Tiềm năng của công nghệ chảy xuôi dòng với giá thể bọt biển (Down-flow Hanging Sponge - DHS) trong xử lý nước thải

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này giới thiệu về công nghệ DHS với các biến thể của hệ thống (với tên gọi từ G1 tới G6) và ứng dụng của chúng trong xử lý nước thải. Ngoài ra, ưu điểm của DHS so với các hệ thống xử lý nâng cao khác và một số lưu ý trong xây dựng và vận hành hệ thống cũng được chia sẻ và thảo luận.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiềm năng của công nghệ chảy xuôi dòng với giá thể bọt biển (Down-flow Hanging Sponge - DHS) trong xử lý nước thải

-flow Hanging Sponge - C Nagaoka, Niigata, -flow Hanging Sponge - Nagaoka Email: s175005@stn.nagaokaut.ac.jp; pthao222@gmail.com 3 Doctoral Program for World-leading Technology) : -flow sinh viên Viên Nghiên Environment Studies, Tsukuba) 1. G . ,c 2016 ("Establishment of Carbon-Cycle-System with Natural Rubber - ESCANBER") do phát C Systems - - https://doi.org/10.15625/vap.2021.0019 120
H nh 1. và Harada, 2010 [1]) Bài vi t này s gi i thi u v công ngh ch y xuôi dòng v t li n tích ti p xúc không khí l n và bên v i giá th b t bi n (Down-flow Hanging Sponge - trong v t li u khi oxy b h n ch . M bùn trên c phát tri n b i nhóm nghiên c u c a giáo mi ng b t bi n c y nhanh quá trình i h c công ngh Nagaoka phân hu sinh h c, rút ng n th c (Nagaoka University of Technology) t th i. Dù th c th c rút ng n hi n na ng d y i h c Tohoku, c u trúc r ng c a mi ng b t bi Nh t B n. Công ngh c ba yêu c u c n gi c bùn v i th i gian r 10 l n so có c a công ngh x c th i phi t v i h th ng bùn ho u ki n c p a công ngh các ch c th c vi nhi t tr i các h th ng x lý sinh v t s d duy trì chuy n hoá n i bào, thay nâng cao thô c th o lu n c th ph n ng sinh kh i, vì v i). Công ngh c ng d ng trong quá trình v n hành DHS qua th c nghi m cho trong x c th i sinh ho c th i nông th y r ng r t ít so v i các h th ng x lý n c th i nghi p-công nghi p-nuôi thu h i s n t i nhi c khác [2]. Ngoài ra, quá trình x lý chính c a DHS ph , Ai C p và Vi t Nam. thu c vào th i gian và kh p xúc gi a không c th i d c theo dòng ch y t trên cao xu ng 1.1. Nguyên lý v m tiêu bi u nên h th cl t v i chi u cao 2 4 Công ngh t tên d a theo cách v n hành m, mà không yêu c u di n tích l i h th ng h th c th i c p vào t trên cao và theo tr ng ASP. Quá trình l t và kh ng h th l c ch y xu - công ngh n và ch c n 4 6 tu h th ng v n l c sinh h c nh gi t (trickling filter), tuy nhiên DHS hành nh. V i nguyên lý v n, hi u s d ng v t li u là các mi ng b t bi su t cao, ti t ki m v t b o b ng polyurethane v t li u r , không b phân hu trì, và di n tích xây d ng, h th ng DHS là m t sinh h c, và nh v m c. K t c u các h th ng x lý nâng c a h th ng DHS là các mi ng b t bi n hình kh i ng. vuông treo thành d i d cg u c a h th c 1.2. Các bi n th c a DHS miêu t trong Hình 1. T 1995 t i nay, nhóm nghiên c u c phát tri n sáu bi n th c t tên l t c bi t c a h th ng này trong khi thi t k c n t G1 t i G6. Hình d ng c a v t li u chính mi ng m b o kho ng cách gi a các mi ng b t bi n nh m b t bi n (polyurethane sponge) và cách b trí s p x p ti p xúc gi c th i v i không khí, ch t ô chúng trong h th ng x lý th c t t quy mô phòng nhi c th c lo i b b thí nghi m t i quy mô công nghi c c i ti n sinh h c hi u khí mà không c n h th ng s c khí ph c kh c ph m trong khi th c ti n v n t t v hành h th ng th i v m b o tính kinh t b aerotank bùn ho t tính (Activated Sludge Process trong thi t k . ASP). V r ng chi m t ng b t bi n có kh bùn ho t tính c bên Th h u tiên (G1) s d ng các kh i b t bi n trong và trên b m t v t li u giúp cho hai quá trình polyurethane hình l c hi u khí và y m khí có th di n ra l t trên b m t c n i v i nhau b ng s i nilon 121
