Báo Cáo TN xử lý nước thải

GVHD TRẦN THỊ PHI OANH ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD TRẦN THỊ PHI OANH SVTH Trần Phùng Phương Yến 1814877 Đào Nguyễn Mai Hưng 1810961 Phan Lê Hạnh Uyên 1814733 Nguyễn Duy Sơn 1813850 Nguyễn Ngọc Mai Hân 2306011 Lê Văn Trí 1933827 TP Hồ Chí Minh 26 tháng 03 năm 2022 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG 4 BÀI I XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 1 1 Trả lời câu hỏi 1 2.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG ………..……… BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH SVTH: Trần Phùng Phương Yến Đào Nguyễn Mai Hưng Phan Lê Hạnh Uyên Nguyễn Duy Sơn Nguyễn Ngọc Mai Hân Lê Văn Trí TP Hồ Chí Minh 26 tháng 03 năm 2022 1814877 1810961 1814733 1813850 2306011 1933827 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ THÍ NGHIỆM Bài Hiếu khí Kim loại nặng Q trình thí nghiệm - Chuẩn bị, phân tích mẫu đầu vào, vận hành mơ hình: Trí, Sơn - Phân tích tiêu TKN, pH, TSS: Uyên, Yến - Phân tích tiêu COD, TP: Trí, Sơn - Chuẩn bị, phân tích mẫu đầu vào: Hưng, Sơn, Hân - Vận hành mơ hình: Hân - Phân tích tiêu: Hân, Hưng Báo cáo thí nghiệm Uyên, Yến - Cơ sở lý thuyết: Trí, Sơn - Tính tốn: Hân, Hưng, Trí - Chuẩn bị, phân tích mẫu Hân, Hưng đầu vào, vận hành mơ hình: Yến, Sơn, Hân Màng - Phân tich tiêu SVI, pH, COD, TP, TKN, TSS: Hân, Hưng - Chuẩn bị, phân tích mẫu Uyên, Yến đầu vào, vận hành mơ Kỵ khí hình: Un, Sơn - Phân tích tiêu COD, TP, TKN: Uyên, Yến Tổng hợp báo cáo Hân + Trí GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH BÀI I XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Trả lời câu hỏi Câu 1: Tóm tắt lý thuyết trình xử lý sinh học Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động điều kiện cung cấp oxy liên tục Quá trình phân huỷ chất hữu nhờ vi sinh vật gọi q trình oxy hố sinh hoá Đồng thời vi sinh vật sử dụng phần hữu lượng khai thác từ q trình oxy hóa để tổng hợp nên sinh khối Tốc độ q trình oxy hố sinh hố phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng tạp chất mức độ ổn định lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý Ở điều kiện xử lý định, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá chế độ thuỷ động, hàm lượng oxy nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng nguyên tố vi lượng Thời gian lưu bùn SRT tỉ lệ nghịch với tỉ số F/M: Thời gian lưu bùn tỉ lệ nghịch với bCOD dịng Cơng thức tính thời gian lưu nước theo cơng nghệ thơng thường: • Tính SS Trong đó: m1: khối lượng giấy trước lọc (g) m2: khối lượng giấy sau lọc (g) Vmẫu: 10ml • Nồng độ COD tính theo cơng thức Trong đó: Vđ: Thể tích FAS chuẩn độ mẫu nước cất, có đun (1.4 ml) Vm: Thể tích FAS chuẩn độ mẫu nước phân tích (ml) CN: Nồng độ đương lượng FAS Vkhơng đun: Thể tích FAS chuẩn độ mẫu nước cất, khơng đun (1.3 ml) Vmẫu: Thể tích dung dịch mẫu (2.5ml) • Nồng độ TKN tính theo cơng thức Trong đó: : Nồng độ lượng dung dịch H2SO4 0,02N 14: đương lượng Nito Vt: Thể tích H2SO4 0,02 N dùng chuẩn độ mẫu (ml) Vo: Thể tích H2SO4 0,02 N dùng chuẩn độ mẫu trắng (ml) Vmẫu: thể tích mẫu lấy phân tích (ml) GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH Câu 2: So sánh q trình xử lý nước thải cơng nghệ sinh học nhận xét ưu nhược điểm Công nghệ bùn