Khoá luận tốt nghiệp Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt bằng thiết bị S46 của hãng SludgeHammer

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC • NGUYỄN ĐÌNH ĐÔNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG THIÉT BỊ S46 CỦA HÃNG SLUDGEHAMER KHOÁ LUÂN TỐT NGHIÊP ĐAI HOC • • • • Chuyên ngành: Hoá Công nghệ - Môi trường Người hướng dẫn khoa học ThS LÊ CAO KHẢI HÀ NỘI - 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện chương trình Đại học thực tốt khoá 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 Mồi trường Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn ThS Lê Cao Khải dành thời gian, tâm huyết để hướng dẫn em thực tốt khoá luận tốt nghiệp Đồng thòi em xin cảm ơn thầy cô trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, đặc biệt thầy, cô giảng dạy hướng dẫn em thòi gian em học trường Em xin cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường thầy, cô Khoa Hoá học tạo điều kiện tốt để em học tập hoàn thiện tốt khoá học Em xin cảm ơn thầy, cô, anh, chị 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 khoá luận Em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp theo tiến độ nhà trường đề vói cố gắng nhiệt tình thân, nhiên em không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp thầy, cô bạn để khoá luận tốt nghiệp hoàn thiện tốt Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Đình Đông MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt 1.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 1.1.2 Hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt .4 1.1.3 Phân loại nước thải sinh hoạt 1.1.4 Thành phần đặc tính nước thải sinh hoạt 1.2 Tổng quan nitơ nước thải sinh hoạt 1.2.1 Trạng thái tồn nitơ nước thải 1.2.2 Tác hại ô nhiễm nitơ mồi trường .9 1.2.3 Tác hại nitơ đối vói trình xử lý nước 10 1.3 Tổng quan xử lý nitơ nước thải sinh hoạt .10 1.3.1 Các phương pháp xử lý nitơ nước thải sinh hoạt 10 1.3.2 Cơ sở lý thuyết trình sinh học xử lý nitơ nước 13 1.3.3 Các phương pháp xử lý đồng thời chất hữu nitơ nước 17 1.3.3.1 Phương pháp lọc sinh học thiếu khí - hiếu khí 17 1.3.3.2 Phương pháp SBR 19 1.3.3.3 Phương pháp mương oxi hóa 20 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀPHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.2 Mục đích nhiên cứu .22 2.3 Nội dung nghiên cứu .22 2.4 Phương pháp nghiên cứu .22 2.4.1 Phương pháp tài liệu kế thừa 22 2.4.2 Phương pháp phân tích 22 2.4.3 Phương pháp thực nghiệm 23 2.4.3.1 Mô hình thực nghiệm 23 2.4.3.2 Hệ thống thiết bị thực tế .25 2.4.3.3 Thực nghiệm đánh giá hiệu xử lý hệ nghiên cứu 25 CHƯƠNG KẾT QUẢ THẢO LUẬN .26 3.1 Hiệu xử lý chất hữu 26 3.2 Hiệu xử lý nitơ, photpho 27 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý nitơ 27 3.2.2 Anh hưởng thời gian đến hàm lượng NO3' 28 3.2.3 Anh hưởng thời gian đến hiệu xử lý photpho 30 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO .32 PHỤ LỤC 33 DANH MUC HÌNH m Hình Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm 24 Hình Thiết bị S46 hãng SludgeHammer 25 Hình Hình ảnh thực tế hệ thống xử lý 25 Hình Anh hưởng thời gian đến hiệu suất xử lý chất hữu c .26 Hình Anh hưởng