Nghiên cứu ứng dụng polyme sinh học chitosan thay thế chất đông keo tụ thông thường trong xử lý nước thải sinh hoạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC-MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG POLYMER SINH HỌC CHITOSAN THAY THẾ CHẤT ĐÔNG KEO TỤ THÔNG THƯỜNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Người hướng dẫn: ThS Huỳnh Thị Ngọc Châu Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Vĩnh Mã sinh viên: 1711507210108 Lớp: 17KTMT1 Đà Nẵng, 6/2021 TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng polymer sinh học chitosan thay chất đông keo tụ thông thường xử lý nước thải sinh hoạt Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Vĩnh Mã SV: 1711507210108 Lớp: 17KTMT1 Nội dung đề tài: Nghiên cứu tài liệu tổng quan nước thải sinh hoạt chất đông keo tụ xử lý nước thải sinh hoạt Khảo sát điều kiện tối ưu cho trình đơng keo tụ Chitosan PAC Khảo sát hiệu xử lý nước thải sinh hoạt trước sau q trình đơng keo tụ thơng qua việc phân tích thơng số: độ đục, TSS, COD, BOD5, TN TP Đánh giá hiệu xử lý Chitosan PAC Phương pháp nghiên cứu: Thiết lập điều kiện thí nghiệm cho q trình đơng keo tụ máy Jar Test Khảo sát hiệu xử lý nước thải sinh hoạt trước sau trình đơng keo tụ thơng qua việc phân tích thơng số: độ đục, TSS, COD, BOD5, TN TP Kết nghiên cứu: - Nghiên cứu xác định điều kiện vận hành tối ưu q trình đơng keo tụ: pH q trình đơng keo tụ thích hơp với PAC pH tự nhiên Chitosan pH= Nồng độ chất keo PAC tối ưu 30mg/l, Chitosan hàm lượng thấp nhiều 3mg/l - Đối với nước thải sinh hoạt nghiên cứu, hiệu suất xử lý TSS 61,3%, BOD5 25,57%, COD 73,15%, TN 52,33% TP 45,82% pH =6 hàm lượng Chitosan = 3mg/l Khi sử dụng PAC, hiệu suất xử lý TSS 54,83%, BOD5 22,92%, COD 67,49%, TN 46,06% TP 39% pH tự nhiên - Như dùng chất đông keo tụ Chitosan đem lại hiệu xử lý cao so với dùng chất đông keo tụ PAC xử lý nước thải sinh hoạt (liều lượng chitosan nhỏ hiệu suất xử lý cao hơn) NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Huỳnh Thị Ngọc Châu Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Vĩnh Mã SV: 1711507210108 Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng polyme sinh học chitosan thay chất đông keo tụ thông thường xử lý nước thải sinh hoạt Các số liệu, tài liệu ban đầu: Để thực đề tài nghiên cứu, sinh viên cung cấp thơng tin sau: - Tính chất nước thải sinh hoạt - Những chất đông keo tụ dùng xử lý nước thải sinh hoạt - Điều kiện thực tế Phịng thí nghiệm Nội dung đồ án: Chương 1: Giới thiệu 1.1 Nội dung đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phạm vi đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Cấu trúc đồ án Chương 2: Tổng quan nước thải sinh hoạt 2.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải sinh hoạt 2.2 Thành phần nước thải sinh hoạt 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 2.4 Quá trình đông keo tụ xử lý nước thải 2.5 Phân tích chất đơng keo tụ 2.6 Q trình đơng keo tụ chitosan Chương 3: Phương pháp luận 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phương pháp phân tích Chương 4: Kết thảo luận Chương 5: Kết luận kiến nghị Các sản phẩm dự kiến - Điều kiện tối ưu cho q trình đơng keo tụ PAC Chitosan - Kết hiệu xử lý nước thải sinh hoạt PAC Chitosan - So sánh đánh giá kết PAC Chitosan Ngày giao đồ án: 18/01/2021 Ngày nộp đồ án: 15/06/2021 Đà nẵng, ngày 07 tháng 02 năm 2021 Trưởng Bộ Môn Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Trước bắt đầu phần trình bày nội dung đồ án em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý nhà trường, thầy cô giáo Bộ Môn Kỹ Thuật Môi Trường, thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa Học- Mơi Trường truyền kiến thức kinh nghiệm cho em suốt năm học vừa qua, tận tình giúp đỡ em trình làm đồ án Đặc biệt, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn Th.S Huỳnh Thị Ngọc Châu, thời gian qua giành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn em chu đáo, qua giúp em hồn thành đồ án tốt nghiệp theo yêu cầu đề Và em biết ơn đến quý thầy giảng dạy môn học nhà trường tạo điều kiện giúp em có thêm kiến thức có nơi học tập thật tốt Tuy nhiên, nhiều hạn chế thời gian kiến thức trình thực đồ án mình, em cịn nhiều thiếu sót Rất mong thầy giúp đỡ bảo thêm em trang bị cho kiên thức kinh nghiệm quý báu cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn! i CAM ĐOAN Em tên Trần Thanh Vĩnh sinh viên lớp 17KTMT1, ngành Công nghệ kỹ thuật môi trường Em viết lời cam đoan khẳng định đồ án tốt nghiệp thành từ nghiên cứu tính tốn thực tế sở số liệu thực tế thực theo hướng dẫn giáo viên hướng dẫn Đồ án thực hoàn toàn mới, thành riêng em Mọi tham khảo sử dụng đồ án trích dẫn nguồn tài liệu báo cáo danh mục tài liệu tham khảo Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế nhà trường, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Sinh viên thực {Chữ ký, họ tên sinh viên} Trần Thanh Vĩnh ii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học BOD (Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh hóa TN (Total Nitrogen) Hàm lượng nito tổng TP (Total Phosphorus) Hàm lượng photpho tổng TSS (Total Suspended Solids) Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng DO (Dissolved Oxygen) Hàm lượng oxy hòa tan iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Danh sách bảng: Bảng 1: Ứng dụng trình xử lý hố học 11 Bảng 1: Đặc điểm nước thải sinh hoạt nghiên cứu 34 Bảng 2: Hiệu suất xử lý chitosan PAC điều kiện đông keo tụ tối ưu 41 Danh sách hình vẽ: Hình 1: Nước thải thải Hình 2: ô nhiễm nguồn nước Hình 3: Phương pháp xử lý học Hình 4: phương pháp xử lý hóa lý 11 Hình 5: Phương pháp xử lý hóa lý 12 Hình 6: Các hạt keo 13 Hình 7: Phèn nhơm sunphat 17 Hình 8: Phèn sắt II 17 Hình 9: PAC 19 Hình 10: Chitosan 21 Hình 1: Lấy mẫu nước thải đầu vào 24 Hình 2: Máy jar-test 25 Hình 3: Máy đo pH 26 Hình 4: Máy đo độ đục nước thải 27 Hình 5: Quá trình lọc SS khối lượng SS lọc 28 Hình 6: Pha đo dung dịch để đo mật độ quang 29 Hình 7: Dung dịch K2S2O8 – NAOH dung dịch KNO3 loãng 30 Hình 8: Đun sôi mẫu chuẩn độ 31 Hình 9: Để lắng kết tủa để kết tủa tan 32 Hình 10: Nước thử pha loãng 33 Hình 1: TSS thay đổi qua nồng độ chitosan điều kiện pH khác 34 Hình 2: Độ đục thay đổi qua nồng độ chitosan điều kiện khác 35 Hình 3: COD thay đổi qua nồng độ chitosan điều kiện pH khác 35 Hình 4: BOD thay đổi qua nồng độ chitosan điều kiện pH khác 36 Hình 5: TP thay đổi qua nồng độ chitosan điều kiện pH khác 36 iv Hình 6: TN thay đổi qua nồng độ chitosan điều kiện pH khác 37 Hình 7: Độ đục thay đổi qua nồng độ PAC điều kiện pH khác 38 Hình 8: TSS thay đổi qua nồng độ PAC điều kiện pH khác 38 Hình 9: COD thay đổi qua nồng độ PAC điều kiện pH khác 39 Hình 10: BOD thay đổi qua nồng độ PAC điều kiện pH khác 39 Hình 11: TP thay đổi qua nồng độ PAC điều kiện pH khác 40 Hình 12: TN thay đổi qua nồng độ PAC điều kiện pH khác 40 Hình 13: Hàm lượng độ đục nước thải sau q trình đơng keo tụ chất đông keo tụ điều kiện tối ưu pH tự nhiên pH 42 Hình 14: Hàm lượng TSS nước thải sau q trình đơng keo tụ chất đông keo tụ điều kiện tối ưu pH tự nhiên pH 42 Hình 15: Hàm lượng BOD5 nước thải sau q trình đơng keo tụ chất đông keo tụ điều kiện tối ưu pH tự nhiên pH 43 Hình 16: Hàm lượng COD nước thải sau q trình đơng keo tụ chất đông keo tụ điều kiện tối ưu pH tự nhiên pH 44 Hình 17: Hàm lượng TP nước thải sau q trình đơng keo tụ chất đông keo tụ điều kiện tối ưu pH tự nhiên pH 44 Hình 18: Hàm lượng TN nước thải sau trình đơng keo tụ chất đơng keo tụ điều kiện tối ưu pH tự nhiên pH 45 v MỤC LỤC Nhận xét người hướng dẫn Nhận xét người phản biện Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu i Lời cam đoan ii Danh sách ký hiệu, chữ viết tắt iii Danh sách bảng, hình vẽ .iv,v Trang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Nội dung đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phạm vi đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Cấu trúc đồ án CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải sinh hoạt 2.2 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt 2.2.1 Thành phần tính chất nước thải 2.2.2 Các thông số ô nhiễm đặc trưng nước thải: 2.2.3 Tác hại đến môi trường 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 2.3.1 Phương pháp xử lý học 2.3.2 Phương pháp xử lý hóa lý 2.3.3 Phương pháp xử lý hóa học 11 2.3.4 Phương pháp xử lý sinh học 12 2.4 Q trình đơng keo tụ xử lý nước thải 12 2.4.1 Giới thiệu phương pháp đông keo tụ 12 2.4.2 Khái niệm phương pháp keo tụ - tạo 13 2.4.3 Mục đích keo tụ - tạo 13 2.4.4 Phân loại hạt keo 14 2.5 Phân loại chất đông keo tụ 16 2.5.1 Dùng phèn nhôm 16