Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ vận hành đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ của hệ thống lọc sinh học yếm khí thiếu khí hiếu khí cải tiến

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - ĐỖ HỒNG GIANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ CỦA HỆ THỐNG LỌC SINH HỌC YẾM KHÍ – THIẾU KHÍ – HIẾU KHÍ CẢI TIẾN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: HÓA CÔNG NGHỆ - MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: ThS Lê Cao Khải HÀ NỘI - 2015 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện tốt khóa luận tốt nghiệp, cố gắng thân, em nhận giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình quý Thầy, Cô trường Đại học Sư phạm Hà Nội Thầy, Cô Viện Công nghệ Môi trường Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo ThS Lê Cao Khải người tận tình hướng dẫn em hoàn thành khóa luận Em xin cảm ơn Thầy, Cô giáo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, đặc biệt Thầy, Cô khoa Hóa học giảng dạy, bảo em suốt thời gian qua Em xin cảm ơn anh, chị, Thầy, Cô thuộc Viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện cho em thực nghiệm để hoàn thành tốt khóa luận Mặc dù thiếu sót điều kiện hạn chế thời gian kiến thức thân, em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp theo tiến độ nhà trường đề với cố gắng nhiệt tình thân Em mong nhận đóng góp thầy cô bạn để khóa luận tốt nghiệp hoàn thiện tốt Hà Nội, Ngày 04 tháng 05 năm 2015 Sinh viên Đỗ Hồng Giang Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1: Sơ đồ nguyên lý bể BASTAF 17 Hình 2: Sơ đồ công nghệ hệ thống V69 18 Hình 3: Mô hình cụm thiết bị khối Series QST 19 Hình 4: Mô hình công nghệ JKS 21 Hình 5: Sơ đồ công nghệ Bio-sac 22 Hình 6: Quá trình phân hủy yếm khí 26 Hình 7: Sơ đồ xử lý nước thải công nghệ AAO 28 Hình 8: Thiết bị thí nghiệm AAO 32 Hình 9: Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm AAO 33 Hình 10: Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm AO 34 Hình 11: Ảnh hưởng tải lượng COD vào đến nồng độ COD 39 Hình 12: Ảnh hưởng tải lượng COD vào tới HSXL COD 40 Hình 13: Ảnh hưởng nhiệt độ đến HSXL COD 41 Hình 14: Ảnh hưởng chế độ sục khí đến HSXL COD 42 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần tương đối nước thải sinh hoạt bình thường Bảng 2: Chất lượng nước thải sinh hoạt chưa xử lý thông qua số tiêu ô nhiễm đặc trưng Bảng 3: Yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QCVN 14: 2008/BTNMT 10 Bảng 4: Đặc trưng nước thải nghiên cứu 38 Bảng kết thí nghiệm 45 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AAO Thiết bị công nghệ yếm khí, thiếu khí, hiếu khí (Anaerobic Anoxic Oxic) BOD5 Nhu cầu oxy hóa sinh học (5 ngày) (Biological Oxyzen Demand) COD Nhu cầu oxy hóa hoc (Chemical Oxyzen Demand) DO Lượng oxy hòa tan nước (Dissolved Oxyzen) MLSS Tải lượng bùn hoạt tính QCNV 14:2008/BTNMT : Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải sinh hoạt JKS Hệ thống xử lý nước thải nguồn (JOHKASOU) SS Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Suspended Solid) TCXD Đỗ Hồng Giang Tiêu chuẩn xây dựng Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.1 Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt 1.1.1 Hiện trạng nước thải sinh hoạt 1.1.2 