Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho kí túc xá Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG 4 1.1 Sơ lược về Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội 4 1.2Sơ lược về ký túc xá Đại học Tài nguyên và Môi trường 4 1.3Tổng quan về nước thải sinh hoạt ký túc xá 5 1.3.1 Phân loại nước thải kí túc xá 5 1.3.2 Thành phần chính nước thải kí túc xá 6 1.3.3 Tính chất của nước thải sinh hoạt 8 1.4Các phương pháp xử lý nước thải 9 1.4.1 Phương pháp xử lý cơ học 9 1.4.2 XLNT bằng phương pháp sinh học trong các công trình nhân tạo 10 1.4.3Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên 15 1.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lý 15 1.4.5 Khử trùng và xả nước thải ra nguồn 16 CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 18 2.1 Đề xuất sơ đồ công nghệ 18 2.2 Thuyết minh công nghệ 18 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỂ USBF 20 3.1 Tính toán bể USBF 20 3.1.1Tính toán kích thước bể USBF 20 3.1.2 Lượng khí cần cấp 22 3.1.3 Khử trùng 24 3.2 Kết quả từ chạy mô hình 25 3.2.1 Quy trình phân tích các chỉ tiêu đầu vào và đầu ra của mô hình 25 3.2.2 Kết quả phân tích 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 64 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư …………………………... 9 Bảng 3.1. Dụng cụ thí nghiệm Error Bookmark not defined.25 Bảng 3.2. Dụng cụ thí nghiệm 28 Bảng 3.3. Dụng cụ thí nghiệm 30 Bảng 3.4. Dụng cụ thí nghiệm 32 Bảng 3.5. Dụng cụ thí nghiệm 36 Bảng 3.6. Kết quả phân tích hàm lượng bùn của ngăn hiếu khí 38 Bảng 3.7. Kết quả xác định chỉ số bùn SVI 39 Bảng 3.8.Kết quả phân tích hàm lượng cặn ( TSS ) của nước thải đầu vào 42 Bảng 3.9. Kết quả phân tích hàm lượng cặn (TSS) của nước sau xử lý 43 Bảng 3.10. Hiệu suất xử lý TSS của bể USBF 44 Bảng 3.11.Kết quả phân tích hàm lượng COD của nước thải đầu vào và đàu ra 47 Bảng 3.12. Hiệu suất xử lý BOD 50 Bảng 3.13. Abs các mẫu để xây dựng đường chuẩn 53 Bảng 3.14. Hàm lượng P có trong mẫu môi trường 54 Bảng 3.15. .Kết quả phân tích hàm lượng N tổng của nước thải đầu vào và đầu ra. 57

Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 LỜI CAM KẾT Tôi xin cam kết trình làm theo hướng dẫn TS Nguyễn Viết Hoàng Mọi kết đồ án trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết thực chưa công bố nghiên cứu khác Mọi chép trích dẫn có tài liệu đầy đủ, không chép gian lận vi phạm quy chế đào tạo, vi phạm xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước hội đồng nhà trường Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư ………………………… Bảng 3.1 Dụng cụ thí nghiệm25 DANH MỤC HÌNH Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện vấn đề ô nhiễm môi trường nước vấn đề bất cập không riêng quốc gia mà vấn đề toàn cầu Trong năm gần ô nhiễm nước thu hút quan tâm nhân loại Nguyên nhân chủ yếu làm ô nhiễm nước là nước thải Nước thải phát sinh từ hoạt động sống, hoạt động sản xuất người Kinh tế phát triển, nhu cầu sử dụng nước ngày cao nước thải hệ tất yếu Nếu biện pháp quản lý xử lý kịp thời ô nhiễm môi trường nước nước thải vấn đề thời gian Tùy đặc điểm, tính chất loại nước thải mà ta lựa chọn phương pháp xử lý khác kết hợp chúng cách linh hoạt Với gia tăng dân số trình đô thị hóa nhanh chóng khiến cho nước thải sinh hoạt trở thành vấn đề nóng bỏng hết Việc tập trung lượng lớn sinh viên khu ký túc xá trường đại học dẫn đến ô nhiễm nước nước thải sinh hoạt vấn đề quan tâm Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội trường nằm khu vực thành phố với số lượng sinh viên bao gồm hệ Đại học, Cao đẳng, Trung cấp hệ liên thông nên lượng sinh viên lại lớn, cần tìm phương pháp xử lý thích hợp Vậy nên định chọn đề tài:” Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho kí túc xá Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội” làm đề tài tốt nghiệp Tính cấp thiết của