Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th

Takahiro Watari

Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước thải quá trình chế biế

Luận án: Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước thải quá trình chế biến cao su thiên nhiên. Xem tóm tắt và tải về tại LuanAn.net

Trường ĐH

Đại học Bách khoa Hà Nội

Chuyên ngành

Chemical Engineering

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

2022

Số trang

108

Thời gian đọc

17 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:: 1. Công nghệ xử lý nước thải cao su tự nhiên bền vững
Số trang:: 108 trang
Trường:: Đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành:: Chemical Engineering
Tác giả:: Takahiro Watari
Năm:: 2022

Tóm tắt nội dung luận án

I. Công nghệ xử lý nước thải cao su tự nhiên bền vững

Nước thải từ ngành chế biến cao su tự nhiên gây ra thách thức lớn về môi trường. Luận án này tập trung vào việc phát triển một hệ thống xử lý thích hợp. Hệ thống hướng tới hiệu quả cao, chi phí thấp và tính bền vững. Nó giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng. Công nghệ mới giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Mục tiêu là tạo ra giải pháp kỹ thuật môi trường phù hợp với điều kiện kinh tế và xã hội của các vùng nông thôn. Điều này thúc đẩy phát triển nông thôn bền vững.

1.1. Đặc điểm nước thải chế biến cao su và thách thức ô nhiễm.

Nước thải từ quá trình chế biến cao su tự nhiên mang theo nhiều hợp chất hữu cơ đặc trưng. Chúng bao gồm protein, carbohydrate, axit béo dễ bay hơi và các hợp chất chứa lưu huỳnh. Nồng độ BOD và COD trong nước thải này thường rất cao, vượt xa tiêu chuẩn cho phép. Nếu không có biện pháp xử lý nước thải hiệu quả, việc xả thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng. Các con sông, ao hồ gần khu vực nhà máy sẽ bị ảnh hưởng nặng nề, dẫn đến suy giảm chất lượng nước và tác động tiêu cực đến hệ sinh thái thủy sinh. Đặc biệt, nước thải chưa qua xử lý cũng tiềm ẩn nguy cơ về sức khỏe cộng đồng, gây ra các bệnh liên quan đến đường tiêu hóa và da. Do đó, việc nghiên cứu và áp dụng kỹ thuật môi trường tiên tiến để giải quyết vấn đề này là một thách thức lớn, đòi hỏi các giải pháp toàn diện và bền vững.

1.2. Nhu cầu công nghệ xử lý thích hợp chi phí thấp.

Hầu hết các nhà máy chế biến cao su ở Việt Nam và các nước đang phát triển thường tọa lạc ở vùng nông thôn. Điều kiện kinh tế của các cơ sở này còn hạn hạn chế, khiến việc đầu tư vào các hệ thống xử lý nước thải đắt đỏ trở nên khó khăn. Vì vậy, nhu cầu về một công nghệ xử lý nước thải thích hợp, có chi phí đầu tư và vận hành thấp là rất cấp thiết. Công nghệ này không chỉ cần đạt hiệu quả xử lý cao, đáp ứng các quy định xả thải nghiêm ngặt, mà còn phải dễ dàng vận hành, bảo trì, không đòi hỏi quá nhiều chuyên môn kỹ thuật. Một hệ thống xử lý phân tán, có thể triển khai tại chỗ và phù hợp với quy mô sản xuất đa dạng, sẽ là lựa chọn tối ưu. Đây là chìa khóa để đảm bảo sự phát triển bền vững cho ngành công nghiệp cao su, giảm thiểu gánh nặng tài chính cho doanh nghiệp và đồng thời bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm môi trường nước.

