Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ thống thiếu khí hiếu khí kết hợp

Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỂ XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT PHÂN TÁN 1.1 T quan nước thải sinh hoạt 1.1.1 Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt 1.1.2 Phân loại nước thải sinh hoạt 1.1.3 Thành phần đặc tính nước thải sinh hoạt 1.2 Tổng quan ô nhiễm Nitơ nước thải sinh hoạt 1.2.1 Trạng thái tồn Nitơ nước thải 1.2.2 Nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm Nitơ nước thải sinh hoạt phân tán 10 1.2.3 Tác hại ô nhiễm Nitơ môi trường sức khỏe người .10 1.3 Tổng quan công nghệ xử lý Nitơ nước thải sinh hoạt 12 1.3.1 Các phương pháp xử lý Nitơ nước thải sinh hoạt 12 1.3.2 Xử lý Nitơ nước thải phương pháp sinh học 14 1.4 Một số công nghệ lý Nitơ nước thải sinh hoạt phân tán 18 1.4.1 Hệ thống xử lý nươc thải sinh hoạt công nghệ JOHKASOU – JSK .18 1.4.2 Công nghệ AAO&MBR 21 1.4.3 Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt BIOFILTER 23 1.4.4 Công nghệ SBR 25 1.4.5 Công nghệ AO 28 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tượng mục đích nghiên cứu 33 Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 33 2.1.2 Mục đích nghiên cứu 33 2.2 Nội dung nghiên cứu .33 2.3 Phương pháp nghiên cứu 33 2.3.1 Phương pháp tài liệu kế thừa 34 2.3.2 Phương pháp phân tích 34 2.3.3 Phương pháp thí nghiệm 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Đặc trưng nước thải sinh hoạt nghiên cứu 36 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến hiệu suất xử lý Amoni tổng Nitơ 36 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ Amoni đến hiệu xử lý 36 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ Nitơ đến hiệu xử lý 38 3.3 Đánh giá khả sử dụng công nghệ Anoxic, Oxic xử lý nước thải sinh hoạt phân tán 39 KẾT LUẬN .40 TÀI LIỆU THAM KHẢO .41 PHỤ LỤC 43 Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên vô quý giá người sinh vật Trái đất, tất sống phụ thuộc vào nước vòng tuần hoàn nước Lượng nước Trái đất vào khoảng 1,38 tỉ km³ 97,4% nước mặn đại dương, 2,6%, nước ngọt, tồn chủ yếu dạng băng tuyết đóng hai cực núi, có 0,3% nước toàn giới (hay 3,6 triệu km³) sử dụng làm nước uống Nước cần cho sống phát triển Nước giúp cho tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào phản ứng hoá sinh tạo nên tế bào Nước dùng cho đời sống, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp dịch vụ Vì vậy, nói đâu có nước có sống Sau sử dụng, nước trở thành nước thải, bị ô nhiễm với mức độ khác Bên cạnh đó, với bùng nổ dân số tốc độ phát triển công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ để lại nhiều hậu phức tạp, đặc biệt khiến môi trường nước bị ô nhiễm Đây vấn đề cấp thiết nhức nhối giới nói chung Việt Nam nói riêng Ở nước ta nay, hầu hết khu đô thị, khu dân cư, làng, xã hay số điểm du lịch xây dựng phục vụ nhu cầu người có nguồn nước thải sinh hoạt sinh chưa xử lý triệt để, vài nơi có hệ thống xử lý tâp trung nhiều khó khăn vấn đề vận hành chi phí xử lý cao dẫn đến nước thải sinh hoạt không đạt tiêu chuẩn môi trường mà xả trực tiếp sông, hồ Ngoài nguồn nước thải khổng lồ , thải từ hoạt động người phải đối mặt với tượng môi trường ngày trở nên nghiêm trọng tượng