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 1.1.3 Phân loại nước thải sinh hoạt 1.1.4 Thành phần đặc tính nước thải sinh hoạt 1.1.5 Tác hại đến môi trường 1.1.6 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi ô nhiễm nước thải 1.2 Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt 11 1.2.1 Phương pháp học 11 1.2.2 Phương pháp hóa học, hóa lý 11 1.2.3 Phương pháp sinh học 14 1.2.4 Phương pháp khử trùng 15 1.3 Một số hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt 16 1.3.1 Những công nghệ ứng dụng phổ biến Việt Nam 16 1.3.1.1 Bể tự hoại BASTAF 16 1.3.1.2 Cụm thiết bị hợp khối V69 17 1.3.1.3 Cụm thiết bị hợp khối Series QST 19 1.3.2 Một số công nghệ nước 21 1.3.2.1 Công nghệ JOHKASOU (Nhật Bản) 21 1.3.2.2 Công nghệ Bio – Sac (Hàn Quốc) 22 1.3.3 Công nghệ AAO (Anaerobic – Anoxic – Oxic) 23 CHƢƠNG 30 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Đối tƣợng mục đích nghiên cứu 30 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30 2.1.2 Mục đích nghiên cứu 30 2.2 Nội dung nghiên cứu 30 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Phương pháp tài kiệu kế thừa 30 2.3.2 Phương pháp khảo sát 31 2.3.3 Phương pháp mô 31 2.4 Phƣơng pháp thực nghiệm 31 2.5 Phƣơng pháp phân tích 35 2.5.1 Cơ sở lý thuyết 35 2.5.2 Nguyên lý 35 2.5.3 Phạm vi ứng dụng 35 2.5.4 Hóa chất – dụng cụ 35 2.5.5 Cách tiến hành 36 2.5.6 Tính toán kết 37 CHƢƠNG 38 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Đặc trƣng nƣớc thải sinh hoạt nghiên cứu 38 3.2 Ảnh hƣởng tải lƣợng COD đến hiệu suất xử lý COD 38 3.2.1 Ảnh hưởng tải lượng đến nồng độ COD 38 3.2.2 Ảnh hưởng tải lượng COD vào đến hiệu suất xử lý COD 39 3.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hiệu suất xử lý COD 40 3.4 Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến hiệu suất xử lý COD 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 45 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Việt Nam dần chuyển hòa nhập vào kinh tế giới, trình công nghiệp hóa, đại hóa không ngừng phát triển, kết kéo theo đô thị hóa Dân số tăng nhanh nên khu dân cư tập trung dần quy hoạch hình thành Nước thải sinh hoạt sản phẩm trình sinh hoạt người Ô nhiễm nguồn nước tác động nước thải sinh hoạt vấn đề xúc Bên cạnh vấn đề xử lý nước thải trước thải sông rạch chưa áp dụng rộng rãi hiệu Hậu nguồn nước mặt bị ô nhiễm nguồn nước ngầm dần ô nhiễm theo, tình trạng ngập nước tuyến đường, nước thải chảy tràn lan qua hệ thống sông ngòi, kênh rạch… ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường sống Việc bảo vệ sử dụng hợp lý nguồn nước để cung cấp cho hoạt động sinh hoạt sản xuất, đáp ứng nhu cầu thỏa mãn nhu cầu tương lai Hiện nay, việc quản lý nước thải có nước thải sinh hoạt vấn đề cấp thiết nhà quản lý môi trường giới nói chung Việt Nam nói riêng Vì vậy, cần có hệ thống thu gom xử lý nước thải sinh hoạt nhằm cải thiện môi trường phát triển theo hướng bền vững Với mong muốn môi trường sống ngày nâng cao, vần đề quản lý nước thải sinh hoạt ngày chặt chẽ phù hợp với phát triển tất yếu xã hội cải thiện nguồn nước bị suy thoái nên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ vận hành đến hiệu xử lý chất hữu hệ thống lọc sinh học yếm khí – thiếu khí – hiếu khí cải tiến” hình thành Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.1 Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt 1.1.1 Hiện trạng nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải thành phố, nguyên nhân gây nên tình trạng ô nhiễm nước, hiểm họa môi trường hàng đầu Việt Nam vấn đề có xu hướng ngày xấu Tuy có sở pháp lý Luật Tiêu chuẩn môi trường nước thải sinh hoạt, song trạng nước thải sinh hoạt xử lý nước thải vấn đề cấp bách cần đặt để bước cải thiện tình hình Ô nhiễm môi trường nước thải sinh hoạt gây chuyên gia môi trường đánh giá mức nghiêm trọng, thực trạng thể nhiều báo cáo Bộ tài nguyên Môi trường, Ủy ban bảo vệ môi trường lưu vực: sông Cầu, sông Đáy, sông Nhuệ sông Đồng Nai, báo cáo sở tài nguyên môi trường tỉnh, thành phố nước từ thực tế quan sát sông hồ nội thành thành phố Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh Tại số thành phố lớn, thị xã thị trấn số khu vực dân cư có hệ thống cống rãnh thải nước thải sinh hoạt song hệ thống thường dùng chung với hệ thống thoát nước mưa thải trực tiếp môi trường tự nhiên ao hồ sông suối thải biển Hầu hệ thống thu gom trạm xử lý nước thải sinh hoạt riêng biệt Số liệu thống kê cho thấy, trung bình ngày Hà Nội thải 458000 m3 nước thải, 41% nước thải sinh hoạt, 57% nước thải công nghiệp, 2% nước thải bệnh viện Chỉ có khoảng 10% nước thải xử lý Phần lớn nước thải không xử lý đổ vào sông Tô Lịch Kim Ngưu gây ô nhiễm nghiêm trọng sông khu vực dân cư dọc theo sông Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 8: Thiết bị thí nghiệm AAO Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 32 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 9: Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm AAO - Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm gồm: thể tích ngăn điều hòa 16l kỵ khí 12l, thể tích ngăn thiếu khí hiếu khí 25l, ngăn lắng thể tích 3,6l - Nguyên lý hoạt động thiết bị: Nước thải chứa thùng chứa V=120 lít Nước thải cấp vào ngăn điều hòa yếm khí bơm định lượng, sau nước cấp đầy ngăn yếm khí nước thải chảy tràn sang ngăn thiếu khí hiếu khí kết hợp ngăn lắng Ở ngăn hiếu khí đáy có phận cấp khí liên tục làm tăng lượng oxy nước thải, tạo dòng tuần hoàn sang ngăn thiếu khí đồng thời kéo vào tuần hoàn bùn ngăn lắng Nước thải sau qua ngăn lắng chảy tràn Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 33 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp vào thiết bị chứa Bùn ngăn lắng xử lý tự động kéo ngược trở lại sang ngăn hiếu khí sang ngăn thiếu khí - Điều kiện thí nghiệm: pH đầu vào: 6,8 – 8,0 Nhiệt độ: 18 – 30o C - Sau bước đầu phân tích thấy hiệu suất xử lý ngăn yếm khí đạt khoảng 10% nên chế độ nghiên cứu tập trung ngăn thiếu khí – hiếu khí nước thải cấp trực tiếp vào ngăn thiếu khí với chế độ sau: Chế độ 1: Q=1L/h; sục/dừng=60 phút/30 phút, nhiệt độ 18 – 23o C Chế độ 2: Q=1,5L/h; sục/dừng=60 phút/30 phút, nhiệt độ 18 – 23o C Chế độ 3: Q=2L/h; sục/dừng=60 phút/30 phút, nhiệt độ 18 – 23o C Chế độ 4: Q=2L/h; sục/dừng=60 phút/30 phút, nhiệt độ 23 – 26o C Chế độ 5: Q=2L/h; sục/dừng=60 phút/45 phút, nhiệt độ 23 – 26o C DO sục = 8,0 – 8,5 mg/L Nhiệt độ lấy theo nhiệt độ môi trường thời điểm thực nghiệm NT vào (Q) Hệ module dự kiến QR Ngăn lắng + Khử trùng NT Bùn thải Ngăn thiếu khí, hiếu khí theo chu kỳ Máy thổi khí (có thể kết hợp hút bùn sục