- Nghiên cứu ứng dụng Sunfua - Canxi Cacbonat Composit trong hệ xử lý nitơ hòa tan từ nước. - thải bằng phương pháp lọc sinh học. - Nghiên cứu tỷ lệ thành phần S:CaCO3 tối ưu cho quá trình khử nitrat tự dưỡng.. - Nghiên cứu khả năng khử nitrat tự dưỡng của đá SC đối với một số mẫu bùn thực tế.. - Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước viên composit tới hiệu quả quá trình khử nitrat tự dưỡng. - Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều cao lớp vật liệu nền tới quá trình khử nitrat tự dưỡng trên mô hình pilot. - Thử nghiệm với nước thải thực tế.. - Ô nhiễm nước thải. - Xử lý chất thải. - Phương pháp lọc sinh học. - Nước thải giàu N rất phong phú như nước thải sinh hoạt. - nước thải từ các ngành công nghiệp như mạ, chế biến thủy sản. - nước thải từ nông nghiệp như chăn nuôi và cả nước rác. - Việc xử lý các hợp chất nitơ trong nước thải đang rất được quan tâm trong công nghệ xử lý nước. - Một phương pháp hiện nay được áp dụng rộng rãi là phương pháp sử dụng vi sinh, bởi chi phí xử lý thấp hơn và thân thiện với môi trường.. - Chính vì vậy, để góp phần nâng cao hiệu quả xử lý nitơ trong hệ thống xử lý nước thải, đã lựa chọn đề tài "Nghiên cứu quá trình ứng dụng sulfur - calcium carbonate composit trong hệ xử lý nitơ hòa tan từ nước thải bằng phương pháp lọc sinh học", nhằm tìm ra được các điều kiện tối ưu của việc xử lý các hợp chất nitơ hòa tan bằng phương pháp lọc sinh học khi sử dụng Sunfua-Canxi Cacbonat Composit làm vật liệu nền. - Các nội dung nghiên cứu bao gồm:. - Nghiên cứu tỷ lệ thành phần S:CaCO 3 tối ưu cho quá trình khử nitrat tự dưỡng;. - Nghiên cứu khả năng khử nitrat tự dưỡng của đá SC đối với một số mẫu bùn thực tế;. - Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước viên composit tới hiệu quả quá trình khử nitrat tự dưỡng;. - Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều cao lớp vật liệu nền tới quá trình khử nitrat tự dưỡng trên mô hình pilot;. - Nitrat, amoniac từ phân hủy hiếu khí và nitơ không khí nhờ quá trình cố định đạm tham gia xây dựng tế bào thực vật, vi sinh vật dưới dạng các hợp chất hữu cơ. - Lượng nước thải giàu N thải ra môi trường ngày càng nhiều, chủ yếu từ các nguồn thải sau:. - Nước thải sinh hoạt 1.2.2. - Nước thải công nghiệp. - Tác hại của hợp chất nitơ. - Tác hại của hợp chất nitơ đối với sức khỏe cộng đồng 1.3.2. - Các phƣơng pháp xử lý N trong nƣớc thải. - Có bốn phương pháp xử lý amoni trong nước đang được ứng dụng hiện nay là phương pháp cơ học (phương pháp thổi khí), phương pháp oxy hoá (phương pháp clo hoá tại điểm gẫy), phương pháp vi sinh, và phương pháp trao đổi ion.. - Phương pháp cơ học 1.4.2. - Phương pháp oxi hoá 1.4.3. - Phương pháp trao đổi ion 1.4.4. - Phương pháp vi sinh. - Nitơ hóa bằng vi sinh tự dưỡng. - Do vậy, theo xu hướng hiện nay, người ta đi sâu vào nghiên cứu sử dụng lưu huỳnh:. - Sử dụng phương pháp này cần cung cấp độ kiềm để duy trì pH nằm trong khoảng đây là pH tối ưu cho quá trình khử nitrat tự dưỡng.. - Quá trình khử nitrat và vật liệu composit. - Quá trình khử nitrat. - Quá trình khử nitrat xảy ra theo bốn bậc liên tiếp nhau với mức độ giảm hóa trị của nguyên tố nitơ từ +5 về và 0:. - Vi sinh vật thực hiện quá trình khử trên có tên chung là Denitrifier, bao gồm ít nhất là 14 loại vi sinh vật, ví