Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp lọc hiếu khí sử dụng xơ dừa làm giá thể kết hợp hồ thủy sinh

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Việt Nam chuyển hịa nhập vào kinh tế giới, q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa khơng ngừng phát triển, kết kéo theo thị hóa Dân số tăng nhanh nên khu dân cư tập trung dần quy hoạch hình thành Nước thải sinh hoạt sản phẩm q trình sinh hoạt người Ơ nhiễm nguồn nước tác động nước thải sinh hoạt vấn đề xúc Bên cạnh vấn đề xử lý nước thải trước thải sông rạch chưa áp dụng rộng rãi hiệu Hậu nguồn nước mặt bị ô nhiễm nguồn nước ngầm dần ô nhiễm theo, tình trạng ngập nước tuyến đường, nước thải chảy tràn lan qua hệ thống sơng ngịi, kênh rạch…ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường sống Việc bảo vệ sử dụng hợp lý nguồn nước để cung cấp cho hoạt động sinh hoạt sản xuất, đáp ứng nhu cầu thỏa mãn nhu cầu tương lai Hiện nay, việc quản lý nước thải có nước thải sinh hoạt vấn đề cấp thiết nhà quản lý mơi trường giới nói chung Việt Nam nói riêng Vì vậy, cần có hệ thống thu gom xử lý nước thải sinh hoạt nhằm cải thiện môi trường phát triển theo hướng bền vững Với mong muốn môi trường sống ngày nâng cao, vần đề quản lý nước thải sinh hoạt ngày chặt chẽ phù hợp với phát triển tất yếu xã hội cải thiện nguồn nước bị suy thoái nên đề tài: “ Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp lọc hiếu khí sử dụng xơ dừa làm giá thể kết hợp hồ thủy sinh” hình thành 1.2 Phạm vi nghiên cứu Thời gian nghiên cứu: từ ngày 05/04/2010 đến ngày 28/06/2010 Tìm hiểu thành phần tính chất nước thải sinh hoạt để từ đưa phương pháp xử lý hiệu SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Nghiên cứu tính chất giá thể xơ dừa đặc tính số loại thực vật thủy sinh có khả xử lý nước thải 1.3 Mục tiêu đề tài Đồ án thực nhằm tìm hiểu mức độ xử lý ô nhiễm hữu nước thải sinh hoạt mà cụ thể lấy số SS, COD số khảo sát hiệu xử lý nước thải qua bể lọc hiếu khí sử dụng xơ dừa làm giá thể Bên cạnh đồ án khảo sát hiệu xử lý nước thải qua hồ thủy sinh thông qua tiêu COD, N tổng, P tổng Ngồi ra, đồ án cịn khảo sát số phụ pH, SS, coliform tổng làm sở để điều chỉnh vận hành mơ hình xử lý theo cách tốt 1.4 Nội dung nghiên cứu Đồ án bao gồm nội dung nghiên cứu sau:  Tìm hiểu nguồn gốc, thành phần đặc tính nước thải sinh hoạt  Tìm hiểu tổng quan phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt: phương pháp học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học  Tìm hiểu thơng tin khoa học VSV xử lý nước thải theo công nghệ hiếu khí bao gồm: chủng loại VSV, q trình sinh trưởng phát triển, điều kiện cần thiết cho phát triển chúng  Tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước thải theo phương pháp sinh trưởng kết bám hiếu khí  Thu thập thơng tin liên quan đến xơ dừa số loại thực vật có đặc tính phù hợp với kỷ thuật xử lý nước thải  Xây dựng mơ hình thí nghiệm: vật liệu, kích thước, chi tiết cấu tạo sơ đồ hệ thống thí nghiệm  Các bước tiến hành thí nghiệm, ghi nhận thơng số khảo sát  Thống kê kết quả, tính tốn hiệu suất xử lý nhận xét khả xử lý qua bể lọc sinh học hồ thủy sinh  Kết luận đưa quan điểm đồ án SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Phương pháp luận Thành phần nước thải sinh hoạt chứa lượng lớn chất hữu dễ bị phân hủy (hydratcacbon, protein, chất béo), chất vô dinh dưỡng (phốtphat, nitơ), với