khảo sát hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ fenton

Hiện nay có rất nhiều biện pháp xử lý và công nghệ được đưa vào áp dụng xửlý nước thải sinh hoạt với các quy mô lớn, nhỏ và đạt được hiệu quả xử lý cao.Bêncạnh đó, việc xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton được biết đến là phương pháphiệu quả và không đắt cho quá trình làm sạch nước thải. Trong phương pháp này tổhợp H2O2 và muối sắt Fe2+ được sử dụng làm tác nhân oxi hóa rất hiệu quả cho nhiềuđối tượng các hợp chất hữu cơ. Quá trình Fenton có ưu việt ở chỗ tác nhân H2O2 vàmuối sắt Fe2+ được sử dụng phổ biến bởi giá thành rẻ, thân thiện với môi trường vàhiệu quả cao hơn rất nhiều so với sử dụng H2O2 một mình. Áp dụng quá trình Fentonđể xử lý nước thải có thể dẫn đến khoáng hóa hoàn toàn các chất hữu cơ thành CO2,H2O và các ion vô cơ. Tuy nhiên trong điều kiện đó phải sử dụng rất nhiều hóa chấtlàm cho chi phí xử lý cao. Do vậy, trong nhiều trường hợp chỉ nên áp dụng quá trìnhFenton để phân hủy từng phần, chuyển các chất hữu cơ không thể hoặc khó phân hủysinh học thành các chất mới có khả năng phân hủy sinh học nhằm áp dụng thuận lợiquá trình xử lý sinh học tiếp sau.Từ những lý do trên, em chọn đề tài “Khảo sát hiệu quả xử lý nước thải sinhhoạt công nghệ Fenton” sẽ giải quyết được vấn đề ô nhiễm nguồn nước thải, gópphần nguồn nước nhằm phục vụ lâu dài cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theohướng phát triển bền vững

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết đề tài .3 Mục tiêu nội dung nghiên cứu .4 2.1 Mục tiêu .4 2.2 Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Khái niệm nước thải sinh hoạt .5 Thành phần tính chất nước thải Các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt 3.1 Bể tự hoại BASTAF 3.2 Công nghệ xử lý nước thải Bio – Sac (Hàn Quốc) .10 Tình hình nghiên cứu nước 11 4.1 Tình hình nghiên cứu nước 11 4.2 Tình hình nghiên cứu nước 12 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .13 Vật liệu 13 Mô hình xử lý nước thải .13 Phương pháp nghiên cứu 15 3.1 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu .15 3.2 Phương pháp bảo quản mẫu 15 3.3 Phương pháp xác định tiêu 15 3.4 Phương pháp xử lý số liệu .16 Nội dung bố trí thí nghiệm 18 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ DỰ KIẾN 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết đề tài Môi trường vấn đề liên quan đến môi trường đề tài bàn luận cách sâu sắc kế hoạch phát triển bền vững quốc gia giới Nguồn gốc biến đổi môi trường ngày hoạt động kinh tế - xã hội Các hoạt động này, mặt cải thiện chất lượng sống người môi trường, mặt khác lại làm ô nhiễm suy thoát chất lượng môi trường Xã hội ngày phát triển chất lượng môi trường sống ngày phải nâng cao vấn đề thức ăn, nước uống vệ sinh môi trường Thực tế cho thấy vấn đề vệ sinh môi trường khu vực dân cư tập trung nhỏ quan tâm, chứng nguồn nước thải sinh hoạt khu vực thải thẳng trực tiếp kênh, rạch, sông suối nhỏ đổ vào hệ thống sông gây nên mùi hôi thối, ô nhiễm nghiêm trọng, đòi hỏi cần có biện pháp xử lý để giảm thiểu vấn đề ô nhiễm Tùy thuộc vào thành phần chất nguồn ô nhiễm, tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, thành phần hóa học khác nhau, có loại tạp chất tan, chất không tan, việc xử lý nước thải