Nghiên cứu xử lý nitơ hàm lượng cao trong nước thải thuộc da bằng công nghệ nitrit hóa bán phần (Partical nitritation) kết hợp công nghệ anammox và khử nitrat

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGÔ DIỆU LINH

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NITƠ HÀM LƯỢNG CAO
TRONG NƯỚC THẢI THUỘC DA BẰNG CÔNG
NGHỆNITRIT HÓA BÁN PHẦN (PARTICAL
NITRITATION) KẾT HỢP CÔNG NGHỆ ANAMMOX VÀ
KHỬ NITRAT

Chuyên ngành Kỹ thuật môi trường
Mã số: 60520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2016


Công trình được hoàn thành tại: Trường đại học Bách Khoa -ĐHQG - HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Tấn Phong

Cán bộ chấm nhận xét 1:TS. Lê Công Nhất Phương

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS. TS Lê Đức Trung

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày
18 tháng 01 năm 2016.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS Nguyễn Phước Dân (Chủ Tịch)
2. TS. Nguyễn Như Sang (ủy Viên)

3. TS. Lê Công Nhất Phương (PB1)
4. PGS. TS Lê Đức Trung (PB2)
5. TS. Trần Tiến Khôi (Thư ký)
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Bộ môn quản lý chuyên ngành
sau khi luận vãn đã được sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch hội đồng
đánh giá luận văn

Trưởng khoa Môi Trường và Tài Nguyên


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Ngô Diệu Linh

MSHV: 13251206

Ngày, tháng, năm sinh: 21/01/1990

Nơi sinh: Quảng Ngãi

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 60520320

I.

TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NITƠ HÀM LƯỢNG CAO

TRONG NƯỚC THẢI THUỘC DA BẰNG CÔNG NGHỆ NITRIT HÓA BÁN PHẦN
(PARTICAL NITRITATION) KẾT HỢP CÔNG NGHỆ ANAMMOX VÀKHỬ NITRAT.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Kiểm soát các yếu tố pH, DO, HRT đến quá trình nitrit hóa bán phần nhằm tạo điều
kiện tốt nhất cho hiệu quả xử lý.
Đánh giá khả năng xử lý hàm lượng nitơ trong nước thải thuộc da bằng công nghệ
Anammox và khử niưat ở các tải trọng khác nhau.
Đánh giá hiệu quả xử lý COD bởi sự kết hợp quá trình anammox và quá trình
khử nittat (denitrification).
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/01/2015
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/12/2015
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. NGUYỄN TẤN PHONG
Tp. HCM, ngày..... tháng ....... năm
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

PGS.TS Nguyễn Tấn Phong
TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN



LỜI CẢM ƠN
Hoàn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ là một cột mốc quan ừọng để đánh giá quá trình

học tập và nghiên cứu của tôi ừong suốt hơn 2 năm qua tại Khoa Môi trường và Tài nguyên
- Đại học Bách Khoa Tp.HCM. Đe luận văn có thể được hoàn chỉnh, ngoài sự cố gắng, nổ
lực nghiên cứu khoa học một cách nghiêm túc nhất của bản thân thì còn có sự hướng dẫn
và giúp đỡ nhiệt tình của nhiều thầy cô và bạn bè. Tôi xin gửi đến lời cảm ơn chân thành
nhất đến vói:
Thầy PGS.TS Nguyễn Tấn Phong là giảng viên hướng dẫn cho luận văn tốt nghiệp
của tôi. Trong suốt thời gian hơn một năm để thực hiện luận văn, nếu không có sự hướng
dẫn, giúp đỡ về mặt kiến thức, kỹ năng, cũng như kinh phí của Thầy thì luận văn khó có thể
thể hoàn thành. Lời biết ơn sâu sắc nhất của tôi xin gửi đến Thầy.
Hai em sinh viên là Đào Nhựt Linh và Phạm Phan Hoàng Phương -Khóa 2011 của
Khoa Môi trường và Tài nguyên đã đồng hành cùng tôi ttong thời gian thực hiện các nghiên
cứu tại phòng thí nghiệm. Vói sự cần cù, chăm chỉ và ham học hỏi của hai bạn sinh viên
trong quá trình làm việc mà nghiên cứu đã hoàn thành đúng thời hạn với những mục tiêu đề
ra.
Các anh chị, thầy cô làm việc tại Phòng Thí nghiệm Công nghệ Môi trường Nâng cao
đã giúp đỡ và hỗ ữợ nhiệt tình ưong mọi hoạt động của nghiên cứu.
Trân trọng.
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 01/2016