1.3. Khái niệm phát triển bền vững trong xử lý nước thải.

Phát triển bền vững trong lĩnh vực xử lý nước thải không chỉ dừng lại ở việc loại bỏ các chất ô nhiễm. Nó bao hàm một triết lý toàn diện hơn, hướng tới việc tái sử dụng nước thải đã qua xử lý và thu hồi các tài nguyên có giá trị. Đối với nước thải chế biến cao su, việc áp dụng công nghệ bền vững có thể chuyển đổi chất thải thành nguồn lực mới. Ví dụ, nước sau xử lý có thể được tái sử dụng cho mục đích tưới tiêu cây trồng, đặc biệt là cây cao su, hoặc dùng cho các hoạt động vệ sinh trong nhà máy, giảm thiểu áp lực lên nguồn nước ngọt. Bùn thải hữu cơ từ quá trình xử lý có thể được biến thành phân bón hữu cơ, đóng góp vào phát triển nông thôn bền vững. Mục tiêu cuối cùng là xây dựng các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp hiệu quả, ít tiêu hao năng lượng, và tạo ra giá trị kinh tế. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước mà còn thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn, góp phần vào mục tiêu giảm thiểu biến đổi khí hậu.

II. Đánh giá các hệ thống xử lý nước thải cao su hiện có

Luận án tiến hành đánh giá toàn diện các công nghệ xử lý nước thải hiện hành. Phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống sinh học yếm khí và hiếu khí. Xác định những hạn chế về hiệu quả, chi phí vận hành và tác động môi trường. Việc này cung cấp cơ sở để phát triển công nghệ xử lý nước thải mới. Nó đảm bảo tính thích hợp và bền vững hơn cho ngành cao su.

2.1. Phân tích công nghệ xử lý sinh học yếm khí và hiếu khí.

Các công nghệ xử lý sinh học đóng vai trò trung tâm trong xử lý nước thải công nghiệp. Đối với nước thải cao su, các phương pháp yếm khí như hồ sinh học, UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) và ABR (Anaerobic Baffled Reactor) thường được ưu tiên do khả năng phân hủy hiệu quả các hợp chất hữu cơ nồng độ cao. Các bể yếm khí này giúp giảm đáng kể chỉ số BOD và COD, đồng thời có tiềm năng sản xuất biogas làm năng lượng. Sau giai đoạn yếm khí, các công nghệ hiếu khí như bể bùn hoạt tính, bể lọc sinh học nhỏ giọt (trickling filter) hoặc các hệ thống bể aeroten sẽ tiếp tục oxy hóa các chất hữu cơ còn lại và loại bỏ nitơ, phốt pho. Sự kết hợp giữa xử lý yếm khí và hiếu khí thường mang lại hiệu quả cao nhất. Tuy nhiên, việc lựa chọn công nghệ cụ thể cần dựa vào đặc điểm lưu lượng, nồng độ chất ô nhiễm của nước thải cao su, cũng như các yếu tố về chi phí và điều kiện vận hành tại địa phương. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa chuỗi công nghệ có thể nâng cao đáng kể hiệu quả xử lý.

2.2. Hạn chế của các hệ thống xử lý truyền thống.

Mặc dù đã được ứng dụng rộng rãi, các công nghệ xử lý nước thải truyền thống vẫn bộc lộ nhiều hạn chế. Các hồ sinh học tự nhiên, dù có chi phí đầu tư thấp, lại yêu cầu diện tích đất lớn, hiệu suất xử lý biến động theo mùa và thường không đạt được tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt. Hệ thống bùn hoạt tính, mặc dù hiệu quả cao, lại tiêu tốn nhiều năng lượng cho sục khí và đòi hỏi vận hành phức tạp, không phù hợp với các nhà máy quy mô nhỏ ở vùng nông thôn. Ngoài ra, việc xử lý nước thải đô thị và sinh hoạt có thể khác biệt đáng kể so với nước thải công nghiệp cao su có đặc tính riêng. Nhiều hệ thống hiện tại chưa thể kiểm soát hiệu quả vấn đề mùi hôi và lượng bùn thải phát sinh, gây ô nhiễm môi trường nước thứ cấp và ảnh hưởng đến cộng đồng dân cư xung quanh. Hạn chế này đặt ra yêu cầu cấp bách về việc phát triển các giải pháp công nghệ bền vững hơn.

