Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BÁO CÁO THỰC HÀNH
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KỊ KHÍ – BỂ UASB
Nhóm 2: Thứ 6 tiết 4, 5, 6
1.

Nguyễn Thị Cúc Hoa

15163021

2.

Nguyễn Thị Thu Hiền

15163019

3.

Nguyễn Thị Hồng Liễu

15163033

4.

Nguyễn Thị Luyên

15163036

5.

Trần Thị Yến Nhi

15163047

6.

Trần Hải Phụng

15163053

7.

Bùi Ngọc Trân

15163077

8.

Lê Ngọc Trường

15163085

9.

Bạch Hoàng Triệu


15163078

10.

Dương Nguyễn Tường Vi

15163090

Thủ Đức, ngày 30 tháng 12 năm 2018.
P a g e 1 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Mục lục
Chương 1: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 3
1.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................ 3
1.1.1.Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi đầu vào. ................................. 3
1.1.2. Bùn sử dụng mô hình ........................................................................................ 3
1.2. Mô hình nghiên cứu ................................................................................................... 4
1.2.1. Sơ đồ mô hình nghiên cứu................................................................................. 4
1.2.2.Mô hình thí nghiệm ............................................................................................ 5
1.3. Nội dung thí nghiệm................................................................................................... 6
1.3.1. Tải lượng nghiên cứu ......................................................................................... 6
1.3.2. Quy trình lấy mẫu .............................................................................................. 6
1.3.3. Phương pháp phân tích mẫu và so sánh đánh giá .......................................... 7
1.3.4. Phân tích các chỉ tiêu bùn và các chỉ tiêu nước ............................................. 7
Chương 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 10
2.1. Hiệu quả xử lý COD ............................................................................................... 10
2.3. Hiệu quả xử lý SS .................................................................................................... 13

Chương 3 . KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT....................................................................... 16
3.1. Kết luận .................................................................................................................... 16
3.2. Kiến nghị .................................................................................................................. 16

P a g e 2 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Chương 1: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. Đối tượng nghiên cứu
1.1.1.Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi đầu vào.
Nước thải được sử dụng trong mô hình nghiên cứu được lấy ở cuối ống dẫn nước

-

thải từ chuồng trại chăn nuôi bò thuộc trại thực nghiệm chăn nuôi thú y ĐH Nông Lâm
TP.HCM.
Tính chất của nước thải chăn nuôi nghiên cứu
QCVN
STT

Đơn vị

Chỉ tiêu

Giá trị

40:2011/BTNMT
Cột B


1

pH

-

7.6-8.1

5.5-9

2

COD

mg/l

300-462

300

3

TSS

mg/l

110-265

150


4

T-N

mg/l

220-460

150

5

Tổng Coliform

MPN hoặc CFU

5000

/100 ml

1.1.2. Bùn sử dụng mô hình
Loại bùn
Bùn hạt

Hoạt tính metan

Hàm lượng

(kgCH4-COD/kgVSS)


(kgVSS/m3)

0.80 : 1.50

15 : 35

P a g e 3 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

1.2. Mô hình nghiên cứu
1.2.1. Sơ đồ mô hình nghiên cứu
Ống thoát
Nước đầu ra

Bơm
định
lượng

Ống
UAS
B

Nước đầu vào

Thùng chứa
nước thải


Hệ thống thiết bị nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm gồm các hạng mục chính:
Thùng chứa nước thải, ống thủy tinh hữu cơ có dung tích 7.2 lít, ống nhựa, bơm định
lượng, nắp nhựa PE.
Các thông số:
+ Thể tích bể UASB: V = 7.2 lít (h=108 cm; r= 4.6 cm).
+ Thể tích bùn hạt: 3 lít.
+ Thời gian lưu nước chọn: 24 giờ.
+ Vận tốc quy định: 0.6 m/h.
+ Chọn máng răng cưa xẻ khe thu nước chữ V (chiều cao khe: 2.5cm) để thu nước đầu ra.

P a g e 4 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

1.2.2.Mô hình thí nghiệm

Nguyên lý hoạt động:
Nước thải sau khi được lấy về sẽ được đưa về thùng chứa nước thải, điều chỉnh
lưu lượng bơm để cố định từng tải trọng. Máy bơm sẽ bơm từ thùng chứa nước thải qua
ống dẫn vào ống UASB, tại đây có bùn hạt đã có hoạt tính cao có thể xử lý được các
thành phần ô nhiễm của nước thải. Sau đó nước thải sẽ theo dòng của bơm định lượng đi
từ dưới lên trên và tràn ra máng răng cưa để sau đó theo ống dẫn ra bên ngoài. Do ở đây
chạy tuần hoàn dòng nước thải nên đầu ra sẽ được quay lại thùng chứa nước thải ban đầu
nhằm pha loãng nồng độ ô nhiễm giúp hiệu quả xử lý tối ưu hơn.

