(Khoá luận tốt nghiệp) nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp với thảm thực vật từ cây phát lộc

Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phịng LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp vừa qua, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo tận tình thầy cơ, gia đình bạn bè Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến cô giáo Ths Nguyễn Thị Cẩm Thu – giảng viên môn Môi trường – Trường Đại học Dân lập Hải Phòng định hướng, bảo, giúp đỡ em suốt trình làm khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo khoa Mơi trường nói riêng thầy cô trường Đại học Dân lập Hải phịng nói chung tận tình giảng dạy nhiều kiến thức giúp đỡ em suốt năm học tập thời gian làm tốt nghiệp vừa qua Cuối em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em mặt suốt q trình học tập Mặc dù có cố gắng thời gian trình độ thân cịn nhiều hạn chế nên khóa luận em cịn thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn Hải Phòng, ngày 30 tháng 09 năm 2011 Sinh viên Bùi Thái Ninh Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Nƣớc thải sinh hoạt 1.1.1 Nước thải phân loại nước thải 1.1.2 Các tiêu đánh giá nước thải đặc trưng nước thải sinh hoạt 1.1.2.1.Các tiêu đánh giá nước thải 1.1.2.2 Đặc trưng nước thải sinh hoạt 13 1.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt 16 1.2.1 Phương pháp học 16 1.2.2 Phương pháp hóa học hóa lý 19 1.2.3 Phương pháp sinh học 20 1.3 Xử lý nƣớc thải lọc sinh học (BIOFILTER) 24 1.3.1 Lọc sinh học 25 1.3.2 Điều kiện trình làm việc lọc sinh học 27 1.3.3 Ưu nhược điểm lọc sinh học xử lý nước thải 28 1.4 Xử lý nƣớc thải giàu chất hữu phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thảm thực vật từ “phát lộc” 30 1.4.1 Phương pháp xử lí nước thải thảm thực vật 30 1.4.2 Đặc điểm “phát lộc” 32 CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 34 2.1.1 Mục đích nghiên cứu 34 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 34 2.2 Dụng cụ thiết bị hóa chất 34 2.2.1 Dụng cụ thiết bị 34 2.2.2 Hóa chất 34 Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 35 2.3.1 Phương pháp khảo sát thực địa 35 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu nước thải sinh hoạt 35 2.3.3 Phương pháp Pilot 35 2.3.4 Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu 36 2.3.5 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 36 2.3.5.1 Phương pháp xác định NH4+ 36 2.3.5.2 Phương pháp xác định COD 39 2.3.5.3 Xác định pH 41 2.4 Quy trình thực nghiệm 41 2.4.1 Lọc sinh học 42 2.4.2 Thảm thực vật 44 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 3.1 Khảo sát đặc tính nước thải giàu hợp chất hữu 46 3.2 Kết xử lí nƣớc thải phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí 47 3.2.1 Kết trình tiến hành xử lý .47 3.2.2 Nhận xét chung 49 3.3 Kết trình xử lí bổ xung thảm thực vật 50 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 4.1 Kết luận 54 4.