intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Động học ức chế của muối tới quá trình nitrat hóa hai giai đoạn

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

71
lượt xem
5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu về động học ức chế của muối tới quá trình nitrat hóa hai giai đoạn được thực hiện trên các thí nghiệm dạng mẻ và thí nghiệm về tốc độ tiêu thụ oxy. Kết quả thí nghiệm cho thấy, muối có ảnh hưởng tới vi giai đoạn oxy hóa amoni mạnh hơn so với giai đoạn oxy hóa nitrit. Hằng số ức chế của muối tới hai giai đoạn oxy hóa amoni và nitrit lần lượt là 14,9gNaCl/L và 32,3gNaCl/L. Phương trình động học tuân theo phương trình Monod.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Động học ức chế của muối tới quá trình nitrat hóa hai giai đoạn

Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-01<br /> <br /> <br /> DONG HOC i r c CHE CUA MUOI TOfI QUA TRINH NITRAT HOA HAI<br /> GIAI DOAN<br /> Nguyin Vilt Hoang. Pham Tuan Linh, Nguyen H6ng Khanh<br /> Vien Cong nghe Moi truang<br /> 18 - Hoang QuIc Viet, Cdu Gidy, Ha Noi<br /> Email: ng.viethoang@gmail.com<br /> Tom tat:<br /> Nghien cicu vi ddng hoc ice chi cita mudi tdi qud trinh nitrat hda hai giai dogn<br /> dupe thuc hien tren cdc thi nghiem dgng me vd thi nghiem vi tdc dp tieu thu oxy.<br /> Kit qud thi nghiem cho thdy, mudi cd dnh hudng tdi vi giai dogn oxy hda amoni<br /> mgnh han so vdi giai dogn oxy hda nitrit. Hdng so ice chi cua mudi tdi hai giai<br /> dogn oxy hda amoni (Ki,„s) vd nitrit (K^b) ldn heat la I4,9gNaCl/L vd<br /> 32,3gNaCl/L. Phuang trinh ddng hpc tudn theo phuong trinh Monod.<br /> Abstract:<br /> The study on inhibition kinetic of salt on two-step nitrification was carried out<br /> by batch test and respirometer. The results show that salt affect more seriously to<br /> nitritation than nitratation. Inhibtion constant of salt to nitritation and nitratation<br /> are 14,9gNaCl/L and 32,3gNaCl/L, respectively Kinetic model is in-line with<br /> Monod model.<br /> <br /> <br /> 1. G l d l THIEU<br /> Nhieu boat dong san xudt chi biin cong nghiep va nuoi trIng hai sat phat sinh nuac thai<br /> chiia muoi voi cac giai nong dp khac nhau. Muli la mot ylu t l gay lic cbl qua trinh xir ly sinh<br /> hpc, dac biet la giai doan nitrat boa do giai doan nay co tinh nhay cam cao dli vai cac ylu t l<br /> anh huong cua moi truang. Nhilu nghien cim khac nhau da dugc thuc hien nhdm lam ro mirc<br /> dp tac dong ciia muoi tai qua trinh nitrat boa voi cac nguIn sinh khIi khac nhau [2, 4, 7, 12-<br /> 15]. Dong hpc lie che ciia muli tai qua trinh nitrat boa ciing dugc nghien ciixi bai mot s i tac<br /> gia [4, 5, 8, 11]. Tuy nhien, nhiing nghien cuu vl dong hpc lic chi tai qua trinh nitrat hoa hai<br /> giai doan van con it [11]. Cac nghien cim ciing cho thdy anh huang ciia muli tai hai giai doan<br /> oxy boa amoni va nitrit la khac nhau, nhung anh huong tai giai doan nao manh hon thi vdn<br /> con mau thuan giira cac cong bo.