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

Nghiên cứu ảnh hưởng HTR, COD/N và pH của nhóm vi khuẩn anammox đến công nghệ xử lý nước thải nuôi heo

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

108
lượt xem
6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năm 1995, một phản ứng chuyển hóa nitơ mới chưa từng được biết đến trước đó về cả lý thuyết và thực nghiệm đã được phát hiện. Đó là phản ứng oxy hóa kỵ khí ammonium. Trong đó ammonium được oxi hóa bởi nitrit trong điều kiện kỵ khí, không cần cung cấp chất hữu cơ, để tạo thành nitơ phân tử. Sự phát triển phản ứng anammox đã mở ra các hướng phát triển kỹ thuật xử lý nitơ mới, đặc biệt là đốiv ới các nước thải có hàm lượng nitơ cao. Trong vòng 2 thập niên qua, đã bùng nổ các nghiên cứu liên quan đến anammox và ứng dụng của nó. Trên bình diện lý thuyết, chu trình nitơ tự nhiên trong sách giáo khoa đã được bổ sung một mắt xích mới, còn trên bình diện công nghệ, đã có nhà máy xử lý nitơ phi truyền thống được xây dựng và vận hành.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu ảnh hưởng HTR, COD/N và pH của nhóm vi khuẩn anammox đến công nghệ xử lý nước thải nuôi heo

Ph4n I: CdNG NGHg B I £ N DOI SINH HQC 14 j<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> NGHIEN CUtJ ANH HITONG HTR, COD/N VA pH CUA<br /> NHOM VI KHUAN anammox DEN CONG NGHE XtT LY<br /> NUdC THAI NUOI HEO<br /> <br /> Le Cong Nhat Phirong, Tran Trun^ Kien,<br /> Ngo Ke Sirong, Nguyen Tien Thang,<br /> Vi^n Sinh hoc Nhi$t dai<br /> Kenji Furukawa,<br /> Kumamoto Universty, Japan.<br /> <br /> <br /> <br /> MdDAU<br /> Nam 1995, mgt phan iing chuyen hda ruto mdi chua timg dugc biet den trudc dd ve<br /> ca ly thuyet v^ thyc nghiem da dugc phat hien. Dd la phan irng oxy hda ky khi<br /> ammonium (Anaerobic Ammonium Oxidation, viet tat la anammox). Trong dd<br /> ammonium dugc oxi hda bdi nitrit frong dieu kien ky khi, khdng can cung cap chat him<br /> CO, dk tao thanh nito phan tu (Sfrouss va cs., 1995). Sy phat hien phan iing anammox da<br /> md ra cac hudng phat tiiln ky thuat xir ly nito mdi, dac biet la ddi vdi cac nude thai cd<br /> ham lugng nito cao. Trong vdng 2 thap nien qua, da bimg nd cac nghien cuu lien quan<br /> din anammox va iing dung cua nd. Tren bmh dien ly tiiuylt, chu trinh nitofrrnhien frong<br /> sach giao khoa da dugc bo sung mdt mit xich mdi, cdn fren binh dien cdng nghe, da cd<br /> nh^ may xu ly nito phi truyin thdng dugc xay dyng va van hanh.<br /> <br /> VAT LI£U VA PHl/ONG PHAP<br /> <br /> * Mo hinh thi nghifm<br /> - Md hinh cdt hinh tm cd thi tich la 10 lit (D 100mm va H 1000mm)<br /> - May bom dinh lugng: 7-20 lit/ngay<br /> - Bim dugc liy d sau giai doan lam giau cd ndng dg bim IOg/1<br /> - Bmh khi N2<br /> * Thdng so van h^nh<br /> - DO: 0 - 0.2mg/l<br /> - Luu lugng 10 lit/ngay<br /> - Nhiet do phdng (26-28°C)<br /> 142 HQi nghj KHOA HQC VA CQNG NGHg 2007<br /> <br /> <br /> * Phuong phap thi nghiem<br /> Dk tiln hanh thi nghiem nghien cim su anh hudng cua HRT, pH va COD/N din cac<br /> ylu td khac, ngudi ta thudng tien hanh 2 dang thi nghiem:<br /> » Loai thi nghiem md hinh theo dang me, phuong phap thi nghiem nay tiiudng<br /> nghien cuu vl sy phat triln sinh khoi, thdi gian phan iing nhdm vi khuin anammox<br /> lam viec, viec thay ddi cac dung dich nap vao md hinh, thudng ung dung frong<br /> nghien cim co ban.