khí) Hình 10: Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm AO - Mỗi ngày chế độ thí nghiệm lấy mẫu dòng vào dòng xác định COD Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 34 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 2.5 Phƣơng pháp phân tích Phương pháp xác định COD nghiên cứu xử lý COD nước thải sinh hoạt phân tán phương pháp Kalidicromat theo ISO 6060 : 1989 Standard Method Trên thiết bị Thermoreactor TR320, Merck- Đức 2.5.1 Cơ sở lý thuyết Để đánh giá cách đầy đủ lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất chất hữu nước thải người ta sử dụng tiêu nhu cầu oxy hóa học Nhu cầu ôxy hóa học (COD - viết tắt từ tiếng Anh: chemical oxygen demand) lượng oxy có Kali bicromat (K2Cr2O7) dùng để oxy hoá chất hữu nước Chỉ số COD sử dụng rộng rãi để đo gián tiếp khối lượng hợp chất hữu có nước Phần lớn ứng dụng COD xác định khối lượng chất ô nhiễm hữu tìm thấy nước bề mặt (ví dụ sông hay hồ), làm cho COD phép đo hữu ích chất lượng nước Nó biểu diễn theo đơn vị đo miligam lít (mg/L), khối lượng oxy cần tiêu hao lít dung dịch 2.5.2 Nguyên lý Khi đun sôi môi trường axit sunfuric đặc, bicromat chuyển hóa phần lớn chất vô hữu nước Để oxi hóa hoàn toàn ta sử dụng chất xúc tác Ag2SO4 Phản ứng oxy hóa bicromat diễn theo phương trình sau: + 14 + 6e → +7 Lượng dư kalibicromat thêm vào mẫu xác định cách chuẩn độ muối Morth với thị axit n-phenylantranylic feroin 2.5.3 Phạm vi ứng dụng Đây phương pháp áp dụng loại nước có nồng độ COD từ 30 đến 700 mg/l, nồng độ COD cao vượt 700 mg/l cần phải pha loãng mẫu Giá trị COD nằm khoảng 300-600 mg/l đạt độ xác cao nhất, hàm lượng Cl- < 1000mg/l 2.5.4 Hóa chất – dụng cụ Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 35 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp - Dụng cụ: + Bình tam giác 100 ml + Pipet: ml; ml; ml + Ống đun COD có nắp vặn kín + Bếp đun COD (có khả điều chỉnh nhiệt độ thời gian theo yêu cầu) - Hóa chất: + Nước cất lần + Kalibicromat ( cất + 100 ml xấy khô S : Hòa tan 80g HgS + 800 ml nước đặc, để nguội sau hòa tan vào 11,76g C Định mức đến 1000 ml nước cất (dung dịch bền tháng) + Dung dịch muối Morth: + 20 ml Fe O: Cân 47g muối Morth đặc, sau định mức đến 1000 ml nước cất + Dung dịch (4M): Dùng ống đong lấy 500 ml nước cất + 220 ml hòa tan để nguội định mức đến 1000 ml nước cất + Dung dịch hòa tan với 35 ml nước cất, định : Cân 10g mức 1000 ml đặc Dùng từ bỏ bình định mức đặt lên máy khuấy từ để hòa tan hoàn toàn Ag + Chỉ thị Feroin: Cân 1g muối Morth hòa tan với 1,5g (1,10 – phenan ) lắc cho tan hết cho từ đặt lên máy khuấy từ cho trolin: đến lúc hóa chất tan hết định mức lên 100 ml nước cất 2.5.5 Cách tiến hành * Với mẫu phân tích: Chuẩn bị ống nghiệm đun có tráng lại nước cất lần, để khô cho hóa chất vào sau: Cho ml mẫu nước phân tích, ml Đỗ Hồng Giang , ml Lớp K37C – Hóa học 36 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Lắc đều, đậy nắp, đem đun C Sau đun lấy để nguội chuyển sang bình tam giác 100 ml (tráng rửa ống đun nắp ống đun nước cất lần đến hết kết tủa màu vàng) Nhỏ thêm 1-2 giọt Feroin, lắc chuẩn độ muối Morth đến màu dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ dừng chuẩn độ Ghi lại thể tích tiêu tốn muối Morth * Với mẫu trắng: Thay 2ml mẫu nước cần phân tích 2ml nước cất