<br /> <br /> Muc dich cua nghien ciiu la nhdm xac dinh dong hpc ire chi cua muli tai qua trinh nitrat<br /> boa hai giai doan vai sinh khoi lay tir cac cong trinh xir ly nuac thai sinh hoat da dugc thich<br /> nghi voi moi truong co cac do muoi khac nhau. Bdng each kit hgp giua cac s i lieu thu dugc<br /> tren thiet bi dang me va thiet bi ho hdp kl, hdng s i ire cbl ciia muli tai giai doan oxy hoa<br /> amoni (A:/,,„) va giai doan oxy hoa nitrit (AT/.^i) ldn lugt dugc xac dinh.<br /> <br /> <br /> 2. VAT LIEU VA PHU^ONG PHAP<br /> 2.1 Dang ciia phuong trinh dong hoc<br /> Dang ciia phuang trinh dgng hgc ciia qua trinh nitrat hoa tuan theo mo hinh Monod Mot<br /> so tac gia giir nguyen dang phuang trinh dong hpc va tinh toan lai cac he s i dong hpc nhu he<br /> <br /> 114<br /> Hgi nghi Khoa hgc ky niem 35 ndm ('ien Khoa hgc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Not 10 2010<br /> <br /> <br /> SO tang truang rieng cue dai va hang so ban bao hoa [4]. Mot so tac gia them vao phuong<br /> trinh toe dp mot bieu thirc nhdm thi hien sir ire cbl ciia muli [3, 10].<br /> Phuong trinh dong hoc de xuat cho qua trinh nitrat boa 6f dieu kien moi truang co muoi<br /> dugc de xuat theo each thirc nhan them mot dai lugng K/(I+Ki) nham the hien mirc do ire che<br /> ciia muoi tai toe do ciia qua. Do d6, chi co rieng he so uc che cua muoi la can phai tinh toan<br /> lai dua tren cac so lieu thuc nghiem, nhirng thong so dgng hgc khac se dugc thira ke lai tir cac<br /> nghien ciai da dugc cong bo. Nhu vay, so lugng thong so can phai tinh toan se dugc giam<br /> thieu va giam dugc tinh phirc tap ciia cac thuat toan sir dung. Phuong trinh dong hpc ciia qua<br /> trinh nitrat trong moi truang co muoi co dang nhu sau:<br /> <br /> NH,-<br /> = [/',„*<br /> r,,^ -• -*x„.J*<br /> NH,-N /+^/,,„<br /> *NO, -N , Ki<br /> '•" ^^"* NO,-N + K„„ NH,-N + K, "'^ I + K,,„<br /> <br /> Do do, toe dp tieu thu oxy cho giai doan oxy hoa nitrit dugc the bien theo phuang trinh:<br /> rf(gO) U4 NO,-N , K^ K ^ ,<br /> dl y., NO,-N + K„ NH,-N + K,K,„+I<br /> <br /> Khi nong do NO2" Ion va khong co mat NH4^, OUR chi phu thuoc vao cac thong so dong<br /> hpc va ham lugng sinh khoi {X„b), cu the nhu sau:<br /> <br /> OUR.,- ^^ - d ^J ,.,^^^^^ X.,<br /> <br /> Cac be so dong hoc a nhirng phuong trinh dugc thira ke tir mo hinh ASM_2d [6], A^/,,, va<br /> Ki,„h la cac thong so can dugc xac dinh thong qua thuc nghiem trong nghien cim nay.<br /> 2.2 Vat lieu thi nghiem<br /> 2.2.1 Nguon sinh khoi<br /> Sinh khoi dugc lay tir cong trinh xir ly nuoc thai tai bo Triic Bach (Ha Noi), sau d6, dugc<br /> thich nghi voi cac do muoi 5, 10, 15, 20, 25 va 30gNaCl/L trong thai gian 1 nam. Vat lieu<br /> mang dugc sir dung de on dinh ham lugng sinh khoi.