63 B ng 3.11 pH trình v n hành 67 viii DANH M C CH VI T T T Anammox Anaerobic ammonium oxidation AOB Ammonium oxidation bacteria BOD Biological Oxygen Demand COD Chemical Oxygen Demand DO Dissolved oxygen HRT Hydraulic RetentionTime NOB Nitrite oxidation bacteria TAN Total Ammonium Nitrogen T-N Total nitrogen TSS Total Suspended Solid SNAP Single stage nitrogen removal Anammox and parital Nitrotation SBR Requencing Batch Reactor UASB Upflow Anearobic Sludge bed VSS Volatile Suspended Solids using M U Tính c p thi t c a đ tài Hi n nay, v i t c đ đô th hóa t ng tr ng kinh t nhanh, lò gi t m gia súc v i quy mô trang thi t b khác phát tri n nhanh Tuy nhiên, n c th i t lò gi t m gia súc l i h u nh thi t b x lý n Các nhà x ng gi t m ch bi n công nghi p th th i không x lý N c th i ng th i tr c ti p máu n c c th i t trình gi t m gia súc r t ô nhi m, có mùi hôi tanh, n ng n ch t ô nhi m r t cao đ c bi t thông s COD, BOD, Nit , Ph t pho, d u m , Coliform, vi trùng, vi khu n Vi c x th i tr c ti p ngu n n th i nh h c ng nghiêm tr ng đ n s c kh e c a công nhân s n xu t, c ng đ ng dân c xung quanh làm ngu n n c ti p nh n ô nhi m n ng n Thành ph Hà n i hi n ch có m t vài c s gi t m gia súc, gia c m t p trung bán công nghi p, nh ng s n l nhân, n m r i rác ng không cao, h u h t v n c s gi t m c a t qu n Hai Bà Tr ng, Thanh Xuân, Tây H , Thanh Trì… Theo th ng kê ch n nuôi n m 2014, trung bình m i ngày, t lò m xu t x ng kho ng 120 t n th t l n, 30 t n th trâu bò Tình tr ng gi t m c a lò m t nhân di n r t t phát không đ c n 300-500 lít n m3 n c ki m soát Trên th c t đ gi t m m t l n c V y v i quy mô ph bi n 50-100 l n/ngày c n 20-50 c g n nh toàn b l ng n c đ nhi m r t cao [29] V i th m nh n c th i v i n ng đ ch t ô c nông nghiêp, ngành công nghi p ch n nuôi ch bi n th c ph m phát tri n m nh Vi t nam Các đ n v gi t m gia súc t p trung không nh ng đ m b o ngu n cung c p th c ph m an toàn cho ng i dân mà ti n xa h n xu t kh u sang n c khác M t yêu c u đ u tiên đáp ng yêu c u v sinh an toàn th c ph m nghiêm ng t c a th tr ng khó tình khu v c gi t m ph i h p v sinh c s ph i có h th ng x lý ch t th i đ m b o yêu c u, nên vi c x lý c n thi t nh m c i thi n ch t l ng n c sau x lý đáp ng yêu c u c t B, QCVN 40:2011/BTNMT Quá trình oxi hóa amôni y m khí (Anaerobic ammonium oxidation Anammox), đó, amôni nitrit đ N2 d c oxi hóa m t cách tr c ti p thành khí i u ki n y m khí v i amôni ch t cho n t , nitrit ch t nh n n t đ t o thành khí N ây m t ph trình lo i b amôni thông th m c a ph th ng ng pháp có hi u qu kinh t so v i ng t n ng pháp so v i ph c th i có ch a nhi u amôni u ng pháp nitrat hóa đ nitrat hóa thông ch : đòi h i nhu c u v oxi h n không c n ngu n cacbon h u c t bên B c nitrat hóa bán ph n ph