sinh hoạt loại bỏ tạp chất đó, làm nước đưa nước vào nguồn tiếp nhận đưa vào tái sử dụng Việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp thường đặc điểm loại tạp chất có nước thải: thành phần tính chất, nguồn gây ô nhiễm để có phương pháp xử lý riêng Hiện có nhiều biện pháp xử lý công nghệ đưa vào áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt với quy mô lớn, nhỏ đạt hiệu xử lý cao.Bên cạnh đó, việc xử lý nước thải phương pháp Fenton biết đến phương pháp hiệu không đắt cho trình làm nước thải Trong phương pháp tổ hợp H2O2 muối sắt Fe2+ sử dụng làm tác nhân oxy hóa hiệu cho nhiều đối tượng hợp chất hữu Quá trình Fenton có ưu việt chỗ tác nhân H2O2 muối sắt Fe2+ sử dụng phổ biến giá thành rẻ, thân thiện với môi trường hiệu cao nhiều so với sử dụng H2O2 Áp dụng trình Fenton để xử lý nước thải dẫn đến khoáng hóa hoàn toàn chất hữu thành CO2, H2O ion vô Tuy nhiên điều kiện phải sử dụng nhiều hóa chất làm cho chi phí xử lý cao Do vậy, nhiều trường hợp nên áp dụng trình Fenton để phân hủy phần, chuyển chất hữu khó phân hủy sinh học thành chất có khả phân hủy sinh học nhằm áp dụng thuận lợi trình xử lý sinh học tiếp sau Từ lý trên, em chọn đề tài “Khảo sát hiệu xử lý nước thải sinh hoạt công nghệ Fenton” giải vấn đề ô nhiễm nguồn nước thải, góp phần nguồn nước nhằm phục vụ lâu dài cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo hướng phát triển bền vững Mục tiêu nội dung nghiên cứu 2.1 Mục tiêu - Đánh giá khả xử lý hiệu xử lý nước thải sinh hoạt công nghệ Fenton 2.2 Nội dung nghiên cứu - Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt - Đánh giá hiệu xử lý mô hình - Đo tiêu: pH, COD, amoni, độ kiềm, độ màu, độ đục nước thải đầu vào - Tiến hành chạy mô hình - Đo tiêu: pH, COD, amoni, độ kiềm, độ màu, độ đục đầu sau xử lý CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Khái niệm nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải thải bỏ sau sử dụng cho mục đích sinh hoạt cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… Chúng thường thải từ hộ, quan, trường học, bệnh viện, chợ công trình công cộng khác (Trần Đức Hạ, 2002) Tất cộng đồng sản sinh nước thải Theo định nghĩa đơn giản nhất, nước thải nước cấp cho cộng đồng, sau sử dụng cho nhiều mục tiêu khác bị nhiễm bẩn thải môi trường Đặc trưng nước thải sinh hoạt chứa nhiều tạp chất khác nhau, khoảng 52% chất hữu cơ, 48% chất vô lượng lớn vi sinh vật Phần lớn vi sinh vật nước thải sinh hoạt thường dạng vi rút, vi khuẩn gây bệnh (như: tả, lị, thương hàn ) Đồng thời nước thải sinh hoạt chứa vi khuẩn hại, có tác dụng phân hủy chất thải (Nguyễn Đức Lượng Nguyễn Thùy Dương, 2003) Lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước đặc điểm hệ thống thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư phụ thuộc vào khả cung cấp nước nhà máy nước hay trạm cấp nước có Các trung tâm đô thị có tiêu chuẩn cấp nước cao so với vùng ngoại thành nông thôn, lượng nước thải sinh hoạt tính đầu người có khác biệt thành thị nông thôn Nước thải sinh hoạt trung tâm đô thị thường thoát nước 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 nước biện pháp tự thấm (Trần Đức Hạ, 2002) Thành phần tính chất nước thải Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt phụ thuộc nhiều vào nguồn nước thải Ngoài lượng nước