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 59 Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng MỞ ĐẦU Đất nước ta đà phát triển mặt lĩnh vực công nghiệp hoá, đại hoá kinh tế, nhằm đạt mục tiêu chiến lược trở thành nước công nghiệp tiên tiến vào năm 2020 Song song với hoạt động để đạt mục tiêu đó, nhiệm vụ thiếu phần quan trọng bảo vệ môi trường phát triển bền vững kinh tế Trong nhịp điệu phát triển chung nước, đô thị Việt Nam không ngừng mở rộng phát triển theo hướng cơng nghiệp hố, đại hố Tốc độ thị hố ngày cao, đời sống người dân cải thiện làm nảy sinh vấn đề nghiêm trọng môi trường Công tác bảo vệ môi trường chưa đầu tư cách, hoạt động thương mại, dịch vụ, sinh hoạt nguồn phát sinh ô nhiễm nghiêm trọng chưa quan tâm Trong nhiễm mơi trường nước vấn đề đáng báo động Đặc biệt, tình trạng nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp chưa xử lý thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt, nước ngầm, đồng thời tác động xấu đến cảnh quan đô thị ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người Có nhiều phương pháp xử lý nước thải, tích chất thành phần nước thải khác cần lựa chọn phương pháp xử lý cho phù hợp Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý đưa phương pháp học, hóa lý, hóa học, sinh học… Trong phương pháp sinh học phương pháp đem lại hiệu cao mặt kinh tế, không để lại nhiều ảnh hưởng tới môi trường, phù hợp dễ áp dụng thực tế Trong phạm vi định, phương pháp khơng cần dùng đến hóa chất mà dùng hệ vi sinh vật có sẵn nước thải để phân hủy chất bẩn Do đó, “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp với thảm thực vật từ phát lộc” việc làm cần thiết, đáp ứng yêu cầu thực tiễn Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Nƣớc thải sinh hoạt [10 ,11] 1.1.1 Nước thải phân loại nước thải a, Vài nét nước thải Nước bị ô nhiễm nước bị thay đổi thành phần q trình tuần hồn thủy qua sử dụng người Nước thải nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt,dịch vụ,tưới tiêu,sản xuất,chế biến…Tùy thuộc vào nguồn gốc phát sinh nước thải mà người ta chia làm nhiều loại nước thải khác nhau: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải đô thị, nước thấm qua, nước thải tự nhiên Nước thải có chứa nhiều thành phần vô cơ, hữu sinh vật sống (bao gồm sinh vật thủy sinh vi sinh vật) Nếu thành phần có hàm lượng cao gây hại cho môi trường sống người Các thành phần gây nhiễm nước thải: - Các chất hữu bền vửng khó phân hủy - Các chất hữu dễ bị phân hủy - Các chất vô cơ, kim loại nặng, ion vô - Các chất rắn, chất phóng xạ - Các chất gây màu, mùi - Các chất hoạt động bề mặt, dầu mỡ… - Thủy sinh vi sinh vật Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp Apha ( GTZ, 1989) [1] Các chất (mg/l) Mức nhiễm Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn 1000 500 200 Chất rắn hoà tan 700 350 120 Chất rắn không tan 300 150 Tổng chất rắn lơ lửng 600 350 120 Chất rắn lắng (mg/l) 12 BOD5 300 200 100 Oxy hoà tan 0 Tổng Nitơ 85 50 25 N - hữu 35 20 10 N – ammoniac 50 30 15 N- NO2 0,1 0,05 N – NO3 0,4 0,2 - Clorua 175 100 0,1 Độ kiềm (mg CaCO3/l) 200 100 15 Chất béo 40 20 50 Tổng phospho (mg/l) - b, Phân loại nước thải đặc điểm gây ô nhiễm Mỗi loại nước thải khác nguyên nhân khác gây ra, mà có thành phần đặc tính khác Chính việc phân loại nước thải cách giúp có biện pháp xử lí thích hợp Sau số loại nước thải chính: Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải thải từ hộ gia đình, khu dân cư, khu thương mại, quan, bệnh viện, trường học, khu công cộng… Đặc điểm nước thải sinh hoạt chúng có hàm lượng lớn chất hữu dễ bị thủy phân (hydratcacbon, protein, chất béo) chất vô dinh dưỡng (photphat, nitơ), trứng giun, sán, với vi sinh vật (cả vi sinh vật gây bệnh) chủ yếu vi khuẩn… tùy vùng, nơi