Nghiên Cứu Khả Năng Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học MBR Để Xử Lý Nước Thải Đô Thị Tại Hà Nội

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  NGÔ THỊ BÍCH LẬP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC MBR ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã ngành: 60 44 03 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN ĐỨC HẠ TS HOÀNG VĂN HÙNG ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  NGÔ THỊ BÍCH LẬP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC MBR ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Khoa học môi trường MỤC LỤC MỞĐẦU .1 1.Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu tổng quát 2.2 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể Yêu cầu đề tài Ý nghĩa đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở lý luận khoa học .….4 1.2 Cơ sở pháp lý 1.3 Hiện trạng nguồn thải công nghệ xử lý nước thải đô thị Hà Nội 10 1.4 Tổng quan công nghệ xử lý nước thải MBR 13 1.4.1 Giới thiệu MBR 13 1.4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống MBR hiếu khí dạng đặt ngập 19 1.4.3 Động học trình vận hành hệ thống MBR hiếu khí dạng đặt ngập 21 1.4.4 Ưu điểm nhược điểm công nghệ MBR so với công nghệ bùn hoạt tính truyền thống 23 1.4.5 Hệ thống kết hợp AO – MBR xử lý nước thải 29 1.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng MBR nước giới .33 1.5.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng MBR giới 33 1.5.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng MBR nước 42 CHƯƠNG2:ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU… … 46 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .46 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 46 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 46 2.2 Nội dung nghiên cứu .46 2.2.1 Đánh giá chất lượng nước thải đô thị Hà Nội 46 2.2.2 Thiết lập mô hình thí nghiệm AO - MBR mô trình hoạt động để xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư 46 2.2.3 Đề xuất sơ đồ công nghệ sinh học AO - MBR để xử lý số loại nước thải đô thị dựa sở đối tượng nghiên cứu 50 2.3 Phương pháp nghiên cứu .50 CHƯƠNG3:KẾT QUẢNGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 Đánh giá chất lượng nước thải đô thị Hà Nội 55 3.1.1 Nguồn thải tính chất nước thải Hà Nội 55 3.1.1.1 Nước thải sinh hoạt 55 3.1.1.2 Nước thải công nghiệp 56 3.1.1.3 Nước thải bệnh viện 58 3.1.2 Hệ thống thoát nước Hà nội 60 3.1.3 Kết khảo sát nhà máy XLNT Kim Liên 61 3.2 Ứng dụng mô hình AO - MBR để xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư 64 3.2.1 Kết khảo sát thành phần nước thải đầu vào 64 3.2.2 Kết tổng hợp thông số vận hành mô hình 66 3.2.3 Đánh giá trình làm việc mô hình 67 3.2.3.1 Bùn sinh học 67 3.2.3.2 Tỷ lệ thức ăn vi sinh vật F/M 68 3.2.3.3 Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS 69 3.2.3.4 Oxy hòa tan, pH, nhiệt độ 70 3.2.4 Đánh giá hiệu xử lý mô hình 71 3.2.4.1 Hiệu xử lý chất hữu COD 73 3.2.4.2 Hiệu xử lý Nitơ 75 3.2.4.3 Hiệu xử lý Photpho 76 3.2.4.4 Hiệu xử lý vi khuẩn 78 3.2.4.5 Kiểm soát độ kiềm 78 3.2.5 Kết chung đánh giá hiệu xử lý mô hình 78 3.2.6 So sánh hiệu xử lý mô hình thí nghiệm với hiệu xử lý nhà máy XLNT Kim Liên 81 3.3 Đề xuất sơ đồ công nghệ sinh học AO - MBR để xử lý số loại nước thải đô thị dựa sở đối tượng nghiên cứu… .