(Khoá luận tốt nghiệp) nghiên cứu xử lý nước thải giàu hợp chất hữu cơ bằng lọc sinh học kết hợp thực vật

Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo Th.s Bùi Thị Vụ - Bộ môn Kỹ thuật Môi trường, Đại học Dân lập Hải Phòng, người giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ em suốt q trình thực hồn thành đề tài Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô Khoa môi trường tồn thể thầy dạy em suốt khóa học trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng 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 khóa luận bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, thời gian trình độ có hạn nên khóa luận em khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thầy giáo bạn góp ý để khóa luận em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, Ngày 18 tháng 11 năm 2011 Sinh viên Vũ Thị Thoa Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, phân loại thành nƣớc thải phần nƣớc thải 1.1.1 Nƣớc thải 1.1.2 Phân loại nƣớc thải 1.2 Một số tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nƣớc 1.2.1 Chỉ tiêu vật lý 1.2.2 Chỉ tiêu hóa lý 1.2.3 Chỉ tiêu hóa học 1.2.4 Chỉ tiêu sinh học 1.3 Tổng quan nƣớc thải chợ 1.3.1 Chợ - nguồn ô nhiễm môi trƣờng đô thị 1.3.2 Đặc điểm nƣớc thải chợ 1.3.3 Ảnh hƣởng nƣớc thải chợ đến ngƣời môi trƣờng xung quanh 10 1.4 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 11 1.4.1 Phƣơng pháp xử lý học 11 1.4.2 Phƣơng pháp xử lý hoá lý 12 1.4.3 Phƣơng pháp xử lý hoá học 12 1.4.4 Phƣơng pháp xử lý sinh học 13 1.5 Xử lý nƣớc thải giàu chất hữu phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp sử dụng thực vật thuỷ sinh 16 1.5.1 Xử lý nƣớc thải giàu hợp chất hữu phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí 16 1.5.2 Xử lý nƣớc thải giàu hợp chất hữu thực vật thuỷ sinh 19 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 22 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Phƣơng pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 22 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích tiêu nƣớc thải 22 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trường 2.3 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ phƣơng pháp lọc sinh học kết hợp thực vật thuỷ sinh 28 2.3.1 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí 28 2.3.2 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ thực vật thuỷ sinh 31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Kết đặc tính nƣớc thải giàu chất hữu 34 3.2 Kết xử lý nƣớc thải giàu chất hữu lọc sinh học hiếu khí 34 3.2.1 Kết ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý COD 35 3.2.2 Kết ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý NH4 + 39 3.3 Kết xử lý nƣớc thải giàu chất hữu thực vật thuỷ sinh 44 3.3.1 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất xử lý thực vật thuỷ sinh 44 3.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COD : Nhu cầu oxi hóa học (Chemical Oxigen Demand) BOD : Nhu cầu oxi sinh hóa (Biochemical Oxigen Demand) BOD5 : Nhu cầu oxi sinh hóa vòng ngày DO : Hàm lƣợng oxi hòa tan (Dissolved Oxigen) SS : Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid) T–N : Tổng Nitơ T–P : Tổng Photpho NH4+ : Amoni VSV : Vi sinh vật QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ tài nguyên Môi trƣờng KLVL : Khối lƣợng vật liệu Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1 Kết xây dựng đƣờng chuẩn COD 25 Bảng 2.2 Kết xây dựng đƣờng chuẩn Amoni 27 Bảng 3.1 Đặc tính nƣớc thải chợ Đổng Quốc Bình, Nguyễn Bình - Ngơ Quyền - Hải Phịng 34 Bảng 3.2 Kết xử lý COD (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 10g/l 35 Bảng 3.3 Kết xử lý COD (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 