Nghiên cứu xử lý ni tơ trong nước rác bằng kỹ thuật kết tủa map

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI VÂN ANH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NI TƠ TRONG NƯỚC RÁC BẰNG KỸ THUẬT KẾT TỦA MAP LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS, TS ĐẶNG XUÂN HIỂN HÀ NỘI – 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐẶC TRƯNG Ô NHIỄM CỦA NƯỚC RÁC, ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA MAP 1.1 ĐẶC TRƯNG Ô NHIỄM CỦA NƯỚC RÁC 1.1.1 Đặc điểm bãi chôn lấp rác thải nguồn phát sinh nước rác 1.1.2 Thành phần nước rác số phương pháp xử lý 1.1.3 Thành phần nước rác 1.1.4 Một số công nghệ xử lý nước rác Việt Nam giới 15 1.2 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NITƠ 29 1.2.1 Đặc điểm, trạng thái Nitơ: 29 1.2.2 Một số tính chất Amoni 32 1.2.3 Tác hại Nito nước thải 33 1.2.4 Vì phải xử lý nitơ nước rác 35 1.2.5 Các phương pháp xử lý Nitơ nước thải 35 1.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NITƠ BẰNG KỸ THUẬT KẾT TỦA MAP (Magnesium ammonium phosphate) 42 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI BẰNG KỸ THUẬT KẾT TỦA MAP 44 2.1 Mục đích, đối tượng nghiên cứu 44 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị sử dụng 44 2.3 Phương pháp nghiên cứu 45 2.3.1 Các phương pháp áp dụng bao gồm: 45 2.3.2 Nội dung nghiên cứu: 45 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 2.4 Qúa trình tiến hành thí nghiệm 46 2.5 Phân tích nồng độ ban đầu NH4+-N có nước thải 46 2.6 Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy trộn tới hiệu xử lý NH4+-N 46 2.7 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn tới hiệu xử lý NH4+-N 46 2.8 Khảo sát ảnh hưởng pH nồng độ hóa chất bổ sung tới hiệu xử lý NH4+N 47 2.9 Đánh giá kết 51 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn thời gian khuấy trộn tới hiệu xử lý NH4+-N 52 3.1.1 Ảnh hưởng thời gian khuấy trộn tới hiệu xử lý NH4+-N 52 3.1.2 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn tới hiệu xử lý NH4+-N 53 3.2 Khảo sát hiệu xử lý NH4+ sử dụng kết hợp hai hóa chất MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O 55 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N 55 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N 57 3.3 Khảo sát hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất CaHPO4.H2O MgSO4.7H2O 59 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N 59 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N 61 3.4 Khảo sát hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất MgO dung dịch H3PO4 85% 63 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N 63 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N 64 3.5 Khảo sát hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất MgCl2.6H2O dung dịch H3PO4 85% 66 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3.5.1 Khảo sát ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N 66 3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N 67 3.6 Nghiên cứu toán hồi quy quy hoạch thực nghiệm phần mềm Modle 70 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC 82 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MAP: Magiê amoni phốt phát (Magnesium ammonium phosphate) CTR: Chất thải rắn HDPE: Nhựa HDPE (High-density polyethylene) COD: Nhu cầu oxy hoá học (Chemical oxygen demand) BOD: Nhu cầu oxy sinh hoá (Biological oxygen