Báo cáo khoa học Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vi sinh và hệ thống thiết bị tiết kiệm năng lượng để xử lý nước thải sinh hoạt đô thị

1


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC 04/06-10
NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC



BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vi sinh và hệ
thống thiết bị tiết kiệm năng lượng để xử lý nước
thải sinh hoạt đô thị
mã số KC.04.23 /06-10

Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài
(ký tên) (ký tên và đóng dấu)



Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ

(ký tên) (ký tên và đóng dấu khi gửi lưu trữ)


8712

Hà Nội, 2010

2
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CN SINH HỌC – CN THỰC PHẨ
M
__________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2010



BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vi sinh và hệ thống
thiết bị tiết kiệm năng lượng để xử lý nước thải
sinh hoạt đô thị
Mã số đề tài, dự án: KC.04.23/06-10
Thuộc:
- Chương trình: Chương trình nghiên cứu, ứng dụng và phát triển
công nghệ sinh học, KC.04/06-10
- Dự án khoa học và công nghệ (tên dự án):
- Độc lập (tên lĩnh vực KHCN):

2. Chủ nhi
ệm đề tài/dự án:

Họ và tên: Nguyễn Văn Cách
Ngày, tháng, năm sinh: 20/09/1956 Nam/ Nữ: Nam
Học hàm, học vị: Phó Giáo sư – Tiến sĩ.
Chức danh khoa học: Giảng viên chính Chức vụ: Phó Viện trưởng
Điện thoại: Tổ chức: 04.38682470 Nhà riêng: 04.36686062 Mobile:
0983299185
Fax: 04.38682470 E-mail:
Tên tổ chức đang công tác: Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ
Thực phẩm Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Địa chỉ tổ chức: 210-C4, Số 1 Đại Cồ
Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội
Địa chỉ nhà riêng: số nhà 116, ngõ 553, đường Giải Phóng,
Quận Hoàng Mai, Hà Nội


3
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực
phẩm Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Điện thoại: 04.38682470 Fax: 04.38682470
E-mail:
Website: www.hut.edu.vn
Địa chỉ: 210-C4, Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội.
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS-TS Tô Kim Anh
Số tài khoản: 931 . 01 . 140
Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Hai Bà Trưng, Hà Nội
Tên cơ quan chủ quản đề
tài: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Bộ Giáo dục và Đào tạo

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ 05 tháng 01/2009 đến 31 tháng 12/2010
- Thực tế thực hiện: từ 01/2009 đến 12/2010
- Được gia hạn (nếu có): Không
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 3.600,0 triệu đồng, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 3.600,0 triệu đồng
+ Kinh phí từ các nguồn khác: 0,0 triệu đồng

b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo k
ế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 1-12/2009 2.100,0 tr.đ 1-12/2009 2.100,0 tr.đ 2.255,35 tr.đ
2 1-12/2010 1.500,0 tr.đ 1-12/2010 1.500,0 tr.đ 1.344,65 tr.đ
…
Tổng cộng

3.600,0 tr.đ

3.600,0 tr.đ 3.600,00 tr.đ




4
c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tổng SNK
H
Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
1
Trả công lao động
(khoa học, phổ
thông)
1610,0 1610,0 0,0 1610,0 1610,0 0,0
2
Nguyên, vật liệu,
năng lượng

1650,0 1650,0 0,0 1.569,116 1.569,116 0,0
3
Thiết bị, máy móc
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
4
Xây dựng, sửa
chữa nhỏ
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
5
Chi khác
410,243 340,0 0,0 420,884 420,884 0,0

Tổng cộng
3.600,0 3.600,0 0,0 3.600,0 3.600,0 0,0
- Lý do thay đổi (nếu có):
Đề tài được chuyển đổi sử dụng kinh phí 01 lần để đăng ký bảo hộ quyền
sở hữu trí tuệ cho sản phẩm của đề tài vào Hoa Kỳ.


3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm
vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh
phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị
điều chỉnh nếu có)

Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản

Ghi chú

1
QĐ Số
1468/QĐ-
BKHCN; ngày
16/07/2008
Quyết định về việc phê duyệt tổ chức, cá
nhân trúng tuyển chủ trì thực hiện các đề tài
khoa học và công nghệ thực hiện năm 2009
thuộc chương trình “Nghiên cứu, phát triển
và ứng dụng công nghệ sinh học”, mã số
KC.04/06-10


2
HĐ số
23/2009/HĐ-
ĐTCT-
KC.04/06-10,
ngày
Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát
triển công nghệ số: 23/2009/HĐ-ĐTCT-
KC.04/06-10, giữa Văn phòng các Chương
trình Trọng điểm cấp Nhà nước và Chương
trình KC.04/06-10 với Viện Công nghệ


5
05/01/2009 Sinh học và Công nghệ Thực phẩm và Chủ

nhiệm đề tài KC.04.23/06-10

3
QĐ số
321/QĐ-
BKHCN, ngày
11/03/2009
Quyết định về việc cử các đoàn đi công tác
nước ngoài


4
QĐ số
346/QĐ-
BKHCN, ngày
16/03/2009
Quyết định về việc phê duyệt kế hoạch đấu
thầu mua sắm vật tư, hóa chất của đề tài
KC.04.23/06-10 thuộc chương trình
“Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công
nghệ sinh học”, mã số KC.04/06-10