15g/l 37 Bảng 3.4 Kết xử lý COD (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 20g/l 38 Bảng 3.5 Kết xử lý NH4+ (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 10g/l 40 Bảng 3.6 Kết xử lý NH4+ (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 15g/l 41 Bảng 3.7 Kết xử lý NH4+ (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 20g/l 43 Bảng 3.8 Kết xử lý COD (mg/l) thực vật thuỷ sinh 44 Bảng 3.9 Kết ảnh hƣởng mật độ che phủ đến hiệu suất xử lý COD thực vật thủy sinh 46 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Bể lọc sinh học hiếu khí 17 Hình 1.2 Hình ảnh bèo tây 20 Hình 2.1 Đƣờng chuẩn xác định thơng số COD 25 Hình 2.2 Đƣờng chuẩn xác đinh thông số Amoni NH4+ 28 Hình 2.3 Hình ảnh xơ dừa trƣớc xử lý nƣớc thải 29 Hình 2.4 Hình ảnh xơ dừa sau xử lý nƣớc thải 30 Hình 2.5 Hệ thống xử lý nƣớc thải chợ phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí quy mơ phịng thí nghiệm 30 Hình 2.6 Hình ảnh bể thực vật 32 Hình 3.1 Hiệu suất xử lý COD (%) bể hiếu khí với KLVL 10g/l 36 Hình 3.2 Hiệu suất xử lý COD (%) bể hiếu khí với KLVL 15g/l 37 Hình 3.3 Ảnh hƣởng thời gian đến COD sau xử lý bể hiếu khí với KLVL 20g/l 39 Hình 3.4 Hàm lƣợng NH4+ sau xử lý bể hiếu khí với KLVL 10g/l 40 Hình 3.5 Hàm lƣợng NH4+ sau xử lý bể hiếu khí với KLVL 15g/l 42 Hình 3.6 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) bể hiếu khí với KLVL 20g/l 43 Hình 3.7 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất xử lý COD thực vật thủy sinh 45 Hình 3.8 Khảo sát ảnh hƣởng mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý 46 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Việt nam bƣớc vào thời kì cơng nghiệp hố, đại hoá kinh tế, nhằm đạt mục tiêu chiến lƣợc trở thành nƣớc công nghiệp tiến tiến vào năm 2020 Song song với hoạt động để đạt mục tiêu đó, nhiệm vụ khơng thể thiếu phần quan trọng bảo vệ môi trƣờng phát triển bền vững kinh tế Nếu không đƣợc quan tâm quyền, nhƣ ngƣời dân, môi trƣờng sống ngày giảm sút, đặc biệt mơi trƣờng nƣớc Ngun nhân gây ô nhiễm nƣớc thải trình sử dụng ngƣời hoạt động sống hay sản xuất, làm thay đổi tính chất thành phần nƣớc ban đầu Các chất thải thải môi trƣờng nƣớc, gây mùi thối, làm chậm q trình chuyển hóa hịa tan oxi vào nƣớc, dinh dƣỡng hóa nƣớc mặt, làm cản trở q trình sinh trƣởng phát triển sinh vật Cũng nhƣ tất tỉnh thành phố nƣớc, Hải Phòng phải đối mặt với ô nhiễm môi trƣờng ngày nghiêm trọng Nƣớc thải chợ địa bàn thành phố Hải Phòng vấn đề đáng quan tâm Hầu hết chợ hoạt động cách tự do, nƣớc thải đƣợc tạo không đƣợc xử lý mà đổ thải trực tiếp ngồi mơi trƣờng, làm nhiễm nghiêm trọng đến nguồn nƣớc xung quanh, nhƣ ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời Các chợ chƣa có cơng trình xử lý hợp vệ sinh chi phí xử lý cao q cồng kềnh, kỹ thuật cao Vì việc tìm biện pháp xử lý nƣớc thải chợ hiệu suất cần thiết Hiện nay, xử lý nƣớc thải giàu chất hữu phƣơng pháp sinh học đƣợc coi phƣơng pháp thân thiện với môi trƣờng đƣợc ứng dụng nhiều nƣớc giới Đây công nghệ xử lý nƣớc thải dựa hoạt động vi sinh vật để phân huỷ chất hữu có nƣớc thải mang lại hiệu cao, chi phí thấp, dễ vận hành Q trình phát triển vi sinh vật xảy điều kiện có chuyển hố lƣợng tế bào vi sinh vật nhờ trình sinh học Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: Nghiên cứu xử lý nước thải giàu hợp chất hữu lọc sinh học kết hợp thực vật” đƣợc lựa chọn làm khoá luận tốt nghiệp Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, phân loại thành phần nƣớc thải [4,5,7] 1.1.1 Nước thải Nƣớc nguồn tài nguyên vô quý giá ngƣời Nƣớc tự nhiên bao gồm toàn đại dƣơng, biển, vịnh, sông, hồ, ao suối, nƣớc ngầm, nƣớc ẩm đất khí Trên trái đất nƣớc biển đại dƣơng chiếm 