Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG VI SINH VẬT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Tác giả NGUYỄN BÍCH PHƯỢNG Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Kỹ Thuật Môi Trường Giáo viên hướng dẫn TS LÊ QUỐC TUẤN Tháng năm 2012 i  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN Khoa : Môi Trường Và Tài Nguyên Ngành : Kỹ thuật môi trường Họ tên : NGUYỄN BÍCH PHƯỢNG Lớp : DH08MT Khóa học : 2008 – 2012 MSSV : 08127110 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG VI SINH VẬT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Nhiệm vụ: - Nghiên cứu lý thuyết - Thiết kế vận hành mơ hình xử lý - Khảo sát ảnh hưởng tốc độ lộc, tải lượng COD, hàm lượng nitơ, phospho đến hiệu xử lý hệ thống - Khảo sát ảnh hưởng nồng độ vi sinh vật đến hiệu xử lý hệ thống - Tiến hành phân lập tăng sinh vi sinh vật Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 15 tháng 02 năm 2012 Ngày hoàn tất nhiệm vụ: 30 tháng 05 năm 2012 Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS LÊ QUỐC TUẤN Ngày 15 tháng 02 năm 2012 Giáo viên hướng dẫn ii  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm, quý thầy cô người tạo điều kiện cho em học tập tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức hữu ích cho em suốt thời gian học trường Xin chân thành cảm ơn TS Lê Quốc Tuấn - Người dành thời gian hướng dẫn truyền đạt kiến thức cần thiết để em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến Ba Mẹ người thân gia đình động viên, chăm sóc, u thương tạo điều kiện tốt để có ngày hơm Lời cuối cùng, xin cảm ơn tập thể DH08MT bạn bè quan tâm, giúp đỡ, chia khó khăn tơi suốt thời gian học tập Nguyễn Bích Phượng Khoa Mơi Trường Tài Nguyên Trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh iii  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến q trình xử lý TĨM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý” thực phòng thí nghiệm khoa Môi Trường Tài Nguyên, từ ngày 15 tháng 02 năm 2012 đến ngày 30 tháng 05 năm 2012 Với hướng dẫn TS Lê Quốc Tuấn, đạt số kết sau: - Nghiên cứu cho thấy tốc độ lọc, tải lượng COD, hàm lượng nitơ, phospho nồng độ vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu xử lý nước thải nhiễm dầu hệ thống - Nghiên cứu cho thấy lưu lượng tối ưu hệ thống lít/giờ, hệ thống xử lý hiệu với nồng độ COD 832 mg/lít - Kết nghiên cứu cho thấy thí nghiệm bổ sung đủ hàm lượng nitơ, phospho hiệu suất xử lý cao so với thí nghiệm bổ sung dư không bổ sung nitơ, phospho - Số lượng khuẩn lạc mẫu nước thải nhiễm dầu phân lập là: 18 ×1010 CFU/ml Chứng tỏ nước thải nhiễm dầu có tồn vi sinh vật phân hủy dầu - Với kết thí nghiệm 5, nghiên cứu đề tài chứng minh hệ thống xử lý hiệu bổ sung thêm vi sinh vật trình xử lý Hiệu suất xử lý COD đạt 92,8% (tăng 17,5% so với không bổ sung vi sinh vật), hiệu suất xử lý SS đạt 92,9% (tăng 8,6% so với không bổ sung vi sinh vật), hiệu suất xử lý dầu tăng 21,5% ta bổ sung thêm vi sinh vật iv  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT x Chương ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan dầu mỏ 2.2 Sự ô nhiễm dầu mỏ 16 2.3 Hậu ô nhiễm dầu 19 2.3.1 Đối với hệ sinh thái 19 2.3.2 Đối với kinh tế, xã hội người 21 2.4 Tổng quan xử lý nước thải nhiễm dầu 21 2.4.1 Phương pháp học 21 2.4.2 Phương pháp hóa lý 21 2.4.3 Phương pháp sinh học 21 2.5 Tổng quan vi sinh vật xử