đề tài Hiện chưa có hệ thống riêng để xử lý nước thải kí túc xá trường Đại học Tài Nguyên Môi trường Hà Nội Trong tương lai, lượng sinh viên vào trường có xu hướng tăng, nhu cầu sử dụng nước toàn trường khu vực Kí túc xá tăng lên đáng kể Do cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý nước thảicho Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 khu vực Kí túc xá trước thải hệ thống thu gom nước thải chung toàn thành phố Với dây truyền công nghệ truyền thống yêu cầu mặt cần thiết để xây dựng hệ thống xử lý nước thảilà lớn tốn nhiều chi phí Vì vậy, lên ý tưởng nghiên cứu sâu sắc hơnvề bể USBF Bể USBF công trình đa năng, có hiệu cao, đồng thời đáp ứng yêu cầu chiếm diện tích mặt giảm chi phí xây dựng Nơi thực hiện đề tài: Mô hình bể USBF có quy mô phòng thí nghiệm với thể tích 120 lít, đặt phòng thí nghiệm Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Phương pháp nghiên cứu: - Phân tích phòng thí nghiệm - Mô hình thực tế - Phân tích, thống kê, xử lý số liệu tổng hợp kết Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 LỜI CẢM ƠN Trong bốn năm học tập khoảng thời gian thực đồ án tốt nghiệp, nhận quan tâm, động viên giúp đỡ nhiệt tình thầy cô, người thân bạn bè Với kiến thức thầy cô truyền đạt, động viên bạn bè gia đình giúp đỡ chúng tôirất nhiều để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Chính vậy, xin chân thành cảm ơn đến tất thầy cô giảng viên Khoa Môi trường trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Xin đặc biệt cảm ơn TS Lê Ngọc Thuấn Cảm ơn thầy dành nhiều thời gian hướng dẫn, tận tình giúp đỡ truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế cho nhóm trình học tập thực đồ án tốt nghiệp Chân thành cảm ơn tất người thân bên cạnh bạn sinh viên lớp ĐH1CM ủng hộ, động viên giúp đỡ để hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, anh chị, tất người gia đình nguồn động viên, điểm tựa vững chắc, hỗ trợ giúp thân có đủ nghị lực để vượt qua khó khăn hoàn thành tốt nhiệm vụ Dù cố gắng tránh khỏi nhiều thiếu sót, mong nhận góp ý sửa chữa thầy cô bạn đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Sơ lược Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội thành lập theo Quyết định số 1583/QĐ-TTg ngày 23 tháng 08 năm 2010 Thủ tướng Chính phủ sở nâng cấp Trường Cao đẳng Tài nguyên Môi trường Hà Nội Nhà trường có truyền thống đào tạo 60 năm Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội sở giáo dục đại học công lập thuộc hệ thống giáo dục quốc dân, trực thuộc Bộ Tài nguyên Môi trường, chịu quản lý quản lý Nhà nước giáo dục đào tạo Bộ Giáo dục đào tạo, có tư cách pháp nhân, có dấu tài khoản riêng Đến nay, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội trở thành sở đào tạo đa ngành thuộc lĩnh vực tài nguyên môi trường: Môi trường, Khí tượng Thủy văn, Đo đạc Bản đồ, Quản lý đất đai, Tài nguyên nước, Địa chất khoáng sản, Khoa học Biển, Biến đổi khí hậu, Kinh tế tài nguyên môi trường,… Nhà trường có nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực phục vụ công tác quản lý, thực nhiệm vụ chuyên môn thuộc lĩnh vực tài nguyên môi trường có trình độ Cao đẳng, Đại học Sau đại học; bồi dưỡng thường xuyên chuẩn hóa cán làm công tác quản lý tài nguyên môi trường; nghiên cứu ứng dụng, chuyển giao công nghệ lĩnh vực tài nguyên môi trường Mục tiêu thành lập Trường nhằm trở thành trung tâm đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho quản lý Nhà nước lĩnh vực tài nguyên môi trường từ Trung ương, địa phương, doanh nghiệp đến cộng đồng 1.2 Sơ lược ký túc xá Đại học Tài nguyên Môi trường Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội có địa số41A, Đường Phú Diễn, Phường Phú Diễn, Thị Trấn Cầu Diễn, Quận Bắc Từ Liêm, Thành phố Hà Nội.Kí túc xá nằm khuôn viên trường Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 Ký túc xá trường có