hoạt tính thơng thường - Xử lý chất hữu triệt để - Xử lý chất hữu có -Hiệu xử lý chất nhiễm cao nước thải triệt để - Khả khử N P cao - Có cấu tạo đơn giản, dễ vận - Phù hợp với hệ thống, công hành suất - Hiệu xử lý chất ô nhiễm Ưu cao điểm - Tiết kiệm diện tích - Linh hoạt q trình hoạt động - Khơng cần sử dụng bể lắng riêng biệt - Dễ dàng kiểm soát cố - Vận hành phức tạp - Chi phí vận hành tốn - Yêu cầu người vận hành phải có - Cần có thêm bể lắng đợt - Sục khí liên tục Nhược trình độ điểm - Lập trình hệ thống điều khiển tự trình vận hành động khó khăn - Diện tích thi cơng – xây dựng - Hệ thống thổi khí dễ bị tắc bùn lớn Cơng nghệ bùn hoạt tính theo mẻ Câu 3: Xác định hiệu xử lý COD, TSS, pH theo thời gian Vẽ biểu đồ nhận xét Bảng1: Số liệu thô bùn hiếu khí Chỉ tiêu pH COD (ml) TKN (ml) TP (abs) TSS (g) 6.35 0.74 1.106 220 15 0,9 - 30 6.58 0.74 - 60 6.5 0.8 - 90 0.88 - 120 0.82 3.5 0.642 140 180 6.3 0.78 3.2 0.759 240 5.8 0.82 2.8 0.56 40 GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH Đường chuẩn PO43-: C (mg/l) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Abs 0.229 0.397 0.543 0.704 0.888 Kết tính tốn Bảng2: Số liệu tính tốn bùn hiếu khí Chỉ tiêu pH COD (mg/l) TKN (mg/l) TP (mg/l) TSS 6.35 1056 44.8 0.626 220 15 800 - 30 6.58 1056 - 60 6.5 960 - 90 832 - 120 928 39.2 0.356 140 180 6,3 992 35.84 0.424 60 240 5.8 928 31.36 0.308 40 Hình 1.Biểu đồ biến thiên lượng COD theo thời gian pha thổi khí Nhận xét : Với nồng độ nước thải đầu vào 2000 mg/l vào bể bùn hoạt tính hiếu khí có nồng độ bùn trì bể 1500mg/l, sau xử lý lượng COD vượt chuẩn cho phép theo cột B QVCN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn quốc gia nước thải công nghiệp (150mg/l) Trên biểu đồ, COD tăng giảm liên tục, lượng COD sau có giảm so với đầu vào không nhiều Hình 2.Biểu đồ biến thiên độ pH theo thời gian pha thổi khí Nhận xét: Với nồng độ nước thải đầu vào 2000 mg/l vào bể bùn hoạt tính hiếu khí có nồng độ bùn trì bể 1500mg/l, sau xử lý lượng pH đạt chuẩn cho phép theo cột B QVCN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn quốc gia nước thải công nghiệp (5,5 - 9) Trên biểu đồ, pH khống ổn định tăng giảm liên tục theo thời gian Hình 3.Biểu đồ biến thiên TSS theo thời gian pha thổi khí Nhận xét: Với nồng độ nước thải đầu vào 2000 mg/l vào bể bùn hoạt tính hiếu khí có nồng độ bùn trì bể 1500mg/l, sau xử lý lượng TSS đạt chuẩn GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH cho phép theo cột B QVCN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn quốc gia nước thải công nghiệp (100mg/l) Trên biểu đồ, TSS giảm dần theo thời gian Câu 4: Xác định thông số thiết kế vận hành: tải trọng hữu • • • • • • • • • Giả sử thời gian chu trình Chọn thời gian pha hoàn tất Anoxic giai đoạn làm đầy 135 phút Thổi khí giai đoạn làm đầy 45 phút Phản ứng 90phút Lắng 45 phút Thu nước 30 phút Thời gian nghỉ 15 phút Xác định thể tích làm đầy cho bể SBR Số vịng tuần hồn ngày = 24/6 = vịng/ngày Chia lưu lượng bể cho số vịng để tìm thể tích bể VF = 200/4 = 50 m3 Giả sử nồng độ bùn lắng theo lý thuyết khoảng 6000 mg/l nồng độ bùn hoạt tính bể 5000 mg/l - Tỉ số Cần cung cấp thêm 35% chất lỏng phía để bùn khơng bị rút rút nước Xác định hệ số làm đầy Thể tích bể Chọn: Chiều cao bể m