2.3. So sánh hiệu quả xử lý và chi phí vận hành thực tế.

Việc đánh giá và so sánh hiệu quả xử lý cùng chi phí vận hành là yếu tố then chốt để lựa chọn công nghệ phù hợp. Các hệ thống xử lý truyền thống thường phải đối mặt với chi phí đầu tư ban đầu cao, cùng với chi phí vận hành và bảo trì đáng kể, đặc biệt là chi phí năng lượng điện. Năng lực xử lý của chúng cũng không đồng đều, dễ bị ảnh hưởng bởi sự biến đổi của tải lượng nước thải. Một điểm yếu khác là khả năng thu hồi tài nguyên, ví dụ như khí biogas, từ các hệ thống này còn hạn chế. Biogas là một nguồn năng lượng tái tạo quý giá có thể giúp giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính. Do đó, việc phát triển một công nghệ chi phí thấp, hiệu quả cao, đồng thời có khả năng tái sử dụng nước thải và thu hồi năng lượng là mục tiêu quan trọng. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường nước mà còn thúc đẩy phát triển nông thôn bền vững thông qua việc tối ưu hóa nguồn lực.

III. Phát triển hệ thống xử lý UASB DHS tối ưu hiệu quả

Luận án tập trung phát triển hệ thống xử lý kết hợp UASB và DHS. Đây là một công nghệ bền vững, hiệu quả cho nước thải cao su. Nghiên cứu đánh giá hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm. Tối ưu hóa các thông số vận hành. Mục tiêu là đạt được hiệu suất xử lý cao nhất với chi phí thấp nhất. Hệ thống này hứa hẹn cải thiện đáng kể chất lượng nước thải đầu ra. Nó là giải pháp tiềm năng cho ô nhiễm môi trường nước.

3.1. Nghiên cứu mô hình UASB và DHS trên quy mô phòng thí nghiệm.

Luận án tập trung vào việc phát triển một hệ thống xử lý nước thải tích hợp mới, kết hợp hai công nghệ tiên tiến: UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) và DHS (Downflow Hanging Sponge). Giai đoạn đầu của nghiên cứu bao gồm việc thiết lập và vận hành các mô hình này ở quy mô phòng thí nghiệm. Bể UASB được thiết kế để xử lý yếm khí sơ bộ, loại bỏ phần lớn chất hữu cơ nồng độ cao trong nước thải cao su. Sau đó, nước thải sẽ chảy qua bể DHS, một hệ thống lọc sinh học hiếu khí với giá thể xốp treo, giúp loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại, đặc biệt là nitơ và phốt pho. Các thí nghiệm được thực hiện dưới nhiều điều kiện vận hành khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất của từng đơn vị và cả hệ thống tổng thể. Kết quả từ quy mô phòng thí nghiệm đã cung cấp dữ liệu quan trọng, xác nhận tiềm năng của UASB-DHS trong việc đạt được hiệu quả xử lý cao, hướng tới một công nghệ bền vững cho xử lý nước thải công nghiệp.

3.2. Hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm của hệ thống ABR và UASB DHS.

Trong quá trình nghiên cứu, hiệu suất loại bỏ các chất ô nhiễm chính như COD (Chemical Oxygen Demand), BOD (Biochemical Oxygen Demand), tổng nitơ và tổng phốt pho đã được đánh giá kỹ lưỡng. Hệ thống ABR (Anaerobic Baffled Reactor) cũng được đưa vào so sánh. Mặc dù ABR cho thấy khả năng xử lý ổn định và khả năng chống sốc tải tốt, hệ thống UASB-DHS lại thể hiện hiệu suất vượt trội trong việc loại bỏ chất hữu cơ và cải thiện đáng kể quá trình nitrat hóa/khử nitrat. Đặc biệt, DHS đóng vai trò quan trọng trong việc hoàn thiện chất lượng nước đầu ra, đưa nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt hơn. Kết quả từ các thử nghiệm quy mô pilot đã xác nhận những ưu điểm này, cho thấy UASB-DHS là một công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước một cách đáng kể.