dãy nhà gồm: dãy nhà A1 có tầng, dãy nhà A2 có tầng, tầng có phòng phòng có người Mỗi phòng có nhà vệ sinh riêng Số sinh viên dự tính khoảng 450 sinh viên Ngoài khuôn viên ký túc xá còn có căng tin nhà ăn tập thể dành cho sinh viên Vì lượng nước thải tương đối lớn, nên việc xử lý nước thải kí túclà cần thiết 1.3 Tổng quan nước thải sinh hoạt ký túc xá Nước thải kí túc xá chủ yếu nước sau sử dụng cho mục đích ăn uống, tắm rửa, giặt giũ, vệ sinh nơi sinh viên Như nước thải kí túc xá hình thành trình sinh hoạt sinh viên Ngoài ra, nước thải từ nhà vệ sinh, nước thải từ căng tin nước thải từ nhà ăn hòa nước mưa theo đường cống bố trí xung quanh đổ chung vào hệ thống nước thải phường Phú Diễn Lượng nước thải phụ thuộc vào số sinh viên, vào tiêu chuẩn cấp nước đặc điểm hệ thống thoát nước Mức độ xử lý nước thải phụ thuộc vào nồng độ bẩn chất thải, khả pha loãng nước thải với nước nguồn yêu cầu mặt vệ sinh khả tự làm nguồn nước 1.3.1 Phân loại nước thải kí túc xá[2] Nước thải kí túc bao gồm loại: Nước đen: nước thải nhiễm bẩn chất bẩn chất tiết sinh viên từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn chất gây ô nhiễm Trong nước thải chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh dễ gây mùi hôi thối Hàm lượng chất hữu (BOD) chất dinh dưỡng N, P cao Loại nước thải thường gây nguy hại đến sức khỏe dễ làm nhiễm bẩn nguồn nước mặt Nước xám: nguồn nước thải nhiễm bẩn phát sinh từ trình: tắm rửa, giặt giũ sinh viên với thành phần chất ô nhiễm không đáng kể Loại nước thải chứa chủ yếu chất lơ lửng chất tẩy rửa nồng độ chất hữu lại Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 thấp khó bị phân hủy sinh học Ngoài còn có thành phần vô cơ, vi sinh vật vi trùng gây bệnh nguy hiểm Thành phần ô nhiễm đặc trưng cho nước thải loại là: BOD5, COD, nitơ, phốt 1.3.2 Thành phần chính nước thải kí túc xá[2]  Thành phần vật lý Các chất không hòa tan dạng lơ lửng, kích thước lớn 10 -4mm, dạng huyền phù, nhũ tương dạng sợi, giấy, vải Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt khoảng 10-4-10-6mm Các chất bẩn dạng hòa tan có kích thước nhỏ 10 -6mm, dạng phân tử phân li thành ion  Thành phần hóa học Các chất hữu nước thải chiếm khoảng 50 - 60% tổng chất Các chất hữu bao gồm chất hữu thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy chất hữu động vật: chất thải tiết người Các chất hữu nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu protein (chiếm 40 – 60%), hydratcacbon (25 – 50%), chất béo, dầu mỡ (10%) Urê chất hữu quan trọng nước thải Nồng độ chất hữu thường xác định thông qua tiêu BOD, COD Bên cạnh chất nước thải còn chứa liên kết hữu tổng hợp: chất hoạt động bề mặt mà điển hình chất tẩy tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat- ABS) khó xử lí phương pháp sinh học gây nên tượng sủi bọt trạm xử lý nước thải mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải Các chất vô nước thải chiếm 40 - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ,… Nước thải chứa hợp chất hóa học dạng vô sắt, magie, canxi, silic, nhiều chất hữu sinh hoạt phân, nước tiểu chất thải khác như: cát, sét, dầu mỡ Nước thải vừa xả thường có tính kiềm, trở nên có tính axit thối rữa  Thành phần vi sinh, vi sinh vật Trong nước thải còn có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, vi rút, nấm, rong tảo, trứng giun sán Trong số dạng vi sinh vật đó, có vi trùng gây Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học loại vi sinh vật thuộc nhóm chất hữu Khi xét đến trình xử lý nước thải, bên cạnh thành phần vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật nói trình xử lý còn phụ thuộc nhiều trạng thái hóa lý chất trạng thái xác định độ phân tán hạt Theo đó, chất chứa nước thải chia thành nhóm phụ thuộc vào kích thước hạt chúng Nhóm 1: Gồm tạp chất phân tán thô, không tan dạng lơ lửng, nhũ tương, bọt