tiến hành tương tự bước phân tích * Vì muối Morth có nồng độ thay đổi ngày nên lần xác định độ oxi hóa cần kiểm tra lại nồng độ muối Morth cách: Hút ml ml (4M) vào bình tam giác 100 ml, nhỏ giọt Feroin lắc chuẩn độ dung dịch muối Morth đến màu dung dịch chuyển từ màu vàng đỏ sang màu đỏ dừng chuẩn độ 2.5.6 Tính toán kết - Tính hàm lượng COD mẫu nước theo công thức sau: COD = *8* * 1000 Trong : : Thể tích muối Morth tiêu tốn chuẩn độ mẫu trắng (m/l) : Thể tích muối Morth tiêu tốn chuẩn độ mẫu phân tích (m/l) V: Thể tích mẫu lấy phân tích (V= ml) : Nồng độ đương lượng muối Morth (ml) 8: Khối lượng mol 1/2 phân tử Oxi (mg/l) 1000: Đơn vị đổi lít sang ml -Tính hiệu suất xử lý COD: H1 = (Cvào – Cra) x 100/Cvào Trong đó: H1: Hiệu suất xử lý COD (%) Cvào : Nồng độ COD vào (mg/L) Cra : Nồng độ COD (mg/L) Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 37 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trƣng nƣớc thải sinh hoạt nghiên cứu Đặc trưng nước thải nghiên cứu thể bảng Bảng 4: Đặc trƣng nƣớc thải nghiên cứu STT Thông số Đơn vị Hàm lƣợng pH - 6,8 – 8,0 COD mg/l 250 – 350 N-NH4+ mg/l 35 – 45 Tổng N mg/l 38 – 48 Tổng P mg/l – 10 3.2 Ảnh hƣởng tải lƣợng COD đến hiệu suất xử lý COD 3.2.1 Ảnh hưởng tải lượng đến nồng độ COD Ảnh hưởng tải lượng COD vào đến nồng độ COD thể hình 11 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 38 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 11: Ảnh hưởng tải lượng COD vào đến nồng độ COD Hình 11 cho thấy chế độ 1: Tải lượng COD vào khoảng 0,26 – 0,3 kg/m3/ngày nồng độ COD khoảng 22 – 28 mg/L Chế độ 2: Tải lượng COD vào tăng lên khoảng 0,40 – 0,47 kg/m3/ngày nồng độ COD khoảng 29 - 37 mg/L Chế độ 3: Tải lượng COD vào tiếp tục tăng khoảng 0,53 – 0,59 kg/m3/ngày nồng độ COD khoảng 38 - 44 mg/L Như tải lượng COD vào tăng nồng độ COD tăng Điều giải thích nồng độ chất ô nhiễm tăng khả xử lý hệ không tăng nên nồng độ COD đầu cao 3.2.2 Ảnh hưởng tải lượng COD vào đến hiệu suất xử lý COD Ảnh hưởng tải lượng COD vào đến hiệu suất xử lý COD thể hình 12 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 39 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 12: Ảnh hưởng tải lượng COD vào tới HSXL COD Hình 12 cho thấy chế độ 1: Tải lượng COD vào khoảng 0,26 – 0,3 kg/m3/ngày hiệu suất xử lý COD nằm khoảng 90-93% Chế độ 2: Tải lượng COD vào tăng lên khoảng 0,40 – 0,47 kg/m3/ngày hiệu suất xử lý COD giảm xuống nằm khoảng 87 – 90% Chế độ 3: Tải lượng COD vào tiếp tục tăng khoảng 0,53 – 0,59 kg/m3/ngày hiệu suất xử lý COD tiếp tục giảm 85 – 87% Như tải lượng COD vào tăng hiệu suất xử lý COD giảm Điều giải thích nồng độ chất ô nhiễm tăng khả xử lý hệ không tăng nên hiệu suất xử lý giảm 3.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hiệu suất xử lý COD Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất xử lý COD thể hình 13 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 40 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 13: Ảnh hưởng nhiệt độ đến HSXL COD Hình 13 cho thấy chế độ 3: Nhiệt độ thí nghiệm khoảng 21 – 22oC, Hiệu suất xử lý COD khoảng 85 - 87% Chế độ 4: Nhiệt độ thí nghiệm khoảng 23 – 25 oC, Hiệu suất xử lý COD tăng lên khoảng 89 - 93% Như nhiệt độ tăng hiệu suất xử lý COD tăng Điều giải thích nhiệt độ tăng, vi sinh vật