Nghiên cứu ứng dụng vi tảo xử lý nước thải cao su và thu hồi năng lượng tại Nhà máy chế biến mủ cao su Liên Anh, tỉnh Tây Ninh

Mục tiêu của nghiên cứu là ứng dụng vi tảo trong xử lý nước thải cao su và thu hồi năng lượng tại Nhà máy chế biến cao su Liên Anh, tỉnh Tây Ninh. Để đạt được mục tiêu, nghiên cứu tiến hành xác định và đánh giá được các chỉ tiêu nước thải sau công trình xử lý hiếu khí có phù hợp với điều kiện sinh trưởng và phát triển của tảo tảo Chlorella. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng vi tảo xử lý nước thải cao su và thu hồi năng lượng tại Nhà máy chế biến mủ cao su Liên Anh, tỉnh Tây Ninh NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI TẢO XỬ LÝ NƢỚC THẢI CAO SU VÀ THU HỒI NĂNG LƢỢNG TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LIÊN ANH, TỈNH TÂY NINH Thái Văn Nam1, Nguyễn Thanh Tùng1 1 Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh (HUTECH) TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu là ứng dụng vi tảo trong xử lý nước thải cao su và thu hồi năng lượng tại Nhà máy chế biến cao su Liên Anh, tỉnh Tây Ninh. Để đạt được mục tiêu, nghiên cứu tiến hành xác định và đánh giá được các chỉ tiêu nước thải sau công trình xử lý hiếu khí có phù hợp với điều kiện sinh trưởng và phát triển của tảo tảo Chlorella; Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải ở các điều kiện khác nhau và đánh giá khả năng tạo sinh khối và năng lượng ở điều kiện khảo sát tốt nhất. Kết quả ban đầu cho thấy các điều kiện: bổ sung khí CO2 20 ml/phút (giai đoạn 7 ngày đầu) tăng lên 60 ml/phút (giai đoạn ngày 7 – 10), cường độ ánh sáng 8000 lux, mật độ tảo ban đầu chiếm 10% thể tích nước thải đạt kết quả tốt nhất. Hiệu suất xử lý NH4+, PO43-, COD và BOD5 của tảo trong điều kiện tốt nhất của nước thải cao su đạt hiệu suất lần lượt là 77,96%, 79,81%, 58,66%, và 59,92%. Lượng sinh khối tảo chỉ đạt 0,773 g/l, thành phần acid béo đạt 45,85 mg/100ml dầu tảo trong đó có các thành phần acid béo như palmitic, oleic, và linoleic chiếm đa số khá phù hợp để phục vụ cho việc sản xuất biodiesel. Từ khóa: Biodiesel, nước thải cao su, thu hồi năng lượng, vi tảo. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ xử lý hiện tại để xử lý nước thải cao su hầu hết chỉ đáp ứng xử lý COD, BOD,… và một phần NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, còn lại một dư lượng N, P khá lớn thải ra môi trường tự nhiên gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá nguồn nước tiếp nhận, đây là vấn đề đáng quan tâm về mặt sinh thái và môi trường. Để xử lý nitơ, photpho hiện nay thường sử dụng các loại hồ sinh học, công trình kỵ khí làm tiêu tốn rất nhiều diện tích [1]. Mặt khác, hiện nay thế giới có thể đối mặt sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu hoá thạch và sự gia tăng ô nhiễm, biến đổi của môi trường tự nhiên là động lực thúc đẩy con người tìm ra các giải pháp hiệu quả cho vấn đề năng lượng và môi trường, sinh khối vi tảo đã ra đời và được xem là nguồn sinh khối đầy hứa hẹn để sản xuất biodiesel có ưu điểm hơn nguồn sinh khối truyền thống (dầu cây họ đậu, dầu phế thải,...) và đảm bảo được an ninh lương thực [2]. Trong nhóm vi tảo lục, Chlorella vulgaris là loài có tiềm năng sản xuất biodiesel vì tốc độ sinh trưởng cao, năng suất sinh khối cao và dễ nuôi trồng, đặc biệt có thể nuôi trong môi trường nước thải [4]. Hơn nữa, chúng có khả năng hấp thụ CO2 [4], 95% NH4+, 50% TP trong nước thải, có hàm lượng dầu dao động từ 5-58% khối lượng [3]. Hiện nay, vi tảo Chlorella vulgaris được ứng dụng để xử lý ô nhiễm trong các loại nước thải ao nuôi cá tra với hiệu suất hấp thu N-NO3- đạt 95,27%, N-NH4+ đạt 43,48% và P-PO43- đạt 88,66% [5], nước thải chăn nuôi sau biogas hàm lượng COD giảm từ 65,8 - 88,2%, BOD5 giảm từ 61,4 - 84%, TN giảm 87,4 - 90,18%, còn TP có hiệu quả xử lý không cao chỉ đạt 47,7 - 56,15% [6], về tính chất nước thải cao su có hàm lượng NH4+, PO43- rất cao, khá tương đồng với các loại nước thải giàu dinh dưỡng 923 (ao cá tra, sau hầm Biogas, …). Nghiên cứu này tập trung làm rõ khả năng xử lý nước thải của vi tảo Chlorella vulgaris trong xử lý nước thải cao su và thu hồi năng lượng tại Nhà máy chế biến cao su Liên Anh, tỉnh Tây Ninh. 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu – Nước thải chế biến mủ cao su sau quá trình xử lý sinh học (Aerotank) tại nhà máy chế biến cao su Liên Anh, tỉnh Tây Ninh; – Chủng vi tảo Chlorella vulgaris (Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thuỷ Sản II); – Mô hình xử lý bằng tảo Chlorella vulgaris theo quy mô pilot. Hình 1. Mô hình bố trí thí nghiệm 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu a) Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa Tiến hành điều tra khảo sát thực địa lấy số liệu thực tế tại vị trí lấy mẫu Nhà máy chế biến cao su Liên Anh – Tây Ninh với nhiệm vụ: thông tin hoạt động sản xuất của nhà máy, công nghệ sản xuất, quy trình xử lý nước thải, hoàn thành thủ tục xin phép đại diện công ty về vấn đề lấy mẫu, khảo sát thời gian lấy mẫu, tham khảo các số liệu phân tích mẫu nước thải của công ty. b) Phương pháp lấy mẫu Tiến hành lấy mẫu và bảo quản mẫu theo tiêu chuẩn quy định. Mục đích nhằm phân tích những chỉ tiêu nguồn thải: pH, N – NH4+, P – PO43-, COD, BOD, mật độ tảo. Vị trí lấy mẫu tại nhà máy chế biến mủ cao su Liên Anh, nguồn nước thải đầu vào cho nghiên cứu là sau công trình xử lý hiếu khí Aerotank, mẫu được đưa về và làm thực nghiệm trong vòng 6h để đảm bảo các thông số nguồn thải sai số ở mức chấp nhận được. Lấy mẫu mô hình thí nghiệm: khuấy trộn đảm bảo sinh khối tảo không bị lắng ở đáy bình sau đó trích dịch bằng ốn ...