MỤC LỤC

Nhiệm vụ khoá luận tốt nghiệp A

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 1 B

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2 C

Nhận xét của giáo viên phản biện 1 D

Nhận xét của giáo viên phản biện 2 E

Lời cảm ơn. i

Tóm tắt luận văn. ii

Mục lục. iii

Danh mục các bảng. v

Danh mục các hình vẽ, biểu đồ. vi

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt. viii

Danh mục phụ lục ix

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU. 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ. 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. 2

1.3 GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU. 2

1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI. 3

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU. 4

2.1 GIỚI THIỆU. 4

2.2 SỰ HÌNH THÀNH VÀ ĐẶC TÍNH CỦA BÙN HẠT HIẾU KHÍ. 5

2.2.1 Nguồn cacbon sử dụn tạo hạt. 5

2.2.2 Hình dạng bể phản ứng. 5

2.2.3 Bùn giống. 5

2.2.4 Đặc tính của bùn hạt hiếu khí 5

2.2.5 Chất mang cho bùn hạt hiếu khí. 5

2.3 CÁC NHÂN TỐ KÍCH THÍCH SỰ HÌNH THÀNH HẠT HIẾU KHÍ. 10

2.3.1 Tính kỵ nước của tế bào. 10

2.3.2 Tải trọng hữu cơ 11

2.3.3 Cation kim loại. 11

2.3.4 Chất rắn lơ lửng và chất mang. 12

2.4 SỰ HÌNH THÀNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ. 12

2.4.1 Sự hình thành hạt hiếu khí từ quá trình bùn hạt kỵ khí. 12

2.4.2 Sự hình thành hạt hiếu khí từ quá trình bùn hoạt tính hiếu khí thông thường 14

2.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ Amonia tự do. 18

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 20

3.1 VẬT LIỆU VÀ VI SINH VẬT. 20

3.1.1 Nước thải. 20

3.1.2 Bùn giống. 21

3.2 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM. 21

3.3 NUÔI CẤT BÙN HẠT. 21

3.3.1 Mô hình nghiên cứu và điều kiện vận hành hệ thống. 21

3.3.2 Điều kiện vận hành. 21

3.3.3 Sự tạo thành bùn hạt hiếu khí. 22

3.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH. 24

3.4.1 Vận tốc lắng. 24

3.4.2 Nồng độ sinh khối được lắng. 24

3.4.3 Các thông số khác. 25

3.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 25

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. 26

4.1 SỰ HÌNH THÀNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ. 26

4.1.1 Quá trình thích nghi ban đầu. 26

4.1.2 Sự hình thành hạt hiếu khí. 27

4.1.3 Chủng loại vi sinh và hình thái học của hạt. 28

4.1.4 Sự phát triển kích thước hạt. 29

4.1.5 Cơ chế hình thành hạt. 31

4.2 ĐẶC TÍNH CỦA BÙN HẠT HIẾU KHÍ. 32

4.2.1 pH. 32

4.2.2 Oxy hoà tan. 34

4.2.3 Nồng độ sinh khối. 35

4.2.4 Nồng độ sinh khối đã lắng (hoặc tỷ trọng sinh khối). 36

4.2.5 Khả năng lắng. 36

4.2.6 Khả năng xử lý của hạt hiếu khí. 39

4.2.7 Tải lượng shock trong bể phản ứng. 40

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 41

5.1 KẾT LUẬN. 41

5.2 KIẾN NGHỊ. 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHỤ LỤC 45

DANH MỤC CÁC BẢNG

BẢNG 3.1: THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI GIẾT MỔ XÍ NGHIỆP CHẾ BIẾN THỰC PHẨM NAM PHONG. 21

BẢNG 3.2: ĐIỀU KIỆN HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ SBR. 24

BẢNG 3.3: CÁC THÔNG SỐ ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA BUN HẠT. 25