<br /> • Loai thi nghiem theo dang md hinh lien tuc thudng nghien cim chu ylu vl hieu suit<br /> xir ly nito ed trong dung dich (Ammonium, Nitrit).<br /> Trong de cuong nghien cuu, chiing tdi chgn nghien cuu ung dung, do do chiing tdi<br /> chon phuong phap nghien ciiu dang thi nghiem theo md hinh lien tuc la phii hgp.<br /> <br /> * Moi trirdng thi nghiem<br /> Bang VI. 1. Mdi trudng nghien cuu sy anh hudng thdi gian luu nude den hieu suat xir ly<br /> nito ciia nhdm vi khan anammox.<br /> <br /> KET QUA VA THAO LUAN<br /> 1. Anh hirdng thoi gian liru nirdc (HRT) den qua trinh chuyen hoa nitrit va ammonium<br /> cua nhom vi khuan anammox<br /> Mdi giai doan chiing tdi tien hanh thi nghiem frong 18-25 ngay, dimg cho moi thi<br /> nghiem khao sat tinh chat nhdm vi khuan anammox a cac thdi gian luu: 6; 12; 18; 24;<br /> 30 gid, vdi myc dich tim ra qua trinh lam viec tdt nhat cho hieu suat loai nito cd frong<br /> dung dich (Ammonium, Nitrit) cao nhat. Chiing tdi tien hanh thi nghiem vdi 5 thdi gian<br /> luu nude thay ddi khac nhau frong thdi gian 100 ngay<br /> <br /> Thanh ph4n moi tripcrng Ndng dp<br /> NH4CI 500 mg/L<br /> NaN02 500 mg/L<br /> 1<br /> <br /> <br /> KHCO3 500 mg/L<br /> KH2PO4 27 mg/L<br /> CaCl2.2H20 0.180 g/L<br /> MgS04-.7H20 0.120 g/L<br /> Moi tru'ang 1* (g/L): EDTA:5, FeS04:5 1 mLA.<br /> Moi tryong II* (g/L): EDTA :5, ZnS04.7H20: 0.43, C0CI2.6H2O: 0 24 1 mL/L<br /> MnCl2.4H20: 0.99, CUSO4.5H2O: 0.25, NaMo04.2H20: 0.22, NiCb.eHzO" 0 19*<br /> NaSeO4.10H2O: 0.21, H3BO4:0.014<br /> Ph4n I: CdNG NGH£ BI^N Ddi SINH HQC 143<br /> <br /> - Cac thong so dau vao ciia mo hinh<br /> Thd'i gian lu-u nu-b-c HRT (gio') 12 18 24 30<br /> Toe dO dang nyac (m/gia) 0,167 0,083 0,056 0,042 0,033<br /> <br /> Ket qua bieu thi hieu suat lam viec khi thdi gian luu nude thai ddi<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Dd thj VI.1: Bilu hi^n hi^u suit ldm vi^c<br /> kh\ thdi gian \u>u niHdc (HRT) thay d6i Dd thj VI.2: Bilu hi^n hif u suit lam vif c khi<br /> theo thdi gian van hdnh thdi gian lu'u nu'dc thay doi<br /> <br /> <br /> Nhdn xet: Theo dd thi (Do thi 1, 2) chiing tdi nhan thay rang vdi thdi gian luu nude<br /> 6gid thi hieu suat dat dugc tu 42-46%, dieu nay khac phii hgp theo (Hung Soo Joo,<br /> 2005 va Furukawa, 2004). Nhung cac bai bao tren khao sat den hieu suat cao nhat khi<br /> thdi gian luu nude la l-3ngay. Vi cd the biet rang thdi gian luu nude 6gid thi khdng dii<br /> thdi gian cho nhdm vi sinh Anammox boat ddng tdt. Cdn neu tang thdi gian luu nude 12<br /> gid thi hieu suit dat dugc tu 75-78%, nlu tang thdi gian luu nude 18-24 gid thi hieu<br /> suit dat dugc tir 86-92%, vay vdi thdi gian luu nude tu 18 gid thi chiing bat diu lam<br /> viec dn dinh. Cdn khi tang thdi gian luu nude 30 gid thi hieu suat dat dugc tir 92-<br /> 93,7%. Khi thdi gian luu nude tang tir 18-30 gid thi hieu suit tang cung khdng dang kl<br /> do bim boat tinh anammox chiing tdi lam giau chua cd mat do nhdm vi khuan anammox<br /> dat cao, cd thi cdn mdt vai nhdm vi khuan khac han che qua trinh loai bd nito trong mdi<br /> tmdng cho vao, mat khac cd thi nhdm anammox chiing tdi lam giau cd mdt phan khac<br /> vdi cac nhdm vi khuin anammox ma tren thi gidi da tim ra cho nen mdi trudng chiing<br /> tdi diing van hanh md hinh chua phii hgp cho nhdm vi khuan anammox nay.