(Khoá luận tốt nghiệp) nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng cánh đồng lọc quy mô phòng thí nghiệm

Khố luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng LỜI MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên quý giá thiếu người, với phát triển xã hội nhu cầu nước ngày tăng theo nhịp độ phát triển đô thị phát triển xã hội, nhu cầu nước cho nuôi trồng động, thực vật ngày nhiều Chất lượng nước cho đối tượng khác có điều trồng, vật nuôi, người tiêu thụ nước cần phải phát triển bình thường khơng bị nhiễm độc trước mắt lâu dài Điều đặt vấn đề cần bảo vệ nguồn nước môi trường sống quanh ta để đảm bảo sống lâu bền lồi người trái đất Để cải thiện tình trạng có nhiều phương pháp xử lý đưa phương pháp học, hoá-lý, hoá học, sinh học Trong phương pháp cánh đồng lọc sinh học phương pháp đem lại hiệu cao kinh tế không làm phức tạp thêm môi trường, phù hợp dễ áp dụng thực tế Trong phạm vi định, phương pháp không cần dùng đến hố chất mà dùng hệ vi sinh vật có sẵn nước thải mơi trường đất để phân huỷ chất bẩn Được động viên, giúp đỡ ThS Hoàng Thị Thúy, em thực đề tài ― Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt cánh đồng lọc quy mơ phịng thí nghiệm ‖ nhằm đóng góp phần việc áp dụng phương pháp cánh đồng lọc vào thực tế Việt Nam Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƢƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, phân loại, thành phần nƣớc thải sinh hoạt 1.1.1 Khái niệm nước thải [5] Nước thải nước qua sử dụng cho mục đích sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu, chế biến…mà thành phần, tính chất bị thay đổi so với nước ban đầu Trong nước thải có chứa tạp chất vô hữu thường tồn dạng khơng hịa tan, keo, hịa tan, lơ lửng vi sinh vật Nếu thành phần có hàm lượng cao gây hại cho môi trường sống người 1.1.2 Phân loại nước thải [7] Thông thường nước thải phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng Đó sở cho việc lựa chọn biện pháp công nghệ xử lý Theo cách phân loại ta có loại nước thải sau: - Nước thải sinh hoạt: Là nước thải phát sinh trình sinh hoạt hàng ngày người từ hộ gia đình, khu dân cư, khu thương mại, quan, trường học…Do nước thải loại thành phần phức tạp, lưu lượng không ổn định, phân bố không tập trung Đặc điểm nước thải sinh hoạt chúng có hàm lượng lớn chất hữu dễ bị phân hủy (hydratcacbon, protein, chất béo), chất vô dinh dưỡng (phosphat, nitơ), vi sinh vật (cả vi sinh vật gây bệnh) Tùy vùng nơi mà hàm lượng chất gây ô nhiễm khác phụ thuộc vào điều kiện sống 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 ngày 100-150lít Tính cho sản xuất 250 lit/người/ngày, nước phát triển lên tới 400 lit/người/ngày -Nước thải công nghiệp: Được thải từ sở công nghiệp nặng công nghiệp nhẹ, 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 từ Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng ngành chế biến thực phẩm nhà máy chế biến thủy sản, nhà máy bia, lị giết mổ…thì hàm lượng chất hữu dễ phân hủy cao Ngược lại nước thải ngành kim khí, hóa chất, khoáng sản nhà máy sản xuất ắc quy, luyện thép…thì hàm lượng chất hữu mà chủ yếu hàm lượng kim loại nặng, sun phua, axit, kiềm cao Đặc điểm chung nước thải công nghiệp lưu lượng ổn định, tập trung dễ thu gom để xử lý Nước thải loại có độc tính