thòi gian xử lý đến đến hiệu xử lí nitơ 27 Hình Anh hưởng thời gian xử lý đến tăng nồng độ NƠ3 29 Hình Anh hưởng thòi gian xử lý đến đến hiệu xử lí photpho 30 DANH MỤC BẢNG Bảng Các thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt .7 Bảng Các tiêu trung bình hợp chất nitơ nước thải sinh hoạt Bảng Các phương pháp xử lý nitơ nước thải 11 Bảng Anh hưởng thòi gian xử lý đến hiệu xử lý chất hữu cơ, nitơ, photpho 33 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD (Biochemical Oxigen Demand) Nhu cầu oxi sinh hóa BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường COD (Chemical Oxigen Demand) Nhu cầu oxi hóa học DO Oxi hòa tan SBR (sequencing batch reactor) Bể phản ứng theo mẻ NTSH Nước thải sinh hoạt QCVN Quy chuẩn Việt Nam SS Chất rắn lơ lửng vsv Vi sinh vật XLNT Xử lý nước thải h Giờ Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp MỞ ĐÀU > Lý chọn đề tài Điều kiện kinh tế - xã hội phát triển, mức sống người nâng cao dẫn đến lượng nước thải sinh hoạt thải môi trường ngày tăng Cùng với nước thải hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, nước thải sinh hoạt - nước nhiễm bẩn trình người sinh hoạt ròi khỏi khu vực sử dụng nguồn nhận ao, hồ, sông, biển Trong dịch chuyển số chất độc hại ngấm vào đất làm ô nhiễm môi trường đất tạo môi trường nước ngầm có chứa chất độc hại Tác nhân gây ô nhiễm môi trường chất có khả chuyển hóa thành chất khác chất bền tác động đến cân sinh thái môi trường nước nhận Hợp chất hữu giàu thành phần cacbon có khả sinh hủy (BOD) tồn nước với nồng độ lớn nguồn chất cho loại vi sinh vật phát triển Với loại vi sinh vật hiếu khí, trinh phát triển hoạt động chúng tiêu thụ lượng oxi hòa tan lớn, với mật độ cao gây đục nước chết chúng lắng xuống lớp bùn đáy Trong điều kiện thiếu khí loại vi sinh vật yếm khí phát triển, tạo nhiều dạng họp chất có mùi hôi (các chất có tính khử cao H2S, metan, axit hữu dễ bay hơi) đầu độc môi trường nước không khí vùng xung quanh Nitơ photpho hai nguyên tố sống, có mặt tất hoạt động liên quan với sống nhiều ngành nghề sản xuất công nghiệp, nông nghiệp Họp chất hóa học nitơ, photpho gọi thành phần dinh dưỡng phạm trù nước thải đối tượng gây ô nhiễm trầm trọng cho môi trường Khi thải kg nitơ dạng họp chất hóa học vào môi trường nước sinh 20 kg COD, tương tự kg photpho sinh 138 kg COD dưói dạng tảo chết Trong nguồn nước nhận giàu chất dinh dưỡng (N, P) thường xảy tượng: tảo Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp thủy vật khác phát triển nhanh tạo nên mật độ lớn gây tượng phú dưỡng - lượng dinh dưỡng cho thực vật (phân bón N, P) cao môi trường nước Trong môi trường phú dưỡng, điều kiện sống (pH, oxi hòa tan) biến động liên tục mạnh mẽ tác nhân gây khó khăn, chí môi trường sống thủy động vật từ gây nhiễm mồi trường nước Hàm lượng cho phép thành phần dinh dưỡng N, p quy định ngặt nghèo tiêu chuẩn thải nhiều quốc gia Việt Nam Vì vậy, xử lý nước thải việc xử lý thành ô nhiễm hữu BOD, COD, ss việc xử lý thành phần dinh dưỡng N, p yêu cầu quan trọng Theo Tiêu chuẩn Việt Nam quy định cho loại nước thải tương đối sát so với nước tiên tiến giới khu vực, thực tế nhiều lý công nghệ phức tạp, chi