<br /> <br /> Kit ludn: Nhdm vi khuin anammox lam giau tir biin ky khi ciia bl UASB trong he<br /> thdng xir ly nude thai nudi heo cd tinh chit boat ddng gin gidng vdi cac nhdm vi khuan<br /> anammox khac, la cd thdi gian tilp xiic dk xay ra theo co chi chuyen hoa nito trong dieu<br /> kien tdt vdi thdi gian luu nude la tir 18gid trd len.<br /> 144 HQi nghj KHOA HQC VA CONG NGHE 2007<br /> <br /> <br /> <br /> KET QUA VA THAO LUAN<br /> L Anh hudng ham lucmg chat hiru ca (COD) den qua trinh chuyin hoa nitrit yk<br /> ammonium cua nhom vi khuan fl/iammoA:<br /> Moi ti le COD/Tdng N chung tdi tiln hanh thi nghiem trong 1 8 - 2 0 ngay, vdi tiidi<br /> gian luu 24gid, vdi muc dich tim ra qua trinh lam viec tdt nhat cho qua trinh chuyen hoa<br /> nito cd trong dung dich (Ammonium, Nitrit) cao nhat. Chiing tdi tien hanh thi nghiem<br /> vdi 6 ti sd ddi khac nhau trong thdi gian 120 ngay.<br /> - Cac thdng sd dau vao ciia md hinh<br /> Tl so COD/Tong Nito- 0,2 0,4 0,8 1 1.5<br /> Tong Nito' vao (mg/l) 1000 1000 1000 1000 1000 1000<br /> <br /> Dd thi bieu hien ket qua qua trinh chuyen hoa nito<br /> <br /> <br /> 500<br /> CODn"-N= 0,2<br /> ,"^•80<br /> X<br /> 70 COD/T-N= 0,4<br /> <br /> <br /> V<br /> 60<br /> 50 COD/T-N= 0,6<br /> 40<br /> 30 • ^<br /> 20 ^<br /> 10<br /> V<br /> COD/T-N= 0,8 ; * .<br /> 0<br /> 50 100<br /> Thdi gian (ngay)<br /> <br /> <br /> Dd thj 3,4. Bieu thj hif u s u i t vdi tl If C0D/t6ng N thay d6i theo thdi gian van h^nh<br /> <br /> <br /> Nlian xet: Tir hai do thi 3 va 4, fren bieu thi rat rd sy anh hudng ciia COD din qua<br /> trinh chuyen hoa nitrit va ammonium ve khi nito cua nhdm vi khuin anammox nhu sau:<br /> Khi ti le COD/tdng N tu 0,0-0,2 thi hieu suit cdn fren SQ% nhung nlu tang ti 1?<br /> COD/tdng N tir 0,4-1,5 thi hi?u suit giam din tii 68% xuong khoang 14%. v i n de nay<br /> rat phii hgp vdi ly thuyet cd the giai thich sau:<br /> Tu dd till IV. 3 va IV. 4, chiing ta cd the nhaii thay ndng do COD cd frong dung'<br /> dich mdi trudng tin nghiem cd anh hudng rit Idn din qua trinh chuyin hoa ammonium<br /> va nitrit ve khi nito cua nhdm vi khan anammox. Dilu nay rit phii hgp vdi co chi hmh<br /> rV. 1, ma gia thuyet dua ra. Vi nhdm vi khuin anammox la nhom vi khuin ty dudng<br /> khdng can ngudn cac cacbon lam dinh duong chfrih dl chuyin hda cac thanh phin khac<br /> trong mdi trudng.<br /> J<br /> Ph^n I: CdNG NGHg B|£N Ddi SINH HQC 145<br /> <br /> . ,. d hai do till fren kit qua Cho thiy ring khi tang ti sd COD/tdng N, thi qua trinh<br /> chuyin hoa se giam di cd thi ndi len ring COD frong mdi trudng lam uc chl qua trinh<br /> chuyin hoa ammonium va nitrit vl khi nito ciia nhdm vi khuin anammox, la do cd thi<br /> hinh thanh nhdm vi khuin ki khi khac, nhim loai COD ma nhdm vi khuin anammox<br /> khdng cd kha nang canh franh, dilu nay cang chung minh rd la hien tugng bim ciia md<br /> hinh thi nghiem cd sy thay ddi mau tu bim dd chuyin sang dd nau.