cao, khơng xử lý gây hại lớn cho mơi trường -Nước thải nơng nghiệp: có nguồn gốc từ việc sản xuất nông nghiệp Thành phần chủ yếu nước thải nông nghiệp hợp chất hữu có nguồn gốc từ loại thuốc trừ sâu, phân bón hóa học, chất thải từ vật ni, thức ăn thừa vật nuôi -Nước thải bệnh viện: Có nguồn gốc từ việc khám chữa bệnh bệnh viện, trung tâm y tế, phòng khám, chứa nhiều vi trùng gây bệnh nhiều hợp chất hữu khác Tùy theo khoa khác mà chất nhiễm bẩn khác đặc tính mức độ độc hại -Nước thải đô thị: Gồm nước mưa, nước thải sinh hoạt từ gia đình, trường học, quan, khu vui chơi…và nước sản xuất lẫn vào Trong đó, tỷ lệ loại nước sau: + Nước thải sinh hoạt khoảng 50-60 % + Nước mưa thấm qua đất khoảng 10-14% + Nước sản xuất khoảng 30-36% 1.1.3 Thành phần nước thải sinh hoạt [4], [5] Đặc trưng nước thải sinh hoạt thường chứa nhiều tạp chất khác nhau, khoảng 52% chất hữu cơ, 48% chất vô số lớn vi sinh vật Phần lớn vi sinh vật nước thải thường dạng virut vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn…Đồng thời nước thải chứa vi khuẩn hữu ích, có tác dụng phân hủy chất thải 1.1.3.1 Thành phần vơ -H2S hình thành q trình khử muối sunfat (quá trình vi sinh yếm khí), phân huỷ axit amin có chứa lưu huỳnh, tạo nên mùi khó chịu nguồn Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng gốc ăn mòn -Amoni (NH4+): chất tạo ô nhiễm thúc đẩy qúa trình phú dưỡng nước, nguồn dinh dưỡng cho phép số vi khuẩn sinh trưởng mạng ống dẫn Nếu pH cao amoni dạng amoniac gây mùi khó chịu -Kim loại nặng: Cd, Cr, Pb, Hg, As có độc tính cao người động vật, đa số chất xâm nhập vào nguồn nước rửa trôi, vật thải Chúng bị hấp phụ chất huyền phù có mặt nước tự nhiên -Nitrat (NO3-): sản phẩm cuối trình phân huỷ hợp chất hữu chứa nitơ có chất thải người, động vật, thực vật Bản thân nitrat khơng phải chất có độc tính thể bị chuyển hố thành nitrit (NO2-) kết hợp với số chất khác tạo thành hợp chất nitrozo chất có khả gây ung thư, gây bệnh thiếu máu đặc biệt trẻ em 1.1.3.2 Thành phần hữu -Các chất hữu dễ bị phân hủy: hydratcacbon, protein, chất béo, lignin, pectin có từ tế bào tổ chức động vật, thực vật Nước thải khu dân cư có khoảng 25 50% hydratcacbon, 40 60% protein, 10% chất béo Các hợp chất chủ yếu làm suy giảm lượng oxy hoà tan nước, dẫn đến suy thoái tài nguyên thủy sản làm giảm chất lượng nước cấp sinh hoạt -Các chất hữu khó bị phân hủy: hợp chất hữu vịng thơm, hợp chất đa vòng ngưng tụ, hợp chất clo hữu cơ, thuốc trừ sâu, dạng polyme, polyancol Hầu hết chúng chất có độc tính sinh vật người, khó bị phân hủy tác nhân sinh học bình thường, tồn lâu dài, tích lũy, gây mỹ quan, gây độc cho môi trường, ảnh hưởng nguy hại đến sống 1.1.3.3 Vi sinh vật nước thải sinh hoạt Vi sinh vật có nước thải sinh hoạt chiếm đa số loài số cá thể tập đoàn sinh vật nước thải Chủ yếu vi khuẩn, virut, nguyên sinh động vật, trứng giun sán, tảo, rêu Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp Apha(GTZ, 1989) Các chất Mức nhiễm (mg/l) Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn - TS 1000 500 200 Chất rắn hòa tan - DS 700 350 120 Chất rắn không tan 300 150 Tổng chất rắn lơ lửng SS 600 350 120 Chất rắn lắng 12 BOD5 300 200 100 Oxy hòa tan –DO 0 Tổng Nitơ- TN 85 50 25 N- hữu 35 20 10 NH3 50 30 15 NO2- 0.1 0.05 NO3- 0.4 0.2 - - Clorua 175 100 0.1 Độ kiềm (mg CaCO 3/l) 200 100 15 Chất béo 40 20 50 Tổng phospho (mg/l)-TP 1.2 Một số thông số đặc trƣng đánh giá chất lƣợng nƣớc thải [5] ,[6], [1] Đánh giá chất lượng nước mức độ ô nhiễm nước cần đựa số thông số để so sánh với tiêu cho phép thành phần nước thải Nước thải bao gồm nước tập hợp yếu tố vật lý, hóa học, sinh học Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khố luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng Vì xem xét đánh giá độ nhiễm nước xem xét đánh giá chất nồng độ chất chứa nước Các tiêu thường dùng là: 1.2.1 Chỉ tiêu cảm quan 1.2.1.1 Màu sắc Nước không màu Khi nước bị nhiễm bẩn có màu đặc trưng Màu cuả nước phân làm hai dạng: Màu thực chất hòa tan hạt keo màu biểu kiến chất lơ lửng nước tạo nên Nước thải thường có màu nâu đen đỏ nâu Nguyên nhân xuất màu chất hữu xác động thực vật phân rã tạo thành, nước có sắt mangan dạng keo hịa tan Đối với nước thải công nghiệp, tùy thuộc vào chất loại nước thải khác cho màu sắc khác 1.2.1.2 Độ đục Nước thường suốt Nước đục hạt lơ lửng, chất hữu phân hủy giới thủy sinh gây Độ đục làm giảm khả truyền ánh sáng nước, ảnh hưởng đến khả quang hợp sinh vật tự dưỡng nước, làm giảm thẩm mỹ chất lượng nước sử dụng Độ đục lớn độ nhiễm bẩn cao Đơn vị chuẩn độ đục cản quang 1mg SiO2 hịa tan lít nước cất gây (ký hiệu FTU NTU) 1.2.1.3 Mùi Nước tự nhiên khơng có mùi Mùi nước chủ yếu phân hủy hợp chất hữu mà thành phần có nguyên tố nitơ, phốt pho, lưu huỳnh Ví dụ nước có mùi khai amin (R3N, R2NH, RNH2 ) photphin (PH3), mùi hôi thối H2S, hợp chất Indol, Scattol (phân hủy từ aminoaxit) Có thể xác định mùi nước theo phương pháp sau: Mẫu nước đưa vào bình đậy kín nắp, lắc khoảng 10s – 20s mở nắp, ngửi mùi đánh giá không mùi, mùi nhẹ, trung bình, nặng nặng Lưu ý, khơng để dịng thẳng vào mũi Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng 1.2.2 Chỉ tiêu hóa lý 1.2.2.1 Chỉ số pH Độ pH tiêu xác định nước cấp nước thải Chỉ số cho thấy cần thiết phải trung hịa hay khơng tính lượng hóa chất cần thiết q trình đông tụ, keo tụ khử khuẩn… Độ pH nước đặc trưng nồng độ ion H+ có nước Tính chất nước xác định theo giá trị khác pH pH = 7: Nước trung tính pH > 7: Nước mang tính kiềm pH < 7: Nước mang tính axit Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi q trình hịa tan keo tụ, làm tăng hay giảm vận tốc phản ứng hóa sinh xảy nước Giá trị pH cho phép ta định xử lý nước theo phương pháp thích hợp, điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết q trình xử lý nước Các cơng trình xử lý nước thải áp dụng trình sinh học hoạt động pH nằm giới hạn từ 6.5 - 9.0 Môi trường thuận lợi để vi khuẩn phất triển thường có pH từ – Ngồi pH cịn ảnh hưởng đến q trình tạo bơng cặn bể lắng sử dụng phèn nhôm 1.2.2.2 Nhiệt độ , Nhiệt độ nước thay đổi theo mùa, theo thời điểm ngày Ở nước ta, nước bề mặt có khoảng dao động từ 14.3oC – 33.5oC, nhiệt độ nước Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng ngầm biến đổi hơn: từ 24oC – 27oC 1.2.2.3 Hàm lượng oxy hòa tan DO ( Dissolved Oxygen ) Hàm lượng oxi hòa tan tiêu quan trọng nước thải oxi khơng thể thiếu với q trình sống Oxi trì trình trao đổi chất sinh lượng cho sinh trưởng, sinh sản tái sản xuất Hàm lượng oxy hòa tan nước có nguồn gốc từ khơng khí hay từ q trình quang hợp sinh vật thủy sinh Bình thường oxy hòa tan nước khoảng – 10 mg/l, chiếm 70% – 85% oxy bão hòa Mức oxy hòa tan nước tự nhiên nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động giới thuỷ sinh vào hoạt động hóa sinh, hóa học, vật lý nước… Các nguồn nước mặt có bề mặt tiếp xúc với khơng khí nên thường có hàm lượng DO cao Q trình quang hợp hơ hấp lồi thủy sinh làm thay đổi hàm lượng DO có mặt nước Việc theo dõi thường xuyên hàm lượng oxy hịa tan có ý nghĩa quan trọng việc trì điều kiện hiếu khí q trình xử lý nước thải Mặt khác lượng oxy hòa tan sở phép phân tích xác định nhu cầu oxy sinh hóa Có hai phương pháp xác định DO phương pháp Winkler phương pháp điện cực oxy 1.2.2.4 Hàm lượng chất rắn + Các chất vô dạng muối hịa tan khơng tan đất đá dạng huyền phù lơ lửng + Các chất hữu xác vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, động thực vật phù du…các chất hữu tổng hợp phân bón, chất thải công nghiệp -Tổng chất rắn (TS): xác định trọng lượng khơ phần cịn lại sau cho bay lít mẫu nước bếp cách thủy sấy khô 103 0C khối lượng không đổi Đơn vị tính mg/l g/l -Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS): xác định trọng lượng Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng khơ chất rắn lại giấy lọc sợi thủy tinh, lọc 1l mẫu nước qua phễu lọc Gooch sấy khô 103-1050C tới trọng lượng không đổi Đơn vị tính mg/l hay g/l -Chất rắn hịa tan (DS): Là hiệu số tổng chất rắn(TS) với chất rắn lơ lửng(SS): DS=TS-SS Đơn vị tính mg/l g/l -Chất rắn bay (VS): trọng lượng nung lượng chất rắn huyền phù TSS 5500C khoảng thời gian xác định Thời gian phụ thuộc vào loại mẫu nước (nước cống, nước thải bùn) Đơn vị tính mg/l phần trăm (%) SS hay TS -Chất rắn lắng: số ml phần chất rắn lít mẫu nước lắng xuống đáy phễu sau khoảng thời gian (thường giờ) Đơn vị tính ml/l 1.2.3 Chỉ tiêu hóa sinh 1.2.3.1 Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh hóa BOD lượng oxy cần thiết cho việc oxi hóa hợp chất hữu tác dụng vi sinh vật (sự phân hủy sinh học hợp chất hữu có khả phân hủy sinh học) Đơn vị tính theo mgO2/l Chỉ số BOD thơng số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm nước BOD cao chứng tỏ lượng chất hữu có khả phân hủy sinh học nước lớn BOD thấp ngược lại +Cơ chế trình Chất hữu + O2 + VSV —> CO2 + H2O + Tế bào + sinh khối cơ, chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, số chất có độc tính nước Bình thường 70% nhu cầu oxi sử dụng ngày đầu, 20% ngày tiếp theo, 99% ngày thứ 20 100% ngày thứ 21 Trong thực tế, người ta xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu tốn q nhiều thời gian Do đó, người ta xác định lượng oxy cần thiết để vi sinh vật phân hủy chất hữu vòng ngày 200C BOD520 Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 Khố luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng 1.2.3.2 Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical Oxygen Demand) Chỉ số dùng rộng rãi để biểu thị hàm lượng chất hữu nước thải mức độ ô nhiễm nước tự nhiên COD lượng oxy cần thiết cho q trình oxy hóa tồn chất hữu mẫu nước thành CO2 nước COD biểu thị lượng chất hữu oxy hóa đường hóa học Chỉ số COD có giá trị cao BOD bao gồm lượng chất hữu khơng bị oxy hóa vi sinh vật Phương pháp phổ biến để xác định COD phương pháp