…… …83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .89 Kết luận 89 Kiến nghị .90 TÀI LIỆUTHAM KHẢO 91 PHỤ LỤC LỜI CẢM ƠN Đầu tiên Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Với tất lòng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: PGS TS Trần Đức Hạ TS Hoàng Văn Hùng tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho trình nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đồng thời xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Viện nghiên cứu cấp thoát nước môi trường (Hội cấp thoát nước Việt Nam) - Viện khoa học kỹ thuật môi trường (Trường Đại học Xây dựng) - Tập đoàn Mitsubishi Rayon tạo điều kiện cho trực tiếp tham gia đề tài nghiên cứu “ Ứng dụng màng MBR để xử lý nước thải điều kiện Việt Nam” PGS TS Trần Đức Hạ làm chủ trì Qua đây, xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Khoa sau đại học - Trường Đại học Nông Lâm, người dạy dỗ giúp đỡ nhiều năm học tập nghiên cứu trường Tôi xin cảm ơn bạn bè người thân giúp đỡ động viên suốt trình học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Lời cuối, Tôi xin chúc thầy cô giáo bạn mạnh khỏe, học tập công tác tốt, phục vụ lĩnh vực khoa học môi trường nói chung công nghệ môi trường nhiều nữa, góp phần cải thiện sống, giữ gìn môi trường lành cho hôm cho mai sau Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 10 tháng 11 năm 2014 Học viên Ngô Thị Bích Lập DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AS : Bể phản ứng sinh học thông thường AO - MBR : Thiếu khí, hiếu khí kết hợp bể lọc sinh học màng BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) BHT : Bùn hoạt tính COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) CCN : Cụm công nghiệp CAGR : Tỷ lệ tăng trưởng tổng hợp hàng năm CAPEX : Chi phí đầu tư DO : Lượng oxy hòa tan nước HRT : Thời gian lưu nước (Hydraulic Retention Time) Et al : Cùng cộng F/M : Tỷ lệ thức ăn/ vi sinh vật JICA : Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản KCN : Khu công nghiệp MBR : Bể lọc sinh học màng MF : Màng vi lọc MLSS : Hàm lượng chất rắn lơ lửng hỗn hợp bùn MLVSS : Hàm lượng chất rắn bay NF : Màng lọc nano N-NH4+ : Nito-amon Nxb : Nhà xuất OPEX : Chi phí quản lý PAC P-PO4 : Poly Aluminium Chloride 3- : Photpho-photphat RO : Màng lọc thẩm thấu ngược SRT : Thời gian lưu bùn SS : Chất rắn lơ lưởng SBR : Bể phản ứng sinh học theo mẻ TDS : Tổng chất rắn hòa tan TMP : Áp suất hút qua màng T-N : Ni tơ tổng số T-P : Phốt tổng số TSS : Tổng chất rắn lơ lửng TXL :Trạm xử lý TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia XLNT : Xử lý nước thải DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng 1.1 Tên bảng Trang Các số đánh giá hiệu xử lý nhà máy XLNT tập trung đô thị Hà Nội 12 1.2 Các loại vật liệu polymer sản xuất màng 16 1.3 So sánh MBR kiểu đặt chìm kiểu đặt 18 1.4 So sánh sản lượng bùn hệ thống MBR hệ bùn hoạt tính thông thường (AS) 24 1.5 So sánh bùn hoạt tính thông thường (AS) MBR 25 1.6 Đặc điểm công nghệ AO - MBR 32 1.7 Ứng dụng MBR xử lý số loại nước thải Nhật Bản 37 1.8 Một số công trình tiêu biểu áp dụng thành công công nghệ MBR xử lý nước thải sinh hoạt đô thị 38 1.9 Một số kinh nghiệm quốc tế tái sử dụng nước thải 39 2.1 Các thông số quan trắc phân tích 53 2.2 Các phương pháp phân tích nước thải bùn cặn 54 3.1 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt khu dân cư 55 3.2 Thành phần tính chất nước thải công nghiệp 57 3.3 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện 59 3.4 Đặc điểm nước thải nhà máy XLNT Kim Liên 63 3.5 Tổng hợp thành phần nước