i đ c ti n hành tr c đ chuy n ch m t n a amôni thành nitrit S n ph m c a trình Anammox N , nhiên, kho ng 10% c a nit đ a vào (amôni nitrit) đ L c chuy n thành nitrat ng bùn sinh không đáng k Bên c nh đó, vi c ng d ng trình anammox đ x lý amôni v i n ng đ cao môi tr ng l u đ ng đ c nghiên c u cho k t qu kh quan nh n ng đ amôni đ u vào t 100-300 mgNH +-N/L [12].Tuy nhiên, nghiên c u m i ch d ng l i vi c s d ng n c th i mô ph ng n c th i có n ng đ amôni cao mà ch a nghiên c u đ i v i n c th i th c t nh n c th i lò gi t m gia súc, n c r rác… Vi c ng d ng trình anammox ch a đ c th c hi n nhi u Vi t Nam trình anammox c ng có nh ng khó kh n nh t đ nh nh vi khu n anammox sinh tr ng ch m nh y c m v i m t s y u t môi tr ng nh nhi t đ , đ pH T nh ng lý trên, tác gi ti n hành th c hi n đ tài: “Nghiên c u đánh giá kh n ng x lý amôni mô ph ng n c th i lò m ng d ng trình Anammox” M c tiêu c a đ tài ánh giá kh n ng x lý amôni mô ph ng n trình Anammox it it ng ph m vi nghiên c u ng nghiên c u: N c th i mô ph ng n c th i lò m c th i lò m ng d ng 63 B ng 3.10 Thay đ i t l cân b ng hóa h c c a T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO sinh so v i t l N-NH + lo i b giai đo n x lý Giai đo n T l N-NO - / NNH T l N-NO - / N- + NH + T l T-N/ N-NH + T l lý thuy t 1,32 0,26 2,06 Giai đo n 3,80 1,83 1,00 Giai đo n 0,93 0,57 2,50 Giai đo n 0,93 0,24 2,17 Giai đo n 0,98 0,19 2,17 Nh n xét: T b ng ta th y có s khác bi t rõ ràng gi t l lý thuy t t l T-N lo i b , N-NO - lo i b N-NO - sinh so v i t l N-NH + giai đo n Sang giai đo n 2, t l đ c xem g n nh Có th gi i thích nh sau: giai đo n hi u su t x lý N-NO - cao l t ng đ i l n M t khác l ng N-NH + lo i b ng N-NO - lo i b đ giai đo n t c ng đ i th p t l cao đ t giá tr 3,8 T ng t t l N-NO c ng cao h n so v i t l lý thuy t đ t giá tr 1,83 Do t l lo i b T-N N-NH + lo i b th p h n so v i lý thuy t đ t giá tr 1,00 Giai đo n 1: T l N-NO - / N-NH +, T l N-NO - / N-NH + l n l t 3,8 1,83 cao h n so v i giá tr c a t l lý thuy t 1,32 0,26,còn t l T-N/ N-NH + 1,0 th p h n nhi u so v i giá tr c a t l lý thuy t 2,06 Do T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l N-NH + lo i b giai đo n r t khác so v i t l lý thuy t c a ph anammox hi n t ng Nitrat hóa th o lu n m c 3.4 ng trình ph n ng 64 Hình 3.6 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l NNH + lo i b giai đo n Giai đo n 2: T l N-NO - / N-NH + 0,93 th p h n so v i giá tr c a t l lý thuy t 1,32 Còn t l N-NO - / N-NH + t l T-N/ N-NH + l n l t 0,57 2,50 cao h n so v i t l lý thuy t 0,26 2,06 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l NNH + lo i b giai đo n v n khác so v i t l lý thuy t c a ph ph n ng anammox, nhiên s chênh l ch h n giai đo n ng trình 65 Hình 3.7 