5
QĐ số
260/QĐ-
BKHCN, ngày
02/03/2010
Quyết định về việc phê duyệt kế hoạch đấu
thầu mua sắm vật tư, hóa chất của đề tài

KC.04.23/06-10 thuộc chương trình
“Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công
nghệ sinh học”, mã số KC.04/06-10


6
CV số
119/VPCTTĐ-
THKH, ngày
11/03/2010
Công văn của Văn phòng các chương trình
trọng điểm cấp nhà nước, Bộ Khoa học và
Công nghệ về việc điều chỉnh nội dung và
kinh phí của đề tài KC.04.23/06-10




4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia
chủ yếu

Sản phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
1 Viện KH và
CN Môi
trường
Viện KH và
CN Môi trường
Kiểm soát ô
nhiễm môi
trường
Kiểm soát
ô nhiễm
môi trường

2 Tổng Công ty
TNHHNNM
TV Thoát
nước Hà Nội
Tổng Công ty
TNHHNNMTV
Thoát nước Hà
Nội
Khảo sát ô
nhiễm môi
trường
Khảo sát ô
nhiễm môi

trường






6
5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện
Nội dung
tham gia
chính
Sản phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi
chú*
1
PGS-TS Nguyễn
Văn Cách
PGS-TS

Nguyễn
Văn Cách

Chủ nhiệm đề
tài – CN&TB
xử lý nước
CN và T.bị xử
lý nước thải

2
PGS-TS.
Trần Liên Hà
PGS-TS
Trần Liên Hà
Thư ký khoa
học – CN Vi
sinh vật
CN và chế
phẩm vi sinh
vật

3
GS-TS. Hoàng Đình
Hòa
GS-TS
Hoàng
Đình Hòa

Công nghệ lên
men

CN và chế
phẩm vi sinh
vật

4
PGS-TS.
Quản Lê Hà
PGS-TS.
Quản Lê Hà
Công nghệ vi
sinh vật
CN và chế
phẩm vi sinh
vật

5
TS. Nguyễn Lan
Hương
TS.
Nguyễn
Lan Hương

Công nghệ vi
sinh vật
CN và chế
phẩm vi sinh
vật

6
TS. Nghiêm Trung

Dũng
TS.
Nghiêm
Trung Dũng

CN môi
trường
Kiểm soát ô
nhiễm MT

7
ThS Nguyễn Thị
Thúy Nga
ThS
Nguyễn
Thị Thúy Nga

CN môi
trường
Khảo sát ô
nhiễm MT

8
TS Dương Văn Hợp
ThS.
Tôn Thu
Giang

CN môi
trường

Kiểm soát ô
nhiễm MT

9
ThS. Nguyễn Chí
Quang
ThS.
Nguyễn
Chí Quang

Gia công chế
tạo thiết bị
Gia công chế
tạo T.bị

10
ThS. Cao Xuân
Thắng
ThS
Cao Xuân
Thắng

Công nghệ lên
men
CN và chế
phẩm vi sinh
vật

- Thay đổi 01 thành viên, do đương sự tự điều chỉnh kế hoạch phân bổ khối lượng nghiên cứu của cá
nhân; không ảnh hưởng đến tiến độ và chất lượng các nội dung nghiên cứu chung của đề tài

6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT

Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn,
số lượng người tham gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên
tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người
tham gia )
Ghi
chú*

1 University of South
Florida, USA – 01 đoàn ra
University of South Florida,
USA – 01 đoàn ra sang Hoa
Hoàn thành
hoạt động
KH đã nêu

7
sang Hoa Kỳ, 2 người –
01 đoàn vào VN, 2 người
– kinh phí từ đề tài
Kỳ, 2 người – 01 đoàn vào VN,
2 người – kinh phí từ đề tài

trong đề
cương
2
Khối lượng vượt đăng ký, do không
có trong dự trù đoàn ra
GIFU University, JAPAN – 01
đoàn ra sang Nhật Bản, 01
người – kinh phí
Kết hợp trên
đường từ
Hoa Kỳ về
Việt Nam
3
Khối lượng vượt đăng ký, do không
có trong dự trù đoàn vào
Pohang University, KOREA –
01 đoàn sang VN – 4 người –
đối tác tự túc
Mới thiết lập

- Lý do thay đổi (nếu có):
Đề tài đã triển khai thực hiện theo đúng kế hoạch và còn
mở rộng thêm sang hai đối tác quốc tế khác.