thải đầu vào mô hình nhà máy XLNT Kim Liên giai đoạn nghiên cứu 3.6 Các thông số vận hành mô hình 3.7 Tổng hợp kết thí nghiệm mô hình 3.8 3.9 Tóm tắt hiệu xử lý COD, N – 66 NH4+, T- N, PO4 71 3— Pở chế độ thí nghiệm So sánh hiệu xử lý nhà máy XLNT Kim Liên với mô hình thí nghiệm 64 79 81 83 BOD mg/l 52 15 12.7 30 TSS mg/l 169 21 T-N mg/l 48 19 12 T-P mg/l 4.75 2.83 2.72 50 20 (QCVN 40:2011/BTNMT) (Photphat, tính theo P) 4100 2850 Coliform MPN/100mL 11300 3000 Giai đoạn lấy mẫu phân tích ngày 70 COD mg/l 491 32 55 - BOD mg/l 280 23 34 30 TSS mg/l 244 19 T-N mg/l 165 36 89 T-P mg/l 4.31 2,6 2.56 50 20 (QCVN 40:2011/BTNMT) (Photphat, tính theo P) 4600 2900 Coliform MPN/100mL 12800 3000 Giai đoạn lấy mẫu phân tích ngày 105 COD mg/l 297 28 26 - BOD mg/l 193 19 17.6 30 TSS mg/l 167 15 T-N mg/l 73 18 16 T-P mg/l 3.34 2,1 1.47 50 20 (QCVN 40:2011/BTNMT) (Photphat, tính theo P) 4300 2500 Coliform MPN/100mL 10600 3000 Các tiêu hóa học nước thải đầu nhà máy XLNT Kim Liên mô hình nghiên cứu đạt mức A theo QCVN 40: 2011/BTNMT mức A QCVN 14: 2008/BTNMT Thấy giá trị thông số đầu mô hình nghiên cứu giai đoạn thấp giá trị đầu trạm XLNT Kim Liên, giai đoạn chế độ vận hành mô hình chưa phù hợp nên hiệu xử lý mô hình thấp nhà máy XLNT Kim Liên chất lượng nước thải ổn định Ngoài số lượng 84 coliform nước thải sau xử lý qua màng MBR giảm đáng kể, đảm bảo tiêu chuẩn phương diện vi sinh vật xả nguồn nước mặt loại A Như vậy, khả xử lý nước thải mô hình tốt khả xử lý nhà máy XLNT Kim Liên Ngoài điểm mạnh công nghệ so với TXL Kim Liên - Thời gian lưu bùn dài trì suốt trình vận hành mặt khác nồng độ bùn bể hoạt động mức cao nhiều MLSS 3540 mg/l nhà máy XLNT Kim Liên MLSS 1900 mg/l - Sự thay đổi linh động vùng thể tích ngăn phản ứng để đáp ứng kịp thời với thay đổi nồng độ chất thải đầu vào điều mà chưa TXL cố định tương tự trạm Kim Liên làm - Mô hình không cần sử dụng đến bể lắng đợt 1, bể lắng đợt 2, bể khử trùng giảm đáng kể quỹ đất sử dụng điều đáp ứng kỳ vọng đề tài với ý nghĩa phù hợp nơi có yêu cầu xả thải cao, eo hẹp quỹ đất điều kiện xử lý bùn cặn - Kết hợp loại bỏ đồng thời chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, vi khuẩn bể phản ứng - Mô hình bổ sung hóa chất để điều chỉnh hàm lượng kiềm hàm lượng chất hữu cơ, hóa chất trợ keo tụ PAC, giúp giảm chi phí vận hành 3.3 Đề xuất sơ đồ công nghệ sinh học AO - MBR để xử lý số loại nước thải đô thị dựa sở đối tượng nghiên cứu Việc ứng dụng công trình xử lý sinh học dùng màng vi lọc MBR có khả thích hợp để xử lý loại nước thải có nguồn gốc từ nước thải sinh hoạt nước thải dịch vụ nhà hàng khách sạn Các loại nước thải có thành phần giống nồng độ chất ô nhiễm cần xử lý khác 85 Từ kết nghiên cứu đề tài đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị dùng công nghệ bùn hoạt tính hoạt động theo nguyên tắc A (Anoxic) – O (Oxic) có MBR đặt ngập sau: Mấy khuấy Cấp khí Bể AO - MBR Bể nước thải đầu vào Ngăn Anoxic Ngăn Oxic - MBR Xả nguồn tiếp nhận Bơm bùn Bể nén bùn Xử lý bùn cặn Nước sau lắng bùn Hình 3.10: Sơ đồ chi tiết hệ thống xử lý sinh học AO - MBR Tùy thuộc vào nguồn gốc nước thải phạm vi ứng dụng AO - MBR đề xuất công nghệ xử lý sau: 1) Nước thải từ hệ thống thoát nước chung có hàm lượng chất hữu không cao T-N cao có tỷ lệ trung bình COD: T-N < (tương đương với thí nghiệm 1) Vận hành liều lượng bùn hoạt tính MLSS ngăn hiếu khí từ 2800 – 3000mg/l, tỉ lệ tuần hoàn bùn từ ngăn hiếu khí có MBR ngăn