demand) TOC: Tổng cacbon hữu (Total organic Carbon) TSS: Tổng chất rắn lơ lửng (Total suspended solids) SS: Chất rắn lơ lửng (suspended solids) TN: Tổng Nitơ (Total Nitrogen) TKN: Tổng Nitơ Kjeldahl (Total Kjeldahl Nitrogen) TP: Tổng Phốt (Total Phosphorus) VFA: Axit dễ bay (Volatile fatty acids) Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần CTR sinh hoạt đầu vào bãi chôn lấp số địa phương 12 Bảng 1.2 Đặc tính nước rỉ rác bãi rác Nam Sơn (Hà Nội) 13 Bảng 1.3 Đặc tính nước rác bãi rác thành phố Hồ Chí Minh 14 Hải Phịng 14 Bảng 1.4 Nồng độ tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn 14 Bảng 1.5 Bảng thông số nước rác bãi chôn lấp rác Song nguyên 20 Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nitơ nước thải 36 Bảng 2.2 Các hóa chất sử dụng phương pháp kết tủa MAP 43 Bảng 2.3 Tỉ lệ ion Mg2+ : NH4+ : PO43- sử dụng MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O .47 Bảng 2.4 Tỉ lệ ion Mg2+ : NH4+ : PO43- kh sử dụng MgSO4.7H2O CaHPO4.H2O 48 Bảng 2.5 Tỉ lệ ion Mg2+ : NH4+ : PO43- trường hợp sử dụng MgO H3PO4 85% 49 Bảng 2.6 Tỉ lệ ion Mg2+ : NH4+ : PO43- trường hợp sử dụng MgCl2.6H2O H3PO4 85% 50 Bảng 3.1 Ảnh hưởng thời gian khuấy trộn tới hiệu xử lý NH4+-N .52 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn tới hiệu xử lý NH4+-N 54 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O 55 Bảng 3.4 Ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O 57 Bảng 3.5 Ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất CaHPO4.H2O MgSO4.7H2O 59 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Bảng 3.6 Ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất CaHPO4.H2O MgSO4.7H2O 61 Bảng 3.7 Ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng MgO H3PO4 85% 63 Bảng 3.8 Ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất MgO dung dịch H3PO4 85% .64 Bảng 3.9 Ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất MgCl2.6H2O dung dịch H3PO4 85% .66 Bảng 3.10 Ảnh hưởng thay đổi nồng độ ion Mg2+ PO43- tới hiệu xử lý NH4+-N sử dụng kết hợp hai hóa chất MgCl2.6H2O dung dịch H3PO4 85% 68 Bảng 3.11 Danh sách biến mã hóa 70 Bảng 3.12 Ma trận thực nghiệm 71 Bảng 3.13 Các hệ số phương trình hồi quy 73 Bảng 3.14 Chênh lệch giá trị dự đốn mơ hình thực nghiệm 74 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bãi chôn lấp hợp vệ sinh .3 Hình 1.2 Các thành phần cân nước ô chôn lấp Hình 1.3 Sơ đồ cân nước Hình 1.4 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải Bãi chôn lấp Nam Sơn - Hà Nội 19 Hình 1.5 Sơ đồ Quy trình công nghệ nhà máy xử lý nước thải Song Nguyên.……21 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động tháp Stripping 38 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian tới hiệu suất xử lý NH4+-N .53 Hình 3.2 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn tới hiệu suất xử lý NH4+-N 54 Hình 3.3 Ảnh hưởng pH tới hiệu suất xử lý NH4+-N sử dụng hóa chất MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O .56 Hình 3.4 Ảnh hưởng việc thay đổi nồng độ ion Mg2+ tới hiệu suất xử lý NH4+N sử dụng hóa chất MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O .58 Hình 3.5 Ảnh hưởng việc thay đổi nồng độ ion PO43- tới hiệu suất xử lý NH4+N sử dụng hóa chất MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O .58 Hình 3.6 Ảnh hưởng pH tới hiệu suất xử lý NH4+-N sử dụng hóa chất CaHPO4.H2O MgSO4.7H2O 60 Hình 