mà hàm lượng chất nhiễm khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện vùng, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng cơng trình tiếp nhận nước thải Ở nước ta, lượng nước thải phát sinh trung bình đầu người 100 – 150 lít Tính cho sản xuất khoảng 250 lít/người/ngày, nước phát triển lên tới 400 lít/người/ngày Nước thải công nghiệp Nước thải công nghiệp nước thải qua q trình sản xuất xí nghiệp công nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải… Nước thải loại khơng có đặc điểm chung thành phần mà phụ thuộc vào quy trình cơng nghệ loại sản phẩm sản xuất Nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm có hàm lượng chất hữu dễ phân hủy cao, ngược lại nghành cơng nghiệp kim khí,hóa chất, khống hóa, thuộc da… lượng chất hữu mà chủ yếu kim loại nặng, sunfua, độ axit, độ kiềm hay chì cao… Nó bao gồm nước thải sinh hoạt, lượng nhỏ khoảng 5% Đặc điểm chung nước thải công nghiệp lưu lượng ổn định, tập trung dễ thu gom để xử lí Tuy nhiên, nước thải loại lại có độc tính cao, khơng xử lý gây hại lớn cho môi trường Nước thấm qua Là khái niệm nước mưa thấm vào hệ thống ống nhiều cách khác nhau, qua khớp nối, ống có khuyết tật thành hố ga, hố xí Nước thải tự nhiên Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Là khái niệm nước mưa thành phố đại, chúng thu gom theo hệ thống ống nước riêng Nước thải thị Nước thải đô thị thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống thoát nước thành phố, hỗn hợp loại chất thải nói 1.1.2 Các tiêu đánh giá nƣớc thải đặc trƣng nƣớc thải sinh hoạt 1.1.2.1.Các tiêu đánh giá nước thải [11] Độ pH Độ pH tiêu xác định nước cấp nước thải Chỉ số cho biết có cần phải trung hịa hay khơng tính lượng hóa chất cần thiết q trình xử lý đơng tụ, khử khuẩn… Trị số pH thay đổi ảnh hưởng đến q trình hịa tan, keo tụ, làm tăng hay giảm tốc độ phản ứng, ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng vi sinh vật nước pH nước thải có ý nghĩa quan trọng trình xử lý nước thải Trong thực tế, cơng trình xử lý nước thải phương pháp sinh học thường làm việc tốt khoảng pH – 7,6 Thường vi sinh vật phát triển tốt môi trường trung tính pH từ – Các nhóm vi sinh vật khác có mức giới hạn pH khác Ví dụ vi khuẩn nitrit phát triển thuận lợi khoảng pH từ 4,8 – 8,8, vi khuẩn nitrat pH từ 6,5 – 9,3 Vi khuẩn lưu huỳnh tồn mơi trường pH từ – Với nước thải sinh hoạt thường có pH từ 7,2 – 7,6 Hàm lượng chất rắn Hàm lượng chất rắn tiêu vật lý đặc trưng quan trọng nước thải Nó bao gồm chất nổi, chất lơ lửng, keo chất hòa tan Các chất rắn nước thải bao gồm chất vơ hịa tan khơng hịa tan đất đá dạng huyền phù lơ lửng Các chất hữu xác vi sinh vật, tảo, động vật phù du… Chất rắn làm trở ngại cho trình lưu chuyển, xử dụng làm giảm chất lượng nước Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Hàm lượng chất rắn xác định qua tiêu cụ thể sau: - Chất rắn tổng số (TS): trọng lượng chất khô phần cịn lại sau cho bay lít nước thải bếp cách thủy xấy khô 103 0C hàm lượng không đổi, đơn vị tính g/l mg/l - Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS): trọng lượng khô chất rắn lại giấy lọc lọc lít nước thải sấy khơ 103 0C – 1050C, với trọng lượng khơng đổi, đơn vị tính g/l mg/l - Chất hòa tan (DS): hàm lượng chất rắn hịa tan hiệu số tổng chất rắn với huyền phù: DS = TS – SS Đơn vị tính mg/l - Chất bay (VS): trọng