BẢNG 4.1: THAY ĐỔI TỶ LỆ F/M THEO THỜI GIAN 40

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ

HÌNH 2.1: ĐẶC TÍNH CỦA BÙN HẠT VÀ BÙN HOẠT TÍNH TRUYỀN THỐNG. 6

HÌNH 2.2: SƠ ĐỒ VỀ NỒNG ĐỘ CHẤT NỀN TRONG HẠT HIẾU KHÍ. 7

HÌNH 2.3: HÌNH ẢNH VI HÌNH CỦA BÙN GIỐNG (TRÁI), THƯỚC ĐO (BAR) = 8 µM, BÙN DẠNG SỢI; BÙN HẠT HIẾU KHÍ (PHẢI) LÚC ỔN ĐỊNH, THƯỚC ĐO (BAR) = 8 MM (WANG VÀ CỘNG SỰ., 2004). 7

HÌNH 2.4 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ TỪ BÙN HẠT KỴ KHÍ. 13

HÌNH 2.5: THAY ĐỔI HÌNH THÁI HỌC CỦA HẠT ( BỔ SUNG TỪ LINTHIN VÀ CỘNG SỰ., 2005). 13

HÌNH 2.6: SỰ THAY ĐỔI HÌNH THÁI HỌC CỦA BÙN HẠT TRONG SUỐT QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM (40X). (A) BÙN HẠT KỴ KHÍ LÀM GIỐNG; (B) SAU 1 TUẦN; (C) SAU 2 TUẦN; (D) SAU 3 TUẦN; (E) SAU 5 TUẦN; (E) SAU 5 TUẦN (LINTHIN VÀ CỘNG SỰ., 2005). 14

HÌNH 2.7: BỀ MẶT CỦA HẠT TRƯỞNG THÀNH SAU 120 NGÀY. (A) TOÀN BỘ BÙN HẠT. BAR = 2 MM, (B) SEM CỦA BỀ MẶT HẠT, BAR = 1 µM. 15

HÌNH 2.8: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HẠT HIẾU KHÍ ( TRÍCH TỪ WANG VÀ CỘNG

SỰ., 2004). 16

HÌNH 2.9: SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HẠT DỰA THEO THỜI GIAN, TỪ BÙN GIỐNG ĐẾN HÌNH THÀNH HẠT,: (A) 0 NGÀY, BÙN GIỐNG; (B) 3 NGÀY; (C) 10 NGÀY; (D) 31 NGÀY, GIỐNG NHƯ BÔNG; (E) 40 NGÀY VÀ (F) 50 NGÀY, BÙN HẠT (JANG VÀ CỘNG SỰ., 2003). 17

HÌNH 2.10: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HẠT HIẾU KHÍ ( THEO JANG VÀ CỘNG SỰ., 2003). 17

HÌNH 2.11: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HẠT HIẾU KHÍ (ETTERER VÀ WILDER, 2001). 18

HÌNH 2.12: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ (BEUN VÀ CỘNG SỰ., 1999). 18

HÌNH 2.13: ẢNH HƯỞNG CỦA AMMONIA TỰ DO LÊN TÍNH KỴ NƯỚC CỦA TẾ BÀO VÀ TỶ LỆ PS/PN SAU 4 TUẦN HOẠT ĐỘNG (YANG VÀ CỘNG SỰ., 2004). 20

HÌNH 3.1: QUI TRÌNH THÍ NGHIỆM. 22

HÌNH 3.2: SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ SBR. 23

HÌNH 4.1: HIỆU SUẤT KHỬ COD Ở GIAI ĐOẠN THÍCH NGHI. 26

HÌNH 4.2 : GIUN, VI SINH LỚN VÀ VI SINH DÍNH BÁM TRONG MÔ HÌNH. 27

HÌNH 4.3: THAY ĐỔI MÀU SẮC CỦA BÙN. 28

HÌNH 4.4: HẠT TRONG MÔ HÌNH. 28

HÌNH 4.5: SỰ THAY ĐỔI HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC CỦA HẠT THEO THỜI GIAN. 39

HÌNH 4.6: SỰ THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC HẠT THEO THỜI GIAN (TUẦN). 30

HÌNH 4.7: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ TRONG BỂ PHẢN ỨNG THEO