P a g e 5 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.


1.3. Nội dung thí nghiệm
1.3.1. Tải lượng nghiên cứu
Nhóm chọn mô hình chạy trên ba tải lượng là 3kgCOD/m3 ngày đêm; 6kgCOD/m3
ngày đêm; 9kgCOD/m3 ngày đêm.
Lưu lượng xử lý trong 1 ngày đêm
Q=
Trong đó:

LxV
C

L : tải trọng xử lý (Kg COD/m3.ngày đêm)
V : Thể tích bể (l)
C : Nồng độ nước thải đầu vào (mg/l)

1.3.2. Quy trình lấy mẫu
 Lấy mẫu
- Vị trí lấy mẫu: Mẫu được lấy ở ống dẫn nước đầu ra tràn từ máng răng cưa.
- Mẫu được lấy sau đúng 24 giờ kể từ khi đổ nước thải vào để chạy mô hình, ngay sau khi
kiểm tra mô hình hoạt động bình thường.
- Các chỉ tiêu SS, COD được phân tích tại phòng thí nghiệm Công nghệ môi trường Khoa Môi trường & Tài Nguyên, Đại học Nông Lâm Tp.HCM.
- Chỉ tiêu như pH do máy do có vấn đề nên số liệu không được sử dụng.
 Tần suất lấy mẫu
Vị trí Đầu vào

STT

Đầu ra


Chỉ tiêu

Tần suất lấy
mẫu

1

COD





7 lần/tuần

2

SS





7 lần/tuần

P a g e 6 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.


1.3.3. Phương pháp phân tích mẫu và so sánh đánh giá
 Phương pháp phân tích mẫu
Phân tích mẫu được thực hiện theo phương pháp :
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Phương pháp

1

COD

mg/l

SMEWW 5220 C : 2012

2

TSS

mg/l

SMEWW 2540 D : 2012

 Phương pháp so sánh đánh giá
Chất lượng nước thải sau khi xử lý sẽ được đánh giá , so sánh với QCVN 62MT:2016/BTNMT
Chỉ tiêu


Đơn vị

Cột B

COD

mg/l

300

SS

mg/l

150

1.3.4. Phân tích các chỉ tiêu bùn và các chỉ tiêu nước
 Xác định chỉ số SVI:
- Lấy 1 l bùn hoạt tính cho vào ống đong 1 lít.
- Chờ bùn hoạt tính lắng trong vòng 30 phút.
- Đọc thể tích bùn lắng và ghi nhận số liệu.
- Tính toán chỉ số SVI theo công thức

P a g e 7 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

𝑚𝑔


𝐒𝐕𝐈 (

𝑙

)=

𝑚𝑙
) x 1000
𝑙
𝑚𝑔
MLSS( 𝑙 )

SV(

- Kết quả:
+

SVI = 55 (mg/l).

+

SVI > 50 mg/l nên bùn này có thể cho bể vào xử lý nước thải sinh hoạt
 Xác định chỉ số nồng độ bùn (MLSS):

- Lấy bình tam giác 100 ml mang đi sấy ở 105oC trong vòng 2 h.
- Cho vào bình hút ẩm trong thời gian 30 phút.
- Mang đi cân và ghi số liệu lần 1.
- Cho 10 ml bùn đã được lắng trong 30 phút vào mỗi bình tam giác.
- Mang đi sấy ở 105oC trong vòng 2 h.

- Cho vào bình hút ẩm trong thời gian 30 phút.
- Mang đi cân và ghi số liệu lần 2.
- Tính toàn nồng độ bùn theo công thức sau:

Cb =

𝑚𝑠𝑠
𝑉1

(mg/l)

- Tính toán lượng bùn cho vào bể theo công thức.
- Các phép phân tích trên được lặp lại 3 lần.
 pH
Sử dụng máy đo pH của compact pH meter pH 11, Laquatwin, Nhật Bản.
 Nhu cầu oxy hóa học (COD)
- Được phân tích tại phòng thí nghiệm (PTN) khoa MT&TN theo tài liệu “Standard
methods for the examination of water and wastewater”.
- Các bước tiến hành như sau:
+

Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín với H2SO4 20%trước khi sử dụng. Chọn thể

tích mẫu và thể tích hóa chất dùng là 2,5ml mẫu: 1,5 ml K2Cr2O7 0,0167 M: 3,5 ml H2SO4
reagent.
P a g e 8 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.