lượng nung chất huyền phù SS 5500C khoảng thời gian xác định Đơn vị tính mg/l phần trăm TS hay SS Chỉ số thường biểu thị cho chất hữu có nước - Chất rắn lắng: số ml phần chất rắn lít mẫu nước lắng xuống đáy sau khoảng thời gian Đơn vị ml/l Độ cứng Trong nước có chứa ion kiềm gây cho nước có độ cứng,nó khơng ảnh hưởng đến sức khỏe người ảnh hưởng đến q trình cơng nghệ xử lý Chỉ số khơng quan trọng Màu Nước thải thường có màu, thường có màu từ nâu đến đen hay đỏ nâu Màu nước tạo do: - Các chất hữu xác động, thực vật phân rã tạo thành - Nước có sắt mangan dạng hịa tan - Nước có chất thải cơng nghiệp (crom, lignin, tannin) Màu nước thường chia hai dạng: - Màu thực: chất hòa tan hay hạt keo - Màu biểu kiến: màu chất lơ lửng tạo nên Trên thực tế, người ta xác định màu thực tế nước, nghĩa sau lọc bỏ chất không tan Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Độ đục Độ đục nước da hạt rắn vô lơ lửng, chất hữu phân rã hay xác động thực vật gây lên Độ đục làm giảm khả truyền dẫn ánh sáng nước, gây cảm quan, giảm chất lượng nước Các hạt vật chất lơ lửng hấp thụ ion kim loại độc chất gây bệnh, gây khó khăn cho q trình khử khuẩn Oxy hịa tan (DO – Disolved Oxygen) Oxy hòa tan tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước Nước số cao hay lượng oxy hòa tan cao Đây số quan trọng việc đánh giá vi sinh vật nước thải ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển vi sinh vật Chỉ số phụ thuộc vào yếu tố áp suất, nhiệt độ đặc tính nước (nồng độ thành phần chất hòa tan, vi sinh vật, thủy sinh…) Nồng độ oxy hòa tan nước thường dao động từ – mg/l nhiệt độ bình thường Chỉ số BOD (Biochemical Oxygen Demand) Là lượng chất hữu bị phân huỷ vi sinh vật hiếu khí Đó chất hữu dễ bị phân huỷ có nước BOD biểu thị số gam hay miligam O2 vi sinh vật tiêu thụ để oxy hoá chất hữu bóng tối điều kiện chuẩn nhiệt độ thời gian Phương trình tổng quát: Chất hữu + O2 Vi khuẩn CO2 + H2O + tế bào + sản phẩm cố định Q trình địi hỏi thời gian dài ngày, phải phụ thuộc vào chất chất hữu cơ, chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, số chất có độc tính nước Bình thường 70% nhu cầu oxy sử dụng ngày đầu, 20% ngày 99% ngày thứ 20 100% ngày thứ 21 Để xác định sô BOD5 người ta lấy mẫu định cho vào chai sẫm màu, pha loãng thể tích dung dịch pha lỗng (nước cất bổ sung vài nguyên tố dinh dưỡng N, P, K bão hoà oxy theo tỉ lệ tính tốn sẵn, cho đảm Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 10 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thảm thực vật từ thủy trúc lựa chọn áp dụng để xử lý 3.2 Kết xử lí nƣớc thải phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí Tiến hành khảo sát khả xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống xử lý lọc sinh học mẫu nước cống thoát nước thải khu Quán Nam Hiệu xử lý đánh giá qua tiêu NH4+, COD 3.2.1 Kết trình tiến hành xử lý a, Mẫu nước thải sinh hoạt ngày 19/09/2011 Ngày 19/09/2011 tiến hành lấy mẫu nước thải phân tích khảo sát hiệu xử lý nước thải hệ thống, thông số thể qua bảng 3.2 Bảng 3.2 Mẫu nước thải khu Quán Nam (Ngày 19/09/11 – Mẫu 1) NH4+ (mg/l) Thời gian xử COD (mg/l) lý (h) C(mg/l) H(%) C(mg/l) H(%) 13.99 760 8.06 42.4 522 31.32 7.63 45.5 512 32.63 7.11 49.2 411 46 QCVN 24:2009 10 100 BTNMT(B) Nhận xét: - Thông số NH4+ giảm dần qua thời gian xử lý 2, 4, 6, qua 2h đạt tiêu xả thải môi trường - Thông số COD giảm qua 6h xử lý, chưa đủ tiêu chuẩn để xả thải mơi trường Vì vậy, cần phải có biện pháp xử lý bổ xung Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 47 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng b, Mẫu nước thải sinh hoạt ngày 24/09/2011 Ngày 24/09/2011 tiến hành lấy mẫu nước thải phân tích khảo sát hiệu xử lý nước thải hệ thống, thông số thể qua bảng 3.3 Bảng 3.3 Mẫu nước thải khu Quán Nam (Ngày 24/09/11 – Mẫu 2) NH4+ (mg/l) Thời gian COD (mg/l) xử lý (h) C(mg/l) H(%) C(mg/l) H(%) 10.68 792 7.39 30.81 538 32.07 7.37 31 527 33.5 6.80 36.3 425 46.34 QCVN 24:2009 10 100 BTNMT(B) Nhận xét: - Thông số NH4+ giảm dần qua thời gian xử lý 2, 4, qua 2h đạt tiêu xả thải môi trường - Thông số COD giảm qua 6h xử lý, chưa đủ tiêu chuẩn để xả thải mơi trường Vì vậy, cần phải có biện pháp xử lý bổ xung c, Mẫu nước thải sinh hoạt ngày29/09/2011 Ngày 20/09/2011 tiến hành lấy mẫu nước thải phân tích khảo sát hiệu xử lý nước thải hệ thống, thông số thể qua bảng 3.4 Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 48 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Bảng 3.4 Mẫu nước thải khu Quán Nam (Ngày 29/09/11 – Mẫu 3) NH4+ (mg/l) Thời gian xử lý (h) COD (mg/l) C(mg/l) H(%) C(mg/l) H(%) 13.44 754 8.55 36.4 536 29 8.18 39.14 497 34.1 7.20 46.43 402 46.55 QCVN 24:2009 10 100 BTNMT(B) Nhận xét: - Thông số NH4+ giảm dần qua thời gian xử lý 2, 4, 6, qua 2h đạt tiêu xả thải môi trường - Thông số COD giảm qua 6h xử lý, chưa đủ tiêu chuẩn để xả thải môi trường Vì vậy, cần phải có biện pháp xử lý bổ xung 3.2.2 Nhận xét chung: Sự thay đổi nồng độ NH4+ theo thời gian xử lý 16 14 C(mg/l) 12 NH4+ đầu vào 10 NH4+ sau 2h xử lý NH4+ sau 4h xử lý NH4+ sau 6h xử lý 19/9 24/9 29/9 t(ngày) Hình 3.1 Đồ thị biễu diễn thông số NH4+ theo thời gian xử lý Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 49 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phịng Từ kết phân tích cho thấy hàm lượng amoni nước giảm dần theo thời gian, nhiên mẫu có tăng nồng độ amoni giai đoạn đầu (từ – giờ) Điều giải thích nitơ nước thải tồn hợp chất hữu (protein, axit amin, chất béo…), sau nước thải chạy qua tiếp xúc với màng vi sinh vật bị phân hủy, giai đoạn đầu tạo amoni làm cho số tăng lên Tiếp theo diễn trình oxy hóa sinh hóa, chuyển hóa chất amoni thành nitrit nitrat, làm cho hàm lượng amoni giảm dần theo thời gian xử lý Vi sinh vật sử dụng phần chất hữu có nước thải để xây dựng tế bào, phần chất bị vi khuẩn nitrat hóa (nitrosomonas) chuyển thành NO2- giải phóng lượng theo phương trình: NH4+ + 3/2O2 → NO2- + H2O + 2H+ + lượng Sau vi khuẩn nitrobacter chuyển hóa tiếp NO2- thành NO3- Chính vị hàm lượng amoni nước thải giảm nhanh qua lọc sinh học Sự thay đổi COD theo thời gian xử lý 900 800 C(mg/l) 700 600 COD đầu vào 500 COD sau 2h xử lý 400 COD sau 4h xử lý 300 COD sau 6h xử lý 200 100 19/9 24/9 29/9 t(ngày) Hình 3.2 Đồ thị biễu diễn thơng số COD theo thời gian xử lý Thông số COD giảm dần, đạt hiệu tối ưu qua 6h xử lý tiếp tục giảm qua 24h, hiệu cao mẫu cho đến mẫu hiệu có giảm chút Do qua 24h sang đến thời gian VSV bám vào lớp vật liệu tạo màng già chết trôi vào nước Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 50 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phịng 3.3 Kết q trình xử lí bổ xung thảm thực vật Qua khảo sát thí nghiệm