phí đầu tư cao, mà việc xử lý thành phần N, p chưa quan tâm Các nghiên cứu trình xử lý N, p nước thải Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý nitơ gồm phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý phương pháp sinh học Trong phương pháp trên, việc áp dụng trình sinh học để xử lý nước thải có chứa họp chất nitơ vấn đề cần ý đẩy mạnh Đây phương pháp dùng vi sinh vật, chủ yếu vi khuẩn để phân hủy chất hữu dễ phân hủy nhằm tạo sản phẩm hại cacbonic, nước chất vô khác, phương pháp tiết kiệm chi phí thân thiện với mồi trường Bằng nhiều công trình nghiên cứu có nhiều hệ thống đem vào vận hành để xử lý nitơ nước đem lại hiệu cao Thiết bị S46 hãng Sludgehammer thiết bị hàng đầu việc xử lý nước thải sinh hoạt đặc biệt nước thải sau bể Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp phốt.Với hệ thống vận hành đơn giản, chi phí lắp đặt tốn mà lại cho hiệu suất cao nên định sử dụng thiết bị S46 để nghiên cứu xử lý nitơ nước thải sinh hoạt Xuất phát từ lý chọn đề tài: “Nghiên cứu xử lý nitơ nước thải sinh hoạt thiết bị S46 hãng SludgeHammer” làm đề tài nghiên cứu Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp * Cơ chế trình lọc sinh học ngập nước Nguyên lý phương pháp lọc sinh học dựa trình hoạt động vi sinh vật hên màng sinh học, oxy hóa chất bẩn có nước Các màng sinh học, tập thể vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí thiếu khí Các vi khuẩn hiếu khí tập trung phần lớp màng sinh học, chúng phát triển gắn với giá mang vật liệu lọc Chất hữu nhiễm bẩn nước thải bị oxy hóa quần thể vi sinh vật màng sinh học, màng thường dầy khoảng từ 0,1 - 0,4 mm Các chất hữu trước hết bị phân hủy vi sinh vật hiếu khí, sau thấm sâu vào màng, bị phân hủy vi sinh vật kỵ khí Khi chất hữu có nước thải cạn kiệt, vi sinh vật màng sinh học chuyển sang hô hấp nội bào khả kết dính giảm, bị vỡ theo nước lọc Lọc sinh học ngập nước khử BOD chuyển hóa NIỈ4+ thành NO3', lớp vật liệu lọc có khả giữ lại cặn lơ lửng, để khử tiếp BOD, NO3', p người ta đặt hai bể lọc nối tiếp tạo vùng thiếu khí để xử lý triệt để N, p Các trình nitrat hoá khử nitrat thực trình sinh trưởng lơ lửng mà đại diện trình bùn hoạt tính, trình sinh trưởng bám dính vi sinh vật cố định chất mang (cố định lơ lừng), ví dụ trình lọc sinh học ngập nước Yi sinh vật nitrat hóa có tốc độ sinh trưởng chậm, để tăng nồng độ vi sinh vật thiết bị xử lý nhằm nâng cao tốc độ nitrat hóa người ta thường áp dụng trình sinh trưởng bám dính cho trình Các nghiên cứu ứng dụng giới thường tập trung vào vấn đề chế tạo ứng dụng loại vật liệu mang có diện tích bề mặt riêng lớn dạng cố định dạng lơ lửng nghiên cứu cải tiến thiết bị nhằm nâng cao hiệu xử lý Loại 18 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp vật liệu mang lơ lửng có số ưu điểm so vói loại cố định bề mặt riêng vật liệu mang lớn, sử dụng loại khắc phục tượng bít tắc thiết bị, vận hành không cần thao tác rửa ngược, nhiên công nghệ sản xuất vật liệu phức tạp, giá vật liệu cao 1.3.4.2 Phương pháp SBR SBR (sequencing batch reactor - bể phản ứng theo mẻ) dạng công trình xử lí nước thải dựa phương pháp bùn hoạt tính, giai đoạn sục khí lắng diễn gián đoạn bể