Luận án tiến sĩ: Chế tạo Eco-Bio-Block cải tiến xử lý nước thải hữu cơ & amoni - Học viện KH&CN Hoàng Lương (2022)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HOÀNG LƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ECO-BIO-BLOCK (EBB) CẢI TIẾN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CÁC CHẤT HỮU CƠ VÀ AMONI TRONG MỘT SỐ NGUỒN NƯỚC THẢI LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI – 2022 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HOÀNG LƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ECO-BIO-BLOCK (EBB) CẢI TIẾN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CÁC CHẤT HỮU CƠ VÀ AMONI TRONG MỘT SỐ NGUỒN NƯỚC THẢI Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã sỗ: 9 52 03 20 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TĂNG THỊ CHÍNH 2. ĐẶNG THANH TÚ HÀ NỘI – 2022 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận án “Nghiên cứu chế tạo Eco-Bio-Block (EBB) cải tiến và đánh giá hiệu quả xử lý các chất hữu cơ và amoni trong một số nguồn nước thải” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của PGS. Tăng Thị Chính và TS.

Các kết quả công bố trong luận án là trung thực, chính xác. Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về những nội dung mà tôi trình bày trong luận án này. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh Hoàng Lương LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. Tăng Thị Chính (Viện Công nghệ Môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và TS.

Đặng Thanh Tú (Trường Đại Học Việt Nhật) đã tận tình hướng dẫn và định hướng cho tôi những hướng nghiên cứu quan trọng trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cám ơn các tập thể: (i) Học viện Khoa học và Công nghệ (GUST) – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST); (ii) Khoa Công nghệ môi trường – GUST; (iii) Viện Công nghệ Môi trường (IET) – VAST; và (iv) Phòng Công nghệ xử lý chất thải rắn và khí thải - IET đã hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn GS. Trịnh Văn Tuyên - IET đã hỗ trợ địa điểm, nơi học tập, nghiên cứu, trao đổi và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực nghiệm luận án.

Chân thành cám ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã cỗ vũ, ủng hộ tôi trong suốt quá trình làm luận án này. Nghiên cứu sinh Hoàng Lương LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC VIẾT TẮT .vii DANH MỤC BẢNG. ix DANH MỤC HÌNH.

xi MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của luận án. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu.

Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Giá trị thực tế và ứng dụng các kết quả của luận án. Thực trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam.

Các quá trình và công nghệ xử lý nước thải. Hiện trạng các công trình xử lý nước thải ở Việt Nam. Các quá trình hóa lí. Các quá trình sinh học.

Giá thể sinh học. Kỹ thuật dính bám. Trên thế giới. 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Vai trò của VSV trong xử lý nước thải. Động vật nguyên sinh. Hệ VSV của nước thải. Quá trình tham gia của VSV trong xử lí nước thải.

Tổng quan EBB và lựa chọn vật liệu chế tạo EBB cải tiến. Tổng quan EBB. Lựa chọn vật liệu chế tạo EBB cải tiến. 43 Kết luận chương 1.

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Hóa chất và thiết bị. Sơ đồ nghiên cứu tổng thể của Luận án. Sỏi nhẹ Keramzit.

Chế phẩm Sagi – Bio 2. Phương pháp phân tích. Phương pháp xác định COD. Phương pháp xác định Amoni.

Chế tạo vật liệu EBB cải tiến. Phương pháp xác định độ rỗng của vật liệu. Phương pháp xác định thể tích rỗng EBB cải tiến. Phương pháp xác định diện tích bề mặt EBB cải tiến.

Phương pháp xác định hàm lượng phối trộn nước. Thực nghiệm chế tạo EBB cải tiến. Đánh giá đặc trưng của vật liệu EBB cải tiến. Phương pháp cấy vi sinh vào vật liệu EBB cải tiến.

Phương pháp xác định ảnh hưởng pH đến VSV và hiệu suất xử lý COD trong vật liệu EBB cải tiến. Phương pháp xác định hiệu quả hấp phụ Amoni của vật liệu EBB cải tiến. 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phương pháp xác định hiệu quả hoạt động VSV trong EBB cải tiến bằng kỹ thuật sinh học phân tử.

Phương pháp đánh giá hiệu suất xử lý COD và Amoni của vật liệu EBB cải tiến trong phòng thí nghiệm. Đánh giá khả năng xử lý của vật liệu EBB cải tiến đã chế tạo. Đánh giá hiệu quả xử lý nước hồ. Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác.

Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện. KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN. Chế tạo EBB cải tiến. Kết quả xác thể tích rỗng EBB cải tiến.

Kết quả xác định diện tích bề mặt của vật liệu EBB cải tiến. Kết quả xác định hàm lượng nước phối trộn để chế tạo EBB cải tiến. Đặc trưng của vật liệu EBB cải tiến. Kết quả cấy VSV vào vật liệu EBB cải tiến.

Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hoạt động VSV và hiệu suất xử lý COD trong vật liệu EBB cải tiến. Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hoạt động VSV .2 Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD. Kết quả xác định hiệu quả hấp phụ Amoni của vật liệu EBB cải tiến. Kết quả ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp phụ Amoni của vật liệu EBB cải tiến.

Kết quả xác định cân bằng hấp phụ và ảnh hưởng nồng độ ban đầu của Amoni đến hiệu quả hấp phụ. Kết quả xác định ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ. Kết quả xác định động học hấp phụ Amoni của vật liệu. Kết quả đánh giá sự đa dạng của các nhóm VSV trong vật liệu EBB cải tiến bằng kỹ thuật sinh học phân tử.

Kết quả tách chiết ADN và điện di biến tính DGGE từ các mẫu thử nghiệm. Kết quả tính chỉ số đa dạng Shannon (H’) và chỉ số tương quan Pielou (J’) của từng mẫu 86 3. Kết quả phân tích đa hình di truyền của các band trên bản điện di DGGE. Kết quả thực nghiệm sử dụng EBB cải tiến để xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm.

Kết quả đánh giá hiệu suất xử lý COD của vật liệu EBB cải tiến. Kết quả đánh giá hiệu suất xử lý Amoni của vật liệu EBB cải tiến. Khả năng xử lý của EBB cải tiến đã chế tạo. Kết quả ứng dụng EEB cải tiến để xử lý nước hồ bị ô nhiễm.

Kết quả ứng dụng EEB cải tiến để xử lý nước rỉ rác. 103 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Kết quả ứng dụng EBB cải tiến để xử lý nước thải bệnh viện. 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

Chế tạo vật liệu EBB cải tiến. Đặc trưng vật liệu EBB cải tiến trong xử lý nước thải. Ứng dụng của vật liệu EBB cải tiến trong xử lý nước thải. 108 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN.

110 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ. 111 SỞ HỮU TRÍ TUỆ. 111 BÀI BÁO KHOA HỌC. 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

112 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vii DANH MỤC VIẾT TẮT Tiếng Anh Tiếng Việt ATP Adenosin Triphosphate Nguồn cung cấp năng lượng sinh học BOD5 Biological Oxygen Demand Nhu cầu ô xy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu ô xy hóa học D Diameter Đường kính DO Oxygen Demand Nhu cầu ô xy DGGE Denaturing Gradient Gel Electrophoresis Kỹ thuật sinh học phân tử EBB Eco-Bio Block Khối mang sinh vật sinh thái EPS Polystyren Chất dẻo (mút xốp) GĐ Giai đoạn HK Hiếu khí KCN Khu Công Nghiệp KĐTM Khu đô thị mới KĐT Khu đô thị KT-XH Kinh tế - Xã hội MBBR Moving Bed BioReactor Giá thể vi sinh di động NMXLTT Nhà máy xử lý tập trung PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng khuếch đại gen LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com viii PP Polypropylene Vật liệu nhựa nhiệt dẻo, cứng và dai PVC Polyvinyl Clorua Nhựa dẻo nhân tạo QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCTK Tổng cục thống kê TDS Total dissolved solids Tổng chất rắn hòa tan TKN Total Nitrogen Kendal Tổng nitơ Kendal TOC Total Organic Carbon Tổng các bon hữu cơ TP Tổng phốt pho TSS Total suspended solids Tổng chất rắn lơ lửng SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét VSV Vi sinh vật XLNT Xử lý nước thải YK Yếm khí LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng. Lượng chất bẩn của một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư.

Thành phần nước thải bệnh viện. Sự phụ thuộc thành phần biogas và dự trữ năng lượng. Hiệu suất xử lý của công nghệ EBB tại Mayur Vihar, Ấn Độ [64]. So sánh giữa vật liệu EBB cải tiến và EBB nhập khẩu.

Thống kê hóa chất và thiết bị phục vụ nghiên cứu. Hàm lượng phối trộn hỗn hợp vật liệu khô. Hàm lượng nước bổ sung để phối trộn. Các giai đoạn thực nghiệm ở các phạm vi pH khác nhau.

Tỷ lệ các dung dịch biến tính để tiến hành thực nghiệm. Độ rỗng của khối chất rắn EBB chế tạo. Hàm lượng nước bổ sung để phối trộn. Mật độ VSV hiếu khí tổng số (CFU/g).

Mật độ VSV kị khí tổng số (CFU/g).Ảnh hưởng pH đến hoạt động của VSV trong vật liệu EBB. Số liệu thực nghiệm đẳng nhiệt hấp phụ Amoni của vật liệu. So sánh hiệu quả hấp phụ giữa EBB cải tiến và vật liệu khác .82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Số lượng các band xuất hiện ở các công thức thí nghiệm khác nhau trên bản điện di DGGE.

Số lượng các band xuất hiện ở các mẫu A1-A5 trên bàn điện di DGGE và chỉ số đa dạng H’ và J’ của các mẫu. Số lượng mẫu xuất hiện các band tương ứng trên bản điện di DGGE. So sánh hiệu quả xử lý của vật liệu EBB cải tiến với một số kết quả nghiên cứu khác.