<br /> 2.2.2 Nude thdi<br /> Nuoc thai nhan tao chiia khoang 10mgN-NH4Vl (bang each bo sung muoi NH4CI vao nuoc<br /> may). Dp kilm trong nuoc may khoang 150mg/L nen khong can bo sung.<br /> 2.2.3 Thiit bi thi nghiem<br /> Bi phdn icng dgng me: Be phan img dang rne co the tich phan ung 4,5L. Bp phan phan tan<br /> khi dugc dat o day binh. Khi dugc cap vao thiet bi thong qua may thoi khi.<br /> Hi hd hdp ki: co dung tich 2,5L dugc day kin bang nut cao su va c6 bo tri cac duong cdp<br /> khi, cdp hoa chdt, duong lay mau. May khuay tir dugc sir dung de dam bao sir khuay tron dIu<br /> trong qua trinh phan img. DO dugc do lien tuc nha may do oxy boa tan.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 15<br /> Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-013-7<br /> <br /> <br /> 2.2 Quy trinh thi nghiem<br /> Thi nghiem tren thiit bi dgng me: Bay thiit bi phan ling dang me chiia vi khuan nitrat boa<br /> bam dinh tren gia thi mang da thich nghi vai cac moi truong co do muoi 0, 5, 10, 15, 20, 25<br /> va 30gNaCl/L dugc sir dung dl thuc hien cac thi nghiem nhdm xac dinh dgng hpc lie che ciia<br /> muli toi qua trinh nitrat boa hai giai doan. Truoc khi thuc hien thi nghiem, toan bp nuac dugc<br /> thay moi dl loai bo hit san phdm tao thanh tir me thi nghiem truoc. Tien hanh bo sung muoi<br /> va NH4CI tai nIng do mong muln (~10mgN/L). Mau dugc idy theo thai gian 30phut va dua<br /> di phan tich NH4^ va NO2', tir do, xay dung dugc biin thien cua NH4'' theo thai gian, so lieu<br /> chi dugc idy trong khoang nIng dp ma mli quan he tren tuan theo quy luat duong thang.<br /> Thi nghiem trin hi hd hdp ki: Ldy 100 vat thi mang tir cac binh phan ung dang me dua<br /> vao thiit bi ho hdp kl. B I sung nuac muli va sue khi tai bao hoa. Sau do, bo sung NO2"<br /> (NaN02) sao cho NO2" = 5mgN/L. Day kin ndp binh ho hdp kl va ghi lai biin doi cua D()<br /> theo thai gian ( 5 - 1 0 phiit ghi si lieu mot ldn). Khi DO giam xuIng 4mg02/L, cap khi bo<br /> sung toi bao boa va lap lai quy trinh tren.<br /> Sau khi kit thiic cac thi nghiem tren, ldy nglu nhien 20 gia thi mang dl xac dinh ham<br /> lugng COD va mat do vi sinh Nitrosomonas va Nitrobader trong 07 thiet bi phan ling.<br /> 2.3 Phuong phap phan tich<br /> COD cua vi sinh bam dinh tren gia thi mang dugc xac dinh bdng each danh sieu am trong<br /> 2h a moi truang axit va dua di xac dinh COD. Cac chi tieu phan tich khac nhu SS, MLSS,<br /> MLVSS, NH4"', N02', NO3" dugc phan tich theo tieu chudn cua AHPA va EPA. Mat dp vi<br /> sinh Nitrosomonas va Nitrobater dugc xac dinh tren moi truang Vinogradxki.