vi khuẩn (có thể VSV gây bệnh), trứng giun, sán.v.v… Nếu khơng xử lý trước thải bỏ khả gây ô nhiễm môi trường lớn 1.5.2 Phương pháp cụ thể Đề tài sử dụng phương pháp sau:  Phương pháp thực tế: Thu thập, xử lý tổng hợp tài liệu cần thiết có liên quan đến đề tài  Phương pháp kế thừa: Trong trình thực tham khảo đề tài có liên quan thực  Phương pháp khảo sát: tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý, hoá, sinh nước thải đầu vào  Phương pháp xây dựng mơ hình mơ qui mơ phịng thí nghiệm, vận hành mơ hình để xử lý nước thải  Phương pháp phân tích: thơng số phân tích theo phương pháp chuẩn (APHA, AWWA, TCVN 2000 Standard Methods) Các thông số đo phương pháp phân tích trình bày bảng sau SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Bảng 1.1 Các thơng số phương pháp phân tích Thơng số Phương pháp phân tích pH pH kế COD Phương pháp đun kín (K2Cr2O7 Closed flux) BOD5 Phương pháp ủ 200C ngày SS Lọc, sấy 1050C, cân phân tích Nitơ tổng Phương pháp chưng cất Kjieldahl Photpho tổng Phương pháp SnCl2 cho Orthophosphate, so màu máy quang phổ kế hấp thu ( Spetrophotometer) Coliform MPN (MPN/100ml)  Phương pháp xử lý số liệu 1.6 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 1.6.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt Từ góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn  Đề tài nghiên cứu bổ sung để phát triển cho vấn đề thu gom xử lý nước  Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thối nhiễm tài ngun nước SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 2.1 Nước thải sinh hoạt 2.1.1 Nguồn gốc Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ hoạt động sống hàng ngày người tắm rửa, tiết, chế biến thức ăn… Ở Việt Nam lượng nước thải trung bình khoảng 120 - 260 lít/người/ngày NTSH thu gom từ hộ, quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, sở kinh doanh, chợ, cơng trình cơng cộng khác sở sản xuất Nước thải sinh hoạt trung tâm thị thường hệ thống nước dẫn sơng rạch, cịn vùng ngoại thành nơng thơn khơng có hệ thống thoát nước nên nước thải thường tiêu thoát tự nhiên vào ao hồ thoát biện pháp tự thấm Khối lượng nước thải cộng đồng dân cư phụ thuộc vào: - Quy mô dân số - Tiêu chuẩn cấp nước - Khả đặc điểm hệ thống thoát nước - Loại hình sinh hoạt Đặc tính chung NTSH thường bị ô nhiễm chất cặn bã hữu cơ, chất hữu hồ tan (thơng qua tiêu BOD 5, COD), chất dinh dưỡng (nitơ phospho), vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…) Mức độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: - Lưu lượng nước thải - Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: - Mức sống, điều kiện sống tập quán sống - Điều kiện khí hậu 2.1.2 Thành phần tính chất nước thải SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Mức độ cần thiết xử lý nước thải phụ thuộc: - Nồng độ bẩn nước thải - Khả tự làm nguồn tiếp nhận - Yêu cầu mặt vệ sinh môi trường Để lựa chọn cơng nghệ xử lý tính tốn thiết kế cơng trình đơn xử lý nước thải trước tiên cần phải biết thành phần tính chất nước thải Thành phần tính chất nước thải chia làm hai nhóm chính: - Thành phần vật lý - Thành phần hoá học  Thành phần vật lý: Biểu thị dạng chất bẩn có nước thải kích thước khác chia thành ba nhóm  Nhóm 1: Gồm chất khơng tan chứa nước thải dạng thô (vải, giấy, cây, cát, da, lông…) dạng lơ lửng ( ( > 10-1mm) dạng huyền phù, nhũ tương = 10-1 – 10-4mm)  Nhóm 2: Gồm chất bẩn