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l NNH + lo i b giai đo n Giai đo n 3: T l N-NO - / N-NH + 0,93 th p h n so v i giá tr c a t l lý thuy t 1,32 Còn t l N-NO - / N-NH + t l T-N/ N-NH + l n l t 0,24 2,17 g n gi ng v i t l lý thuy t 0,26 2,06 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l NNH + lo i b giai đo n so v i t l lý thuy t c a ph anammox l ch h n giai đo n 2, đ c c i thi n r t nhi u ng trình ph n ng 66 0,600 y = 2,1715x T l lo i b sinh (g/m3 ngày) 0,500 T l lo i b NNO2 T l sinh NNO3 T l lo i b TN 0,400 0,300 y = 0,9324x 0,200 y = 0,2391x 0,100 0,000 0,215 0,220 0,225 0,230 0,235 0,240 0,245 0,250 0,255 T l N-NH4 lo i b (g/m3 ngày) Hình 3.8 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO sinh so v i t l NNH + lo i b giai đo n Giai đo n 4: T l N-NO - / N-NH +, t l N-NO - / N-NH + t l T-N/ N-NH + l n l t 0,98; 0,19 2,17 g n gi ng v i t l lý thuy t 1,32; 0,26 2,06 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l N- NH + lo i b giai đo n g n nh gi ng v i t l lý thuy t c a ph ph n ng anammox ng trình 67 0,800 y = 2,1717x T l lo i b sinh (g/m3 ngày) 0,700 0,600 0,500 T l lo i b N-NO2 0,400 y = 0,9798x 0,300 T l sinh N-NO3 T l lo i b TN 0,200 0,100 y = 0,1918x 0,000 0,250 0,300 T l N-NH4 lo i b 0,350 (g/m3 ngày) Hình 3.9 T l T-N lo i b , N-NO - lo i b t l N-NO - sinh so v i t l NNH + b giai đo n Nh v y có th nói, trình ti n hành x lý amoni b ng ng d ng trình anammox b ng th c nghi m qua giai đo n đ t đ v i lý thuy t c a trình ây c s quan tr ng đ đ a ng d ng c a lý thuy t trình anammox vào th c t x lý n 3.6 c hi u qu t t d n lên, g n c th i lò m ch a amoni cao S thay đ i pH Ti n hành đo pH t i th i m l y m u n anammox ta có k t qu thu đ c th i đ u đ u vào b c b ng 3.2 B ng 3.11 pH trình v n hành Giai đo n pH vào pH Giai đo n 7,4±0,1 7,6±0,1 Giai đo n 7,3±0,1 7,9±0,3 Giai đo n 7,3±0,1 8,1±0,2 Giai đo n 7,2±0,1 8,0±0,1 68 B ng 3.2 cho th y pH trình ch y mô hình thí nghi m có s thay đ i đ u vào c a n 7,2- 7,4 Tuy nhiên trình x lý c th i u vào c a n c th i đo đ ct ng đ i n đ nh t đ u có s thay đ i l n h n t 7,6 – 8,1 N c th i sau đ u c a b anammox t ng tính ki m lên Trong giai đo n giá tr pH đ u không v t giá tr 7,6 có th s t n t i c a trình nitrat hóa anammox b ph n ng v t li u PE M t ph n th hi n vi khu n anammox v n ch a thích nghi hoàn toàn Giá tr pH đ u cao h n giai đo n 2, đ c bi t cao h n đ n 8,0 giai đo n i u ph n ánh tính ch t hóa h c c a ph n ng anammox tiêu th axit Vì v y có th nói giai đo n phát tri n n đ nh c a anammox Và c ng phù h p v i l ng bi n đ i nitrat m c 3.5 Quá trình phát tri n c a vi khu n anammox c ng đ th c nhìn th y b ng m t ng thông qua màu s c c a v t li u mang qua giai đo n nghiên c u nh hình 3.10 Hình 3.10: Thay đ i v