<br /> <br /> <br /> 3. KET QUA VA BAN LUAN<br /> 3.1 Ket qua<br /> 3.1.1 Ket qud phan tich vi sinh va COD tren media<br /> a. Kit qud phdn tich mat dp vi sinh Nitrosomonas vd Nitrobader<br /> Do sinh khIi bam dinh tren vat lieu mang nen khong the tach dugc hoan toan sinh khoi ra<br /> khoi be mat vat lieu mang. Vi vay, ket qua phan tich chi sir dung de so sanh ty le cua hai<br /> nh6m Nitrosomonas va Nitrobader cua ciing mot dieu kien moi truang, chii khong the sir<br /> dung de so sanh ve mat do giira cac moi truang c6 do muoi khac nhau. Ket qua phan tich cho<br /> thay mat dp cua nhom Nitrosomonas va mat dp cua nhom Nitrobacter tuang dong nhau 6f tat<br /> ca cac dp muoi. Do vay, hai nhom nay dugc duy tri a mot ti le khoi lugng nhat dinh trong cac<br /> thiet bi phan ung.<br /> Bdng 1: Mat dd vi khudn Nitrosomonas vd Nitrobacter<br /> <br /> I (gNaCl/L) 0 5 10 15 20 25 30<br /> <br /> Nitromonas (lO^MPN/g) 16 2,1 0,22 0,14 1,1 2,8 3,5<br /> <br /> Nitrobacter (lO^MPN/g) 14 1,1 0,18 0,18 2,3 3,2 1,7<br /> <br /> b. Kit qud phdn tich COD cua media tgi cdc mdi truong cd dp mudi khdc nhau<br /> <br /> <br /> <br /> 116<br /> Hgi nghi Khoa hgc ky' niem 35 ndm Vien Khoa hgc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Noi 10/2010<br /> <br /> <br /> Do khong the xac dinh true tiep khoi lugng ciia sinh khoi nen COD dugc sir dung de xac<br /> djnh gian tiep ty le khoi lugng sinh khoi bam tren gia the mang a cac dieu kien moi truong c6<br /> dp muoi khac nhau. COD cua pha ran dugc coi la mot dai lugng tuong tu nhu MLVSS [1].<br /> Ket qua phan tich cho thay, ham lugng COD ciia pha ran (tren media) kha tuong dong<br /> nhau (Bang 2). Tir do, co the nhan xet rang tong ham lugng vi sinh tu duong tren gia the ciia<br /> cac moi truong c6 do muoi khac nhau gan nhu tuong duong.<br /> Bdng 2: Kit qud phdn tich COD trong sinh khdi bdm dinh trin media<br /> <br /> Do muoi (gNaCl/L) 0 5 10 15 20 25 30<br /> <br /> C O D (mg/L) 37 32 32 35 31 28 29<br /> <br /> 3.1.2 Xdc dinh he so dnh hudng cua muoi tdi giai doan oxy hoa amoni<br /> Do ty le hai nhom Nitrosomonas va Nitrobacter tuong duong nhau, ciing voi ty le sinh<br /> khoi giiia thiet bi phan ling giong nhau nen khi chia cac ty le toe dp phan img cho nhau, phan<br /> ham lugng sinh khoi se bi triet tieu. Ty le giiia toe do oxy boa amoni o moi truang c6 muoi<br /> (rns°) va khong co muoi (rns') dugc the hien qua phuong trinh sau:<br /> <br /> R — ^ns _ •^.ns<br /> <br /> <br /> <br /> Nghich dao phuang trinh tren ta co moi quan be tuyen tinh giiia \IR„s va /, trong dd, I/K/,„s<br /> chinh la he so goc cua duong thang. Tir ket qua thuc nghiem (Hinh 1), gia tri Ki„s dugc xac<br /> dinh bdng 14,9gNaCl/L.<br /> <br /> 3.5<br /> y = 0 06"x +0.868<br /> 3 1<br /> R- = 0 821<br /> 1 ,<br /> .._ n ^-^^<br /> 51 y=0,03ix-l-0.989<br /> •:::i<br /> R- = 0,95-<br /> 0<br /> 0<br /> 0<br /> 0 5 10 15 20 25 30<br /> 0 10 15 20 30<br /> I(gNaClL) I(gNaClL)<br /> <br /> Hinh 1. Mli quan be giira MRns va / Hinh 2. Moi quan be giira 1/OURnh voi I<br /> <br /> 3.1.3 Xdc dinh he s6 dnh hudng cua muoi tdi giai doan oxy hoa nitrit<br /> Tuang tu, do ty le giura hai nhom Nitrosomonas va Nitrobacter va khoi lugng tong vi khuan tu<br /> duong nito tuong duong nhau a cac thiet bi phan ung, nen ti le toe dp tieu thu oxy giira binh c6<br /> muli (OURnb') va khong co muoi (OURnb°) co moi quan he vod he so uc che nhu sau:<br /> OUR: K I.nb<br /> 'OUR.nb<br /> OUR' K,.„b + I<br /> <br /> <br /> <br /> 17<br /> Tiiu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-013-7<br /> <br /> Nghich dao phuang trinh tren ta co mli quan he tuyIn tinh giira dp muoi (/) va MrouR.m-<br /> Trong do, ty si 1/Ki,nb chinh la he si goc ciia duong thdng. Tir gia tri ciia he so goc ciia<br /> duong thdng (Hinh 2), gia tri ciia K^^b dugc xac dinh bang 32,3gNaCl/L.<br /> 3.2 Ban luan<br /> Bdng viec kit hgp giiia cac si lieu thuc nghiem tren thiet bi dang me va so lieu thuc<br /> nghiem vl tic dp tieu thu oxy, hai giai doan ciia qua trinh nitrat hoa da dugc tach rieng. Tir<br /> do, xac dinh dugc hdng si tie cbl ciia muoi toi rieng timg giai doan. Kjns, K.i,„b lan lugt co gia<br /> tri la 14,9 gNaCl/L va 32,3gNaCl/L. Kit qua nay cho thdy, do muoi co anh buong manh toi<br /> giai doan oxy boa amoni hon la giai doan oxy hoa nitrit. Ket qua ciing phii hgp voi nghien<br /> ciiu cua tac gia J.H Hunik [5, 8] khi tiln hanh nghien cuu ve dgng hgc cua chiing vi khuan<br /> Nitrosomonas europaea va chung Nitrobacter agilis a moi truang co do muoi cao va nghien<br /> ciiu cua tac gia M.S. Moussa [9] khi nghien ciin ve anh buong lau dai cua muoi tai he vi sinh<br /> nitrat boa. Tuy nhien, ket qua thu dugc lai trai ngugc voi nghien cim cua Dincer va Kargi [4]<br /> va nghien cim cua Vredenbregt [14]. Co the, hien tugng tich liiy nitrit xay ra a cac nghien cim<br /> tren la do thieu oxy, thieu phot pho hoac su co mat cua mot so chat lie che sinh hgc trong<br /> nuoc thai hoac do nguon goc va miic do thich nghi cua vi sinh vat vai moi truong moi.<br /> <br /> <br /> 4. KET LUAN<br /> Ket qua nghien ciiu cho thay, do muoi co anh buong toi vi sinh oxy boa amoni manh hon<br /> so vai vi sinh oxy hoa nitrit. Phuong trinh dgng hgc lie che cua muoi tai qua trinh nitrat hoa<br /> hai giai doan co dang tuong tu nhu mo hinh Monod. Hang so lie che cua muoi tai giai doan<br /> oxy hoa amonia {Kins) va giai doan oxy boa nitrit {Ki^nb) lan lugt la 14,9 va 32,3 (gNaCl/L)<br /> <br /> <br /> TAI LIEU THAM KHAO<br /> 1. P.A. Bicho, CM. Bullock, Y. Zhang, J.N. Saddlers (1996), "A solid chemical oxygen<br /> demand (COD) method for determining biomass in waste waters", Wat. Res., 10(5),<br /> pp. 1280-1284.<br /> 2. C. Dahl, Sund C, Kristensen G.H., Vredenbregt L.s (1997), "Combined biological<br /> nitrification and denitrification of high salinity wastewater". Water Sci. Technol.,<br /> 36(2-3), pp. 345-352.<br /> 3. Fikret Kargi and Ali R. Dine ers (1998), Saline Wastewater Treatment By Halophile-<br /> Supplemented Activated Sludge Culture in an Aerated Rotating Biodisc Contactor<br /> Enzyme and Microbial Technology, 22, pp. 427-433.<br /> 4. Dincer A.R. and Kargi F.s ( 2001), SaU inhibition kinetics in nitrification of synthetic<br /> saline wastewater. Enzyme Microb. Technol., 28(7-8), pp. 661-665.<br /> 5. Hunik J.H., Meijer H.J.G., Tramper, J.s (1992), "Kinetics of Nitrosomonas europaea at<br /> extreme substrate, product and salt concentrations", Appl. Microbiol. Biotechnol., 37,<br /> pp. 802-807.<br /> 6. Valentina Innocenti Ilenia lacopozzi, Stefano Marsili-Libelli, Elisabetta Giustis<br /> (2007), "A modified Activated Sludge Model No. 3 (ASM3) with two-step<br /> nitrification and denitrification". Environmental Modelling & Software 22 pp 847-<br /> 861. •. A<br /> <br /> <br /> 118<br /> Hgi nghi Khoa hgc ky niem 35 ndm \ 'ien Khoa hgc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Noi 10 2010<br /> <br /> <br /> 7. N. Intrasungkha, Keller, J., Blackall, L.L.s (1999), "Biological nutrient removal<br /> efficiency in treatment of saline wastewater". Water Sci. Technol., 39(6), pp. 183-190.<br /> 8. H. J. G. Meijer J. H. Hunik, J. Trampers (1993), "Kinetics of Nitrobacter agilis at<br /> extreme substrate, product and salt concentrations", Appl Microbiol Biotechnol, 40,<br /> pp. 442-448.<br /> 9. D.U. Sumanasekera M.S. Moussa, S.H. Ibrahim, H.J. Lubberding, CM. Hooijmans,<br /> H.J. Gijzen, M.C.M. van Loosdrechs (2006), "Long term effects of sah on activity,<br /> population structure and floe characteristics in enriched bacterial cultures of nitrifiers".<br /> Water Research, 40, pp. 1377 - 1388.<br /> 10. C Visvanathan N.P.Dan, C Polprasert va R. Ben Alms (2002), "High salinity<br /> wastewater treatment using yeast and bacterial membrane bioreactor". Water Science<br /> and Technology, 46(9), pp. 201 - 209.<br /> 11. Estrella Aspe Omar Sanchez, Maria C Marti, Marlene Roeckels (2004), "The effect of<br /> sodium chloride on the two-step kinetics of nitrifying process". Water Environment<br /> Research, 76(1), pp. 73-80.<br /> 12. T. Panswad, Anan, Cs (1999a), "Impact of high chloride wastewater on an<br /> anaerobic/anoxic/aerobic process with and without inoculation of chloride acclimated<br /> seeds". Water Res., 33(5), pp. 1165-1172.<br /> 13. T. Panswad, Anan, Cs (1999b), "Specific oxygen, ammonia and nitrate uptake rates of<br /> a biological nutrient removal process treating elevated salinity wastewater",<br /> Bioresource Technol., 70, pp. 237-243.<br /> 14. L.H.J. Vredenbregt, Nielsen, K., Potma, A.A., Kristensen, G.H., Sund, C.,s (1997),<br /> "Fluid bed biological nitrification and denitrification in high salinity wastewater",<br /> Water Sci. Technol, 36(1), pp. 93-100.<br /> 15. S.M. Yu, Leung, W.Y., Ho, K.M., Greenfield, P.F Eckenfelder, W.W.s (2002), "The<br /> impact of sea water flushing on biological nitrification-denitrification activated sludge<br /> sewage treatment process". Water Sci. Technol, 46(11-12), pp. 209-216.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 119<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2