anoxic 1Qv, phụ thuộc vào hàm lượng N nước thải Tỷ lệ thể tích bể A – O thiết kế với tỷ lệ 1: 86 Nước thải đô thị Q = 50 - 1000 m3/ngày  pH = 7,0 – 7,8  SS = 100 - 250 mg/l  BOD5 = 80- 250 mg/l  COD = 120 - 400 mg/l  N- NH4+ = - 30 mg/l Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Bể điều hòa Hệ thống xử lý sinh học AO - MBR Bể chứa bùn Ép bùn Nước thải xử lý Đạt mức A QCVN 14: 2008/BTNMT Vận chuyển đưa Hình 3.11: Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị từ hệ thống thoát nước chung Theo sơ đồ công nghệ hình 3.11có công trình thiết bị sau: Song chắn rác: Với khe hở tối đa 25mm dùng để giữ lại chất thải rắn có kích thước lớn nước thải để đảm bảo không bị cản trở cho trình hoạt động chế độ thủy lực thiết bị công trình xử lý Bể điều hòa: Lưu lượng chất lượng nước thải từ hệ thống cống thu gom chảy khu xử lý thường xuyên dao động theo ngày, theo mùa năm Do hệ thống thoát nước chung áp dụng bể điều hòa lưu lượng để tích trữ lượng nước sau mưa Mục đích ổn định lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải cần xử lý để đảm bảo hiệu cho quy trình xử lý sinh học phía sau 87 Hệ thống AO – MBR: Tổ hợp trình xử lý hữu nitơ vi sinh vật pha rắn bể xử lý giữ lại màng vi lọc MF Nước thải sau trình xử lý đảm bảo đạt mức A QCVN 14: 2008/BTNMT Bể chứa bùn: Bùn sinh từ hệ AO – MBR phần bơm tuần hoàn lại hệ, phần bùn dư đưa bể chứa bùn cô đặc dùng máy ép bùn Phần nước sau tách cặn đưa trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý phần cặn sau vận chuyển xả bỏ theo qui định pháp luật 2) Nước thải từ hệ thống thoát nước riêng (nước thải bệnh viện, phòng khám, chung cư đô thị, trường học…) có hàm lượng chất hữu trung bình, T-N cao có tỷ lệ trung bình COD: T-N > ( tương đương với thí nghiệm 3) Liều lượng bùn hoạt tính MLSS ngăn hiếu khí từ 3000 – 3500mg/l, tỉ lệ tuần hoàn bùn từ ngăn hiếu khí có MBR ngăn anoxic cao, 1Qv, phụ thuộc vào hàm lượng N nước thải Tỷ lệ thể tích bể A – O thiết kế với tỷ lệ 1: Hệ thống thoát nước riêng nơi có chất lượng nước thải thay đổi thường thiết kế áp dụng bể điều hòa cho lưu lượng chất lượng Do hàm lượng chất rắn lơ lửng cao nên bổ xung thêm bể lắng sơ cấp có nhiệm vụ giữ lại chất không hòa tan, trôi lơ lửng nước thải như: Các chất rắn có khả lắng, chất dầu, mỡ vật liệu khác phần chất thải hữu Bể lắng sơ cấp thiết kế vận hành tốt có khoảng 50 - 70 % chất rắn lơ lửng bị giữ lại làm giảm 25 - 40 % hàm lượng BOD5 trước vào việc xử lý phương pháp sinh học Các qui trình khác tương tự hệ thống thoát nước chung 88 Nước thải đô thị Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Q = 50 - 1000 m3/ngày  pH = 7,2 – 7,8  SS = 150 - 350 mg/l  BOD5 = 150- 350mg/l  COD = 180 - 600 mg/l  N- NH4+ =18 -55 mg/l Bể điều hòa Bể lắng sơ cấp Hệ thống xử lý sinh học AO - MBR Bể nén bùn Ép bùn Nước thải xử lý Đạt mức A QCVN 14: 2008/BTNMT Vận chuyển đưa Hình 3.12: Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị từ hệ thống thoát nước riêng 3) Nước thải từ nhà hàng, khách sạn trung tâm thương mại du lịch có hàm lượng dầu mỡ COD cao, T-N cao có tỷ lệ trung bình COD: T-N > Liều lượng bùn hoạt tính MLSS ngăn hiếu khí từ 3500 –4000mg/l, tỉ lệ tuần hoàn bùn từ ngăn hiếu khí có MBR ngăn anoxic cao, 2Qv, phụ thuộc vào hàm lượng N nước thải Tỷ lệ thể tích bể A – O thiết kế với tỷ lệ 1: Do nước thải nhà hàng, khách sạn phát sinh từ khu vực nhà ăn có chứa hàm lượng dầu mỡ cao, biện pháp xử lý thích hợp ức chế hoạt