Luận án Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt bằng quá trình Anammox sử dụng giá thể vi sinh cố định

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG QUÁ TRÌNH ANAMMOX SỬ DỤNG GIÁ THỂ VI SINH CỐ ĐỊNH

Ngành:

Công nghệ môi trường nước và nước thải

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG QUÁ TRÌNH ANAMMOX SỬ DỤNG GIÁ THỂ VI SINH CỐ ĐỊNH" tập trung giải quyết vấn đề cấp thiết về xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt tại Việt Nam. Bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng dẫn đến lượng nước thải lớn, trong khi các công nghệ xử lý truyền thống còn hạn chế trong việc loại bỏ nitơ triệt để hoặc yêu cầu chi phí vận hành cao.

Nghiên cứu đề xuất và đánh giá quá trình Anammox như một công nghệ thân thiện với môi trường và bền vững, với các ưu điểm nổi bật như không cần bổ sung cacbon bên ngoài, tiết kiệm năng lượng sục khí, lượng bùn sinh ra ít, giảm phát thải khí nhà kính và tiết kiệm diện tích xây dựng. Giá thể vi sinh cố định Felibendy, với cấu trúc sợi cứng rắn, bền vững, xốp, nhẹ, diện tích bề mặt lớn và khả năng thấm hút cao, đã được lựa chọn để hỗ trợ quá trình dính bám của vi sinh vật.

Mục tiêu của luận án bao gồm đánh giá khả năng sử dụng giá thể Felibendy trong mô hình Anammox (AX) với kỹ thuật phản ứng tầng cố định, đánh giá hiệu quả loại bỏ nitơ trong nước thải sinh hoạt thực tế bằng quá trình nitrit hóa bán phần và Anammox, xác định ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ (COD) đến hiệu quả xử lý, và xác định các thông số động học của quá trình Anammox với các tỉ lệ C/N khác nhau.

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình AX sử dụng giá thể Felibendy đạt tốc độ loại bỏ tổng nitơ tối đa 1,15 kg/m³/ngày với thời gian lưu thủy lực (HRT) 6 giờ. Sau 191 ngày vận hành, hiệu suất loại bỏ amoni, nitrit và tổng nitơ lần lượt đạt 86,4%, 82,9% và 71,5%. Hệ mô hình PN/AX (nitrit hóa bán phần và Anammox) đã loại bỏ amoni và tổng nitơ với hiệu quả 91,4 ± 0,2 % và 69,8 ± 0,7%, đáp ứng yêu cầu của QCVN 14:2008/BTNMT (cột B). Luận án cũng xác định được HRT phù hợp cho mô hình PN là 9 giờ và cho mô hình AX là 6 giờ. Mô hình động học Stover Kincannon được xác định là phù hợp nhất để mô tả động học của quá trình Anammox, với các hằng số tốc độ tiêu thụ lớn nhất (Umax) và hằng số bán bão hòa (KB) tỉ lệ nghịch với tỉ lệ C/N. Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải có ảnh hưởng đáng kể, với ngưỡng ức chế quá trình Anammox được xác định là COD > 300 mg/L.

Mục lục chi tiết:

• Mở đầu
• Chương 1: Tổng quan về các vấn đề liên quan đến xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt
• Chương 2: Cơ sở khoa học quá trình xử lý nitơ ứng dụng quá trình nitrit hoá bán phần và quá trình Anammox
• Chương 3: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
• Chương 4: Kết quả và thảo luận
• Kết luận và kiến nghị