97%, nƣớc băng đá hai cực chiếm 2% Nƣớc dạng lỏng chiếm khoảng 1% tổng lƣợng nƣớc Nhƣ vậy, có khoảng 0,03% lƣợng nƣớc hành tinh sử dụng đƣợc Nƣớc cần cho sống phát triển Nƣớc giúp cho tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào phản ứng hố sinh tạo nên tế bào Vì vậy, nói đâu có nƣớc có sống Nƣớc đƣợc dùng cho đời sống, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp dịch vụ Sau sử dụng nƣớc trở thành nƣớc thải, bị ô nhiễm với mức độ khác Ngày nay, với bùng nổ dân số tốc độ phát triển cao công nông nghiệp để lại nhiều hậu phức tạp, đặc biệt vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Vấn đề đƣợc nhiều quan tâm ngƣời, quốc gia giới Nƣớc thải chất lỏng đƣợc thải sau trình sử dụng ngƣời nhƣ sinh hoạt, dịch vụ, chế biến, công nghiệp, chăn ni…và bị thay đổi tính chất ban đầu chúng 1.1.2 Phân loại nước thải Thông thƣờng nƣớc thải đƣợc phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng  Nước thải sinh hoạt: nƣớc thải sinh hoạt nƣớc thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt cộng đồng dân cƣ nhƣ: khu vực đô thị, trung tâm thƣơng mại, khu vực vui chơi giải trí, quan cơng sở… Thơng thƣờng, nƣớc thải sinh hoạt hộ gia đình đƣợc chia làm hai loại nƣớc đen nƣớc xám Nƣớc đen nƣớc thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn chất ô nhiễm, chủ yếu chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh cặn lơ lửng Nƣớc xám nƣớc phát sinh từ trình rửa, tắm, giặt với thành phần chất ô nhiễm không đáng kể Các thành phần nhiễm đặc trƣng thƣờng thấy nƣớc thải sinh hoạt BOD, COD, Nitơ Phốt Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trường Trong nƣớc thải sinh hoạt, hàm lƣợng Nitơ Phospho lớn, khơng đƣợc loại bỏ làm cho nguồn tiếp nhận nƣớc thải bị phú dƣỡng – tƣợng thƣờng xảy nguồn nƣớc có hàm lƣợng Nitơ Phospho cao, lồi thực vật thủy sinh phát triển mạnh chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nƣớc trở nên ô nhiễm  Nước thải công nghiệp: xuất khai thác chế biến nguyên liệu hữu vô Trong sản xuất công nghiệp, nƣớc đƣợc sử dụng nhƣ nguyên liệu, phƣơng tiện sản xuất, nƣớc đƣợc dùng để giải nhiệt, làm nguội thiết bị, làm bụi khí độc hại Ngồi đƣợc sử dụng để vệ sinh công nghiệp, cho nhu cầu tắm rửa, ăn ca…của công nhân Nhu cầu cấp nƣớc lƣợng nƣớc thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình, công nghệ sản xuất, loại thành phần nguyên vật liệu…  Nước thải đô thị: nƣớc thải đô thị thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống cống thành phố, hỗn hợp loại nƣớc kể nƣớc mƣa  Nước thải tự nhiên: nƣớc thải tự nhiên loại nƣớc thải có nguồn gốc từ thiên nhiên Chúng có thành phần tính chất bị biến đổi so với nƣớc nên không đƣợc ngƣời sử dụng Nhƣ nƣớc mƣa chảy tràn bề mặt cơng trình, nƣớc lũ…  Nước thải chợ: nƣớc thải chợ bao gồm chất hữu cơ, vô vi sinh vật Lƣợng chất hữu chiếm 50 – 60% tổng chất bao gồm chất hữu thực vật nhƣ: cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy… chất hữu động vật nhƣ chất thải tiết động vật, xác động vật…Lƣợng chất vô nƣớc thải gồm cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ… Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh trứng giun sán nguồn nƣớc nguồn ô nhiễm đặc biệt Con ngƣời trực tiếp sử dụng nguồn nƣớc nhiễm bẩn hay qua nhân tố lây bệnh truyền dẫn bệnh dịch cho ngƣời nhƣ bệnh lỵ, thƣơng hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đƣờng tiết niệu, tiêu chảy cấp tính 1.2 Một số tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nƣớc [1,2,3,5] Đánh giá chất lƣợng nƣớc nhƣ mức độ ô nhiễm nƣớc, cần dựa vào số thông số để so sánh với tiêu cho phép thành phần nƣớc thải Cụ thể thông qua tiêu vật lý, tiêu hóa lý, tiêu hóa học, tiêu sinh học Việc xác định tiêu