phú dưỡng gây bùng nổ loài rong, tảo, thực vật phù du nồng độ chất dinh dưỡng Nitơ, Phôtpho cao Điều khiến tình trạng tầng nước mặt bị ô nhiễm, bốc mùi khó chịu, nước có màu xanh đen đen, theo thời gian ảnh hưởng tới Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tầng nước ngầm làm cảnh quan biến đổi hệ sinh thái nước ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khoẻ người Hàm lượng cho phép thành phần dinh dưỡng N, P quy định chặt chẽ tiêu chuẩn thải nhiều quốc gia Việt Nam Vì vậy, xử lý nước thải việc xử lý thành phần ô nhiễm hữu (BOD, COD, SS…) việc xử lý thành phần dinh dưỡng Nitơ, Phôtpho yêu cầu quan trọng Ngày nay, có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, phương pháp sinh học áp dụng rộng rãi Phương pháp ứng dụng để xử lý Nitơ nước thải từ năm 1960 Xuất phất từ lí trên, để góp phần nhỏ vào việc bảo vệ môi trường nước, bước đầu thực hiện: “Nghiên cứu xử lý Nitơ nước thải sinh hoạt phân tán hệ thống hiếu khí - thiếu khí kết hợp” Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT PHÂN TÁN 1.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt 1.1.1 Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải phát sinh từ hoạt cộng đồng dân cư, gia đình, khu du lịch, vui chơi giải trí, trung tâm thương mại…và tính theo đầu người Lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư phụ thuộc vào dân số đặc điểm hệ thống cấp thoát nước nên nước thải sinh hoạt nơi lại có thông số ô nhiễm khác Ví dụ nước thải sinh hoạt trung tâm đô thị thường thoát hệ thống thoát nước dẫn sông rạch, vùng ngoại thành nông thôn hệ thống thoát nước nên nước thải thường tiêu thoát tự nhiên vào ao hồ thoát biện pháp tự thấm 1.1.2 Phân loại nước thải sinh hoạt Thông thường nước thải sinh hoạt chia làm loại chính: Nước đen nước xám + Nước đen: Là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn chất ô nhiễm chủ yếu chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh cặn lơ lửng + Nước xám: Là nước phát sinh từ trình tắm, rửa, giặt với thành phần chất ô nhiễm không đáng kể 1.1.3 Thành phần đặc tính nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu dễ bị phân huỷ sinh học, có thành phần vô cơ, vi sinh vật vi trùng gây bệnh nguy hiểm Chất hữu chứa nước thải bao gồm hợp chất protein (40-50%); hydrat cacbon(40-50%) Nồng độ chất hữu nước Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội thải sinh hoạt dao động khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20-40% chất hữu khó bị phân huỷ sinh học Trong trình sinh hoạt, người xả vào hệ thống thoát nước lượng chất bẩn định, phần lớn loại cặn, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng Ở nước ta Tiêu chuẩn TCXD 51:2007 quy định lượng chất bẩn tính cho người dân xả vào hệ thống thoát nước ngày theo bảng sau Bảng 1: Lượng phát thải sinh hoạt bình quân người ngày xả vào hệ thống thoát nước (theo quy định TCXD 51:2007) Các chất Giá trị , gam/ngày.