3.3. Tối ưu hóa các thông số vận hành cho xử lý nước thải cao su.

Việc tối ưu hóa các thông số vận hành là bước quan trọng để đảm bảo hiệu suất cao nhất và chi phí thấp nhất cho hệ thống UASB-DHS. Các thông số được nghiên cứu bao gồm thời gian lưu nước (HRT) trong cả hai bể UASB và DHS, tải trọng hữu cơ áp dụng, nhiệt độ và pH của nước thải. Mục tiêu là tìm ra tổ hợp điều kiện tối ưu giúp hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả trong việc phân hủy các chất ô nhiễm đặc trưng của nước thải cao su. Việc điều chỉnh tối ưu không chỉ nâng cao hiệu quả xử lý mà còn giảm thiểu năng lượng tiêu thụ, góp phần vào mục tiêu công nghệ chi phí thấp và bền vững. Những dữ liệu thu thập được từ quá trình tối ưu hóa này là cơ sở quan trọng cho việc thiết kế và triển khai các hệ thống xử lý phân tán quy mô lớn hơn trong tương lai, đặc biệt hữu ích cho các khu vực phát triển nông thôn.

IV. Giải pháp kiểm soát phát thải khí nhà kính và năng lượng

Luận án đi sâu vào việc kiểm soát phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải. Nghiên cứu khả năng khai thác năng lượng sinh học từ quá trình yếm khí. Việc này giúp giảm thiểu tác động môi trường. Nó cũng tạo ra giá trị kinh tế. Giải pháp này hỗ trợ phát triển nông thôn bền vững. Đây là một yếu tố quan trọng của kỹ thuật môi trường hiện đại. Nó biến chất thải thành tài nguyên.

4.1. Đánh giá phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải.

Các hệ thống xử lý nước thải sinh học, đặc biệt là các bể yếm khí, có thể là nguồn phát thải khí nhà kính (GHG) đáng kể, chủ yếu là metan (CH4) và oxit nitơ (N2O). Luận án đã tiến hành đo lường và phân tích cẩn thận lượng khí nhà kính phát thải từ hệ thống UASB-DHS. Mục tiêu là định lượng tác động môi trường của hệ thống và đề xuất các biện pháp giảm thiểu. Việc kiểm soát phát thải GHG không chỉ là yêu cầu về kỹ thuật môi trường mà còn là một phần quan trọng của mục tiêu công nghệ bền vững. Bằng cách giảm thiểu phát thải, hệ thống này đóng góp vào nỗ lực chung giảm thiểu biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường, đặc biệt là môi trường nước và không khí xung quanh các nhà máy chế biến cao su.

4.2. Khai thác năng lượng sinh học từ quá trình yếm khí.

Một lợi ích đáng kể của quá trình xử lý yếm khí trong bể UASB là khả năng sản xuất biogas. Biogas, chủ yếu là metan, là một nguồn năng lượng tái tạo có thể được khai thác. Thay vì để khí metan phát tán ra khí quyển (gây hiệu ứng nhà kính mạnh hơn CO2), nó có thể được thu hồi và sử dụng để phát điện, cung cấp nhiệt cho nhà máy, hoặc thậm chí là nhiên liệu cho các phương tiện. Việc khai thác năng lượng sinh học không chỉ giúp giảm chi phí vận hành hệ thống xử lý mà còn giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, góp phần vào an ninh năng lượng và phát triển nông thôn bền vững. Đây là một ví dụ điển hình về việc biến chất thải thành tài nguyên, nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường.

4.3. Giảm thiểu tác động môi trường và phát triển nông thôn.

Việc kiểm soát phát thải khí nhà kính và khai thác năng lượng sinh học từ nước thải có ý nghĩa kép. Thứ nhất, nó giảm thiểu tác động tiêu cực của hoạt động công nghiệp đến môi trường, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước và không khí. Thứ hai, nó cung cấp một mô hình phát triển bền vững, mang lại lợi ích kinh tế cho các cộng đồng nông thôn. Các hệ thống xử lý phân tán với khả năng tự sản xuất năng lượng có thể giảm đáng kể chi phí điện cho các nhà máy, giúp tăng khả năng cạnh tranh. Đồng thời, việc tái sử dụng nước thải đã qua xử lý cho tưới tiêu cũng hỗ trợ nông nghiệp địa phương. Những giải pháp này thể hiện cam kết mạnh mẽ đối với kỹ thuật môi trường tiên tiến, hướng tới một tương lai xanh và bền vững hơn cho ngành công nghiệp và cộng đồng.

V. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải quy mô lớn chi phí thấp

Luận án đề xuất thiết kế hệ thống UASB-DHS quy mô đầy đủ cho các nhà máy cao su tại Việt Nam. Thiết kế này tập trung vào tính khả thi, công nghệ chi phí thấp. Phân tích tiêu thụ và sản xuất năng lượng được thực hiện. Các khuyến nghị ứng dụng công nghệ bền vững được đưa ra. Điều này bao gồm tái sử dụng nước thải. Mục tiêu là cung cấp một giải pháp kỹ thuật môi trường toàn diện. Nó giúp giảm ô nhiễm môi trường nước và thúc đẩy phát triển bền vững.

5.1. Thiết kế quy mô đầy đủ cho hệ thống UASB DHS tại Việt Nam.

Dựa trên những kết quả khả quan từ nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm và pilot, luận án đã đề xuất một thiết kế chi tiết cho hệ thống UASB-DHS quy mô đầy đủ. Thiết kế này được tùy chỉnh để phù hợp với đặc thù nước thải chế biến cao su tại Việt Nam, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải quốc gia và quốc tế. Nó bao gồm các bản vẽ kỹ thuật, tính toán kích thước bể, lựa chọn vật liệu và thiết bị. Hệ thống được thiết kế để có khả năng xử lý linh hoạt các lưu lượng và tải trọng khác nhau, đảm bảo hiệu quả ổn định trong điều kiện vận hành thực tế của các nhà máy. Mục tiêu chính là cung cấp một giải pháp công nghệ bền vững, dễ triển khai và vận hành, có thể tích hợp vào cơ sở hạ tầng hiện có hoặc xây dựng mới tại các vùng sản xuất cao su. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc ứng dụng kỹ thuật môi trường vào thực tiễn.

5.2. Phân tích tiêu thụ và sản xuất năng lượng của hệ thống.

Một phần quan trọng của thiết kế là phân tích chi tiết về cán cân năng lượng của hệ thống UASB-DHS. Luận án đã tính toán lượng năng lượng tiêu thụ cho các hoạt động như bơm nước, sục khí (nếu có ở giai đoạn DHS), và các thiết bị phụ trợ khác. Đồng thời, lượng năng lượng có thể sản xuất từ việc thu hồi biogas từ bể UASB cũng được ước tính. Mục tiêu là thiết kế một hệ thống có mức tiêu thụ năng lượng ròng thấp, thậm chí có thể tự cung cấp một phần hoặc toàn bộ năng lượng cần thiết thông qua việc khai thác biogas. Điều này không chỉ giảm chi phí vận hành đáng kể mà còn giảm phát thải carbon, biến nó thành một công nghệ chi phí thấp và thân thiện với môi trường. Phân tích này là cơ sở để đưa ra các khuyến nghị về đầu tư và vận hành hiệu quả cho các nhà máy.

5.3. Khuyến nghị ứng dụng công nghệ bền vững tái sử dụng nước thải.

Luận án đưa ra các khuyến nghị mạnh mẽ về việc ứng dụng rộng rãi hệ thống UASB-DHS như một công nghệ xử lý nước thải bền vững cho ngành cao su. Đặc biệt, khuyến nghị tập trung vào khả năng tái sử dụng nước thải đã qua xử lý. Nước thải này, với chất lượng cao sau khi đi qua hệ thống, có thể được dùng cho nhiều mục đích phi ăn uống như tưới tiêu nông nghiệp, vệ sinh công nghiệp hoặc bổ sung nước cho các hồ cảnh quan. Việc tái sử dụng nước thải không chỉ giảm áp lực lên nguồn nước ngọt tự nhiên mà còn giảm chi phí cấp nước cho nhà máy. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc quản lý tài nguyên nước và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước. Áp dụng các hệ thống xử lý phân tán như UASB-DHS sẽ góp phần vào phát triển nông thôn bền vững và nâng cao chất lượng môi trường sống.