màu s c sinh kh i Ta th y nh ng thay đ i màu s c sinh kh i PE x p th i gian b t đ u v n hành đ n giai đo n n đ nh Sinh kh i dính bám b m t c a v t li u x p PE làm v t li u chuy n d n t màu tr ng sang màu vàng đ 69 Quan sát ch r ng vi khu n anammox t ng nhanh chóng b m t c a v t li u PE phù h p v i k t qu nghiên c u 3.7 K t lu n ch ng tài nghiên c u trình đ c l p là: Nitrit hóa bán ph n trình Anamox Tuy nhiên kh i l trình Nitrit hóa bán ph n ng công vi c t b s 1ch a đ t đ ng đ i l n, hi u qu c a c k t qu t t nên tác gi ch sâu vào vi c phân tích x lý s li u c a b s (Quá trình Anammox) Quá trình th c hi n nghiên c u chia làm 04 giai đo n Qua trình phân tích m u, x lý s li u Tác gi có nh ng đánh giá v kh n ng x lý Amoni n ph ng v i n c th i lò m (đ c pha theo t l ch t đ mô c th i lò m ) ng d ng trình Anammox thông qua thông s : - S bi n đ i v N-NH +, N-NO - đ u vào đ u c a mô hình  S bi n đ i v N-NH + đ u vào đ u c a mô hình  S bi n đ i v N-NO - S bi n đ i v t ng nit - S bi n đ i v t i tr ng x lý đ u vào đ u c a mô hình đ u vào đ u c a mô hình đ u đ u vào c a mô hình C giai đo n c a trình xét đ u cho th y xu h n ng v kh n ng x lý c th i nh sau: giai đo n 1, th i gian l u n c 24 gi l ng c ch t đ a vào nh nh t, vi sinh v t giai đo n thích nghi, trình x lý có b t n nhiên v n đ t đ c hi u qu t t giai đo n 2: T ng l ng c ch t lên nên vi sinh v t ch a k p thích nghi nên đ u giai đo n có s bi n đ ng t ng đ i nhi u, hi u qu x lý đ u giai đo n ch a cao, nhiên t ng d n v cu i giai đo n vi sinh v t thích nghi d n giai đo n 3: ây giai đo n vi sinh v t thích nghi d n phát tri n n đ nh 70 giai đo n 4: giai đo n cho th y l hi u qu x lý r t t t l cho phép ng c ch t đ a vào t ng đ i cao nh ng ng N-NH + , N-NO - , t ng N th p h n so v i tiêu chu n c t B QCVN 40/2011-BTNMT Nguyên nhân vi sinh v t thích nghi phát tri n m nh, n đ nh giai đo n L a ch n u ki n t i uđ ng d ng vào th c ti n cho nghiên c u sau 71 K T LU N VÀ KI N NGH Anammox công ngh m i đ c phát tri n nh ng n m g n Quá trình không c n b t k ngu n cacbon h u c đ lo i b nit Vì v y, đem l i l i ích v kinh t mang l i nhi u ti m n ng cho x lý n c th i có ch a amoni có n ng đ cao Là m t lo i hình công ngh m i, trình x lý nit n th i b ng trình anammox ch a đ c c áp d ng nhi u vào th c ti n Tuy nhiên, v i s phát tri n c a khoa h c công ngh công ngh ngày đ c l a ch n nhi u h n Xét v góc đ k thu t, x lý n n c th i b ng trình anammox có th x lý c th i đ t hi u qu cao h n h n so v i công ngh x lý n ho t tính truy n th ng, đ c bi t n c th i b ng bùn c th i ch a n ng đ amôni cao Các ch tiêu k thu t c a ngu n th i sau x lý nh ch tiêu TN, N-NH + đ u đáp ng đ t t tiêu chu n hi n hành cho x lý n c c th i công nghi p (QCVN 40:2011/BTNMT) V i nh ng u