đêm Chất lơ lửng (SS ) 60¸65 BOD5 nước thải chưa lắng 65 BOD5 nước thải lắng 30¸35 Nitơ amôn (N-NH4) Phốt phát (PO4 ) 3,3 3- Ngoài ra, lượng nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát nước điều kiện trang thiết bị vệ sinh tham khảo theo bảng sau đây: Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Bảng 2: Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Chỉ tiêu Tổng chất rắn ( TS), mg/l Chất rắn hoà tan (TDS) , mg/l Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l Trong khoảng Trung bình 350-1.200 720 250-850 500 100-350 BOD5, mg/l 220 110-400 220 Tổng Nitơ, mg/l 20-85 40 Nitơ hữu cơ, mg/l 8-35 15 Nitơ Amoni, mg/l 12-50 25 Nitơ Nitrit, mg/l 0-0,1 0,05 Nitơ Nitrat, mg/l 0,1-0,4 0,2 Clorua, mg/l 30-100 50 Độ kiềm , mg CaCO3/l 50-200 100 _ Tổng Phốt pho, mg/l Dựa vào số liệu ta thấy lượng nước thải tập trung khu dân cư lớn, ví dụ tổng lượng nước thải thành phố Hà Nội riêng năm 2006 500.000m3/ngày Từ đặc tính nước thải cho thấy thành phần ô nhiễm đặc trưng nước thải sinh hoạt BOD5, COD, Nitơ, Phốtpho, SS, TOC chất tẩy rửa, nước thải sinh hoạt hàm lượng Nitơ phốtpho lớn, (từ 50 đến 55%), chứa nhiều vi sinh vật, có vi sinh vật gây bệnh phát triển Nếu không xử lý làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng Đồng thời nước thải có nhiều vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ, cần thiết cho trình chuyển hoá chất bẩn nước Như nước thải Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội sinh hoạt đô thị, khu dân cư sở dịch vụ, công trình công cộng có khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh nguồn gây ô nhiễm môi trường nước Và vấn đề đặt yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý phải đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn thải sau: Bảng Yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT Giới hạn cho phép TT Thông số ô nhiễm (QCVN 14:2008) Đơn vị Mức A Mức B pH mg/L 5-9 5-9 BOD mg/L 30 50 Chất rắn lơ lửng mg/L 50 100 Tổng chất rắn hoa tan mg/L 500 1000 Sunfua (H2S) mg/L Amoni ( tính theo nitơ) mg/L 10 Nitrat mg/L 30 50 1.2 Tổng quan ô nhiễm Nitơ nước thải 1.2.1 Trạng thái tồn Nitơ nước thải Trong nước thải, hợp chất nitơ tồn dạng: hợp chất hữu cơ, amoni hợp chất dạng ôxy hoá (nitrit nitrat) Các hợp chất nitơ chất dinh dưỡng, chúng vận động tự nhiên, chủ yếu nhờ trình sinh hoá Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Nitơ phân tử N2 Cố định nitơ N-Protein thực vật N-Protein động vật Amôn hóa NH4+ NH3 Khử nitơrat + O2 Nitrit hoá NO3 - Nitrat hoá NO2- + O2 Hình Chu trình Nitơ tự nhiên Hợp chất hữu chứa nitơ phần cấu thành phân tử protein thành phần phân huỷ protein peptit, axit amin, urê Hàm lượng amoniac (NH3) lượng nitơ amôn (NH+4) nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp thực phẩm số loại nước thải khác cao Các tác nhân gây ô nhiễm Nitơ nước thải công nghiệp: chế biến sữa, rau quả, đồ hộp, chế biến thịt, sản xuất bia, rượu, thuộc da Trong nước thải sinh hoạt nitơ tồn dạng vô (65%) hữu (35%) Nguồn nitơ chủ yếu từ nước tiểu Mỗi người ngày xả vào hệ thống thoát nước 1,2 lít nước tiểu, tương đương với 12 g nitơ tổng số Trong số nitơ urê (N-CO(NH2)2) 0,7g, lượng chất bẩn Nitơ amôn (N-NH4) người ngày xả vào hệ thống thoát nước g/ng.ngày lại loại nitơ khác Đồng Mai Trang K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 1.2.2 Nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm Nitơ môi trường nước Trên thực tế có nhiều nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm Nitơ môi trường nước, nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm Nitơ nước theo đánh giá nhà khoa học từ nguồn nước nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp có chứa hợp chất Nitơ, phân bón sử dụng sản xuất nông nghiệp Bên cạnh đó, rác thải nhiều khu dân cư không thu gom xử lý tác động xấu tới nguồn nước Ở Việt Nam, nguồn khác góp phần gây ô nhiễm Nitơ nước hoạt động sản xuất nông nghiệp, nước ta sử dụng triệu đất nông nghiệp, năm phải bón 5-7 triệu phân hóa học Như vậy, phân bón hóa học (urê, lân, kali) lượng dư thừa lớn, có tới hang nghìn chất N, P, K đất năm rửa trôi theo sông ngòi, mương rạch ảnh hướng đến nguồn nước cấp sinh hoạt, ngấm xuống gây ô nhiễm tầng nước ngầm Không vậy, số ngành công nghiệp có nước thải chứa Nitơ nguồn gây nên tình trạng ô nhiễn Nitơ môi trường nước Với mức độ tăng trưởng kinh tế nay, chắn Việt Nam gặp khó khăn đáng kể với vấn đề ô nhiễm môi trường nước biện pháp xử lý ô nhiễm phù hợp kịp thời 1.2.3 Tác hại ô nhiễm Nitơ môi trường sức khỏe người Sự ô nhiễm N nước thải gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường nước mặt, nước ngầm Dòng nước thải ô nhiễm Nitơ làm tăng đáng kể hàm lượng dinh dưỡng nước gây tượng phú dưỡng ao, hồ, sông ngòi Gây chết cá tác động nhiều đến đời sống vi sinh vật nước từ sinh mùi khó chịu, khí độc làm ô nhiễm môi không khí môi trường sống làm ảnh hưởng đến sức khỏe người dân Tại Hà Nội, nước sông Tô Lịch đen bốc mùi khó chịu, ngày nước Đồng Mai Trang 10 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội KẾT LUẬN  Xử lý Nitơ amoni thải sinh hoạt phân tán phương pháp sinh học AO cho hiệu suất xử lý cao  Hiệu suất xử lý N-NH4+ chế độ thời gian lưu nghiên cứu đạt 85%, có dòng tuần hoàn hiệu suất xử lý tăng lên  Hiệu suất xử lý T-N đạt 65 – 90% bị giảm dần tăng lưu lượng nước thải  Lưu lượng amoni có ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý tổng Nitơ, nhiên ảnh hưởng không lớn  Dòng tuần hoàn ảnh hưởng lớn đến hiêu suất xử lý tổng Nitơ, dòng tuần hoàn hiệu suất xử lý bị giảm dần theo hướng tăng lưu lượng đến có dòng tuần hoàn (n = n = 2) hiệu suất xử lý lại tăng lên khoảng 15%  Ở chế độ lưu lượng khác nước sau xử lý đạt mức tiêu chuẩn loại A B theo QCVN 14:2008/BTNMT  Phương pháp xử lý Nitơ công nghệ AO có hiệu suất xử lý độ ổn định cao, dễ vận hành, dễ ứng dụng thực tế Đồng Mai Trang 40 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Báo cáo tổng hợp công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt công ty cổ phần kỹ thuật môi trường Việt năm 2006 Cục Tài Nguyên – Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Báo cáo năm 2006 TS Trịnh Văn Tuyên: “Nhiệm vụ bảo vệ môi trường tài nguyên môi trường’’ Nguyễn Đăng, Thực trạng ô nhiễm môi tường đô thị công nghiệp Viêt Nam Tạp trí Khoa học Đời sống Vol 20, 2013 PGS.TS Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học Nhà xuất Giáo dục Tiếng Anh 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 Gujer W, and Jenkins, D (1974) The contact Stabilization ProcessOxygen and nitrogen Mass Balances Report No, 74-2, Saint, Eng Res, Lab.,Univ Calif., Berkeley Gayle, B.P., et al.