7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm )
Ghi
chú*
1 Công nghệ xử lý nước thải
Hoa Kỳ và triển vọng hợp
tác… - 04/2009 – Hà Nội
Công nghệ xử lý nước thải
Hoa Kỳ và triển vọng hợp
tác… - 04/2009 – Hà Nội

2
Giải pháp xử lý nước thải
sản phẩm của đề tài… -
11/2010 - Hà Nội
Giải pháp xử lý nước thải
sản phẩm của đề tài (và các
nội dung trao đổi khoa học
khác…); 11/2010 - Hà Nội

- Lý do thay đổi (nếu có): Không thay đổi số lần tổ chức hội nghị so với
nội dung đã đăng ký

8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và
nước ngoài)
Thời gian

(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Người,
cơ quan
thực hiện
1
Nghiên cứu đặc trưng sinh học
nguồn nước thải sinh hoạt đô thị

1/’09-
3/’09
1/’09-
3/’09
+ Tổng CT TNHHNNMTV
Thoát nước HN
2
Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh
vật có năng lực phân giải chất gây ô
4/’09-
9/’09
1/’09-

9/’09
+ Viện CN Sinh học và CN
Thực phẩm

8
nhiễm cao
3
Nghiên cứu xây dựng quy trình công
nghệ lên men và xử lý thu chế phẩm
vi sinh vật quy mô nhỏ

7/’09 -
12/’09
1/’09 -
12/’09
+ Viện CN Sinh học và CN
Thực phẩm

4
Nghiên cứu xây dựng quy trình lên
men và sản xuất chế phẩm vi sinh
vật quy mô 50-100 lít/mẻ

6/’09 -
12/’09
1/’09 -
12/’09
+ Viện CN Sinh học
và CN Thực phẩm
+ Viện CN Thực

phẩm
5
Nghiên cứu xây dựng quy trình công
nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đô thị
quy mô nhỏ

7/’09 -
12/’09
1/’09 -
12/’09
+ Viện CN Sinh học
và CN Thực phẩm

6
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết
bị xử lý nước thải quy mô 3-5 m
3
và
hệ thiết bị xử lý nước thải quy mô 50-
100 m
3
/ngày đêm
7/’09 -
9/’10
6/’09-
8/’10
- Viện CN Sinh học & CN
Thực phẩm
- TT Cơ khí chính xác
- Viện Cơ khí

7
Nghiên cứu thử nghiệm quy trình
công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
đô thị quy mô 3-5 m
3

3/’10-
6/’10
3/’10 –
6/’10
+ Viện CN Sinh học
và CN Thực phẩm

8
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình
công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
đô thị quy mô 50-100m
3
/ngày đêm
4/’10 -
11/’10
4/’10 –
11/’10
+ Viện CN Sinh học
và CN Thực phẩm
+ Viện KH&CN Môi
trường

9

Kiểm định đánh giá chất lượng và
hiệu quả công nghệ sản phẩm và
hoạt động quản lý khoa học và nguồn
lực đề tài

10/’10
-
11/’10
10/’10
–
11/’10
+ Viện CN Sinh học
và CN Thực phẩm
+ Viện KH&CN Môi
trường

- Lý do thay đổi (nếu có): Không thay đổi so với nội dung đã đăng ký

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu
chất lượng chủ yếu
Đơn
vị đo
Số
lượng
Theo kế

hoạch
Thực tế
đạt được
1
Hệ thống xử lý sinh học nước thải
sinh hoạt đô thị quy mô 50-100m
3
/
ngày đêm
Hệ thiết
bị
01
1 hệ thiết bị
01
2
Chủng vi sinh vật phân giải các hợp
chất ô nhiễm hữu cơ cacbon, ứng
dụng để xử lý nước thải sinh hoạt đô
thị
Chủng
1-4
1-4 chủng
03
3
Chủng vi sinh vật phân giải các hợp
chất nitơ, ứng dụng để xử lý nước
thải sinh hoạt đô thị
Chủng
1-4
1-4 chủng

06
4
Chủng vi sinh vật phân giải các hợp
chất photpho, ứng dụng để xử lý
nước thải sinh hoạt đô thị
Chủng
1-4
1-4 chủng
02

9
5
Chủng vi sinh vật phân giải các hợp
chất tẩy rửa, ứng dụng để xử lý nước
thải sinh hoạt đô thị
Chủng
1-4
1-3 chủng
01
6
Chế phẩm vi sinh vật, ứng dụng cho
hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
đô thị
Loại,
kg
1-5 loại
1-5 loại chế
phẩm; 20-
60kg
06

- Lý do thay đổi (nếu có): đạt và vượt mức sản phẩm đã đăng ký

b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo kế
hoạch
Thực tế đạt
được
Ghi chú

1
Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi
sinh vật xử lý nước thải sinh hoạt đô thị
01 quy
trình
06 quy
trình
Đáp ứng yêu cầu
khoa học của đề
tài
2
Quy trình công nghệ xử lý sinh học nước thải
sinh hoạt đô thị tiết kiệm năng lượng vận hành
01 quy

trình
01 quy
trình
Đáp ứng yêu cầu
khoa học của đề
tài

- Lý do thay đổi (nếu có): có mục nội dung vượt mức đăng ký
c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản
phẩm

Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Số lượng, nơi công bố
(Tạp chí, nhà xuất bản)
1
bài báo
2-5 bài 3 bài
- PCT Scope® online, WIPO, since 4/’10
- Procceding, Polska 6/2010
- Procceding, Seoul 11/2010
2