3.7 Ảnh hưởng việc thay đổi nồng độ ion Mg2+ sử dụng hai hóa chất CaHPO4.H2O MgSO4.7H2O 62 Hình 3.8 Ảnh hưởng việc thay đổi nồng độ ion PO43- tới hiệu suất xử lý NH4+N sử dụng hai hóa chất CaHPO4.H2O MgSO4.7H2O .62 Hình 3.9 Ảnh hưởng pH tới hiệu suất xử lý NH4+-N sử dụng hai hóa chất MgO H3PO4 85% 64 Hình 3.10 Ảnh hưởng việc thay đổi nồng độ ion Mg2+ tới hiệu suất xử lý NH4+N sử dụng hai hóa chất MgO H3PO4 85% .65 Hình 3.11 Ảnh hưởng việc thay đổi nồng độ ion PO43- tới khiệu suất xử lý NH4+-N sử dụng hai hóa chất MgO H3PO4 66 Viện Khoa học Công nghệ mơi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 3.12 Ảnh hưởng pH tới hiệu suất xử lý NH4+-N sử dụng hai hóa chất MgCl2.6H2O H3PO4 85% 67 Hình 3.13 Ảnh hưởng hóa chất Mg2+ tới hiệu xuất sử lý NH4+ sử dụng hai hóa chất MgCl2.6H2O H3PO4 85% .69 Hình 3.14 Ảnh hưởng hóa chất PO43- tới hiệu xuất sử lý NH4+ sử dụng hai hóa chất MgCl2.6H2O H3PO4 85% .69 Hình 3.15 Tương quan hiệu suất mơ hình thực tế 76 Hình 3.16 Tương quan mơ hình thực nghiệm 77 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP” Bùi Vân Anh - 2012B KTMT MỞ ĐẦU Hiện xã hội đà phát triển, công nghệ tiên tiến áp dụng vào trình xây dựng phát triển sở hạ tầng đầu tư vào quy trình sản xuất cơng nghệ ngày phong phú, đa dạng đặc biệt ngành công nghiệp Cùng với phát triển mơi trường bị ảnh hưởng chủ yếu theo hướng tiêu cực, đặc biệt mơi trường nước Bất loại hình cơng nghiệp sử dụng nguồn nước thải khơng nước thải trình sản xuất vấn đề đặt làm lượng nước xả đạt tiêu chuẩn xả thải để thải sông tái sử dụng sản xuất Bên cạnh lượng nước rỉ từ bãi chôn lấp chất thải rắn Lượng nước không lớn lại ô nhiễm cao, nước rỉ rác, lượng nước rỉ rác khơng xử lí mức ảnh hưởng tới mơi trường đất sau vào mạch nước ngầm ảnh hưởng tới mơi trường nước, việc xử lí nước rỉ rác từ bãi chôn lấp trở nên vô cấp thiết Theo số liệu thống kê tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt Việt Nam ước tính khoảng 12,8 triệu tấn/1năm, khu vực thị 6,9 triệu tấn/1năm (chiếm 54% ) lượng chất thải rắn lại tập trung huyện lỵ, thị xã thị trấn Dự báo tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt đô thị đến năm 2020 khoảng 22 triệu tấn/ 1năm [1] Như với lượng gia tăng chất thải rắn sinh hoạt nguy ô nhiễm môi trường tác động tới sức khỏe cộng đồng đáng báo động Trong đó, công tác xử lý chất thải rắn đô thị Việt Nam chủ yếu chôn lấp, với số lượng trung bình bãi chơn lấp/một thị, riêng Hà Nội TP.Hồ Chí Minh thị có từ 4-5 bãi chơn lấp khu xử lý Có tới 85% thị từ thị xã trở lên sử dụng phương pháp chôn lấp chất thải không hợp vệ sinh Cụ thể tồn quốc có có 98 bãi chôn lấp chất thải tập trung vận hành, có 16 bãi coi chơn lấp hợp vệ sinh [1] Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 72 Luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP” Bùi Vân Anh - 2012B KTMT 23 N23 Incl 0 -1.414 91.4 24 N24 27 Incl 0 1.414 92.17 25 N25 15 Incl 0 0 87.72 26 N26 16 Incl 0 0 80.29 27 N27 22 Incl 0 0 79.87 Sau mã hóa biến phương trình hồi quy có dạng: ) y = bo' + b1 x1 + b2 x2 + b3 x3 + b4 x4 + b12 x1 x2 + + b(k −1) k x k −1x k + b11 (x12 − x12 ) + + b 44 (x − x 24 ) (3.3) Để chuyển sang cách viết thông thường cần xác định hệ số bo theo công thức: b o = b o' − x12 − x22 − x32 − x42 (3.4) * Xác định hệ số phương trình hồi quy Các hệ số hồi quy xác định theo công thức: ∑ x *y = ∑ x   N bj ∀j =1, k ,N=27 i