nƣớc cho phép đánh giá mức độ ô nhiễm nƣớc, biện pháp xử lý thích hợp hiệu phƣơng pháp xử lý nƣớc Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 1.2.1 Một số tiêu vật lý  Nhiệt độ Nhiệt độ đóng vai trò định đời sống vi sinh vật Đồng thời nhiệt độ có tham gia vào trình phân hủy hợp chất nƣớc Nhiệt độ nƣớc thay đổi theo mùa, theo thời điểm ngày Ở nƣớc ta, nƣớc bề mặt có khoảng dao động từ 14,3oC – 33,5oC, nhiệt độ nƣớc ngầm biến đổi hơn, từ 24oC – 27oC Nguồn gốc gây nhiễm nhiệt nƣớc thải trình sản xuất ngƣời…, đem theo lƣợng nhiệt định, theo dòng nƣớc thải ngồi mơi trƣờng Nhiệt độ loại nƣớc thải thƣờng cao 10oC – 25oC so với nƣớc thƣờng Nhiệt độ nƣớc ảnh hƣởng đáng kể đến chế độ hòa tan oxi vào nƣớc Khi nhiệt độ tăng, q trình oxi hóa sinh hóa chất hữu xảy với cƣờng độ mạnh hơn, độ hòa tan oxi vào nƣớc lại giảm xuống dẫn tới lƣợng oxi hòa tan giảm Khi nhiệt độ nƣớc thấp ngƣợc lại  Mùi Nƣớc tự nhiên khơng có mùi Mùi nƣớc chủ yếu phân hủy hợp chất hữu mà thành phần có nguyên tố nitơ, phốt pho, lƣu huỳnh Ví dụ nhƣ nƣớc có mùi khai amin (R3N, R2NH, RNH2 ) photphin (PH3), mùi hôi thối H2S, hợp chất Indol, Scattol (phân hủy từ aminoaxit)  Độ đục Nƣớc thƣờng suốt Nƣớc đục hạt lơ lửng, chất hữu phân hủy giới thủy sinh gây Độ đục làm giảm khả truyền ánh sáng, ảnh hƣởng tới khả quang hợp sinh vật, gây giảm thẩm mĩ làm giảm chất lƣợng nƣớc sử dụng Vi sinh vật bị hấp phụ hạt rắn lơ lửng, gây khó khăn khử khuẩn Độ đục cao nƣớc nhiễm bẩn lớn  Độ dẫn điện Độ dẫn điện dung dịch tỷ lệ thuận với lƣợng ion có nƣớc Do đó, thơng qua độ dẫn điện, ta đánh giá sơ mức độ nhiễm bẩn (qua hàm lƣợng ion) nguồn nƣớc Nƣớc nhiễm, lƣợng ion có dịng nƣớc lớn độ dẫn điện cao Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 10 Ngành Kỹ thuật môi trường Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết đặc tính nƣớc thải giàu chất hữu Trong trình nghiên cứu đề tài, nƣớc thải giàu hợp chất hữu đƣợc lựa chọn nƣớc thải chợ Sau lấy mẫu nƣớc thải miệng cống thải chung chợ Đổng Quốc Bình, Nguyễn Bình - Ngơ Quyền - Hải Phịng, nƣớc thải đƣợc đem phịng thí nghiệm để phân tích tiêu Kết phân tích tiêu khoảng thời gian nghiên cứu đƣợc thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Đặc tính nước thải chợ Đổng Quốc Bình, Nguyễn Bình - Ngơ Quyền - Hải Phịng Thời gian COD (mg/l) NH4+ (mg/l) pH SS (mg/l) Ngày 20/09/2011 895,2 18,92 7,1 297 Ngày 26/09/2011 1014,3 18,34 6,7 289 Ngày 06/10/2011 927,2 18,68 6,5 278 Trung bình 945,57 18.65 6,77 281 QCVN14/2008/BTNMT (cột B) 100(*) 10 5-9 100 QCVN14/2008/BTNMT: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt (*):giá trị giới hạn quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (theo QCVN24/2009/BTNMT) Kết từ bảng 3.1 cho thấy, nƣớc thải chợ không đƣợc xử lý mà đổ thải trực tiếp môi trƣờng gây nhiễm nghiêm trọng đến mơi trƣờng xung quanh Bởi hầu hết tiêu đƣợc phân tích thời gian nghiên cứu vƣợt QCVN14/2008/BTNMT loại B Cụ thể, thông số COD vƣợt khoảng 8,95 - 10,14 lần tiêu chuẩn cho phép, tiêu NH4+ vƣợt khoảng 1,834 – 1,892 lần tiêu chuẩn cho phép, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng vƣợt tiêu chuẩn cho phép 2,78 - 2,97 lần, giá trị pH thời gian khảo sát nằm giới hạn cho phép Dựa tiêu phân tích ban đầu, nhận thấy nƣớc thải chợ có hàm lƣợng chất hữu cao đặc trƣng nƣớc thải chợ chứa chất hữu dễ phân hủy, nên phƣơng pháp xử lý thích hợp xử lý phƣơng pháp sinh học Cụ thể, phƣơng pháp đƣợc lựa chọn phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thực vật thuỷ sinh Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 40 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp 3.2 Kết xử lý nƣớc thải giàu chất hữu lọc sinh học hiếu khí Trong bể lọc hiếu khí, vật