Nghiên cứu chế độ công nghệ MBBR phù hợp để xử lý nước rỉ rác

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Học viên Bùi Phương Thảo LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn với nỗ lực thân giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Đặng Xuân Hiển – Giảng viên Viện Khoa học Công nghệ môi trường - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn, bảo em trình thực hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn chân thành đến thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ môi trường - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung chuyên nghành Thạc sĩ kỹ thuật nói riêng, suốt thời gian học truyền đạt cung cấp cho em kiến thức bổ ích Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, động viên giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, 08/2015 Học viên Bùi Phương Thảo Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .2 CHƯƠNG I TỔNG QUAN .5 1.1 Nước rác 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Sự hình thành nước rác .5 1.1.3 Quá trình chuyển hóa chất bãi chôn lấp [7] 1.1.4 Đặc trưng nước rác 1.1.5 Đặc trưng nước rác Việt Nam nước phát triển 10 1.2 Các công nghệ xử lý nước rác phổ biến giới .12 1.3 Các công nghệ xử lý nước rác Việt Nam 19 1.4 Công nghệ MBBR 20 1.4.1 Cơ sở công nghệ MBBR 20 1.4.2 Giá thể cho công nghệ MBBR 22 1.4 àng ch n giá thể 24 1.4.4 Hệ thống cấ h .24 1.4.5 Hệ thống huấy tr n h 25 1.4.6 Giai đoạn tiền xử lý 25 1.4 t số sơ đ cấu tr c ng với bể hản ứng 25 1.4.8 Tính toán bể phản ứng MBBR 28 1.4.9 Tổ hợp sinh học MBBR phòng thí nghiệm 29 1.4.10 Các nghiên cứu thực nghiệm công nghệ MBBR 37 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1 Đối tượng nghiên cứu .42 2.2 Phương há nghiên cứu 42 2.2.1 Phương há hân t ch tổng hợp 42 2.2.2 Phương há chuyên gia 42 2.2 Phương pháp kế thừa 42 2.2.4 Phương há nghiên cứu thực nghiệm .42 2.3 N i dung nghiên cứu .42 2.4 Bố trí thí nghiệm .43 2.4.1 Nuôi bùn 44 2.4.2 Nghiên cứu tải trọng khối đầu vào phù hợp cho hệ thống MBBR 45 Lớp: KTMT 2013 ii Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo 2.4.3 Nghiên cứu hàm lượng MLSS thích hợp cho hệ thống MBBR .45 2.4.4 Nghiên cứu tỷ lệ lấ đầy giá thể thích hợp cho hệ thống MBBR 46 2.4.5 So sánh hiệu xử lý loại giá thể khác với m t điều kiện thí nghiệm 46 2.4.6 Thí nghiệm tìm khoảng tải trọng khối đầu vào phù hợp cho loại giá thể đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật 48 2.5 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu hương há hân t ch .49 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÔNG NGHỆ MBBR, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .51 3.1 Thích nghi bùn với nước rác 51 3.2 Hoạt hóa bùn với giá thể 52 Đánh giá ảnh hưởng tải trọng khối đầu vào (L) tới hiệu suất xử lý hệ thống MBBR 56 3.3.1 Ảnh hưởng tải trọng khối đầu vào tới hiệu xử lý chất hữu 56 3.3.2 Ảnh hưởng tải trọng khối đầu vào tới hiệu xử lý nitơ 57 3.4 Ảnh hưởng n ng đ MLSS tới hiệu xử lý hệ thống MBBR .59 3.4.1 Ảnh hưởng n ng đ MLSS tới hiệu xử lý chất hữu .59 3.4.2 Ảnh hưởng n ng đ MLSS tới hiệu xử lý nitơ 60 3.5 Ảnh hưởng