i =1 ji N i =1 ij ∑ x *y *y = ) ∑ ( x * x   N b ju i =1 ji N i =1 ui i 1, k ∀j , u = ji (3.5) ui j≠u (3.6) N bo' = ∑y i =1 i (3.7) N N b jj = ∑x i =1 N ' ij * yi ∑ (x ) i =1 ∀j =1, k ' ij (3.8) Phương sai lặp thí nghiêm tâm đươc tính theo cơng thức: ( y1o − y o ) + ( y2o − y o ) + ( y3o − y o ) = 3,12 −1 o o o y1 + y2 + y3 42,18 + 43,1 + 45.6 = yo = = 43, 62 3 = Sll2 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 73 Luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP” Bùi Vân Anh - 2012B KTMT Phương sai hệ số tính theo cơng thứu sau : Sbj2 = Sll2 N ∑x i =1 ij ∀j =1, k (3.9) Và giá trị tương ứng chuẩn số Student : = tb j Trong : bj Sb j ≥ t p , f2 (3.10) tbj giá trị chuẩn số student hệ số bj tp,f2 tiêu chuẩn student với mức có nghĩa p bậc tự lặp f2 f2 = mức có nghĩa p 0,05 tra bảng giá trị chuẩn t = 4,3 [8] Bảng 3.13 Các hệ số phương trình hồi quy performance Coeff SC Std Err P Conf int(ｱ) Constant 82.0507 1.66675 3.24E-15 3.63152 pH -1.33433 0.814772 0.127427 1.77523 NH4 0.873408 0.814772 0.304821 1.77523 TL 6.3132 0.814772 -0.802101 1.77523 TG -3.3268 0.814772 0.013576 1.77523 pH*pH 12.3494 1.22714 0.004353 2.67369 NH4*NH4 -5.11847 1.22714 0.01102 2.67369 TL*TL 0.938361 1.22714 0.459239 2.67369 TG*TG 7.21082 1.22714 0.001362 2.67369 pH*NH4 1.2875 0.910916 0.182947 1.98471 pH*TL 1.6475 0.910915 0.095618 1.9847 pH*TG -0.12375 0.910915 0.894187 1.9847 NH4*TL 0.7525 0.910915 0.424872 1.9847 NH4*TG -0.23875 0.910915 0.79769 1.9847 TL*TG 0.708749 0.910915 0.451601 1.9847  Viết lại phương trình hồi quy có dạng:  ƞNH4 = 82,05 + 6,31x3 – 3,32x4 + 12,35x12 - 5,11x22+ 7,21x42 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 74 Luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP” Bùi Vân Anh - 2012B KTMT Kiềm tra lại tính phù hợp mơ hình Tính lại giá trị dự đốn mơ hình: Bảng 3.14 Chênh lệch giá trị dự đốn mơ hình thực nghiệm Performance (i) Observed( yi) Predicted( yi ) Obs – Pred(yi - yi ) 91.36 92.0966 -0.73658 85.08 83.8055 1.27453 90.69 90.2409 0.449089 89.84 87.0998 2.74023 91.22 89.8937 1.32626 90.56 88.1926 2.36739 91.4 91.0481 0.351936 92.84 94.4969 -1.65692 90.25 86.6947 3.55531 10 76.09 77.9086 -1.81856 11 80.05 83.884 -3.83402 12 80.82 80.2478 0.572151 13 83.12 87.3268 -4.20683 14 86.58 85.1307 1.44931 15 88.15 87.5262 0.623848 16 89.75 90.48 -0.73 17 94.46 92.5336 1.92645 18 85.97 88.7601 -2.79008 19 68.49 70.5818 -2.09184 20 74.28 73.0518 1.22816 21 79.71 81.0885 -1.37849 22 87.28 86.7652 0.514809 23 91.4 95.5464 -4.14637 24 92.17 88.8873 3.28271 25 87.72 82.0507 5.66933 26 80.29 82.0507 -1.76067 27 79.87 82.0507 -2.18067 Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 75 Luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP” Bùi Vân Anh - 2012B KTMT N kiểm tra phương sai dư:  y − y  ∑ i   i sdu = i =1 N −l (3.11)  Sdư2=7,55 Với N=27; l = Kiểm tra chuẩn fisher : với bậc tự lặp f2 bậc tự dư f1 26 tra bảng giá trị chuẩn Fisher Fp,f1,f2=19,5 [12]: F= 7,55/2,1 =3,6 < 19,5 Vậy mô hình phù hợp với thực tế Chuyển phương trình hồi quy tìm dạng biến tự nhiên: ƞ= 3.24E-15 - 0,8 TL + 0.3576 TG + 0.2514 pH + 0.011 NH4+2 + 0.00315 TG2 Trong đó: TL: tỉ lệ mol (Mg2+/ PO43- ) phản ứng/1mol NH4+2 pH: pH điểm thực nghiệm NH4+: nồng độ amoni tham gia phản ứng mol/l TG: thời gian phản ứng (phút) N tính tốn hệ số xác định R2 : R = ∑( y − y)2 ∑( y − y) n =1 N i =1 i i = 0,829 (3.12)  Mơ hình có khả giải thích 82,9% kết thực tế Kiểm tra lại kết thực nghiệm ứng với tỉ lệ Mg2+/PO43 = 1,1; [NH4+ ] = 74,13 mol/l; TG = 15 phút; pH = 9,65 hiệu suất ƞ~86,02% sát với thực tế Trong trường hợp nồng độ NH4+ lớn (so với khoảng nồng độ khảo sát thực nghiệm) việc tính tốn xử lý số liệu dẫn đến khơng xác để áp dụng kết tìm Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 76 Luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP” Bùi Vân Anh - 2012B KTMT Hình 3.15 Tương quan hiệu suất mơ hình thực tế Như vậy, từ thực nghiệm khảo sát áp dụng vào toán quy hoạch thực nghiệm xác định hàm mục tiêu hiệu suất xử lý amoni theo biến độc lập yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất phản ứng tạo kết tủa MAP thể phương trình hàm bậc Từ xem xét tốn cực trị tìm điểm tối ưu ứng với tỉ lệ nồng độ hóa chất độ pH tới hiệu suất tạo kết tủa MAP Có tham khảo hình mơ để thấy tương quan mơ hình thực nghiệm Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 77 Luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP” Bùi Vân Anh - 2012B KTMT Hình 3.16 Tương quan mơ hình thực nghiệm Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 78 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B KẾT LUẬN Mục tiêu nghiên cứu đề tài nhằm khảo sát ảnh hưởng yếu tố thời gian, tốc độ khuấy trộn thay đổi nồng độ hóa chất đến hiệu suất xử lý amoni nước rác kỹ thuật kết tủa MAP với 04 cặp hóa chất có chứa thành phần ion tham gia tạo kết tủa MAP Mg2+, NH4+, PO43 Nghiên cứu phản ứng kết tủa MAP đạt hiệu suất tốt tốc độ khuấy trộn 300 vòng/phút khoảng thời gian 15 phút Phương pháp kết tủa MAP sử dụng kết hợp hai loại hóa chất MgCl2.6H2O Na2HPO4.12H2O cho hiệu xử lý tối ưu pH hiệu suất xử lý 84%, với tỉ lệ Mg2+: NH4+: PO43- 1,1: 1: 1: 1: 1,1 Ở trường hợp sử dụng hóa chất CaHPO4.H2O MgSO4.7H2O cho hiệu suất xử lý tối ưu 53% pH 10,25 vời tỉ lệ Mg2+: NH4+: PO43- 0,6: 1: 1: 1: 0,6; Trường hợp sử dụng hai hóa chất MgO H3PO4 85% cho hiệu suất tối đa 54% pH 8,5 với tỉ lệ Mg2+: NH4+: PO43- 1,1: 1: 1: 1: 1,1 Còn trường hợp sử dụng cặp hóa chất MgCl2.6H2O H3PO4 85% cho hiệu xử lý tối ưu 94,46% pH 9,65 với tỉ lệ Mg2+: NH4+: PO43- 1,1: 1: 1: 1: 1,1 Vì vậy, sử dụng phương pháp kết tủa MAP cho hiệu xử lý cao kết hợp hai hóa chất MgCl2.6H2O H3PO4 85% Thực nghiệm rằng, sử dụng hóa chất có độ tan thấp nước cho hiệu xử lý khơng cao Việc sử dụng hóa chất chứa ion dễ tạo thành kết tủa với ion có phản ứng kết tủa MgNH4PO4.6H2O ion Ca2+ tạo Ca3(PO4)2 tan làm giảm hiệu xử lý Amoni Trong thực tế nên sử dụng loại hóa chất tạo kết tủa với NH4+ loại hóa chất dễ tan nước khơng tạo kết tủa khác kết tủa MgNH4PO4.6H2O để hiệu xử lý đạt cao Từ thực nghiệm khảo sát phản ứng 04 cặp hóa chất này, ta nghiên cứu toán quy hoạch thực nghiệm cặp hóa chất có hiệu suất xử lý cao MgCl2.6H2O H3PO4 85% từ xác định phương trình hồi quy bậc hàm mục tiêu hiệu suất xử lý amoni Phương trình thể liên hệ yếu tố ảnh hưởng việc tạo kết tủa MAP phản ứng cặp hóa chất thí nghiệm, dựa vào q Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 79 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B trình thực nghiệm ta có sở để điều chỉnh, cân đối tỉ lệ hóa chất yếu tố ảnh hưởng khác đến hiệu suất xử lý amoni Kết tủa MAP thu hồi để sử dụng làm phân bón cho nơng nghiệp khơng mang lại lợi ích mặt mơi trường mà cịn mặt kinh tế Có thể mở