lý dầu 22 2.6 Tình hình nghiên cứu nước nước 24 v  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý 2.6.1 Tình hình nghiên cứu nước 24 2.6.2 Tình hình nghiên cứu nước 25 Chương 27 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 27 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 27 3.1.1 Thời gian nghiên cứu 27 3.1.2 Địa điểm nghiên cứu lấy mẫu 27 3.3 Vật liệu, hóa chất, thiết bị nghiên cứu 27 3.3.1 Vật liệu 27 3.3.2 Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu 28 3.3.3 Hóa chất 28 3.4 Phương pháp nghiên cứu 28 3.4.1 Chuẩn bị mẫu nước thải 28 3.4.2 Thiết kế mơ hình xử lý nước thải nhiễm dầu 34 3.4.3 Tiến hành thí nghiệm 37 a) Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ lọc đến hiệu xử lý hệ thống 37 b) Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng tải lượng COD đến hiệu xử lý hệ thống 37 c) Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng nitơ, phospho đến hiệu xử lý hệ thống 37 d) Thí nghiệm 4: Nuôi cấy vi sinh vật 38 Chương 42 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 42 4.1 Kết thí nghiệm 42 4.1.1 Chỉ tiêu pH 42 4.1.2 Hiệu suất xử lý COD 43 4.1.3 Hiệu suất xử lý SS 44 4.1.4 Hiệu xử lý dầu 45 vi  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến q trình xử lý 4.2 Thí nghiệm 46 4.2.1 Chỉ tiêu pH 46 4.2.2 Hiệu suất xử lý COD 47 4.2.3 Hiệu suất xử lý SS 48 4.2.4 Hiệu xử lý dầu 49 4.3 Thí nghiệm 52 4.3.1 Chỉ tiêu pH 52 4.3.2 Hiệu suất xử lý COD 53 4.3.3 Hiệu suất xử lý SS 54 4.3.4 Hiệu xử lý dầu 55 4.3.5 Chỉ tiêu Nitơ 55 4.3.6 Chỉ tiêu Phospho 56 4.4 Thí nghiệm 57 4.3.1 Kết phân lập 57 4.3.2 Kết tăng sinh 58 4.5 Thí nghiệm 59 4.5.1 Chỉ tiêu pH 60 4.5.2 Hiệu suất xử lý COD 60 4.5.3 Hiệu suất xử lý SS 61 4.5.4 Hiệu xử lý dầu 62 Chương 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 5.1 Kết luận 63 5.2 Kiến nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 66 PHỤ LỤC BẢNG SỐ LIỆU 66 PHỤ LỤC PHỤ LỤC HÌNH ẢNH 72  vii  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hydrocacbon riêng lẽ có loại dầu mỏ Bảng 2.2 Tính chất số n-parafin Bảng 2.3 Các vi sinh vật có khả phân hủy dầu mỏ khí đốt 23 Bảng Các tiêu phân tích mẫu nước thải đầu vào 28 Bảng 3.2 Thể tích mẫu thể tích hóa chất sử dụng tương ứng 30 Bảng 4.1 Các tiêu nước thải đầu vào thí nghiệm 42 Bảng 4.2 Sự biến đổi giá trị pH nghiệm thức 42 Bảng 4.3 Các tiêu nước thải đầu vào thí nghiệm 46 Bảng 4.4 Sự biến thiên giá trị pH 46 Bảng 4.5 Các tiêu nước thải đầu vào 52 Bảng 4.6 Sự biến thiên giá trị pH thí nghiệm 52 Bảng 4.7 Sự biến đổi giá trị hàm lượng nitơ thí nghiệm 55 Bảng 4.8 Sự biến đổi giá trị hàm lượng phospho thí nghiệm 56 Bảng 4.10 Sự biến thiên giá trị pH thí nghiệm 60 viii  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Con tàu chở dầu Amoco Cadiz bị chìm ngồi khơi Pháp 17 Hình 2.2 Hình ảnh tàu M/T Haven cháy chìm dần 18 Hình 2.3 Hình ảnh chim ó biển bị nhiễm dầu 20 Hình 3.1 Mơ hình xử lý nước 35 Hình 3.2 Sỏi 36 Hình 4.1 Biểu đồ thể hiệu xử lý COD thí nghiệm 43 Hình 4.2 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý SS thí nghiệm 44 Hình 4.3 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý dầu thí nghiệm 45 Hình 4.4 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý dầu thí nghiệm 47 Hình 4.5 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý SS thí nghiệm 48 Hình 4.6 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý dầu thí nghiệm 49 Hình 4.7 Nước thải nhiễm dầu pha lỗng 10 lần trước sau xử lý 50 Hình 4.8.Nước thải nhiễm dầu pha lỗng lần trước sau xử lý 51 Hình 4.9 Nước thải nhiễm dầu khơng pha lỗng trước sau xử lý 51 Hình 4.10 Biểu đồ thể hiệu xử lý COD thí nghiệm 53 Hình 4.11 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý SS thí nghiệm 54 Hình 4.12 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý dầu thí nghiệm 55 Hình 4.13 Khuẩn lạc phân lập từ nước thải nhiễm dầu 57 Hình 4.14 Dung dịch trước tăng sinh 58 Hình 4.15 Dung dịch sau tăng sinh 58 Hình 4.16 Khuẩn lạc phân lập từ mẫu tăng sinh 59 Hình 4.17 Biểu đồ thể hiệu xử lý COD thí nghiệm 60 Hình 4.18 Biểu đồ thể hiệu xử lý SS thí nghiệm 61 Hình 4.19 Biểu đồ thể hiệuố yếu tố đến trình xử lý 4.5.4 Hiệu xử lý dầu Hình 4.19 Biểu đồ thể hiệu xử lý dầu thí nghiệm Qua biểu đồ hình 4.19 ta thấy: Hàm lượng dầu giảm nghiệm thức Hiệu suất xử lý dầu nghiệm thức khác Ở nghiệm thức khơng bổ sung vi sinh vật hiệu xử lý dầu đạt 32,9%, bổ sung thêm vi sinh vật hiệu xử lý tăng Ở nghiệm thức A, ta bổ sung thêm 500ml dung dịch vi sinh vật tăng sinh hiệu suất xử lý dầu tăng thêm 21,5% so với không bổ sung vi sinh vật Nhưng bổ sung lượng vi sinh vật so với nghiệm thức A hiệu suất tăng thêm 5,1% Chứng tỏ hàm lượng vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu xử lý dầu hệ thống Tóm lại, nồng độ vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu xử lý hệ thống Khi ta bổ sung thêm lượng vi sinh vật hiệu xử lý hệ thống tăng lên so với không bổ sung vi sinh vật Cụ thể là: hiệu suất xử lý COD tăng thêm 17,5%, SS tăng thêm 8,5% dầu tăng thêm 21,5% 62  Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu vi sinh vật ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Nghiên cứu cho thấy tốc độ lọc, tải lượng COD, hàm lượng nitơ, phospho nồng độ vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu xử lý hệ thống Hiệu xử lý hệ thống tốc độ lọc khác khác Tốc độ lọc tối ưu hệ thống lít/giờ Với tải lượng COD khác hiệu xử lý hệ thống khác Khi tải lượng COD cao thấp hiệu xử lý hệ thống thấp Hệ thống xử lý hiệu với nồng độ COD 832 mg/lít Nghiên cứu cho thấy rằng, hàm lượng nitơ, phospho ảnh hưởng đến hiệu xử lý hệ thống Các nghiệm thức bổ sung đủ hàm lượng nitơ, phospho (theo tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1) hiệu suất xử lý cao so với nghiệm thức bổ sung dư (tỉ lệ bổ sung BOD:N:P = 100:15:3) không bổ sung nitơ, phospho Với kết thí nghiệm cho thấy nước thải nhiễm dầu có tồn vi sinh vật phân hủy dầu Với kết thí nghiệm 5, chứng minh hệ thống xử lý hiệu bổ sung thêm vi sinh vật trình xử lý Hiệu suất xử lý COD đạt 92,8% (tăng 17,5% so với không bổ sung vi sinh vật), hiệu suất xử lý SS đạt 92,9% (tăng 8,6% so với không bổ sung vi sinh vật), hiệu suất xử lý dầu tăng 21,5% ta bổ sung thêm vi sinh vật 63  ... điểm nghiên cứu lấy mẫu 27 3.3 Vật liệu, hóa chất, thi t bị nghiên cứu 27 3.3.1 Vật liệu 27 3.3.2 Dụng cụ, thi t bị nghiên cứu 28 3.3.3 Hóa chất ... thải đầu vào thí nghiệm 46 Bảng 4.4 Sự biến thi n giá trị pH 46 Bảng 4.5 Các tiêu nước thải đầu vào 52 Bảng 4.6 Sự biến thi n giá trị pH thí nghiệm 52 Bảng 4.7 Sự... nghiệm Bảng Sự biến thi n giá trị pH lần lặp lại thí nghiệm Nghiệm thức Đầu vào Đầu Lần Lần Lần A 6,13 6,33 6,32 6,35 B 6,24 6,23 6,25 2,21 C 6,34 6,32 6,29 6,35 Bảng Sự biến thi n giá trị COD