nghiên cứu công nghệ lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh

Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT Bể UASB : Bể lọc kỵ khí có lớp cặn lơ lửng BOD5 : Biologycal Oxygen Demand- Nhu cầu oxy sinh hoá trong 5 ngày( mgO2/l H2O) COD : Chemical Oxygen Demand- Nhu cầu oxy hoá học (mg O2/l H2O) DO : Dissolved Oxygen- Lượng oxy hoà tan MLSS : Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng SS : Hàm lượng chất rắn lơ lửng SVI : Sludge Volume Index- Chỉ số thể tích bùn TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam Tp. HCM : Thành phố Hồ Chí Minh Phạm Thị Huyền 1 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 : Nồng độ các iôn hữu cơ và vô cơ trong nước thải sinh hoạt 6 Bảng 2.2 : Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt 7 Bảng 2.3 : Lưu lượng nước thải ở một số nhà máy điển hình 8 Bảng 2.4:Thành phần hoá học trung bình của một số nước thải công nghiệp.9 Bảng2.5 : thành phần tính chất nước thải sản xuất công ty VISSAN 10 Bảng 2.6 : kết quả phân tích tính chất nước thải ở một số cơ sở sản xuất trên đòa bàn Tp.HCM (2005) 11 Bảng 2.7 : Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải 19 Bảng 2.8 : Hệ thống các phương pháp và công trình xử lý sinh học nước thải theo nguyên lý oxy hoá 27 Bảng 2.9: Phạm vi ứng dụng các phương pháp xử lý sinh học nước thải 28 Bảng 2.10: Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật để xử lý nước thải ( theo M. X. Moxitrep 1982) 30 Bảng 3.1 Một số giống chính trong quần thể vi khuẩn 54 Phạm Thị Huyền 2 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Đường cong sinh trưởng của sinh vật 13 Hình2.2: Sàng chắn rác thô 16 Hình 2.3: Sàng chắn rác tinh 16 Hình 2.4: Sơ đồ cánh đồng tưới 20 Hình 2.5: Hồ sinh học 20 Hình 2.6: Một số loại vi khuẩn trong nước thải 38 Hình 2.7: Hình dạng của virus 40 Hình 2.8: Một số nguyên sinh động vật 42 Hình 3.1: Cấu tạo của màng lọc sinh học 46 Hình 3.2: Đóa quay sinh học 47 Hình 3.3: Lọc sinh học nhỏ giọt 48 Hình 3.4: Cấu tạo bể lọc sinh học có vật liệu ngập nước 49 Hình 3.5 : Sơ đồ chi tiết bể lọc sinh học 40 Hình 3.6: Hạt lọc nổi PS 51 Hình 3.7: Vật liệu đệm cho vi sinh vật dính bám 51 Hình 3.8 : Vi khuẩn nitrosomonas và nitrobacter 59 Phạm Thị Huyền 3 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Đồ thò 4.1: Biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian trong giai đoạn thích nghi 71 Đồ thò 4.2: Biểu diễn hiệu quả khử COD với thời gian lưu nước 24h 72 Đồ thò 4.3: Biểu diễn hiệu quả xử lý COD với thời gian lưu nước 12h 73 Đồ thò 4.4: Biểu diễn hiệu quả khử COD với thời gian lưu nước 6h 74 Đồ thò 4.5: Biểu diễn hiệu quả khử COD với thời gian lưu nước 4h 75 Đồ thò 4.6: : Biểu diễn hiệu quả khử COD với thời gian lưu nước 2h 76 Đồ thò 4.7: Đồ thò Ln (CODra/CODvao) theo H ở tải trọng thể tích 1.244 m3/m2.ngày 77 Đồ thò 4.8: Đồ thò Ln (CODra/CODvao) theo H ở tải trọng thể tích 2,488 m3/m2.ngày 78 Đồ thị 4.9: Đồ thò Ln (CODra/CODvao) theo H ở tải trọng thể tích 4,976 m3/m2.ngày 79 Đồ thị 4.10: Biểu diễn mối liên hệ Ln(s) và Ln(Q L ) 80 Phạm Thị Huyền 4 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI CẢM ƠN CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ CHƯƠNG I MỞ ĐẦU trang I Đ ặt vấn đề 1 II. Mục đích 3 III. Đối tượng nghiên cứu 3 IV. Phương pháp nghiên cứu 4 V. Phạm vi nghiên cứu 4 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Nước sạch là gì? 5 2.2 Nước thải là gì? 5 2.2.1 Nước mưa 5 2.2.2. Nước thải sinh hoạt 5 2.2 3 Nước thải công nghiệp 8 2.3 Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật 13 2.4 Các phương pháp xư ûlý nước thải 15 Phạm Thị Huyền 5 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn 2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 15 2.4.1.1 Thiết bò chắn rác 15 2.4.1.2 Thiết bò nghiền rác 16 2.4.1.3 Bể điều hoà 16 2.4.1.4 Bể lắng cát 17 2.4.1.5 Bể lắng 17 2.4.1.6 Lọc 18 2.4.1.7 Tuyển nổi, vớt dầu mỡ 18 2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học 18 2.4.2.1 Phương pháp Ozon hoá cũng thuộc loại phương pháp hoá 19 học 20 2.4.2.2 Phương pháp trung hoà 20 2.4.2.3 Phương pháp oxy hoá- khử 20 2.4.2.4 Khử trùng nước thải 21 2.4.2.5 Phương pháp Chlor hoá 21 2.4.2.6 Phương pháp Chlor hoá nước thải bằng Clorua vôi 21 2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý 22 2.4.3.1 Phương pháp keo tụ 22 2.4.3.2 Phương pháp tuyển nổi 22 2.4.3.3 Phương pháp hấp phụ 23 2.4.3.4 Phương pháp trao đổi ion 23 2.4.3.5 Các quá trình tách bằng màng 24 2.4.3.6 Phương pháp điện hoá 25 2.4.3.7 Phương pháp trích ly 25 2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 26 2.4.4.1 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên 28 2.4.4.1.