dạng keo ( = 10-4 – 10-6mm)  Nhóm 3: Gồm chất bẩn dạng hồ tan có < 10-6mm, chúng dạng ion hay phân tử  Thành phần hoá học: Biểu thị dạng chất bẩn nước thải có tính chất hố học khác nhau, chia làm ba nhóm:  Thành phần vơ cơ: cát, sét, xỉ, axít vơ cơ, ion muối phân ly… (chiếm khoảng 42% NTSH)  Thành phần hữu cơ: chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật cặn bã tiết… (chiếm khoảng 58%) + Các chất chứa nitơ + Các hợp chất nhóm hyđrocacbon: mỡ, xà phịng, cellulese… + Các hợp chất có chứa phospho, lưu huỳnh  Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn… SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Bảng 2.1: Thể thành phần tương đối NTSH trước sau xử lý BOD chất rắn lơ lửng hai thông số quan trọng sử dụng để xác định đặc tính NTSH Q trình xử lý lắng đọng ban đầu giảm khoảng 50% chất rắn lơ lửng 35% BOD Bảng 2.1: Thành phần tương đối nước thải sinh hoạt bình thường Trước Sau Sau xử lý lắng đọng lắng đọng sinh học Tổng chất rắn lơ lửng 800 680 530 Chất rắn không ổn định 440 340 220 Chất rắn lơ lửng 240 120 30 Chất rắn lơ lửng không ổn định 180 100 20 BOD 200 130 30 Amoniac 15 15 24 Tổng nitơ 35 30 26 Photpho hoà tan 7 Tổng photpho 10 Thành phần chất thải (Nguồn: wastewater engineering treatment, disposal.Metcalf Eddy, 1991) Chất hữu NTSH đặc trưng phân huỷ sinh học có thành phần 50% hydrocacbon, 40% protein 10% chất béo Độ pH dao động khoảng 6,5 – 8,0 nước thải có khoảng 20% - 40% vật chất hữu không phân huỷ sinh học (Theo:Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp, Tính tốn thiết kế cơng trình – Lâm Minh Triết) 2.1.3 Tác hại đến mơi trường Tác hại đến môi trường nước thải thành phần ô nhiễm tồn nước thải gây  COD, BOD: khoáng hoá, ổn định chất hữu tiêu thụ lượng lớn gây thiếu hụt oxy nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm q mức, điều kiện yếm khí hình thành Trong SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn trình phân huỷ yếm khí sinh sản phẩm H2S, NH3, CH4,… làm cho nước có mùi thối làm giảm pH môi trường  SS: lắng đọng nguồn tếp nhận, gây điều kiện yếm khí  Nhiệt độ: nhiệt độ nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh vật nước  Vi trùng gây bệnh: gây bệnh lan truyền đường nước tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…  Ammonia, P: nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ nước cao dẫn đến tượng phú dưỡng hoá ( phát triển bùng phát loại tảo, làm cho nồng độ oxy nước thấp vào ban đêm gây ngạt thở diệt vong sinh vật, vào ban ngày nồng độ oxy cao q trình hơ hấp tảo thải )  Màu: mỹ quan  Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy bề mặt 2.2 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Các phương pháp sử dụng để xử lý nước thải phụ thuộc vào tính chất vật lý, hóa học sinh học nước thải, chất kỹ thuật xử lý nước thải chia làm ba nhóm chính: lý học (cơ học), hóa học, sinh học 2.2.1 Phương pháp xử lý học Xử lý học giai đoạn thiếu hệ thống xử lý nước thải Phương pháp học nhằm loại bỏ hợp chất không tan khỏi nước thải Nó bước ban đầu nhằm chuẩn bị cho giai đoạn xử lý sau diễn thuận lợi ổn định Trong giai đoạn thường có cơng trình đơn vị như: song chắn rác lưới chắn rác, máy nghiền rác, bể lắng, bể điều hòa… Xử lý học nhằm mục đích:  Tách chất khơng hịa tan, vật chất có kích thước lớn nhánh cây, gỗ, nhựa, cây, giẻ rách, dầu mỡ…ra khỏi nước thải  Loại bỏ cặn nặng sỏi, thủy tinh, cát…  