thành d i d c [3]. Tuy nhiên k t c u này khó có th thanh b t bi n b bi n d ng trong b x lý do s c n ng nâng c p quy mô l n do k t n i b ng dây nilon làm c t r n tích t trên b m t và th công và các kh i b t bi n nh kém b n v c, trong các thanh b t bi n. vi c phân b c th u trong c h th ng l Th h DHS th c c i ti n t ng i quy mô phòng thí nghi m. d ng vào quy mô x lý l u trúc c a t m G5 ng cách dán Th h DHS th i v hình dáng nguyên t m b t bi n có b m t g p khúc, thay vì dán và cách n i các mi ng b t bi b c, t ng thanh b t bi tam giác lên t m ch c công su t x i G1 và d plastic. Các t c treo song song trong khung dàng s n xu c v i quy mô l n. Các kh i b t bi n và cách nhau kho ng 4 cm thành m t module. M t h tam giác vuông cân có chi u dài th ng hoàn ch nh s g m nhi u module x p ch ng lên là 75 cm và c c dính song nhau. Cách b trí và c u t o mi ng b t bi n này giúp song trên hai m t c a t m plastic ph ng có chi u cao tích b t bi n trong h th ng lên 55 57% t 2 m [4]. Tuy nhiên, DHS-G2 v i thi c 36 38% G2, nh m nhi u th tích, vi c phân b c th u c h th ng và sinh h th ng x lý s nh g [6]. V c ah kh i bám trên t m b t bi n G2 d b r th ng này là giá treo t m b t bi n s b u n cong ho c các t m plastic kém b n b rách kh i giá treo sau vài Th h DHS th ba (G3) không n i các mi ng b t bi n tháng v c th m vào mi ng b t bi n s d t k linh ng t m b t bi . ho b l c sinh h ng t li u r m, v.v., Th h DHS th c phát tri ng th i b ng các c c b t bi c bao b i nh a v i G5, là th h m i nh c c i ti n t G3, v n polypropylene hình tr ng kính 2.7 cm và cao theo nguyên lý b l c sinh h c v i v t li u x p ng u nh hình, tránh d n nén v t li u khi v t li u t li u G6 là các mi ng b t bi n ng c. Kh sinh kh i và b c, polyurethane c x lý v i nh a epoxy c th c c i thi n th resin, thay vì các mi ng polyurethane m m nhét trong h a c u thành b i các mi ng b t bi khung nh a c [7] i v c u trúc l nên DHS-G3 d dàng m r n hoá h th ng, v t li c ch t o m h n ch c a h th ng G3 là kh mb o v i m t thành ph n, thay vì ph i l p không khí ti cv c th x lý kém ráp th công hai thành ph n (mi ng b t bi n và v i b t bi n s p x p ng u nhiên khung nh a). Tuy nhiên, vi c s d ng epoxy resein trong b . làm gi m th tích r ng c a v t li u t mi ng b n bi n m m thông t ng, còn 70%. Th h DHS th pt c c i ti n t G3 nh n ch t c h th ng i các bi n th d a theo l ch s do bùn tích t G3, thanh b t bi cb c phát tri n c a công ngh DHS. Ngoài ra, công ngh i nh a polypropylene hình tr ng kính DHS có th phân lo i d a vào cách b trí các mi ng u dài 50 cm. Các thanh b t bi n b t bi n thành hai lo i: DHS không chia module ki u c x p song song trên m t t ng, và các t c treo - G1 và G2; DHS v i các t ng module: s p x p tr ng lên nhau cách 0.7 1.0 cm thông khí, và xoay theo khung - G4 và G5, s p x p ng u nhiên - G3 và 90o phân b c th i [5]. Th c t v n hành G6 (Hình 2). cho th m c a DHS-G4 là c u trúc các H nh 2 và Syutsubo, 2015 [8]) 122