thải hay nhiều phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt Thành phần nước thải sinh hoạt gồm loại: - Nước thải nhiễm bẩn chất tiết người từ phòng vệ sinh - Nước thải nhiễm bẩn chất sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ nhà bếp, chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt từ phòng tắm… Nước thải sinh hoạt chưa bị phân hủy có màu nâu, chứa nhiều cặn lơ lửng chưa bốc mùi khó chịu Trong nước thải sinh hoạt có chất lơ lửng mảnh vụn thức ăn, dầu mỡ, phế thải khác sau phục vụ cho ăn uống sinh hoạt người thải môi trường nước Dưới điều kiện định, vi khuẩn tự nhiên có nước đất công vào chất thải gây phản ứng sinh hóa làm biến đổi tính chất nước thải Nước thải chuyển từ màu nâu sang màu đen bốc mùi khó chịu (Trịnh Xuân Lai, 2000) Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu dễ bị phân hủy sinh học, chứa 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 thải sinh hoạt dao động khoảng 150 – 450 mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20 - 40% chất hữu khó bị phân hủy sinh học, dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không xử lý thích đáng nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Lưu lượng nước thải khu vực đô thị, cụm dân cư, công trình công cộng xác định sở dùng nước Các nước phát triển có tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cao, thường dao động từ 200 đến 500 l/ngày.đêm, phụ thuộc vào trang thiết bị vệ sinh điều kiện khí hậu khu vực Đối với nông thôn, tiêu chuẩn nước cho sinh hoạt chọn từ 50 đến 100 l/ngày.đêm (Trần Đức Hạ, 2002) 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 Nồng độ chất bẩn nước thải sinh hoạt đô thị phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống thoát nước, chế độ xã tiêu chuẩn thải nước Bảng 2.1: Tải trọng nồng độ chất bẩn nước thải sinh hoạt từ nhà cụm dân cư độc lập Tải trọng Nồng độ (g/người.ngày) (mg/l) Tổng chất rắn 115 - 117 680 - 1000 Các chất rắn dễ bay 65 - 85 380 - 500 Cặn lơ lửng 35 - 50 200 - 290 Cặn lơ lửng dễ bay 25 - 40 150 - 240 BOD5 35 - 50 200 - 290 COD 115 - 125 680 - 730 Nitơ muối amoni (N) 1-3 6-8 Tổng nitơ - 17 35 - 100 Tổng photpho 3-5 18 - 29 Tổng coliform 1011 - 4x1012 108 - 1010 Thông số (Trần Đức Hạ, 2002) Nước thải hệ đa phân tán thô bao gồm nước chất rắn Các chất rắn nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ hoạt động người Các chất bẩn với thành phần hữu hay vô cơ, tồn dạng cặn lắng, chất lắng không lắng chất hòa tan (Trần Đức Hạ, 2002) Theo Trần Đức Hạ (2002), để tính toán thiết kế công trình xử lý, người ta xem xét thành phần sau nước thải sinh hoạt:  Các chất rắn (chủ yếu chất rắn lở lửng)  Các chất hữu (chủ yếu chất phân hủy sinh học)  Các chất dinh dưỡng (các hợp chất nitơ photpho)  Các vi sinh vật gây bệnh Bảng 2.2: Thành phần nước thải Xí nghiệp xử lý nước thải TDM Stt Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải đầu vào QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A pH - 7.21 6-9 Độ màu Pt/Co 438 50 COD (mg/l) 268 67.5 BOD5 (mg/l) 91.5 27 SS (mg/l) 125 45 N tổng (mg/l) 58 18 P tổng (mg/l) 3.6 NH4+ (mg/l) 60.1 4.5 (Nguồn: Phòng thí nghiệm xí nghiệp xử lý nước thải Thủ Dầu Một, 2016) Như vậy, nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, COD BOD5 cao vượt yêu cầu cho trình