SBR không cần sử dụng bể lắng thứ cấp trình tuần hoàn bùn, thay vào trình xả cặn bể Hệ thống SBR hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu nitơ cao * Các giai đoạn xử lý SBR gồm giai đoạn: Làm đầy (Fill): cấp nước thải vào bể phải đảm bảo cho dòng chảy điều hòa, không mạnh để tạo tiếp xúc tốt nước thải vsv không lâu để đảm bảo tính kinh tế Thổi khí (React): oxy cung cấp lượng lớn để tạo thuận lọi cho việc tiêu thụ chất Quá trình nitrit hóa, nitrat hóa phân hủy chất hữu xảy ra, kết thúc thời gian tối đa để việc tiêu thụ chất đạt Trong giai đoạn cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, p, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH, để tạo bùn hoạt tính hiệu cho trình lắng sau Giai đoạn lắng (Settle): trình lắng diễn môi trường tĩnh hoàn toàn, chất rắn tách lắng xuống, thòi gian lắng thường nhỏ Trong số trường họp, khuấy trộn nhẹ thời gian đầu pha lắng 19 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp tạo nước thải bùn lắng rõ ràng hơn, bùn lắng tập trung Trong hệ thống SBR, dòng chảy đầu vào can thiệp vào pha lắng hệ thống bùn hoạt tính thông thường Giai đoạn xả nước (Draw): nước lắng hệ thống thu nước tháo ra; đồng thòi trình bùn lắng tháo Việc loại bỏ phải thực mà không làm xáo trộn bùn lắng Giai đoạn chờ (Idle): Pha xảy pha xả pha bơm, nước thải xử lý loại bỏ nước thải đầu vào bơm vào Giai đoạn sử dụng để xả bùn thải vệ sinh lại thiết bị sục khí, cánh khuấy, 1.3.4.3 Phương pháp mương oxy hóa Mương oxy hóa dạng Aeroten cải tiến khuấy trộn hoàn chỉnh điều kiện hiếu khí kéo dài, nước chuyển động tuần hoàn mương Mương oxy hóa phân thành nhóm chính: liên tục gián đoạn - Mương oxy hóa gián đoạn có hình vành khăn sâu từ 0,9 - 1,5 m, hoạt động luân phiên: thổi khí lắng Nạp tháo nước tiến hành giai đoạn lắng trình xử lý có dạng bậc nước thải sau xử lý có chất lượng tốt - Mương oxy hóa hoạt động liên tục loại 1: đơn giản mương oxy hóa gián đoạn nước vào liên tục đồng thòi trình lắng diễn hai mương bên hông, luân phiên - Mương oxy hóa liên tục loại 2: Rất gọn nhiên thực tế khó bố trí trùng khớp vói chu kỳ lắng mương bên hông Lắng tháo nước 20 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp diễn vòng 30 - 40 phút Trong thời gian này, lượng nước thải mương tăng tương ứng với độ sâu ngập nước máy thổi khí tăng Mương oxi hóa có hiệu xử lý chất hữu cơ, nitơ, photpho cao, quản lý đơn giản, thể tích lớn, bị ảnh hưởng bỏi dao động lớn chất lượng lưu lượng nước xử lý Nên áp dụng để xử lý nước thải nơi việc xử lý BOD cần phải xử lý nitơ photpho có biên độ dao động lớn lưu lượng chất lượng ngày Tuy nhiên mương oxy hóa đòi hỏi diện tích lớn nên thích họp nơi đất rộng 21 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 2.1 Đổi tượng nghiên cứu Nước thải sinh hoạt 2.2 Mục đích nghiên cứu Như trình bày phần tổng quan nguồn nước thải sinh hoạt thải mồi trường có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người, mặt khác nguồn nước thải chưa xử lý cách triệt để nhiệm vụ đặt nghiên cứu ứng dụng rộng rãi thiết bị S46 xử lý nước thải sinh hoạt - Đánh giá khả xử lý NH4+ thiết bị - Đánh giá tính ổn định thiết bị khả ứng dụng điều kiện