(1989), Biological Denitrification of Water, J Environ Eng, 115, 930 Skadsen, J and Larry Sanford 1996 The Effectiveness of High pH for Control of Nitrification and the Impact of Ozone on Nitrification Control In Proc 1996 AWWA Water Quality Technology Conference Boston, Mass.: AWWA Đồng Mai Trang 41 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 10 Odell, Lee H., Gregory J Kirmeyer, Andrzej Wilczak, Joseph G Jacangelo, Joseph P Marcinko,and Roy L Wolfe 1996 Controlling titrification in Chloraminated Systems Jour AWWA, 88(7):86-98 11 Turk, O., vµ Mavinic, D.S (1986), “Preliminary Assessment of a Shortcut in Nitrogen Removal from Wastewater”, Can J Civ Eng., 13, 600 12 Ford, D.L., et al (1980) Comprehensive Analysis of Nitrification of Chemical Processing Wastewater J Water Pollut Control Fed., 52, 2726: 13 Standard Methods for the examination of water and wastewater (1995), 485 14 http://www.monre.gov.vn/monrenet/default.aspx?tabid=208&ItemID= 13560 15 http://123doc.vn/document/95227-xu-ly-nito-trong-nuoc-thai.htm 16 http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/xu-ly-nito-trong-nuoc-thai.1196589.html 17 http://docs.4share.vn/docs/9328/Xu_ly_Nito_trong_nuoc_thai.html 18 http://vea.gov.vn/vn/khoahoccongnghe/congnghemt/xulynuocthai/Page s/default.aspx 19 http://phuongphapxulynuocthaisinhhoat.blogspot.com/2012/12/xu-lyni-to-trong-xu-ly-nuoc-thai-sinh.htm Đồng Mai Trang 42 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội PHỤ LỤC Bảng 7: Kết phân tích Amoni NH4+ Ngày lấy mẫu Đầu vào mg/l Đầu Đầu Hiệu suất Hiệu suất Hiệu suất bể TK bể HK sau xử lý sau xử lý mg/l bể TK % bể HK % toàn hệ % mg/l xử lý N Chế độ 1: Qvào = 0,75 lít/giờ 07-03-13 0 100 100 100 08-03-13 0 100 100 100 11-03-13 0 100 100 100 12-03-13 0 100 100 100 13-03-13 1.277 84.037 100 100 14-03-13 1.1 84.285 100 100 Chế độ 2: Qvào = lít/giờ 10-03-13 10 2.8 0.8 72 71.428 92 18-03-13 7.4 2.1 0.5 71.621 76.19 93.243 19-03-13 12 3.24 0.81 73 75 93.25 20-03-13 0.9 0.22 70 75.555 92.666 21-03-13 4.753 1.4 0.4 70.544 71 91.584 22-03-13 4.303 1.2 0.2 72.112 83 95.352 25-03-13 30 8.216 2.3 72.613 72.005 92.333 26-03-13 28.732 7.16 1.6 75.08 77.653 4.431 27-03-13 25 11 1,32 56 88 94.72 28-03-13 17.254 9.7 2,664 43.781 72.536 84.56 29-03-13 20 6,3 1,23 68.5 80.476 93.85 01-04-13 22 6,8 1.87 69.09 72.5 91.5 Đồng Mai Trang 43 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Chế độ 3: Qvào = 1,25 lít/giờ 02-04-13 20 7.2 1.3 64 93.53 93.53 03-04-13 21.3 5.7 1.32 73.239 93.802 93.802 04-04-13 32 12.3 61.562 96.875 96.875 05-04-13 30 12.63 1.26 57.9 95.8 95.8 08-04-13 25.3 11.05 1.122 56.324 95.565 95.565 09-04-13 53 10.6 1.6 80 96.981 96.981 Chế độ 4: Qvào = 1,5 lít/giờ 10-04-13 54 30.1 15.2 44.259 49.501 71.851 11-04-13 42.21 21.915 10.553 48.081 51.845 75 12-04-13 40 17.25 8.28 56.875 52 79.3 15-04-13 32 15.912 6.72 50.275 57.767 79 16-04-13 19.32 12.56 4.63 34.989 63.136 76.035 17-04-13 37.3 25.268 12.867 32.257 49.077 65.504 18-04-13 35 23.78 11.07 32.057 53.448 68.371 Chế độ 5: Qvào= 1,5 lít/giờ, Qtuần hoàn= 1,5 lít/giờ, n=1 19-04-13 16,84 14,03 1,38 16,68 90,16 91,81 22-04-13 22,75 15,97 1,98 29,81 87,61 91,29 23-04-13 24,52 10,07 2,43 58,93 75,87 90,09 Chế độ 6: Qvào= 1,5 lít/giờ, Qtuần hoàn= lít/giờ, n=2 24-04-13 18,79 11,65 2,01 37,99 82,75 89,91 25-04-13 15,87 11,38 1,21 28,29 89,37 92,38 26-04-13 18,77 14,47 1,59 22,91 89,02 91,53 Đồng Mai Trang 44 