Kích thước hạt nhóm nằm khoảng 10 -1-10-4mm Chúng chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật hợp với nước thải thành hệ dị thể không bền điều kiện xác định, chúng lắng xuống dạng cặn lắng nổi lên mặt nước tồn trạng thái lơ lửng khoảng thời gian Do đó, chất chứa nhóm dễ dàng tách khỏi nước thải phương pháp trọng lực Nhóm 2: Gồm chất phân tán dạng keo với kích thước hạt nhóm nằm khoảng 10-4-10-6mm Gồm loại keo: keo ưa nước keo kị nước Keo ưa nước: đặc trưng khả liên kết hạt phân tán với nước Chúng thường chất hữu có trọng lượng phân tử lớn: hydratcacbon (xenlulo, tinh bột), protit (anbumin, hemoglobin) Keo kị nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhôm, silic): khả liên kết keo ưa nước Thành phần chất keo có nước thải chiếm 35-40% lượng chất lơ lửng Do kích thước nhỏ bé nên khả tự lắng hạt keo khó khăn Vì vậy, để hạt keo lắng được, cần phá vỡ độ bền chúng phương pháp keo tụ hóa học sinh học Nhóm 3: Gồm chất hòa tan có kích thước hạt phân tử nhỏ 10 -7mm Chúng tạo thành hệ pha còn gọi dung dịch thật Các chất nhóm khác thành phần Một số tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu, mùi, BOD, COD,… xác định thông qua có mặt chất thuộc nhóm để xử lí chúng thường sử dụng biện pháp hóa lý sinh học Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 Nhóm 4: Gồm chất nước thải có kích thước hạt nhỏ 10-8mm (phân tán ion) Các chất chủ yếu axit, bazơ muối chúng Một số muối amonia, phosphat hình thành trình xử lý sinh học 1.3.3 Tính chất của nước thải sinh hoạt Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng thiết kế, vận hành hệ thống xử lý quản lý chất lượng môi trường, dao động lưu lượng tính chất nước thải định tải trọng thiết kế cho công trình đơn vị Thành phần tính chất nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt, mức sống sinh viên, mức độ hoàn thiện thiết bị, trạng thái làm việc thiết bị thu gom nước thải Lưu lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều kiện tiện nghi sống.Tác hại đến môi trường nước thải thành phần ô nhiễm tồn nước thải gây - COD, BOD: khoáng hoá, ổn định chất hữu tiêu thụ lượng lớn gây thiếu hụt oxy nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm mức, điều kiện yếm khí hình thành Trong trình phân huỷ yếm khí sinh sản phẩm H 2S, NH3, CH4, làm cho nước có mùi hôi thối làm giảm pH môi trường - SS: lắng đọng nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí - Nhiệt độ: nhiệt độ nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh vật nước - Vi trùng gây bệnh: gây bệnh lan truyền đường nước tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da… - Ammonia, phospho: nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ nước cao dẫn đến tượng phú dưỡng hoá (sự phát triển bùng phát loại tảo, làm cho nồng độ oxy nước thấp vào ban đêm gây ngạt thở diệt vong sinh vật, vào ban ngày nồng độ oxy cao trình hô hấp tảo thải ra) - Màu: mỹ quan - Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy bề mặt 10 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết Nước đầu 0,126 54 2,41 2015 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 b) Đánh giá hiệu xử lý Các kết phân tích đầu vào đầu nước thải, hiệu suất xử lý P tổng bể USBF qua lần phân tích thể trênHình 3.19, Hình 3.20 Hình 3.19: Tổng P đầu vào đầu Hình 3.20: Hiệu suất xử lý tổng P Theo Hình 3.19thì hàm lượng P có nước dao động từ 12 -17mg/l hàm lượng P nước đầu dao động khoảng – 4(mg/l) nằm giới hạn cho phép QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt Theo Hình 3.20,xét tổng thểthì hiệu xử lý tổng P tương đối cao dao động từ 70% - 90% Quát sát hình ta nhận thấytrong trình hoạt động, hiệu xử lý tổng P mô hình tương đối cao đồng khoảng 85% vào ngày đầu cuối thời gian phân tích Hiệu suất cao đạt 89 % lần phân tích thứ ( ngày 22/04/2015) Tuy nhiên, hai ngày 