Báo cáo thực tập xử lý nước thải bài 1 keo tụ tạo bông

Cơ sở lý thuyết Xử lý bằng phương pháp keo tụ là cho vào trong nước một loại hóa chất gọi là chất keo tụ có thể đủ làm cho các hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống.. Để thực h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG  BÁO CÁO THỰC TẬP XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD TS Nguyễn Quỳnh Mai 21150066 Nhóm 01_CLC Thứ 2 21150093 SVTH: Trương Hoàng Việt Hằng 21150066 21150075 Lê Thị Băng Tâm 21150102 Trương Văn Khải Nguyễn Bá Tùng Lâm Ngô Thùy Trang Tp Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 12 năm 2023 Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ THÀNH VIÊN MSSV NHIỆM VỤ Trương Hoàng Việt Hằng 21150066 Tổng hợp, chỉnh sửa word; Bài Oxi hóa Fenton Lê Thị Băng Tâm 21150093 Bài Keo tụ- tạo bông Bài Khử trùng Trương Văn Khải 21150073 Bài Bùn hoạt tính Bài Photpho Nguyễn Bá Tùng Lâm 21150075 Ngô Thùy Trang 21150102 Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG i DANH MỤC HÌNH iii BÀI 1 KEO TỤ - TẠO BÔNG 5 1.1 Mục đích thí nghiệm 5 1.2 Cơ sở lý thuyết 5 1.3 Quy trình thực hiện thí nghiệm 8 1.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định giá trị pH tối ưu 8 1.3.2 Thí nghiệm 2: Xác định liều lượng phèn tối ưu 9 1.3.3 Thí nghiệm 3: Xác định thời gian keo tụ tối ưu 10 1.4 Kết quả thí nghiệm và nhận xét 10 1.4.1 Thông số đầu vào 10 1.4.2 Xác định pH tối ưu: 11 1.4.3 Xác đinh liều lượng PAC tối ưu: 12 1.4.4 Xác định thời gian tối ưu: 15 1.5 Trả lời câu hỏi 17 BÀI 2 PHƯƠNG PHÁP BÙN HOẠT TÍNH 19 2.1 Mục đích thí nghiệm 19 2.2 Cơ sở lý thuyết 19 2.2.1Mục đích của quá trình sinh học trong nước thải 19 2.2.3 Hiện tượng cơ bản xảy ra trong quá trình oxy hóa sinh học 19 2.2.4 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học 19 2.2.5 Xác định các thông số động học Y, kd, 𝝁𝒎, Ks 19 2.3 Quy trình thực hiện thí nghiệm 21 2.3.1 Mô hình thực hiện thí nghiệm 21 2.3.2 Xác định thông số bùn 23 2.3.3 Xác định COD 24 2.3.4 Hàm lượng SS 25 2.3.5 Xác định DO 27 2.3.6 Xác định BOD5 .28 2 4 Kết quả thí nghiệm 29 2.4.1 Xác định thông số đầu vào của nước 29 2.4.2 Xác định thông số đầu vào của bùn 29 2.4.3 Nồng độ bùn giả thuyết 30 2.4.4 Các thông số tại các nồng độ bùn theo thời gian 30 2.5 Xử lý số liệu 31 Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai 2.5 Trả lời câu hỏi 42 3.1 Mục đích thí nghiệm 43 3.2 Cơ sở lý thuyết 43 3.2.1 Quá trình Fenton đồng thể 43 3.3.2 Quá trình Fenton dị thể 44 3.3 Quy trình thực hiện thí nghiệm 45 3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sắt tỉ lệ H2O2 và phèn sắt đã sử dụng 45 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sắt hiệu quả của phản ứng khi có mặt chất xúc tác Mn2+ 47 3.4 Kết quả thí nghiệm và nhận xét 50 3.4.1 Kết quả đo mẫu nước thải đầu vào 50 3.4.2 Thí nghiệm 1: Khảo sắt tỉ lệ H2O2 và phèn sắt đã sử dụng 50 3.4.3 Thí nghiệm 2: Khảo sắt hiệu quả của phản ứng khi có mặt chất xúc tác Mn2+ 52 3.5 Trả lời câu hỏi 53 BÀI 4 KHỬ TRÙNG 56 4.1 Mục đích thí nghiệm 56 4.2 Cơ sở lý thuyết 56 4.2.1 Khử trùng nước bằng Clo và các hợp chất của nó 56 4.2.2 Khử trùng nước bằng tia UV .57 4.3 Quy trình thực hiện thí nghiệm 58 4.3.1 Thí nghiệm 1: Khử trùng bằng hóa chất NaOCl 58 4.3.3 Thí nghiệm 3: Khử trùng bằng UV 59 4.4 Kết quả và nhận xét 60 4.4.1 Thông số đầu vào của nước thải: 60 4.4.2 Thí nghiệm 1: Khử trùng bằng hóa chất NaOCl 60 4.4.3 Thí nghiệm 2: Khử trùng bằng đèn UV 64 4.5 Trả lời câu hỏi 65 BÀI 5: XỬ LÝ PHOTPHAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 67 5.1 Mục đích thí nghiệm 67 5.2 Cơ sở lý thuyết 67 5.3 Quy trình thực hiện thí nghiệm 68 5.