NGÔ DIỆU LINH

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên: Ngô Diệu Linh, là học viên Cao học Chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường khóa 2013. Tôi xin cam đoan:
- Luận văn cao học với đề tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý nitơ hàm lượng cao trong
nước thải thuộc da bằng công nghệ Nirit hóa bán phần (partial Nitritation) kểt hợp công
nghệ Anammox và khử nitrat” là do chính tôi thực hiện tại Phòng Thí nghiệm Công nghệ
Môi trường Nâng cao của Khoa Môi trường và Tài nguyên, Đại học Bách Khoa Thành phố

Hồ Chí Minh.
- Các kết quả và số liệu trong luận văn là do tôi thực hiện và chưa được công bố ở các
nghiên cứu của các tác giả khác dưới bất kỳ hình thức nào.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Nhà trường về kết quả nghiên cứu ừong luận văn
tốt nghiệp này.
Học viên

Ngô Diệu Linh

ii


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Quá trình xử lý sinh học loại bỏ nitơ kết hợp nitrit hóa bán phần với anammox và
khử niừat là một quá ttình mới có khả năng loại bỏ nitơ ở hiệu suất cao. Mô hình PN xử lý
nitrit hóa bán phần được nghiên cứu để tạo đầu ra phù hợp cho đầu vào của quá trình
anammox và khử nitrat.
Mô hình PN được vận hành vói 2 giai đoạn: thích nghi và vận hành, ừong 2 giai đoạn
này DO và pH được điều chỉnh và kiểm soát bằng conừoller. pH được giữ ừong khoảng 7,8
- 8,3 và DO ừong khoảng 2 - 2,3 mg/L. Ở giai đoạn thích nghi, nước thải thuộc da được pha
loãng vói nước thải tổng hợp theo các tỷ lệ 2:8, 4:6, 6:4, 8:2 với nồng độ Amonia là 100
mg/L, nghiên cứu lấy số liệu ừong 40 ngày. Sau giai đoạn thích nghi, mô hình được vận
hành với tải trọng lần lượt là 0,4; 0,8; 1,2 và 1,6 kg N-NH4/m3/ngày nghiên cứu 60 ngày
cho kết quả hiệu suất loại bỏ N-NH4 lần lượt ở các tải là 27% ± 7,1%; 19,6% ± 10,9%;
38,3% ± 11,2% và 21% ± 5,6%. DO và pH sẽ được đánh giá ảnh hưởng tại tải ừọng 1,6
kgN-NHị/m3/ngày. Qua khảo sát, tại DO = 2,2 mô hình có hiệu suất chuyển hóa Amonia
cao nhất là 61,8%. Đối vói pH, sau khi khảo sát ttong 7 khoảng pH, nghiên cứu đã cho kết
quả tại pH trong khoảng 7,8 - 8,0 thì quá trình nitrit hóa cân bằng và ổn định với dòng ra
đạt 69% hiệu suất chuyển hóa Amonia và tỷ lệ NO2 /(NO3 4-NO2) đạt 96%.
Mô hình anammox và khử niừat được vận hành với lưu lượng dao động từ 0,2 L/h 5 L/h, pH duy trì ở giá ừị 7,5 ± 0,2. Ở giai đoạn thích nghi, mô hình sẽ được vận hành với

2 nồng độ N-NH4 là 100 mg/L và 200 mg/L ừong 60 ngày ở nước thải nhân tạo. Giai đoạn
vận hành khảo sát hiệu quả loại bỏ N-NH4 và N-NO2 ở các thời gian lưu nước khác nhau.
Vói HRT = 48h hiệu suất xử lý N-NH4 và N-NO2 đạt 80 - 85% và 85 - 92% ở ngày thứ 18
- 30. Với HRT = 36h và HRT = 24h hiệu suất xử lý N-NH4 và N-NO2 đạt 80 - 82% và 85
- 89%, nhưng ở HRT = 12h hiệu quả xử lý N-NH4 và N-NO2 còn 64 - 67% và 75 - 80%.
Như vậy HRT = 24h của mô hình Anammox và khử niừat hiệu quả xử lý N- NH4 và NNO2 không thay đổi nhiều so với HRT = 48h. Nghiên cứu khảo sát hiệu quả xử lý COD ở
2 tải là N-NH4 và N-NO2 khoảng 100mg/L; N-NH4 và N-NO2 khoảng 200 mg/L ở thời
gian lưu là 24h. Nghiên cứu được thực hiện ừong 60 ngày cho kết quả loại bỏ N-NH4 và
COD lần lượt ở 2 tải là 82% và 38%; 75 - 78% và 25%.
3


