nghiên cứu xử lý nước cấp bằng công nghệ pac (powdered activated carbon) kết hợp lọc màng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - MÔI TRƯỜNG  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG CÔNG NGHỆ PAC KẾT HỢP LỌC MÀNG NGUYỄN TIẾN VĂN NGÔ THỊ HỒNG VÂN BIÊN HÒA, THÁNG 12/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - MÔI TRƯỜNG  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG CÔNG NGHỆ PAC KẾT HỢP LỌC MÀNG Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Văn Ngô Thị Hồng Vân Giáo viên hướng dẫn: ThS. Lê Phú Đông BIÊN HÒA, THÁNG 12/2013 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Lạc Hồng tới nay chúng em đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học. Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:  Ban giám hiệu Trường Đại Học Lạc Hồng, khoa Công Nghệ Sinh Học - Môi Trường cùng toàn thể các thầy cô giáo.  Các thầy cô phòng thí nghiện Trường Đại Học Lạc Hồng khoa Công Nghệ Sinh Học - Môi Trường  Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Th.s Lê Phú Đông, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình để chúng em hoàn thành đề tài này.  Cuối cùng, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ cùng toàn thể bạn bè đã giúp đỡ động viên chúng em trong suốt thời gian học tập và thực hiện công tác tốt nghiệp.  Chúng em xin chúc các thầy, cô, các anh, chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu. Biên hòa, tháng 12 năm 2013 Nguyễn Tiến Văn Ngô Thị Hồng Vân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BIỂU ĐỒ DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu của đề tài 1 3. Nội dung nghiên cứu của đề tài 1 4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 2 4.1. Phạm vi nghiên cứu 2 4.2. Đối tượng nghiên cứu 2 5. Phương pháp nghiên cứu 2 6. Ý nghĩa của đề tài 2 6.1. Ý nghĩa khoa học 2 6.2. Ý nghĩa thực tiễn 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4 1.1. Tổng quan về nguồn nước mặt 4 1.1.1. Điều kiện tự nhiên nước sông Đồng Nai 4 1.1.1.1. Chế độ mưa 4 1.1.1.2. Đặc điểm thảm phủ thực vật tự nhiên 4 1.1.1.3. Đặc điểm về chế độ thủy văn và thủy lực 4 1.1.2. Các nguồn gây ô nhiễm 5 1.1.2.1. Nước thải sinh hoạt 5 1.1.2.2. Nước thải đô thị 5 1.1.2.3. Nước thải công nghiệp 5 1.1.2.4. Nước chảy tràn 5 1.1.2.5. Nước sông bị ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên 6 1.2. Tổng quan các phương pháp xử lý nước cấp hiện nay 6 1.2.1. Quy trình xử lý nước cấp phổ biến hiện nay ở Việt Nam 6 1.2.2. Các phương pháp xử lý hiện nay 8 1.2.2.1. Phương pháp cơ học 8 1.2.2.2. Phương pháp hóa lý 9 1.2.2.3. Xử lý nước cấp bằng phương pháp đặc biệt 10 1.3. Tổng quan về keo tụ 10 1.3.1. Lý thuyết keo tụ 10 1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến keo tụ 12 1.4. Tổng quan về hấp phụ 13 1.4.1. Lý thuyết về hấp phụ 13 1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ 14 1.5. Tổng quan về than hoạt tính (PAC: Powdered Activated Carbon) 15 1.5.1. Cơ chế hấp phụ của than hoạt tính 15 1.5.2. Đặc tính của than hoạt tính 16 1.6. Tổng quan về công nghệ lọc màng 16 1.6.1. Định nghĩa 16 1.6.2. Phân loại 17 1.6.3. Cơ sở lựa chọn công nghệ MF 21 1.6.3.1. Cơ chế lọc của MF 21 1.6.3.2. Ưu điểm 21 1.7. Các nghiên cứu về công nghệ PAC kết hợp lọc màng 22 1.7.1. Xử lý nước sông Tungkang tại Đài Loan 22 1.7.2. Nghiên cứu tại Algeria 22 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1. Thiết bị và hóa chất 24 2.1.1. Thiết bị 25 2.1.2. Hóa chất 25 2.2. Thành phần và tính chất nước mặt sử dụng nghiên cứu 24 2.3. Nội dung thực hiện 25 2.3.1. Khảo sát quá trình keo tụ 25 2.3.2. Khảo sát quá trình hấp phụ 27 2.3.3. Mô hình PAC kết hợp lọc màng 28 2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp sử dụng trong nghiên cứu 30 2.4.1. Các chỉ tiêu hóa lý 30 2.4.2. Các chỉ tiêu vi sinh 31 2.4.3. Phương pháp sử dụng trong nghiên cứu 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 32 3.1. Khảo sát quá trình keo tụ 32 3.1.1. So sánh hiệu quả các loại phèn 32 3.1.2. Xác định pH tối ưu 33 3.1.3. Xác định liều lượng phèn tối ưu 35 3.1.4. Xác định vận tốc khuấy tối