Nguyễn Trường Thành , Phạm Văn Toàn Kim Lavane *

* Tác giả liên hệ (klavane@ctu.edu.vn)

Abstract

This study evaluated the treatment performance of three types of buffer materials in a biofilter system to control odor-causing gases. The anaerobic decomposition of protein-rich organic compounds from fish raw materials and organic waste produces odors. The biofilter adsorbs odorous gases onto a biofilm and is biodegraded by microorganisms into simpler, less toxic compounds. Odor removal efficiency results in about 91-98% for ammonia gas (NH3), from 85% to 95% for hydrogen sulfide (H2S), from 78% to 100% for carbon monoxide (CO), and about 80% for carbon dioxide (CO2) gas. Compost buffer materials with coconut fiber particles have a slower adsorption time to saturation after 45 minutes than compost and compost with activated carbon after 35 minutes, respectively. Biofilter system can handle a wide spectrum of odor-causing gases and is environmentally friendly.

Keywords: Biofilter, buffer material, odor, saturation, treatment efficiency

Tóm tắt

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá hiệu suất xử lý của 3 loại vật liệu đệm trong hệ thống lọc sinh học đối với việc kiểm soát các loại khí dễ gây mùi. Mùi hôi được tạo ra bằng cách phân hủy yếm khí các hợp chất hữu cơ giàu protein từ nguyên liệu cá và rác thải. Bộ lọc sinh học hấp phụ các khí có mùi vào một màng sinh học và được phân hủy sinh học bởi vi sinh vật thành các hợp chất đơn giản và ít độc hơn. Hệ thống lọc sinh học có hiệu suất loại bỏ mùi khoảng 91-98% đối với khí ammonia (NH3), từ 85% đến 95% đối với khí hydro sunfua (H2S), từ 78% đến 100% đối với khí CO và khoảng 80% đối với khí CO2. Vật liệu đệm compost với mụn xơ dừa có thời gian hấp phụ đạt trạng thái bão hòa sau 45 phút chậm hơn vật liệu đệm compost và compost với than hoạt tính, lần lượt sau 35 phút. Hệ thống lọc sinh học có khả năng xử lý phổ rộng các loại khí gây mùi và thân thiện với môi trường.

Từ khóa: Bão hòa, hiệu suất xử lý, lọc sinh học, mùi hôi, vật liệu đệm

Article Details

Tài liệu tham khảo

Barbusinski, K., Kalemba, K., Kasperczyk, D., Urbaniec, K., & Kozik, V. (2017). Biological methods for odor control – a review. Journal of Cleaner Production, 152, 223-241. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.03.093.

Jaber, M. B., Anet, B., Amrane, A. & Fillieres, R. (2014). Impact of nutrients supply and
pH changes on the elimination of hydrogen sulfide, dimethyl disulfide and ethanethiol by biofiltration. Chem. Eng. J, 258, 420-426. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.07.085.

Bohn, H. (1992). Considering biofiltration for decontaminating gases. Chemical Engineering Progress, 88, 34–40.

Burgess, J. E., Parsons, S. A. & Stuetz, R. M. (2001). Developments in odour control and waste gas treatment biotechnology: a review. Biotechnology Advances 19(1), 35-63. https://doi.org/10.1016/S0734-9750(00)00058-6.

Brennan, B. M., Donlon, M. & Bolton, E. (1996). Peat biofiltration as an odour control technology for sulphur-based odours. Manage, 10 (3), 190–198.https://doi.org/10.1111/j.1747-6593.1996.tb00030.x.

CESTI (2013). Công nghệ tận dụng xơ dừa. https://cesti.gov.vn/bai-viet/khong-gian-cong-nghe/cong-nghe-tan-dung-xo-dua.

Chung, Y. C., Ho, K. L. & Tseng, C. P. (2007). Two-stage biofilter for effective NH3 removal from waste gases containing high concentrations of H2S. Journal of the Air & Waste Management Association, 57(3), 337-347. https://doi.org/10.1080/10473289.2007.10465332

Datta, I., & Allen, D. G. (2005). Biofilter Technology. In: Biotechnology for odor and air pollution control. Springer, Berlin Heidelberg, 125-140. https://doi.org/10.1007/3-540-27007-8_6.

Devinny, J. S., Deshusses, M. A. & Webster, T. S. (1999). Biofiltration for air pollution control. Lewis Publisher, Boca Raton, 28–34.

Delhomenie, M. C. & Heitz, M. (2005). Biofiltration of air: a review. Critical Reviews In Biotechnology, 25, 53–72. https://doi.org/10.1080/07388550590935814.

Dharmavaram, S. (1991). Biofiltration: a lean emission abatement technology. In: Proc 84th Annu Meet Exhibition Air Waste Manage Assoc, Pittsburgh, 91, 103.2.

Estrada, J. M., Kraakman, N. J. R. B., Munoz, R. & Lebrero, R. (2011). A Comparative Analysis of Odour Treatment Technologies in Wastewater Treatment Plants. Environ. Sci. Technol, 45, 1100–1106. https://doi.org/10.1021/es103478j.

Henshaw P., Nicell J., Sikdar A. (2006). Parameters for the assessment of odour impacts on communities. Atmospheric Environment (40), 1016-1029. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2005.11.014.

Kennes, C. & Thalasso, F. (1998). Waste gas biotreatment technology. J Chem Technol Biotechnol, 72, 303-319. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4660(199808)72:4<303::AID-JCTB903>3.0.CO;2-Y.