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc 28 Phạm Thị Huyền 6 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn 2.4.4.1.2 Cánh đồng tưới nông nghiệp 29 2.4.4.1.3 Hồ sinh học 30 2.4.4.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo 31 2.4.4.2.1 Bể Aeroten 31 2.4.4.2.2 Bể lọc sinh học- Biôphin 33 2.4.4.2.3 Đóa quay sinh học 33 2.4.4.2.4 Bể lọc kỵ khí có lớp cặn lơ lửng( UASB) 33 2.4.4.2.5 Bể khí sinh học: 34 2.4.4.3 Vi sinh học trong nước thải công nghiệp 35 2.4.4.3.1 Vi khuẩn 37 2.4.4.3.2 Virut 39 2.4.4.3.3 Nấm men 40 2.4.4.3.4 Tảo đơn bào 41 2.4.4.3.5 Nguyên sinh động vật 41 2.4.4.3.6 Các sinh vật khác 43 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC SINH HỌC NGẬP NƯỚC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Tổng quan về bể lọc sinh học 44 3.1.1 Đònh nghóa bể lọc sinh học 44 3.1.2 Phân loại lọc sinh học 47 3.2 Lọc sinh học bởi lớp vật liệu lọc ngập trong nước 48 3.2.1 Cấu tạo và quy trình vận hành 48 3.2.2 Tính chất của vật liệu lọc nổi 50 3.2.3 Vi sinh vật trong xử lý 52 3.2.4 Cấu tạo và hoạt động của màng vi sinh vật 55 3.2.4.1 Cấu tạo màng vi sinh 55 3.2.4.2 Quá trình tiêu thụ cơ chất và làm sạch nước thải 56 Phạm Thị Huyền 7 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn 3.2.4.2.1 Quá trình tiêu thụ cơ chất diễn ra như sau 56 3.2.4.2.2 Quá trình nitrat hóa 57 3.2.4.2.3 Quá trình khử nitrat 59 3.2.4.2.4 Quá trình khử phostpho 59 3.2.5 Quá trình sinh trưởng, phát triển và suy thoái của màng vi sinh vật 60 3.2.6 Tắc màng và các biện pháp khắc phục 60 3.2.6.1 Hiện tượng tắc màng 60 3.2.6.2 Cách khắc phục 61 3.2.7 Ưu điểm và nhược điểm 63 3.2.7.1 Ưu điểm 63 3.2.7.2 Nhược điểm 63 3.2.8 Các yếu tố ảnh hưởng tới xử lý 63 3.3 Mô hình thí nghiệm 64 3.3.1 Chuẩn bò 65 3.3.2 Các bước tiến hành 65 3.3.2.1 TN1: xác đònh các thông số bùn 65 3.3.2.2 TN2: chạy giai đoạn thích nghi 66 3.3.2.3 TN3: giai đoạn chạy tónh 66 3.3.2.4 TN4: giai đoạn chạy động 67 3.4: Công thức tính thông số động học 67 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác đònh thông số đầu vào của bùn 70 4.2 Giai đoạn thích nghi 70 4.3 Giai đoạn chạy tónh 71 4.3.1 Tải trọng 24 giờ 71 4.3.2 Tải trọng 12 giờ 72 Phạm Thị Huyền 8 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn 4.3.3 Tải trọng 6 giờ 73 4.3.4 Tải trọng 4 giờ 74 4.3.5 Tải trọng 2 giờ: 76 4.4 Giai đoạn chạy động: 77 4.4.1 Tải trọng 24 giờ với lưu lượng28 lít/ngày 77 4.4.2 Tải trọng 12 giờ với lưu lượng 56 lít/ngày 78 4.4.3 Tải trọng 6 giờ với lưu lượng 112 lít/ ngày 79 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 5.2 Kiến nghò PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Bảng tiêu chuẩn nước thải Việt Nam 5945:2005 PHỤ LỤC 2: Hình ảnh một số vật liệu lọc TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Thị Huyền 9 Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đề tài tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực rất lớn của bản thân sinh viên thì sự tận tình hướng dẫn và sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia đình hết sức quan trọng. Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy Lâm Vónh Sơn đã trực tiếp hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Trong quá trình thực hiện khoá luận, em đã được thầy cô trong khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học giúp đỡ rất nhiều. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô – những người đã hết lòng truyền đạt kiến thức quý báu cho em có được ngày hôm nay. Em cũng cảm ơn sự chia sẻ của các bạn cùng khoá và các anh chò lớp trên. Chính nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy cô và các bạn em đã vượt qua những khó khăn trong thời gian qua. Hơn nữa trong quá trình thực hiện khoá luận em đã học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm quý báu. Em xin chân thành cảm ơn ! Phạm Thị Huyền 10 [...]