AB ABSTRACT
The process of biological treatment nitrogen removal combined partial nitritation with
anammox and denitrification is a new process capable of removing nitrogen in high
performance. Model PN treatment partial Ammonia studied to create suitable output for the
input of anammox and denitrification process.
Model PN is operated with two phases: adaptation and operation, in this phase 2 DO
and pH is adjusted and controlled by the controller. pH was maintained in the range of 7.8
to 8.3 and DO of about 2 to 2.3 mg /L. In the adaptation phase, tanning wastewater is diluted
with synthetic wastewater under the ratio of 2: 8, 4: 6, 6: 4, 8: 2 with Ammonia concentration
is 100 mg /L, study taking data for 40 days. After a period of adaptation, the model is
operated with a load respectively 0.4; 0.8; 1.2 and 1,6 kg N-NHị/m3/day for 60 days studying
performance results N-NHị removes at the load of 27% ± 7.1%; 19.6% ± 10.9%; 38.3% ±
11.2% and 21% ± 5.6%. DO and pH will be measured at the load influence 1,6 kg NNH4/m3/day. Through the survey, at DO = 2.2 model transformation efficiency was 61.8%
Ammonia highest. For pH, after survey in 7 pH range, research has resulted in a pH of about
7.8 to 8.0, the process of balance nitrit and stable with 69% effluent metabolic performance
ammonium and the ratio N-NO2 I (N-NO3 + N-NO2) is 96%.
Model anammox and denitrification is operated with flow ranges from 0.2 L/h - 5L/h,
the pH maintained at 7.5 ± 0.2 value. In the adaptation phase, the model will be operated

with N-NH4 concentration was 100 mg /L and 200 mg /L in 60 days in artificial wastewater.
Operation phase survey effectively remove N-NH4 and N-NO2 in different hydraulic
retention time. With HRT = 48h processor performance and N-NH4, N-NO2 reached 8085% and 85-92% at day 18-30. With HRT (36h) and HRT (24h) efficiency removes N-NH4
and N-NO2 reached 80-82% and 85-89%, but at HRT (12h) treatment efficiency N-NH4
and N-NO2- to 64 - 67% and 75-80%. Thus the pattern HRT (24h) anammox and
denitrification efficiency N-NH4 processors and N-NO2 not change much compared with
HRT (48h). survey research COD removal efficiency N-NH4 and N-NO2 at 2 load 100 mg/L
and 200 mg /L in HRT (24h). The study was done in 60 days for results remove N-NH4 and

4


COD load was respectively 82% and 38%; 75-78% and 25%.

5


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................................... iii
ABSTRACT ....................................................................................................................... iv
MỤC LỤC............................................................................................................................ V
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................X
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. xi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................. xiii
Chương 1 MỞ ĐẦU ...........................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề .....................................................................................................................1
1.2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu .................................................................................2
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu .........................................................................................2

1.2.2 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................2
1.3 Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................................2
1.4. Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................................3
1.4.1. Ý nghĩa khoa học.............................................................................................3
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................3
1.5. Tính mới của đề tài .....................................................................................................3
Chương 2 TỔNG QUAN ...................................................................................................4
2.1 Tổng quan hiện trạng ngành công nghiệp Thuộc da của Việt Nam .............................4
2.2 Khái quát Công ty Đặng Tư Ký .................................................................................. 5
2.3 Quy trình sản xuất của Công ty Đặng Tư Ký .............................................................. 6
2.4. Các phương pháp loại bỏ nitơ ừong nước thải ...........................................................10

