Tên luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu thủy lực đến hiệ quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ hiếu khí theo mẻ vận hành ở thời gian lưu bùn thấp” do TS.. Trên thực t
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGUYỄN THỊ VĨNH HẰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ VĨNH HẰNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LƯU THỦY LỰC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG CƠNG NGHỆ HIẾU KHÍ THEO MẺ VẬN HÀNH Ở THỜI GIAN LƯU BÙN THẤP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG KHÓA 2011 HÀ NỘI - 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131833291000000 LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi đến thầy giáo - TS Đỗ Khắc Uẩn lời biết ơn chân thành sâu sắc Thầy người quan tâm, tận tình bảo giúp đỡ em q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Cô Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, cán hướng dẫn phịng thí nghiệm - Viện Khoa học Công nghệ môi trường, giúp đỡ em trình học tập thực nghiên cứu luận văn Và em xin chân thành cảm ơn đơn vị, quan nơi em công tác tạo điều kiện để em học tập, nghiên cứu hoàn thành tốt luận văn Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè bên cạnh ủng hộ động viên em suốt thời gian thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2013 Học viên Nguyễn Thị Vĩnh Hằng LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu tác giả Các số liệu nghiên cứu luận văn trung thực Tên luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian lưu thủy lực đến hiệ xử lý nước thải sinh hoạt cơng nghệ hiếu khí theo mẻ vận hành thời gian lưu bùn thấp” TS Đỗ Khắc Uẩn làm giáo viên hướng dẫn Những tài liệu sử dụng luận văn có nguồn gốc trích dẫn rõ ràng Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2013 Học viên Nguyễn Thị Vĩnh Hằng MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÔNG NGHỆ HIẾU KHÍ THEO MẺ 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Trên Thế giới .9 1.1.2 Ở Việt Nam 10 1.2 Cơ sở lý thuyết nước thải sinh hoạt 12 1.2.1 Thành phần, tính chất tải lượng chất bẩn NTSH 12 1.2.2 Số lượng nước thải chế độ thải nước sinh hoạt 13 1.2.3 Tác động NTSH đến môi trường sức khỏe người 14 1.3 Cơ sở lý thuyết công nghệ SBR 16 1.3.1 Khái niệm công nghệ SBR 16 1.3.2 Lịch sử phát triển công nghệ SBR 16 1.3.3 Đánh giá công nghệ SBR 17 1.3.4 Chế độ xử lý nước thải công nghệ SBR 18 1.3.5 Các trình sinh học diễn q trình xử lý cơng nghệ SBR 21 1.3.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình xử lý nước thải cơng nghệ SBR 24 1.4 Hiện trạng công tác xử lý NTSH địa bàn Thành phố Hà Nội 30 1.4.1 Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải Thành phố Hà Nội 30 1.4.2 Tình hình NTSH Phường Minh Khai, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội 33 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu 35 2.1.1 Mục đích nghiên cứu 35 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 35 2.1.3 Phạm vi nghiên cứu 35 2.2 Lấy mẫu phân tích mẫu .35 2.2.1 Lấy mẫu nước thải sinh hoạt 35 2.2.2 Đặc điểm NTSH nơi lấy mẫu .38 2.3 Phương pháp nghiên cứu 38 2.3.1 Mơ hình nghiên cứu 38 2.3.2 Chế độ vận hành mơ hình 40 2.4 Phân tích mẫu 43 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 Kết giai đoạn ni bùn hoạt tính .49 3.1.1 Giai đoạn nuôi bùn hoạt tính 49 3.1.2 Giai đoạn cố định hàm lượng bùn hoạt tính 50 3.2 Kết xác định thời gian lưu bùn chế độ sục khí .51 3.3 Ảnh hưởng thời gian sục khí đến hiệu xử lý COD 52 3.4 Ảnh hưởng thời gian sục khí đến hiệu xử lý TKN 58 3.5 Ảnh hưởng thời gian sục khí đến hiệu xử lý TP .62 3.6 Tổng hợp, so sánh hiệu xử lý COD, TN, TP 64 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 74 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng việt BOD Biochemical Oxigen Demand Nhu cầu ôxy sinh hóa COD Chemical Oxigen Demand Nhu cầu ơxy hóa học DO Dissolved Oxigen Nồng độ ơxy hịa tan SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng TSS Total Suspended Solid Tổng chất rắn lơ lửng MLSS Mixed Liquor Suspended Solids Hỗn hợp bùn – nước thải MLVSS Mix Liquid Volatile Suspended Solids Hàm lượng chất rắn bay SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn SRT Solid Retention Time Thời gian lưu bùn HRT Hydraulic Residence Time Thời gian lưu thủy lực F/M Food – Microorganism ratio Tỷ lệ thức ăn cho vi sinh vật TKN Tổng Nitơ Kjeldahl Hàm lượng Nitơ Kjeldahl TP Tổng Photpho Hàm lượng Phốt tổng số TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam VSV Vi sinh vật NTSH Nước thải sinh hoạt BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần đặc trưng nước thải sinh hoạt [38] 13 Bảng 1.2 Chỉ số dân tương đương tiêu chuẩn nước thải cho đơn vị tính cơng trình cơng cộng, dịch vụ ngày [12] 14 Bảng 1.3 Số ca mắc bệnh truyền nhiễm liên quan đến ô nhiễm nước 2004 – 2008 [14] 15 Bảng 1.4 Thời gian lưu bùn tiêu biểu cho trình bùn hoạt tính 29 Bảng 1.5 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt Hà Nội [5] 31 Bảng 1.6 Thống kê dự án nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt Hà Nội 32 Bảng 1.7 Chất lượng nước thải sau xử lý Trạm xử lý nước thải Kim Liên [33]32 Bảng 2.1 Tính chất nước thải dòng vào ngõ chùa Hưng Ký, Hai Bà Trưng, Hà Nội 38 Bảng 3.1 Hiệu xử lý COD, TN TP thời gian lưu bùn thấp 65 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.2 Các pha phân vùng chu kì bể SBR 18 Hình 1.3 Q trình oxy hóa sinh hóa chất hữu phân hủy sinh học 22 Hình 1.4 Loại bỏ nitơ sinh học Trái: trình nitrat hóa; phải: q trình khử nitrit 23 Hình 1.1 Bản đồ vị trí phường Minh Khai, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội [21, 22] 33 Hình 2.1 Vị trí lấy mẫu 36 Hình 2.2 Xử lý sơ nước thải phịng thí nghiệm 37 Hình 2.3 Bảo quản mẫu 37 Hình 2.4 Mơ hình xử lý nước thải cơng nghệ SBR 39 Hình 2.5 Hệ thống SBR thực nghiệm 39 Hình 2.6 Phân tích COD 44 Hình 2.7 Phân tích TKN 46 Hình 2.8 Phân tích TP 47 Hình 2.9 Xác định DO, pH 48 Hình 2.10 Xác định pH 48 Hình 3.1 Giai đoạn ni bùn hoạt tính 49 Hình 3.2 Giai đoạn cố định hàm lượng MLSS 50 Hình 3.3 Sự thay đổi COD hiệu xử lý COD chế độ sục khí h 53 Hình 3.4 Sự thay đổi MLSS hiệu xử lý COD chế độ sục khí h 54 Hình 3.5 Sự thay đổi COD hiệu xử lý COD chế độ sục khí h, h 55 Hình 3.6 Hàm lượng MLSS hiệu xử lý COD chế độ sục khí h, h 55 Hình 3.7 Sự thay đổi COD hiệu xử lý COD chế độ sục khí h 56 Hình 3.8 Ảnh hưởng thời gian sục khí đến hiệu xử lý COD 57 Hình 3.9 Sự thay đổi TN hiệu xử lý TN chế độ sục khí h 59 Hình 3.10 Sự thay đổi TN hiệu xử lý TN chế độ sục khí h, h 60 Hình 3.11 Sự thay đổi TN hiệu xử lý TN chế độ sục khí h 61 Hình 3.12 Ảnh hưởng thời gian sục khí đến hiệu xử lý TN 62 Hình 3.13 Ảnh hưởng thời gian sục khí đến hiệu xử lý TP 63 Hình 3.14 Sự thay đổi TP hiệu xử lý TP chế độ sục khí h, h 64 Hình 3.15 Hiệu xử lý COD, TN, TP thời gian sục khí khác 65 Hình 3.16 Minh họa hiệu xử lý nước thải dòng vào dòng 67 MỞ ĐẦU Nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng nước thải thành phố, nguyên nhân gây nên tình trạng nhiễm nước Ơ nhiễm mơi trường nước có xu hướng ngày xấu mà lơi nhiều quan tâm cộng đồng dân cư nhà quản lý Do đó, việc xử lý nước thải sinh hoạt vấn đề cấp bách cần đặt để bước cải thiện tình hình nhiễm nước nguồn tiếp nhận Thành phần ô nhiễm đặc trưng nước thải sinh hoạt tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ loại chất khơng tan đến chất tan hợp chất tan nước Xử lý nước thải sinh hoạt loại bỏ tạp chất đó, làm nước đưa nước vào nguồn tiếp nhận tái sử dụng Trên thực tế có nhiều phương pháp ứng dụng để xử lý nước thải như: phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý, phương pháp sinh học,… Nhưng với đặc tính nói nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học sử dụng phổ biến đặc biệt xử lý cơng nghệ hiếu khí thích hợp với tính chất nước thải sinh hoạt Mặt khác, nước thải sinh hoạt loại nước thải có lưu lượng dịng thải khơng liên tục phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng người Vì vậy, xử lý nước thải sinh hoạt công nghệ hiếu khí theo mẻ phù hợp Việc vận hành hệ thống hiếu khí theo mẻ dễ dàng loại bỏ chất ô nhiễm cao hệ thống hoạt động đồng thời q trình hiếu khí – thiếu khí q trình lắng So với hệ thống khác hệ thống có kết cấu đơn giản hơn, hoạt động dễ dàng hơn, hiệu xử lý chất ô nhiễm cao ổn định Bùn hoạt tính cơng nghệ xử lý hiếu khí hình thành từ q trình phân hủy chất nhiễm Đặc tính bùn khả ổn định bùn ảnh hưởng lớn đến hiệu xử lý nước thải Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh trưởng bùn hoạt tính hoạt lực bùn cụ thể như: nhiệt độ, pH, tải trọng bùn hoạt tính, thời gian lưu bùn, thời gian lưu thủy lực,… Do vậy,