05-06/05/2015, hiệu xử lý P có thay đổi lên xuống không ổn định.Vào ngày 05/05/2015 hiệu suất xử lý đạt 74%, còn hiệu suất ngày 6/4 lên tới 88%.Sự chênh lệch hiêu xử lý tương đối lớn Nguyên nhân dẫn đến chênh lệch hoạt động bị dán đoạn bể thời gian dài Nước đầu vào không cung cấp cách thường xuyên đầy đủ.Thiếu chất dinh dưỡng (nước thải) để hệ vi sinh vật bể sinh trưởng phát triển, gây suy yếu hệ vi sinh vật phần bị chết Quá trình sục khuấy bị gián đoạn trục trặc máy khuấy gây lắng cặn ngăn thiếu khí, hiệu xử lý P giảm rõ rệt Khi hoạt động trở lại, vài ngày đầu cung cấp dinh dưỡng cho hệ thống liên tục Đó thời gian để hồi phục lại hệ vi sinh vật làm việc Thí nghiệm tiếp tục tiến hành vào ngày 05/05 Dẫn đến kết phân tích ngày 05/05/2015 có suy giảm đột ngột so với lần trước đó, hiệu suất đạt 74% hàm lượng P mức nhỏ 3,9 (mg/l) Ngày 06/05 hiệu suất xử tăng lên 88% gần đạt mức cao lần phân tích, nguyên nhân thời gian lưu nước bể lâu thời gian thiết kế nước vào bị gián đoạn 55 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 Nhưng sau khắc phục sai sót, bể hoạt động ổn định trở lại Ở lần hiệu xử lý ổn định ban đầu, hiệu suất xử lý đạt 80%, tổng P còn lại nước đầu nhỏ khoảng 1,4 – 2,41 (mg/l) Như vậy, qua biểu đồ hiệu suất xử lý P tổng ta nhận thấy công trình có khả xử lý P tổng tốt nằm khoảng 80 – 90% với hàm lượng P tổng mẫu đầu vào nằm khoảng 12 -17 mg/l Vì để đạt hiệu xử ký tốt ta nên trì hoạt động bể khoảng lưu lượng nước đầu vào thời gian lưu thiết kế hàm lượng P tổng nằm khoảng giới hạn 3.2.2.6 Phân tích tổng N phương pháp kendan a) Tính kết Hàm lượng nitơ mẫu tính theo công thức: C N (mgN / l ) = (b − a ) × C× 14 × 1000 V Trong đó: a – Thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn để chuẩn độ lượng H 2SO4 dư mẫu môi trường (ml) b – Thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn để chuẩn độ lượng H 2SO4 dư mẫu môi trắng (ml) C – Nồng độ đương lượng dung dịch NaOH, (N) V – Thể tích mẫu nước cho vào bình Kendan để tiến hành phá mẫu (ml) Bảng 3.15 Kết phân tích hàm lượng N tổng nước thải đầu vào đầu a (ml) Thời gian 23/4 5/5 b (ml) CNaOH V Hàm lượng C mg/l (VNaOH mẫu môi trường ) (VNaOH mẫu trắng) (N) (ml) Nước vào 3,6 16,8 0,02 100 37 Nước 13,6 16,8 0,02 100 Nước vào 3,2 16,3 0,02 100 36,7 Tên mẫu 56 Hiệu suất H% 76 Đồ án tốt nghiệp Hoàng 6/5 7/5 8/5 GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 Nước 12,1 16,3 0,02 100 11,8 Nước vào 3,3 17,1 0,02 100 38,6 Nước 14,5 17,1 0,02 100 7,3 Nước vào 2,6 16,2 0,02 100 38,1 Nước 12,6 16,2 0,02 100 10,1 Nước vào 3,3 16,5 0,02 100 37 Nước 13,2 16,5 0,02 100 9,2 68 81 74 75 b) Đánh giá hiệu xử lý Các kết phân tích đầu vào đầu nước thải, hiệu suất xử lý N tổng bể USBF qua lần phân tích thể hình Hình 3.21, Hình 3.22 Hình 3.21: Nồng độ N tổng đầu vào đầu Hình 3.22: Hiệu suất xử lý N tổng Theo Hình 3.21 Hình 3.22, nồng độ N tổng đầu vào đầu ra, ta thấy hàm lượng N tổng nước thải đầu vào khoảng từ 35-40 (mg/l) nước đầu còn khoảng từ – 11,8 (mg/l), hiệu suất đạt cao, dao động khoảng 68-81% Hàm lượng N tổng nước nằm khoảng giới hạn cho phép thải nguồn loại B theo QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt Từ hai hình vẽ ta dễ dàng nhận thấy, khả xử lý N nước đầu vào bể USBF tốt, nước có chứa hàm lượng N tổng khoảng 8-10mg/l, hiệu suất chủ yếu 70% Tuy nhiên, có lần phân tích thứ vào ngày 05/05 hàm lượng N tổng 11,8(mg/l), hiệu suất xử lý đạt 68% Dù không chênh lệch nhiều hàm lượng N tổng không vượt giới hạn cho phép ta thấy rõ có chênh lệch 57 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 hàm lượng N còn lại hiệu suất xử lý bể bị giảm Tương tự suy giảm trình xử lý P,nguyên nhân dẫn đến chênh lệch hoạt động bị dán đoạn bể thời gian dài Nước đầu vào không cung cấp cách thường xuyên đầy đủ Thiếu chất dinh dưỡng (nước thải) để hệ vi sinh vật bể sinh