6


2.4.1. Phương pháp hóa - lý ........................................................................................10
2.4.2. Phương pháp sinh học .............................................................................................12
2.5. Tổng quan về quá trình nitrit hóa bán phần (Partial Nitritation) ...............................15
2.5.1. Cơ chế của quá trình nitrit hóa bán phần ..........................................................15
2.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitrit hóa bán phần ..................................16
2.6 Quá trình Anammox ....................................................................................................19
2.6.1 Lý thuyết Anammox .................................................................................................19
2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Anammox ......................................................20
2.7 Công nghệ SNAD .......................................................................................................23
2.8 Một số nghiên cứu về SNAD ttên thế giói và Vỉệt Nam ............................................24
Chương 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................26
3.1. Mô hình nghiên cứu ...................................................................................................26
3.1.1 Mô hình tổng thể .............................................................................................26
3.1.2 Mô hình nitrit hóa bán phần ............................................................................27
3.1.3 Mô hình Anammox và khử niừat ....................................................................28

3.2. Thiết bị .......................................................................................................................29
3.3. Bùn nuôi cấy ban đầu .................................................................................................31
3.4. Quá trình vận hành thí nghiệm ...................................................................................31
3.4.1 Vận hành mô hình nittít hóa bán phần .............................................................31
3.4.2 Vận hành mô hình anammox và khử Niừat ....................................................33
3.5. Phương pháp phân tích ..............................................................................................35
3.6. Phương pháp xử lý số liệu .........................................................................................35
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..........................................................................37

7


4.1. Mô hình nitrit hoá bán phần ..................................................................................... 37
4.1.1 Thích nghi AOB vói nước thải thuộc da ........................................................37
4.1.2. Giai đoạn tăng tải trọng cho quá trình nitrit hoá bán phần .............................39
4.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan (DO) ....................................................40
4.1.4 Ảnh hưởng của pH vói quá trình nitrit hóa bán phần ..................................... 44
4.2. Vận hành mô hình anammox và khử Nitrat ..............................................................45
4.2.1 Giai đoạn vận hành với nước thải nhân tạo ................................................... 45
4.2.2 Giai đoạn vận hành vói nước thải thuộc da .................................................. 46
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................50
5.1. Kết luận .......................................................................................................................50
5.2 Kiến nghị ....................................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................51
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .............................................................................................56
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .....................................................57
PHỤ LỤC ..........................................................................................................................58

8

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Aerobic
Anaerobic

Quá trình hiếu khí/điều kiện hiếu khí/bể xử lý hiếu khí
Quá trình kị khí/điều kiện kị khí/bể xử lý kị khí

Anammox

Oxi hóa Amonia ừong điều kiện kị khí (Anaerobic Ammonia Oxidation)

AOB
Anoxic

Ammonia Oxidizing Bacteria (Vi khuan oxy hóa Amonia thành nitrit)
Quá trình thiếu khí/điều kiện thiếu khí/bể xử lý thiếu khí

COD

Nhu cầu oxy hóa học

DO
HRT

Oxy hòa tan
Thòi gian luu nước thủy lực

MBR

Be phản ứng sinh học màng (membrane bioreactor)

N-NH/

Nitơ Amonia

N-NO2‘

Nitơ nitrit

N-NO3-

Nitơ nitrat

NOB

Nitrite Oxidizing Bacteria (Vi khuẩn oxy hóa nitrit thành niừat)

PN

Quá trình nitrit hóa bán phần (Partial Nitritation)

SBR

Bể phản ứng theo mẻ tuần tự

SRT

ss

Thời gian lưu bùn
Chất rắn lơ lửng

SVI

Chỉ số thể tích bùn

TKN

Tổng nitơ Kjedahl

TN

Tổng nitơ

Tp.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

UASB

Bể phản ứng có lớp bùn lơ lửng dòng chảy ngược

X



DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Hình ảnh công ty Đặng Tư ký .............................................................................. 6
Hình 2.2 Qui trình sản xuất da của công ty Đặng Tư ký...................................................7