Việt Nam 2.3 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát nước thải sinh hoạt - Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý nước thải sinh hoat 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp tài liệu kế thừa Phương pháp sử dụng nhằm xác định, phân tích, đánh giá điều kiện tự nhiên, môi trường thu thập, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác có liên quan đến nguồn nước thải sinh hoạt định hướng việc ứng dụng công nghệ xử lý 2.4.2 Phương pháp phân tích 22 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp Phân tích tiêu để đánh giá chất lượng nước: amoni, nitrit, nitrat, tổng nito, COD, tổng photpho - NIỈ4+: xác định phương pháp Natri nitroprusiat, đo quang bước sóng 672nm thiết bị UY - 2450 (Shimazu, Nhật Bản) - NO2': Xác định phương pháp đo quang với hệ thuốc thử Giss theo Standrad Method 1995, so màu máy UY - 2540 (Shimazu, Nhật Bản) bước sóng 540nm - NO3': Xác định phương pháp so màu vói Natri Salixylat theo TCVN 4562-88, so màu máy uv - 2540 (Shimazu, Nhật Bản) bước sóng 415nm - COD: xác định phương pháp chuẩn độ dicromat kali theo TCVN 6491:1999, sử dụng thiết bị phản ứng Thermoreactor TR 320 (Merck, Đức) - Tổng photpho: xác định theo phương pháp so màu axit ascorbic, theo Standard Method 1995 2.4.3 Phương pháp thực nghiệm 2.4.3.1 Mô hình thực nghiệm Thiết bị thực nghiệm đánh giá hiệu xử lý mô hình quy mô phòng thí nghiệm sau: 23 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp Hình Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm Hệ thống thí nghiệm xử lý nước thải phương pháp sinh học hiếu khí bao gồm: - Bể xử lý: +) Kích thước: 800x1000x1200 mm +) Vật liệu: Inox - Máy thổi khí: Q = 70 líơphút, p = 250W - Bơm nước thải - Van xả - Lượng nước đầu vào: 800 lít Cơ chế hoạt động: Thiết bị S46 đặt ngập bể nước thải, nối trực tiếp với ống dẫn khí Máy thổi khí thổi dòng không khí vào thiết bị, đẩy dòng không khí xuống đáy bể tạo dòng tuần hoàn khuấy trộn bể Các vsv bám dính thiết bị vsv lơ lửng bể làm nhiệm vị xử lý nước 24 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 2.43.2 Hệ thống thiết bị thực tể Hình Thiết bị S46 hãng SludgeHammer Hình Hình ảnh thực tế hệ thống xử lý Với mô hình thí nghiệm nước thải đưa vào hệ thống vi sinh vật hiếu khí bám dính màng thiết bị kết hợp vi sinh vật lơ lửng toàn hệ thống xử lý 2.4.33 Thực nghiệm đánh giá hiệu xử lý hệ nghiên cứu Cho nước thải vào hệ, bật hệ thống sục khí, sau lấy mẫu phân tích COD, NH4+, NO3', NO2', T - p Mỗi mẻ thực Nước đầu vào bổ sung dinh dưỡng sau mẻ, không rút nước giữ nguyên thể tích 25 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp CHƯƠNG KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1 Hiệu xử lý chất hữu Kết nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng thời gian xử lý đến hiệu xử lý chất hữu thể hình 4: Hình Ảnh hưởng thòi gian xử lý đến hiệu xử lý chất hữu Kết hình cho thấy, tăng thòi gian xử lý hiệu suất xử lý COD tăng Như vậy, thời gian xử lý dài hiệu tách loại chất hữu (COD) cao Sau thời gian xử lý 8h: hiệu suất xử lý COD đạt 89,11% (từ 275,5mg/l giảm xuống 30,1 mg/1) Điều giải thích: xảy trình hiếu khí bể xảy đồng thòi