Bài báo cáo
khoa học
2-3 bài 3
- oral presentation in Polska 6/2010
- oral presentation in Seoul 11/2010
- oral presentation in Hanoi 11/2010
3
Báo cáo
chuyên đề
42 báo
cáo
42 báo
cáo
Theo tiến độ triển khai thực hiện đề tài 2009 và
2010
4
Đăng ký sở
hữu trí tuệ
1-2
- 01 bằng
sáng chế
WIPO
- 02 hồ sơ
chấp nhận
đơn (bằng
sáng chế)
- Tổ chức sở hữu Trí tuệ Thế giới WIPO, No:
WO 2009/052535 A2
- Cơ quan Sở hữu Trí tuệ Hoa Kỳ, Chấp nhận
đơn; EFS ID: 7280911, dated 25/03/2010

- Cục Sở hữu trí tuệ, chấp nhận đơn theo QĐ
số: 22532/qdd-SHTT, 10/05/2010
- Lý do thay đổi (nếu có): Vượt mức đăng ký

d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo kế
hoạch
Thực tế đạt được
Ghi chú
(Thời gian kết thúc)

10
1
Thạc sĩ Công nghệ sinh
học
1-2
1 hoàn chỉnh
3 đang thực hiện
1: bảo vệ 11/’10
2 : bảo vệ 9/’11
2
Tiến sỹ Công nghệ sinh
học / CN thực phẩm
1-2 2 đang thực hiện
1 bảo vệ

1 bảo vệ
- Lý do thay đổi (nếu có): Vượt mức đăng ký

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống
cây trồng:
Kết quả
Số
TT
Tên sản phẩm
đăng ký
Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1
-

2

- Lý do thay đổi (nếu có):
e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời gian
Địa điểm

(Ghi rõ tên, địa chỉ
nơi ứng dụng)
Kết quả
sơ bộ
1
-

2


2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và
thế giới…)
- Đã bước đầu làm chủ được công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt, đồng bộ từ
phát triển công nghệ; thiết kế, gia công chế tạo thiết bị chủ chốt; đến khai
thác, vận hành và bảo dưỡng hệ thống
- Trình độ công nghệ sản phẩm tạo ra tương đương với trình độ khu vực và
quốc tế, trong đó đã tích hợp được 01 bằng sáng chế quốc t
ế (được chấp nhận
đơn xét cấp bằng sáng chế vào Hoa Kỳ) và 01 giải pháp khác đã được chấp
nhận đơn xét cấp bằng sáng chế
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị
trường…)

11
- Quy trình công nghệ và hệ thống thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt đô thị sản
phẩm của đề tài đã hướng vào mục tiêu xử lý ô nhiễm môi trường nước thải
sinh hoạt nên có hiệu quả xã hội lớn; Đồng thời có triển vọng hiệu quả kinh

tế rất khả quan, do năng lực thay thế được mảng công nghệ và thiết bị xử lý
nước thải sinh ho
ạt đô thị hiện Việt Nam hiện đang có nhu cầu rất lớn và hầu
như để giải quyết vấn đề trên hiện chúng ta vẫn đang phải nhập khẩu.
- Sản phẩm của đề tài giá thành không vượt quá 70% hệ thống thiết bị nhập
khẩu có tính năng kỹ thuật tương đương và có lợi thế vượt trội hơn hẳn so
với phương án nhập khẩ
u về chi phí vận hành, bảo trì - bảo dưỡng và thay thế
thiết bị.
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ
trì…)
I Báo cáo định kỳ
Lần 1: 30/06/’09 1/’09-6/’09 - Đảm bảo tiến độ nghiên cứu
Lần 2: 10/12/’09 7/’09-12/’09 - Đảm bảo tiến độ nghiên cứu
Lần 3: 30/06/’10 1/’10-6/’10 - Đảm bảo tiến độ nghiên cứu
II Kiểm tra định kỳ
Lần 1: 29/07/’09 1/’09-6/’09 - Hoàn thành khối lượng đăng ký
Lần 2: 16/12/’09 7/’09-12/’09 - Hoàn thành khối lượng đăng ký
Lần 3: 21/07/’10 1/’10-6/’10 - Hoàn thành khối lượng đăng ký
III Nghiệm thu cơ sở 30/11/2010 - Hòan thành các mục nội dung
và đủ sản phẩm đã đăng ký
- Đánh giá nghiệm thu: loại đạt
- Chủ trì: GS-TSKH Lê Văn

Nhương


Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)




Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)


DANH SÁCH THÀNH VIÊN PHỐI HỢP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

12
(Tiếp theo danh sách trang 6)

1. VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

11
ThS. Lê Ngọc Cương
17
TS. Cao Hoàng Lan
12
KS. Bùi Thị Kim Hoa
18
KS. Nguyễn Hoàng Mai
13
ThS. Nguyễn Thanh Hòa

19
KS. Phạm Thị Quỳnh
14
ThS. Nguyễn Ngọc Hoàng
20
15
TS. Đặng Minh Hiếu

KS. Nguyễn Thị
Thương Thương
16
ThS. Phạm Ngọc Hưng
21
NCS Đào Thị Hồng Vân


2. VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

22
NCS. Đỗ Tiến Anh
25
KS. Đào Duy Nam
23
KS. Phạm Ngọc Hải
26
ThS. Nguyễn Thị Vân
24
KS. Lê Thị Hương

3. TỔNG CÔNG TY TNHHNNMTV THOÁT NƯỚC HÀ NỘI

27
CN. Bùi Vân An


4. TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHÍNH XÁC

28
KS. Nguyễn Tiến Đông
31
KS. Nghiêm Quốc Hiệp
29
TS. Nguyễn Phương Giang
32
ThS. Vương Văn Thanh
30
KS. Vũ Mạnh Hải


5. VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

33
KS. Phạm Đức Toàn


6. VIỆN CƠ KHÍ

34
ThS. Nguyễn Công Hiệu

35
KS. Nguyễn Văn Phong



13
MỤC LỤC

BÁO CÁO THỐNG KÊ 2
Danh sách thành viên tham gia đề tài
(tiếp theo trang 6) 13
MỤC LỤC 15
Danh mục các ký hiệu và các chữ viết tắt 18
Danh mục các bảng 19
Danh mục các hình vẽ, đồ thị

22
I
MỞ ĐẦU

27
II TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI SINH HOẠT ĐÔ THỊ
29
2.1. Nước thải và phương pháp xử lý nước thải 29
2.2. Hoạt tính ứng dụng của vi sinh vật trong xử lý nước thải sinh
hoạt đô thị
34
2.3. Các giải pháp công nghệ vi sinh ứng dụng trong xử lý
nước thải

38
2.4. Thực trạng nước thải sinh hoạt đô thị và công nghệ xử lý nước
thải sinh ho
ạt đô thị ở Việt Nam
46
2.5. Nội dung nghiên cứu chính của đề tài

54
III
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
56
3.1. Nguyên vật liệu và dụng cụ 56
3.1.1. Nguyên vật liệu 56
3.1.2. Thiết bị và dụng cụ 57
3.1.3. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật 59
3.2. Phương pháp nghiên cứu 61
3.2.1. Phương pháp phân lập vi khuẩn nitrat hoá 61
3.2.2. Phương pháp phân lập vi khuẩn phản nitrat hoá 62

14
3.2.3. Phương pháp phân lập vi sinh vật tích tụ photpho 62
3.2.4. Phương pháp phân lập vi sinh vật phân hủy chất tẩy rửa 63
3.2.5. Kiểm tra khả năng thủy phân gelatin 63
3.2.6. Phương pháp thử hoạt tính thủy phân tinh bột hay xenlulose 64
3.2.7. Phương pháp xác định chỉ số COD 64
3.2.8. Phương pháp xác định chỉ số BOD 66
3.2.9. Phương pháp xác định hàm lượng cặn lơ lửng 69
3.2.10. Xác định tổng lượng Nitơ hữu cơ theo phương pháp
Kjeldahl
71

3.2.11. Phương pháp Methylene blue xác định nồng
độ chất tẩy
rửa Linear Alkylbenzosulfonate (LAS)
75
3.2.12. Phương pháp HPLC xác định nồng độ LAS

76
IV
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
77
4.1. Đặc tính ô nhiễm nước thải sinh hoạt đô thị Hà Nội 77
4.2. Nghiên cứu phát triển chế phẩm vi sinh vật để xử lý nước thải
sinh hoạt đô thị
80
4.2.1. Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng
chuyển hóa nguồn ô nhiễm cacbon hữu cơ cao
80
4.2.2. Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi khẩn có khả năng chuyển
hóa nitơ cao
90
4.2.2.1.
Phân lập tuyển chọn các chủng vi khuẩn phản
nitrat hoá
90
4.2.2.2.
Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn nitrat hóa
92
4.2.3. Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng tích
tụ photpho cao
101

4.2.4. Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng phân
giải chất tẩy rửa
107
4.2.5. Nghiên cứu xây dựng quy trình lên men sản xuất chế phẩm
vi sinh vật để ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt đô thị
116
4.3. Nghiên cứu phát triển quy trình công nghệ thích ứng để xử lý 139

15
nước thải sinh hoạt đô thị
4.3.1. Định hướng thiết kế và phát triển công nghệ 139
4.3.2. Nghiên cứu xây dựng quy trình xử lý nước thải sinh hoạt
đô thị quy mô phòng thí nghiệm
140
4.3.3. Xây dựng giải pháp thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh
hoạt đô thị tiết kiệm năng lượng
165
4.3.3.1.
Đặc tính công nghệ trong các hệ thống xử lý nước thải
165
4.3.3.2.
Giải pháp cấp khí sử dụng thiết bị trộn sục khí tầng sôi
170
4.3.3.3.
Kỹ thuật tuần hoàn phối hợp các giải pháp xử lý hiếu khí-
vi hiếu khí – kỵ khí sử dụng bể xử lý sinh học nước thải
tích hợp năm chức năng và điều chỉnh được tỉ lệ thể tích
vùng hiếu khí/vi hiếu khí-kỵ khí
186
4.3.4. Nghiên cứu xây dựng quy trình xử lý nước thải sinh hoạt