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Bảng 8: Kết phân tích tổng Nitơ T-N Ngày lấy mẫu Đầu vào Đàu Đầu Hiệu suất Hiệu suất Hiệu suất mg/l bể TK bể HK sau xử lý sau xử lý mg/l mg/l bể TK % bể HK % toàn hệ % xử lý N Chế độ 1: Qvào = 0,75 lít/giờ 07-03-13 2.1 1.002 70 52.285 85.686 08-03-13 8.21 2.38 0.98 71 58.823 88.063 11-03-13 7.92 1.9 1.108 76 41.684 86 12-03-13 8.32 2.18 1.23 73.798 43.577 85.216 13-03-13 13 3.9 1.95 70 50 85 14-03-13 13 3.38 1.69 74 50 87 Chế độ 2: Qvào = lít/giờ 15-03-13 12.86 6,301 2.25 51 64.291 82.5 18-03-13 4.05 1.8 55 55.555 80 19-03-13 14 2.66 50 62 81 20-03-13 3.25 1.78 0,553 45 68.932 83 21-03-13 3.06 1.08 49 64.705 82 22-03-13 5.5 2.475 0.935 55 62.222 83 25-03-13 34 14.28 3.2 58 77.591 90.588 26-03-13 32 13,12 2.88 59 78.05 91 27-03-13 32.7 19.52 5.509 40.305 71.777 83.152 28-03-13 23.4 10.59 2.9 54.743 71.869 87.269 29-03-13 23.1 9.24 2.1 60 77.273 90.909 01-04-13 26.3 12,5 2.04 52.471 83.68 24 73.07 88.192 Chế độ 3: Qvào = 1,25 lít/giờ 02-04-13 26 Đồng Mai Trang 11.4 3.07 45 56.153 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 03-04-13 24.6 12.13 3.79 51.316 68.755 84.593 04-04-13 38,02 16,008 3,041 57.895 81.003 92 05-04-13 35.96 15.58 3.09 56.67 80.166 91.407 08-04-13 30 13.4 3.02 55.333 77.46 89.93 09-04-13 57.3 17.19 5.73 65 66.666 91 Chế độ 4: Qvào = 1,5 lít/giờ 10-04-13 57.892 35 12.06 39.542 65.542 79.168 11-04-13 47.5 23 11,875 51.578 48.369 75 12-04-13 42 20.113 9,967 52.111 50.444 76.269 15-04-13 35 16.926 7.5 51.64 55.689 78.571 16-04-13 23 13.23 6.03 42.478 54.421 73.782 17-04-13 38.1 26.92 14.23 29.343 47.139 62.65 18-04-13 37.12 25,1233 11.982 32.319 52.306 67.72 Chế độ 5: Qvào= 1,5 lít/giờ, Qtuần hoàn= 1,5 lít/giờ, n=1 19-04-13 17,75 15,03 1,52 26,04 75,831 86,22 22-04-13 24,13 18,29 2,91 24,202 79,778 86,222 23-04-13 26,13 17,34 2,94 33,601 78,158 88,749 Chế độ 6: Qvào= 1,5 lít/giờ, Qtuần hoàn= lít/giờ, n=2 24-04-13 21,34 17,98 3,23 15,745 76,829 84,864 25-04-13 16,58 12,02 1,31 27,443 16,376 92,099 26-04-13 20,56 14,92 1,97 27,432 81,606 90,418 Đồng Mai Trang 46 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Lượng phát thải sinh học bình quân người ngày xả vào hệ thống thoát nước (theo quy định TCXD 51:2007 ) Bảng 2: Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Bảng 3: Yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT Bảng 4: Chỉ tiêu trung bình hợp chất Nitơ nước thải sinh hoạt Bảng 5: Đặc trưng nước thải sinh hoạt nghiên cứu Bảng 6: Tóm tắt kết xử lý Amoni tổng Nitơ chế độ thí nghiệm Bảng 7: Kết thí nghiệm phân tích NH4+ Bảng 8: Kết thí nghiệm phân tích T-N Đồng Mai Trang 47 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội DANH MỤC HÌNH Hình 1: Chu trình Nitơ tự nhiên Hình 2: Quá trình khử nitrat màng tế bào chất vi khuẩn Hình 3: Sơ đồ công nghệ JKS Hình 4: Sơ đồ dây chuyền công nghệ với MBR Hình 5: Sơ đồ kiểu đặt ngập kiểu đặt môđun màng MBR Hình 6: Sơ đồ công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt Biofilter Hình 7: Các pha bể SBR Hình 8: Sơ đồ công nghệ Anoxic- Oxic Hình 9: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt công nghệ Anoxic, Oxic Đồng Mai Trang 48 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AO (Anoxic – Oxic) Thiếu khí – hiếu