thực tế, ta kết sau: a, Xử lý bổ xung thảm thực vật mẫu Bảng 3.5 Xử lí bổ xung thảm thực vật (Ngày 19/09/11 – Mẫu 1) Thời gian xử lý (h) NH4+ (mg/l) COD (mg/l) C(mg/l) H(%) C(mg/l) H(%) 7.11 411 24 5.20 26.9 278 56.7 48 3.41 52.04 130 68.4 72 2.85 60 87 78.83 10 QCVN 24:2009 100 BTNMT(B) Từ kết ta so sánh với QCVN 24:2009 BTNMT(B) đủ TC xả thải môi trường b, Xử lý bổ xung thảm thực vật mẫu Bảng 3.6 Xử lí bổ xung thảm thực vật (Ngày 24/9/11 – Mẫu 2) Thời gian xử lý (h) NH4+ (mg/l) COD (mg/l) C(mg/l) H(%) C(mg/l) H(%) 6.80 425 24 5.77 15.16 302 29 48 4.11 39.6 148 65.18 72 3.90 42.26 94 76.24 QCVN 24:2009 10 100 BTNMT(B) Từ kết ta so sánh với QCVN 24:2009 BTNMT(B) đủ TC xả thải mơi trường Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 51 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng c, Xử lý bổ xung thảm thực vật mẫu Bảng 3.7 Xử lí bổ xung thảm thực vật (Ngày 29/9/11 – Mẫu 3) Thời gian xử lý (h) NH4+ (mg/l) COD (mg/l) C(mg/l) H(%) C(mg/l) H(%) 7.20 402 24 5.60 22.22 298 25.87 48 3.97 25.2 120 70.15 72 3.66 49,2 75 81.13 QCVN 24:2009 10 100 BTNMT(B) Từ kết ta so sánh với QCVN 24:2009 BTNMT(B) đủ TC xả thải mơi trường Nhận xét chung: Trong q trình từ nước thải xử lý qua lớp vật liệu lọc thơng số xử lý chưa đáp ứng tiêu chuẩn để xả thải môi trường Theo QCVN 24 :2009 BTNMT (loại B) Khi đưa lượng nước thải vào bể ni có hiệu xuất xử lý tốt Do vai trị chuyển hóa chất hữu hệ VSV rễ thân cây, vận chuyển oxy qua thân xuống rễ Vì vậy, rễ mơi trường tốt để VSV dính bám Sự thay đổi nồng độ NH4+ theo thời gian lưu bể Tuy tiêu NH4+ trước xử lý bổ xung đạt tiêu chuẩn để xả thải vào môi trường, ta lưu qua bể nuôi để đạt hiệu tối ưu Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 52 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng C(mg/l) NH4+ đầu vào bể lưu NH4+ sau 24h lưu bể NH4+ sau 48h lưu bể NH4+ sau 72h lưu bể 19/9 24/9 29/9 t(ngày) Hình 3.3 Đồ thị biễu diễn thông số NH4+ qua thời gian lưu bể Sự thay đổi COD theo thời gian lưu bể Thơng số COD sau q trình xử lý lọc sinh học chưa đáp ứng tiêu để xả thải vào môi trường, qua q trình xử lý bổ xung thơng số đạt hiệu tốt 450 400 C(mg/l) 350 300 COD đầu vào bể lưu 250 COD sau 24h lưu bể 200 COD sau 48h lưu bể 150 COD sau 72h lưu bể 100 50 19/9 24/9 29/9 t(ngày) Hình 3.4 Đồ thị biễu diễn thơng số COD qua thời gian lưu bể Sau 72 xử lý hàm lượng COD giảm tương đối nhanh, cịn mức 100mg/l Điều chứng tỏ, khả thích nghi “phát lộc” mơi trường nước thải sinh hoạt tốt Bên cạnh khả xử lý amoni tốt, amoni đạt tiêu chuẩn trước nuôi cây, sau 72 xử lý nồng độ giảm thấp 2.85 – 3.9mg/l Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 53 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua trình học tập nghiên cứu, khóa luận giới thiệu vấn đề chung nước thải từ khái niệm, số tiêu đánh giá chất lượng nước thải, quy trình xử lý nước thải nói chung, phương pháp xử lý, tiêu biểu phương pháp sinh học… Trong đó, chương 2, sâu vào nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp với thảm thực vật từ “phát lộc” mơ hình áp dụng cho hộ gia đình 1, Đánh giá mức độ nhiễm nước thải sinh hoạt khu dân cư thông số ô nhiễm sau: QCVN STT Chỉ tiêu COD So sánh QCVN Khoảng dao 24:2009 Đơn vị động BTNMT(B) 750 – 795 100 mg/l >7 – lần 10 – 14 10 mg/l >1,4 – 1,5 lần 6–8 5.5 – – Trong giới hạn 24:2009 BTNMT(B) NH4+ pH 2, Tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải mơ hình thí nghiệm với phần xử lý lọc sinh học hiếu khí vật liệu lọc đá giăm, sỏi, cát, than củi kết hợp thảm thực vật từ phát lộc Qua nghiên cứu thu kết sau: - Thời gian xử lý bể hiếu khí 6h với hiệu xử lý COD cao - NH4+ giảm nhẹ tương đối đều, đạt tiêu chuẩn khoảng 2h đầu xử lý, pH dao động khoảng cho phép Vậy tổng thông số ô nhiễm chưa đạt tiêu chuẩn xả thải ngồi mơi trường Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 54 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Xử lý qua bể trồng phát lộc cần kiểm soát đầu vào nguồn nước thải, sau ngày cho kết đạt QCVN24/2009 BTNMT, phép xả thải mơi trường ngồi - Phương pháp có ưu điểm đơn giản tiết kiệm vận hành Lượng bùn dư sinh chi phí để xử lý bùn - Dễ hợp khối với cơng trình khác, mở triển vọng ứng dụng rộng rãi, đặc biệt áp dụng cho quy mơ hộ gia đình, thảm thực vật tạo cảnh quan đẹp mắt, nhiều ứng dụng thực tế 4.2 KIẾN NGHỊ Kết nghiên cứu cho thấy nguồn nước thải sinh hoạt bị ô nhiễm chất hữu cao, xả thải trực tiếp ngồi mơi trường tiếp nhận gây nhiễm nghiêm trọng Vì để đảm bảo chất lượng nước trước thải mơi trường cần phải có biện pháp xử lý hiệu thích hợp, đem lại hiệu tốt kinh tế môi trường Việc xử lý nước thải sinh hoạt lọc hiếu khí kết hợp thảm thực vật cho hiệu xử lý tốt Ưu điểm phương pháp tận dụng khoảng đất nhỏ bên hồ tiếp nhận nước thải để trồng cây, giảm thiểu diện tích xây dựng mơ hình áp dụng thực tế hộ gia đình, áp dụng tạo cảnh quan cho ngơi nhà xanh, đẹp Thêm vào nước thải sinh hoạt thường có nhiều vào buổi sáng chiều tối, nên nước thải đổ thường thay đổi Xử lý qua bể ni cần kiểm sốt đầu vào nguồn nước thải, sau 72h lưu cho kết đạt QCVN 24:2009 BTNMT, phép xả thải môi trường ngồi Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 55 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Cát Phương pháp phân tích chất lượng nước thải (tài liệu biên dựa phương pháp chuẩn APHA, 1995) Viện hóa học, 1998 [2] Tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam môi trường, NXB Khoa học kỹ thuật, 1996 [3] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải [4] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga Công nghệ xử lý nước thải, NXB khoa học kỹ thuật [5] Trần Hiếu Nhuệ Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp NXB Khoa [6] Lƣơng Đức Phẩm Cơng nghệ xử lí nước thải biện pháp sinh học NXB Giáo dục, Hà Nội, 2000 [7] Lƣơng Đức Phẩm Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học [8] Trịnh Lê Hùng Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Giáo dục, 2006 [9] Hoàng Kim Cơ, Trần Hữu Uyển, Lƣơng Đức Phẩm, Dƣơng Đức Hồng Kỹ thuật môi trường, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 [10] www.ctu.edu.vn [11] www.environment-safety.com [12] Trần Đức Hạ Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 56 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phịng DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Ý nghĩa COD Nhu cầu oxy hóa học BOD Nhu cầu oxy sinh hóa SS Chất rắn lơ lửng DO Hàm lượng oxy hòa tan TSS Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng TP Tổng hàm lượng photpho TN Tổng hàm lượng nitơ LC50 Chỉ số cho phép xác định nồng độ độc tính VSV Vi sinh vật 10 VS Chất bay 11 DS Chất hòa tan 12 TS Chất rắn tổng số 13 NXB 14 