crommat: oxi hóa hợp chất hữu đicromat dung dịch H2SO4 đặc có mặt chất xúc tác Ag2SO4 Ag2SO4 Chất hữu + Cr2O72- + H+ CO2 + H2O + Cr3+ 6e + Cr2O72- + 14H+ 2Cr3+ + 7H2O + CO2 Lượng Cr2O72- dư xác định phương pháp trắc quang phương pháp chuẩn độ dung dịch muối Mohr Theo phương pháp chuẩn độ lượng Cr2O72- dư chuẩn độ dung dịch muối Morh - Fe(NH4)2(SO4)2 - FAS với chất thị dung dịch Ferroin Điểm tương đương xác định dung dịch chuyển từ màu xanh sang nâu đỏ 6Fe2+ + Cr2O72_ + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 1.2.3.3 Tổng hàm lượng nitơ Trong nước hợp chất chứa nitơ thường tồn dạng: Nitơ hữu cơ, amoniac (NH3), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) nitơ tự (N2) Các dạng khâu chuỗi phân hủy hợp chất chứa nitơ hữu cơ, chủ yếu protein hợp phần protein Mối quan hệ BOD5 với nitơ phospho có ảnh hưởng lớn đến hình thành khả oxy hóa bùn hoạt tính Vì vậy, xử lý nước thải với số khác, người ta cần xác định số tổng nitơ Tổng Nitơ tổng hàm lượng Nitơ hữu cơ, ammoniac, nitrit, nitrat Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 10 Khố luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng 3.2.3 Hiệu xử lý SS Bảng 3.5 Kết xử lý SS Ngày SS Vào (mg/l) Ra (mg/l) H (%) 19-10 443 79.74 82 20-10 467 74.72 84 21-10 437 74.29 83 22-10 453 67.95 85 23-10 438 74.46 83 24-10 459 100.98 78 25-10 458 114.5 75 31-10 445 84.55 81 1-11 455 77.35 83 2-11 463 69.45 85 3-11 454 81.72 82 4-11 460 73.6 84 5-11 468 112.32 76 6-11 456 123.12 73 Từ bảng số liệu thu ta có đồ thị sau: 140 120 Nồng độ(mg/l) 100 80 SS (mg/l) SS TCVN 60 40 20 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Ngày Hình 3.5 Sự biến đổi SS theo thời gian Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 43 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng H (%) 86 84 Hiệu suất (%) 82 80 78 76 H (%) 74 72 70 68 66 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Ngày Hình 3.6 Hiệu suất xử lý SS theo thờigian Nhận xét: Từ bảng số liệu nồng độ đầu vào, đầu đồ thị hiệu suất xử lý SS ta nhận thấy: Nồng độ SS đầu vào dao động tử 437– 468 mg/l vượt QC24 từ 4.3 4.6 lần Nồng độ SS đầu dao động từ 67.95 – 123.12mg/l Hiệu suất xử lý đạt từ 73% - 85% Trong ngày đầu hàm lượng SS giảm mạnh, nồng độ SS tiêu chuẩn cho phép, hiệu suất xử lý mơ hình cao (82-85%) Ngày thứ 6, hàm lượng SS giảm mức độ giảm thấp, nồng độ SS đầu vượt tiêu chuẩn cho phép, hiệu suất xử lý giảm mạnh cịn 75% - 78%, việc xử lý khơng đạt hiệu Sau ngừng hoạt động mơ hình ngày lại hoạt động tiếp ngày ta nhận thấy ngày đầu nồng độ SS đầu đạt tiêu chuẩn cho phép, hiệu suất xử lý đạt từ 81% - 85% Ngày thứ 6,7 nồng độ SS đầu lại cao tiêu chuẩn cho phép, hiệu suất xử lý giảm 73% - 76% Như ta thấy thời gian làm việc tối ưu hệ thống để xử lý SS ngày Sau ta cho đất nghỉ khoảng ngày để đất hồi phục khả xử lý tiếp tục hoạt động Nguyên nhân lỗ rỗng đất bị bịt kín, khả hấp phụ đất giảm VSV già, tế bào VSV tự phân hủy làm giảm hiệu xử lý Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 44 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 3.2.4 Hiệu xử lý độ đục Bảng 3.6 Kết xử lý độ đục Độ đục Ngày Vào (NTU) Ra (NTU) H (%) 19-10 496 119.04 76 20-10 523 130.75 75 21-10 514 113.08 78 22-10 566 118.86 79 23-10 508 121.92 76 24-10 542 