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định giá trị pH tối ưu 68 5.3.3 Phương pháp xác định hàm lượng Photpho 71 5.4 Kết quả thí nghiệm 72 5.4.1 Xác định thông số đầu vào 72 5.4.2 Thí nghiệm 1: Xác định lượng pH tối ưu 72 Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai 5.5 Xử lý số liệu 73 5.5.1 Xác định thông số đầu vào 73 5.5.2 Thí nghiệm 1: Xác định lượng pH tối ưu 74 5.5.3 Thí nghiệm 2: Xác định lượng vôi tối ưu 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 2 Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thông số đầu vào 10 Bảng 1.2 Thông số thí nghiệm pH tối ưu .11 Bảng 1.3 Thông số của thí nghiệm xác đinh PAC tối ưu 12 Bảng 1.4 Thông số thí nghiệm xác định thời gian tối ưu 15 Bảng 2.1 Thông số đầu vào 29 Bảng 2.2 Nồng độ bùn giả thuyết 30 Bảng 2.3 Bể 1 nồng đọ bùn 500mg/L 30 Bảng 2.4 Bể 2 nồng độ bùn 1000mg/L 30 Bảng 2.5 Bể 3 nồng độ bùn 2000mg/L 31 Bảng 2.6 Bể 4 nồng độ bùn 3000mg/L 31 Bảng 2.7 Mối tương quan giữa pH và thời gian xử lý 31 Bảng 2.8 Kết quả hiệu suất xử lý của COD % 33 Bảng 2.9 Số liệu thực bể 1 34 Bảng 2.10 Kết quả tính toán xô 1 34 Bảng 2.11 Số liệu thực xô 2 36 Bảng 2.12 Kết quả tính toán xô 2 36 Bảng 2.13 Số liệu thực xô 3 38 Bảng 2.14 Kết quả tính xô 3 38 Bảng 2.15 Số liệu thực xô 4 .40 Bảng 2.16 Kết quả tính xô 4 .40 Bảng 3.1 Tỉ lệ H2O2/Fe ứng với mỗi cốc ở thí nghiệm 1 47 Bảng 3.2 Tỉ lệ H2O2/Fe và Mn2+ ứng với mỗi cốc ở thí nghiệm 2 49 Bảng 3.3 Thông số đầu vào 50 Bảng 3.4 Thông số đo COD mẫu đun và không đun 50 Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm 1 50 Bảng 3.6 Hiệu suất xử lí độ màu, COD với các tỉ lệ H2O2 và Fe khác nhau 50 Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm 2 52 Bảng 3.8 Hiệu suất xử lí độ màu, COD khi có xúc tác Mn2+ 52 Bảng 4.1 Thông số đầu vào 60 i Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai Bảng 4.2 Kết quả thí nghiệm 1: Khử trùng bằng hóa chất NaOCl 60 Bảng 4.3 Hình ảnh thí nghiệm 1 độ đục 10 NTU 61 Bảng 4.4 Hình ảnh thí nghiệm 1 độ đục 100 NTU 62 Bảng 4.5 Hình ảnh thí nghiệm 1 độ đục 100 NTU 63 Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm 2: Khử trùng bằng đèn UV .64 Bảng 5.1 Đường chuẩn photpho 71 Bảng 5.2 Thông số đầu vào 72 Bảng 5.3 Xác định lượng hóa chất điều chỉnh pH .72 Bảng 5.4 Kết quả của thí nghiệm xác định lượng pH tối ưu 72 Bảng 5.5 Kết quả của thí nghiệm xác định lượng vôi tối ưu .73 Bảng 5.6 Xử lý thông số đầu vào 73 Bảng 5.7 Xử lý kết quả của thí nghiệm xác định lượng pH tối ưu 75 Bảng 5.8 Xử lý kết quả của thí nghiệm xác định lượng vôi tối ưu .77 ii Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mô hình thí nghiệm jartest .7 Hình 1.2 Đồ thị thể hiện mối liên hệ giữa pH và hiệu quả xử lý COD, màu 11 Hình 1.3 Mối tương quan giữa PAC với hiệu quả xử lý COD, màu 13 Hình 1.4 Mối tương quan giữa PAC với hiệu quả xử lý COD, màu mẫu có than 14 Hình 1.5 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa thời gian và hiệu suất xử lý COD, màu 16 Hình 1.6 