Hình 2.3 Quá trình tách khí Amoni ................................................................................... 10
Hình 2.4 Quá trình ừao đổi ion chọn lọc loại Amonia ......................................................11
Hình 2.5 Sơ đồ mô tả quá trình khử nitơ truyền thống (Ciudad và công sự, 2005) .......... 12
Hình 2.6 Công nghệ xử lý nitơ sử dụng nguồn carbon bên ngoài .................................... 14
Hình 2.7 Công nghệ xử lý nitơ sử dụng nguồn carbon từ dòng vào ................................. 14
Hình 3.1 Quy trình công nghệ PN (partial Nitrification) kết hợp mô hình Anammox and
khử nittat ..................................................................................................26
Hình 3.2 Sơ đồ lắp đặt bể phản ứng nitrit hóa bán phần ................................................... 27
Hình 3.3 Sơ đồ mô hình Anammox và khử nitrat ............................................................. 28
Hình 3.4 Giá thể Polyester Non-Woven............................................................................ 30
Hình 4.1 Quá trình chuyển hóa Amonia ttong giai đoạn thích nghi ................................. 38
Hình 4.2 Hình thái bùn AOB trong giai đoạn thích nghi .................................................. 38
Hình 4.3 Sự chuyển hóa N-NH/ trong giai đoạn tăng tải họng ......................................... 40
Hình 4.4 Hiệu suất chuyển hóa nitơ ở các nồng độ DO khác nhau .................................. 41
Hình 4.5 Tỷ lệ NO27NH4+ ưong dòng ra sau quá ttình PN ở các DO khác nhau ............. 43
Hình 4.6 Ảnh hưởng của pH đến quá trình chuyển hóa Amonia ttong bể PN .................. 45
Hình 4.7 Nồng độ các hợp chất nitơ ở đầu vào và đầu ra của bể anammox và khử nhrat
ttong quá trình thích nghi với nước giả thải45 Hình 4.8 Nồng độ các hợp chất nitơ
ở đầu vào và đầu ra của bể anammox và khử niừat

xi


ừong quá trình chạy với nước thải thuộc da với các thời gian lưu khác nhau .....48
Hình 4.9 Khả năng loại bỏ nitơ và COD của mô hình Anammox và khử niừat ừong quá
trình chạy vói nước thải thuộc da với các các tải khác nhau ................................49

xii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Đặc điểm và lượng nước tiêu thụ trong các cơ sở thuộc da Việt Nam ............... 4
Bảng 2.2 Đặc tính nước thải thuộc da từ các công đoạn khác nhau ................................... 8
Bảng 2.3. Thành phần nước thải thuộc da sau xử lý hóa lý ................................................ 9
Bảng 2.4 Ảnh hưởng của nồng độ DO đến quá trình niừat hóa ........................................ 17
Bảng 2.5 Một số vi khuẩn tham gia vào quá trình anammox ........................................... 20
Bảng 3.1 Thông số thiết kế bể phản ứng PN ..................................................................... 26
Bảng 3.2 Thông số thiết kế của bể Anammox và khử niừat ............................................. 27
Bảng 3.3 Các thiết bị của Mô hình Anammox và khử nitrat ............................................ 29
Bảng 3.4 Các thông số kỹ thuật của giá thể ...................................................................... 30
Bảng 3.5 Thành phần nước thải tổng hợp ......................................................................... 31
Bảng 3.6 Tỷ lệ pha loãng nước thải tổng hợp và nước thải thuộc da ............................... 32
Bảng 3.7 Điều kiện vận hành thí nghiệm mô hình PN với nước thải thuộc da trong giai
đoạn tăng tải ......................................................................................................... 33
Bảng 3.8 Thành phần nước thải nhân tạo .......................................................................... 33
Bảng 3.9 Điều kiện vận hành mô hình anammox vói nước thải nhân tạo ........................ 34
Bảng 3.10 Điều kiện vận hành mô hình anammox vói nước thải thuộc da ...................... 35
Bảng 3.11 Các thông số và phương pháp phân tích .......................................................... 35
Bảng 4.1 Nồng độ bùn trong giai đoạn thích nghi ............................................................ 38

13



Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, ttong các năm qua kinh tế
và xã hội nước ta phát triển với tốc độ cao. Đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân
được cải thiện và nâng cao, song người dân cũng đã và đang phải đối mặt với những vấn đề
môi trường rất bức xúc đặc biệt là môi trường nước. Việt Nam có kim ngạch xuất khẩu