ưu: 36 3.1.5. Xác định thời gian khuấy tối ưu 38 3.1.6. Xác định thời gian lắng tối ưu 39 3.2. Khảo sát quá trình hấp phụ 40 3.2.1. Khảo sát giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ 40 3.2.2. Khảo sát liều lượng PAC tối ưu cho quá trình hấp phụ 42 3.2.3. Khảo sát thời gian khuấy tối ưu cho quá trình hấp phụ 43 3.2.4. Khảo sát thời gian lắng tối ưu cho qua trình hấp phụ 44 3.3. Nghiên cứu xử lý kết hợp 46 3.3.1. Xử lý BOD 5 46 3.3.2. Xử lý COD 47 3.3.3. Xử lý độ màu 48 3.3.4. Xử lý TSS 49 3.3.5. Xử lý Ecoli 50 3.3.6. Xử lý coliform tổng 51 3.4. Kết luận chung 52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 4.1. Kết luận 54 4.2. Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxgen Demand BYT : Bộ Y Tế COD : Chemical Oxygen Demand MF : Micro Filtration NF : Nanofiltra Filtration PAC : Powdered Activated Carbon QCVN : Quy Chuẩn Việt Nam BOD : Biochemical Oxgen Demand BYT : Bộ Y Tế COD : Chemical Oxygen Demand RO : Reverse Osmosis TSS : Tổng Chất Rắn Lơ Lửng UF : Ultra Filtration DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Lượng phèn cần thiết theo hàm lượng cặn của nguồn nước 11 Bảng 1.2: Đặc tính một số loại màng và cơ chế tách lọc 20 Bảng 1.3: Bảng tổng kết các công nghệ lọc màng 20 Bảng 2.1: Thành phần nước mặt nghiên cứu 24 Bảng 2.2: Thông số tiến hành chạy mô hình PAC kết hợp lọc màng 29 Bảng 3.1: Thông số thí nghiện xác định loại phèn 32 Bảng 3.2: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định loại phèn tốt nhất 32 Bảng 3.3: Thông số thí nghiệm xác định ph tối ưu đối với phèn nhôm Al 2 (SO 4 ) 3 33 Bảng 3.4: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định giá tri pH tối ưu 34 Bảng 3.5: Thông số thí nghiệm xác định phèn nhôm tối ưu 35 Bảng 3.6: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định liều lượng phèn tối ưu 35 Bảng 3.7: Thông số thí nghiệm xác định vận tốc khuấy tối ưu 36 Bảng 3.8: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định vận tốc khuấy tối ưu 37 Bảng 3.9: Thông số thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu 38 Bảng 3.10: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu 38 Bảng 3.11: Thông số thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu 39 Bảng 3.12: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu 40 Bảng 3.13: Thông số thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ 40 Bảng 3.14: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định pH tối ưu cho quá trình hấp phụ 41 Bảng 3.15: Thông số thí nghiệm xác định liều lượng PAC hấp phụ tối ưu 42 Bảng 3.16: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định liều lượng PAC tối ưu cho quá trình hấp phụ 42 Bảng 3.17: Thông số thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu cho quá trình hấp phụ 43 Bảng 3.18: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu cho quá trình hấp phụ 44 Bảng 3.19: Thông số thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu cho quá trình hấp phụ 45 Bảng 3.20: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu cho quá trình hấp phụ 45 Bảng 3.21: Thông số ban đầu tiến hành chạy mô hình kết hợp 46 Bảng 3.22: Bảng giá trị BOD 5 trước và sau xử lý 46 Bảng 3.23: Bảng giá trị COD trước và sau xử lý 47 Bảng 3.24: Bảng độ giá trị màu trước và sau xử lý 49 Bảng 3.25: Bảng giá trị TSS trước và sau xử lý 49 Bảng 3.26: Bảng giá trị ecoli trước và sau xử lý 50 Bảng 3.27: Bảng giá trị coliform tổng trước và sau xử lý 51 Bảng 3.28: Kết quả tổng hợp trước và sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng. 53 [...]