động VSV nước Do sơ đồ công nghệ thiết kể 89 thêm ngăn tách dầu mỡ Nhiệm vụ ngăn tách mỡ tách giữ dầu mỡ lại bể trước dẫn vào hệ thống xử lý, tránh nghẹt bơm, đường ống làm giảm trình xử lý sinh học phía sau Dầu mỡ tách định kỳ hút bỏ theo qui định.Với công trình có qui mô công suất nhỏ nên vấn đề bùn thải định kỳ chở đổ bỏ chôn lấp theo hợp đồng xử lý Phần nước sau tách cặn đưa trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý Các qui trình khác tương tự hệ thống thoát nước riêng Nước thải đô thị Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Ngăn tách dầu mỡ Q = 10 - 100m3/ngày  pH = -  SS = 150 - 350 mg/l  BOD5 = 150- 350mg/l  COD = 150 - 550 mg/l  N- NH4+ =40 -60 mg/l  Dẫu mỡ thực vật: 30 50 mg/l  Tổng chất hoạt động bề mặt: 15 – 20 mg/l Bể điều hòa Bể lắng sơ cấp Hệ thống xử lý sinh học AO - MBR Nước thải xử lý Đạt mức A QCVN 14: 2008/BTNMT Bể nén bùn Hợp đồng thu gom định kỳ Hình 3.13: Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị từ hệ thống nhà hàng, khách sạn 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1) Đề tài triển khai nghiên cứu mô hình quy mô phòng thí nghiệm trình XLNT hệ thống AO - MBR cho nước thải sinh hoạt với hàm lượng hữu (COD) thấp, T-N cao Hệ thống xử lý cho thấy hiệu xử lý chất hữu Nitơ cao ổn định dù bổ sung thêm nguồn chất hữu cơ, chất kiềm chất trợ keo tụ Kết thí nghiệm cho thấy mô hình công nghệ AO-MBR thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu không cao, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải chặt chẽ môi trường Việt Nam 2) Trên sở đạt từ kết nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt xác định thông số tính toán thiết kế vận hành hệ thống AO-MBR để xử lý nước thải sinh hoạt hữu thấp cao cách điều chỉnh linh động thể tích ngăn Oxic kết chất lượng đảm bảo yêu cầu xả nguồn nước mặt loại A QCVN 14: 2008/BTNMT mục đích tái sử dụng nước thải 3) Ứng dụng công nghệ vào thực tế để xử lý góp phần làm thay đổi trạng ô nhiễm nước thải Hà nội phù hợp vì:  Hệ thống thoát nước đầu tư xây dựng qua nhiều thời kỳ khác nhau, không hoàn chỉnh, đồng khiến cho việc thu gom nước thải trạm xử lý tập trung khó khăn Việc đầu tư xây dựng TXL phân tán nguồn qui mô vừa nhỏ giúp cải thiện chất lượng nước mặt thời gian nhanh  Dưới áp lực quĩ đất nơi việc dành quỹ đất cho trạm xử lý khó khăn Đất chật người đông, chi phí đền bù giải phóng mặt cao mặt khác quỹ đất quy định cho trạm xử lý thường bị giới hạn không gian, diện tích xây dựng Do yêu cầu giảm diện tích xây dựng TXL điều cần thiết 91  Chất lượng nước đầu công nghệ cao ổn định đạt mức A QCVN 14 :2008/BTNMT dùng tái sử dụng vào nhiều mục đích khác tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng rửa đường, rửa xe, tười cây, dội nhà vệ sinh vv.Giải pháp hữu hiệu góp phần giảm áp lực cho ngành nước cấp Kiến nghị - Đối với đặc tính nước thải sinh hoạt đặc biệt nguồn nước thải sử dụng cho nghiên cứu lấy từ Trạm XLNT Kim Liên có hàm lượng tổng Phốt không cao, nên việc xử lý P không đưa vào phạm vi nghiên cứu Tuy nhiên việc xử lý P cần nghiên cứu với hệ thống MBR để mở rộng phạm vi ứng dụng công nghệ - Các thông số nghiên cứu Nitơ, Phốt đề tài dạng Nitơ tổng, Phốt tổng Chi tiết trình biến đổi, xử lý dạng Nitơ (NH4+, NO3-, NO2- ) Phốt (H2PO4-, HPO42-, ) cần tập trung nghiên cứu chuyên sâu - Nghiên cứu thêm giải pháp công nghệ cấu hình kỹ thuật để tối ưu hóa thông số thiết kế vận hành hệ AO - MBR điều kiện thay đổi