2. 2.2. X c th i khác 2.1. X c th i sinh ho t c th i sinh ho t, h th c T i nay, nghiên c u v ng d ng c a h th ng DHS nghiên c áp d ng v i các lo c th trong x c th i sinh ho t là toàn di n nh t. Nhi u p [13] c th i trong h th ng t quy mô phòng thí nghi m [10] t i quy mô s n xu t cao su [14] c r rác [15] c th i d t l n [2, 4, 7, 9, 11] c xây d nhu m [16] và tu c trong nuôi thu h i s n c th i th c t t i Nh t B n [2, 7], [17, 18] c tính c a các lo c th i này khá [4, 9], Indonesia [10], và Thái Lan [11] c miêu ph c t it m nên các nghiên c u t trong B ng 1. áp d ng DHS hi n v quy mô pilot t i các nhà máy ho c các trung tâm nghiên c u, ch c Trong các nghiên c u quy mô phòng thí nghi m v i ng d ng trên quy mô l c th i sinh ho t. c th i nhân t o, nh y nhanh quá trình thích nghi H th c s d ng v i vai trò x lý n hành nh c a h th ng, bùn ho t tính có hi u khí nh m nâng cao ch c (v n th c c y vào h th ng b ng cách bóp các mi ng b t tr ng, kim lo i n ng, v.v.) khâu x lý bi n trong bùn ho t tính, bùn s c h p ph vào các nâng cao, sau x lý y c th i sau x lý y m l r ng c a v t li u [12]. V i các nghiên c u quy mô ib c ph n l n ô nhi m h l l d ng l n các mi ng b t bi n, không C/N th u ki n t n nitrat hóa c n c y bùn vào b DHS th trong h th ng DHS phát tri n, tránh c nh tranh v oxy tr c ti p s d ng sinh kh i có s c th và vùng phân b v i vi khu n d ng cung c p ngu n vi sinh cho h th ng [2, 4, 7, 9]. H nhanh. Qua quá trình nghiên c u th c nghi m, h th ng th ng DHS có th v n hành liên t c mà không ph i x DHS s d ng v t li u d ng G3 v i các c c b t bi n hình i các tr nh s p x p ng u nhiên cho t i nay là ph bi n nh t h th ng bùn ho t tính khác. do tính linh ho t trong thi t k , tu i th s d ng cao, và v t li u c u t o s n có và d s n xu t. B ng 2 tóm t t V i th c ng n (ch vài gi ), h th ng DHS m t s h th ng có k t h p DHS trong x c th i v n lo i b ng ô nhi m h COD, BOD khác. nh quá trình phân hu hi u khí, lo i trên 20% ô nhi m quá trình nitrat hóa, và trên 50% 3. các ch t r c gi l i các t ng b t m c a h th ng DHS bi n (B ng 1). H th c phát tri n nh m thay th các lý hi u khí s u hoà, b Nghiên c u c a Danshita và c ng s ng aerotank bùn ho t tính, l c sinh h ng. minh h th ng DHS có th áp d ng x lý tr c ti c p k nghiên c u, h th th i sinh ho t phi t p trung t i khu v ch c ti c th i nh nh hi u qu x lý c a quy mô pilot khá nh k c m trong l t (c n, v t li u c th i vào các kho ng th i s n có r b n, ti t ki m di n tích, có th c i t o ngay gian khác nhau trong ngày [11]. C th , trong gi cao trên các h th ng s n có) và v n hành-b o trì (không i m (kho ng 6-9 gi sáng và 6-9 gi t ng yêu c t cao, th c ng n, r t ít bùn n so v i các th m còn l i, c t i tr i, ti t ki d n t i th c trong gi m ng n ch Quá trình x lý b ng bùn ho t tính truy n th ng tiêu th ng là kho ng 7h. Kh s tu n thông khí t t (n oxy hoà tan dòng ra trên 4 hoàn bùn ho t tính b r a trôi b l ng quay l i vào b mg/L), n bùn bám trên mi ng b t bi n khá cao s c. Tuy nhiên v i DHS, do không s d c khí (15-20 gVSS/L b t bi n) trong su ng t ít (DHS sinh ra 0.09 gSS c th i, và kh c th c t trong bùn/g CODlo i b , trong khi các công ngh khác sinh ra h th ng n 0.15-0.88 gSS bùn/g CODlo i b ng t phân hu ng bi n ng là ba y u t chính trong h th ng [2], nên chi phí chính là chi phí v t li u, giúp h th ng DHS luôn có dòng ra có ch ng BOD c th là các mi ng b t bi các nghiên t tiêu chu n x th i [11] c u trên, hi n nay h th ng DHS s d ng mi ng b t i theo chu kì, m t ph n bùn các bi n G3 hình tr , s p x p ng u nhiên là ph bi t ng module trên b r a trôi xu i, khi n c .D n c a DHS- bùn phân b u các t ng module trong c h th ng G3, các nhóm nghiên c u trên th gi ng thay vi t p trung t n bi n th v hình dáng mi ng b t bi n phù h p v u v n hành v ng nh. Sinh kh i khi b r a ki n s n xu t c a mình. Mi ng b t bi n làm t v t li u trôi xu ng các t ng module th c s d ng làm polyurethane x p, m r ng cao, bao ngoài b ng ngu n cacbon h n nitrat hoá i polypropylene hình tr có th c dài (endogenous denitrification), nh c lo i b ng kính 3.3 cm [11] ng kính trong h th ng t [11]. 2.8 cm [15] ng kính 3.5 cm [19]. 123