trưởng phát triển, gây suy yếu hệ vi sinh vật phần bị chết Quá trình sục khuấy bị gián đoạn trục trặc máy khuấy gây lắng cặn ngăn thiếu khí Khi hoạt động trở lại dành thời gian để hệ vi sinh vật làm việc trở lại hiệu xử lý bể lại trở bình thường, đạt 70% Ngày 06/05 hiệu suất xử tăng lên 81% đạt mức cao lần phân tích, nguyên nhân thời gian lưu nước bể lâu thời gian thiết kế nước vào bị gián đoạn Saukhi đảm bảo thông số vận hành hiệu suất đạt trở lại mức ban đầu Như vậy, hiệu xử lý tổng N mô hình tương đối cao, cao đạt 76% lần phân tích thứ ( ngày 23/04/2015) bể vận hành bình thường Khi đảm bảo lưu lượng thiết kế 5l/h, hàm lượng vi sinh vật khoảng 2000 – 3000mg/l, điều kiện khuấy trộn, thổi khí hoàn lưu chất lượng nước đầu tương đối tốt với hàm lượng N tổng đầu vào từ 35-40mg/l hiệu suất trung bình đạt 70% 3.2.2.6 Kết luận chung Như vậy, bể USBF thiết kế từcác thông số: - Công suất thiết kế mô hình Q = 120( l/ng.đ ) = (l/h) - Tổng thời gian lưu nước thiết kế mô hình t = 10h - Trong thời gian lưu nước thiết kế ngăn hiếu khí : t = 6h - Thời gian lưu nước ngăn thiếu khí : t = 2,2h - Thời gian lưu nước ngăn lắng( USBF ) là: t = 1,8h Quá trình vận hành bể, với hàm lượng chất ô nhiễm là: TSS = 250 – 400mg/l, COD = 500 – 600mg/l, BOD = 300-400mg/l, N = 35-40mg/l , P = 1217mg/l thìhiệu xử ký bể đạt là: Hàm lượng bùn khoảng 2000 – 3000 bùn hoạt tính có số SVI khoảng 100-150, hiệu xử lý TSS trung bình khoảng 80%, CODkhoảng 83%, BOD 80%, tổng Nkhoảng 76%, tổng Pkhoảng từ 80-90% 58 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 Hiệu xuất xử lý chất dinh dưỡng nước cao, nước đầu đạt chuẩn theo QCVN 14 Chất lượng nước thải sinh hoạt Bên cạnh đó, nghiên cứu Iran J Public Health với mẫu nước thải có đặc tính tương tự nước thải sinh hoạt điển hình (COD = 277 mg/l, BOD5 = 250 mg/l TSS = mg/l) Với kết quả, tính trung bình, hệ thống xử lý có khả loại bỏ BOD5 đến 82,2% loại bỏ COD 85,7% với thời gian lưu nước 6h Với thời gian lưu nước 2h hiệu suất xử lý BOD COD đột ngột giảm tương ứng tới 50% 46,5%[12] Hình 3.23 Hiệu suất xử lý BOD khoảng thời gian lưu nước khác Hình 3.24 Hiệu suất xử lý COD khoảng thời gian lưu nước khác 59 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 Naghizadeh A, Mahvi AH, Vaezi F, Naddafi Kđã điều tra việc thực phản ứng sinh học sợi rỗng màng cho xử lý nước thải Hiệu loại bỏ trình COD, tổng nitơ, nitơ tổng số (TN) tổng phốt (TP) tương ứng 99,3; 98,1; 85,5 52[13] Qua kết thực nghiệm với nghiên cứu cho thấy, với điều kiện hoạt động hiệu suất bể USBF đạt hiệu có thời gian lưu nước 6h.Mặc dù thiết kế bể thực nghiệm 10h hiệu xử lý chất ô nhiễm nước cao, không chênh lệch với nghiên cức khác.Tuy nhiên điều gây lãng phí xây dung Như vậy, yếu tố đầu vào, dinh dưỡng, vi sinh vật, khuấy trộn, thổi khí thời gian lưu nước yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu xử lý nước thải Thời gian lưu nước lý tưởng để hiệu suất xử lý bể đạt hiệu 6h 60 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN  Mô hình bể USBF thích hợp cho xử lý nước thải kí túc xá loại nước thải có đặc tính tương tự nước thải sinh hoạt khu dân cư Với kết hợp ngăn: thiếu khí, hiếu khí lắng lọc ngược bùn sinh học kết hợp trình xử lý khác đơn vị xử lý tạo ưu điểm lớn việc nâng cao hiệu xử lý Cụ thể là: COD đạt tới 88%, N 81%,…  Mô hình dễ vận hành chế độ dòng chảy ngăn theo nguyên lý bình thông nên nước thải di chuyển bể hoàn toàn tự động  Đối với nước thải kí túc xá Đại học Tài nguyên Môi trường, nghiên cứu mô hình không bổ sung hóa chất để điều chỉnh pH hay thêm chất dinh dưỡng cho hệ thống VSV sử dụng nguồn dinh dưỡng nội nước đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng chúng  Từ kết nghiên cứu mô hình cho thấy mô hình có triển vọng để ứng dụng, thiết kế xử lý nước thải cho kí túc xá Đại học Tài nguyên Môi trường nước thải