Kennes, C. & Veiga, M. C. (2001). Conventional biofilters. In: Bioreactors for Waste Gas Treatment. Ed. Kluwer Academic Publishers, 47-91. https://doi.org/10.1007/978-94-017-0930-9_3.

Knauf, S. & Zimmer, H. (1994). Biofiltration at a temperature above 40◦C: comparison of the biofilter materials bark compost and woodchips. Staub-Reinhaltung der Luft, 54 (2), 41–44.

Leonardos, G. (1996). Review of odour control regulations in the USA. In: Odors, Indoor and Environmental Air. Proc Specialty Conference Air Waste Manage Assoc, Bloomington, 73-84.

Leson, G., & Winter, A. M. (1991). Biofiltration: an innovative air pollution control technology for VOC emissions. J Air Waste Manage Assoc, 41,1045–1054. https://doi.org/10.1080/10473289.1991.10466898

Liang, Y., Quan, X., Chen, J., Chung, J.S., Sung, J.Y., Chen, S., Xue, D. & Zhao, Y. (2000).
Long-term results of ammonia removal and transformation by biofiltration. J. Hazard Mater.

Mashal, K. (2023). Dissolved gases in water. https://www.academia.edu/24435420/Dissolved_gases_in_water.

Mai, X. & Anh, L. (2018). Mùi hôi ảnh hưởng sức khỏe ra sao? https://tuoitre.vn/mui-hoi-anh-huong-suc-khoe-ra-sao-0180710085409334.htm.

McNevin, D. & Barford, J. (2000). Biofiltration as an odour abatement strategy. Biochemical Engineering Journal, 5, 231–242. https://doi.org/10.1016/S1369-703X(00)00064-4

Morgan-Sagastume, J. M., Noyola, A., Revah, S., & Ergas, S. J. (2003). Changes in physical properties of a compost biofilter treating hydrogen sulfide. J Air Waste Manage Assoc, 53, 1011-1021. https://doi.org/10.1080/10473289.2003.10466249

Mudliar, S., Giri, B., Padoley, K., Satpute, D., Dixit, R., Bhatt, P., Pandey, R., Juwarkar, A. & Vaidya, A. (2010). Bioreactors for treatment of VOCs and odours – A review. Journal of Environmental Management, 91, 1039–1054. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.01.006

Nguyệt, N. T. & Cường, N. C. (2020). Tách loại lignin từ phế phẩm nông nghiệp (rơm rạ) bằng phương pháp xử lý với acid formic. Tạp chí khoa học và công nghệ lâm nghiệp, (2) 2020, 112-118.

Pagans, E., Font, X. & Sanchez, A. (2005). Bio filtration for ammonia removal from composting exhaust gases. Chem. Eng. J. 113. https://doi.org/10.1016/j.cej.2005.03.004

Phae, C. G. & Shoda, M. (1991). A new fungus which degrades hydrogen sulfide, methanethiol, dimethyl sulfide and dimethyl disulfide. Biotechnol. Lett. 13, 375-380. https://doi.org/10.1007/BF01027686

Phượng, N. T. T. & Sơn, T. B. (2016). Odor pollution treatment technologies: a review. Science & Technology Development, 19 (1). https://doi.org/10.32508/stdj.v19i2.703

Rappert, S. & Muller, R. (2005). Microbial degradation of selected odorous substances. Waste Management, 25, 940-954. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2005.07.015

Sironi, S., Capelli, L., Centola, P., Del Rosso, R. & Pierucci, S. (2010). Odour impact assessment by means of dynamic olfactometry, dispersion modelling and social participation. Atmospheric Environment, 44, 354 – 360. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.10.029

Soccol, C. R., Woiciechowski, A. L., Vandenberghe, L., Soares, M., Neto, G. K. & Thomaz – Soccol, V. (2003). Biofiltration: an emerging technology. Indian J. Biotechnol, 2, 396-410.

Smet, E. & van Langenhove, H. (1998). Abatement of volatile organic sulfur compounds in odorous emissions from the bio-industry. Biodegradation, 9, 273–284. https://doi.org/10.1023/A:1008281609966.

Singh, A., Shareefdeen, Z. & Ward, O. P. (2005). Bioscrubber Technology. In: Biotechnology for odor and air pollution control. Springer, 169-190. https://doi.org/10.1007/3-540-27007-8_8.

Shareefdeen, Z., Shaikh, A. A. & Ansar, Z. (1997). Development, experimental validation and dynamic analysis of a general transient biofilter model. Chemical Engineering Science, 52, 759–773.
https://doi.org/10.1016/S0009- 2509(96)00428-9.

Showqi, I., Ahmad, L. F., Ashraf, M., Mohammad, A. M. & Rashid, A. (2016). Biofilters in Mitigation of Odour Pollution - A Review. Nature Environment and Pollution Technology, 15 (4), 1177-1185.

Thành, N. T. (2011). Giáo trình Vi sinh học môi trường. 192. http://congnghemoitruong.com.vn/giao-trinh-vi-sinh-hoc-moi-truong-ngo-tu-thanh/

Van Groenestijn, J. W. & Hesselink, P. G. M. (1993). Biotechniques for air pollution control. Biodegradation, 4, 283-301. https://doi.org/10.1007/BF00695975.

Wongwutthi, C. & Limpaseni, W. (2012). Removal of hydrogen sulfide using a compostbased biofilter. AMR. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.356-360.1601.