đô thị quy mô PILOT 50-100m
3
/ngày đêm
199
4.3.5. Đánh giá chỉ tiêu chất lượng của hệ thống 207
4.3.5.1.
Theo cách tiếp cận về nguyên lý phân bổ năng lượng
207
4.3.5.2.
Theo cách tiếp cận từ nguồn dữ liệu thống kê

208
V.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
210
VI.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
213
VII.
PHỤ LỤC
221

16
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT



COD Chỉ số ô nhiễm hóa học, mg/L
BOD
5
Chỉ số ô nhiễm sinh học, mg/L
CFU Đơn vị khuẩn lạc đến được quy ước
FAS Ferrous Amonium Sulfate
LAS Linear AlkylbenzoSulfonate
NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải
KHP Potassium hydrogen phthalate
SS suspended Solids
TCCP Tiêu chuẩn cho phép
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
V
khí
/v
dịch
.ph Vthể tích khí / v thể tích dịch trong 1 phút

17
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Dữ liệu quan trắc môi trường nước sông Tô Lịch từ
2001-2003
49
Bảng 3.1: Thể tích lấy mẫu tương ứng để xác định chỉ số ô nhiễm
COD
68
Bảng 3.2: Thể tích lấy mẫu tương ứng để xác định tổng lượng
nitơ hữu cơ
74
Bảng 4.1: Kết quả quan sát và phân tích chất lượng nước thải
(4/2009)
79
Bảng 4.2: Khả năng sử dụng đường và tổng hợp enzym của các
chủng kiểm tra
81
Bảng 4.3: Sự phát triển sinh khối vi khuẩn ở 30°C
83
Bảng 4.4: Khả năng sử dụng benzen của các chủngvi khuẩn thử

nghiệm
85
Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng của chủng
C1
86
Bảng 4.6: Điều kiện lên men thu sinh khối trên chủng C1
88
Bảng 4.7: Đặc điểm sinh hóa của các chủng phản nitrate hóa
91
Bảng 4.8: Sự sinh trưởng và phát triển của các chủng vi khuẩn
theo thời gian lên men (đơn vị CFU/ml)
96
Bảng 4.9: Hoạt tính của các chủng vi khuẩn theo thời gian lên
men
96
Bảng 4.10: Kết quả phân lập các khuẩn lạc từ môi trường nước
thải
102
Bảng 4.11: Năng lực sử dụng đường và tổng hợp enzym thủy
phân của chủng thử nghiệm
103
Bảng 4.12: Đặc điểm hình thái, sinh lý và sinh hóa của chủng thử nghiệm
108
Bảng 4.13: Khả năng phân hủy LAS của các chủng thử nghiệm
109
Bảng 4.14: Ảnh hưởng của tỉ lệ nguồn thức ăn C/N đến sự sinh
trưởng và phát triển của chủng vi khuẩn L1
112
Bảng 4.15: Ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống đến lên men sinh khối
(x10

8
cfu/ml)
121

18
Bảng 4.16: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm ẩm của chế
phẩm
129
Bảng 4.17: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đên tỉ lệ tế bào sống sót
129
Bảng 4.18: Ảnh hưởng của chất độn đến tỉ lệ tế bào sống sót sau
quá trình sấy
130
Bảng 4.19: Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn sinh khối và chất độn
131
Bảng 4.20: Ảnh hưởng chất mang PU, PS, PVC, Ca-alginate đến
tỉ lệ vi sinh vật sống sót trên chất mang
134
Bảng 4.21: Ảnh hưởng kích thước chất mang đến chất lượng chế
phẩm
136
Bảng 4.22: Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến chất lượng
chế phẩm
136
Bảng 4.23: Đặc điểm ô nhiễm chung của nguồn thải
141
Bảng 4.24: Sự biến đổi chỉ số COD theo thời gian xử lý hiếu khí
142
Bảng 4.25: Thử nghiệm xử lý hiếu khí nước thải có bổ sung chế
phẩm vi sinh vật

143
Bảng 4.26: Thử nghiệm xử lý hiếu khí nước thải theo các phương
án khác nhau
144
Bảng 4.27: Thử nghiệm ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý
nước thải
146
Bảng 4.28: Đặc tính ô nhiễm của nguồn nước thải đầu vào cần
được xử lý
147
Bảng 4.29: Hiệu quả xử lý COD của hệ thống theo thời gian lưu
thủy lực
148
Bảng 4.30: Chất lượng nước thải sau khi đã được xử lý trên hệ
thống thử nghiệm 200 lít
153
Bảng 4.31: Hiệu quả xử lý COD của hệ vi sinh vật hiếu khí bản địa
160
Bảng 4.32: Tốc độ phân hủy chuyển hóa chỉ số COD trong thùng
lên men
161
Bảng4.33: Năng lực xử lý ô nhiễm của thiết bị theo thời gian lưu
thủy lực
162
Bảng 4.34: Hiệu quả xử lý COD của hệ vi sinh vật kỵ khí bản địa
163