sinh hoạt có tính chất tương tự, vừa đáp ứng công suất, hiệu xử lý, vừa tiết kiệm diện tích, chi phí xây dựng vận hành đơn giản KIẾN NGHỊ  Công nghệ USBF dùng để xử lý loại nước thải có hàm lượng chất hữu tương tự nước thải kí túc xá Đại học Tài Nguyên Môi trường, nên thử nghiệm sử dụng mô hình xử lý nước thải đô thị kĩ thuật đơn giản, tốn diện tích hóa chất, hiệu cao nên giá thành xử lý giảm đáng kể  Hàm lượng COD xử lý với hiệu suất cao nhiên COD đầu vào cao nên phần lớn kết sau xử lý không đạt tiêu chuẩn Cần nghiên cứu sâu khả xử lý COD theo hướng như: - Thay đổi thể tích vùng hiếu khí, thiếu khí vùng lắng bể USBF so sánh hiệu xủa lý sau lần thay đổi - Kiểm tra hiệu xử lý điều kiện nhiệt độ khác nhau, môi trường khác phòng thí nghiệm - Nghiên cứu xử lý loại nước thải khác nước thải làng nghề, nước thải đô thị 61 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trương Thanh Cảnh, Trần Công Tấn, Nguyễn Quỳnh Nga, Nguyễn Khoa Việt Trường (2006), Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng ngược USBF, (The upflow sludge blanket filter), Tạp chí phát triển KH & CN, 9(7), tr 66-67 [2] Công ty môi trường hành trình xanh, http://xulynuocthaivietnam.com/cong-nghe-xu-ly-nuoc-thai-ky-tuc-xa.html [3] Trần Đức Hạ – Giáo trình xử lý nước thải đô thị – Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Trịnh Xuân Lai, (2009), Giáo trình tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Nhà xuất Xây Dựng [5] Khoa Môi trường, (2013), Quy trình thực hành hoá học phân tích [6] TCVN 6202:1996, Tiêu chuẩn quốc gia Chất lượng nước - Xác định phốtpho - Phương pháp trắc phổ dùng amoni molipđat [7] TCVN 7957:2008, Tiêu chuẩn Việt Nam thoát nước - Mạng lưới công trình bên - Tiêu chuẩn thiết kế [8] Approved by Standard Methods Committee, (1997) https://www.norweco.com/html/lab/test_methods/2710dfp.htm [9] DICK, R.I & P.A VESILIND 1969 The SVI – What is it? J Water Pollut Control Fed 41:1285 [10] ECOfluid Systems, Inc, http://www.wateronline.com/doc/upflow-sludgeblanket-filtration-usbf-0001 [11] Metcalf and Eddy, (2004), Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse, Fourth Edition [12] Iran J Public Health, (2010), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3481763/ [13] Naghizadeh A, Mahvi AH, Vaezi F, Naddafi K (2008), Evaluation of hollow fiber membrane bioreactor efficiency for municipal wastewater treatment, Iran J Environ Health Sci Eng, 5(4), pp 257–68 62 Đồ án tốt nghiệp Viết Hoàng GVHD: TS Nguyễn 2015 PHỤ LỤC Hình Dụng cụ chuẩn bị Hình Tiến hành làm chi tiết bể Hình Gắn miếng nhựa tạo ngăn lắng Hình Hoàn thành chi tiết bể 63 Đồ án tốt nghiệp Viết Hoàng GVHD: TS Nguyễn Hình Ổn định bùn bể hoàn thiện Hình Địa điểm lấy mẫu Hình Hệ thống làm việc bể Hình Quá trình vận hành bể 64 2015 Đồ án tốt nghiệp Viết Hoàng GVHD: TS Nguyễn 2015 Hình 10 Thời gian lắng bùn (SVI) Hình Lọc mẫu phân tích TSS Hình 11 Chuẩn bị mẫu trước phá mẫu (COD) Hình 12 Quá trình phá mẫu (COD) 65 Đồ án tốt nghiệp Viết Hoàng GVHD: TS Nguyễn 2015 Hình 13 Các mẫu sau phá Hình 14 Sục khí nước pha loãng (BOD) Hình 15 Nạp dung dịch vào bình ủ (BOD) Hình 16 Vô hóa mẫu (N, P) phương pháp Kendan 66 Đồ án tốt nghiệp Viết Hoàng GVHD: TS Nguyễn 2015 Hình 17 Các mẫu để xây dựng đường chuẩn P Hình 18 Phá mẫu N bình Kendan Hình 19 Hóa chất chuẩn bị Hình 20 Mẫu trước sau xử lý 67 Đồ án tốt nghiệp Viết Hoàng GVHD: TS Nguyễn 68 2015 [...]... định và cải thiện cấu trúc và đặc tính cơ học của bùn 1.