ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------
Bùi Phƣơng Thảo
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SUNFUA - CANXI CACBONAT COMPOSIT
TRONG HỆ XỬ LÝ NITƠ HÒA TAN
TỪ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP LỌC SINH HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2011
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------
Bùi Phƣơng Thảo
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SUNFUA - CANXI CACBONAT COMPOSIT
TRONG HỆ XỬ LÝ NITƠ HÒA TAN
TỪ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP LỌC SINH HỌC
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60 85 02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Văn Quy
Hà Nội – 2011
Luận văn thạc sĩ Bùi Phương Thảo
Khóa 17-CHMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN ............................................................................ 10
1.1. Nitơ và chu trình nitơ ........................................................................... 10
1.2. Thực trạng ô nhiễm nitơ trong nước thải ............................................. 14
1.2.1. Nước thải sinh hoạt ....................................................................... 14
1.2.2. Nước thải công nghiệp .................................................................. 15
1.2.3. Nguồn thải từ nông nghiệp, chăn nuôi .......................................... 15
1.2.4. Nước rỉ rác..................................................................................... 16
1.3. Tác hại của hợp chất nitơ ..................................................................... 17
1.3.1. Tác hại của hợp chất nitơ đối với sức khỏe cộng đồng ................ 17
1.3.2. Tác hại của ô nhiễm nitơ đối với môi trường ............................... 18
1.4. Các phương pháp xử lý N trong nước thải ........................................... 18
1.4.1. Phương pháp cơ học ...................................................................... 19
1.4.2. Phương pháp oxy hoá .................................................................... 19
1.4.3. Phương pháp trao đổi ion .............................................................. 20
1.4.4. Phương pháp vi sinh ...................................................................... 21
1.5. Phương pháp nitơ hóa bằng vi sinh tự dưỡng có sử dụng vật liệu
composit trên cơ sở lưu huỳnh : đá vôi ....................................................... 21
1.5.1. Nitơ hóa bằng vi sinh tự dưỡng..................................................... 21
1.5.2. Quá trình khử nitrat và vật liệu composit ..................................... 23
1.6. Các công trình nghiên cứu nitơ hóa bằng vi sinh vật tự dưỡng ........... 24
Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 29
2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 29
2.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................... 29
2.3.1 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất .......................................................... 29
Luận văn thạc sĩ Bùi Phương Thảo
Khóa 17-CHMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
2
2.3.2. Phương pháp phân tích .................................................................. 31
2.4. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý ........................... 34
2.4.1. Nghiên cứu tỷ lệ thành phần S:CaCO3 tối ưu cho quá trình khử
nitrat tự dưỡng ......................................................................................... 35
2.4.2. Nghiên cứu khả năng khử nitrat tự dưỡng của đá SC đối với một
số mẫu bùn thực tế .................................................................................. 37
2.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước viên composit tới hiệu quả
quá trình khử nitrat tự dưỡng .................................................................. 37
2.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước hệ thống tới quá trình khử
nitrat tự dưỡng trên mô hình pilot ........................................................... 37
2.4.5. Thử nghiệm khả năng tách loại đồng thời PO43-, NH4+ , Ca2+ ...... 38
2.5. Ứng dụng với nước thải thực tế (nước thải mạ điện) ........................... 39
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 40
3.1. Thành phần và tính chất nước thải ....................................................... 40
3.1.1. Thành phần và tính chất nước thải nhân tạo ................................. 40
3.1.2. Thành phần và tính chất nước thải mạ điện (nước thải mạ điện của
Công ty Cổ phần Xuân Hòa) ................................................................... 41
3.2. Sản phẩm đá lưu huỳnh - đá vôi Composit và tính chất của đá ........... 41
3.2.1. Khối lượng riêng của đá ................................................................ 43
3.3. Kết quả nghiên cứu các điều kiện tối ưu tới quá trình khử nitrat tự
dưỡng ........................................................................................................... 46
3.3.1. Tỷ lệ thành phần S:CaCO3 ............................................................ 46
3.3.2. Khả năng khử nitrat tự dưỡng của đá SC đối với một số mẫu bùn
thực tế ...................................................................................................... 52
Luận văn thạc sĩ Bùi Phương Thảo
Khóa 17-CHMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
3
3.3.3. Ảnh hưởng của kích thước viên composit tới hiệu quả quá trình
khử nitrat tự dưỡng .................................................................................. 56
3.3.4. Ảnh hưởng của kích thước hệ thống tới quá trình khử nitrat tự
dưỡng trên mô hình pilot ......................................................................... 59
3.4.5. Ứng dụng với nước thải thực tế .................................................... 68
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 76
PHỤ LỤC