19
Bảng 4.35: Chỉ số ô nhiễm COD của hệ thống thử nghiệm phối
hợp

196
Bảng 4.36: Chất lượng nước sau xử lý của hệ thống xử lý nước
thải 90m
3

201
Bảng 4.37: Chất lượng xử lý các chỉ số ô nhiễm của hệ thống xử
lý 90m
3
/ngày đêm
201
Bảng 4.38: Chất lượng nước về các chỉ số ô nhiễm kim loại của
hệ thống xử lý 90m
3
/ngày đêm
206

20
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang
Hình 3.1: Đường chuẩn LAS (mật độ quang OD – nồng độ LAS)
76
Hình 4.1: Biểu đồ biến thiên trị số COD trên các sông nội thành Hà
Nội
78
Hình 4.2: Đặc điểm hình thái vi khuẩn Bacillus đã phân lập được
82
Hình 4.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của 3 chủng lựa
chọn
84
Hình 4.4: Ảnh hưởng của nồng độ đường tới sự sinh trưởng và phát
triển của các chủng
84
Hình 4.5: Ảnh chụp hình dạng tế bào các vi khuẩn phản nitrat hóa
91
Hình 4.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng của vi
khuẩn nitrat hóa thử nghiệm
94
Hình 4.7: Ảnh hưởng của pH lên sự sinh trưởng và phát triển của vi
khuẩn nitrat hóa thử nghiệm
95
Hình 4.8: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men sản xuất chế phẩm vi
khuẩn nitrit hóa, sản phẩm dạng bột
99
Hình 4.9: Hình ảnh tế bào của chủng S5 (×1000 lần)

101
Hình 4.10: Hình ảnh tế bào của chủng S6 (×1000 lần)
101
Hình 4.11: Ảnh chụp tiêu bản nhuộm Methylene Blue Loefler của các
chủng vi khuẩn thử nghiệm
103
Hình 4.12: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của chủng X1
104
Hình 4.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của chủng X5
105
Hình 4.14: Ảnh hưởng của casitone đến sự sinh trưởng và phát triển của
106

21
chủng vi khuẩn X1
Hình 4.15: Ảnh hưởng của casitone đến sự sinh trưởng và phát triển
của chủng X5
107
Hình 4.16: Năng lực phân hủy cơ chất ttẩy rửa LAS trong môi trường
khác nhau
109
Hình 4.17: Ảnh hưởng của các nguồn cacbon tới sinh trưởng của chủng
L1
111
Hình 4.18: Ảnh hưởng của các nguồn ni tơ tới sinh trưởng của chủng
L1
112
Hình 4.19: Ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của chủng L1
113
Hình 4.20: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men sản xuất chế phẩm vi

sinh vật phân hủy chất tẩy rửa LAS
114
Hình 4.21: Ảnh hưởng của pH môi trường đến sự sinh trưởng và phát
triển của chủng L1
118
Hình 4.22: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến hàm lượng sinh khối
vi khuẩn
120
Hình 4.23: Ảnh hưởng của tốc độ sục khí tới sinh khối
122
Hình 4.24: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men thu sinh khối sử dụng
chủng vi khuẩn Bacillus subtilis BKC-16
123
Hình 4.25: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men thu sinh khối sử
dụng chủng vi khuẩn Bacillus subtilis BKC-20
124
Hình 4.26: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men thu sinh khối sử
dụng chủng vi khuẩn Bacillus lichenformic BKC-18
126
Hình 4.27: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả hình thành bào
tử trong chế phẩm
127
Hình 4.28: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỉ lệ bào tử trong chế
128

22
phẩm
Hình 4.29: Sơ đồ quy trình lên men và sản xuất sinh khối sử dụng
vi khuẩn Bacillus subtillis BKC-16 (hay chủng B.
subtillis BKC-18)

133
Hình 4.30: Ảnh chụp cấu trúc vật liệu mút xốp PU
134
Hình 4.31: Sơ đồ khối quy trình công nghệ lên men và sản xuất chế
phẩm vi sinh vật Bacillus subtilis cố định trên chất
mang PU
138
Hình 4.32: Ảnh chụp mẫu nước thải sau thời gian xử lý gián đoạn
4 ngày
144
Hình 4.33: Ảnh chụp thiết bị xử lý nước thải thử nghiệm 20 lít và
70 lít
145
Hình 4.34: Hiệu quả khử COD của hệ thống xử lý trong các
phương án công nghệ khác nhau
148
Hình 4.35: Ảnh chụp mô hình xử lý thử nghiệm quy mô nhỏ 200 lít
150
Hình 4.36: Hiệu quả xử lý COD nước thải ở hai chế độ thoáng khí
khác nhau.
151
Hình 4.37: Ảnh hưởng của pH môi trường nước đến hiệu quả khử
chỉ số ô nhiễm COD của hệ thống xử lý thử nghiệm
151
Hình 4.38: Ảnh hưởng bởi nồng độ chế phẩm bổ sung đến hiệu quả
khử COD.
153
Hình 4.39: Ảnh chụp hệ thống aroten thử nghiệm 40 lít
154
Hình 4.40: Năng lực xử lý hiếu khí nước thải trong bể aroten (vận

hành gián đoạn)
155
Hình 4.41: Khả năng xử lý khi bổ sung chế phẩm sinh học
156
Hình 4.42: Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan đến hiệu quả xử
157

