Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG
VI SINH VẬT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN QUÁ
TRÌNH XỬ LÝ

Tác giả

NGUYỄN BÍCH PHƯỢNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Kỹ Thuật Môi Trường

Giáo viên hướng dẫn

TS. LÊ QUỐC TUẤN

Tháng 6 năm 2012

i 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN
Khoa

:


1. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG VI
SINH VẬT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH
XỬ LÝ.
2. Nhiệm vụ:
-

Nghiên cứu lý thuyết

-

Thiết kế và vận hành mô hình xử lý

-

Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ lộc, tải lượng COD, hàm lượng nitơ, phospho
đến hiệu quả xử lý của hệ thống.

-

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ vi sinh vật đến hiệu quả xử lý của hệ thống

-

Tiến hành phân lập và tăng sinh vi sinh vật

3. Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 15 tháng 02 năm 2012
4. Ngày hoàn tất nhiệm vụ: 30 tháng 05 năm 2012
Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TS. LÊ QUỐC TUẤN
Ngày 15 tháng 02 năm 2012
Giáo viên hướng dẫn

Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một
số yếu tố đến quá trình xử lý” đã được thực hiện tại phòng thí nghiệm của khoa Môi
Trường và Tài Nguyên, từ ngày 15 tháng 02 năm 2012 đến ngày 30 tháng 05 năm
2012. Với sự hướng dẫn của TS. Lê Quốc Tuấn, đã đạt được một số kết quả sau:
-

Nghiên cứu đã cho thấy tốc độ lọc, tải lượng COD, hàm lượng nitơ, phospho

và nồng độ vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải nhiễm dầu của hệ
thống.
-

Nghiên cứu cho thấy lưu lượng tối ưu của hệ thống là 1 lít/giờ, hệ thống xử lý

hiệu quả nhất với nồng độ COD là 832 mg/lít.
-

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các thí nghiệm bổ sung đủ hàm lượng nitơ,

phospho hiệu suất xử lý cao hơn so với các thí nghiệm bổ sung dư và không bổ sung
nitơ, phospho.
-

Số lượng khuẩn lạc trong mẫu nước thải nhiễm dầu phân lập được là: 18 ×1010

CFU/ml. Chứng tỏ trong nước thải nhiễm dầu có tồn tại vi sinh vật phân hủy dầu.
-

Với kết quả thí nghiệm 5, nghiên cứu của đề tài đã chứng minh được rằng hệ


2.3.2 Đối với kinh tế, xã hội và con người ............................................................. 21
2.4 Tổng quan về xử lý nước thải nhiễm dầu ............................................................. 21
2.4.1 Phương pháp cơ học ...................................................................................... 21
2.4.2 Phương pháp hóa lý ....................................................................................... 21
2.4.3 Phương pháp sinh học.................................................................................... 21
2.5 Tổng quan về vi sinh vật xử lý dầu ...................................................................... 22
2.6 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước ................................................. 24

v 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý
2.6.1 Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................. 24
2.6.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước .................................................................. 25
Chương 3. ...................................................................................................................... 27
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................................................ 27
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ........................................................................ 27
3.1.1 Thời gian nghiên cứu ..................................................................................... 27
3.1.2 Địa điểm nghiên cứu và lấy mẫu ................................................................... 27
3.3 Vật liệu, hóa chất, thiết bị nghiên cứu .................................................................. 27
3.3.1 Vật liệu ........................................................................................................... 27
3.3.2 Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu.......................................................................... 28
3.3.3 Hóa chất ......................................................................................................... 28
3.4 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 28
3.4.1 Chuẩn bị mẫu nước thải ................................................................................. 28
3.4.2 Thiết kế mô hình xử lý nước thải nhiễm dầu ................................................. 34
3.4.3 Tiến hành thí nghiệm ..................................................................................... 37
a) Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ lọc đến hiệu quả xử lý của hệ
thống ....................................................................................................................... 37


4.2.2

Hiệu suất xử lý COD ................................................................................. 47

4.2.3

Hiệu suất xử lý SS ..................................................................................... 48

4.2.4. Hiệu quả xử lý dầu ..................................................................................... 49
4.3 Thí nghiệm 3......................................................................................................... 52
4.3.1

Chỉ tiêu pH ................................................................................................. 52

4.3.2

Hiệu suất xử lý COD ................................................................................. 53

4.3.3

Hiệu suất xử lý SS ..................................................................................... 54

4.3.4

Hiệu quả xử lý dầu ..................................................................................... 55

4.3.5

Chỉ tiêu Nitơ .............................................................................................. 55

PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 66
PHỤ LỤC 1. BẢNG SỐ LIỆU .................................................................................. 66
PHỤ LỤC 2. PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ........................................................................ 72 

vii 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. Thành phần hydrocacbon riêng lẽ có trong các loại dầu mỏ .......................... 6
Bảng 2.2. Tính chất của một số n-parafin ....................................................................... 9
Bảng 2.3 Các vi sinh vật có khả năng phân hủy dầu mỏ và khí đốt ............................. 23
Bảng 3. 1 Các chỉ tiêu phân tích của mẫu nước thải đầu vào ....................................... 28
Bảng 3.2 Thể tích mẫu và thể tích hóa chất sử dụng tương ứng................................... 30
Bảng 4.1 Các chỉ tiêu nước thải đầu vào thí nghiệm 1 ................................................. 42
Bảng 4.2 Sự biến đổi giá trị pH giữa các nghiệm thức ................................................. 42
Bảng 4.3 Các chỉ tiêu nước thải đầu vào của thí nghiệm 2 ........................................... 46
Bảng 4.4 Sự biến thiên của giá trị pH ........................................................................... 46
Bảng 4.5 Các chỉ tiêu nước thải đầu vào....................................................................... 52
Bảng 4.6 Sự biến thiên giá trị pH của thí nghiệm 3 ...................................................... 52
Bảng 4.7 Sự biến đổi giá trị hàm lượng nitơ của thí nghiệm 3 ..................................... 55
Bảng 4.8 Sự biến đổi giá trị hàm lượng phospho của thí nghiệm 3 .............................. 56
Bảng 4.10 Sự biến thiên giá trị pH của các thí nghiệm ................................................ 60

viii 




Hình 4.19 Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý dầu của thí nghiệm 5
Qua biểu đồ hình 4.19 trên ta thấy:
Hàm lượng dầu đều giảm ở mỗi nghiệm thức.
Hiệu suất xử lý dầu ở mỗi nghiệm thức đều khác nhau. Ở nghiệm thức không bổ
sung vi sinh vật thì hiệu quả xử lý dầu đạt 32,9%, nhưng khi bổ sung thêm vi sinh vật
thì hiệu quả xử lý tăng. Ở nghiệm thức A, khi ta bổ sung thêm 500ml dung dịch vi sinh
vật đã tăng sinh thì hiệu suất xử lý dầu tăng thêm 21,5% so với không bổ sung vi sinh
vật. Nhưng khi bổ sung chỉ một nữa lượng vi sinh vật so với nghiệm thức A thì hiệu
suất chỉ tăng thêm 5,1%. Chứng tỏ hàm lượng vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý
dầu của hệ thống.
Tóm lại, nồng độ vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống. Khi ta bổ
sung thêm lượng vi sinh vật thì hiệu quả xử lý của hệ thống sẽ tăng lên so với không bổ
sung vi sinh vật. Cụ thể là: hiệu suất xử lý COD tăng thêm 17,5%, SS tăng thêm 8,5%
và dầu tăng thêm 21,5%.

62 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý

Chương 5.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
Nghiên cứu cho thấy tốc độ lọc, tải lượng COD, hàm lượng nitơ, phospho và nồng
độ vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống.
Hiệu quả xử lý của hệ thống ở các tốc độ lọc khác nhau thì khác nhau. Tốc độ lọc
tối ưu của hệ thống là 1 lít/giờ.
Với tải lượng COD khác nhau thì hiệu quả xử lý của hệ thống khác nhau. Khi tải



Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đinh Thị Ngọ, 2006, Giáo trình hóa học dầu mỏ và khí, NXB Khoa học và Kỹ
thuật.
2. Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, 2010, Bài giảng thực hành công nghệ xử lý,
Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
3. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, 2010, Xử lý nước
thải dô thị và công nghiệp – Mô hình và phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
công nghệ xử lý nước thải, Chương 2, NXB Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh,
77-84.
4. Lê Quốc Tuấn, 2004, Thực tập vi sinh vật học, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí
Minh
5. Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền, Nguyễn Ánh Tuyết, 2006, Thí nghiệm
công nghệ sinh học tập 2, Chương 1;2;3;4, NXB Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí
Minh.
6. Nguyễn Thị Thanh Nga, 2010, Phân lập và kiểm tra hoạt tính vi sinh vật phân
huỷ dầu, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Nông lâm TP. Hồ Chí Minhh.
7. Qiu M ; Zhang H; Wang G; Liu Z, 2008, Effects of nitrogen on
plant-microorganism interaction. EurAsia J BioSci 2, 4, 34-42.
8. Trần Quốc Thạch, 2011, Nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu bằng vi
sinh vật dính bám, Luận văn tốt nghiệp cử nhân, Đại học Bình Dương.