thể tích vùng Anoxic trình xử lý trước màng lọc cho loại nước thải có hàm lượng hữu cao, T - N cao khác - Trên sở kết nghiên cứu xử lý mô hình thí nghiệm nên triển khai thêm mô hình ứng dụng thực tế trường để làm sở hoàn thiện thông số kỹ thuật thiết kế - vận hành, tính toán chi phí để đánh giá thêm hiệu kinh tế công nghệ MBR - Trong trình vận hành mô hình với thời gian tháng dùng hóa chất để tẩy rửa màng lọc Việc vệ sinh màng lọc dùng hoàn toàn nước có tượng giảm lưu lượng nước đầu sục khí bề mặt màng liên tục Vì cần nghiên cứu thêm nguyên nhân chế tắc màng hệ AO-MBR giải pháp kiểm soát 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Công ty thoát nước Hà Nội (2012), Các số liệu quan trắc nước thải Hà Nội năm 2010 - 2012 Báo cáo số liệu quan trắc môi trường Ngô Kim Chi (2013), Nghiên cứu khảo sát trạng nước thải bệnh viện, công nghệ đề xuất cải thiện, Viện hóa học hợp chất thiên nhiên Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Đề tài NCKH cấp Bộ Trần Đức Hạ (1995), Mô hình trạm xử lý nước thải công suất nhỏ điều kiện Việt Nam, Báo cáo đề tài NCKH Bộ Giáo dục Đào tạo (B94-16-6D-37), Hà Nội Trần Đức Hạ (2002), Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ vừa, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Đức Hạ (2007), Xử lý nước thải phân tán tái sử dụng, Viện Quy hoạch đô thị nông thôn Hoàng Huệ (1996), Xử lý nước thải, Nxb Xây dựng, Hà Nội Trịnh Lê Hùng (2006), Kỹ thuật xử lý nước thải, Nxb Giáo Dục Hoàng Văn Hùng, Dương Thị Minh Hòa (2014), “Nghiên cứu mô hình đất ướt xử lý nước thải sinh hoạt Thủy Trúc (Cyperus involucratus) Sậy (Phragmites australis)”, Tạp chí Khoa học Đất 43, tr 91- 93 Trần Thị Việt Nga, Trần Hoài Sơn, Trần Đức Hạ (2012), “Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị phương pháp sinh học kết hợp màng vi lọc”, Tạp chí Khoa học khoa học công nghệ xây dựng, 13/8, tr 35 - 41 10 Ngân hàng Thế giới (2013), Đánh giá hoạt động quản lý nước thải đô thị Việt Nam 11 Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nxb Giáo Dục 12 Nguyễn Văn Phước (2010), Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, Nxb Xây dựng 93 13 Phòng xử lý nước thải - Viện công nghệ môi trường - Viện hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam (2012), Thuyết minh Nghiên cứu ứng dụng thiết bị sinh học - màng (Membrane Bioreactor) xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp giàu nitơ, Hà Nội 14 Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội (2012), Báo cáo trạng môi trường Thành phố Hà Nội 15 Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Phạm Ngọc Hồ (2012), Bài giảng ô nhiễm môi trường, Trường Đại học Tự Nhiên – ĐHQG Hà Nội 16 Viện khoa học công nghệ môi trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội (2010), Hồ sơ đăng ký: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống xử lý nước thải quy mô nhỏ công nghệ MBR, Hà Nội 17 Đỗ Khắc Uẩn, Rajesh Banu, Ick- Tae Yeom (2010), “Đánh giá ảnh hưởng thông số động học điều kiện vận hành đến sản lượng bùn dư hệ thống xử lý nước thải đô thị phương pháp sinh học kết hợp với lọc màng”, Tạp chí Khoa học Công nghệ (Đại học Đà Nẵng), (39), tr 25 - 33 18 Trần Hữu Uyển, Trần Đức Hạ – Đại học Xây Dựng (2014), Nghiên cứu chế tạo hệ thống xử lý nước thải qui mô nhỏ công nghệ MBR Báo cáo tổng kết Tiếng Anh 19 Chiemchaisri, C and K Yamamoto (1994), Performance of membrane separation bioreactor at various temperatures for