dụ Bacillus, Pseudomonas, Methanomonas, Thiobacillus,.... - Vật liệu composit. - Đá SC là vật liệu composit được tạo nên từ 2 chất nền là lưu huỳnh và đá vôi. - Các công trình nghiên cứu nitơ hóa bằng vi sinh vật tự dƣỡng. - Hiện nay còn có rất nhiều các công trình nghiên cứu về quá trình này như : Ảnh hưởng của các chất hữu cơ lên quá trình khử nitrat tự dưỡng sử dụng chất khử S dưới các điều kiện hỗn hợp (Effect of. - Hiện nay, tại nước ta chưa có các nghiên cứu nào công bố nghiên cứu về quá trình nitơ hóa tự dưỡng sử dụng các viên S: CaCO 3 . - Việc đánh giá, nghiên cứu ứng dụng viên đá S: CaCO 3 cho quá trình khử nitrat nói riêng và xử lý nitơ hòa tan nói chung trong điều kiện Việt Nam là rất cần thiết.. - Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. - Đối tƣợng nghiên cứu. - Nguồn vi sinh vật: bùn sông Tô Lịch và bùn hoạt tính lấy từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Bia Ha Đô (Hà Đông - Hà Nội).. - Nước thải: nước thải nhân tạo và nước thải mạ điện của công ty Cổ phần Xuân Hòa.. - Phƣơng pháp nghiên cứu. - Phương pháp thu thập tài liệu và tổng hợp tài liệu về các vấn đề liên quan đến nội dung nghiên cứu nói chung và tài liệu về các phương pháp xử lý nitơ, cụ thể là quá trình khử nitrat nói riêng từ các bài báo, tạp chí nước ngoài, các báo cáo nghiên cứu về vấn đề liên quan đến xử lý các hợp chất nitơ hòa tan trong nước thải, các sách trong nước viết về xử lý nước thải, nguồn internet.. - Tối ưu hóa quá trình nghiên cứu bằng việc thử nghiệm song song cùng một lúc nhiều hệ thống xử lý trong phòng thí nghiệm với các điều kiện vận hành khác nhau.. - Sử dụng các phương pháp thực nghiệm, phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm về các thông số khảo sát như NO 3. - Phương pháp phân tích. - Phương pháp tiến hành thí nghiệm để khảo sát các yếu tố liên quan đến nội dung nghiên cứu.. - 2- bằng phương pháp trắc quang trên máy đo UV THERMO ELECTRON COVPORATION. - Nhóm 2: Phân tích các thông số độ cứng, độ kiềm bằng phương pháp chuẩn độ + Nhóm 3: Phương pháp phân tích hàm lượng vi sinh trong bùn. - Nghiên cứu các điều kiện tối ƣu cho quá trình xử lý. - Nghiên cứu tỷ lệ thành phần S:CaCO 3 tối ưu cho quá trình khử nitrat tự dưỡng (Thí nghiệm 1). - Nghiên cứu khả năng khử nitrat tự dưỡng của đá SC đối với một số mẫu bùn thực tế (Thí nghiệm 2). - Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước viên composit tới hiệu quả quá trình khử nitrat tự dưỡng(Thí nghiệm 3). - Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều cao lớp vật liệu nền tới quá trình khử nitrat tự dưỡng trên mô hình pilot (Thí nghiệm 4). - Chƣơng 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. - Kích thước của viên SC sử dụng trong khoảng 5 – 20 mm để tránh mất đầu vào trong quá trình xử lý.. - Các điều kiện tối ƣu tới quá trình khử nitrat tự dƣỡng 3.3.1. - -N của các hệ liên tục với ba loại đá SC theo thời gian. - Kết quả thu được cho thấy, quá trình nitrat tự dưỡng xảy ra trong hệ thí nghiệm với đá SC 1 tốt nhất trong ba loại đá.. - Kết quả nghiên cứu khả năng khử nitrat tự dưỡng của đá SC đối với một số mẫu bùn thực tế. - Sau đó, khả năng xử lý nitrat của cả ba hệ đạt được gần giống nhau.. - Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước viên composite tới hiệu quả quá trình khử