65 




6.34

6.21

6,24

6,23

C

6.71

6,75

6,7

6,71

Bảng 2. Sự biến đổi giá trị COD giữa số lần lặp lại của thí nghiệm 1
Nghiệm

Đầu vào

Đầu ra (mg/lít)

thức

(mg/lít)


631

635

629

Bảng 3. Sự biến đổi giá trị SS giữa số lần lặp lại của thí nghiệm 1
Nghiệm

Đầu vào

Đầu ra (mg/lít)

thức

(mg/lít)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

760

99

105


Đầu vào

Đầu ra (mg/lít)

thức

(mg/lít)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

548

340

343

341

B

548

393


6,13

6,33

6,32

6,35

B

6,24

6,23

6,25

2,21

C

6,34

6,32

6,29

6,35

Bảng 6. Sự biến thiên của giá trị COD giữa các lần lặp lại thí nghiệm 2

199

201

200

C

416

146

147

147

Bảng 7. Sự biến thiên của giá trị SS giữa các lần lặp lại thí nghiệm 2
Nghiệm

Đầu vào

Đầu ra (mg/lít)

thức

(mg/lít)

Lần 1

Lần 2


58

67 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý
Bảng 8. Sự biến thiên của hàm lượng dầu giữa các lần lặp lại thí nghiệm 2
Nghiệm

Đầu vào

Đầu ra (mg/lít)

thức

(mg/lít)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

548

343


Đầu ra
Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

6.71

6,57

6,52

6,61

B

6.58

6,54

6,45

6,61

Nghiệm thức đối chứng


157

B

832

200

197

198

Nghiệm thức đối chứng

832

372

372

373

Bảng 11. Sự biến thiên hàm lượng SS giữa các lần lặp lại của thí nghiệm 3
Nghiệm thức

Đầu ra (mg/lít)

Đầu vào
(mg/lít)


99

100

96

68 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý
Bảng 12. Sự biến thiên hàm lượng dầu giữa các lần lặp lại của thí nghiệm 3
Nghiệm thức

Đầu ra (mg/lít)

Đầu vào
(mg/lít)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

158

96

Đầu vào
(mg/lít)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

10

0

0

0

B

30

20

15

20

Nghiệm thức đối chứng


0,1

B

6

4

4

4

Nghiệm thức đối chứng

0,2

0,1

0,1

0,1

D. Thí nghiệm 5
Bảng 15. Sự biến thiên giá trị pH giữa các lần lặp lại của thí nghiệm 5
Nghiệm thức

Đầu vào

Đầu ra

6,5

6,7

6,4

69 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý
Bảng 16. Sự biến thiên hàm lượng COD giữa các lần lặp lại của thí nghiệm 5
Nghiệm thức

Đầu ra (mg/lít)

Đầu vào
(mg/lít)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

832

58

Đầu vào
(mg/lít)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

A

650

44

47

45

B

650

75

75

78

Nghiệm thức đối chứng


72

B

158

99

96

99

Nghiệm thức đối chứng

158

105

107

106

Bảng 19. Giá trị nồng độ của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp
(QCVN 24: 2011/BTNMT)
T

Thông số

T

40

TCVN 4557-88

-

6 đến 9

5,5 đến 9

TCVN 6492:1999

mg/l

30

50

TCVN 6001:2008

70 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý
T

Thông số

T

50

100

TCVN 6625:2000

6

Asen

mg/l

0,05

0,1

TCVN 6626:2000
TCVN 6182:1996

7

Thuỷ ngân

mg/l

0,005

0,01

TCVN 7724:2007

0,1

TCVN 6658:2000

10 Crom (VI)

TCVN 7939:2008
11 Crom (III)

mg/l

0,2

1

TCVN 6222:2008

12 Đồng

mg/l

2

2

TCVN 6193:1996

13 Kẽm

mg/l


TCVN 6199-1:1995

17 Tổng dầu mỡ

mg/l

5

10

TCVN 7875:2008

18 Sunfua

mg/l

0,2

0,5

TCVN 6637:2000

19 Florua

mg/l

5

10


22 Tổng photpho

mg/l

4

6

TCVN 6202:2008

MPN/

3000

5000

TCVN 6187-1:2009

23 Coliform

100ml

TCVN 6187-2:1996

71 


Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng vi sinh vật và ảnh hưởng của một số yếu tố
đến quá trình xử lý


1

2

ISO 7393:2000

mg/l

0,05

0,1

TCVN 7876:2008

chế

biến thực phẩm)
25 Clo dư
(sản xuất Xút Clo, nhiệt điện)
26 Tổng hoá chất bảo
vệ thực vật clo
hữu cơ (sản xuất,
pha chế hóa chất
BVTV)
PHỤ LỤC 2. PHỤ LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. Hệ thống xử lý nước thải
72