Điều hòa lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải  Nâng cao chất lượng hiệu bước xử lí SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp 2.2.1.1 GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Song chắn rác Song chắn rác dùng để chắn giữ cặn bẩn có kích thước lớn như: giấy, rác, rau, cỏ… gọi chung rác Rác chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ sau chuyển tới để phân hủy cặn (bể mêtan) Tuy nhiên, người ta sử dụng phổ biến loại song chắn rác, vừa kết hợp vừa chắn giữ vừa nghiền rác Song chắn rác cơng trình xử lý sơ chuẩn bị điều kiện cho việc xử lý nước thải sau Trường hợp trạm bơm đặt song chắn rác với kích thước 16 mm khơng thiết phải đặt trạm xử lý (đối với trạm xử lý cơng suất nhỏ) Hình 2.1: Song chắn rác 2.2.1.2 Thiết bị nghiền rác Có thể dùng thay cho song chắn rác, dùng để nghiền, cắt rác thành mảnh nhỏ có kích thước hơn, ngăn cho rác khơng bám chặt lại, khơng cần tách rác khỏi dịng thải Rác vụn giữ lại cơng trình phía sau bể lắng cát, bể lắng đợt 2.2.1.3 Bể lắng cát Trên cơng trình xử lý nước thải, việc cát lắng lại bể lắng gây khó khăn cho cơng tác lấy cặn Ngồi cặn có cát làm cho ống dẫn bùn bể lắng không hoạt động được, máy bơm chóng hỏng Đối với bể mêtan bể lắng hai vỏ cát chất thừa, xây dựng bể lắng cát trạm SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn xử lý lưu lượng nước thải lớn 100 m 3/ngày đêm cần thiết Trong bể lắng cát thường giữ hạt có độ lớn thủy lực U> 24,2 mm/s chiếm gần 60% tổng số Có ba loại bể lắng cát + Bể lắng cát ngang nước chảy thẳng vòng + Bể lắng cát đứng nước dâng từ lên + Bể lắng cát nước chảy xoắn ốc Lượng cát giữ lại bể lắng cát phụ thuộc vào yếu tố: loại hệ thống thoát nước, tổng chiều dài mạng lưới, điều kiện sử dụng, tốc độ nước chảy, thành phần tính chất nước thải… bể lắng cát ngang tiếp tuyến lấy 0,02l/người/ngày đêm; độ ẩm trung bình 60%, khối lượng riêng 1,5 tấn/m (đối với hệ thống thoát nước riêng rẽ) Nước thải Nước sau lắng Bùn lắng Hình 2.2: Bế lắng cát ngang Cấu tạo bể lắng ngang: Đường dẫn nước thải vào; Buồng lắng; Đường dẫn nước thải ra; Hố tập trung bùn 2.2.1.4 Bể lắng Bể lắng dùng để tách chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn trọng lượng riêng nước Các chất lơ lửng nặng từ từ lắng xuống đáy, chất lơ lửng nhẹ tiếp tục theo dịng nước đến cơng trình xử lý Có thể dùng thiết bị thu gom vận chuyển chất lắng tới cơng trình xử lý cặn  Dựa vào chức năng, vị trí chia bể lắng thành loại: bể lắng đợt đặt trước cơng trình xử lý sinh học bể lắng đợt hai sau cơng trình xử lý sinh học SVTH: Đặng Thị Lê Phương 10 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Hình 5.20: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ln(s) Ln(QL) Suy giá trị n K: n = 0.38 K = 6.43 Vậy phương trình thực nghiệm cần tìm là: 5.1.4 Ứng dụng thông số thực nghiệm Từ thông số động học qua mơ hình thí nghiệm bể lọc sinh học hiếu khí, áp dụng vào tính thể tích bể lọc sinh học xử lý nước thải cho cụm dân cư phường 25, quận Bình Thạnh Lưu lượng nước thải sinh hoạt từ cụm dân cư – phường 25, quận Bình Thạnh tính sở lượng nước cấp dự kiến 200 lít/người/ngày Với số lượng dân cư khoảng 4982 người, lưu lượng nước thải từ cụm dân cư – phường 25 ước tính sau: - Nước thải sinh hoạt: 200 lít/người/ngđ x 4982 người = 9964 m3/ngđ(1) - Từ nguồn khác thấm qua hệ thống cống, nhà trẻ, trường học, doanh trại quân