nitrat tự dưỡng. - Như vậy, với đá SC có kích thước viên <. - 2mm là phù hợp nhất đối với quá trình khử nitrat tự dưỡng.. - Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước hệ thống tới quá trình khử nitrat tự dưỡng trên mô hình pilot. - Như vậy, hiệu suất xử lý của hệ thí nghiệm hoàn toàn phù hợp với quá trình thích nghi và phát triển của vi sinh vật qua các giai đoạn (thích nghi, phát triển tuyến tính, ổn định và suy thoái).. - Ảnh đá SC chụp với độ phóng đại là 100 k và dải kích thước là 500 nm.. - Thử nghiệm với nước thải thực tế. - Xem xét quá trình thay đổi hiệu suất xử lý của hệ thí nghiệm thấy phù hợp với quá trình thích nghi và phát triển của vi sinh vật qua các giai đoạn (thích nghi, phát triển tuyến tính, ổn định và suy thoái). - Như vậy, khả năng xử lý nitrat của hệ vi sinh mô hình pilot sử dụng đá SC làm vật liệu đệm cũng đạt khoảng 95%.. - Một số các đặc trưng của ba loại đá SC (pH, độ cứng, khối lượng riêng) đã chế tạo gần giống nhau và đáp ứng yêu cầu của vật liệu cho xử lý các hợp chất nitơ trong nước thải, trong đó khối lượng riêng của SC 2 cao nhất (2.68 g/cm 3. - Cả ba loại đá SC chế tạo được đều đạt hiệu suất xử lý các hợp chất nitơ trong nước cao, cụ thể;. - Hiệu suất xử lý nitrat đạt 89. - Hiệu suất xử lý amoni đạt 86% (đối với đá SC 1 ) và 67. - 73% (đối với đá SC 2 và SC 3. - Quá trình oxi hóa amoni thành nitrat diễn ra hoàn toàn (nồng độ nitrit đo được trong nước rất thấp, khoảng mg/L.. - Đá SC(3:2) đạt hiệu quả xử lý nitrat (1,3628 mg-N/L/ngày) cao nhất trong ba loại đá thí nghiệm.. - Bùn hoạt tính có nhiều vi khuẩn khử nitrat tự dưỡng hơn bùn sinh hoạt. - Tuy nhiên, trong điều kiện không có bùn hoạt tính hoặc không đủ, thì nuôi loại bùn này một thời gian cũng có thể sử dụng cho quá trình xử lý.. - Kích thước viên đá SC có ảnh hưởng tới hiệu quả quá trình xử lý. - Dải kích thước đá phù hợp nhất cho hệ thống xử lý là <. - Với chiều cao cột sinh học của lớp vật liệu đá SC (68cm) thì hiệu quả xử lý đạt tới 95%.. - Vật liệu đá SC chế tạo được không chỉ xử lý vi sinh các hợp chất nitơ hòa tan mà còn loại bỏ được một phần NH 4. - Hiệu quả xử lý nitrat trong nước thải mạ điện trên hệ mô hình pilot đạt xấp xỉ 95%.. - Cần có những bước nghiên cứu sâu hơn về sự ảnh hưởng của các yếu tố khác như nhiệt độ, độ kiềm,…để tối ưu hóa các điều kiện xử lý, nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất.. - Cần mở rộng thời gian nghiên cứu lâu hơn để đánh giá tính ổn định về khả năng xử lý các hợp chất nitơ hòa tan của hệ thống.. - Mở rộng nghiên cứu ứng dụng vật liệu SC để xử lý nhiều loại nước thải chứa nitơ hòa tan hơn nữa như nước thải sinh hoạt, nước thải chế biến thực phẩm, nước thải chăn nuôi, nước rỉ rác,…. - Lê Văn Cát (2001), Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ và photpho, NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ.. - Trịnh Lê Hùng (2009), Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Giáo dục Việt Nam.. - QCVN 24:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.. - Trần Hùng Thuận (2010), Thuyết minh đề tài: Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu compozit trên cơ sở Lưu huỳnh và Đá vôi trong hệ thống xử lý tách loại Nitơ hoà tan từ nước thải bằng phương pháp sinh học, Trung tâm Công nghệ Vật liệu, Viện Ứng dụng Công nghệ.