+

Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dịch K2Cr2O7 0,0167M vào cẩn thận thêm

H2SO4 reagent vào bằng cách cho acid chảy dọc thành bên trong của ống nghiệm. Đậy nút
vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần (cẩn thận vì phản ứng phát nhiệt), đặt ống nghiệm vào rổ inox
và cho vào lò sấy 1500C trong 2 giờ.
Để nguội đến nhiệt độ phòng, cho dung dịch vào erlen thêm 0,05 – 0,1 ml (1 – 2
giọt) chỉ thị feroin và định phân bằng FAS 0,10M. Dứt điểm khi mẫu chuyển từ xanh lục
sang nâu đỏ lợt.
+

Làm hai mẫu trắng với nước cất (mẫu 0 và mẫu B).

+

Đối với mẫu nước thải đầu vào, tiến hành pha loãng theo tỉ lệ 1:1 (có nghĩa pha 1

ml mẫu nƣớc thải với 1 ml nước cất).
+

Lặp lại thí nghiệm 3 lần.

+

Tính toán: Nồng độ mol của FAS

M =

𝑉𝐾2𝐶𝑟2𝑂7

𝑉𝐹𝐴𝑆 (𝐾ℎô𝑛𝑔 đ𝑢𝑛)

COD =

(𝐴−𝐵).𝑀.8000
2,5

.0,1 (𝑀)
(mg/l)

Trong đó:
A: Thể tích FAS chuẩn độ mẫu trắng đun.
B: Thể tích mẫu FAS chuẩn độ mẫu thực.
M: Nồng độ mol của mẫu FAS.
 Chất rắn lơ lửng (SS)
- Được phân tích dựa theo TCVN 6625 – 2000: về chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ
lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thuỷ tinh tại PTN khoa MT&TN.
- Các bước tiến hành được thực hiện như sau:
+

Mang màng lọc sợi thủy tinh GF3 grade của CHMLAB GROUP có đương kính lỗ

1,2 micromet, đường kính giấy lọc là 47 mm đi sấy ở 105oC trong vòng 1 h.
+

Cho vào bình hút ẩm 30 phút.

+

Cân giấy lọc lần 1. Ghi nhận số liệu m1.


+

Cho 50 ml nƣớc thải đi qua màng lọc sợi bằng máy hút chân không.
P a g e 9 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

+

Sau đó mang đi sấy ở 105oC trong vòng 1 h.

+

Cho vào bình hút ẩm 30 phút.

+

Cân giấy lọc lần 2.Ghi nhận số liệu m2.

+

Phân tích được lặp lại 3 lần.

+

Tính toán theo công thức:

SS =


(𝑚1 −𝑚2 ).106
50

Chương 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
2.1. Hiệu quả xử lý COD
 Kết quả nghiên cứu

P a g e 10 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Kết quả chỉ tiêu COD ở tải lượng 1( 3Kg COD/m3 ngày.đêm)
Nước thải

Nước đầu ra

đầu vào

COD

COD (mg/l)

(mg/l)

1

1373


960

30.08

2

960

532

44.58

3

2410

75

68.89

4

1985

645

67.51

5


1509

377

75.02

6

2689

618

77.02

7

1896

379

80.0

8

1725

294

82.96


Ngày

H
(%)

Kết quả chỉ tiêu COD ở tải lượng 2 (6Kg COD/m3 ngày.đêm)
Nước thải

Nước đầu ra

đầu vào

COD

COD (mg/l)

(mg/l)

1

4906

2544

48.15

2

4589


1835

60.01

3

3684

1510

59.01

4

4238

1271

70.00

5

3982

876

78.01

6


2944

529

82.03

7

3189

382

88.02

Ngày

H
(%)

P a g e 11 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Kết quả chỉ tiêu COD ở tải lượng 3 (9Kg COD/m3 ngày.đêm)
Nước thải

Nước đầu ra

đầu vào


COD

COD (mg/l)

(mg/l)

1

4050

1700

58

2

4620

1000

78

3

4190

750

82


4

4180

439

89.5

5

4300

374

91.3

6

4200

420

90

7

4270

340


92

Ngày

H
(%)