nh c m trình bày, có th k t lu n r ng, hoàn toàn có kh n ng ng d ng trình anammox x lý n c th i lò m t i Vi t Nam m t cách hi u qu tài đánh giá đ c kh n ng x lý Amoni n c th i lò m ng d ng trình Anammox thông qua đánh giá thông s v n hành mô hình th c nghi m: - S bi n đ i v N-NH +, N-NO -, N-NO - đ u vào đ u c a mô hình đ t hi u qu t t + S bi n đ i c a N-NH +: Giá tr đ u c a N-NH + trung bình đ t 8,28 mg/l hoàn toàn đáp ng đ n c tiêu chu n hi n hành v Quy chu n k thu t Qu c gia đ i v i c th i Công nghi p(QCVN 40/2011-BTNMT) Hi u qu x 86,76% + S bi n đ i c a N-NO - : Hi u qu x lý n đ nh đ t 84,54% lý n đ nh đ t 72 S bi n đ i v t ng nit - đ u vào đ u c a mô hình gi m d n, giá tr T-N đ u đ t 39,95 mg/l Hi u qu x lý n đ nh đ t 80% T ng ni t đ u đ t ch tiêu c t B c a QCVN 40/2011-BTNMT S bi n đ i v t i tr ng x lý - h th ng ch u đ đ u đ u vào c a mô hình cho th y c t i tr ng d n t ng cao So sánh k t qu th c nghi m cho th y s t - ng đ ng phù h p v i lý thuy t c a trình anammox ánh giá s thay đ i pH c a trình anammox, cho th y trình - anammox trình tiêu th axit a u ki n t i u đ áp d ng th c ti n cho nghiên c u sau - đ iv in c th i lò m là: Th i gian l u n c 24h, L ng N-NH +đ u vào 60-80 mg/l, nhi t đ 27-300C, pH = 6-8,5 Ki n ngh : - xu t nghiên c u m r ng thêm v i n ng đ c ch t đ u vào t ng cao h n (trên 80 mg/l) - T ng hi u qu kinh t c a ng d ng mô hình b ng cách nghiên c u v i th i gian l u n c th p h n - Ti p t c nghiên c u ch y mô hình thí nghi m đ i v i b Nitrit hóa bán ph n đ tìm u ki n t i u t o n ng đ ch t phù h p cho trình anammox - Trong t ng lai có th ti n hành cài đ t mô hình cho nhi u lo i n nhi u amôni nh : N c th i ch a c th i r rác, công nghi p th c ph m … ây nghiên c u b c đ u, v y c n có k ho ch nghiên c u sâu h n tri n khai quy mô l n h n nh m kh o sát kh n ng thích ng c a công ngh , vi khu n Anammox c ng nh ph ng pháp th c hi n 73 TÀI LI U THAM KH O Ti ng Vi t Lê Công Nh t Ph M i t ng, Nguy n Hu nh T n Long, Ngô K S ng (2012) ng quan bicacbonat ammonium c a trình nitrit hóa m t ph n/anammox đ lo i ammonium n c th i nuôi l n T p chí Sinh h c, 34(3SE): 63-68.10.2 Lê Công Nh t Ph ng (2008), Nghiên c u ng d ng nhóm vi khu n c th i ch n nuôi heo, Lu n án Ti n s , Anammox x lý n HQG TP HCM Ngô Th Ph ng Nam nnc; Nghiên c u x lý n c th i gi t m gia súc b ng trình sinh h c hi u khí th bám v t li u polymer t ng h p, T p chí Khoa h c, i h c Hu , s 48, 2008 Nguy n Th Hoa Lý – H Kim Hoa, Hi u qu m t s hóa ch t kh trùng dùng ch n nuôi, T p chí Thú y – s 4, 2002 (tr 43-49) Nguy n Xuân Hoàn (2009), Nghiên c u x lý amôni n ng đ th p n c th i sinh ho t b ng ph ng pháp anammox T p chí hóa h c ng d ng s 13 Nguy n V n Ph c (2007), X lý n Vi n tài nguyên môi tr ng, c th i b ng ph