xử lý sinh học Thông thường trình xử lý sinh học cần chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5:N:P = 100:5:1 Một tính chất đặc trưng nước thải sinh hoạt tất chất hữu bị phân hủy vi sinh vật khoảng 20 – 40% BOD thoát khỏi trình xử lý sinh học với bùn Các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt 3.1 Bể tự hoại BASTAF Bể tự hoại cải tiến với vách ngăn mỏng dòng hướng lên ngăn lọc kỵ khí (bể BASTAF), phát triển Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị khu công nghiệp (CEETIA), Trường Đại học xây dựng từ năm 1998 đến năm 2007, thay cho bể tự hoại truyền thống xử lý bổ sung sau bể tự hoại Mô hình triển khai áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt từ hộ hay nhóm hộ gia đình, khu chung cư cao tầng, trường học, văn phòng làm việc… Bể BASTAF áp dụng để xử lý số loại nước thải có thành phần tính chất tương tự nước thải sinh hoạt nước thải bệnh viện, xí nghiệp công nghiệp thực phẩm, làng nghề chế biến nông sản, thực phẩm… Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động bể tự hoại BASTAF Nguyên tắc Nước thải đưa vào ngăn thứ bể, có vai trò làm ngăn lắng – lên men kỵ khí, đồng thời điều hòa lưu lượng nồng độ chất bẩn dòng nước thải Nhờ vách ngăn hướng dòng, vách ngăn tiếp theo, nước thải chuyển động theo chiều từ lên tiếp xúc với vi sinh vật kỵ khí lớp bùn hình thành đáy bể điều kiện động, chất bẩn hữu vi sinh vật hấp thụ chuyển hóa, đồng thời cho phép tách riêng pha (len men axit len men kiềm) BASTAF cho phép tăng thời gian lưu bùn, nhờ hiệu suất xử lý tăng lượng bùn cần xử lý lại giảm Các ngăn cuối ngăn lọc kỵ khí, có tác dụng làm bổ sung nước thải, nhờ vi sinh vật kỵ khí gắn bám bề mặt hạt vật liệu lọc ngăn cặn lơ lửng trôi theo nước Ưu điểm - Bể BASTAF vận hành đơn giản - Không tốn chi phí vận hành, không sử dụng điện năng, hoá chất - Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt vận hành đơn giản Nhược điểm - Không kiểm soát pH đầu vào Trong trường hợp đột biến, lượng nước thải trình tắm, giặt lớn có nhiều xà phòng, hóa chất Sẽ gây ức chế hoạt động vi sinh vật, làm giảm hiệu trình xử lý Gây tắc bể - BASTAF thích hợp dùng cho hộ gia đình, dùng cho Khu đô thị nhỏ với yêu cầu nước thải đầu đạt TCVN 5945:2005 mức C trước vào hệ thống xử lý tập trung - Trong trình hoạt động BASTAF sinh mùi hôi, khó chịu 3.2 Công nghệ xử lý nước thải Bio – Sac (Hàn Quốc) Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Bio - Sac Nguyên lý Nước thải → Kỵ khí → Thiếu khí → Hiếu khí (Bùn hoạt tính với vật liệu dính bám Bio – Sac Media) → Lắng → Khử trùng Tại bể kỵ khí, hợp chất hữu hấp thu vi khuẩn yếm khí đồng thời photphat giải phóng nguồn lượng cho phát triển vi sinh vật Tại bể thiếu khí, NO3 – N có nước tái hồi từ bể giảm DO làm giảm vi khuẩn loại khử Nitơ chuyển thành N2 Tại bể phản ứng Bio – SAC: Các vi khuẩn oxy hóa hợp chất trơ thành NO2 – N NO3 – N Lượng photphat thừa hấp thu vật liệu trung gian bám dính lưu giữ Tại dòng khí từ đáy kết hợp với vách thiết kế đặc biệt tạo dòng xoáy khuấy trộn bùn đáy Bể giảm DO: Nước thải đổ vào bể lượng oxy hòa tan cao, lượng oxy giảm nước làm giảm oxy hòa tan quay vòng lại bể thiếu khí giúp cho phản ứng khử nitơ diễn thuận lợi Ưu điểm - Được thiết kế với chắn đặc biệt để ngăn trở dòng chảy tạo lực xoáy đảo trộn - Có lượng chất rắn huyền phù chất lỏng hỗn hợp (bùn hoạt tính) cao (do trình tái hồi bùn nội bộ) dẫn đến giảm đến tối thiểu thời gian lưu nước bể phản ứng - Có độ bền khả xử lý cao nguồn thải ô nhiễm cao chịu biến động thất thường - Hệ thống thiết kế theo nguyên tắc modul có kích thước gọn nhẹ, dễ dàng, nâng cấp mở rộng - Dễ dàng tự động hóa, vận hành đơn giản - Hệ thống xây gầm đất, tiết kiệm quỹ đất không ảnh hưởng tới kiến trúc công trình xung quanh - Giá thành hợp lý Tình hình nghiên cứu nước 4.1 Tình hình nghiên cứu nước Trước đây, phương pháp xử lý nước thải H2O2 nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Nhiều nhà nghiên cứu dựa phương pháp để áp dụng xử lý kết hợp với cách cải tiến khác nhau, sử dụng loại nước thải khác cho kết đầy triển vọng Theo nghiên cứu tác giả Bùi Thị Vụ (2014) với đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ kết hợp oxy hóa H2O2 sử dụng hoạt hóa tia UV thử nghiệm mô hình pilot phòng thí nghiệm” Đề tài nghiên cứu hiệu xử lý COD trình keo tụ đạt tối ưu 75,3% (COD sau keo tụ = 424 mg/l), trình oxy hóa sử dụng UV/H2O2 hiệu xử lý tăng từ 49,5% - 82,3% (COD sau xử lý = 214 – 75 mg/l) thời gian tiếp xúc UV 10 – 50 phút Nước thải sau xử lý theo mô hình hệ thống xây dựng đảm bảo tiêu chuẩn cho phép thông số COD theo TCVN 5945/2005 (loại B) Theo nghiên cứu tác giả Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cường (2006) với đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý COD khó phân hủy sinh học nước rác phản ứng Fenton” Đề tài nghiên cứu bổ sung xúc tác Fe2+ theo bậc giúp sử dụng hiệu H2O2 dư (khá triệt để), nâng cao hiệu xử lý COD rút ngắn thời gian phản ứng (COD sau xử lý = 83,6 mg/l, H2O2 dư sau phút = 50,3 mg/l, phèn sắt (II) đủ lớn, H2O2 = 2,5 ml/l) Nước rác sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép thông số COD theo TCVN 5945/2005 (loại B) 4.2 Tình hình nghiên cứu nước Mohamed Ksibi (2006) thực đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt từ trình oxy hóa với H2O2” Kết giảm 85% COD, tỷ lệ BOD5/COD tăng 0,106 – 0,47 Liều lượng tối ưu xác định nghiên cứu H2O2 = 1,5 ml/l, COD = 300 – 400 mgO2/l giảm đáng kể số vi khuẩn có nước thải M.I Badawy, M.E.M Ali (2006) thực đề tài “Nghiên cứu kết hợp phương pháp Fenton keo tụ xử lý nước thải công nghiệp nước thải sinh hoạt” Kết nghiên cứu cho thấy hiệu phương pháp điều trị mà việc loại bỏ màu tăng lên đến 70% polymer cation, 73% polymer anion, 54% bentonit 95% cho 0,4 g/l PAC Quá trình Fenton điều tra theo điều kiện hoạt động (pH 3,0 ± 0,2, Fe2+ liều = 400 mg/l H2O2 = 550 mg/l), loại bỏ màu lên đến 100% 90% COD xử lý CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu Vật liệu chọn H2O2 chất lỏng không màu Hình 3.1: H2O2 Phản ứng kết hợp H2O2 FeSO4 áp dụng phổ biến cho xử lý nhiều loại nước thải khác như: nước thải dệt nhuộm, nước thải giấy, nước thải lọc dầu ngành công nghiệp hóa chất độc hại… Trong mô hình thí nghiệm Hydrogen peroxide có vai trò loại bỏ tạp chất hữu cơ, khử COD, oxy hóa kim loại, khử mùi khử trùng  Hóa chất khác: FeSO4.7H2O  Nước thải lấy từ Xí nghiệp xử lý nước Thủ Dầu Một Khu phố - Phường Phú Thọ - TP Thủ Dầu Một - Tỉnh Bình Dương Mô hình xử lý nước thải Bể keo tụ có dạng hình hộp chữ nhật có đáy hình vuông, chiều cao 40 cm, chiều dài 23 