B ng 1. Th u ki n v n hành, t Ngu n c (tính d a t lo i t lo i t C u t o h th ng công su t x lý (Q), Bùn trong DHS lo i b tham vào th tích h lo i ch t r n c th i coliform kh o b t bi n) DHS cao 4m, g m T = 10-28oC, 3.2 gi T sinh bùn: BODeff = 7±4mg/L TKNeff = 3±3 SSeff = 12±12 - [2] 10 module G3 850ngày, 0.09 (lo i 96%a), mg/L mg/L (d ng hình tr dài Q ~ 3.4 m3/ngàyb, gSS/gCODlo i b , CODeff = (lo i 91% a) (lo i 88% a) ng kính BODinf=53±23mg/L, n bùn: 36±22mg/L (lo i 33mm), Vb t bi n= CODinf=113±36mg/L, 26.9 gVSS/Lb t 88% a) 454L (53% VDHS) TKN inf=30±4mg/L, bi n, NH4-Ninf=27±3mg/L, SRT > 135 ngày SSinf=33±21mg/L DHS g m 4 T = 12.2-27.1oC, 2 gi T sinh BODeff=12±7mg/L TN lo i 28±20%, SSeff = 17±9 T ng [7] module (m i 730 ngày, bùn: 0.08 (lo i 87±6%), TKNeff = mg/L coliform module cao Q ~ 0.55 m3/ngàyb, gSS/gCODlo i b , CODeff=48±19mg/ 34±6mg/L (lo i (lo i = 2.21×104 ng BODinf=93±39mg/L, n bùn: 12- L (lo i 68±17%) 82±13%) 51±33%) MPN/100 kính 24cm, cách CODinf=169±80mg/L, 19 gVSS/Lb t mL, nhau 15cm) ch a TKN inf=34±6mg/L, bi n, T ng G6 (d ng hình tr NH4-Ninf= SRT = 47ngày coliform có l gi a dài 24.6±6.4mg/L, gi m 102.5 ng kính SSinf=44±38mg/L; ngoài 42mm, T ng coliform inf ng kính l = 7.27×106MPN/100 trong 22mm), Vb t mL bi n= 46L (33.8% VDHS) DHS cao 5.3m, T = 15-32 oCb, 1.5 gi T sinh BODeff=6±4mg/L TNeff = SSeff = 19±8 Fecal coli [4] ng kính 5.5m, 1800 ngày, bùn: 0.12 gTSS/ (lo i 95%), 11±4mg/L (lo i mg/L gi m 101.9 g m 2 module treo Q = 500m3/ngày gBODlo i b , CODeff=37±18mg/ 65%), (lo i 90%) G2 (dài 2m), Vb t BODinf=56±19mg/L, n bùn: 23- L (lo i 91%) NH4-Neff = 3 bi n=31.1m CODinf=177±44mg/L, 46gVSS/Lb t 6±5mg/L (lo i (24.7%VDHS) TN inf=26±8mg/L, bi n, 79%) NH4-Ninf=26±8mg/L, SRT=69 ngày SSinf=53±20mg/L 124
Th u ki n v n hành, t Ngu n c (tính d a t lo i t lo i t C u t o h th ng công su t x lý (Q), Bùn trong DHS lo i b tham vào th tích h lo i ch t r n c th i coliform kh o b t bi n) DHS cao 5.3m, T = 20.3±2 oC, 0.66 gi N bùn: BODeff = TNeff = SSeff = Fecal [9] ng kính 5.5m, 365 ngày, ~20gVSS/Lb t 14±9mg/L 34±7mg/L 20±9mg/L coliform eff g m 4 module G3, Q = 1000m3/ngày, bi nb (lo i 90±7%), (lo i 23±13%), (lo i 90±7%) = 8.1×105M Vb t bi n = 27.7m3 BODinf=62±20mg/L, CODeff = NH4-Neff = PN/100 mL, (22.3%VDHS) CODinf=168±34mg/L, 52±20mg/L 19±8mg/L Fecal TN inf=34±11mg/L, (lo i 86±7%) (lo i 28±19%) coliform NH4-Ninf=26±6mg/L, gi m 100.9 SSinf=51±15mg/L, Fecal coliform inf = 6.3×106MPN/100 mL DHS cao 1m d ng T = 26.7-30.3oC, 8 gi CODeff = NH4-Neff = [10] G1 (20 kh i l p 90 ngày v c th i 15±7mg/L 0.7±0.5mg/L th c t , (lo i 91±6%) (lo i 97±3%) 2cm/chi u) treo Q = 0.48L/ngày, trong 1 ng kín CODinf=224±97mg/L NH4-Ninf= 26±8mg/L, DHS cao 4.1m, T = 25-30oC, 5 gi N bùn: BODeff = TNeff = SSeff = E.colieff = [11] g m 4 module G3, 596 ngày, 10-20 4±1.2mg/L 32±12mg/L 5.8±5.8 mg/L 6.2×102, Vb t bi n = 350L Q ~ 1.68 m3/ngàyb gVSS/Lb t bi n (lo i 95±2%), (lo i 41±24%), (lo i 91±8%) E.coli gi m (40%VDHS) BODinf=105±23mg/L, CODeff = NH4-Neff = 102.5 CODinf=285±71mg/L, 31±11mg/L 3.2±3mg/L TN inf=50±10mg/L, (lo i 89±7%) (lo i 90±5%) NH4-Ninf=37±6mg/L, SSinf=83±37mg/L, E.coliinf=2.6×105 CFU/mL c th i vào h th ng DHS c th i ra kh i h th ng DHS a Kubota K và c ng s , 2014 b c tính t s li u trong bài - c p trong nghiên c u 125