... trong công nghệ xử lý nước thải Các phương pháp xử lý nước thải sử dụng phổ biến hiện nay đặc biệt là phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 14 Phạm Thị Huyền Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn Nghiên cứu quá trình lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp vi sinh ứng dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải thực phẩm mang lại... vi c xử lý nước thải là rất cần thiết đối với các nước cũng như Vi t Nam Công nghệ lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước nhằm loại bỏ các chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước trong nước thải mang lại nguồn nước sạch nhằm bảo vệ môi trường và con người 1.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện qua vi c tìm hiểu các phương pháp xử lý nước thải trong công nghệ xử lý. .. Tổng quan về xử lý nước thải Chương III: Nghiên cứu công nghệ lọc sinh học ngập nước trong xử lý nước thải Chương IV: Kết quả thực nghiệm và thảo luận Chương V: Kết luận và kiến nghò 1.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu bằng các phương pháp sau đây: Phương pháp luận: Nghiên cứu tư liệu đọc và thu thập số liệu về tình hình nước thải sinh hoạt và công nghiệp Các hệ thống xử lý nước thải được... trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM mà thôi Công nghệ lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh ứng dụng cho nước thải sinh hoạt và thực phẩm 15 Phạm Thị Huyền Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn 16 Phạm Thị Huyền Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn Chương II TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Khái niệm nước cấp Nước sạch là nước không... trường do nước sản xuất gây ra Một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng này là do trình độ công nghệ của những cơ sở này thấp, thiết bị lạc hậu, chắp vá nên lượng nước thải ra trên một đơn vò sản phẩm lớn Trong phạm vi của bài tiểu luận tốt nghiệp “ nghiên cứu công nghệ lọc sinh học với vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh Tôi tiến hành nghiên cứu nhằm đưa... TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG MÀNG VI SINH GVHD : Ths Lâm Vónh Sơn 11 Phạm Thị Huyền Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn SVTH : Phạm Thò Huyền MSSV : 207111020 TP.HCM, tháng 8 năm 2010 CHƯƠNG I MƠ ÛĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước là... có độ đục, màu, mùi và vò khó chòu 2.2 Khái niệm nước thải Nước thải là nước đã qua sử dụng, làm biến đổi tính chất lý học, hoá học và sinh học Tuỳ theo phương pháp sử dụng vàtuỳ theo nguồn gốc mà nước thải có những tính chất lý học, hoá học và sinh học rất khác nhau Nhìn chung, nước thải là những loại nước thường chứa các hợp chất hoá học cao hơn nước tự nhiên, có sự biến đổi màu sắc về bản chất vật. .. lọc sinh học kỵ khí và hiếu khí; hệ thống xử lý kết hợp kỵ khí/ hiếu khí; hệ thống kết hợp xử lý bằng bùn hoạt tính với thực vật thủy sinh, hệ thống sử dụng tảo xử lý nước thải thu sinh khối Tuy nhiên, những hệ thống này được nghiên cứu và đưa vào thực tế ứng dụng cho các cơ sở xử lý quy mô lớn với cơ sở hạ tầng tốt, công vi c thu gom nước thải thực hiện dễ dàng Với những nước đang phát triển như Vi t... trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: • Trộn lẫn nước thải axít với nước thải kiềm • Bổ sung các tác nhân hoá học • Lọc nước axít qua vật liệu có tác dụng trung hoà 31 Phạm Thị Huyền Khóa luận tốt nghiệp • Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn Hấp thụ khí axít bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước axít Vi c lựa... cục bộ, nếu có nước mưa có thể chảy tràn qua nắp nay các hố ga chảy vào hệ thống thoát nước thải Lượng nước thâm nhập do thấm từ nước ngầm và nước mưa có thể lên đến 470 m3/ ha.ngày Nơi có mạng cống chung vừa thoát nước thải vừa thoát nước mưa Đây là trường hợp hầu hết các thò trấn, thò xã, thành phố của nước ta Lượng nước chảy về nhà máy gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm xâm . trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM mà thôi. Công nghệ lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh ứng. trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh . Tôi tiến hành nghiên cứu nhằm đưa ra mô hình xử lý nước thải ứng dụng lọc sinh học để xử lý nước thải