LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành luận văn tốt
nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá và đề xuất công nghệ xử lý nước
thải giàu nitơ bằng quá trình oxy hóa kỵ khí nitơ amoni (Anammox)”
Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, động
viên của các thầy cô giáo, các bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm
ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Cấp thoát nước, bộ môn Công nghệ Môi
trường và các thầy cô và các cán bộ của khoa Sau đại học trường Đại Học
Xây Dựng đã giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất đến PGS.TS Lều Thọ Bách,
người đã trực tiếp hướng dẫn tôi tận tình, tỉ mỉ và có nhiều ý kiến quý báu cho
tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin cũng cảm ơn tất cả các bạn trong lớp Cao học Môi trường 2009,
các đồng nghiệp đã chia sẻ tài liệu, kiến thức và kinh nghiệm cho tôi hoàn
thành luận văn của mình.
Do thời gian thực hiện luận văn cũng như trình độ chuyên môn còn hạn
chế nên đề tài này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận được
các ý kiến đóng góp để đề tài nghiên cứu này được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2011
Học viên:
Ngô Thị Huyền Trang
-i -
MỤC LỤC
MỤC LỤC ..................................................................................................... I
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... V
DANH MỤC HÌNH ................................................................................. VII
DANH MỤC BẢNG ............................................................................... VIII
MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................. 1
2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .......................... 2
2.1 Cơ sở khoa học............................................................................... 2
2.2 Cơ sở thực tiễn. .............................................................................. 3
3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI .................................................................... 3
4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ....................................... 3
5. GIÁ TRỊ KHOA HỌC VÀ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI ........................ 3
6. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................ 4
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI GIÀU NITƠ VÀ CÁC
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ THƯỜNG ÁP DỤNG Ở VIỆT NAM .................... 6
1.1. THỰC TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NITƠ TRÊN THẾ
GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM ................................................................................ 6
1.1.1. Trên thế giới ................................................................................ 6
1.1.2. Tại Việt Nam ............................................................................... 8
1.2. LÝ THUYẾT CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
GIÀU NITƠ BẰNG CÔNG NGHỆ THƯỜNG ÁP DỤNG Ở VIỆT NAM 12
1.2.1. Xử lý bằng phương pháp hóa học và hóa lý. ............................ 12
-ii -
1.2.2. Xử lý bằng biện pháp sinh học ................................................. 12
1.2.2.1. Nitrit hóa ............................................................................. 13
1.2.2.2. Khử Nitrit và Nitrat. ........................................................... 14
1.2.3. Những hạn chế của công nghệ xử lý nước thải giàu nitơ thường
áp dụng ở Việt Nam. ........................................................................... 16
CHƯƠNG 2.QUÁ TRÌNH OXY HÓA KỴ KHÍ NITƠ AMONI
(ANAMMOX) ............................................................................................... 17
2.1. OXY HÓA KỴ KHÍ NITƠ AMONI ............................................... 17
2.1.1. Sự phát hiện phản ứng Anammox ............................................. 17
2.1.2. Bản chất sinh học của quá trình Anammox .............................. 19
2.1.2.1. Phương trình phản ứng. ...................................................... 19
2.1.2.2. Một số đặc điểm sinh lý của vi khuẩn Anammox. ............. 19
2.1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Anammox. ................ 21
2.1.2.4. Cơ chế của quá trình Anammox ......................................... 23
2.2. CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ TRÊN CƠ SỞ ANAMMOX ............... 24
2.2.1. Nguyên lý chung. ....................................................................... 24
2.2.2. SHARON và quá trình kết hợp SHARON – Anammox ............. 25
2.2.3. CANON ..................................................................................... 26
2.2.4. OLAND ..................................................................................... 27
2.2.5. SNAP ......................................................................................... 28
2.2.6. SNAD......................................................................................... 29
CHƯƠNG 3... ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG QUÁ TRÌNH OXY
HÓA KỴ KHÍ NITƠ AMONI TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIÀU
NITƠ TẠI VIỆT NAM VÀ MỘT SỐ ĐỀ XUẤT ...................................... 30
3.1. TÍNH ƯU VIỆT VÀ MỘT SỐ HẠN CHẾ CỦA CÔNG NGHỆ
ANAMMOX ................................................................................................ 30
-iii -
3.1.1. Tính ưu việt của công nghệ Anammox ...................................... 30
3.1.2. Một số hạn chế của công nghệ Anammox ................................ 32
3.2. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN
VÀ NƯỚC RỈ RÁC ..................................................................................... 33
3.2.1. Nước thải chăn nuôi lợn ........................................................... 33
3.2.1.1. Khái niệm nước thải chăn nuôi lợn .................................... 33
3.2.1.2. Thành phần nước thải chăn nuôi lợn .................................. 33
3.2.1.3. Tính chất ô nhiễm của nước thải chăn nuôi lợn ................ 34
3.2.2. Nước rỉ rác ................................................................................ 35
3.2.2.1. Khái niệm nước rỉ rác ......................................................... 35
3.2.2.2. Quá trình hình thành nước rác ............................................ 35
3.2.2.3. Thành phần của nước rác .................................................... 36
3.3. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG QUÁ TRÌNH ANAMMOX XỬ
LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN ................................ 38
3.3.1. Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi lợn ở Việt Nam ............. 38
3.3.2. Một số nghiên cứu ứng dụng quá trình Ananmmox xử lý nước
thải chăn nuôi lợn ............................................................................... 43
3.3.2.1. Nghiên cứu ứng dụng nhóm vi khuẩn Anammox trong xử lý
nước thải chăn nuôi lợn. .................................................................. 43
3.3.2.2. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau bể mê tan bằng cách kết
hợp quá trình nitrit hóa bán phần và quá trình Anammox. ............. 44
3.3.3. Đánh giá hiệu quả sử dụng quá trình Anammox để xử lý nitơ
trong nước thải chăn nuôi lợn so với các phương pháp hiện nay ...... 48
3.4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG QUÁ TRÌNH ANAMMOX
TRONG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC. ............................................................... 49
3.4.1. Hiện trạng xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam .................................. 49
-iv -
3.4.2. Một số nghiên cứu ứng dụng quá trình Anammox trong xử lý
nước rỉ rác. .......................................................................................... 52
3.4.2.1. Nghiên cứu kết hợp quá trình nitrt hóa và Anammox trong
một bể phản ứng để xử lý nitơ trong nước rỉ rác. ........................... 52
3.4.2.2. Xử lý nước rỉ rác bằng cách kết hợp quá trình Anammox và
hệ thống thấm đất. ........................................................................... 54
3.4.3. Đánh giá hiệu quả sử dụng quá trình Anammox để xử lý nitơ
trong xử lý nước rỉ rác so với các phương pháp hiện nay.................. 55
3.5. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIÀU NITƠ ỨNG
DỤNG QUÁ TRÌNH ANAMMOX ............................................................. 57
3.5.1. Nước thải chăn nuôi lợn. .......................................................... 57
3.5.2. Nước rỉ rác. ............................................................................... 58
3.5.3. Một số loại nước thải giàu nitơ khác. ....................................... 60
CHƯƠNG 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................ 61