khí AAO (Anaerobic – Anoxic - Oxic) Yếm khí – thiếu khí – hiếu khí BOD5 Nhu cầu oxy hóa sinh học (5 ngày) COD Nhu cầu oxy hóa hóa học DO Lượng oxy hòa tan nước HK Hiếu khí MBR (Membrane Biological Reactor) Màng sinh học QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải sinh hoạt TCVN 5494 – 1995 Tiêu chuẩn Việt Nam TK Thiếu khí TSS Tổng chất rắn lơ lửng SS Hàm lượng chất rắn lơ lửng Đồng Mai Trang 49 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình Đại học thực khóa luận tốt nghiệp, 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, cô trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, thầy cô, anh chị Viện Công nghệ Môi trường đặc biệt thầy cô dạy dỗ em thời gian em học tập thực tập Em xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Tiến sĩ Trịnh Văn Tuyên giành thời gian tâm huyết tận tình hướng dẫn em thực tốt khóa luận Nhân đây, em xin cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường thầy cô khoa Hóa học tạo điều kiện cho em học tập hoàn thiện tốt khóa học Em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp theo tiến độ nhà trường đề với cố gắng nhiệt tình thân, nhiên không tránh khỏi sai sót Em mong đóng góp thầy cô bạn để khóa luận tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn!!! Hà Nội, tháng năm 2013 Sinh viên thực Đồng Mai Trang Đồng Mai Trang 50 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Đồng Mai Trang Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 51 K35C – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội [...]... quan về nước thải sinh hoạt phân tán – Hộ gia đình - Xây dựng mô hình AO quy mô phòng thí nghiệm để xử lý nước thải sinh hoạt phân tán - Nghiên cứu ảnh hưởng của N-anoni đầu vào, đầu ra và N tổng đầu vào, đầu ra đến hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ thống AO - Nghiên cứu ảnh hưởng của dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý tổng Nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ thống AO... quản lý Hiện nay, việc kết hợp các phương pháp xử lý một cách khoa học giúp mang lại hiệu quả cao trong xử lý nước thải, giảm chi phí đầu tư, vận hành… 1.3.2 Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học Cơ sở lí thuyết của các quá trình sinh học xử lý Nitơ trong nước thải Phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt được thực hiện qua hai quá trình nối tiếp là nitrat hóa và khử nitrat hóa trong. .. trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ máy thổi khí Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân huỷ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ đơn giản như: CO2, H2O… Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí → H2O + CO2 + sinh khối mới Hình 9: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ Anoxic, Oxic Bước 1: Xử lý sơ bộ: - Nước thải sinh hoạt chảy... Tổng quan về công nghệ xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt 1.3.1 Các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt Các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải có thể chia thành: + Phương pháp vật lí: lọc, làm thoáng, kết tủa bằng điện cực, thẩm thấu ngược… các phương pháp này cho hiệu suất không được cao + Phương pháp hóa lý: sục khí đuổi ammoniac trong môi trường kiềm, xử lý Nitơ tồn tại dưới dạng...  