đội, … = 20% (1) = 199 m3/ngđ Tổng khoảng 1200 m3/ngđ - Lưu lượng nước thải trung bình theo ngày: = 1200 m3/ngđ Kết thực nghiệm từ mơ hình bể lọc sinh học hiếu khí ta có: - Lượng khơng khí cung cấp q trình lọc hiếu khí: Q = 0.75(cm 3/s) = 2.7 (l/h) - Lượng khơng khí cung cấp ngày: 2.7 x 24 = 64.8 (lít/ngđ) - Lượng oxy cung cấp: - Nồng độ oxy cung cấp: 12.96 x 1.43 = 18.54 (gO2/ngđ) = 12.96 (lít O2/ ngđ) (Khối lượng riêng oxy 1.43 g/l) SVTH: Đặng Thị Lê Phương 85 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn - Thể tích xử lý bể lọc sinh học hiếu khí : V = 35 (lít) - Năng lực oxy hóa bể lọc: NO = - Các thông số thực nghiệm: = 530 (gO2/m3.ngđ) n = 0.38 (n: số thực nghiệm) K = 6.43 (K: số tốc độ phản ứng, m3/kgVSV.ngày) - Phương trình thực nghiệm Trong đó: Se: nồng độ chất dòng nước thải sau xử lý, kgCOD/m3 S0: nồng độ chất nước thải vào bể lọc, kgCOD/m3 NO: Năng lực oxy hóa bể lọc, gO2/m3ngđ   Thông số áp dụng: BOD5 : COD = 0.68 Thể tích bể lọc sinh học: Trong đó: So : Nồng độ BOD5 đầu vào bể lọc sinh học, So = 230 mg/l Se : Nồng độ BOD5 đầu bể lọc sinh học, S = 10.88 mg/l : Lưu lượng trung bình ngày đêm, = 1200 m3/ngđ = 496 m3 SVTH: Đặng Thị Lê Phương 86 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn 5.2 Kết chạy mơ hình hồ thủy sinh Sau xác định tải trọng tối ưu qua bể lọc sinh học Với mục đích nâng cao hiệu xử lý nước đầu đạt chất lượng tốt theo QCVN 14 : 2008/BTNMT Nước thải tiếp tục cho qua hồ thủy sinh có chứa bèo lục bình để xử lý Bảng 5.13: Thành phần nước thải sau bể lọc sinh học STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị pH - 7.3 SS mg/l 98 COD mg/l 64 BOD5 mg/l 45 NTổng mg/l 48 PTổng mg/l 4.0 Coliform tổng MPN/100ml 103 - 104 5.2.1 Kết tổng hợp tiêu nước thải đầu hồ thủy sinh Bảng 5.14: Kết thí nghiệm nước thải đầu hồ thủy sinh Chỉ tiêu Ngày Xử lý pH 7.2 SVTH: Đặng Thị Lê Phương COD Ntổng Ptổng SS (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 58 35.16 2.8 105 87 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Đối chứng 7.3 60 46.23 3.7 110 Ngày Xử lý 7.1 33 27.3 1.9 98 10 Đối chứng 7.1 52 45.11 3.8 102 Ngày Xử lý 6.9 16 3.9 1.3 72 15 Đối chứng 7.2 58 41.72 3.5 101 Ngày Xử lý 6.5 29 13.49 2.4 96 20 Đối chứng 6.9 54 39.62 3.4 95 Ngày Xử lý 6.3 31 16.59 2.5 128 25 Đối chứng 7.1 55 39.38 3.5 102 5.2.2 Giá trị pH qua lần xử lý Bảng 5.15: Kết phân tích tiêu pH STT Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 pH xử lý 7.2 7.1 6.9 6.5 6.3 pH đối chứng 7.3 7.1 7.2 6.9 7.1 Giá trị pH 7.5 6.5 5.5 10 15 20 25 Thời gian ( ngày) pH xử lý pH đối chứng Hình 5.21: Đồ thị biểu diễn giá trị pH qua hồ thủy sinh Qua trình kiểm tra, ta nhận thấy nước đầu vào mơ hình hồ thủy sinh với giá trị pH 7.3 thích hợp cho phát triển bèo lục bình hệ vi sinh vật, đồng thời thuận lợi cho q trình sinh hóa xảy SVTH: Đặng Thị Lê Phương 88 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn pH nước thải đầu đối chứng thí nghiệm với bèo lục bình giảm pH thí nghiệm với bèo lục bình nhỏ đối chứng bèo lục bình vi sinh vật cộng sinh thực trình chuyển hóa sinh hóa làm giảm pH 5.2.3 Hiệu xử lý COD Bảng 5.16: Kết phân tích tiêu COD Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 COD xử lý (mg/l) 58 33 16 29 31 COD đối chứng (mg/l) 60 52 58 54 55 Hàm lượng COD (mg/l) STT 80 60 40 20 Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Thời gian (ngày) COD xử lý (mg/l) COD đối