nhiều phản ứng sinh học hóa học lúc bao gồm: tác dụng Ơ2 xảy trình oxi hóa số hợp chất vô hữu nước thải tạo nên sản phẩm trung gian - 26 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp hợp chất đơn giản Ngoài việc vi sinh vật nước thải hấp thu chất (cả sản phẩm ban đầu, sản phẩm trung gian hay sản phẩm cuối cùng) nguồn dinh dưỡng để sinh trưởng phát triển tăng sinh khối, số có loài vi khuẩn có khả tiết enzym ngoại bào xúc tác cho phản ứng hóa sinh làm thay đổi nồng độ chất nước thải qua làm thay đổi chất lượng nước Các hợp chất hữu dần chuyển hóa sang họp chất vô sản phẩm cuối CƠ2, H2O, chất khí, Do làm giảm lượng chất hữu nước thải Sau thòi gian xử lý 7h thông số COD nằm giới hạn cho phép so vói QCVN 14:2008/BTNMT, cột A (phân tích mẫu nước nghiên cứu BOD5 = 80% COD) 3.2 Hiệu xử lý nito', photpho 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu x lý nitơ Kết nghiên cứu ảnh hưởng thòi gian xử lý đến hiệu tách loại nitơ thu kết hình 5: ■NH4+ ■N02N03- Hình Ảnh hưởng thòi gian xử lý đến đến hiệu xử lí nỉtơ 27 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp Kết hình cho thấy, thòi gian xử lý dài hiệu tách loại hợp chất nitơ tăng dần Trong đầu (lh, 2h), nước thải đưa vào hệ thống, vi sinh vật bắt đầu làm quen với môi trường nước thải mói, mặt khác thòi gian nên chuyển hóa NĨỈ4+ thành NƠ2 NO3 nhờ nhóm vi khuẩn nitrat hóa chưa mạnh Và kéo dài thời gian xử lý hiệu suất chuyển hóa hợp chất cao Theo thời gian xử lý, hàm lượng amoni giảirudần lượng nitrit nitrat tăng dần Tuy nhiên nitrit sản phẩm chuyển hóa trung gian, nitrit tiếp tục bị oxy hóa thành nitrat nhờ nhóm vi khuẩn Nitrobacter nên đến thòi điểm định lượng nitrit bắt đầu giảm dần lượng nitrat trạng thái oxy hóa cao nitơ xử lý sinh học hiếu khí tiếp tục tăng dần Sau 7h tiêu NH4+ NO3' đạt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 14:2008/BTNMT, cột A Cụ thể: NIỈ4+ 4,75 mg/1 tương ứng với N - NH4+ 3,69 mg/1 N - NO3' 0,89 mg/1 Qua hình ta thấy: vói thòi gian xử lý 7h thông số đánh giá chuyển hóa Nitơ (NH4+, NO2', NO3') đạt tiêu chuẩn Nhưng tiếp tục kéo dài thòi gian chuyển hóa tiếp tục xảy Kết chất lượng nước sau xử lý cải thiện 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng NO3' Tuy nước đầu vào, hàm lượng NO3' thấp (0,05 mg/1) thuộc tiêu chuẩn cho phép Nhưng NO3' bậc oxy hóa cao nitơ, gắn liền với trình chuyển hóa nitơ hợp chất chứa nitơ nước thải 28 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp Kết nghiên cứu cho thấy biến thiên hàm lượng NO3' theo thòi gian xử lý khác điểm khảo sát thể qua hình 6: Hình Ảnh hưởng thòi gian xử lý đến tăng nồng độ NO3' Kết hình cho thấy hàm lượng NO3' tỷ lệ thuận vói thời gian xử lý Thòi gian xử lý nước dài số lần tăng NO3' cao Hình cho thấy thòi gian xử lý 8h hàm lượng NO3' 4,56 mg/1 Điều phù họp vói giả thuyết trình hiếu khí qua trình lắng xảy trình oxy hóa nitơ amoni lên bậc oxi hóa cao nhất, trình chuyển hóa NH4+—> NO2 —> NO3 nhờ nhóm vi khuẩn nitrat hóa mà chủ đạo nhóm Nỉtrosomonas Nitrobacter Qua hình cho thấy lượng NO3' đầu tăng tỷ lệ tăng ổn định Tuy nhiên, hàm lượng NO3' đầu 4,56 mg/1 - tương ứng 1,03 mg/1 N - NO3' , hàm lượng nằm giới