06/07/2026

Xem trước tài liệu

Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước thải quá trình chế biến cao su thiên nhiên

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (108 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Takahiro Watari DEVELOPMENT OF AN APPROPRIATE TREATMENT SYSTEM FOR NATURAL RUBBER PROCESSING WASTEWATER TREATMENT CHEMICAL ENGINEERING DISSERTATION Hanoi – 2022 luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Takahiro Watari DEVELOPMENT OF AN APPROPRIATE TREATMENT SYSTEM FOR NATURAL RUBBER PROCESSING WASTEWATER TREATMENT Major: CHEMICAL ENGINEERING Code No.: NCS16091 CHEMICAL ENGINEERING DISSERTATION SUPERVISORS: 1. Nguyen Minh Tan 2. Takashi Yamaguchi Hanoi – 2022 luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ACKNOWLEDGMENT Firstly, I would like to thank the Professors and Staff in the Ph. program, the officers in the Department of Education, Hanoi University of Science and Technology.

Thank you for all the guidance and support you have made for me while I have fulfilled the dissertation. Working with colleagues in the Department of Chemical Engineering has been a privilege. I would like to thank you from the bottom of my heart for your constant encouragement. Finally, I am so glad to have a supervisor like Assoc.

Nguyen Minh Tan. Ever since I have started to work under your supervision, I have learned a lot which really helps me to become a better person. Thank you! You are the best supervisor ever. I hope to receive some words of encouragement and full support from the readers in order to make my Ph.

Hanoi, …/…/… Author of the dissertation Takahiro Watari i luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat DECLARATION I hereby certify that the dissertation "Development of an appropriate treatment for industrial rubber industrial wastewater treatment" is my own research project. The data and results stated in the doctoral dissertation are honest. I hereby declare that the information cited in the doctoral dissertation has been fully originated. Hanoi,…/…/… ON BEHALF OF SUPERVISORS Author Assoc.

Nguyen Minh Tan Takahiro Watari ii luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat CONTENTS ACKNOWLEDGMENT. iii FIGURE LIST. iv TABLE LIST. 2 Current Problem and its solution.

State of the art .1 Natural rubber processing process .2 Natural rubber processing wastewater. Current treatment technology for natural rubber processing wastewater .1 Biological aerobic and anaerobic pond .2 Upflow anaerobic sludge blanket reactor.3 Anaerobic baffled reactor .4 Activated sludge process .5 Swim bed tank .6 Down flow hanging sponge reactor .7 Dissolved air floatation .9 Combination of treatment systems for natural rubber processing wastewater .3 Industrial wastewater treatment process .1 Characteristics of anaerobic wastewater treatment and the degradation pathway of anaerobic digestion .2 Anaerobic industrial wastewater treatment technology. 26 iii luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 1.3 Characteristics of aerobic wastewater treatment and the degradation .4 Greenhouse gas emissions from the wastewater treatment system. Material and methods .1 Greenhouse gases collection and analysis .2 Laboratory UASB-DHS system .2 System description and operational conditions .3 Laboratory scale ABR system .1 Raw natural rubber processing wastewater .2 System description and operational conditions .4 Pilot UASB-DHS system .1 Potential of hydrogen .3 Oxidation-reduction potential .4 Chemical oxygen demand .5 Biochemical oxygen demand .8 Ammonia, nitrite, and nitrate .9 Volatile fatty acid .10 Biogas production and composition.