chứng (mg/l) Hình 5.22: Đồ thị biểu diễn giá trị COD qua hồ thủy sinh Bảng 5.17: Hiệu suất xử lý COD hồ thủy sinh Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Hiệu suất xử lý (%) 9.37 48.44 75.00 54.69 51.56 Hiệu suất đối chứng (%) 6.25 18.75 9.37 15.63 14.06 STT SVTH: Đặng Thị Lê Phương 89 MSSV: 106111024 Hiệu suất (%) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn 80 60 40 20 Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Thời gian (ngày) Hiệu suất xử lý (%) Hiệu suất đối chứng (%) Hình 5.23: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD hồ thủy sinh Qua đồ thị hình 5.23 hiệu suất xử lý mơ hình thí nghiệm tăng dần từ lần kiểm tra ngày đến ngày 15, bắt đầu giảm xuống lần kiểm tra ngày 20 ngày 25 Hiệu suất xử lý COD đạt hiệu cao lần kiểm ngày 15 75% Trong hồ thủy sinh chất rắn lắng xuống đáy bể sau bị phân hủy vi sinh vật yếm khí Các chất rắn lơ lửng hữu hòa tan loại hoạt động VSV nằm lơ lửng nước, bám vào bùn lắng, bám vào thân rễ bèo Lục Bình Việc loại bỏ chất hữu phần hoạt động vi sinh vật hấp thu dưỡng chất, phần lớn nhờ thực vật thủy sinh tạo giá bám cho VSV hoạt động 5.2.4 Hiệu xử lý Nitơ tổng Bảng 5.18: Kết phân tích tiêu Nitơ tổng STT Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 N xử lý (mg/l) 35.16 27.3 3.9 13.49 16.59 N đối chứng (mg/l) 46.23 45.11 41.72 39.62 39.38 SVTH: Đặng Thị Lê Phương 90 MSSV: 106111024 Hàm lượng N (mg/l) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn 50 40 30 20 10 Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Thời gian (ngày) N xử lý (mg/l) N đối chứng (mg/l) Hình 5.24: Đồ thị biểu diễn giá trị Nitơ qua hồ thủy sinh Bảng 5.19 : Hiệu suất xử lý Nitơ hồ thủy sinh Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Hiệu suất xử lý (%) 26.75 43.12 91.87 71.89 65.44 Hiệu suất đối chứng (%) 3.69 6.02 13.08 17.46 17.96 Hiệu suất (%) STT 100 80 60 40 20 Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Thời gian (ngày) Hiệu suất xử lý (%) Hiệu suất đối chứng (%) Hình 5.25 : Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Nitơ hồ thủy sinh SVTH: Đặng Thị Lê Phương 91 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Qua đồ thị hình 5.25 ta thấy hiệu xử lý Nitơ tổng đạt hiệu cao lần kiểm tra ngày 15 91.87 % Nitơ chuyển hóa môi trường nước số nguyên nhân:  Thực vật nhận từ chất có chứa nitơ mơi trường để tạo sinh khối  Bị theo dạng amoniac  Vi khuẩn tham gia trình nitrit hóa phản nitrit hóa Q trình phản nitrit hóa xảy điều kiện yếm khí, N giải phóng khỏi hợp chất hóa học chuyển thánh dạng khí ngồi khơng khí 5.2.5 Hiệu xử lý Phốtpho tổng Bảng 5.20: Kết phân tích tiêu Phốtpho tổng Ngày STT Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 2.8 1.9 1.3 2.4 2.5 P đối chứng (mg/l) 3.7 3.8 3.5 3.4 3.5 Hàm lượng P (mg/l) P xử lý (mg/l) Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Thời gian (ngày) P xử lý (mg/l) P đối chứng (mg/l) Hình 5.26: Đồ thị biểu diễn giá trị Phốtpho qua hồ thủy sinh Bảng 5.21: Hiệu suất xử lý Phốtpho hồ thủy sinh STT Hiệu suất xử lý (%) SVTH: Đặng Thị Lê Phương Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 30 52.5 67.5 40 37.5 92 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Hiệu suất (%) Hiệu suất đối chứng (%) 7.5 12.5 15 12.5 80 60 40 20 Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 Thời gian (ngày) Hiệu suất xử lý (%) Hiệu suất đối chứng (%) Hình 5.27 : Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Phốtpho hồ thủy sinh Phốtpho nước thải khử trình hấp thụ kết tủa Hiệu suất đạt kết cao lần kiểm tra ngày 15 67.5 %, nồng độ phốtpho giảm xuống 1.3 (mg/l) 5.2.6 Giá trị SS qua lần xử lý Bảng 5.22: Kết phân tích tiêu SS Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Ngày 25 SS xử lý (mg/l) 79 72 56 73 100 SS đối chứng (mg/l) 89 67 79 82 91 H m lượng SS (m g /l) STT 120 100 80 60 40 20 10 15 20 25 Thời gian ( ngày) SS xử lý (mg/l) SVTH: Đặng Thị Lê Phương 93 SS đối chứng (mg/l) MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Hình 5.28: Đồ thị biểu diễn giá trị SS qua mơ hình thí nghiệm Các chất rắn bám vào bề mặt thực vật bị phân hủy VSV hiếu khí Các chất rắn lắng lắng xuống đáy hồ bị phân hủy vi sinh vật yếm khí Giá trị SS giảm ngày kiểm tra ngày 5, ngày 10, ngày 15 sau lại tăng lên ngày 20, ngày 25 phần rễ bèo Lục Bình già phân hủy hồ Nhận xét: Qua thời gian khảo sát tiến hành thực nghiệm thu kết trên, qua cho thấy kết khả quan trình nghiên cứu, tìm vật liệu lọc làm giá thể cho q trình sinh trưởng dính bám vi sinh vật, đồng thời khảo sát khả xử lý nước thực vật thủy sinh, đạt hiệu tối ưu cao A1 A2 A3 Hình 5.29: Mẫu nước trước sau xử lý A1: Mẫu nước thải đầu vào A2: Mẫu nước sau bể lọc hiếu khí A3: Mẫu nước sau hồ thủy sinh SVTH: Đặng Thị Lê Phương 94 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Nước thải sinh hoạt nghiên cứu suốt q trình thí nghiệm với tính chất COD>80mg/l, BOD>50mg/l, SS>100mg/l Nồng độ ô nhiễm vượt tiêu chuẩn cho phép xả thải theo QCVN 14 : 2008/ BTNMT Quá trình chạy mơ hình lọc sinh học sử dụng giá thể xơ dừa kết hợp với hồ thủy sinh sử dụng bèo lục bình để xử lý nước thải, hiệu suất xử lý cao tương đối ổn định Có kết luận sau:  Trên mơ hình lọc sinh học mơ qui mơ phịng thí nghiệm với giá thể xơ dừa, số liệu thực nghiêm thu qua bể lọc sinh học hiếu khí sử dụng giá thể xơ dừa gồm có: + Trong sáu tải trọng tiến hành gồm 0.32, 0.674, 1.068, 1.938 4.080 kgCOD/m3.ngđ tải trọng 0.674 kgCOD/m3.ngđ tải trọng tối ưu Ở tải trọng này, với thời gian lưu nước tương ứng 12h nồng độ COD đầu vào mơ hình khoảng 337 mg/l, hiệu xử lý đạt 88.72 % + Thơng số động học q trình lọc sinh học hiếu khí xác định tương ứng n= 0.38, K= 6.43 SVTH: Đặng Thị Lê Phương 95 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn  Qua lần phân tích cho thấy hiệu suất xử lý bèo lục bình hồ thủy sinh tăng cao ngày 15 hiệu suất giảm dần ngày 20 ngày 25 Ở ngày 15 hiệu suất xử lý COD đạt 75%, N tổng đạt 91.87%, P tổng đạt 67.5%  Công nghệ xử lý sinh học lọc sinh học sử dụng giá thể xơ dừa kết hợp hồ thủy sinh đơn giản, tốn chi phí, dễ thực hiện, hiệu xử lý cao Có thể áp dụng rộng rãi  Sau tồn môi trường nước thải, giá thể xơ dừa bị mục nát ta ủ làm phân bón (composting), đồng thời sinh khối thu hồ thủy sinh sử dụng vào mục đích như: compost, thức ăn chăn ni làm đồ thủ cơng mỹ nghệ  Với mơ hình xử lý nước thải lọc sinh học kết hợp với hồ thủy sinh cơng nghệ ngành xử lý nước thải 6.2 Kiến nghị đề xuất công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt  Kiến nghị Vì thời gian nghiên cứu có hạn, đố án thực với khối lượng việc nội dung hạn chế nên cần có bổ sung thêm để hồn thiện Các kiến nghị sau:  Đồ án thực loại nước thải nên kết đạt phản ánh khả xử lý mơ hình cách hạn hẹp Cần có thêm nhiều nghiên cứu tương tự nhiều loại nước thải công nghệ khác  