liệu lọc đƣợc sử dụng xơ dừa Khối lƣợng xơ dừa ảnh hƣởng trực tiếp đến diện tích tiếp xúc bề mặt với nƣớc thải, theo ảnh hƣởng đến diện tích màng vi sinh vật bể lọc sinh học Vì vậy, khối lƣợng vật liệu lọc ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý chất hữu nƣớc thải 3.2.1 Kết ảnh hưởng khối lượng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý COD Nƣớc thải từ bể điều hồ đƣợc đƣa sang bể hiếu khí, tiến hành xử lý bể lọc sinh học hiếu khí 24h Trong bể có bố trí hệ thống sục khí để cung cấp oxi đảm bảo vi sinh hiếu khí hoạt động để phân hủy chất hữu Tại bể hiếu khí, tiến hành khảo sát thay đổi COD khối lƣợng vật liệu là: 10g/l, 15g/l, 20g/l a Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý COD với khối lượng vật liệu lọc 10g/l Khối lƣợng vật liệu lọc ảnh hƣởng lớn đến hiệu suất xử lý nƣớc thải bể lọc hiếu khí Vì vậy, đề tài thực khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý chất hữu nƣớc thải chợ (thông qua tiêu COD) Nƣớc thải đƣợc xử lý 24h bể lọc hiếu khí với khối lƣợng vật liệu xơ dừa 10g/lít nƣớc thải Kết biến thiên COD theo thời gian bể hiếu khí đƣợc thể bảng 3.2 hình 3.1 Bảng 3.2 Kết xử lý COD (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 10g/l Stt Thời gian xử lý (h) CODvào= 895,2mg/l (Ngày 20/09/2011) Hiệu suất (%) COD (mg/l) 895,2 2 842,5 5,887 762,4 14,83 653,9 26,95 552,7 38,26 20 457,3 48,92 22 392,8 56,12 24 342,1 61,79 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 41 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp Hiệu suất XL COD (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 10 15 20 25 30 Thời gian (h) Hình 3.1 Hiệu suất xử lý COD (%) bể hiếu khí với KLVL 10g/l Qua bảng 3.2 hình 3.1, cho thấy với khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l, bể lọc sinh học hiếu khí, hiệu suất xử lý COD tăng liên tục 24h xử lý Cụ thể sau 24h xử lý hiệu suất xử lý đạt cao 61,79% (COD nƣớc thải giảm từ 895,2 mg/l xuống 342,1 mg/l) Trong khoảng thời gian 8h xử lý, hiệu suất xử lý tăng nhanh từ đến 38,26% Khi tiếp tục tăng thời gian xử lý lên 24h (tức 16h xử lý tiếp theo), hiệu suất xử lý tiếp tục tăng từ 38,26% đến 61,79% Tuy nhiên hiệu suất xử lý giai đoạn - 24h tăng chậm so với giai đoạn - 8h Điều đƣợc giải thích giai đoạn đầu lƣợng chất hữu dễ phân hủy cao nên vi sinh vật phân hủy nhanh, chuyển sang giai đoạn sau lƣợng chất hữu dễ phân hủy giảm nhiều, nên giá trị COD giai đoạn sau giảm chậm b Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý COD với khối lượng vật liệu lọc 15g/l Đề tài tiếp tục tăng khối lƣợng vật liệu lọc bể lên 15g/l để xem xét ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý COD Kết khảo sát thay đổi COD khối lƣợng vật liệu lọc 15g/l theo thời gian xử lý khác đƣợc thể bảng 3.3 hình 3.2 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 42 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.3 Kết xử lý COD (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 15g/l STT Thời gian xử lý (h) CODvào=1014,3mg/l (Ngày 26/09/2011) COD (mg/l) Hiệu suất (%) 1014,3 2 943,7 6,96 836,4 17,54 723,6 28,66 602,5 40,6 20 469,1 53,75 22 425,3 58,07 24 341,2 66,36 Hiệu suất XL COD (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 10 15 20 25 30 Thời gian (h) Hình 3.2 Hiệu suất xử lý COD (%) bể hiếu khí với KLVL 15g/l Dựa kết bảng 3.3 hình 3.2, nhận thấy với khối lƣợng vật liệu lọc 15g/l, bể lọc sinh học hiếu khí, COD liên tục giảm Hiệu suất xử lý khối lƣợng vật liệu 15g/l cao so với khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l thời gian xử lý, cụ thể Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 43 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp sau 24h xử lý hiệu suất xử lý đạt cao 66,36% (COD nƣớc thải giảm từ 1014,3mg/l xuống 341,2 mg/l) Tuy nhiên, hiệu suất xử lý COD khối lƣợng vật liệu lọc 15g/l không cao nhiều so với khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l c Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý COD với khối lượng vật liệu lọc 20g/l Dựa nghiên cứu cho thấy, khối lƣợng vật liệu lọc tăng hiệu suất xử lý chất hữu tăng, điều hoàn tồn phù hợp với lý thuyết Với mục đích tăng hiệu suất xử lý chất hữu nữa, đề tài tiếp tục khảo sát với khối lƣợng vật liệu lọc 20g/lít nƣớc thải Kết xử lý chất hữu bể lọc hiếu khí khối lƣợng vật liệu lọc 20g/l đƣợc thể bảng 3.4 hình 3.3 Bảng 3.4 Kết xử lý COD (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 20g/l CODvào=927,2 mg/l Thời gian xử lý Stt (Ngày 06/09/2011) (h) COD (mg/l) Hiệu suất (%) 927,2 2 848,9 8,45 746,4 19,5 638,8 31,1 536,9 42,09 20 409,2 55,87 22 355,4 61,67 24 285,3 69,23 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 44 Ngành Kỹ thuật môi trường Khóa luận tốt nghiệp 1000 927.2 COD sau XL (mg/l) 900 848.9 800 746.4 700 638.8 600 536.9 500 409.2 400 355.4 285.3 300 200 2.0 4.0 6.0 8.0 20.0 22.0 24.0 Thời gian (h) Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến COD sau xử lý bể hiếu khí với KLVL 20g/l Qua bảng 3.4 hình 3.3 cho thấy, hiệu suất xử lý COD khối lƣợng vật liệu lọc 20g/l liên tục tăng nhanh Do khối lƣợng vật liệu tăng làm cho lƣợng giá thể để vi sinh vật bám dính vào tăng lên dẫn đến diện tích lớp màng sinh học tăng, chất hữu đƣợc tiếp xúc với màng sinh học nhiều chất hữu đƣợc phân hủy tăng Sau 24h hiệu suất xử lý cao đạt 69,23% (COD giảm từ 927,2mg/l xuống 285,3 mg/l) Ở khối lƣợng hiệu suất xử lý bể hiếu khí đạt cao 3.2.2 Kết ảnh hưởng khối lượng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý NH4+ Nƣớc thải từ bể điều hồ đƣợc đƣa sang bể hiếu khí, tiến hành xử lý bể lọc sinh học hiếu khí 24h Ở bể hiếu khí ta khảo sát thay đổi NH4+ khối lƣợng vật liệu là: 10g/l, 15g/l, 20g/l a Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý NH4+ với khối lượng vật liệu lọc 10g/l Kết xử lý NH4+ với khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l bể lọc sinh học hiếu khí đƣợc thể bảng 3.5 hình 3.4 Bảng 3.5 Kết xử lý NH4+ (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 10g/l Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 45 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp [ NH4+vào]=18,92mg/l (Ngày 20/09/2011) Thời gian (h) Stt [NH4+] (mg/l) Hiệu suất (%) 18,92 2 17,87 5,55 16,34 13,64 15,09 20,24 13,66 27,8 20 11,36 39,95 22 10,38 45,14 24 9,34 50,63 20 NH4+sau XL (mg/l) 18 16 14 12 10 10 15 20 25 30 Thời gian (h) Hình 3.4 Hàm lượng NH4+ sau xử lý bể hiếu khí với KLVL 10g/l Dựa bảng 3.5 hình 3.4 cho thấy, với khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l, bể lọc sinh học hiếu khí, hiệu suất xử lý NH4+ tăng liên tục 24h xử lý Cụ thể sau Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 46 Ngành Kỹ thuật môi trường Khóa luận tốt nghiệp 24h xử lý hiệu suất xử lý đạt cao 50,63% (NH4+ nƣớc thải giảm từ 18,926mg/l xuống 9,34 mg/l) b Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý NH4+ với khối lượng vật liệu lọc 15g/l Đề tài tiếp tục tăng khối lƣợng vật liệu lọc bể lên 15g/l để xem xét ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý NH4+ Kết khảo sát thay đổi NH4+ khối lƣợng vật liệu lọc 15g/l theo thời gian xử lý khác đƣợc thể bảng 3.6 hình 3.5 Bảng 3.6 Kết xử lý NH4+ (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 15g/l [ NH4+vào]=18,34mg/l Stt (Ngày 26/09/2011) Thời gian (h) [NH4+] (mg/l) Hiệu suất (%) 18,34 2 17,03 7,14 15,56 15,16 14,23 22,41 12,84 29,98 20 10,62 42,09 22 9,39 48,8 24 8,62 52,99 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 47 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp 20 NH4+sau XL (mg/l) 18 16 14 12 10 2.0 4.0 6.0 8.0 20.0 22.0 24.0 Thời gian (h) Hình 3.5 Hàm lượng NH4+ (mg/l) sau xử lý bể hiếu khí với KLVL 15g/l Qua bảng 3.6 hình 3.5, cho thấy tăng khối lƣợng vật liệu lọc lên hiệu suất xử lý Amoni tăng lên tất thời gian xử lý Khi khối lƣợng vật liệu lọc 15g/l, hiệu suất xử lý NH4+ tăng liên tục 24h xử lý Cụ thể sau 24h xử lý hiệu suất xử lý đạt cao 52,99% (NH4+ nƣớc thải giảm từ 18,34mg/l xuống 8,62 mg/l) Tuy nhiên, so sánh khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l 15g/lít nƣớc thải khối lƣợng vật liệu lọc 15g/lít nƣớc thải tăng khơng đáng kể so với 10g/lít nƣớc thải c Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý NH4+ với khối lượng vật liệu lọc 20g/l Đề tài tiếp tục tăng khối lƣợng vật liệu lọc bể lên 20g/l để xem xét ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý NH4+ Kết khảo sát thay đổi NH4+ khối lƣợng vật liệu lọc 20g/l theo thời gian xử lý khác đƣợc thể bảng 3.7 hình 3.6 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 48 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.7 Kết xử lý NH4+ (mg/l) bể lọc hiếu khí với KLVL 20g/l [ NH4+vào]=18,68 mg/l (Ngày 06/10/2011) Thời gian (h) STT [NH4+] (mg/l) Hiệu suất (%) 18,68 2 17,25 7,66 15,68 16,06 14,08 24,62 12,76 31,69 20 10,34 44,64 22 9,39 49,73 24 8,27 55,72 Hiệu suất XL NH 4+(%l) 60 50 40 30 20 10 0 10 15 20 25 30 Thời gian (h) Hình 3.6 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) bể hiếu khí với KLVL 20g/l Qua bảng 3.7 hình 3.6, cho thấy với khối lƣợng vật liệu lọc 20g/l, bể lọc sinh học hiếu khí, hiệu suất xử lý NH4+ tăng liên tục 24h xử lý Cụ thể sau 24h xử Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 49 Ngành Kỹ thuật môi trường Khóa luận tốt nghiệp lý hiệu suất xử lý đạt cao 55,72% (NH4+ nƣớc thải giảm từ 18,68mg/l xuống 8,27mg/l) 3.3 Kết xử lý nƣớc thải giàu chất hữu thực vật thuỷ sinh 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất xử lý thực vật thuỷ sinh Sau nƣớc thải chợ đƣợc xử lý qua bể lọc hiếu khí, nƣớc thải đƣợc đƣa vào hệ xử lý thực vật Thực vật đƣợc sử dụng bèo tây, mật độ bèo tây là: 0,8m 2/m2 mặt nƣớc Để đảm bảo nƣớc thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép thời gian xử lý kéo dài Trong trình xử lý nƣớc chợ thực vật, đề tài khảo sát biến đổi COD ngày Cứ 24h lấy mẫu để khảo sát tiêu lần Kết xử lý COD thực vật đƣợc thể qua bảng 3.8 hình 3.7 Bảng 3.8 Kết xử lý COD (mg/l) thực vật thuỷ sinh KLVL= 10g/l KLVL= 15g/l KLVL= 20g/l Thời CODvào=342,1mg/l CODvào=351,2mg/l CODvào=285,3mg/l gian (Ngày 21/09/2011) (Ngày 27/09/2011) (Ngày 07/10/2011) COD Hiệu COD Hiệu COD Hiệu (mg/l) suất (%) (mg/l) suất (%) (mg/l) suất (%) 342,1 351,2 285,3 309,2 9,617 304,6 13,27 239,1 16,19 261,4 23,59 257,3 26,74 193,5 32,18 204,9 40,11 198,1 43,59 145,4 49,04 156,1 54,37 145,4 58,6 98,8 65,37 133,5 60,98 118,2 66,34 78,3 72,56 (ngày) Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 50 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.7 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất xử lý COD thực vật thủy sinh Sau ngày xử lý nƣớc chợ thực vật sử dụng bèo tây Hiệu suất xử lý chất hữu nƣớc thải cao Thể qua thông số COD nƣớc thải sau ngày xử lý, nƣớc thải COD đầu vào khác nhau, hiệu suất xử lý COD đạt 60% Kết nghiên cứu cho thấy, bèo tây có khả xử lý chất hữu tốt nhờ khả hấp thụ chất hữu trình sống thực vật hấp thụ chất hữu vi sinh vật dính bám bề mặt rễ thực vật 3.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý Sau trình khảo sát hiệu suất xử lý COD với khối lƣợng vật liệu khác (từ 10 – 20 g/l) ta tìm đƣợc khối lƣợng vật liệu tối ƣu 20g/l Nƣớc thải chợ sau đƣợc xử lý bể lọc hiếu khí với khối lƣợng xơ dừa 20g/l, tiến hành đƣa nƣớc thải sang bể nuôi bèo với mật độ che phủ mặt nƣớc khác Khảo sát thay đổi COD với mật độ bèo che phủ khác (mật độ bèo lần lƣợt 0,6m2/m2 0,8m2/m2) Kết khảo sát ảnh hƣởng mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý đƣợc thể bảng 3.9 hình 3.8 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 51 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.9 Kết ảnh hưởng mật độ che phủ đến hiệu suất xử lý COD thực vật thủy sinh Mật độ che phủ 0,6m2/m2 Mật độ che phủ 0,8m2/m2 Thời gian COD sau xử Hiệu suất xử lý COD sau xử Hiệu suất xử lý (mg/l) COD (%) lý (mg/l) lý COD (%) (0) 285,3 285,3 249,2 12,65 229,4 19,59 201,5 29,37 179,6 37,05 157,8 44,69 134,5 52,86 123,6 56,68 106,8 62,57 99,3 65,19 79,59 72,1 (ngày) Hình 3.8 Khảo sát ảnh hưởng mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý Với kết bảng 3.9 hình 3.8, ta nhận thấy mật độ che phủ bèo tây cao đạt hiệu xử lý chất hữu nƣớc thải tốt so với mật độ che phủ nhỏ Điều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, quần thể bèo nhiều khả hấp thụ chất hữu chúng cao (với quần thể bèo kích thƣớc độ trƣởng thành) Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 52 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong khn khổ đề tài, qua q trình nghiên cứu em thu đƣợc số kết nhƣ sau: - Đánh giá mức độ ô nhiễm chung nƣớc chợ, thông số ô nhiễm sau: + COD dao động khoảng 895,2 – 1014,3 mg/l vƣợt khoảng 8,95 – 10,14 lần tiêu chuẩn cho phép + pH dao động khoảng 6,5 – 7,1 mg/l đạt tiêu chuẩn cho phép + SS dao động khoảng 278 – 297 mg/l vƣợt khoảng 2,78 – 2,97 lần tiêu chuẩn cho phép + NH4+ dao động khoảng 18,34 – 18,92 mg/l vƣợt khoảng 1,83 – 1,89 lần tiêu chuẩn cho phép Kết cho thấy nƣớc thải bị ô nhiễm nặng thành phần chất hữu Vì để đảm bảo chất lƣợng nƣớc trƣớc thải mơi trƣờng nguồn nƣớc cần đƣợc xử lý - Tiến hành nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ mơ hình hệ thống xử lý nƣớc thải xây dựng phòng thí nghiệm với vật liệu lọc xơ dừa kết hợp với thực vật thủy sinh Qua kết nghiên cứu, rút kết luận sau: + Thời gian xử lý kéo dài hiệu suất xử lý chất hữu phƣơng pháp sinh học thực vật tăng + Khối lƣợng vật liệu lọc tăng (từ 10 – 20 g/l) hiệu suất xử lý chất hữu tăng + Sau thời giam xử lý 24h bể lọc hiếu khí ngày thực vật thủy sinh nƣớc thải chợ sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép Kiến nghị Đề xuất nghiên cứu - Khảo sát ảnh hƣởng oxi tối ƣu cho trình xử bể lọc hiếu khí để tìm lƣợng oxi tối ƣu cho trình xử lý - Nghiên cứu loại vật liệu lọc khác nhƣ: sỏi nhẹ, cát, đá, vỏ sị,…để tìm vật liệu lọc tối ƣu - Nghiên cứu loài thực vật thủy sinh khác có tác dụng làm nƣớc Ngồi ra, nghiên cứu yếu tố mơi trƣờng ảnh hƣởng đến khả sống bèo tây: ánh sáng, hàm lƣợng O2 nƣớc thải,… Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 53 Ngành Kỹ thuật mơi trường Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Đặng Kim Chi (2001), ”Hóa học mơi trƣờng” , NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội PGS.TS Hoàng Kim Cơ, PGS.TS Lƣơng Đức Phẩm (2001), “Kỹ thuật môi trƣờng”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Nguyễn Thị Luyến (2010), “Khóa luận tốt nghiệp”, Đại học Dân Lập Hải Phịng, 2010 [4] Trần thị Hƣờng (2009), “Khóa luận tốt nghiệp”, Đại học Dân Lập Hải Phòng [5] Lƣơng Đức Phẩm (2000), “Cơng nghệ xử lí nƣớc thải biện pháp sinh học”, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Thị Ƣớc (2009), “Khóa luận tốt nghiệp”, Đại học Dân Lập Hải Phòng [7] http://www.google com.vn [8] http://www.tailieu.vn Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 54