B ng 2. t lo Th i t t u ki n v n hành, ng- TN, nito Ngu n gian lo i h lo i ch t ng C u t o h th ng công su t x lý (Q), c th i h - Ô nhi m khác tham (COD, r gây h i c th i TKN, NO3-N, NO2- kh o c BOD) l ng (SS) N) ng kính T=25oC, c 2.63 CODeff = TKNeff = 8.7±5.3 SSeff = TPeff = 1.9±1.3 mg/L OLR > 2 [13] trong 0.15m, cao 227 ngày, Q = 48L/ngày, c gi 55.5±40.5 mg/L 14.9±13 (lo i 35.6±19.7%) kgCOD/ 1.8m, g m 3 CODinf=203.5±123 mg/L, sông Nile mg/L (lo i (lo i 67.2±12%), mg/L m3/ngày module G3 (d ng BODinf=162.1±45.1 mg/L, g n vùng 72±18%), NH4-Neff = 3±5mg/L (lo i hình tr dài 55mm, SSinf=156.6±87.4 mg/L, nông BODeff = (lo i 84.7±11.7%) 90.4±2.1%) ng kính TKNinf=26.2±8.5 mg/L, nghi p 22±11.9m 20mm) và có c a NH4-Ninf=18.5±7.7 mg/L, g/L thông khí gi a các TP inf=3.1±1.1mg/L (lo i module, Vb t bi n= 86.7±4.3%) 16% VDHS H th ng pilot b T=29.1±1.1oC, c th i ABR CODeff = TNeff = 58±24 mg/L SSeff = Biogas t UASB [14] y m khí có cách 267 ngày, cao 3.4 140±64mg (lo i 68.3±15.1%), 46±32 c thu h i làm khí Q = 1.8 ± 0.4 m3/ngày su t nhiên ngày, /L (lo i NH4-Neff = 49±22 mg/L t, gi m 92% phát (76.5m3) - b ch a CODinf= 3940±310 mg/L, UASB 95%), mg/L (lo i 72%) th i khí nhà kính so trung gian (5m3) - BODinf=3320±410 mg/L, 1.8 BODeff = v i h th ng m b UASB (3m3) - SSinf=170±17mg/L, ngày, 31±12mg/ b l ng (1m3) - TNinf=202±54mg/L, b l ng L DHS-G3 (VDHS = NH4-Ninf=109±17mg/L, 0.6 (lo i 98%) 2m3, Vb t bi n = ngày, 0.84m3, 16% DHS VDHS), dòng ra t 0.5 DHS tu n hoàn l i ngày 1 ph n vào DHS 126
t lo Th i t t u ki n v n hành, ng- TN, nito Ngu n gian lo i h lo i ch t ng C u t o h th ng công su t x lý (Q), c th i h - Ô nhi m khác tham (COD, r gây h i c th i TKN, NO3-N, NO2- kh o c BOD) l ng (SS) N) H th ng pilot 310 ngày, cr UASB: CODeff = DHS lo i 92.8±6.0% DHS lo i Kim lo i n ng t o T ng [15] UASB(10.8L) Q ~ 11.27 L/ngàya rác t khu 23 gi , 1772±323 NH4-N sau UASB ph c sulfit ho c ch t r n DHS(21L, 3 t ng CODinf= 3421.3±474.5 chôn l p DHS: mg/L SS trong polyme ngo i bào hoà tan > t ng cao 1.8cm, mg/L, c 17 gi (lo i c th i c a vi sinh v t, l ng 20g/L, ng kính trong SSinf=1742.5±319.1 mg/L, h i công 59.2±4.8 sau UASB i l p bùn c a t l C/N TKNinf=482.3±33.1 mg/L, nghi p %), ch UASB ho c gi l i > 60 thông khí, G3 NH4-Ninf=118.1±42 mg/L, y u nh trên b t bi n c a d ng hình tr dài m n 22.6±4.6g/L DHS lo i DHS lo c 42.9 ng kính Kim lo i n ng, CODd ng -87.6%, 28mm,Vb t bi n= Polychlorinated biphenyls phân tán c phân hu 38% VDHS) (PCB) d n d n qua h th ng và lo c trên 87.2 95.7% H th ng nuôi tu n 224 ngày, c nuôi USB: T ng ammonia [18] hoàn m n 30-35 cá tu n 1.9-3.2 (TAN) trong b cá cá Epinephelus C p thêm CH3COONa hoàn gi , duy trì 0.33 ± 0.12 bruneus b cá ph n nitrat DHS: mgN/L trong c thí 5m3, sâu 1m, s hoá và b sung th 1.85- nghi m (>1 mgN/L d ng k t h p 2 b cho cá, 1.22 c ch ng USB (m i b có T i tr phút c a cá) ng kính 0.2m, ± 3.11 gN/ngày cao 1.5m) và 2 b DHS (m i b ng kính 0.6m, cao 1.3m, d ng G3, Vb t bi n= 50% VDHS) a c tính t s li u trong bài 127
H nh 3. 2020 [20]) TF-trickling filter, MBBR-moving bed bio reactor, MBR-membrane reactor, WSP-waste stabilization pond, ASP-activated sludge process, SBR-sequencing batch reactor, UASB-upflow anaerobic sludge blanket, FPU-final polishing unit, EAS-extended aeration system, DHS-downflow hanging sponge Mazhar và c ng s (2020) b ng th c nghi m trên quy ti p xúc gi a không khí c th i vi sinh v t trong mô l n (công su t 5000 m3 bùn. Vi c chia thành t ng module nh giúp cho quá ra nh m k trên c a trình v n chuy n, l t, và b o trì h th ng d dàng DHS so v i các công ngh x -FPU), h u hoà (waste