Thời gian tồn giá thể xơ dừa bể lọc sinh học hiếu khí khơng lâu nên thực tế chưa áp dụng giá thể vào xử lý Việc tìm kiếm cách thức làm cho bền hơn, sử dụng lâu nghiên cứu hữu ích khác  Tăng cường cơng tác giáo dục nâng cao ý thức cho người dân, cộng đồng xã hội bảo vệ môi trường  Cần phải có quy hoạch tổng thể gắn kết việc phát triển kinh tế đôi với việc bảo vệ môi trường nhằm mục tiêu phát triển bền vững SVTH: Đặng Thị Lê Phương 96 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn  Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt SVTH: Đặng Thị Lê Phương 97 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn NTSH Máy nghiền rác Song chắn rác Hố gom Bể lắng cát Sân phơi cát Bể điều hịa Hóa chất Bể lắng I Máy nén khí Bể lọc sinh học Bể mêtan Sân phơi bùn Bể nén bùn Bể lắng Hồ thủy sinh Nước sau xử lý Hình 6.1: Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Chú thích: Đường dẫn nước thải Đường dẫn bùn Đường dẫn khí Đường dẫn hóa chất Thuyết minh sơ đồ công nghệ xử lý SVTH: Đặng Thị Lê Phương 98 MSSV: 106111024 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn Nước thải sinh hoạt thu gom hệ thống thoát nước khu dân cư dẫn hố gom trạm xử lý có đặt song chắn rác thơ Tại song chắn rác tạp chất khơng tan có kích thướt lớn loại khỏi nước thải Rác sau thu gom đem nghiền máy nghiền rác đưa tới bể mêtan để lên men nước thải tách tiếp tục đưa tới hố gom Sau nước thải hố gom đạt đến mức định bơm đặt hố hom bơm lên song chắn rác tinh có cào rác giới trước đến bể lắng cát Bể lắng cát có nhiệm vụ tạo thời gian lưu thu giữ hạt cát sỏi có kích thước lớn 0,2mm, chất vơ có trọng lượng lớn bị tách khỏi nước, xả vào sân phơi cát Sau nước thải dẫn đến bể điều hòa để điều hòa lưu lượng nước thải nhằm ổn định dòng chảy kết hợp với hệ thống sục khí để chống khả lắng cặn bể Nước thải từ bể điều hịa bơm qua bể lắng I Mục đích để loại bỏ chất rắn lắng được, tách dầu mỡ chất khác, giảm tải trọng hữu cho cơng trình xử lý sinh học phía sau Dịng nước sau bể lắng I tiếp tục chảy qua bể lọc sinh học hiếu khí Tại bể lọc, nước thải xử lý q trình sinh học dính bám hiếu khí Các hợp chất hữu giữ lại nhờ vật liệu lọc Nước thải tiếp tục chạy qua bể lắng II Tại đây, phần bùn tạo q trình oxi hóa bể hiếu khí lắng xuống đáy bể nước Phần bùn dư định kì bơm vào bể nén bùn sau chuyển tới bể mêtan Nước từ bể lắng II chảy qua hồ thủy sinh sử dụng hệ thực vật kèm với q trình sục khí để tránh q trình kỵ khí xảy đáy hồ Mục đích nhằm giảm hàm lượng nitơ, phốtpho, Đồng thời hồ cịn có khả khử trùng nhờ ánh sáng tự nhiên Sau nước thải nguồn tiếp nhận Toàn lượng bùn cặn thu nhận sau lên men bể mêtan chuyển qua sân phơi bùn làm khô đến mức độ định Bùn cặn sau dùng cho mục đích sản xuất nông nghiệp SVTH: Đặng Thị Lê Phương 99 MSSV: 106111024 ... xử lý ô nhiễm hữu nước thải sinh hoạt mà cụ thể lấy số SS, COD số khảo sát hiệu xử lý nước thải qua bể lọc hiếu khí sử dụng xơ dừa làm giá thể Bên cạnh đồ án khảo sát hiệu xử lý nước thải qua hồ. .. gián đoạn với nước thải Phương pháp dùng vi sinh vật cố định để xử lý nước thải phân làm ba phương pháp: phương pháp vận chuyển kết gắn, phương pháp bẫy phương pháp liên kết chéo q trình xử lý. .. học sinh học nước thải, chất kỹ thuật xử lý nước thải chia làm ba nhóm chính: lý học (cơ học), hóa học, sinh học 2.2.1 Phương pháp xử lý học Xử lý học giai đoạn thiếu hệ thống xử lý nước thải Phương