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa thời gian và hiệu suất xử lý COD, màu của mẫu có than .17 Hình 2.1 Biểu đồ thể hiện mối tương quan giữa pH và thời gian xử lý 32 Hình 2.2 Đồ thị hiệu suất xử lý 33 Hình 2.3 Đồ thị xác định các thông số động học xô 1 35 Hình 2.4 Đồ thị tuyến tính các thông số động học xô 1 36 Hình 2.5 Đồ thị xác định các thông số động học xô 2 37 Hình 2.6 Đồ thị tuyến tính các thông số động học xô 2 38 Hình 2.7 Đồ thị xác định các thông số động học xô 3 39 Hình 2.8 Đồ thị tuyến tính các thông số động học xô 3 .40 Hình 2.9 Đồ thị xác định các thông số động học xô 4 41 Hình 2.10 Đồ thị tuyến tính các thông số động học xô 4 42 Hình 3.1 Chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm 1 47 Hình 3.2 Chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm 2 47 Hình 3.3 Chuẩn độ COD dung dịch từ màu xanh chuyển sang màu nâu đỏ .49 Hình 3.4 Biểu đồ so sánh hiệu suất xử lý độ màu, COD ứng với các tỉ lệ H2O2 và Fe khác nhau .51 Hình 3.5 Biểu đồ hiệu suất so sánh suất hiệu suất xử lý độ màu, COD khi có xúc tác Mn2+ 53 Hình 4.1 Tổng Coliforms bằng hóa chất NaOCl 64 Hình 4.2 Biểu đồ lượng Coliform xử lý bằng UV .65 Hình 5.1 Mẫu trong quá trình khuấy Jartest 74 Hình 5.2 Mẫu Photpho xác định pH tối ưu 75 iii Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai Hình 5.3 Đồ thị mối tương quan giữa pH, hiệu suất xử lý độ đục và P (lọc, không lọc) 76 Hình 5.4 Mẫu Photpho xác định liều lượng Ca(OH)2 tối ưu 78 Hình 5.5 Đồ thị mối tưn quan giữa lượng Vôi, hiệu suất xử lý độ đục, P (lọc, không lọc) 78 iv Thực tập xử lý nước thải – GVHD: TS Nguyễn Quỳnh Mai BÀI 1 KEO TỤ - TẠO BÔNG 1.1 Mục đích thí nghiệm Giúp sinh viên làm quen với những kỹ năng cần thiết của người kỹ sư tương lai - Lý thuyết keo tụ tạo bông – lắng - Đánh giá khả năng keo tụ của từng loại phèn - Tìm ra điều kiện tối ưu cho từng loại nước thải - Luyện tập khả năng viết một báo cáo ký thuật 1.2 Cơ sở lý thuyết Xử lý bằng phương pháp keo tụ là cho vào trong nước một loại hóa chất gọi là chất keo tụ có thể đủ làm cho các hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống Thông thường quá trình keo tụ tạo bông xảy ra qua hai giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Bản thân chất keo tụ phát sinh thuỷ phân, quá trình hình thành dung dịch keo và ngưng tụ Giai đoạn 2: Trung hòa Khử trùng lọc các tạp chất trong nước Kết quả của quá trình trên là hình thành các hạt lớn lắng xuống Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất keo tụ thích hợp như phèn nhôm, phèn sắt FeSO4 hoặc loại FeCl3 Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan Khi cho phèn nhôm vào nước, chúng phân li thành các ion Al3+ Sau đó, các ion này bị thuỷ phân thành Al(OH)3 Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+ Trong phản ứng thuỷ phân trên đây, ngoài Al(OH)3 (nhân tố quyết định đến hiệu quả keo tụ) được tạo thành mà còn giải phóng ra ion H+ Các ion này sẽ được khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước (được đánh giá bằng HCO3- ) Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+ thì cần phải kiềm hóa nước Chất dùng để kiềm hoá thông dụng là vôi Một số trường hợp khác có thể dùng soda (Na2CO3) hay xút (NaOH) Sau đây là các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông khi sử dụng PAC nhôm: 5