Xử lý nước thải hữu cơ nhiễm mặn bằng hệ thống liên tục với thiết bị kỵ khí dạng uasb nối tiếp bởi thiết bị nấm men hiếu khí dạng FBR

Sinh khối vi khuẩn kỵ khí và sinh khối nấm men chịu mặn được phân lập từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến hải sản, được làm giàu, thích nghi với các độ mặn từ 5 đến 30 g/l NaCl và thử nghiệm khả năng phân hủy hữu cơ trong các thí nghiệm mẻ [6]. Sau đó, sinh khối này được sử dụng trong hệ thống thiết bị UASB với tải trọng hữu cơ từ 1.0 - 1.5 kgCOD/l.ngày, nối tiếp với thiết bị nấm men hiếu khí dạng FBR để xử lý nước thải mô phỏng ở các độ mặn lần lượt 20, 25 và 30 g/L NaCl.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý nước thải hữu cơ nhiễm mặn bằng hệ thống liên tục với thiết bị kỵ khí dạng uasb nối tiếp bởi thiết bị nấm men hiếu khí dạng FBRHóa học & Kỹ thuật môi trường XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỮU CƠ NHIỄM MẶN BẰNG HỆ THỐNG LIÊN TỤC VỚI THIẾT BỊ KỴ KHÍ DẠNG UASB NỐI TIẾP BỞI THIẾT BỊ NẤM MEN HIẾU KHÍ DẠNG FBR Lương Thị Kim Giang1, Nguyễn Quốc Tuyên2, Ngô Văn Thanh Huy2, Trần Minh Chí 2* Tóm tắt: Sinh khối vi khuẩn kỵ khí và sinh khối nấm men chịu mặn được phân lập từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến hải sản, được làm giàu, thích nghi với các độ mặn từ 5 đến 30 g/l NaCl và thử nghiệm khả năng phân hủy hữu cơ trong các thí nghiệm mẻ [6]. Sau đó, sinh khối này được sử dụng trong hệ thống thiết bị UASB với tải trọng hữu cơ từ 1.0 - 1.5 kgCOD/l.ngày, nối tiếp với thiết bị nấm men hiếu khí dạng FBR để xử lý nước thải mô phỏng ở các độ mặn lần lượt 20, 25 và 30 g/L NaCl. Thí nghiệm được thực hiện trong 2 trường hợp: i) thiết bị UASB có dung dịch đệm NaHCO3 và nước thải sau UASB được điều chỉnh pH tới 3,5 trước khi vào thiết bị nấm men và ii) cả hai thiết bị UASB và nấm men không điều chỉnh pH. Thời gian thích nghi với độ mặn cao kéo dài từ 20 - 40 ngày. Khi có điều chỉnh pH, tổng hiệu quả loại COD ở độ mặn 30g/lNaCl, đạt 95%, cao hơn đáng kể so với trường hợp không điều chỉnh pH (80%). Tuy nhiên, hiệu quả loại COD ở thiết bị UASB rất khác biệt: 71% so với 19%, còn ở thiết bị nấm men khác biệt thấp hơn, chỉ khoảng 10%)Từ khóa: Nhiễm mặn, Vi khuẩn, Kỵ khí, Nấm men, Hiếu khí 1. GIỚI THIỆU Nước thải hữu cơ có nồng độ muối cao hay nước thải nhiễm mặn phát sinh từ nhiềunguồn: nước thải sinh hoạt, chăn nuôi và sản xuất công nghiệp. Ngoài các đặc trưng COD,NH4-N …, nồng độ NaCl có thể dao động trong khoảng từ 5g/L đến hơn 30 g/L. Xử lýnước thải hữu cơ nhiễm mặn bằng phương pháp sinh học truyền thống gặp nhiều khó khănvì sự có mặt của NaCl gây ức chế khả năng hoạt động của vi sinh vật (VSV)[1]. Do đó,việc sử dụng VSV ưa mặn/chịu mặn để xử lý nước thải dạng này là một giải pháp cầnnghiên cứu. Hệ thống kỵ khí có ưu điểm nổi bật là khả năng xử lý chất ô nhiễm với nồng độ cao vànhu cầu năng lượng thấp. Kapdan, I. K. và B. Erten đã sử dụng VSV chịu mặnHalanaerobium lacusrosei với mô hình UAPB để loại bỏ COD có giá trị đầu vào từ 1900 –3400 mg/L và độ mặn 3%. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả xử lý COD đạt 60 – 80%và tối đa lên đến 94% [2]. Tại Việt Nam, một số chủng VSV kỵ khí chịu mặn đã đượcphân loại và xác định [3]. Trong điều kiện hiếu khí, nhiều chủng vi khuẩn thuần như Zooglea ramigera,Pseudomonas aeruginosa, Bacillus flexus, Exiguobacterium homiense và Staphylococcusaureus đã được sử dụng và hiệu quả loại COD đạt từ 70 – 85% với giá trị COD đầu vào từ200 – 2000 mg/L và nồng độ muối 5- 25 g/L [4]. Nấm men đã được phân lập và ở độ mặnlên đến 32 g/L, COD đầu vào 5.000 mg/l, hiệu quả xử lý COD lên đến hơn 90% bằngcông nghệ màng sinh học MBR [5]. Trong nước, nấm men Candida sp. YH đã được phânlập, làm giàu và thử nghiệm ở dạng mẻ, cho hiệu quả xử lý COD có thể đạt tới 90 – 96%với giá trị COD đầu vào 5.000 mg/L [6]. Bài báo này giới thiệu kết quả xử lý nước thải hữu cơ nhiễm mặn bằng mô hình kết hợpgiữa quá trình kỵ khí trong thiết bị dạng UASB nối tiếp bởi thiết bị nấm men dạng FBRhiếu khí, thông qua hiệu quả loại COD cũng như ảnh hưởng của pH đến quá trình xử lýnước thải hữu cơ có độ mặn cao (lên đến 30 g/L NaCl). Kết quả nghiên cứu này có thể góp164 L.T.K. Giang, …, “Xử lý nước thải hữu cơ nhiễm mặn… nấm men hiếu khí dạng FBR.”Nghiên cứu khoa học công nghệphần xây dựng cơ sở để ứng dụng xử lý nước thải hữu cơ nhiễm mặn trong điều kiện thựctế, đáp ứng yêu cầu xử lý lượng nước thải hữu cơ nhiễm mặn xả ra ngày càng cao do dânsố và quân số đồn trú ngày càng tăng, cùng với nhu cầu sử dụng nước ngày càng nhiều vàsự khan hiếm nước ngọt trên các đảo hiện nay. 2. VẬT LIỆU, MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP Nước thải nhân tạo được sử dụng trong thí nghiệm có thành phần gồm: 1.200 mg/lNH4Cl, 500 mg/l KH2PO4, 400 mg/l MgSO4.7H2O, 50 mg/l CaCl2; 40 mg/l FeCl2; 5 mg/lNH4Mo4.4H2O; 0,2 mg/l CuSO4 và 10 mg/l CoCl2 và nồng độ muối NaCl thay đổi từ 20 –30 g/l. Glucose được sử dụng như nguồn cacbon và có giá trị 1.500 mg/l [6]. Sinh khối chứa vi khuẩn kỵ khí Desulfovibrio sp. BH sử dụng trong mô hình UASB,nấm men Candida sp. YH sử dụng trong mô hình FBR được phân lập trong mô hình thínghiệm mẻ quy mô phòng thí nghiệm tại Viện Nhiệt đới Môi trường.[6] pH được đo bằng máy đo pH cầm tay Hach Sension pH1, USA. COD được phân tíchbằng phương pháp so màu hồi lưu kín 5220D – Standard Method [7] trên thiết bị HachModel DR/2010, USA. HgSO4 được thêm vào mẫu để loại bỏ sự ảnh hưởng của Cl- đếnphép đo [8] Hình 1. Mô hình thí nghiệm liên tục vi khuẩn kỵ khí hết hợp nấm men. Mô hìn ...