stabilization pond), h nuôi bèo (duckweed m b o phân b c th i trên các l p pond), h nông (shallow polishing pond), l c sinh h c b t bi n b ng h th ng phân b xoay tròn v i h th ng nh gi t (trickling filter-TF), b s c khí (aerated fixed to ho v i h th ng nh nh m h n ch bed), v.v. Trong nghiên c u này, b DHS x c các vùng ch t không ho ng trong h th ng, tránh th i sau UASB không ch hi u qu x lý ô ng h p short- c th i không ch y qua l p nhi m h tr ng so v i FPU, mà ch b t bi n có ch x lý mà ch y d c theo thành s d ng 6% di n tích xây d ng so v i FPU, và th i b xu lý, s làm gi m ch ng c rút ng n t 24 gi v i FPU c dòng ra. còn 1.5 gi v i DHS. Ngoài hi u qu x lý ch t ô nhi m, nghiên c u này còn so sánh chi phí xây d ng- (iv) các mi ng b t bi n b ur t v n hành-b o trì c a h th ng UASB-DHS v i các h nh c cao nên kh ng th ng x c th i khác và x p lo i trong Hình 3 các mi ng b t bi n trong h th ng khá n ng nên c n [20]. p x p các l p b t bi n dày s n ng và làm bi n d ng các mi ng b t bi n 3.2. Thách th c trong v n hành và l t ra h th gi a các t n ch cs c Bên c h th t n ng c a các mi ng b t bi n ng c. hi u qu x lý t t nh t, c m sau: c th i c n c lo i b các ch t r c m b o thông khí trong h th ng b ng các c a l c khi x lý b ng DHS nh m tránh làm t c h thông khí d c thành b và t l s p x p các mi ng b t th ng phân ph c ti n x lý b ng bi n h p lý nh m cung c c bi t v i nh ng m khí n c th i có n ô t i vì oxy b vi khu n d ng tiêu nhi m h i tr ng h kgCOD m-3 th nhanh t ng cao nh c th i giàu ngu n ngày-1) cacbon. H th ng D c th i (ii) thay vì c n di n tích xây d ng l hi u hi c hi u qu x lý ô nhi m khí hay h x ng, h th ng DHS c n i d ng l i c oxy hóa amoni và c xây cao t nhi u t i gian nitrat hoá. M t vài bi n pháp nh m c i thi n kh 128
kh nitrat hoá, chuy n hoá hoàn toàn ô nhi Tài li u tham kh o (d ng nitrat và nitrit) thành khí N2 su Uemura, S. and Harada, H. Application of UASB cho ch y tu c th u ra vào l i b y m khí technology for sewage treatment with a novel [21], cho ph i c a b DHS ng t o môi post-treatment process. In Environmental ng anoxic và b sung c c th i tr c ti p vào Anaerobic Technology: Applications and New l C/N phù h p v i quá trình Developments, Imperial College Press, 91-112, ph n nitrat [22]. 2010. Onodera, T., Matsunaga, K., Kubota, K., Do h th cl t phía sau h Taniguchi, R., Harada, H., Syutsubo, K., Okubo, th ng y UASB nên hi n nay ngoài làm T., Uemura, S., Araki, N., Yamada, M. and x lý hi u khí, m t cách ti p c c áp d ng Yamauchi, M. Characterization of the retained v i DHS: DHS d ng kín, không thông khí. Metan, sludge in a down-flow hanging sponge (DHS) thành ph n chính trong biogas sinh ra t h th ng y m reactor with emphasis on its low excess sludge c thu h t, tuy nhiên production. Bioresource Technology, 136, 169- trong th c nghi m, khí metan sinh ra b th t thoát 19- 175, 2013. id c th i sau x lý [23]. Machdar, I., Harada, H., Ohashi, A., Sekiguchi, H th ng DHS d ng kín l t phía sau h th ng x Y., Okui, H. and Ueki, K. A novel and cost- c th i y m khí còn t n d c ngu n metan effective sewage treatment system consisting of n cacbon và ch nt UASB pre-treatment and aerobic post-treatment tham gia quá trình ph n nitrat, ho c ti p t c oxy units for developing countries. Water Science hoá thành s n ph m cu i cùng là CO2, v i ti and technology, 36(12), 189-197, 1997. làm nóng lên toàn c 21-28 l n so v i metan Onodera, T., Okubo, T., Uemura, S., Yamaguchi, [10, 24]. T., Ohashi, A. and Harada, H. Long-term performance evaluation of down-flow