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên a) Các công trình xử lý nước thải trong đất  Các phương pháp xử lý nước thải trong đất: dựa vào mức độ xử lý và tải trọng tưới nước thải, các phương pháp xử lý nước thải được phân thành ba loại sau: quá trình lọc tưới chậm, quá trình lọc nhanh, quá trình lọc ngập nước. .. nitơ, lọc và ổn định bùn trong một công trình sinh học nhỏ gọn làm giảm kích thước thiết bị, vẫn đảm bảo hiệu quả xử lý nước tuy nhiên chỉ cần một diện tích xây dựng nhà máy nhỏ - Không cần lọc sơ cấp: Công nghệ USBF không yêu lọc trước khi xử lý sinh học Cơ sở đầy đủ cho sự sàng lọc và cho các nhà máy lớn hơn, hệ thống loại bỏ các hạt cát phải được thực hiện trước khi đươc vào xử lý sinh học - Cải... tiếp xúc và cống xả nước thải ra nguồn Hóa chất khử trùng được đưa vào máng trộn để trộn đều cùng nước thải, sau đó hỗn hợp này chuyển qua bể tiếp xúc để thực hiện các quá trình và phản ứng diệt khuẩn CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 2.1 Đề xuất sơ đồ công nghệ Dựa trên tính chất và lưu lượng nước thải của nguồn thải, chúng tôi đề xuất dây truyền công nghệ xử lý nước thải như sau: Nước thải đầu vào Lắng... ra quá trình lắng cặn nước thải (xử lý sơ bộ hoặc xử lý bậc một) và lên men bùn cặn lắng, đó là các công trình: bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ, bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men đang được ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt và các loại nước thải khác có thành phần tương tự 12 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc :nước thải chưa được xử lý được trộn đều với bùn... Chọn đề tài Tính toán, thiết kế Chọn nguyên liệu, thực hiện làm mô hình Hoàn thiện mô hình, chạy thử và ổn định lưu lượng 20 Đồ án tốt nghiệp Hoàng GVHD: TS Nguyễn Viết 2015 - Tiến hành phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra tương ứng đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình trong từng ngày, từng giai đoạn từ đó xác định mức độ xử lý và thời gian xử lý tối ưu nhất - Xử lý số liệu, nhận xét, đánh giá và hoàn... USBF Khử trùng Nước ra Hình 2.1 Sơ đồ dây truyền công nghệ 2.2 Thuyết minh công nghệ Với sơ đồ công nghệ trên, mô hình thiết kế sẽ được hoạt động như sau: Nước thải đầu vào sẽ được thu gom vào bể lắng sơ bộ từ bể lắng sơ bộ Bể lắng sơ bộ được thiết kế dạng hình trụ với dung tích chứa nước 15 lít , nước thải sau khi được thu gom vào bể lắng sơ bộ, tại đây sẽ xảy các quá trình xử lý cơ học, quá trình... khí (aerobic) và ngăn lọc bùn sinh học dòng ngược (USBF) Mương chảy tràn thu nước đầu vào nhằm hạn chế tác động của dòng vào đối với ngăn thiếu khí và tăng hiệu quả xáo trộn giữa dòng nước thải đầu vào và bùn tuần hoàn Mương chảy tràn và thu nước đầu ra, ống thu bùn, bộ phận sục khí…  Nguyên tắc hoạt động bể Nước thải được loại bỏ rắn, sau đó, được bơm vào mương chảy tràn thu nước đầu vào cùng trộn... có trong nước thải để phát triển sinh khối và tạo ra bùn .Nước thảichảy sang ngăn lắng quá trình lắng xảy ra Bùn cặn sẽ được lắng xuống đáy của ngăn lắng và được xả định kỳ Nước sau xử lý sẽ được chảy chàn vào máng thu và chảy ra ngoài bể khử trùng và đi ra ngoài nguồn tiếp nhận Nước thải sau khi xử lý sẽ đạt loại B theo QCVN14/2008-BTNMT Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về Chất lượng nước thải sinh hoạt... bão hòa trong nước ở 200C, Cs = 9,08(mg/l) C – Nồng độ ôxy cần duy trì trong bể, C = 1,5 – 2 (mg/l) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý thải – Trịnh Xuân Lai) Chọn C = 2 mg/l T – Nhiệt độ nước thải, T = 250C α - Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (do hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt), α = 0,6 – 0,94, chọn α = 0,7 3.1.3 Khử trùng[7] Sau các giai đoạn xử lý cơ học, sinh học trong điều... lọc ngập nước trên mặt  Các loại công trình xử lý nước thải trong đất: dựa vào đặc điểm xây dựng và khả năng khảo sát quá trình xử lý người ta chia ra 2 loại công trình là: cánh đồng ngập nước tự nhiên, cánh đồng ngập nước nhân tạo (gồm cánh đồng ngập nước bề mặt và cánh đồng ngập nước phía dưới) b) Hồ sinh học Hồ sinh học làm thoáng hiếu khí: hồ được xáo trộn gần như hoàn toàn, không có hiện tượng