ngành da dày tương đối cao tuy nhiên vấn đề về nước thải cũng đang làm nhức nhối cho các
cơ quan chức năng cũng như cho xã hội. Xử lý nước thải thuộc da tốn chi phí rất cao nên
gây khó khăn cho các doanh nghiệp
Công nghệ trước đây xử nước thải thuộc da thường gồm 2 công đoạn, công đoạn khử
Cr 6+ và công đoạn xử lý sinh học. Nước thải thuộc da có hàm lượng nitơ cao. Hiện nay vẫn
chưa có nghiên cứu nào về xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ nitrit hóa bán phần kết
hợp công nghệ Anammox và khử niừat. Công nghệ trước đây xử lý nitơ thường được xử lý
theo phương pháp truyền thống gồm 2 giai đoạn là: niừat hóa và khử nhrat. Quá trình này
tiêu tốn một lượng oxy rất lớn, tương ứng đó là nhu cầu năng lượng cao. Bên cạnh đó việc
khử niừat bắt buộc phải có mặt các chất hữu cơ như là nguồn cung cap carbon cho vi khuẩn
khử niừat sử dụng, dẫn đến gia tăng chi phí xử lý. Vì vậy quá trình xử lý nitơ truyền thống
không đáp ứng được nhu cầu ttong quá trình xử lý nước, cũng như các loại nước thải có
hàm lượng nitơ cao. Do đó, cần phải có công nghệ thỏa mãn cả hai vấn đề ưên vừa xử lý
được nước thải có hàm lượng nitơ cao vừa không cần bổ sung cacbon nhằm tiết kiệm chi
phí xử lý. Công nghệ nitrit hóa bán phần kết hợp công nghệ Anammox và khử nittat
(Simultaneous partial Nitrification Anammox and Denitrification) xử lý nitơ trong 2 bể đã
và đang được nghiên cứu. Công nghệ này cần được nghiên cứu để ứng dụng thực tế nhằm
mang lại hiệu quả kinh tế ttong quá trình xử lý nước thải. Xuất phát từ những vấn đề ưên,
đề tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý nitơ hàm lượng cao trong nước thải thuộc da bằng
công nghệ Nirit hóa bán phần (partial Nitritation) kết họp công nghệ Anammox và
khử nitrat.’’được tiến hành, nhằm mang lại một giải pháp mới cho vấn đề xử lý nitơ trong
nước thải thuộc da.

1


1.2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu.
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu
■ Đánh giá khả năng xử lý hàm lượng nitơ ttong nước thải thuộc da bằng công
nghệnitrit hóa bán phần kết hợp Anammox và khử niừat với giá thể Polyester Non- Wovenở

các tải họng khác nhau.
■ Đánh giá hiệu quả xử lý COD bỏi sự kết họp quá trình anammox và quá trình khử
nùrat (denitrification).
1.2.2 Nội dung nghiên cứu.
■ Thiết kế mô hình Anammox và khử niừat quy mô phòng thí nghiệm.
■ Kiểm soát các yếu tố pH, DO, HRT đến quá trình nitrit hóa bán phần nhằm tạo điều
kiện tốt nhất cho hiệu quả xử lý.
■ Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải thuộc da của công ty TNHH Đặng
Tư Ký, Khu Công Nghiệp Lê Minh Xuân nghiên cứu tập trung đánh giá hiệu quả xử lý nitơ
và COD qua từng tải họng và các thông số vận hành đi kèm của mô hình đã thiết kế.
1.3 Đối tượng nghiên cứu.
Nghiên cứu tập trung vào các đối tượng sau: Nước thải thuộc da với nồng độ nitơ Amonia cao và hàm lượng muối cao.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Khi nghiên cứu hoàn thành sẽ đóng góp cho khoa học thêm cơ sở lý thuyết cho quá
trình nitrit hóa bán phần xử lý Amonia ưong nước thải thuộc da. Lý thuyết về ảnh hưởng
của DO và pH ưong quá trình nghiên cứu, vận hành đối với công nghệ kết hợp Partial
Nitritation - Anammox- khử nittat để loại bỏ nitơ và COD ưong nước thải thuộc da
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu sẽ góp phần đóng góp thêm về lý thuyết công nghệ xử lý nitơ mới đạt hiệu

2


quả cao, chi phí thấp hơn so với quá trình khử nitơ truyền thống đang áp dụng hiện nay.
1.5 Tính mói của đề tài.
■ Nghiên cứu xử lý nước thải có hàm lượng nitơ cao ttong nước thải thuộc da ứng
dụng quá trình nitri hóa bán phần kết hợp Anammox và khử nittat (denitrification) là một
hướng mói, nghiên cứu còn hạn chế và chưa được ứng dụng thực tế.
■ Công nghệ được nghiên cứu là sự kết họp quả quá trình nitrit hóa bán phần kết hợp

Anammox và quá trình khử nittat nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nitơ và COD, đồng thời
COD sẽ là nguồn cơ chất ttong quá trình khử nittat.

