THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN TIẾN SĨ 1. Họ và tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Sáng 2.Giới tính: Nam 3. Ngày sinh: 09/ 09/ 1986 4. Nơi sinh: Nghệ An 5. Quyết định công nhận nghiên cứu sinh: số 4761/QĐ-KHTN-CTSV ngày 29/12/2011 của Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên 6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo: Không có 7. Tên đề tài luận án: Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học kết hợp lọc màng 8. Chuyên ngành: Môi trường đất và nước 9. Mã số: 62440303 10. Cán bộ hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn chính: PGS. TS. Trần Văn Quy, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Hướng dẫn phụ: TS. Trần Hùng Thuận, Trung tâm Công nghệ Vật liệu Viện Ứng dụng Công nghệ 11. Tóm tắt các kết quả mới của luận án: - Đã lựa chọn được môđun màng sợi rỗng M3, vật liệu PVDF thích hợp nhất trong việc ứng dụng xử lý nước thải chăn nuôi lợn so với các kiểu môđun màng phẳng, màng sợi rỗng M1, M2, M4 và vật liệu CA, CA biến tính, PTFE. Bên cạnh đó, đã xác định được các điều kiện hoạt động để giảm thiểu tắc nghẽn màng là năng suất lọc 15 L/m 2.h, cường độ sục khí ở mức 0,06 L/cm 2 /ph và nồng độ bùn hoạt tính khoảng 9000 mg/l. - Đã xây dựng được mô hình xử lý nước thải chăn nuôi lợn gồm các giai đoạn yếm khí, thiếu khí và hiếu khí kết hợp lọc màng quy mô phòng thí nghiệm. Khi vận hành hệ thống theo các điều kiện tối ưu đã thiết lập được như: lưu lượng đầu vào 45 L/ngày và tỷ lệ dòng tuần hoàn nước từ sau bể hiếu khí về bể thiếu khí ở mức 300%, chỉ với thời gian lưu nước toàn hệ rất ngắn 1,52 ngày, hiệu suất xử lý COD, NH + 4, NO - 3, TN, TP và coliform của hệ thống đạt được rất cao, tương ứng 97,5 98,3; trên 99,9; 70,8 88,3; 84,8 97,5; 91,8 98,3 và 99,95-99,98%, với các giá trị đầu ra tương ứng: 52 98 mgo 2 /L; < 1; 5,7 27,72; 8,1 29,2; 0,7 6,5 mg/l; và 200-400 MPN/100 ml đáp ứng quy chuẩn xả thải loại B theo QCVN 01-79:2011/BNNPTNT và loại A theo QCVN 62-MT:2016/BTNMT. - Đã tính toán được lượng bùn dư sinh ra trong bể MBR khoảng 2,22 lít bùn/ngày khi vận hành hệ thống sinh học quy mô phòng thí nghiệm với các điều kiện tối ưu đã thiết lập. - Đã xác định được điều kiện làm sạch màng để phục hồi khả năng làm việc của màng bằng phương pháp vật lý kết hợp sử dụng dung dịch NaOCl nồng độ 1000 mg/l trong 2 giờ. 12. Khả năng ứng dụng thực tiễn: - Hệ thống thiết bị và chế độ vận hành đơn giản, không cần bể lắng bùn, không sử dụng hóa chất, tiết kiệm chi phí cho quá trình xử lý, phù hợp với điều kiện của Việt Nam. - Kết quả nghiên cứu có thể được chuyển giao đến các cơ sở có nhu cầu xử lý nước thải cũng như các đơn vị quản lý, vận hành hệ thống xử lý nước thải muốn nâng cấp hiệu
quả xử lý đạt tiêu chuẩn thải theo tiêu chuẩn ngành chăn nuôi. 13. Các hướng nghiên cứu tiếp theo: - Xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các trang trại chăn nuôi lợn tập trung và các hệ thống xử lý nước thải phân tán tại nguồn. - Nghiên cứu các điều kiện làm giảm thiểu khả năng tắc nghẽn của màng để duy trì hoạt động của màng được lâu dài. - Chế tạo môđun màng lọc có giá thành phù hợp với điều kiện Việt Nam để công nghệ này được ứng dụng rộng rãi hơn 14. Các công trình công bố liên quan đến luận án: [1] Nguyễn Sáng, Chu Xuân Quang, Văn Thị Thu, Trần Văn Quy, Trần Hùng Thuận (2014), Nghiên cứu hiệu quả sử dụng một số loại màng vi lọc trong hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ vi sinh kết hợp lọc màng (MBR), Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 30(4S), tr 138-143. [2] Nguyễn Sáng, Chu Xuân Quang, Hoàng Văn Tuấn, Văn Thị Thu, Trần Văn Quy, Trần Hùng Thuận (2014), Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kết hợp lọc màng, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 30(4S), tr 144-149. [3] Nguyễn Sáng, Chu Xuân Quang, Trần Văn Quy, Trần Hùng Thuận (2015), Determination of operation factors in treating piggery wastewater by membrane bioreactor, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Các khoa học Trái đất và Môi trường 31(2), tr 47 53. [4] Nguyễn Sáng, Nguyễn Quang Nam, Chu Xuân Quang, Trần Văn Quy, Trần Hùng Thuận (2015), Nghiên cứu xử lý tăng cường bằng phương pháp keo tụ nước thải chăn nuôi lợn sau hệ thống xử lý sinh học kết hợp lọc màng, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 31(2S), tr 227-232. [5] Sang Nguyen, Hung Thuan Tran, Sung-Chan Choi and Yeong-Kwan Kim (2015), Swine wastewater treatment by integration of MBR and acidogenic fermentation, International conference on Biological, Civil and Environmental Engineering (BCEE- 2015), Bali (Indonesia) tr 141. TM. Tập thể cán bộ hướng dẫn Ngày 25 tháng 10 năm 2016 Nghiên cứu sinh INFORMATION ON DOCTORAL THESIS
1. Full name: Nguyen Sang 2. Sex: Male 3. Date of birth: 09/ 09/ 1986 4. Place of birth: Nghe An 5. Admission decision number: No 4761/QĐ-kHTN-CTSV dated on 29/12/2011 by Rector of the VNU University of Science 6. Changes in academic process: No 7. Official thesis title: Study on treating piggery wastewater by a biological treatment system integrated with membrane 8. Major: Soil and water environment 9. Code: 62440303 10. Supervisors: Lead Supervisors: Assoc. Prof. Dr. Tran Van Quy, VNU University of Science, Vietnam National University, Hanoi Assistant Supervisor: Dr. Tran Hung Thuan, Center for Advanced Materials Technology, National Center for Technological Progress 11. Summary of the new findings of the thesis - Selected the hollow fiber membrane module M3, material of PVDF which is most suitable for the applications of piggery wastewater treatment in comparison with the flat membrane module, hollow fiber membrane of M1, M2, M4 and materials of CA, CA variable properties, PTFE. Besides, the research identified the operating conditions to minimize fouling membrane at flux 15 L/m 2.h, aeration rate of 0,06 L/cm 2 /min and the concentration of activated sludge approximately 9000 mg/l. - This study has built a biological system in a lab - scale that was a combination of acidification fermentation, anoxic stage and aerobic reactor integrated with polymeric microfiltration membrane to treat piggery wastewater. When operating the system under optimal conditions, the establishment such as influence flow of 45 L/day and recycling rate from the aerobic reactor to the anoxic reactor at 300%, only with short hydraulic retention time (HRT) of 1.52 days, the results showed that removal efficiency of COD, NH + 4, NO - 3, TN, TP and coliform achieved at high level as %: 97,5 98,3; > 99,9; 70,8 88,3; 84,8 97,5; 91,8 98,3 and 99,95 99,98, respectively, with the corresponding effluents value: 52-98 mgo 2 /L; < 1; 5,7 27,72; 8,1 29,2; 0,7 6,5 mg/l and 200-400 MPN/100 ml meet Vietnam s standard for livestock wastewater discharge class B according to QCVN 01-79:2011/BNNPTNT and class A according to 62-MT QCVN:2016/BTNMT. - As the operation of biological systems in a lab - scale under the optimal conditions was established, the amount of excessive sludge in the MBR reactor was calculated at about 2,22 liters of sludge/day. - This study determined the condition of cleansing membrane for recovering the membrane capacity by physical methods in combination with NaOCl solution 1000 mg/l for 2 hours. 12. Paratical applicability, if any:
- The system and operation conditions are simple, without using the settling tanks and chemicals, saving the cost of the process in accordance with the conditions of Vietnam. - The research results can be transferred to some facilities in need of wastewater treatment as well as some managing and operating units of wastewater treatment systems wanting to upgrade the efficiency of treatment which meets the wastewater standard on livestock sector. 13. Further research directions, if any - Construction of wastewater treatment system for the centralized pig farms and for the distributed sources. - Study on the conditions reducing the ability of fouling membrane to maintain the operation of the membrane in the long run. - Manufacture the membrane module to make the cost consistent with Vietnam's conditions, assisting this kind of technology to be widely applied. 14. Thesis-related publications: [1] Nguyen Sang, Chu Xuan Quang, Van Thi Thu, Tran Van Quy, Tran Hung Thuan (2014), Comparative study of different microfiltration membranes for a MBR system treating wastewater, VNU Journal of Science, Natural Sciences and Technology 30(4S), pp. 138-143. [2] Nguyen Sang, Chu Xuan Quang, Hoang Van Tuan, Van Thi Thu, Tran Van Quy, Tran Hung Thuan (2014), Performance evaluation of a lab scale membrane bioreactor in treating piggery wastewater, VNU Journal of Science, Natural Sciences and Technology 30(4S), pp. 144-149. [3] Nguyen Sang, Chu Xuan Quang, Tran Van Quy, Tran Hung Thuan (2015), Determination of operation factors in treating piggery wastewater by membrane bioreactor, VNU Journal of Science, Earth and Environmental Sciences 31(2), pp. 47 53. [4] Nguyen Sang, Nguyen Quang Nam, Chu Xuan Quang, Tran Van Quy, Tran Hung Thuan (2015), Study on post-treatment process by coagulation for piggery wastewater after a membrane bioreactor system, VNU Journal of Science, Natural Sciences and Technology 31(2S), pp. 227-232. [5] Sang Nguyen, Hung Thuan Tran, Sung-Chan Choi and Yeong-Kwan Kim (2015), Swine wastewater treatment by integration of MBR and acidogenic fermentation, International conference on Biological, Civil and Environmental Engineering (BCEE- 2015), Bali (Indonesia) pp. 141. Date: 25 th October 2016 On behalf of academic supervisors PhD Student