ng pháp sinh h c, i h c Qu c gia Tp H Chí Minh, 2007 Ph m Th Ng c Lan (2014), Bài gi ng k thu t v sinh môi tr nâng cao, ng nông thôn i h c Th y L i Ph m Kh c Li u, Kenji Furukawa (2008), Phát tri n trình x lý sinh h c m i lo i nit h c, n c th i c s ph n ng anammox, T p chí khoa i h c Hu , s 48 Quy t đ nh s 1930/Q -TTg ngày 20 tháng 11 n m 2009 v Phê t đ nh h ng phát tri n thoát n c đô th Vi t nam đ n 2025 t m nhìn đ n 2050 74 10 Tr n n cH , V n H i, (2002), C s hóa h c trình x lý n cc p c th i, Nhà xu t b n Khoa h c K thu t 11 Tr n Hi u Nhu , Tr n c H ,Lê Th Hi n Th o(1995) Các trình sinh h c công trình c p thoát n c NXB Khoa H c K Thu t , Hà N i 12 Tr n Th Hi n Hoa, L ng Ng c Khánh, Kenji Furukawa (2006), Lo i b nit b ng trình anammox s d ng h t PVA-gel làm v t li u mang, K y u H i ngh Khoa h c Công ngh i h c Xây d ng l n th 15, 5-14, Hanoi (Vi t Nam) 13 Tr n Hi u Nhu , Tr n Th Hi n Hoa (2011), Công ngh x lý n đ c th i hi n c áp d ng t i Vi t Nam, K y u h i ngh Khoa h c, Tr ng i h c Duy Tân N ng 14 Tr n Hi u Nhu (1998) “Thoát n c x lý n c th i công nghi p” , NXB Khoa H c K Thu t , Hà N i 15 Tr n c H (2006), Chuyên đ x lý nit n c th i Ti ng Anh 16 Bertino, A (2010), “Study on one-stage Partial Nitritation-Anammox processin Moving Bed Biofilm Reactors: a sustainable nitrogen removal”, TRITA LWR Degree Project4 17 Dosta, J., et al (2008), “Short-and long-term effects of temperature on the Anammox process”, Journal of Hazardous materials, 154, pp 688-692 18 Hippen, A., Rosenwinkel, K., Baumgarten, G., Seyfried, C.F.,(1997), Aerobicdeammonification: a new experience inthe treatment of wastewaters, Wat Sci Tech.35 (10), 111-12018 19 Koch, G., Egli, K.,van der Meer, J.R., Siegrist, H., (2000), Mathematicalmodelling of autotrophic denitrification in a nitrifying biofilm of a rotating biologicalcontactor, Wat Sci Tech 41 (4-5), 191-198 75 20 Macr Strous, Gijs Kuenen J., Mike S.M Jetten (1999), “Key physiology of anaerobic ammonium oxidation”, Applied and Environmental Microbiology, 65(7), pp 3248 21 Melcalf and Eddy Inc Wastewater Engineering : Treatment ,Disposal and Reuse , 4th edition 22 Sara Ekström (2010), N2O production in a single stage nitritation/anammox MBBR process (Master Thesis), Lund University (2010)17 23 Siegrist, H., Reithaar, S., Lais, P., (1998), Nitrogen loss in a nitrifying rotatingcontactor treating ammonium rich leachate without organic carbon, Wat Sci Tech 37(4-5), 589-591.19 24 Van Hulle, S.W.H., Vandeweyerb, H.J.P., Meesschaertc, B.D.,Vanrolleghem a, P.A., Dejansb, P., Dumoulinb, A (2010), Engineering aspects and practica l application of autotrophic nitrogen removal from nitrogen rich streams, Chemical Engineering Journal 162:1-205 25 Zhu Liang, Junxin