hạn cho phép theo QCVN 14:2008/BTNMT, cột A 29 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu x lý photpho Kết nghiên cứu ảnh hưởng thòi gian xử lý đến hiệu tách loại photpho thu kết hình 7: Kết hình cho thấy: thòi gian xử lý dài hiệu tách loại hợp chất photphat tăng dần Trong đầu (lh, 2h), nước thải đưa vào hệ thống, vi sinh vật bắt đầu làm quen với môi trường nước thải mới; mặt khác, chuyển hóa hợp chất photpho, poly photpho chưa mạnh Và kéo dài thòi gian xử lý hiệu suất chuyển hóa hợp chất cao Sau 7h tiêu PO43' đạt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 14:2008/BTNMT, cột A Cụ thể: PO43 9,12 mg/1 tương ứng p - PO43 2,98 mg/1 Qua hình ta thấy: với thòi gian xử lý 2h thông số đánh giá tách loại photpho (PO43') đạt tiêu chuẩn Nhưng tiếp tục kéo dài thời gian tách loại tiếp tục xảy Kết chất lượng nước sau xử lý cải thiện 30 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp KẾT LUẬN Nghiên cứu hiệu xử lý nuớc thải sinh hoạt mô hình quy mô phòng thí nghiệm thiết bị S46 hãng SludgeHammer thấy để đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột A thì: - Đối với tiêu COD cần thòi gian xử lý 7h - Đối vói tiêu nitơ, photpho cần thòi gian xử lý 7h - Tăng thời gian xử lý hàm luợng NO3' tăng Ở thời gian 8h hàm luợng NO3' đạt QCYN Trong trình thực đề tài sử dụng vi sinh tự nuôi cấy nên hiệu suất xử lý chua cao Nếu sử dụng túi vi sinh thiết bị hiệu suất xử lý cao đạt đuợc kết nhu mong muốn khoảng thời gian xử lý thấp 31 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Đức Phẩm, “Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học", NXB Giáo Dục, 2002 [2] Lâm Minh Triết (2004) , “Xử lý nước thải đô thị công nghiệp: Tính toán thiết kế công trình ” , NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [3] Lê Văn Cát (2007), “Xử lý nước thải giàu hợp chất nỉtơ vàphotpho”, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ Hà Nội [4] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, “Giáo trình Công nghệ xử ỉỷ nước thải", NXB KH&KT, Hà Nội, 2009 [5] Trịnh Xuân Lai (2000), “Tỉnh toán thiết kế công trình xử lỷ nước thải”, NXB Xây dựng Hà Nội [6] Đặng Xuân Hiển, Cơ sở lý thuyết phương pháp oxi hóa khử trùng ozon, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội [7] Trần Đức Hạ (2002), “Xử lỷ nước thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ” Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [8] Water Science & Technology Vol43 No 1-2002-Single stage Biologycial nitrogen removal by nitritation and anaerobic ammonium oxidation inbiofil systems 32 ... lý nitơ nước thải sinh hoạt Xuất phát từ lý chọn đề tài: Nghiên cứu xử lý nitơ nước thải sinh hoạt thiết bị S46 hãng SludgeHammer làm đề tài nghiên cứu Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp. .. trình xử lý nước 10 1.3 Tổng quan xử lý nitơ nước thải sinh hoạt .10 1.3.1 Các phương pháp xử lý nitơ nước thải sinh hoạt 10 1.3.2 Cơ sở lý thuyết trình sinh học xử lý nitơ nước 13... nguồn nước thải chưa xử lý cách triệt để nhiệm vụ đặt nghiên cứu ứng dụng rộng rãi thiết bị S46 xử lý nước thải sinh hoạt - Đánh giá khả xử lý NH4+ thiết bị - Đánh giá tính ổn định thiết bị khả