23
lý
Hình 4.43: Ảnh hưởng của pH môi trường đến hiệu quả xử lý
158
Hình 4.44: Ảnh chụp mô hình xử lý thử nghiệm quy mô 3-5m
3
/ngày
đêm
159
Hình 4.45: Sơ đồ khối tổng quát của quy trình công nghệ xử lý sinh
học nước thải sử dụng bàn hoạt tính
166
Hình 4.46: Biểu đồ tổng hợp phân bổ chi phí của hệ thống xử lý
sinh học nước thải theo công nghệ bùn hoạt tính
167
Hình 4.47: Biểu đồ phân bổ chi phí tiêu hao điện năng trong hệ
thống xử lý nước thải theo công nghệ bùn hoạt tính
điển hình
168
Hình 4.48: Các dạng thiết bị cấp khí phổ dụng trong các bể xử lý
hiếu khí nước thải
170
Hình 4.49: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và vận hành của thiết bị trộn-

sục khí tầng sôi
174
Hình 4.50: Sơ đồ cơ cấu lực tác dụng lên trục khuấy
182
Hình4.51: Sơ đồ momen phân bố trên trục khuấy
183
Hình 4.52: Ảnh chụp sản phẩm thiết bị trộn-sục khí tầng sôi
186
Hình 4.53: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và vận hành của giải pháp xử
lý nước thải lọc dòng ngược bùn sinh học USBF
188
Hình 4.54: Sơ đồ mô phỏng trạng thái dòng chảy trong thùng sục
khí khi có các vách ngăn khác nhau
189
Hình 4.55: Nguyên lý cấu tạo và vận hành của bể xử lý sinh học
nước thải tích hợp năm chức năng và điều chỉnh được
tỉ lệ thể tích vùng hiếu khí/vùng vi hiếu khí-kỵ khí
192
Hình 4.56: Ảnh chụp sản phẩm bể xử lý nước thải tích hợp của đề
198

24
tài
Hình 4.57: Ảnh chụp kết cấu khung của thiết bị lọc tách nước và
ép khô bùn hoạt tính của đề tài
199
Hình 4.58: Sơ đồ giải pháp công nghệ xử lý nước thải bằng bể xử
lý tích hợp
204

25
I. MỞ ĐẦU


Nước thải và các hệ lụy không mong đợi phát sinh từ ô nhiễm môi trường
nước luôn là vấn đề mang tính thời sự ở hầu hết các quốc gia, đặc biệt là ở các
nước lạc hậu và các nước đang phát triển, do sự triển khai hướng theo lợi nhuận
một các thiên lệch và ngắn hạn các giải pháp kinh tế (khai thác tài nguyên, sản
xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, dịch vụ ), cùng với quá trình đô thị hóa và
t
ập trung dân cư thiếu quy hoạch trong khi tự bản thân các nền kinh tế này
không đủ nguồn lực kiểm soát hệ lụy ô nhiễm môi trường phát sinh từ chính các
giải pháp đó. Kiểu tư duy và giải pháp phát triển kinh tế - xã hội trên đã làm cho
môi trường bị ô nhiễm trầm trọng. Vấn nạn ô nhiễm môi trường hiện nay ở
nhiều nước trên thế giới không chỉ dừng lại ở mức đe dọa trự

c tiếp đến sức khỏe
cộng đồng mà đã trở thành trở ngại thực sự cho sự phát triển bền vững của toàn
bộ nền kinh tế-xã hội.

Các nước tư bản công nghiệp, nhờ ưu thế vượt trội về tiềm lực khoa học –
công nghệ, nguồn vốn dồi dào, cộng với kinh nghiệm kiểm soát ô nhiễm môi
trường trong quá trình tích tụ tư bản, từ
lâu đã đầu tư phát triển các công nghệ
xử lý ô nhiễm môi trường nước. Nhờ vậy, công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm,
nói riêng và công nghiệp môi trường nói chung, của các nước này rất phát triển
và họ có nhiều lợi thế lựa chọn hơn trong hoạt động kiểm soát ô nhiễm môi
trường. Trong khi đó, các nước nghèo do thiếu nguồn lực, bao gồm cả nguồn
nhân lực đủ trình độ quản trị và khai thác công nghệ
, trang thiết bị kỹ thuật cũng
như tiền vốn đầu tư ban đầu , đã gặp rất nhiều khó khăn trong nỗ lực này. Giải
pháp ngắn hạn được các nước nghèo đang triển khai là thắt lưng buộc bụng tiết
kiệm tiền để nhập khẩu công nghệ và trang thiết bị kỹ thuật; Trong khi các nước
công nghiệp lại triệt để khai thác ưu thế vượt tr
ội nêu trên để buộc khách hàng