hệ nghiên cứu hoạt động tốt dẫn đến hiệu xử lý tốt dẫn đến hiệu suất xử lý tăng 3.4 Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến hiệu suất xử lý COD Ảnh hưởng chế độ sục khí đến hiệu suất xử lý COD thể hình 14 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 41 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 14: Ảnh hưởng chế độ sục khí đến HSXL COD Hình 14 cho thấy, chế độ 4: Q = 2l/h, sục/dừng = 60phút/30phút hiệu suất xử lý COD khoảng 89 - 93% Chế độ 5: Q = 2l/h, sục/dừng = 60phút/45phút hiệu suất xử lý COD giảm xuống 80 - 90% Như chế độ 4, hiệu suất xử lý COD cao ổn định so với chế độ Q5 Điều giải thích tăng thời gian không sục khí hoạt động vi sinh vật hiếu khí giảm thời gian không cấp oxi dài dẫn đến hiệu suất xử lý COD giảm Tương tự trình xử lý COD chế độ 1, 2, tải lượng TN tăng 0,035 – 0,048 kg/m3/ngày lên 0,055 – 0,061 kg/m3/ngày lên 0,075 – 0,081 kg/m3/ngày hiệu suất xử lý TN giảm tương ứng là: 59 – 62% xuống 48 – 53% xuống 46 – 51% Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 42 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Quá trình thực nghiệm với thiết bị kết hợp bể thiếu khí hiếu khí chế độ khác nhau, thu kết sau: - Khi tải lượng COD vào tăng hiệu suất xử lý COD giảm Ở chế độ 1, hiệu suất xử lý COD tăng từ 90-93% với tải lượng COD vào khoảng 0,26 – 0,3 kg/m3/ngày Ở chế độ 2, hiệu suất xử lý COD giảm 87 - 90% với tải lượng COD vào khoảng 0,40 – 0,47 kg/m3/ngày Ở chế độ 3, hiệu suất xử lý COD tiếp tục giảm xuống 85 - 87% với tải lượng COD vào khoảng 0,53 – 0,59 kg/m3/ngày - Khi nhiệt độ tăng hiệu suất xử lý COD tăng Ở chế độ 3, nhiệt độ thí nghiệm khoảng 21 – 22oC hiệu suất xử lý COD khoảng 85 - 87% Ở chế độ nhiệt độ thí nghiệm tăng lên khoảng 23 – 25oC hiệu suất xử lý COD tăng lên đạt 89 - 93% - Khi thay đổi chế độ sục khí từ 60 phút/30 phút sang 60 phút/45 phút hiệu suất xử lý COD hệ giảm từ 89 – 93% chế độ xuống 80 – 90% chế độ kết xử lý COD không ổn định KIẾN NGHỊ Qua nghiên cứu này, em thấy việc áp dụng phương pháp lọc sinh học vào xử lý nước thải sinh hoạt cần thiết Em hi vọng có nghiên cứu để tìm chế độ thích hợp nhằm tối ưu hóa điều kiện vận hành, nâng cao hiệu xử lý để áp dụng vào thực tế góp phần xử lý nước thải sinh hoạt Việt Nam Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 43 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, nhà xuất giáo dục Nguyễn Đăng, Thực trạng ô nhiễm môi trường đô thị công nghiệp Việt Nam Tạp chí Khoa học Đời sống Vol 20, 2003 Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, Tính toán thiết kế công trình Lê Văn Cát, Trịnh Xuân Đức, Hệ thống tổ hợp tương hỗ kỹ thuật xử lý nước thải, Tập I,II Cục Tài Nguyên - Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Báo cáo tháng 12, 2005 Báo cáo tổng hợp công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt công ty cổ phần kỹ thuật môi trường việt Cục Tài Nguyên - Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Báo cáo năm, 2006 Metcalf&Eddy Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse Third Eđition ,1991 Grady, C.P.L, Jr., and H.C Lim, 1980 Biological Waste Water Treatment Marcel Dekker, NY 10 Ford, D.L., et al (1980) Comprehensive Analysis of Nitrification of Chemical Processing Wastewater J Water Pollut Control Fed., 52, 