Bể hiếu khí (2) với thể tích làm việc 10 lít có bộ phận cấp khí liên tục  Ngăn lắng (3) với thể tích làm việc 10 lít Hệ thống được khởi động bằng cách lấy bùn hoạt tính từ hệ thí nghiệm - bùn hoạt tính ở hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sữa Hà Nội vào hệ thống và cấp nước thải liên tục trong vòng 1 tuần - Nguyên lý hoạt động của thiết bị Nước thải được chứa trong thùng chứa V=120 lít Nước thải được... các ưu điểm sau: - Giảm thể tích khí cần cung cấp cho quá trình nitrate hóa và khử BOD5; - Không cần bổ sung nguồn carbon cho quá trình khử nitrat - Giảm công trình lắng cho riêng mỗi quá trình; - Có khả năng khử 60-80% tổng lượng nitơ trong nước thải 1.4 Một số công nghệ xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán 1.4.1 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ (JOHKASOU)-JKS Đồng Mai Trang... nguồn nước được thải ra vẫn chưa được xử lý một cách triệt để chính vì vậy nhiệm vụ đặt ra là nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi công nghệ Anoxic – Oxic trong xử lý nước thải sinh hoạt - Đánh giá khả năng xử lý N-amoni và N tổng của phương pháp sinh học hiếu khí – thiếu khí - Đánh giá tính ổn định của hệ thống và khả năng ứng dụng của phương pháp trong điều kiện Việt Nam 2.2 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát... năng khử được Nitơ va Photpho cao  Ổn định và linh hoạt bởi thay đổi tải trọng  1.4.5 Công nghệ AO (Anoxic – Oxic) Chú thích: 1 Cột thiếu khí 2 Cột hiếu khí 3 Ngăn lắng Hình 8 Sơ đồ công nghệ Anoxic- Oxic Công nghệ AO (anoxic-oxic) là phương pháp tiến hành trên 2 pha kị khí và hiếu khí điển hình (Anoxic : thiếu khí và Oxic: hiếu khí) Tại cột thiếu khí (Anoxic): Nước thải được trộn đều bằng máy khuấy... pháp sinh học Trong phương pháp này, con người lợi dụng các hoạt động sống và sinh sản của vi sinh vật để khử các hợp chất hữu cơ chứa cacbon, photpho và amoni sẽ bị chuyển hóa thành nitrat rồi nitơ trong nước thải, đây là bước xử lý quan trọng cho nước thải sinh hoạt quyết định chất lượng nước đầu ra Có rất nhiều công nghệ khác nhau được áp dụng cho bước xử lý sinh học nước thải như dung bể thổi khí. .. Oxy không khí được cấp vào bể oxic bằng các máy thổi khí và hệ thống phân phối khí Lượng khí cung cấp vào bể giúp cung cấp oxi cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hòa tan thành nước, xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiên tốt cho vi sinh vật tiếp xúc với các chất cần xử lý và tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật - Các quá trình sinh hóa trong bể hiếu khí được ... thí nghiệm để xử lý nước thải sinh hoạt phân tán - Nghiên cứu ảnh hưởng N-anoni đầu vào, đầu N tổng đầu vào, đầu đến hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt phân tán hệ thống AO - Nghiên cứu ảnh hưởng... hữu + Vi sinh vật hiếu khí → H2O + CO2 + sinh khối Hình 9: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt công nghệ Anoxic, Oxic Bước 1: Xử lý sơ bộ: - Nước thải sinh hoạt chảy vào hệ thống thu gom nước thải chảy... xử lý Nitơ nước thải từ năm 1960 Xuất phất từ lí trên, để góp phần nhỏ vào việc bảo vệ môi trường nước, bước đầu thực hiện: Nghiên cứu xử lý Nitơ nước thải sinh hoạt phân tán hệ thống hiếu khí