MẺ SBR. 32

HÌNH 4.8: SỰ THAY ĐỔI PH TRONG BỂ PHẢN ỨNG. 33

HÌNH 4.9: QUAN HỆ GIỮA COD HOÀ TAN VÀ DO. 34

HÌNH 4.10: NỒNG ĐỘ SINH KHỐI TRONG BỂ PHẢN ỨNG VÀ NỒNG ĐỘ SINH KHỐI

DÒNG RA. 35

HÌNH 4.11: QUAN HỆ GIỮA SINH KHỐI TRONG BỂ VÀ TỶ LỆ F/M THEO THỜI GIAN 36

HÌNH 4.12: NỒNG ĐỘ SINH KHỐI ĐÃ LẮNG VÀ CHỈ SỐ THỂ TÍCH BÙN SVI TRONG BỂ PHẢN ỨNG. 37

HÌNH 4.13: QUAN HỆ GIỮA VẬN TỐC LẮNG VÀ CHỈ SỐ THỂ TÍCH BÙN. 38

HÌNH 4.14: THỂ TÍCH VÙNG LẮNG THEO THỜI GIAN. 38

HÌNH 4.15: HIỆU SUẤT KHỬ COD THEO THỜI GIAN. 39

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh hoá (Biologycal Oxygen Demand)

BAS Bể phản ứng lơ lửng Bio-film Airlift (Bio-film Airlift Suspension Reactor)

COD Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand)

DO Oxy hoà tan (Dissolved oxygen)

EPS Chất polyme ngoại bào (Extra-cellular Polymeric Substances)

FISH Fluorescent In Situ Hybridisation

HRT Thời gian lưu thuỷ lực (Hdraulic Retention Time)

MLSS Nồng độ sinh khối lơ lửng (Mixed Liquor Supended Solids)

MLVSS Nồng độ sinh khối lơ lửng bay hơi (Mixed Liquor Volatole Supended Solids)

OLR Tải trọng hữu cơ (Organic Loading Rate )

PS/PN Tỉ số Polysaccharides và Protein (Polysaccharides to Protein Ratio)

SBBC Bể phản ứng bot khí mịn dạng mẻ (Sequencing Batch Bubble Column)

SBAR Bể phản ứng theo mẻ dạng Airlift (Sequencing Batch Airlift Reactor)

SBR Bể phản ứng theo mẻ (Sequencing Batch Reactor)

SOUR Tốc độ sử dụng oxy riêng (Specific Oxygen Utilization Rate)

SRT Thời gian lưu chất rắn (Solid Retention Time)

SVI Chỉ số thể tích bùn (Sludge Volume Index)

USBR Bể phản ứng theo mẻ dòng chảy ngược (Upflow Sequencing Batch Reactor)

VLR Tải trọng thể tích (Volumetric Loading Rate (kgCOD/m3.ngày))

WW Nước thải (Wastewater)

DANH MỤC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: VÍ DỤ TÍNH TOÁN I

1. Tệ F/M I

2. Tải trọng hữu cơ ORL (kgCOD/m3.ngày) I

PHỤ LỤC 2: CÁC SỐ LIỆU THU ĐƯỢC TRONG NGHIÊN CỨU II

Bảng 1: Thể tích bùn lắng theo thời gian trong ống đong 100 ml. II

Bảng 2: Biến đổi các thông số trong bể phản ứng ngày 31-5-2006. III

Bảng 3: Biến đổi các thông số trong bể phản ứng ngày 2-6-2006. IV

Bảng 4: Hiệu quả khử COD theo ngày. V

PHỤ LỤC 3: THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI GIẾT MỔ GIA SÚC Ở QUE’BEC VÀ ONTARIO NĂM1995-1996 ( MASSE’ và MASSE., 2000) VI

Bảng 5: thành phần nước thải giết mổ gia súc ở Que’bec và Ontario name 1995-1996 ( MASSE’ and MASSE., 2000) VII

PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG NGHIÊN CỨU VII

Hình 4.1: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu. VII

Hình 4.2: Bùn giống được nuôi từ khi mô hình bắt đầu khởi động từ ngày 22/3/2006. VII

Hình 4.4: Sự phát triển của bùn hạt theo thời gian. VIII