178.86 67 25-10 559 195.65 65 31-10 532 133 75 1-11 541 124.43 77 2-11 527 126.48 76 3-11 556 122.32 78 4-11 545 114.45 79 5-11 547 169.57 69 6-11 558 189.72 66 Từ bảng số liệu thu ta có đồ thị sau: 250 Độ đục (NTU) 200 150 100 50 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Ngày Hình 3.7 Sự biến đổi độ đục theo thời gian Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 45 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 90 80 Hiệu suất(%) 70 60 50 40 30 20 10 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Ngày Hình 3.8 Hiệu suất xử lý độ đục theo thờigian Nhận xét: Từ bảng số liệu nồng độ đầu vào, đầu đồ thị hiệu suất xử lý độ đục ta nhận thấy: Độ đục đầu vào dao động tử 508 – 566 NTU, độ đục đầu dao động từ 113.08– 195.65 NTU Hiệu suất xử lý đạt từ 65% - 79% Trong ngày đầu hiệu suất xử lý độ đục cao (75%-79%) Ngày thứ 6, hiệu suất xử lý giảm lỗ rỗng đất bị bịt kín, khả hấp phụ đất giảm VSV già, tự phân hủy Do cần cho đất nghỉ ngơi Sau cho đất nghỉ ngày tiếp tục làm thí nghiệm ta thấy hiệu suất xử lý cao ngày lại giảm vào ngày 6, Như ta thấy thời gian làm việc tối ưu hệ thống để xử lý độ đục ngày, sau ta cho đất nghỉ khoảng ngày để đất hồi phục khả xử lý Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 46 Khố luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng 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 hàm lượng hữu trung bình cánh đồng lọc phần lý thuyết phần thực nghiệm thí nghiệm: Tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải mơ hình thí nghiệm với phần xử lý lọc qua mơ hình cánh đồng lọc với lớp đất sét pha cát dày,nén tương tự thực tế Qua nghiên cứu thu kết sau: - Mức độ ô nhiễm nước thải đầu vào mức trung bình với giá trị thông số sau: COD từ 455.5 - 502.3 mg/l vượt QCVN24 từ 4.5-5 lần NH4+ từ 11.3 - 13.2 mg/l, vượt QCVN24 từ 1.1 - 1.3 lần SS từ 442 – 470 mg/l, vượt QCVN24 từ 4.4 – 4.7 lần pH từ – 8, giới hạn cho phép QCVN24 -Thời gian làm việc tối ưu mơ hình cánh đồng lọc ngày Sau phải cho đất nghỉ với thời gian nghỉ hợp lý ngày Các thông số COD, NH4+ SS, độ đục thu ngày xử lý là: + Nồng độ COD đầu vào dao động tử 452.3 – 497.2 mg/l vượt QC24 từ 4.54.9 lần Nồng độ COD đầu dao động từ 72.345 – 99.855mg/l Hiệu suất xử lý đạt từ 78% - 85% + Nồng độ NH4+ đầu vào dao động tử 11.2 – 13.1 mg/l vượt QC24 từ 1.11.3 lần Nồng độ NH4+ đầu dao động từ 2.662 – 3.25 mg/l Hiệu suất xử lý đạt từ 74% - 79% + Nồng độ SS đầu vào dao động tử 437 – 467 mg/l vượt QC24 từ 4.3-4.6 lần Nồng độ SS đầu dao động từ 67.95 – 84.55mg/l Hiệu suất xử lý đạt từ 81% - 85% Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 47 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng + Độ đục đầu vào dao động tử 508 – 566 NTU Độ đục đầu dao động từ 113.08 – 133 NTU Hiệu suất xử lý đạt từ 75% - 79% 4.2 Kiến nghị Kết nghiên cứu cho thấy nước thải sinh hoạt kênh nước thải khu vực Qn Nam- Hải Phịng bị nhiễm hàm lượng hữu trung bình Nếu xả trực tiếp ngồi mơi trường tiếp nhận gây nhiễm mơi trường Vì để đảm bảo chất lượng nước trước thải mơi trường cần phải có biện pháp xử lý hiệu thích hợp Việc xử lý nước thải sinh hoạt cánh đồng lọc cho hiệu xử lý tốt Ưu điểm phương pháp việc xây dựng dễ dàng, tốn thiết bị, lượng , người vận hành đồng thời tận dụng nguồn