ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ TRANG

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ YẾM KHÍ TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
GIÀU HÀM LƢỢNG HỮU CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ TRANG

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ YẾM KHÍ TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
GIÀU HÀM LƢỢNG HỮU CƠ
Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng
Mã số:
06440301
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Cao Thế Hà

Hà Nội – Năm 2014



DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ...................................................... 1
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 2
CHUƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................... 3
1.1 Hiện trạng hệ thống xử lý nuớc thải giàu hữu cơ trên thế giới và ở Việt Nam ............ 3
1.1.1. Các nƣớc trên thế giới ............................................................................................... 3
1.2.2. Ở Việt Nam ..............................................................Error! Bookmark not defined.
1.2 Các kỹ thuật trong xử lý nƣớc thải chăn nuôi ..............Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Phƣơng pháp xử lý cơ học .......................................Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Phƣơng pháp xử lý hóa lý ........................................Error! Bookmark not defined.
1.2.3. Phƣơng pháp xử lý sinh học .....................................Error! Bookmark not defined.
1.2.3.1. Phƣơng pháp xử lý hiếu khí ..................................Error! Bookmark not defined.
1.2.3.2 Các kĩ thuật xử lý yếm khí ....................................Error! Bookmark not defined.
1.2.3.3 Các quá trình trong xử lý yếm khí ........................Error! Bookmark not defined.

1.2.3.4. Ƣu nhƣợc điểm của công nghệ yếm khí so với công nghệ hiếu khíError! Bookmark no
1.3 Các kĩ thuật yếm khí cao tải trong xử lý nƣớc thải ......Error! Bookmark not defined.

1.3.1.Kỹ thuật phản ứng ngƣợc dòng với vi sinh dạng hạt (UASB)Error! Bookmark not defin

1.3.2.Kỹ thuật phản ứng với lớp vi sinh dạng lƣu thể BFB (Biofilm Fluidized Bed)Error! Book
1.3.3.Kỹ thuật phản ứng với lớp vi sinh dạng hạt dãn nở EGSB (Expanded Granular
Sludge Bed) ........................................................................Error! Bookmark not defined.

1.3.4.Kỹ thuật phản ứng tuần hoàn nội IC (Internal Circulation)Error! Bookmark not defined.
1.3.5. Kỹ thuật ABR ...........................................................Error! Bookmark not defined.

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookm
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................Error! Bookmark not defined.
2.2 Nội dung nghiên cứu ....................................................Error! Bookmark not defined.
2.3 Phuơng pháp nghiên cứu ..............................................Error! Bookmark not defined.

3.3 Đánh giá khả năng giảm SS khi có và không có vật liệu mangError! Bookmark not define
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ....................................Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 5
PHỤ LỤC ...........................................................................Error! Bookmark not defined.


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Sự phụ thuộc thành phần biogas và dự trữ năng lƣợng biogas vào nƣớc thảiError! Boo
Bảng 2: tải hữu cơ cho ba hệ thống xử lý kỵ khí phổ biến [25]Error! Bookmark not defined.
Bảng 3. Tóm tắt về các đặc trƣng của các hệ sử dụng bùn vi sinh dạng hạt có tăng
cƣờng khuấy trộn ...............................................................Error! Bookmark not defined.

Bảng 4. Tải lƣợng xử lí thƣờng gặp đối với ba hệ xử lý yếm khí cao tải mới [14]Error! Bookm
Bảng 5: Thông số nƣớc thải đầu vào .................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 6. Tổng hợp chế độ vận hành hai hệ yếm khí ...........Error! Bookmark not defined.


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Bể phản ứng kiểu túi mềm ....................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2. Loại phản ứng kiểu ống dòng ...............................Error! Bookmark not defined.
Hình 3. Sơ đồ bể xử lí yếm khí kiểu UASB và hình hạt bùnError! Bookmark not defined.
Hình 4. So sánh hai loại bồn phản ứng ..............................Error! Bookmark not defined.
Hình 5: sơ đồ hệ xử lý UASB ............................................Error! Bookmark not defined.
Hình 6: sơ đồ thiết bị phản ứng BFB .................................Error! Bookmark not defined.
Hình 7: hạt bùn sinh học ....................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 8: sơ đồ hệ xử lý tuần hoàn nội bộ ............................Error! Bookmark not defined.