hanging 4. sponge reactor regarding nitrification in a full- Công ngh ch y xuôi dòng v i giá th b t bi n (DHS) scale experiment in India. Bioresource c ch ng minh là công ngh x c th i hi u technology, 204, 177-184, 2016. qu c tiêu chu n x th i trong h u h t Tandukar, M., Uemura, S., Machdar, I., Ohashi, các nghiên c u v c th i sinh ho t, v i chi phí A. and Harada, H. A low-cost municipal sewage th p, phù h áp d ng t i các qu c gi treatment system witha combination of UASB tri n. T i nay h th c áp d ng ch y u trong x - c th i sinh ho t nh m x c th i phi t p sponge reactors. Water science and trung t , do chi phí l t-v n technology, 52(1-2), 323-329, 2005. hành th n. ng d ng c a h th ng Tandukar, M., Ohashi, A. and Harada, H. DHS cho các lo c th i khác v i thành ph n ph c Performance comparison of a pilot-scale UASB t c nghiên c u r ng rãi. Cho t i and DHS system and activated sludge process for nay vi c ng d ng c a h th ng DHS t i Vi t Nam the treatment of municipal wastewater. Water m i ch d ng l i quy mô pilot trong các d án nghiên Research, 41(12), 2697-2705, 2007. c c áp d ng trong c Onodera, T., Tandukar, M., Sugiyana, D., công ngh DHS vào ng d ng ph bi n, chính quy n Uemura, S., Ohashi, A. and Harada, H. n hoàn thi n th ch , ban hành Development of a sixth-generation down-flow quy chu n/tiêu chu n, quy trình th mb o hanging sponge (DHS) reactor using rigid sponge ch ng thi t k và thi công công trình; ngoài ra, media for post-treatment of UASB treating c v n hành - b o trì, giám sát, theo dõi và ki m municipal sewage. Bioresource technology, 152, soát c ng th i v i s tham gia c a 93-100, 2014. c án tri n khai th c hi n là y u Onodera, T. and Syutsubo, K. Development of t không th thi u trong thành công tri n khai mô hình. simple and cost-effective treatment system for municipal wastewater. In Proceedings of The L ic Annual International Conference, Syiah Kuala Tác gi g i l i c University-Life Sciences & Engineering Chapter, i thi u và t u ki tác gi th c hi n 2015. nghiên c u v h th ng DHS. Tác gi c bi t g i l i Okubo, T., Kubota, K., Yamaguchi, T., Uemura, c S. and Harada, H. Development of a new non- p cái nhìn toàn di n và kinh nghi m aeration-based sewage treatment technology: th c ti n c a mình khi áp d ng h th ng DHS trong performance evaluation of a full-scale down-flow các d n khai không ch Nh t B n hanging sponge reactor employing third- mà còn các qu c gia khác. generation sponge carriers. Water research, 102, 138-146, 2016. 129
Machdar, I., Matsuura, N., Kodera, H. And Biodeterioration & Biodegradation, 132, 268- Ohashi, A. Prospective combined system of 273, 2018. UASB and DHS reactor for the treatment of Watari, T., Nakamura, Y., Kotcharoen, W., domestic wastewater in Jakarta. Journal of Hirakata, Y., Satanwat, P., Pungrasmi, W., Water and Environment Technology, 12(6), Powtongsook, S., Takeuchi, Y., Hatamoto, M. 459-468, 2014. and Yamaguchi, T., Application of down-flow Danshita, T., Yoochatchaval, W., Takemura, hanging sponge Upflow sludge blanket system Y., Miyaoka, Y., Kada, M., Tepjun, W., for nitrogen removal in Epinephelus bruneus Thonglee, S., Sonaka, H., Yamaguchi, T., closed recirculating aquaculture Tomioka, N. and Banjongproo, P. Performance system. Aquaculture, 532, 735997, 2021. evaluation of a down-flow hanging sponge Tra, V.T., Dang, B.T., Binh, Q.A., Nguyen, (DHS) reactor as a decentralized domestic Q.H., Nguyen, P.T., Nguyen, H.H., Nguyen, wastewater treatment system in tropical T.T., Le, T.H., Le, D.T., Itayama, T. and