So sánh hiệu suất xử lý COD của ba tải
100
90

89.5

80

78

70

70
67.51

68.89

60

58

50


48.15

40
30

82

60.01

90

91.3

92

78.01
75.02

82.03
77.02

82.03
80

82.96

5

6


7

8

59.01

44.58

30.08

20
10
0
1

2

3

4
tải 1

tải 2

tải 3

P a g e 12 | 17



Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Nhận xét:
Từ kết quả nghiên cứu được ta thấy COD đầu ra của cả ba tải lượng thấp hơn nhiều
so với COD đầu vào. Hiệu quả xử lý COD đầu ra của tải lượng 1 là 3 Kg COD/m3
ngày.đêm thấp hơn so với tải lượng 2 là 6 Kg COD/m3 ngày.đêm và thấp hơn tải 3.
Ở tải lượng 3, ngày thứ 5 sang ngày thứ 6 hiệu suất bị giảm. Nguyên nhân đó chính
là do khi tăng tải trọng xử lý nên bùn hạt chưa thích nghi với lượng dinh dưỡng tăng
nhanh nên không xử lý triệt để.
2.3. Hiệu quả xử lý SS
 Kết quả nghiên cứu
Kết quả chỉ số SS ở tải lượng 1 (3Kg COD/m3 ngày.đêm)
Nước thải

Nước đầu ra

đầu vào

SS

SS (mg/l)

(mg/l)

1

125

15


88

2

110

11,7

89.4

3

147

16

89

4

160

14

91.3

5

129


12,64

90.2

6

110

11,7

89.4

7

134

12,7

90.5

8

113

9

92

Ngày


H
(%)

P a g e 13 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Kết quả chỉ số SS ở tải lượng 2 6Kg COD/m3 ngày.đêm
Nước thải

Nước đầu ra

đầu vào

SS

SS (mg/l)

(mg/l)

1

195

82,5

67

2


200

48,75

75

3

210

34

83

4

265

26,3

87,5

5

235

38

85,6


6

144

21,2

91

7

187

14

90,25

Ngày

H
(%)

Kết quả chỉ số SS ở tải lượng 3 9Kg COD/m3 ngày.đêm
Nước thải

Nước đầu ra

đầu vào

SS


SS (mg/l)

(mg/l)

1

259

111.37

57

2

158

60.04

62

3

196

80.16

59.09

4


231

90.04

61.02

5

198

61.48

68.95

6

189

57.59

69.53

7

258

62.07

75.94


Ngày

H
(%)

P a g e 14 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

So sánh hiệu quả xử lý SS của ba tải
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1

2

3

4

Tải 1

5
Tải 2

6

7

8

Tải 3

Nhật xét :
Nhìn chung, mô hình xử lý SS rất tốt, hiệu quả rất cao đều đạt trên 57% có lúc lên
đến 92%. Tải 1 và 2 đạt hiệu quả cao vì đây là bùn hạt nên khó trôi, tuy nhiên tới tải 3 thì
hiệu suất giảm và không ổn định. Nguyên nhân, có thể do các chất hữu cơ bám trên bùn bị
bung ra nên làm cho hiệu suất không ổn định.

P a g e 15 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Chương 3 . KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT
3.1. Kết luận
So sánh nước thải đầu vào và ra

- Đề tài nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghệ sinh kị khí trên mô hình
tượng trưng cho bể UASB thực tế.

- Hiệu quả xử lý ở cả 3 tải lượng thì tương đối ổn định và cao nhưng hiệu quả xử lý tốt và
ổn định ở tải 2 (6kgCOD/m3.ngàyđêm).
- Khả năng xử lý của bùn hạt vượt trôi hơn những loại bùn hoạt tính khác vì khối lượng
và kích thước lớn dễ lắng, khó trôi bùn; hoạt tính xử lý cao và không cần thời gian thích
nghi quá dài để xử lý.
- Kết quả chứng tỏ vi sinh vật trong bể UASB ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi tải lượng,
đây cũng là một trong những ưu điểm khi xử lý bằng phương pháp.
3.2. Kiến nghị
- Kiểm soát ổn định thông số đầu vào.
- Kiểm tra và duy trì vận tốc của máy bơm ở mức quy định.
- Để có mức đánh giá bao quát hơn khả năng xử lý của bùn ta cần nhiều thời gian hơn để
vận hành thêm với tải lượng cao hơn tải lượng đã nghiên cứu trong đề tài này, từ đó đánh
giá được khả năng xử lý của mỗi giá thể tốt nhất.

P a g e 16 | 17


Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB.

Tài liệu tham khảo
1. TS. Trịnh Xuân Lai (2012). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải. NXB
Xây Dựng.
2. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008). Xử lý nước thải
đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình. NXB ĐHQG TP.HCM.

P a g e 17 | 17