Liu (2008), “Landfill leachate treatment with a novel process; Anaerobic ammonium oxidation (Anammox) combined with soil infiltration system”, Journal of Hazadous materials, 151, pp.207 25 Standard methods for the examination of water and wastewater, phiên b n th 20 (Clescerl et al, 1999) Internet 26 http://www.syvab.se 25 Lò m làm kh môi tr ng 2014 Xem 29/8/2014 http://www.vietnamnet.vn 26 http://www vnexpress.net 27 B Nông nghi p & PTNT ki m tra th c tr ng c s gi t m m t s đ a bàn Hà N i 2015 xem 25/3/2015 http://hanoimoi.com.vn/ 76 PH L C M t s hình nh trình l p đ t v n hành mô hình thí nghi m M t s hình nh trình l y m u phân tích m u phòng thí nghi m 77 PH L C 1: QCVN 40:2011/ BTNMT QUY CHU N K THU T QU C GIA V N C TH I CÔNG NGHI P Ph l c 1: - Giá tr thông s ô nhi m làm c s tính toán giá tr t i đa cho phép n TT Thông s c th i Công nghi p Giá tr C nv A B oC 40 40 Pt/Co 50 150 - 6đ n9 5,5 đ n Nhi t đ Màu pH BOD5 (20oC) mg/l 30 50 COD mg/l 75 150 Amoni (tính theo N) mg/l 10 T ng nit mg/l 20 40 Coliform vi 3000 5000 khu n/100ml Trong đó: - C t A B ng quy đ nh giá tr C c a thông s ô nhi m n nghi p x vào ngu n n cđ c dùng cho m c đích c p n c sinh ho t; C t B B ng quy đ nh giá tr C c a thông s ô nhi m n nghi p x vào ngu n n c không dùng cho m c đích c p n M c đích s d ng c a ngu n ti p nh n n nh n n c th i c th i đ c th i công c th i công c sinh ho t; c xác đ nh t i khu v c ti p [...]... d ng Ngu n carbon chớnh vi khu n anammox phỏt tri n l carbon dioxide Trong quy 28 trỡnh chuy n húa anammox, hydroxylamine (NH 2 OH) v hydrazine (N 2 H 4 ) úng vai trũ l ch t trung gian T ú cho th y anammox l m t m t xớch quan tr ng c b sung vo chu trỡnh tu n hon nit trong t nhiờn (Hỡnh 1.1) 1.5.2 Tỡnh hỡnh nghiờn c u trong n c Vi c nghiờn c u ng d ng nhúm vi khu n Anammox trờn i t sinh ho t v cụng... nghiờn c u ng d ng quỏ trỡnh anammox i v i n gi t m gia sỳc ch a c th i sinh ho t c ng nh n c th c hi n nhi u trong mụi tr c th i lũ ng t ng l u ng [1,2] Nguy n Xuõn Hon (2009) Nghiờn c u x lý amụni n ng th p trong n th i sinh ho t b ng ph c ng phỏp anammox K t qu nghiờn c u mụ hỡnh th c nghi m nh m x lý amụni n ng th p trong n c th i sinh ho t b ng ph phỏp sinh h c k khớ anammox cho th y: v i th... t v i Nitrosomonas europaea v Nitrospira sp; cỏc ch ng vi khu n anammox t ng t v i cỏc ch ng ó c bi t tr c ú l KU2 v KSU 1 ó c phỏt hi n b ng k thu t phõn tớch gen 16S rDNA [8] 1.4 1.4.1 Lý thuy t v quỏ trỡnh anammox nh ngh a v quỏ trỡnh Anammox Quỏ trỡnh Anammox l quỏ trỡnh oxi húa amoni y m khớ (Anaerobic ammonium oxidation -Anammox) trong ú amoni v nitrit c oxi húa m t cỏch tr c ti p thnh khớ N... nuụi c y lm giu Anammox ph c a quỏ trỡnh Anammox c a ra nh sau [14]: ng trỡnh 19 NH 4 + + 1,3 NO 2 - + 0,066 HCO 3 - + 0,13H+ 1,2N 2 + 0,26NO 3 - + + 0,066 CH 2 O 0,5 N 0,15 + 2,03 H 2 O Hỡnh 1.10 Chu trỡnh nit k t h p v i quỏ trỡnh anammox 1.4.2 C ch c a quỏ trỡnh Anammox * C ch sinh hoỏ: C ch chuy n hoỏ n i bo c a ph n ng Anammox n nay v n ch a sỏng t hon ton S d ng ph c a ph n ng Anammox c lm... ng ph n m m Excel 5 Cỏc n i dung d ki n N i dung chớnh nghiờn c u trong lu n v n: - Hi n tr ng ụ nhi m Amụni trong n c th i lũ m - T ng quan cụng ngh x lý amụni trong n anammox trờn th gi i v Vi t Nam c th i lũ m ng d ng quỏ trỡnh Vi t Nam - Nghiờn c u th c nghi m ỏnh giỏ kh n ng x lý amụni trong mụ ph ng n th i lũ m ng d ng quỏ trỡnh Anammox c 4 CH 1.1 T ng quan v n NG I: T NG QUAN c th i lũ m t i... m t ph n /anammox trong m t b ph n ng (quỏ trỡnh SNAP), s d ng giỏ th poly acrylic v s i bụng t m K t qu cho th y mụ hỡnh ho t ng hi u qu v i hi u su t x NH 4 /m3.ngy v 87,8% lý t 92% t i tr ng 0,04 kgN- t i tr ng 0,14 kgN-NH 4 /m3.ngy T nghi m trong phũng thớ nghi m, ó xỏc nh k t qu th c c kh n ng k t h p c a hai nhúm vi khu n Nitrosomonas v Anammox trong cựng m t thi t b x lý amonium trong n c... amoni nh ng n ng cacbon h u c th p Trong quỏ trỡnh Anammox t l n ng gi a 20 nitrit v amoni u vo l kho ng 1,3 v c n ngu n cacbon vụ c , vỡ v y ph i b xung HCO 3 - S k t h p hai quỏ trỡnh nitrat húa bỏn ph n v quỏ trỡnh Anammox, thỡ trờn th c t nitrit l h p ch t trung gian trong c hai quỏ trỡnh Vỡ v y nitrat húa bỏn ph n r t thu n ti n v kinh t v theo sau ú l quỏ trỡnh Anammox m b o lo i b ton b nit... ton t d ng Tuy nhiờn quỏ trỡnh Anammox khú ỏp d ng cho vi c x lý n M t tr ng i chớnh c th i th c t ng d ng quỏ trỡnh Anammox l ũi h i m t giai o n b t u lõu di, ch y u l do t c sinh tr ng ch m c a vi khu n Anammox (th i gian nhõn ụi l kho ng 11 ngy) Thờm vo ú, vi khu n Anammox l vi khu n y m khớ v t d ng hon ton nờn chỳng khú nuụi c y Vỡ v y chỳng ch a phõn l p trong mụi tr c ng nuụi c y s ch... khu n anammox em l i m t ý ngh a l n [21] Hỡnh 1.12 Hỡnh nh vi khu n Anammox Candidatus Brocadia 1.4.3 Cỏc y u t 1.4.3.1 nh h Ph n nh h ng t i quỏ trỡnh anammox ng c a DO ng anammox d dng b c ch b i oxi v nitrit M c oxi th p (>0,04mg L-1) gõy ra c ch thu n ngh ch v n ng nitrit cao (> 100 mg L-1) gõy ra c ch khụng thu n ngh ch ho t tớnh c a vi khu n oxi húa amoni nh h ng c a 21 oxi lờn quỏ trỡnh anammox. .. t n n c bi t l n c a ton b sinh kh i anammox c tớnh toỏn nh m t hm c a nhi t v pH trong nh ng thớ nghi m d ng m Do ho t tớnh c a Anammox ph thu c vo nhi t , ng i ta ó tớnh toỏn c n ng l ng ho t hoỏ l 70kJ/mol, t ng ng v i quỏ trỡnh oxi húa hi u khớ Ho t tớnh v c ch : h ng s ho t tớnh c a anammox v i amoni v nitrit cõn b ng ho c nh h n 0,1mg N/l Quỏ trỡnh anammox khụng b c ch b i N-NH 4 + v N-NO