Hình 9: tải lƣợng hữu cơ áp dụng trong kỹ thuật IC theo thời gianError! Bookmark not define
Hình 10. Cấu hình bể xử lý ABR .......................................Error! Bookmark not defined.

Hình 36. Diễn biến CODt , Hiệu suất xử lý CODt theo giảm dần HRT của hệ ABR
qua các cột ..........................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 37. Diễn biến CODht , Hiệu suất xử lý CODht theo giảm dần HRT của hệ
ABR qua các cột.................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 38. Hình ảnh lọc cặn đầu vào ....................................Error! Bookmark not defined.

Hình 39. So sánh hiệu suất xử lý CODht khi có và không có lọc cặn hệ ICError! Bookmark no

Hình 40. So sánh hiệu suất xử lý COD hệ ABR khi có và không có lọc cặnError! Bookmark n
Hình 41. Đồ thị so sánh TSS trƣớc và sau khi lọc cặn đầu vàoError! Bookmark not defined.

Hình 42. Đồ thị mối quan hệ TL và NSXL COD khi có lọc cặn đầu vào(HRT 6h)Error! Bookm

Hình 43 : Tổng hợp khả năng loại bỏ TSS khi có và không có lọc cặn đầu vàoError! Bookmar


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
Chữ viết tắt tiếng anh
ABR

: Anaerobic Baffled Reactor - Hệ phản ứng yếm khí với
vách ngăn đảo chiều

COD

: Chemical oxygen demand - Nhu cầu ôxi hóa học

EGSB

: Expanded Granular Sludge Bed- Hệ phản ứng với lớp

: Hiệu suất

Tb

: trung bình

TL

: Tải lƣợng

Vd

: Vận tốc dâng nƣớc

1


MỞ ĐẦU
Xử lý nƣớc thải bằng các công nghệ vi sinh ngày càng đƣợc ứng dụng hiệu
quả và rộng rãi trên thế giới và cũng nhƣ Việt Nam bởi nhẽ, đây là giải pháp xử lý
với chi phí thấp, thân thiện với môi trƣờng do không phải sử dụng nhiều hóa chất.
Phƣơng pháp vi sinh bao gồm phƣơng pháp yếm khí, hiếu khí,..các phƣơng pháp
này có thể đƣợc sử dụng riêng rẽ hoặc xử lý kết hơp với nhau nhằm xử lý triệt để
các chất ô nhiễm sinh học trong nƣớc thải.
Đối với các công nghệ yếm khí thì có nhiều lựa chọn, trƣớc hết là lựa chọn kĩ
thuật phản ứng. Loại đơn giản và chi phí thấp nhƣ hầm biogas phủ bạt nhƣng gặp
nhiều khó khăn. Trong trƣờng hợp này thì rõ ràng là các hệ phản ứng kiểu các kĩ
thuật lọc ngập nƣớc (Submerged Biotrickling Filter), UASB (Upflow Anaerobic
Sludge Blanket), EGSB (Extended Granule Sludge Blanket),… sẽ là sự lựa chọn.
Lựa chọn của chúng tôi là nếu cần năng suất cao thì chọn kĩ thuật cho khả năng xử

Singapore, đƣợc quốc tế tài trợ (Australian Development Assistance Bureau, FAO,
German Technical Assistance Agency (GTZ), IDRC (Canada), UNDP, ASEAN),
đƣợc điều hành trực tiếp bởi TS. Ngiam Tong Tau – 1984 trở thành Giám đốc the
Primary Production Department of Singapore có sự tham gia của hàng trăm chuyên
gia quốc tế, bao trùm mọi lĩnh vực, yếu tố liên quan đến bảo vệ môi trƣờng ngành
chăn nuôi lợn, từ khâu giống, thức ăn chuồng trại tới chính sách liên quan.
Về khía cạnh các kĩ thuật tài liệu trình bày chi tiết về công nghệ xử lý chất
thải, nƣớc thải, các kĩ thuật áp dụng. Tài liệu bao trùm gồm cả vấn đề thu hồi năng
lƣợng và tái sử dụng nƣớc (thu hồi biogas, tuần hoàn nƣớc tiền xử lí rửa chuồng,
dùng nƣớc thải nuôi tảo làm thức ăn chăn nuôi giàu đạm …). Cuốn sách này là tập
hợp kết quả của 167 báo cáo, nội dung rất chi tiết, nhiều dữ liệu có thể sử dụng
ngay, trừ một số hạn chế kĩ thuật (do thời điểm đó chƣa có): ví dụ kĩ thuật yếm khí
chỉ là ao hồ yếm khí, bồn yếm khí cổ điển (có khuấy, điều nhiệt); kĩ thuật hiếu khí
là mƣơng ôxi hóa, chƣa quan tâm đầy đủ đến xử lí N, P.
Ở Châu Á, các nƣớc nhƣ: Trung Quốc, Thái Lan,… là những nƣớc có ngành
chăn nuôi công nghiệp lớn trong khu vực nên rất quan tâm đến vấn đề xử lý nƣớc
thải chăn nuôi. Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tìm ra nhiều công nghệ xử lý
nƣớc thải thích hợp nhƣ là:


Kỹ thuật lọc yếm khí



Kỹ thuật phân hủy yếm khí hai giai đoạn



Bể Biogas tự hoại


4


TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Bùi Xuân An, (2007 )“Nguy cơ tác động đến môi trường và hiện trạng quản lý
chất thải trong chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ”, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí
Minh.
2. Báo cáo tổng kết năm 2013 Bộ NNPTNT.
3. Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát (2010), Báo cáo “Chăn nuôi
Việt Nam và triển vọng 2010”; ấn phẩm của tổ chức PRISE của Pháp.
4. Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa Học và Kỹ thuật Hà
Nội.
5. PGS.PTS Hoàng Huệ (1996), Xử lý nước thải , NXB Xây Dựng Hà Nội.
6. Trịnh Quang Tuyên, Nguyễn Quế Côi, Nguyễn Thị Bình, Nguyễn Tiến Thông,
Đàm Tuấn Tú (2008), “Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng và xử lý chất thải trong
chăn nuôi lơn trang trại tập trung”, Báo cáo khoa học năm 2008. Bộ NN&PTNT,
Viện chăn nuôi: trang 193-203.
TIẾNG ANH
1. Barber, W.P.; Stucky, D.C (1999) “The use of the anaerobic baffled reactor
(ABR) for wastewater treatment”, a review. Wat. Res, Vol. 33, (No. 7), 1559-1578.
2. Cristiano Nicolella, Mark C.M. van Loosdrecht and Sef J. Heijnen, “Particlebased biofilm reactor technology”, Trend in Biotechnology (July 2000), Vol. 18,
Iss.7, pp.312-320.
3. Driessen W, Habets L H A and Vereijken T (1997), “Novel Anaerobic and
Aerobic process to meet strict effluent plant design requirements”, Ferment, 10,(4)
148-157.

5



14. Paques (2003), Referential Manual, Paques BV, Balk, the Netherlands April,
2003.
15. Sallis, P.J.; Uyanik, S. (2003) “Granule development in a split-feed anaerobic
baffled reactor”, Bioresource Technology 89, 255–265.
16. Show K.Y. (2006) “Applications of Anaerobic Granulation”, In Biogranulation
technologies for watewater treatment (Ed. J. H. Tay, S.T.L. Tay, Y.Liu). Waste
Managemennt Series 6. Elsevier Ltd.
17. Tchobanoglous G and Burton Fl (1991), Wastewater Engineering, Treatment,
Diposal and Reuse, Third Edition, McGraw, Inc, USA, 420 . 431.
18.

Taiganides,E.P (1992), “Pig Waste Management and Recycling”, The

Singapore Experience, Ottawa: International Development Research Centre.
19. Uyanik S. (2003), “A Novel Anaerobic Reactor: Split fed anaerobic baffled
reactor (SFABR)”, Turkish J. Eng. Env. Sci. 27, 339 - 345.
20 .Uyanik S. (2003), “Granule development in anaerobic baffled reactor”, Turkish
J. Eng.Env. Sci. 27, 131 - 144.
21.Uyanik, S.; Sallis, P.J; Anderson, G.K. (2002), “The effect of polyme addition
on granulation in an anaerobic baffled reactor (ABR)”, Part 1: process performance.
Wat. Res. 36, 933-943.
22. Vellinga, S.H.J. (1986) “Anaerobic purification equipment for waste water”,US
Patent (4), 609 460.

7