Chiều cao bảo vệ bể 0.5m Chiều cao xây dựng bể 4.5m Diện tích bể = Vt/H = 71.43/4 = 17.85 m2 ⇒ Vậy kích thước bể LxBxH = 6m x 5.5 m x 4.5m BÀI II KHỬ KIM LOẠI NẶNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA (CHROME 6+) Cơ sở lý thuyết 1.1 Giới thiệu chung Crom: Crôm nguyên tố tương đối phổ biến thiên nhiên Trong vỏ trái đất, crôm chiếm 6.10-3 % tổng số ngun tử Khống vật crơm sắt Cromit [Fe(CrO 2)2] Crôm kim loại cứng, mặt bóng, màu xám thép với độ bóng cao nhiệt độ nóng GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH chảy cao Nó chất khơng mùi, khơng vị dễ rèn Crôm nguyên tố thứ 21 phong phú vỏ trái đất với nồng độ trung bình 100ppm Hợp chất crơm đƣợc tìm thấy mơi trƣờng xói mịn crơm loại đá,có thể xuất núi lửa phun trào Nồng độ đất khoảng từ 1- 3.000 mg/kg, nƣớc biển từ 5- 800 µg/l sơng hồ 26µg/l đến 5.2mg/l Các trạng thái oxi hóa phổ biến crơm +2, +3 +6, với +3 ổn định Các trạng thái +1, +4 +5 Các hợp chất crơm với trạng thái oxi hóa +6 chất có tính oxi hóa mạnh Trong khơng khí, crơm đƣợc oxi thụ động hóa tạo thành lớp màng mỏng bảo vệ bề mặt, ngăn chặn trình oxi hóa kim loại phía 1.2 Công dụng Crôm Crôm sử dụng ngành luyện kim để tăng khả chống ăn mịn đánh bóng bề mặt Nó thành phần hợp kim, chẳng hạn thép không gỉ để làm dao, kéo,dùng mạ crôm, q trình anot hố (dương cực hố nhơm), theo nghĩa đen chuyển bề mặt nhôm thành ruby Làm thuốc nhuộm sơn: Oxit crôm Cr 2O3) chất đánh bóng kim loại với tên gọi phấn lục Các muối crôm nhuộm màu cho thuỷ tinh thành màu xanh lục ngọc lục bảo Crôm thành phần tạo màu đỏ hồng ngọc, sử dụng sản xuất hồng ngọc tổng hợp Nó tạo màu vàng rực rỡ thuốc nhuộm sơn Là xúc tác cromit sử dụng làm khuôn để nung gạch ngói, muối crơm sử dụng trình thuộc da, kali dicomat (K2Cr2O7) thuốc thử hố học, sử dụng q trình làm vệ sinh thiết bị thuỷ tinh phịng thí nghiệm vai trị tác nhân chuẩn độ Nó sử dụng làm chất ổn định màu cho thuốc nhuộm vải Oxit crôm (hoá trị 4) (CrO2) sử dụng sản xuất băng từ, tạo hiệu suất tốt y học, crôm chất phụ trợ ăn kiêng để giảm cân, thơng thƣờng dạng Clorua crom (crơm hóa trị 3) Ngồi cịn dùng làm phụ gia cho vào xăng, làm dây dẫn điện chịu nhiệt độ cao… 10 GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH BÀI III MƠ HÌNH MBR Tóm tắt lý thuyết Q trình oxy hóa sinh học hiếu khí q trình xử lý sinh học thực vi sinh vật điều kiện cung cấp đủ oxy Hai tượng xảy q trình oxy hóa sinh học : • Vi sinh vật sử dụng oxy tạo lượng cho trình Tổng hợp tế bào - Duy trì hoạt động sống tế bào, di động, tiếp hợp - Sinh trưởng, sinh sản, tích lũy chất dinh dưỡng, tiết sản phẩm • Ngồi ra, cịn có trình tự phân hủy thành phần thể vi sinh vật kèm theo giải phóng lượng Các q trình oxy hóa phân hủy kèm theo giải phóng lượng cần thiết cho hoạt động sống cịn gọi q trình trao đổi lượng Ơ tế bào vi sinh vật, số lượng chất dự trữ thường nhỏ, chúng phải sử dụng chủ yếu chất hấp thu từ môi trường xung quanh Cơ chế phản ứng trình bày theo hai phương trình sau: Chất hữu + O2 + NH3→tế bào + CO2 + H2O Tế bào + O2→CO2 + H2O + NH3 Cơ chế trình khử BOD Hiệu khử BOD phụ thuộc vào thành phần tính chất nước thải, chế trình bao gồm : - Khử chất keo q trình hấp phụ sinh hóa bề mặt bùn - Loại chất lơ lửng kết bám bơng bùn nhờ q trình lắng trọng lực - Chuyển hóa hợp chất hữu thành lượng dự trữ sinh khối tế bào Quá trình khử BOD thực có tương tác bùn nước thải 21 GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH Xác định hiệu xử lý COD, TSS, pH theo thời gian Có mẫu lấy theo mốc thời gian sau: phút, phút, 15 phút, 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 180 phút 2.1 COD Mẫu pha loãng lần bước đầu phá mẫu, dung dịch không chuyển sang màu xanh mà giữ nguyên màu vàng Các bước thực thí nghiệm phân tích dựa TCVN 6491: 1999 tài liệu thí nghiệm giảng viên cung cấp • Kết thí nghiệm: Bảng7: Kết phân tích COD mơ hình MBR Mẫu V FAS (ml) 1.40 Trắng Trung bình V FAS COD (mg/l) 1.40 0 phút 0.90 1.00 0.95 720 phút 0.90 1.00 0.95 720 15 phút 1.00 1.00 1.00 640 30 phút 1.00 1.00 1.00 640 60 phút 0.90 1.10 1.00 640 90 phút 1.00 1.00 1.00 640 120 phút 1.00 1.00 1.00 640 180 phút 0.90 1.00 0.95 720 240 phút 1.00 1.00 1.00 640 22 GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH Biểu đồ đánh giá hiệu xử lý: Hình 6: Biểu đồ tiêu COD theo thời gian mơ hình MBR - Nhận xét: COD khởi đầu thấp giữ mức 640-720 mg/l xuyên suốt trình vận hành màng Hiệu suất xử lý COD hệ thống MBR ổn, dù theo QCVN 40:2011 phải đạt 150 mg/l đạt yêu cầu Điều cho thấy cần phải xử lý COD sau qua mơ hình MBR Có thể q trình phân tích mẫu xảy lỗi nên COD khôg đồng Việc mẫu bị pha lỗng góp phần ảnh hưởng đến kết đo 23 GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH 2.2 TSS - Kết thí nghiệm: Bảng8: Kết phân tích TSS mơ hình MBR Mẫu Giấy lọc (g) Sau sấy (g) TSS (mg/l) phút 0.1546 0.155 0.016 phút 0.1572 0.1582 0.04 15 phút 0.1524 0.1526 0.008 30 phút 0.1567 0.1569 0.008 60 phút 0.1535 0.1537 0.008 90 phút 0.1545 0.1548 0.012 120 phút 0.1542 0.1548 0.024 180 phút 0.1541 0.1542 0.004 240 phút 0.1564 0.1566 0.008 • Biểu đồ đánh giá hiệu xử lý: Hình 7: Biểu đồ tiêu TSS theo thời gian mơ hình MBR 24 GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH • Nhận xét: + Có thể thấy TSS có xu hướng giảm dần theo thời gian Tuy nhiên, vài điểm phút, 120 phút 180 phút, số liệu điểm bất thường khơng tuyến tính Điều sai sót q trình thực lấy mẫu sấy khô + TSS phút 240 đạt mức 0.008 mg/l, nhỏ nhiều so với QCVN 40:2011 quy định ( 50-100 mg/l) 2.3 TS - Kết thí nghiệm: Bảng9: Kết phân tích TS mơ hình MBR Mẫu phút 180 phút 240 phút - Khối lượng cốc Khối lượng cốc sau rỗng (g) sấy (g) 26.6016 26.6524 25.2246 25.2372 20.9746 20.9876 TS (mg/l) 2.032 0.504 0.52 Biểu đồ đánh giá hiệu xử lý: Hình Biểu đồ tiêu TS theo thời gian mơ hình MBR - Nhận xét: + Các mẫu lấy sau màng có TS thấp, chứng tỏ màng có khả lọc loại bỏ tốt chất rắn không mong muốn 25 ... sánh trình xử lý nước thải công nghệ sinh học nhận xét ưu nhược điểm Cơng nghệ bùn hoạt tính thơng thường - Xử lý chất hữu triệt để - Xử lý chất hữu có -Hiệu xử lý chất nhiễm cao nước thải triệt... thường gặp khó khăn phải xử lý cặn Fe(OH) tạo sau đưa pH giá trị trung hòa Câu 6: Phương pháp xử lý bùn nguy hại chứa Cr6+ phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải - Xử lý kim loại nặng đất “bằng... TKN: Uyên, Yến Tổng hợp báo cáo Hân + Trí GVHD: TRẦN THỊ PHI OANH BÀI I XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Trả lời câu hỏi Câu 1: Tóm tắt lý thuyết q trình xử lý sinh học Phương pháp hiếu