cm, chiều rộng 23 cm, thể tích bể 21 lít, thể tích thực bể 17 lít, tất làm kính dày mm Hình 3.2: Mô hình thí nghiệm Thuyết minh mô hình Nước thải sinh hoạt bơm vào bể chứa làm kính day mm với thể tích định Đồng thời hỗn hợp hóa chất H2O2 kết hợp FeSO4 thêm vào, cánh khuấy lắp đặt phù hợp với bể chứa có nhiệm vụ khuấy chất thải hỗn hợp hóa chất thành dạng đồng với cường độ công suất hoạt động từ bảng điều khiển biến nối liền với mô tơ gắn trục đứng bể điều chỉnh tốc độ mức định Việc khuấy trộn nhằm làm tăng suất trình khuấy, tăng khả phân tán lượng hóa chất đưa vào nguồn nước cần xử lý Cánh khuấy cấu tạo theo nhiều dạng khác phù hợp với nhiều mục đích trộn khác Mô hình sử dụng cánh khuấy turnine trục thẳng đứng 3 Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp sau:  Phương pháp thực tế: Thu thập, xử lý tổng hợp tài liệu cần thiết có liên quan đến đề tài  Phương pháp kế thừa: Trong trình thực tham khảo đề tài có liên quan thực  Phương pháp khảo sát: Tính chất, thành phần nước thải đặc điểm lý, hóa, sinh nước thải đầu vào  Phương pháp phân tích: Các thông số phân tích theo phương pháp chuẩn (APHA, AWWA, TCVN 2000 Standard Methods)  Phương pháp phân tích, nhận xét, đánh giá kết thực nghiệm  Phương pháp xử lý số liệu 3.1 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu Nước thải sinh hoạt lấy bể chứa trước cho vào bể xử lý có sẵn Xí nghiệp xử lý nước Thủ Dầu Một ( theo TCVN 5999 – 1995 Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước thải) 3.2 Phương pháp bảo quản mẫu Nước thải đem về, chứa can nhựa 20l đậy kín Để đảm bảo tính chất nước thải không thay đổi sau đem về, phải tiến hành phân tích số ban đầu, mẫu chưa sử dụng bảo quản nhiệt độ - 5oC (theo TCVN 6663 – 3:2008 Chất lượng nước – Lấy mẫu – Chương 3: Hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu) 3.3 Phương pháp xác định tiêu a Phương pháp đo pH Đo điện cực với thiết bị đo HANA instrument b Phương pháp đo COD Chỉ tiêu COD phải đo ngày, đo từ nước thải ban đầu hết giai đoạn xử lí Để đánh giá mức độ xử lí chất hữu Thời gian đo tiêu cách ngày Hoá chất sử dụng: H2SO4đđ K2Cr2O7 Thiết bị: máy đo HI83099 COD REACTOR máy nung HANNA 150oC c Phương pháp đo độ kiềm Sử dụng phương pháp chuẩn độ Hóa chất sử dụng: H2SO4 0.02N thị Bromocresol d Phương pháp đo độ màu Sử dụng máy spectophotomerter cầm tay e Phương pháp đo độ đục Sử dụng máy spectophotomerter cầm tay 3.4 Phương pháp xử lý số liệu Hiệu loại bỏ chất hữu H= Cin - C out  100 Cin Trong đó: H: Hiệu loại bỏ COD, % Cin: Nồng độ COD đầu vào, mg/l Cout: Nồng độ COD đầu ra, mg/l Công thức tính amoni 𝒎𝒈 𝑵𝑯𝟑 /𝒍 = (𝑽𝒎ẫ𝒖 − 𝑽𝒕𝒓ắ𝒏𝒈 ) 𝒙 𝟐𝟖𝟎 𝑽𝒏ướ𝒄 𝒕𝒉ả𝒊 Trong đó: Vmẫu: Thể tích mẫu đo amoni, ml Vtrắng: Thể tích mẫu nước cất, ml Vnước thải: Thể tích nước thải cho vào mẫu, ml Công thức tính độ kiềm Độ 𝑘𝑖ề𝑚 (𝑚𝑔 𝐶𝑎𝐶𝑂3 /𝑙) = Trong đó: V: Thể tích H2SO4 0.02N, ml 𝑉 𝑥 1000 𝑚𝑙𝑚𝑎𝑢 Công thức tính độ đục Độ đục 16 24 32 40 48 56 64 Độ hấp 0.013 0.015 0.019 0.024 0.026 0.029 0.032 0.037 thu y = 0.0006x + 0.0018 Trong đó: Bước sóng: 450 nm y: Độ hấp thu x: Độ đục, FTU Công thức tính độ màu Độ đục 50 100 150 200 250 Độ hấp thu 0.014 0.028 0.039 0.051 0.064 y = 0.0003x + 0.0011 Trong đó: Bước sóng: 455 nm y: Độ hấp thu x: Độ màu, Pt/Co Xử lý số liệu: Việc tính toán, xử lý số liệu vẽ biểu đồ dựa