2726 11 http://locnuocthienson.com.vn/cac-bien-phap-xu-ly-nuoc-thai-sinhhoat.html 12 http://luanvan.co/luan-van/be-sinh-bun-hoat-tinh-hieu-khi-aerotank-1822/ 13 http://www.xanhxanh.net/xanhxanh/vi_VN/kien-thuc-moi-truong/kienthuc-khoa-hoc-cong-nghe-va-moi-truong/xu-ly-nuoc-thai-mgb-jokaso.htm Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 44 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp PHỤ LỤC Bảng kết thí nghiệm Thông số vận hành STT Ngày Nhiệt độ COD Đầu vào, Tải lượng Đầu ra, Hiệu suất mg/l COD mg/l xử lý % Chế độ 1: Q=2L/h; sục/dừng=60 phút/30phút; nhiệt độ 18 – 23o C 3/9/2015 20 270 0.26 22 91.9 3/10/2015 20 282 0.27 25.8 90.9 3/11/2015 19 310 0.30 28 91.0 3/12/2015 18 296 0.28 23.5 92.1 3/13/2015 20 284 0.27 27.9 90.2 Chế độ 2: Q=2L/h; sục/dừng=60 phút/30phút; nhiệt độ 18 - 23o C 3/16/2015 22 308 0.44 37 88.0 3/17/2015 22 280 0.40 34 87.9 3/18/2015 22.5 328 0.47 37 88.7 3/19/2015 23 287 0.41 29 89.9 10 3/20/2015 23 305 0.44 31 89.8 Chế độ 3: Q=2L/h; sục/dừng=60 phút/30phút; nhiệt độ 18 - 23o C 11 3/23/2015 21 295 0.57 43 85.4 12 3/24/2015 22 309 0.59 42 86.4 13 3/25/2015 21 277 0.53 38 86.3 14 3/26/2015 21.5 304 0.58 44 85.5 15 3/27/2015 22 285 0.55 40.5 85.8 Chế độ 4: Q=2l/h; sục dừng = 60 phút/30phút; nhiệt độ 23-26o C 16 4/7/2015 24 305 0.59 26.4 91.3 17 4/8/2015 24.5 315 0.60 23 92.7 18 4/9/2015 25 309 0.59 23.1 92.5 19 4/10/2015 25 312 0.60 23 92.6 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 45 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 20 4/13/2015 23 Khóa luận tốt nghiệp 323 0.62 34.9 89.2 Chế độ 5: Q=2l/h; sục dừng = 60 phút/45phút; nhiệt độ 23-26o C 21 4/15/2015 24 316.6 0.61 49.9 84.2 22 4/16/2015 25 306 0.59 36 88.2 23 4/17/2015 24 192 0.37 36.6 80.9 24 4/20/2015 26 237.7 0.46 22.86 90.4 25 4/21/2015 26 242 0.46 43.24 82.1 Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 46 [...]... hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 230 ÷ 250 m2/m3 Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển 3/ Bể hiếu khí (Oxic) Đây là bể xử lý sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để... – Hóa học 14 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp dưỡng và tạo năng lượng Phương pháp này chủ yếu chia làm hai loại là sinh học hiếu khí (có mặt các loài vi sinh vật hiếu khí) và sinh học kỵ khí (có mặt các loài vi sinh vật kỵ khí) Các công trình đơn vị xử lý sinh học hiếu khí như: arerotank, sinh học hiếu khí tiếp xúc (có giá thể tiếp xúc), lọc sinh học hiếu khí, sinh học hiếu khí quay... phương pháp xử lý thích hợp Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay được chia thành: Phương pháp cơ học, phương pháp hóa học, hóa lý và phương pháp sinh học 1.2.1 Phương pháp cơ học Xử lý cơ học là giai đoạn không thể thiếu trong các hệ thống xử lý nước thải Phương pháp cơ học là nhằm loại bỏ các hợp chất không tan ra khỏi nước thải Nó là bước ban đầu nhằm chuẩn bị cho các giai đoạn xử lý sau... đặt cạn hoặc máy sục khí đặt chìm Hệ thống thu gom nước thải Bể thiếu khí Bể kỵ khí Tuần hoàn bùn Bể hiếu khí Sục khí Bể lắng Nước thải đầu ra Hình 7: Sơ đồ xử lý nước thải bằng công nghệ AAO Ưu điểm của công nghệ: - Đáp ứng được những biến động của nước thải đầu vào chất lượng nước sau xử lý ổn định và đạt hiệu quả cao - Xử