domestic wastewater treatment, Journal of Membrane Science 87, pp 119 -129 20 Churchouse, S.Wildgoose (2009), Membrane bioreactors for wastewater treatment - operating experiences with the Kubota submerged membrane activated sludge process, Membrane Technology 83, pp - 21 Chiemchaisri, C., Wong, Y.K., Urase, T and Yamamoto, K (1992), Organic stabilization and nitrogen removal in membrane separation bioreactor for domestic wastewater treatment, Wat Sci Technol 25(10), pp 231 - 240 94 22 Davies, W.J., Le, M.S and Heath, C.R (2000), Intensified activate sludge process with submerged membrane microfiltration, Wat Sci Technol 38 (4-5), pp.421 - 428 23 Hai, F I., K Yamamoto and W Editor-in-Chief: A Peter (2011), Membrane Biological Reactors, Treatise on Water Science Oxford, Elsevier (16), pp 571 - 613 24 Visvanathan, C and D Pokhrel (2003), Role of membrane bioreactors in environmental Biothechnology, engineering Kluwer applications Academic New Publishers, Horizons Dordrecht, in The Netherlands 25 Rosenburger, S., Kraume, M and Szewzyk, U (2012), Operation of different membrane bioreactors experimental results and physiological state of the microorganisms Proc IWA conf Membrane Technology in Enviromental Management, Tokyo 26 Stephenson T, Judd S., Jefferson B., Brindle K (2001), Membrane Bioreactors for Wastewater Treatmen IWA publishing 27 S Judd (2006),The MBR Book: Principles and applications of membrane bioreactors in water and wastewater treatment Elsevier ed., Elsevier Ltd, pp 10 25 28 Yang, W., Cicek, N and Ilg, J (2006), State-of-the-art of membrane bioreactors: world wide research and commercial applications in North America, J Membrane Sci 270, pp 201 - 211 29 Yeoman, S., Stephenson, T., Lester, J.N and Perry, R (2012), The removal of phosphours during wastewater treatment, a review Environ Pollut A49, pp.183 - 233 30 Wang, Y., X Huang and Q Yuan (2005), Nitrogen and carbon removals from food processing wastewater by an anoxic/aerobic membrane bioreactor, Process Biochemistry 40(5), pp 1733 - 1739 95 PHỤ LỤC : MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG NGHIÊN CỨU Hình B1: Ảnh mô hình AO - MBR thí nghiệm Hình B2: Ảnh mô hình AO - MBR thí nghiệm 96 lắp đặt hoàn chỉnh Hình B3: Ảnh mô hình AO - MBR thí nghiệm Hình B4: Ảnh mô hình AO – MBR thí nghiệm 2, 97 Đầu vào Đầu Đối chứng Đầu vào Đầu Đối chứng Hình B5: Ảnh mẫu nước đầu vào – Hình B6: Ảnh mẫu nước đầu vào mô hình mẫu nước đối – mô hình mẫu nước chứng đầu nhà máy XLNT đối chứng đầu nhà máy XLNT Kim Liên Thí nghiệm Kim Liên Thí nghiệm [...]... của nước thải đô thị Hà Nội và những lợi ích cũng như khả năng xử lý nước thải của công nghệ MBR Được sự nhất trí của Nhà Trường, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Trần Đức Hạ và TS Hoàng Văn Hùng, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ sinh học MBR để xử lý nước thải đô thị tại Hà Nội 2 Mục tiêu nghiên cứu: 2.1 Mục tiêu nghiên cứu tổng quát: Nghiên cứu khả năng. .. quát: Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ sinh học MBR trong xử lí nước thải đô thị và đề xuất một số giải pháp trong ứng dụng công nghệ này 2.2 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể: - Xác định được các thành phần ô nhiễm cơ bản của đối tượng nghiên cứu: pH, COD, BOD, SS, Nitơ, Phốt pho, Coliform - Lập mô hình thực nghiệp ứng dụng công nghệ sinh học MBR để xử lý nước thải sinh hoạt Hà Nội Qua đó xác định