phần mềm Microsoft Office Excel (phiên 2010) phần mềm SPSS 16.0 Từ đưa nhận xét biện luận kết 4 Nội dung bố trí thí nghiệm Xác định pH tối ưu - Thể tích bể: 17 lít - Thay đổi pH khoảng: 2.5, 3, 3.5, H2SO4 5N - Cho hỗn hợp vào bể phản ứng với nồng độ định: 0.03 ml/l H2O2 0.03 g/l FeSO4.7H2O - Hỗn hợp khuấy 100 vòng/phút khoảng 30 phút - Sau nâng pH lên khoảng đến NaOH 5N khuấy chậm 10 phút - Tắt máy đợi cặn lắng xuống - Lấy mẫu đo tiêu: pH, COD, độ kiềm, độ đục, độ màu - Mỗi thí nghiệm lặp lại lần → Chọn pH tối ưu (1) Xác định điều kiện tối ưu trình oxy hóa H2O2 - Chỉnh pH mẫu theo pH tối ưu (1) - Thay đổi nồng độ H2O2 theo thứ tự: 0.015 ml/l; 0.06 ml/l; 0.09 ml/l - Cố định hàm lượng FeSO4.7H2O cho thí nghiệm 0.03 g/l - Hỗn hợp khuấy 100 vòng/phút khoảng 30 phút - Sau nâng pH lên khoảng đến NaOH 5N khuấy chậm 10 phút - Tắt máy đợi cặn lắng xuống - Lấy mẫu đo tiêu: pH, COD, độ kiềm, độ đục, độ màu - Mỗi thí nghiệm lặp lại lần → Chọn nồng độ H2O2 tối ưu (2) Xác định hàm lượng sắt (II) sunfat - Chỉnh pH mẫu theo pH tối ưu (1) - Thay đổi hàm lượng FeSO4.7H2O theo thứ tự: 0.02 ml/l; 0.045 ml/l; 0.06 ml/l - Cố định hàm lượng H2O2 cho thí nghiệm 0.03 g/l - Hỗn hợp khuấy 100 vòng/phút khoảng 30 phút - Sau nâng pH lên khoảng đến NaOH 5N khuấy chậm 10 phút - Tắt máy đợi cặn lắng xuống - Lấy mẫu đo tiêu: pH, COD, độ kiềm, độ đục, độ màu, amoni - Mỗi thí nghiệm lặp lại lần → Chọn hàm lượng sắt (II) sunfat tối ưu (3) Xác định thời gian khuấy trộn - Chỉnh pH mẫu theo pH tối ưu (1) - Chỉnh nồng độ H2O2 tối ưu (2) - Chỉnh hàm lượng sắt (II) sunfat tối ưu (3) - Hỗn hợp khuấy 100 vòng/phút theo thứ tự: 60 phút, 90 phút, - Sau nâng pH lên khoảng đến NaOH 5N khuấy chậm 10 phút - Tắt máy đợi cặn lắng xuống - Lấy mẫu đo tiêu: pH, COD, độ kiềm, độ đục, độ màu, amoni - Mỗi thí nghiệm lặp lại lần CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ DỰ KIẾN Dự kiến kết qua đạt được: Xác định nồng độ có hiệu xử lý thích hợp với mô hình ứng với tiêu: - COD, amoni, độ màu, độ đục, độ kiềm - Xác định pH, H2O2, FeSO4, thời gian khuấy trộn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: Trần Đức Hạ 2002 Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Nhỏ Và Vừa, NXB Khoa Học Kỹ Thuật 198 trang Nguyễn Đức Lượng Nguyễn Thùy Dương 2003 Tập 1: Công Nghệ Xử Lý Nước Thải, NXB Đại Học Quốc Gia 448 trang Trịnh Xuân Lai.2000 Tính toán thiết kế công trình hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa học Kỹ thuật 240 trang Bùi Thị Vụ 2014 Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ kết hợp oxy hóa H2O2 sử dụng hoạt hóa tia UV thử nghiệm mô hình pilot phòng thí nghiệm, Nghiên cứu khoa học, Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng 53 trang Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cường 2006 Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý COD khó phân hủy sinh học nước rác phản ứng Fenton,Tạp Chí Phát Triển Khoa Học Và Công Nghệ, Tập 10, Số 01 – 2007, Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia, Hồ Chí Minh trang Tài liệu tiếng Anh: Mohamed Ksibi 2006 Chemical oxidation with hydrogen peroxide for domestic wastewater treatment P M.I Badawy, M.E.M Ali 2006 Fenton’s peroxidation and coagulation processes for the treatment of combined industrial and domestic wastewater P