... hiệu quả xử lý của than hoạt tính, than hoạt tính kết hợp lọc màng  Nghiên cứu, đề xuất các công nghệ xử lý nước sông 4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 4.1 Phạm vi nghiên cứu  Nghiên cứu được thực hiện với quy mô phòng thí nghiệm  Các thông số theo đõi đo đạc: pH, TSS, BOD, COD, ecoli, coliform, độ màu  Đánh giá hiệu quả phương pháp PAC kết hợp công nghệ lọc màng 4.2 Đối tượng nghiên cứu  Nước sông... đảm bảo chất lượng nước cấp, an toàn cho sức khỏe và nâng cao chất lượng cuộc sống, giảm thiểu chi phí xử lý góp phần tăng trưởng kinh tế xã hội đất nước 2 Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu xử lý nước cấp bằng công nghệ PAC kết hợp lọc màng 3 Nội dung nghiên cứu của đề tài: Đề tài nghiên cứu được thực hiện gồm 3 nội dung: 2  Đánh giá khả năng hấp phụ của than hoạt tính (PAC) trong nước sông thông qua... trình lọc màng: áp lực, cơ chế phân tách, cấu trúc màng, pha dung dịch 17 Dung dịch sau màng lọc Dòng hỗn hợp đầu vào Phần tử giữ lại trước màng lọc Hình 1.2: Mô tả màng lọc 1.6.2 Phân loại Màng lọc có thể phân chia theo kích cỡ lọc và mức độ áp lực Ngoài ra màng lọc còn có thể phân loại theo vật liệu cấu tạo màng, hình dáng hình lọc Một số loại màng được sử dụng trong công nghệ xử lý nước cấp và nước. .. pháp xử lý nước cấp bằng công nghệ PAC kết hợp lọc màng là một hướng nghiên cứu mới, đơn giản được quá trình xử lý nước mà hiện nay đang áp dụng 6.2 Ý nghĩa thực tiễn Phương pháp xử lý nước cấp bằng công nghệ PAC kết hợp lọc màng góp phần: 3  Tiết kiệm chi phí (hóa chất clo, xây dựng các bể khử trùng…), đem lại giá trị kinh tế cao  Và để đảm bảo chất lượng nước cấp, an toàn cho sức khỏe và nâng cao... ecoli theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý 51 Biểu đồ 3.18: Biểu đồ thể hiện giá trị coliform theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý 52 Biểu đồ 3.19: Biểu đồ thể hiện giá trị coliform theo tháng của nước sông Đồng Nai sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng 52 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp được sử dụng phổ... (PAC: Powdered Activated Carbon) Trong điều kiện Việt Nam, hầu hết các nhà máy nước với nguồn nước mặt áp dụng công nghệ xử lý truyền thống: keo tụ - lắng - lọc - khử trùng Để tránh việc đầu tư xây mới một nhà máy nước với công nghệ hiện đại, giải pháp cải tạo, nâng cao chất lượng xử lý của các nhà máy nước, sử dụng chất hấp phụ là than hoạt tính trên cơ sở dây chuyền công nghệ và các công trình xử. .. (PAC_ Powdered Activated Carbon)  Màng lọc vi lọc (MF_Micro Filtration) 5 Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp lý thuyết  Phương pháp thực nghiệm  Phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater  Phương pháp thông kê và xử lý số liệu thu thập 6 Ý nghĩa của đề tài 6.1 Ý nghĩa khoa học Việc nghiên cứu khảo sát phương pháp xử lý nước cấp bằng công nghệ. .. Quá trình vi lọc vận hành dễ dàng và chi phí thấp cho các hoạt động bảo trì và nhân công vận hành 22  Thiết kế gọn nhẹ: Hệ thống vi lọc có kết cấu hợp lý, gọn nhẹ Điều này cho phép nhà đầu tư tiết kiệm diện tích lắp đặt và chi phí xây dựng 1.7 Các nghiên cứu về công nghệ PAC kết hợp lọc màng 1.7.1 Xử lý nước sông Tungkang tại Đài Loan Sông Tungkang là một trong những nguồn cung cấp nước uống chính... tránh được hiện tượng bịt kín lỗ rỗng của màng lọc trước khi đến chu kì rửa lọc Quá trình lọc dạng này có thể thay cho giai đoạn keo tụ, kết bông và tách loại được 2 pha rắn – lỏng Công nghệ này được ứng dụng phổ biến để lọc tinh các sản phẩm khác nhau trong công nghệ xử lý nước cấp, nước thải, nước uống đóng chai  Siêu lọc (ultrafiltration UF) Các màng siêu lọc có cấu trúc mềm không đối xứng, kích...  Độ bền hóa học – độ bền oxy hóa: Màng lọc MF chịu được hàm lượng Clo ở nồng độ 5.000 mg/l trong quá trình làm sạch Sự bền vững với Clo cho phép tẩy trùng dễ dàng màng lọc và những yêu cầu của hệ thống  Màng lọc với kết cấu mô-đun bền vững: Những mô-đun vi lọc sử dụng công nghệ màng lọc sợi rỗng và công nghệ kết dính tiên tiến Điều đó tạo một màng lọc bền vững và kết cấu vững chắc  Thiết bị phụ trợ: . TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - MÔI TRƯỜNG  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG CÔNG NGHỆ PAC KẾT HỢP LỌC MÀNG NGUYỄN TIẾN VĂN NGÔ. TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - MÔI TRƯỜNG  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG CÔNG NGHỆ PAC KẾT HỢP LỌC MÀNG Sinh viên thực hiện:. kê và xử lý số liệu thu thập. 6. Ý nghĩa của đề tài 6.1. Ý nghĩa khoa học Việc nghiên cứu khảo sát phương pháp xử lý nước cấp bằng công nghệ PAC kết hợp lọc màng là một hướng nghiên cứu mới,