nước sau xử lý cho nơng nghiệp có hiệu tốt với trồng Đây phương pháp đem lại hiệu cao hiệu suất xử lý, kinh tế…thích hợp áp dụng nước phát triển có diện tích đất cịn thừa lớn, yếu kỹ thuật , diện tích sản xuất nơng nghiệp lớn Việt Nam Vì để áp dụng phương pháp cánh đồng lọc vào thực tế cần khảo sát chuyên sâu ảnh hưởng thời tiết, nhiệt độ, chủng vi sinh vật đất… tới hiệu xử lý phương pháp Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 48 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngơ Đăng Phƣơng Khóa luận tốt nghiệp Đại học Dân Lập Hải Phòng, 2011 [2] Nguyễn Thị Quỳnh Trang Khóa luận tốt nghiệp Đại học Dân Lập Hải Phịng, 2003 [3] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1999 [4] Phạm Thanh Nghị Khóa luận tốt nghiệp Đại học Dân Lập Hải Phịng, 2004 [5] Trần Hiếu Nhuệ Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội,1999 [6] Lƣơng Đức Phẩm Cơng nghệ xử lí nước thải biện pháp sinh học NXB Giáo dục, Hà Nội, 2000 Một số trang web tham khảo [7] www.wattpad.com/291020 [8] www.thegioixanh.asia/tailieu/TCVN/TCVN_4556_88.pdf [9] www.d3.violet.vn/uploads/previews/159/645321/preview.swf [10] www.ctu.edu.vn [11] www.environment-safety.com www.gree-vn.com www.vn-zon.net www.kysumoitruong.com Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 49 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng PHỤ LỤC QCVN 24 :2009 BTNMT STT Thông số Nhiệt độ Đơn vị Giá trị C A B C 40 40 pH - 6–9 5.5 – Mùi - Không khó Khơng khó chịu 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: Trần Đức Hạnh-MT1101 50 Khố luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng 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 MPN/100ml 3000 5000 Bq/l 0.1 0.1 Bq/l 1.0 1.0 35 36 Tổng hoạt độ phóng xạ α Tổng hoạt độ phóng xạ β Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 51 Khố luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn giáo: Thạc sĩ Hồng Thị Thúy – Bộ môn kỹ thuật môi trường Đại học Dân Lập Hải Phịng, người giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ em suốt q trình thực hồn thành đề tài Qua em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô ngành Kỹ thuật môi trường tồn thể thầy dạy em suốt khóa học trường ĐHDL Hải Phịng Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân động viên tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học làm khóa luận Việc thực khố luận bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, thời gian có hạn nên khóa luận em khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thầy giáo bạn góp ý để khóa luận em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 52 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, phân loại, thành phần nước thải sinh hoạt 1.1.1 Khái niệm nước thải 1.1.2 Phân loại nước thải 1.1.3 Thành phần nước thải sinh hoạt 1.1.3.1 Thành phần vô 1.1.3.2 Thành phần hữu 1.1.3.3 Vi sinh vật nước thải sinh hoạt 1.2 Một số thông số đặc trưng đánh giá chất lượng nước thải 1.2.1 Chỉ tiêu cảm quan 1.2.1.1 Màu sắc 1.2.1.2 Độ đục 1.2.1.3 Mùi 1.2.2 Chỉ tiêu hóa lý 1.2.2.1 Chỉ số pH 1.2.2.2 Nhiệt độ 1.2.2.3 Hàm lượng oxy hòa tan DO ( Dissolved Oxygen ) 1.2.2.4 Hàm lượng chất rắn 1.2.3 Chỉ tiêu hóa sinh 1.2.3.1 Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand) 1.2.3.2 Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical Oxygen Demand) 10 1.2.3.3 Tổng hàm lượng nitơ 10 1.2.3.4.Tổng hàm lượng phospho 11 1.2.3.5 Các tiêu vi sinh 12 1.3 Xử lý nước thải 12 1.3.1 Quy trình xử lý nước thải 12 1.