Results and Discussions .1 Characterization of a current wastewater treatment system .2 Development concept of a laboratory scale UASB-DHS system for natural rubber processing wastewater treatment .3 Development concept of a laboratory scale ABR experiment .1 Process performance of ABR .2 Determinates profiles inside the ABR. 60 iv luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 3.4 Development concept of a pilot scale UASB-DHS system experiment for treatment of natural rubber processing wastewater .2 Nitrogen removal and greenhouse gas emissions .3 Performance comparison of ABR-UASB-DHS system and existing treatment system.5 Design for full-scale UASB-DHS system for natural rubber processing wastewater in Vietnam .1 Reactor design for natural rubber processing wastewater .1 Pre-treatment process for UASB reactor .2 Calculation of Energy consumption and generation for the operation of the UASB-DHS system .1 Energy consumption of UASB-DHS system .2 Energy production of UASB-DHS system. 80 Recommendation for future study. 91 v luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat FIGURE LIST Figure 1.1 Top natural rubber produced countries over the world in 2014 [3].2 Natural rubber harvested area and production in Vietnam [2] .3 Natural rubber production area in Vietnam [2].4 Natural rubber manufacturing process [5].5 Schematic diagram of coagulation process [5] .6 Full-scale biological pond in Vietnam.7 Schematic diagram of UASB reactor.8 Various reactor configurations of ABR [16] .9 Basic water flow in conventional activated sludge.10 Principle of downflow hanging sponge reactor and full-scale DHS in India.11 Development history from DHS G1 to DHS G6 [30].12 Anaerobic digestion scheme of organic compounds.13 Aerobic biological degradation pathway.1 Schematic diagram of open-type anaerobic system.2 Gas sampling system used in this study.3 (A) Thanh Hoa Rubber Factory, (B) Coagulation process in natural rubber sheet producing process.4 Schematic diagram of the baffled reactor (BR), upflow anaerobic sludge blanket (UASB), and downflow hanging sponge (DHS) combined system.5 Protocol for preparation of natural rubber processing wastewater iv luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat following actual factory methods.6 Schematic diagram of anaerobic baffled reactor.7 Schematic and photo of the pilot scale ABR-UASB-ST-DHS system.1 Biogas composition of compartments 28, 33, and 56.2 Methane gas emission rate and COD concentration of each compartment.3 COD mass balance in the OAS .4 Nitrous oxide rate and ammonia concentration in each compartment.5 Composition of emitted GHGs from near the influent part, the center part, and the effluent part of the OAS.6 Time course of pH and temperature during the operation periods.7 Time course of (a) total COD, (b) soluble COD, (c) TSS, (d) VSS, and (e) TN during the operation periods.8 COD mass balance of the influent, BR effluent, and UASB effluent.9 Time course of (A) Total COD and (B) TSS concentrations through phase 1 to phase 3 .10 Soluble COD, acetate, and propionate concentrations in ABR on (A) 103 day and (B) 199 day .11 Accumulation of rubber particular in feed pipe and photo of wastewaters.12 Time course of (A) Total COD removal efficiency and organic loading rate of UASB reactor, (B) Total BOD removal efficiency.13 (A) Total nitrogen and (B) ammonia removal efficiency of the total system and DHS reactor during phase 1 to phase 4.

91 v luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TABLE LIST Table 1.1 Characteristics of natural rubber processing wastewater in Vietnam.2 National technical regulation on the effluent of natural rubber processing industry in Vietnam.3 Type of treatment process applied in Vietnam [4].4 Application of UASB reactor for natural rubber processing wastewater treatment.5 Comparison of technologies used for natural rubber processing wastewater treatment.6 Benefits of the anaerobic treatment process.7 Application of anaerobic technology to industrial wastewater [33].8 Global warming potential of GHG.1 Water quality of natural rubber processing wastewater obtained from a natural rubber sheet producing factory in Thanh Hoa Province.2 Summary of the initial operational conditions for the two operating phases.3 Operational conditions for anaerobic baffled reactor.4 Initial operational conditions through phases 1 to 4.1 Present treatment system flow of a local natural rubber processing factory.2 Water quality in each sampling point at a local natural rubber processing wastewater in Vietnam.3 Summary of process performance of the treatment system.4 Summary of the process parameters of the system during entire experimental period. 65 vi luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Table 3.5 Biogas production and compositions of the UASB reactor.6 Nitrogen concentrations (mg-N·L-1) in the proposed system.7 Characteristics of natural rubber processing wastewater in Thailand, Malaysia, and Vietnam.8 Process performance of the existing treatment system for treating natural rubber processing wastewater.9 Water quality of natural rubber processing wastewater for simulation. 75 vii luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Abbreviations words list ABR Aerobic baffled reactor BOD Biochemical oxygen demand CL Concentrated latex COD Chemical oxygen demand DAF Dissolved air flotation DHS Downflow hanging sponge DO Dissolved oxygen GC Gas chromatograph GHG Greenhouse gas GRABBA Granular-bed anaerobic baffled reactor GSS Gas-liquid-solids separation GWP Global warming potential HRT Hydraulic retention times MBR Membrane bioreactor OAS Open-type anaerobic system OLR Organic loading rate ORP Oxidation-reduction potential pH Potential of hydrogen PVC Polyvinyl chloride RSS Ribbed smoked sheet SRB Sulfate-reducing bacteria ST Settling tank SVR Standard Vietnamese Rubber TN Total nitrogen TSR Technically specified rubber TSS Total suspended solids UASB Upflow anaerobic sludge blanket VFA Volatile fatty acids VSS Volatile suspended solids viii luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Introduction Natural rubber is one of the most valuable agricultural products in Southeast Asian countries. Vietnam is the 3rd largest natural rubber-producing country, and natural rubber production in Vietnam is increasing each year.