<br /> Kit ludn: Nhdm vi khuan anammox lam giau tir bun ki khi ciia bl UASB frong he<br /> thong xir ly nude thai nudi heo, cd tinh chit hoat ddng gin gidng vdi cac nhdm vi khuin<br /> anammox khac ma tren the gidi da nghien cim, la nhdm vi khuin ty dudng khdng cin<br /> ngudn cacbon va kha nang canh tranh yeu so vdi cac nhdm vi khuin ki khi khac, nhung<br /> cd kha nang tdn tai. Do dd nhdm vi khuan anammox chi phat triln tot khi mdi trudng<br /> khdng cd ngudn cacbon hiiu co.<br /> <br /> 2. Anh hirdng pH den hieu qua l^m viec ciia nhom vi khuan anammox<br /> Moi giai doan chiing tdi tiln hanh thi nghiem trong 18-25 ngay, thi nghiem nay<br /> khao sat tinh chat nhdm vi khuan anammox d cac pH: 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5 va 9, vdi muc<br /> dich tim ra qua trinh lam viec tdt nhat cho hieu suat loai bd nito cd trong dung dich<br /> (Ammonium, Nitrit) cao nhat. Chiing tdi tiln hanh khao sat 6 giai doan d 6 dilu kien pH<br /> khac nhau<br /> - Cac thdng sd dau vao ciia md hinh<br /> <br /> _eH_ 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0<br /> *ioo<br /> pH 8, 8.5<br /> pH7<br /> 80<br /> t<br /> 70 r pH9<br /> "7^<br /> 60 ^:>T,H<br /> 50<br /> <br /> 40<br /> pH6.5<br /> 30<br /> <br /> 20 ^ pH6<br /> 10 110<br /> Thai gian (ngiy)<br /> <br /> Dd thj 6. Bieu thj hif u s u i t chuyin hda<br /> fi6 thj 5. Bieu thj hif u s u i t chuyen hda niter nitc khi pH thay ddi<br /> khi pH thay ddi theo thdi gian van h^nh<br /> <br /> Nhdn xet: Tir hai dd thi VI. 5 va VI. 6, bieu hien sy anh hudng ciia pH din qua<br /> trinh chuyin hda nitrit va ammonium vl khi nito cua nhdm vi khuan anammox nhu sau:<br /> Khi pH thay ddi tir 6-7 thi hieu suit ciing tang tu 31 din 68% nhung nlu tang pH len 7,5<br /> thi hieu suit tang nhanh len din 87%, vay khi tang pH len 0,5 thi hieu suit tang len<br /> khoang 20% cd nghia la pH tir 7,5 la pH bit diu dn dinh cho mdi trudng lam viec nhdm<br /> 146 . HQi nghj KHOA HQC vA C O N G NGHg 2007<br /> <br /> <br /> <br /> vi khuin anammox, NIU tang pH len 8,0-8,5 thi hieu suat ciing tang, nhung hieu so tang<br /> nhe 5% nhung tilp tyc tang pH len 9,0 thi hieu suit bit diu giam. Vay pH frong mdi<br /> trudng tdt nhit cho nhdm vi khuin anammox hoat ddng manh nhit nim frorig khoang tu<br /> 7,5 - 8,5. Ciing tu dd thi II. 6 nhan thiy khi tang pH tir 6-7,5 thi hieu suit xir ly nito<br /> ciing tang tuyen tinh<br /> Kit ludn: Nhdm vi khuin anammox lam giau tir biin ki khi cua be UASB frong he<br /> thdng xu ly nude thai nudi heo, cd tinh chit hoat ddng cd hieu qua trong khoang pH tir<br /> 7,5-8,5.<br /> <br /> KET LUAN<br /> 1. Sau thdi gian 90 ngay tao mdi trudng thich nghi va 180 ngay lam giau bim, chiing tdi<br /> da tich luy dugc, bim dd cd the tdn tai nhdm vi khuan anammox, tir bim ki khi ciia be<br /> UASB trong he thdng xir ly nude thai nudi heo tai Xi nghiep lgn gidng Ddng A.<br /> 2. Nhdm vi khuan anammox lam giau, cd tinh chat boat ddng gan gidng vdi cac nhdm<br /> vi khuan anammox khac, la cd thdi gian tiep xiic de xay ra theo co che chuyen hoa<br /> nito frong dieu kien tdt vdi thdi gian luu nude la tir 18gid trd len<br /> 3. Nhdm vi khuan anammox lam giau, la nhdm vi khuan ty duong khdng can ngudn<br /> cacbon va kha nang canh franh yeu so vdi cac nhdm vi khuan ki khi khac, nhung cd<br /> kha nang tdn tai trong mdi trudng cd ndng do ammoruum. Do dd nhdm vi khuin<br /> anammox chi phat frien tdt khi mdi trudng khdng cd ngudn cacbon hihi co. Ti le<br /> COD/tdng N nhd hon 0,4<br /> 4. Nhdm vi khuan anammox lam giau, cd tinh chat hoat ddng tdt frong khoang pH tir<br /> 7,5 - 8,5 gan gidng vdi cac nhdm vi khuan anammox khac ma fren thi gidi da<br /> nghien cuu. pH tdi uu nhat frong nghien cuu nay la pH 8 ± 0,2. Nhdm vi khuin<br /> anammox hoat ddng khdng hieu qua d ndng do N-NH4 frong mdi trudng nhd hon<br /> 20mg/l. Nhung lai hoat ddng hieu qua d tai lugng Idn hon 0,5kgN/m^ngay, din<br /> lOkgN/m^.ngay<br /> <br /> TAX LIEU THAM KHAO<br /> <br /> 1. Egli, K., Franger, U., Alvarez, P. J. J., Siegrist, H., Vandermeer, J. R. and<br /> Zehnder.A, J. B. (2001). Enrichment and characterization of an anammox<br /> bacterium from a rotating biological contactor freating ammonium-rich leachate<br /> Arch. Microbiol. 175, 198-207.<br /> 2. Fujji, T., H, Rouse, D. J, and Furukawa, K. (2002). Characterization of tiie<br /> microbial community in an anaerobic ammonium-oxidizing biofilm cultured on a<br /> nonwoven biomass carrier. J. Biosci.Bioeng., 94, 412-418<br /> 3. Helluiga C, Schellen AAJC, Mulder JW, van Loosdrecht MCM, Heijnen JJ (1998).<br /> The SHARON process: an innovative method for nitrogen removal from<br /> ammoniumrich wastewater. Wat Sci Tech. 37:135-142.<br /> ph^n I: CdNG NGHg BigN Ddi SINH HgC I47<br /> <br /> <br /> 4. Jetten, M. S. M., Wagner, M., Fuerst, J., Van Loosdrecht, M. C. M., Kuenen, G.<br /> and Sfrous, M. (2001). Microbiology and application of the anaerobic ammonium<br /> oxidation ('anammox') process. Curr.Opin.Biotechnol. 12,283-288.<br /> 5. Mulder A. (2003). The quest for sustainable nifrogen removal technologies. Waste<br /> Science and Technology 48 (1), 67-75.<br /> 6. Schmid M. C, Maas B., Dapena A., and others (2005). Biomarkers for in sim<br /> detection of amaerobic ammonium-oxidizing (anammox) bacteria. Appl Environ<br /> Microbiol 71(4) 1677-1684.<br /> 7. Sfrous M, Kuenen JG & Jetten MSM (1999). Key physiology of anaerobic<br /> ammonium oxidation. Appl. Environ. Microbiol.65, 3248-3250.<br /> 8. Sfrous, M., Heijnen J. J., Kuenen J. G, and Jetten M. S. M. (1998). The sequencing<br /> batch reactor as a powerful tool for the study of slowly growing anaerobic<br /> ammonium-oxidizing microorganisms. Appl. Microbiol. Biotechnol. 50, 589-596.<br /> 9. Van de Graaf AA, Mulder A, de Bruijin P, Jetten MSM, Roberston LA, Kuenen<br /> JG. (1995). Anaerobic oxidation of ammonium is a biologically mediated process.<br /> Appl Environ Microbiol 61, 1246-51.<br /> 10. Van de Graaf AA, de Bruijin P, Robertson LA, Jetten MSM, Kuenen JG. (1996).<br /> Autotrophic growth of anaerobic ammonium oxidizing microorganisms in a<br /> fluidized bed reactor. Microbiology 142, 2187-96.<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2