3


Chương 2. TỔNG QUAN
2.1Tổng quan hiện trạng ngành công nghiệp Thuộc da của Việt Nam.
> về công nghệ:
o

Hầu hết các doanh nghiệp thuộc da ở Việt Nam đều đang sử dụng công nghệ thuộc
truyền thống, tiêu tốn nước, hoá chất, năng lượng, nước thải có mức độ ô nhiễm cao.
Hiện nay, tai Việt Nam đang tồn tại 3 công nghệ sản xuất như sau:
- Công nghệ 1: Từ da muối hoặc da tươi đến da hòan thành. Tập trung chủ yếu ở khu
vực phía Bắc và miền Trung
- Công nghệ 2: Từ công đoạn da muối hoặc da tươi đến da phèn (da wet-blue). Tập
trung tại miền Nam
- Công nghệ 3: Từ công đoạn da phèn đến da hòan thành. Tập trung tại miền Nam và
các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngòai.
Do vậy, đặc điểm của nước thải và lượng nước sử dụng đối với mỗi quy trình sản xuất

là khác nhau như sau:
Bảng 2.1. Đặc điểm và lượng nước tiêu thụ trong các cơ sở thuộc da Việt Nam
Công nghệ sản xuất

Lượng nước sử
dụng/tấn da nguyên
liệu (m3)

Đặc điểm

Quy trình 1

40-50

Mùi hôi, hàm lượng BOD, COD, TSS rất cao,
s2' cao, hàm lượng Crôm cao

Quy trình 2

25-35

Mùi hôi thối, hàm lượng BOD, COD, TSS rất
cao, s2' cao, hàm lượng Crôm cao nhưng thấp
hơn quy trình 1

Quy trình 3

5-15

Mùi hôi, các thông số ô nhiễm đều thấp hơn
quy trình ưên.

o Công

nghệ thuộc da sử dụng Crôm là chủ yếu, có thể nói là 100% cơ sở thuộc da ở Việt

Nam dùng chất thuộc là Crôm.

4


o Các

cơ sở thuộc da chưa áp dụng công nghệ thuộc thay thế hoặc công nghệ thuộc kết

hợp như công nghệ thuộc thảo mộc, thuộc kết hợp Crôm - Syntan (Tanin tổng hợp).
o Viện

Nghiên cứu Da - Giầy đã nghiên cứu công nghệ thay the chất thuộc crôm (công

nghệ thuộc phi crôm) và áp dụng sản xuất sạch hơn ừong thuộc da, đã cho kết quả
khả quan.
> về môi trường:
o Đa

số các cơ sở thuộc da ở Việt Nam chưa có hệ thống xử lý nước thải đạt yêu cầu

QCVN 40:2011/BTNMT. Hơn nữa vấn đề xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ
nitrit hóa bán phần kết hợp Anammox và khử niừat còn mói đối vói các cơ sở thuộc
da.
o Phần

lớn nước thải được thải ra đường thoát nước chung của cộng đồng dân cư, chất

thải rắn chủ yếu chôn lấp hoặc đổ ra bãi rác công cộng.
o Vấn

đề ô nhiễm môi trường từ ngành công nghiệp thuộc da hiện nay là nghiêm trọng

và rất bức xúc, cần sớm có giải pháp giải quyết.
> về hệ thống kiểm tra chất lượng:
o Hầu

hết các cở sở thuộc da ở Việt Nam không có hệ thống kiểm ừa chất lượng, kiểm

ừa chất lượng chủ yếu bằng kinh nghiệm và cảm quan.
o Viện

Nghiên cứu Da - Giầy được UNDP tài ừợ hệ thống kiểm ừa chất lượng theo Dự

án VIE 85/013 nhưng không đồng bộ. Đặc biệt là các thiết bị kiểm ừa hoá chất độc
hại.
2.2 Khái quát Công ty Đặng Tư Ký
- Tên công ty: Công ty TNHH Thuộc da Đặng Tư Ký.
- Tên quốc tế: DANG TU KY LEATHER co., LTD.
- Địa chỉ: H25 - 26 - 27 - 24A đường số 3, khu công nghiệp Lê Minh Xuân, xã Lê
Minh Xuân, huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh.
- Giấy phép kinh doanh số: 0302825247; ngày cấp 19/12/2002.

5


- Ngày hoạt động: 01/02/2003.

Hình 2.1 Công tỵ Đặng Tư Ký
2.3 Quy trình sản xuất của Công ty Đặng Tư Ký

6

T

Hình 2.2 Quy trình sản xuất thuộc da Công Ty Đặng Tư Ký

7