However, the natural rubber industry discharges large amounts of wastewater containing high concentrations of organic compounds, nitrogen, and other contaminants from several manufacturing processes such as coagulation, centrifugation, lamination, washing, and drying. The natural rubber processing factories in Southeast Asian countries commonly use a combined anaerobic-aerobic lagoon system for treating natural rubber processing wastewater because of the low installation costs. The existing treatment systems have been demonstrated to achieve a high chemical oxygen demand (COD) removal efficiency of 65 to 90% with easy operational methods. However, they require a large area for the lagoon, high operating costs (especially for surface aeration), and long hydraulic retention times (HRTs).

However, the effluent water quality of these existing treatment systems needs to be improved to conform to the established discharge standards. An upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor is one of the most promising systems for the treatment of different types of industrial wastewater because of its high organic loading rate (OLR), low operational costs, and energy recovery in the form of methane. Previous studies have reported the application of the UASB reactor for the treatment of natural rubber processing wastewater. However, it was determined that natural rubber particles remaining in the wastewater had a negative effect on the anaerobic biological process.

Therefore, the development of a pre-treatment system to remove the remaining natural rubber particles is essential. Moreover, when a UASB reactor is used to treat high-strength industrial wastewater, the effluent still contains high concentrations of organic compounds and nutrients. Thus, an aerobic treatment system is typically applied as a post-treatment to remove residual organic matter and meet effluent standards. A downflow hanging sponge (DHS) reactor is one of the most effective aerobic 1 luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat treatment systems applied as a post-treatment with the UASB reactor to treat different types of industrial wastewater.

Objective Current wastewater treatment systems used to treat natural rubber processing wastewater in Vietnam consume a large amount of electrical energy and have a large negative impact on the environment. In this study, we characterized the process performance (e., water quality and biogas emission) of the current wastewater treatment system and developed an energy-recovery type advanced wastewater treatment system to reduce greenhouse gas (GHG) emissions and improve the effluent quality resulting from the treatment of natural rubber processing wastewater. Tasks (Scientific and practical meanings) 1) Characterization of the current wastewater treatment system used to treat natural rubber processing wastewater in Vietnam To investigate the current situation of natural rubber processing wastewater treatment in Vietnam, field, and journal paper surveys were conducted. Moreover, GHG emissions from an existing anaerobic lagoon were measured to determine the environmental impact on global warming.

2) Development of an energy-recovery type wastewater treatment system The UASB-DHS system has been applied to treat domestic sewage and several types of wastewater. In addition, the UASB-DHS system was successfully applied in Thailand to treat natural rubber processing wastewater, which contained a high concentration of sulfuric acid.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Takahiro Watari (2022). Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th [Luận án tiến sĩ, Hanoi University of Science and Technology]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/luan-an-tien-si-nghien-cuu-cong-nghe-thich-hop-xu-ly-nuoc-thai-qua-trinh-che-bien-cao-su-thien-nhien

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án: Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước thải quá trình chế biến cao su thiên nhiên. Xem tóm tắt và tải về tại LuanAn.net

Luận án "Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Hanoi University of Science and Technology. Năm bảo vệ: 2022.

Luận án "Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th" thuộc chuyên ngành Chemical Engineering. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th" có 108 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước th" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter