Nghiên ứu ông nghệ tíh hợp hóa lý – sinh họ trên ơ sở mô hình, ứng dụng trong xử lý nướ rỉ rá

ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NƢỚC RÁC 1.1.1.

B GIÁO DO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN DUY THÀNH NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ TÍCH HỢP HĨA LÝ – SINH HỌC TRÊN CƠ SỞ MƠ HÌNH, ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG NG DN KHOA HC: PGS.TS ĐẶNG XUÂN HIỂN Hà Nội - 2013 170817796277722be9ebc-1fc6-48fb-bee4-21b02dfc0bc2 1708177962777bb3ba5f3-ac57-4504-b4c7-1510e16d1867 17081779627772b3eeb92-4963-450d-9824-017e47e751d9 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác LỜI CẢM ƠN Xin gi li ct tng Xuân Hi  ng dn em trình thc hin lun y S tn tình, tâm huyt ca tht nghiên cu ca Xin chân thành c   y, Cơ Vin Khoa hc Công ngh ng   i hc Bách khoa Hà N   cho em nhng kin thc, nhng kinh nghim thc t nhng nh     em có kh  hồn thành lung c kin thc ca Cui cùng, xin gi li cc bit tu s quan tâm quý báu, s  sut trình làm lu chia s, gii quyt nhng mc gp phi Xin chân thành c HỌC VIÊN Nguyễn Duy Thành Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác LỜI CAM ĐOAN  tài luc s k thut: Nghiên cu cơng ngh tích hp hóa lý  sinh h mơ hình, ng dng x c r rác thc hin vi s ng dn cng Xuân Hii bn chép ca bt k mt cá nhân, t chc Các s liu, ngun thông tin Luu tra, trích d Tơi xin hồn tồn chu trách nhim v nhng n   Lu Hà N HỌC VIÊN Nguyễn Duy Thành Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu AAO ASM1 AOPs ASM2 Tiếng Anh Anerobic Anoxic Aerobic Activated Sludge Model No.1 Advanced oxidation processes Activated Sludge Model No.2 ASM2d Activated Sludge Model No.2_deni ASM3 DO DOana DOano PAOs XLNT COD BOD QCVN SS Activated Sludge Model No.3 Dissolved Oxy Phosphoruse Accumulating Organic Chemical oxygen demand Biological oxygen demand Tiếng Việt Ym khí  Thiu khí  Hiu khí Mơ hình bùn hot tính s Q trình oxi hóa nâng cao Mơ hình bùn hot tính s Mơ hình bùn hot tính s có kh nitrat ca PAO Mơ hình bùn hot tính s Oxy hịa tan Oxy hịa tan b ym khí Oxy hịa tan b thiu khí u  X c thi Nhu cu oxy hoá hc Nhu cu oxy sinh hố Quy chun Vit Nam Cht rng Nghiên cứu cơng nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác MỤC LỤC Trang L DANH MC CÁC CH VIT TT M U C RÁC 1.1.1 S c rác c rác 1.1.2.1 Tính cht lý hc, hóa hc cc rác 1.1.2.2 Các thơng s nhim cn x i vc rác 1.1.3 Mt s c rác th gii Vit Nam c rác th gii 1.1.3.2 Mt s c rác ti Vit Nam 1.2 MT S CÔNG NGH X C ÁP DNG 1.2.1 Mt s công ngh x c áp dng  Th gii 1.2.2 Mt s công ngh x c áp dng  Vit Nam 1.3 LÝ THUYT CƠNG NGH TÍCH HP TRONG X C THI   LÝ THUY NGH TÍCH HP HĨA LÝ  SINH HC 2.1 CÁCH TIP CN  c rác  c 2.1.1.3 Công ngh x c thi AAO   2.1.2.2 Mt s nguyên tc xây dng mô hình 2.1.2.3 Các loc s dng cơng ngh ng 2.1.2.4 Mt s ng dng mơ hình bùn hot tính x c thi 2.2 MƠ HÌNH NG DNG TRONG NGHIÊN C TÀI c la ch mô phng ng hc ASM2d ng BioWin T QU NGHIÊN CU NG DNG CÔNG NGH TÍCH HP HĨA LÝ  SINH H MƠ HÌNH 3.1 THU THP S LIU VÀ LA CHN CÔNG NGH  LÝ C RÁC 3.1.1 Thu thp s liu 3.1.2 La chn cơng ngh 3.2 PHÂN TÍCH HIU SUT X LÝ CƠNG NGH HĨA LÝ 3.2.1 Tin x c rác b t vi PAC 3.2.2 Q trình kt ta hóa hc 3.2.3 S dng tháp Stripping 11 11 13 13 14 15 15 17 22 22 25 29 33 33 33 33 39 44 45 45 45 47 50 53 53 53 62 67 67 67 67 70 70 71 72 Nghiên cứu cơng nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác 3.2.4 Q trình oxy hố trc tip bng O3/UV 3.3 MƠ PHNG Q TRÌNH X LÝ SINH HC BNG CƠNG NGH AAO 3.3.1 Các kt qu chy mơ hình v 3.3.2 Các kt qu chy mơ hình vc rác mi 3.4 SO SÁNH LA CHN CÔNG NGH X LÝ PHÙ HP NHT 3.4.1 Phân tích la chn cơng ngh phù hp nhi v 3.4.2 Phân tích la chn cơng ngh phù hi vc rác mi 3.5 T DO CHO QUÁ TRÌNH X LÝ SINH HC KT LUN VÀ KIN NGH TÀI LIU THAM KHO PH LC 72 73 74 80 86 86 88 89 95 97 100 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác DANH MỤC BẢNG Bng 1 QCVN 25:2009/BTNMT thông s ô nhim cc rác 15 Bng Thành phc rác cc [WHO, M] 16 Bng Thành phc r c t  sâu khác k t lp ph b mt ti ging khoan th nghim 16 Bng Thành phn cht thi chôn lp ti bãi chôn l 18 Bng Kt qu c rác ti thành ph Hà Ni 19 Bng Thành phc r rác ti Bãi chôn lp Gò Cát  mùa khác 20 Bng Các s liu tiêu biu v thành phn tính chc rác cacác bãi chơn lp m 21 Bng Các hóa chng s dng q trình kt ta 34 Bng 2 Các ling s dng hiu sut kh phospho[29] 35 Bng ng nc thi cho b lng hng hóa cht tr lng[29] 36 Bng pH thích hp cho vic kt ta kim loi[29] 37 Bng 5. 37 Bng 6. 38 Bng Các mô hình bùn hot tính hin 49 Bng Ma trn t  ji, ma trn thành phn lk,i ca ASM2d [22] 56 Bng Bng tính b sung mt s v n hình cho ma trn t ng ca ASM2d 59 Bng 10 Biu thng hc ca ASM2d, rj  60 Bng 11 Bng mô t bin ca mơ hình ASM2d BioWin[22;28] 63 Bng 12 Các thông s mnh ca mơ hình BioWin[28] 65 Bng Thành phu cc rác 67 Bng N cht sau keo t 71 Bng 3 N chn kt ta hóa hc 71 Bng N chn kt ta hóa hc 72 Bng N cht sau x lý O3/UV (qua tripping) 73 Bng Kt qu mô phng vn hành công ngh s x  74 Bng Kt qu mô phng vn hành công ngh s x  76 Bng Kt qu mô phng vn hành công ngh s x  77 Bng Kt qu mô phng vn hành công ngh s x  78 Bng 10 Kt qu mô phng vn hành công ngh s x c rác mi 80 Bng 11 Kt qu mô phng vn hành công ngh s x c rác mi 81 Bng 12 Kt qu mô phng vn hành công ngh s x c rác mi 83 Bng 13 Kt qu mô phng vn hành công ngh s x c rác mi 84 Bng 14 Bng tng hp kt qu x a công ngh 86 Bng 15 Bng tng hp kt qu x c rác mi ca công ngh 88 Bng 16 Din bin NH 4+-N qua b mô phng kch bn x  90 Bng 17 N NH4 + -N qua b mô phng kch bn x c rác mi 90 Bng 18 N TT-N qua b mô phng kch bn x  91 Bng 19 N T-N qua b mô phng kch bn x c rác mi 91 Bng 20 N COD qua b mô phng kch bn x  92 Bng 21 N COD qua b mô phng kch bn x c rác mi 92 Bng 22 N CBOD qua b mô phng kch bn x  93 Bng 23 N CBOD qua b mô phng kch bn x c rác mi 93 Nghiên cứu cơng nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác DANH MỤC HÌNH Hình 1 Các thành phn cân bc ô chơn lp 12 Hình  cân bc 12 Hình  công ngh x c rác ti Bãi chôn lp Koumyoji  thành ph Ichinomiya  Nht Bn 22 Hình  cơng ngh x c rác ti URM  Nova Scotia  Canada 23 Hình  h thng x lý ca bãi chôn lp (USEPA) 24 Hình  cơng ngh h thng x lý ca bãi chôn lp (USEPA) 24 Hình   cơng ngh x c ti Bãi chôn l  27 Hình  cơng ngh x c rác ti Bãi rác Gị Cát  Bình Tân  TP HCM 28 Hình  cơng ngh AAO[18] 44 Hình 2 Cu trúc dịng ca Trm x lý ASIM [26] 51 Hình  mơ t lý thuyt hai li vi trình hp th oxi t pha khí vào pha lng 62 Hình  tích hp cơng ngh hóa lý - sinh hc ng dng x c rác 68 Hình  tích hp cơng ngh hóa lý - sinh hc b c x lý sinh hc 69 Hình 3  tích hp cơng ngh hóa lý - sinh hc b sung tháp Stripping O 3/UV c x lý sinh hc 69 Hình  tích hp cơng ngh hóa lý - sinh hc b sung O3 /UV 70 Hình Cu hình mơ phng cơng ngh AAO bng phn mm BioWin 74 Hình Din bin cht Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác ng vn hành công ngh s 75 Hình Din bin cht Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác ng vn hành công ngh s 76 Hình Din bin cht Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác ng vn hành công ngh s 78 Hình Din bin cht Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác ng vn hành công ngh s 79 Hình 10 Din bin cht Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác mi mô phng vn hành công ngh s 81 Hình 11 Din bin cht Ammonia N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác mi mô phng vn hành công ngh s 82 Hình 12 Din bin cht Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác mi mô phng vn hành công ngh s 84 Hình 13 Din bin cht Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua b x c rác mi mô phng vn hành công ngh s 85 Hình 14 Bi n cht sau x a công ngh 86 Hình 15 Bi n cht sau x c rác mi ca công ngh 88 Hình 16 Bi so sánh n i qua b x lý ca kch bn 90 Hình 17 Bi so sánh n Ti qua b x lý ca kch bn 91 Hình 18 Bi so sánh n i qua b x lý ca kch bn 93 Hình 19 Bi so sánh n i qua b x lý ca kch bn 93 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác MỞ ĐẦU Đặt vấn đề c r rác t bãi chôn lp (gc rác) cht lng thm qua lp cht thi rn mang theo cht hòa tan hoc chng Trong hu ht bãi chôn lc rác bao gm cht lp t ngun bên c mc ngm cht lng to thành q trình phân hy cht thc tính ca cht thi ph thuc vào nhiu h s Do thành phn rt phc tp kh c rác t bãi rác i mt dây chuyn công ngh x lý kt hp, bao gm nhiu khâu x  , x lý bc hai, x lý b t tiêu chun thi Thành phng c rác bing theo mùa theo thi gian chôn lp nên dây chuyn x c  i theo thi gian Vic tìm gii pháp x c rác cho bãi chôn lp, thu kin kinh t, k thuu kin khí hu tc ta mt thi gian g Mc dù mi bãi chôn lp cu có h thng x  nh c áp dng ti bãi chơn lp vn cịn bc l nhiu nhc sau x t tiêu chun x thc bit ch tiêu COD, BOD5, T-N, NH4-N (QCVN 25:2009/BTNMT, ct B2) tiêu tn nhing hóa cht, giá thành x lý cao, khó kim sốt cơng sut x t thit k Nguyên nhân s i rt nhanh ca thành phc rác theo thi gian vn hành bãi chôn lp, vi thành phn phc tp (các cht h       y sinh h  n n      theo thi gian), không  nh, vic la chn công ngh x c sau x t tiêu chung thi sông, rch vn cịn rt hn ch c rác ti bãi chơn lp tip t V t  i tìm cơng ngh thích h có th x lý hng, ci to h thng x c rác hin hu công ngh x  i vi x c rác ca bãi chôn lp mi Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mơ hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác  Vì vy, vic thc hi tài: “Nghiên cu cơng ngh tích hp hóa lý  sinh h mơ hình, ng dng x c r rác”, nht gii pháp t mt công ngh (x lý cht hy sinh hc hp chu qu kinh t c tiêu chun x thi nhm gim thim ha ng i vng Mục tiêu đề tài -   -              Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu *    :            Nam * : Nghiên cu theo quy mô lý thuyt * : -   -  hóa lý sinh  -                    Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý ngc:  tài nghiên c  xut mi cho vic la chn công ngh phù hp, x lý hiu qu i vc rác cha hp cht hu y thành phn cc thi - c tin c tài: T kt qu nghiên cu có th  xuc quy trình cơng ngh tích hp hóa lý  sinh hc ng d x lý tri c rác t yêu cu theo QCVN 25:2009/BTNMT cc thng