được... Hà Nội mới xử lý được khoảng 25%, còn 75% nước thải đô thị chỉ xử lý sơ bộ rồi đổ thẳng ra sông, hồ gây ô nhiễm trầm trọng môi trường nước mặt (Ngô Kim Chi, 2013)[2] Ở hầu hết các đô thị vệ tinh của Hà Nội đều chưa có trạm xử lý nước thải sinh hoạt nào (Sở TNMT Hà Nội, 2012) [14] Ngày nay có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng trong công nghệ xử lý nước thải đô thị Phương pháp ứng dụng công nghệ. .. thực tiễn - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học có màng vi lọc MBR đặt ngập trong bể phản ứng sinh học để xử lý nước thải đô thị là công nghệ ứng dụng phù hợp đối với nơi có yêu cầu xả thải cao, eo hẹp về quỹ đất và không có điều kiện xử lý về bùn cặn - Với sự kết hợp công nghệ MBR sẽ đơn giản hóa hệ thống xử lý, tiết kiệm vật liệu và năng lượng chi phí cho quá trình xây dựng và vận hành hệ thống... 2001)[26] Với công nghệ này chất lượng nước sau xử lý rất sạch, có thể tái sử dụng cho mục đích tưới cây, làm mát Công nghệ này cũng có thể áp dụng để xử lý nước thải đô thị Hà Nội Hiện tại công nghệ MBR vẫn chưa áp dụng phổ biến tại Hà Nội, tuy nhiên với hiệu quả mà công nghệ đem lại, cộng với chi phí đầu tư ngày càng giảm hứa hẹn sẽ được áp dụng rộng rãi trong tương lai gần (Viện khoa học và công nghệ môi... đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị từ hệ thống thoát nước chung 85 3.12 3.13 Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị từ hệ thống thoát nước riêng Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị từ hệ thống nhà hàng, khách sạn 87 88 B1 Ảnh mô hình AO - MBR thí nghiệm 94 B2 Ảnh mô hình AO - MBR thí nghiệm lắp đặt hoàn chỉnh 94 B3 Ảnh mô hình AO - MBR thí nghiệm 1 95 B4 Ảnh mô hình AO - MBR thí... tầng kỹ thuật đô thị để có trạm xử lý nước thải tập trung vừa không hiệu quả vừa tốn kém và mất rất nhiều thời gian Vậy để song song cùng tồn tại lựa chọn định hướng để sự đô thị hóa của Hà Nội có hiệu quả và quy hoạch quản lý đô thị đánh giá đúng thực trạng về môi trường nói chung và quản lý xử lý nước thải đô thị nói riêng thì giải pháp xử lý nước thải tại nguồn, phân cắt qui mô xử lý vừa và nhỏ... trùng Máy ép bùn Cụm xử lý bùn Bể hiếu khí Xả ra nguồn Vận chuyển đi 12 Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải thành phố Hà Nội (Nhà máy XLNT Kim Liên và Trúc Bạch) Năm 2010 JICA đã tiến hành một nghiên cứu đánh giá hiệu quả hoạt động của các TXL ở thành phố Hà Nội Nghiên cứu chỉ ra rằng nước thải trong hệ thống thoát nước Hà Nội chủ yếu phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của người dân... từ kết quả nghiên cứu 4 Ý nghĩa của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài này sẽ góp phần vào việc xác định các thông số thiết kế và qui trình vận hành công nghệ sinh học MBR để xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với điều kiện Hà Nội Từ đó có thể nghiên cứu ứng dụng triển khai mang tính thực tiễn, đem lại lợi ích và hiệu quả thiết thực để làm thành những sản phẩm công nghệ phù hợp... đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước thải 1.3 Hiện trạng nguồn thải và công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Hà Nội Hà Nội là một thành phố có số lượng dân cư lớn thứ hai ở Việt Nam (sau TP HCM) tính đến 31/12/2012 dân số toàn thành phố Hà Nội là 6.924.700 người Tổng diện tích của Hà Nội là 3.328,97 km2, mật độ dân cư phân bố không đều ngày càng có sự tăng giữa đô thị và nông thôn và có xu hướng