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 13 1.3.2.1 Phương pháp học 13 1.3.2.2 Phương pháp sinh học 15 Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 53 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 1.4 Xử lý nước thải sinh hoạt cách đồng lọc 21 1.4.1 Khái niệm điều kiện áp dụng 21 1.4.2 Phân loại 22 1.4.3 Các chế xử lý nước thải cánh đồng lọc 24 1.4.4 Ưu nhược điểm 26 1.4.4.1 Ưu điểm 26 1.4.4.2 Nhược điểm 27 CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG , PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu 28 2.2.1 Phương pháp khảo sát lấy mẫu thực địa 28 2.2.2 Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết 28 2.2.3 Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu 29 2.2.4 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 29 2.2.4.1 Xác định số thông số ô nhiễm 30 2.2.5 Phương pháp pilot 34 2.3 Mô hình thí nghiệm 35 CHƢƠNG III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 37 3.1.Nồng độ chất ô nhiễm nước thải đầu vào 37 3.2 Nồng độ chất ô nhiễm sau xử lý theo thời gian 37 3.2.1 Hiệu xử lý COD 38 3.2.2 Hiệu xử lý NH4+ 41 3.2.3 Hiệu xử lý SS 43 3.2.4 Hiệu xử lý độ đục 45 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 4.1 Kết luận 47 4.2 Kiến nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 54 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Ý nghĩa BOD Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học TN Tổng hàm lượng nitơ TP Tổng hàm lượng phosphor TSS Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS Các chất rắn lơ lửng DO Oxy hòa tan QCVN24:2009 Quy chuẩn Việt Nam 24:2009 Bộ Tài Nguyên Môi BTNMT (B) Trường, loại B QC24 QCVN24:2009 BTNMT (B) 10 VSV Vi sinh vật 11 KNL Kim loại nặng Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 55 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích Bảng 1.2 Áp dụng cơng trình học xử lý nước thải (Metcalf & Eddy, 1991) 15 Bảng 1.3 Các phương pháp sinh học xử lý nước thải 20 Bảng 2.1 Kết xây dựng đường chuẩn Amoni 31 Bảng 2.2 Kêt xây dựng đường chuẩn COD 33 Bảng 3.1 Nồng độ chất ô nhiễm nguồn nước thải 37 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp đầu vào số ô nhiễm 37 Bảng 3.3 Kết xử lý COD 38 Bảng 3.4 Kết xử lý NH4+ 41 Bảng 3.5 Kết xử lý SS 43 Bảng 3.6 Kết xử lý độ đục 45 Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 56 Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Các phương pháp xử lý học 14 Hình 1.2 Đường cong sinh trưởng vi sinh vật 17 Hình 1.3 Quá trình phân hủy kị khí 20 Hình 2.1 Biểu đồ đường chuẩn NH4+ 32 Hình 2.2 Biểu đồ đường chuẩn COD 34 Hình 2.3.Hệ thống mơ hình thí nghiệm 35 Hình 3.1 Sự biến đổi COD đầu theo thời gian 39 Hình 3.2 Hiệu suất xử lý COD theo thờigian 39 Hình 3.3 Sự biến đổi NH4+ theo thời gian 41 Hình 3.4 Hiệu suất xử lý NH4+ theo thời gian 42 Hình 3.5 Sự biến đổi SS theo thời gian 43 Hình 3.6 Hiệu suất xử lý SS theo thờigian 44 Hình 3.7 Sự biến đổi độ đục theo thời gian 45 Hình 3.8 Hiệu suất xử lý độ đục theo thờigian 46 Sinh viên: Trần Đức Hạnh-MT1101 57