Bui, regions. Journal of Environmental Science and X.T. Influence of hydraulic loading rate on Health, Part A, 1-11, 2020. performance and energy-efficient of a pilot- Uemura, S., Suzuki, S., Maruyama, Y. and scale down-flow hanging sponge reactor Harada, H. Direct treatment of settled sewage treating domestic wastewater. Environmental by DHS reactors with different sizes of sponge Technology & Innovation, 101273, 2020. support media. International Journal of Mazhar, M.A., Khan, N.A., Khan, A.H., Environmental Research, 6(1), 25-32, 2012. Ahmed, S., Siddiqui, A.A., Husain, A., Tirth, Fleifle, A., Tawfik, A., Saavedra, O.C. and V., Islam, S., Shukla, N.K., Changani, F. and Elzeir, M. Treatment of agricultural drainage Yousefi, M. Upgrading combined anaerobic- water via downflow hanging sponge system for aerobic UASB-FPU to UASB-DHS system: reuse in agriculture. Water Science and Cost comparison and performance perspective Technology: Water Supply, 13(2), 403-412, for developing countries. Journal of Cleaner 2013. Production, 124723, 2020. Watari, T., Mai, T.C., Tanikawa, D., Hirakata, Takahashi, M., Yamaguchi, T., Kuramoto, Y., Y., Hatamoto, M., Syutsubo, K., Fukuda, M., Nagano, A., Shimozaki, S., Sumino, H., Araki, Nguyen, N.B. and Yamaguchi, T. Performance N., Yamazaki, S., Kawakami, S. and Harada, H. evaluation of the pilot scale upflow anaerobic Performance of a pilot-scale sewage treatment: sludge blanket Downflow hanging sponge an up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) system for natural rubber processing and a down-flow hanging sponge (DHS) wastewater treatment in South reactors combined system by sulfur-redox Vietnam. Bioresource technology, 237, 204- reaction process under low-temperature 212, 2017. conditions. Bioresource technology, 102(2), Ismail, S., Nasr, M., Abdelrazek, E., Awad, 753-757, 2011. H.M., Zhaof, S., Meng, F. and Tawfik, A. Bundy, C.A., Wu, D., Jong, M.C., Edwards, Techno-economic feasibility of energy-saving S.R., Ahammad, Z.S. and Graham, D.W. self-aerated sponge tower combined with up- Enhanced denitrification in Downflow Hanging flow anaerobic sludge blanket reactor for Sponge reactors for decentralised domestic treatment of hazardous landfill wastewater treatment. Bioresource leachate. Journal of Water Process technology, 226, 1-8, 2017. Engineering, 37, 101415, 2020. Crone, B.C., Garland, J.L., Sorial, G.A. and Watari, T., Hata, Y., Hirakata, Y., Nguyet, Vane, L.M. Significance of dissolved methane P.N., Nguyen, T.H., Maki, S., Hatamoto, M., in effluents of anaerobically treated low Sutani, D., Setia, T. and Yamaguch, T. strength wastewater and potential for recovery Performance evaluation of down-flow hanging as an energy product: A review. Water sponge reactor for direct treatment of actual Research, 104, 520-531, 2016. textile wastewater; Effect of effluent Thao, T. P., Hatamoto, M., Tsuba, D., Watari, recirculation to performance and microbial T. and Yamaguchi, T. Positive impact of a community. Journal of Water Process reducing agent on autotrophic nitrogen removal Engineering, 101724, 2020. process and nexus of nitrous oxide emission in Tanikawa, D., Nakamura, Y., Tokuzawa, H., an anaerobic downflow hanging sponge Hirakata, Y., Hatamoto, M. and Yamaguchi, T. reactor. Chemosphere, 126952, 2020. Effluent treatment in an aquaponics-based closed aquaculture system with single-stage nitrification denitrification using a down-flow hanging sponge reactor. International 130