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 15 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 16 VK Nhà xuất Vi khuẩn Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 57 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng PHỤ LỤC QCVN 24 :2009 BTNMT Thông số STT Đơn vị Giá trị C A B C 40 40 Nhiệt độ pH - 6–9 5.5 – Mùi - Không khó chịu Khơng khó chịu - 20 70 Độ mầu (Co – Pt pH = 7) BOD5 (200C) mg/l 30 50 COD mg/l 50 100 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 Asen mg/l 0.05 0.1 Thủy ngân mg/l 0.005 0.01 10 Chì mg/l 0.1 0.5 11 Cadimi mg/l 0.005 0.01 12 Crom (VI) mg/l 0.05 0.1 13 Crom (III) mg/l 0.2 14 Đồng mg/l 2 15 Kẽm mg/l 3 16 Niken mg/l 0.2 0.5 17 Mangan mg/l 0.5 18 Sắt mg/l 19 Thiếc mg/l 0.2 20 Xianua mg/l 0.07 0.1 21 Phenol mg/l 0.1 0.5 22 Dẫu mỡ khoáng mg/l 5 Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 58 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng 23 Dầu động thực vật mg/l 10 20 24 Clo dư mg/l 25 PCB mg/l 0.003 0.01 mg/l 0.3 mg/l 0.1 0.1 26 27 Hóa chất bảo vệ thực vật lân hữu Hóa chất bải vệ thực vật clo hữu 28 Sunfua mg/l 0.2 0.5 29 Florua mg/l 10 30 Clorua mg/l 500 600 mg/l 10 31 Amoni ( tính theo Nitơ) 32 Tổng nitơ mg/l 15 30 33 Tổng phospho mg/l 34 Coliform 3000 5000 Bq/l 0.1 0.1 Bq/l 1.0 1.0 35 36 MPN/10 Tổng hoạt độ phóng xạ α Tổng hoạt độ phóng xạ β Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 0ml 59 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phịng DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các phương pháp xử lý học 17 Hình 1.2 Các phương pháp xử lý nước thải phương pháp hóa học hóa lý 19 Hình 1.3 Đồ thị điển hình tăng trưởng vi sinh vật 23 Hình 1.4 Cây phát lộc 33 Hình 2.1 Xây dựng đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ Amoni 38 Hình 2.2 Xây dựng đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ COD 40 Hình 2.3 Mơ hình sơ đồ thiết bị theo mặt thẳng đứng 42 Hình 2.4 Mơ hình hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lọc sinh học kết hợp xử lý bổ xung thảm thực vật từ phát lộc 45 Hình 3.1 Đồ thị biễu diễn thông số NH4+ theo thời gian xử lý 49 Hình 3.2 Đồ thị biễu diễn thơng số COD theo thời gian xử lý 50 Hình 3.3 Đồ thị biễu diễn thơng số NH4+ qua thời gian lưu bể 53 Hình 3.4 Đồ thị biễu diễn thơng số COD qua thời gian lưu bể 53 Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 60 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Dân lập Hải Phòng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.2 Tiêu chuẩn thải nước số loại sở dịch vụ cơng trình cơng cộng [12] 15 Bảng 1.3 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt thị [12] 16 Bảng 1.4 Áp dụng công trình học xử lý nước thải (Metcalf & Eddy, 1991) 18 Bảng 1.6 Các phương pháp sinh học xử lý nước thải [6] 21 Bảng 2.1 Kết xây dựng đường chẩn Amoni 37 Bảng 2.2.Kết xây dựng đường chuẩn COD 40 Bảng 3.1 Chỉ số ô nhiễm nước mẫu thải sinh hoạt khu dân cư Quán Nam 46 Bảng 3.2 Mẫu nước thải khu Quán Nam (Ngày 19/09/11 – Mẫu 1) 47 Bảng 3.3 Mẫu nước thải khu Quán Nam (Ngày 24/09/11 – Mẫu 2) 48 Bảng 3.4 Mẫu nước thải khu Quán Nam (Ngày 29/09/11 – Mẫu 3) 49 Bảng 3.5 Xử lí bổ xung thảm thực vật (Ngày 19/09/11 – Mẫu 1) 51 Bảng 3.6 Xử lí bổ xung thảm thực vật (Ngày 24/9/11 – Mẫu 2) 51 Bảng 3.7 Xử lí bổ xung thảm thực vật (Ngày 29/9/11 – Mẫu 3) 52 Sinh viên: Bùi Thái Ninh – MT1101 61