rộng nghiên cứu thu hồi kết tủa MAP làm phân bón cho trồng áp dụng thực tế sản xuất nước ta Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 80 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo Môi trường Quốc gia 2011- Chất thải rắn, Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), Hà Nội Effect of pH, temperature and air flow rate on the continuous ammonia stripping of the anaerobic digestion effluent, Process Safety and Environmental Protection, (89), 61-66, Simon Guˇstin, Romana Marinˇsek-Logar (2011) Hướng dẫn thí nghiệm hóa phân tích, ĐHBKHN - Bộ mơn hóa phân tích ĐHBKHN (2003) Infrared and Raman spectra of magnesium ammonium phosphate hexahydrate (struvite) and its isomorphous analogues III Spectra of protiated and partially deuterated magnesium ammonium phosphate hexahydrate, V Stefova, B Sˇoptrajanova, I Kuzmanovskia, H.D Lutzc, B Engelen (2005), Journal of Molecular Structure, (752) 60–67 Landfill leachate treatment: Review and opportunity, Journal of Hazardous Materials, (150), (468–493), S Renou, J.G Givaudan (2008), S Poulain, F Dirassouyan, P Moulin Magnesium ammonium phosphate from olivine and rock phosphate MacIntire, W.H., and H.L Marshall 1959 Agric Food Chem 7:566-568 New Leachate Treatment Methods, Masters Thesis, Madu Jude Ifeanyichukwu, Lund University, Sweden, 2008 Proc of the 2006 Wisconsin Fertilizer, Aglime & Pest Management Conference, Vol 45 Quy hoạch thực nghiệm, Nguyễn Minh Tuyển (2005), NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10 Recovery of ammonium nitrogen from the effluent of UASB treating poultry manure wastewater by MAP precipitation as slow release fertilizer, Journal of Hazardous Materials, (166), 260-269, Kaan Yetilmezsoy, Zehra Sapci- Zengin (2009) Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 81 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B 11 Removal of ammonium and phosphate from the supernatant of anaerobically digested waste activated sludge by chemical precipitation, (100), 3236-3244, Sibel Uludag-Demirer, Maazuza Othman (2009) 12 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 261:2001 – Bãi chôn lấp chất thải rắn – Tiêu chuẩn thiết kế, Bộ Xây Dựng (2001), Hà Nội 13 Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ Photpho, Lê Văn Cát (2007), NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 82 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 83 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 84 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 85 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 86 Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP Bùi Vân Anh-2012B Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ... Thạc sĩ: ? ?Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP? ?? Bùi Vân Anh - 2012B KTMT Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nitơ nước thải [5] Các phương pháp xử lý Hiệu suất xử lý nitơ (%) Ni tơ dạng... xử lý Nitơ nước thải 35 1.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NITƠ BẰNG KỸ THUẬT KẾT TỦA MAP (Magnesium ammonium phosphate) 42 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI BẰNG KỸ THUẬT... văn Thạc sĩ: ? ?Nghiên cứu xử lý ni tơ nước rác kỹ thuật kết tủa MAP? ?? Bùi Vân Anh - 2012B KTMT thiết bị dacentor B4 Xử lý hóa lý: Nước thải sau xử lý sinh học bơm sang bể xử lý hóa lý B-05 để loại