lý cao với cả chất hữu cơ, cặn, các hợp chất N, P vi sinh vật gây bệnh… Cho... hành đơn giản - Hệ thống có thể xây gầm dưới đất, tiết kiệm được quỹ đất không ảnh hưởng tới kiến trúc của các công trình xung quanh - Giá thành hợp lý 1.3.3 Công nghệ AAO (Anaerobic – Anoxic – Oxic) AAO là quy trình xử lý sinh học liên tục ứng dụng nhiều hệ vi sinh vật khác nhau: Hệ vi sinh vật Yếm khí, Thiếu khí, Hiếu khí để xử lý chất thải Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 23 Trường Đại học Sư phạm Hà... trình xử lý sinh học kỵ khí như: UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), bể lọc sinh học kỵ khí dòng chảy ngược, bể sinh học kỵ khí dòng chảy ngược có tầng lọc (Hybrid Digester), bể kỵ khí khuấy trộn hoàn toàn… Quá trình xử lý sinh học gồm các bước: + Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh + Tạo ra các bông cặn sinh học gồm... phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật yếm khí rất phức tạp, tuy nhiên chúng ta cũng có thể đơn giản hóa quá trình phân hủy yếm khí bằng các phương trình hóa học như sau: Chất hữu cơ + VK yếm khí → CO2 + H2S + CH4 + các chất khác + năng lượng Chất hữu cơ + VK yếm khí + năng lượng → C5H7O2N (Tế bào vi khuẩn mới) [C5H7O2N là công thức hóa học thông dụng để đại diện cho tế bào vi khuẩn] Hỗn hợp khí sinh. .. phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà chất thải được xử lý trước khi xả ra môi trường Trong đó: + Yếm khí: để khử hydrocacbon, kết tủa kim loại nặng, kết tủa photpho, khử clo hoạt động… + Thiếu khí: để khử NO3 thành N2 và tiếp tục giảm BOD và COD + Hiếu khí: để chuyển hóa NH4 thành NO3, khử BOD, COD… 1/ Bể yếm khí (Anaerobic) Trong các bể yếm khí xảy ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan... 530 Thành phần chất thải Chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt đặc trưng có thể phân huỷ sinh học có thành phần 50% hydrocacbon, 40% protein và 10% chất béo Độ pH dao động trong khoảng 6,5 – 8,0 trong nước thải có khoảng 20% - 40% vật chất hữu cơ không phân huỷ sinh học Đỗ Hồng Giang Lớp K37C – Hóa học 6 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Chất lượng nước thải sinh hoạt chưa xử lý thông... hòa… Xử lý cơ học nhằm mục đích:  Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhánh cây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ…ra khỏi nước thải  Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát…  Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải  Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lí tiếp theo Về nguyên tắc, xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi xử lý ... nhiễm đến hiệu suất xử lý COD trình xử lý - Nghiên cứu ảnh hưởng tải lượng COD đầu vào, nhiệt độ đến hiệu suất xử lý COD nước thải sinh hoạt phân tán hệ thống AO - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độc... nhiệt độ tăng hiệu suất xử lý COD tăng Điều giải thích nhiệt độ tăng, vi sinh vật hệ nghiên cứu hoạt động tốt dẫn đến hiệu xử lý tốt dẫn đến hiệu suất xử lý tăng 3.4 Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến hiệu. .. hệ AAO, AO cải tiến để góp phần làm môi trường, tránh gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng Đánh giá khả xử lý chất hữu phương pháp sinh học kỵ khí thiếu khí – hiếu khí, thiếu khí – hiếu khí