đ lấ đầy giá thể tới hiệu xử lý hệ thống MBBR 61 3.5.1 Ảnh hưởng đ lấ đầy giá thể đến hiệu suất xử lý chất hữu 61 3.5.2 Ảnh hưởng đ phủ đầy giá thể đến hiệu suất xử lý Nitơ 62 3.6 Ảnh hưởng loại giá thể khác tới hiệu suất xử lý hệ thống MBBR 63 3.6.1 Ảnh hưởng loại giá thể khác tới hiệu suất xử lý chất hữu 64 3.6.2 Ảnh hưởng loại giá thể khác tới hiệu suất xử lý Nitơ 65 3.7 Ảnh hưởng tải trọng khối đầu vào tới hiệu suất xử lý loại giá thể .66 3.7.1 Ảnh hưởng tải trọng khối đầu vào tới hiệu suất xử lý giá thể BioChip 66 3.7.2 Ảnh hưởng tải trọng đầu vào tới hiệu suất xử lý giá thể cầu K1 68 3.7.3 Ảnh hưởng tải trọng đầu vào tới hiệu suất xử lý giá thể trụ tròn đen K2 69 Lớp: KTMT 2013 iii Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo 3.7.4 Ảnh hưởng tải trọng đầu vào tới hiệu xử lý giá thể trụ tròn tr ng K3 .70 3.7.5 Ảnh hưởng tải trọng khối đầu vào tới hiệu suất xử lý giá thể trụ tròn tr ng bé K4 71 KẾT LUẬN .72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Lớp: KTMT 2013 iv Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các thông số đặc trưng nước rác cũ [9] 10 Bảng 1.2: Thành phần kim loại nặng nước rác m t số nước [19] 10 Bảng 1.3: Thành phần nước rác bãi chôn lấ Đông Thạnh sau hi đóng bãi (CENTEMA, 2005) [3] .11 Bảng 1.4 Kết uả hân t ch chất lượng nước rác C G Cát Phước Hiệ – TP H Ch inh C Tràng Cát – Hải Ph ng .11 Bảng 1.5: Kết phân t ch chất lượng nước rác bãi rác Nam ơn Bảng 1.6 Giới thiệu m t số loại giá thể sử ụng cho hệ thống .12 giới [15] [26] 22 Bảng 1.7: M t số cấu trúc dòng với bể phản ứng MBBR [21] 25 Bảng 1.8: So sánh công nghệ bùn hoạt tính công nghệ MBBR sau nâng cấp 41 Bảng 2.1: Các tiêu nước rác Kiêu Kỵ sau xử lý hóa lý .43 Bảng 2.2: Tải trọng khối đầu vào 45 Bảng Đặc điểm loại giá thể 47 Bảng 2.4: Các tiêu phân tích hóa chất sử dụng 49 Bảng 3.1: Kết hoạt hóa bùn với giá thể 53 Lớp: KTMT 2013 v Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 ô hình nước cu n bể MBBR hiếu khí (bên trái) kỵ khí (bên phải) [20] 24 Hình 1.2: Mô hình hệ thống MBBR phòng thí nghiệm .29 Hình 1.3: Mô hình nghiên cứu xử lý nước rác công nghệ MBBR Sheng Chen [10] 37 Hình 2.1 đ thí nghiệm xử lý nước rác hệ thống MBBR 43 Hình 3.1: (a) Bùn thích nghi với nước thải ngày (b) Bùn thích nghi với nước thải ngày thứ 10 51 Hình 3.2: Sự thay đổi n ng đ MLSS số SVI theo thời gian thích nghi bùn với nước rác 51 Hình 3.3: Tổng hợp hình ảnh trước sau hoạt hóa giá thể thực nghiên cứu 54 đầy đủ bậc .56 Hình 3.4: Thí nghiệm hệ thống Hình 3.5: Hiệu suất xử lý chất hữu hệ thống MBBR với tải trọng khối đầu vào khác 57 Hình 3.6: Hiệu suất xử lý Nitơ nước rác hệ thống MBBR với tải trọng khối đầu vào khác .58 Hình 3.7: Hiệu suất xử lý chất hữu nước rác hệ thống MBBR với n ng đ MLSS khác 59 Hình 3.8: Hiệu suất xử lý nitơ nước rác hệ thống MBBR với n ng đ MLSS khác .60 Hình 3.9: Hiệu suất xử lý chất hữu nước rác hệ thống MBBR với tỷ lệ giá thể khác .62 Hình 3.10: Hiệu suất xử lý Nitơ nước rác hệ thống MBBR với tỷ lệ giá thể khác .63 Hình 3.11: Hiệu suất xử lý chất hữu MBBR với giá thể khác .64 Hình 3.12: Hiệu suất xử lý Nitơ MBBR với loại giá thể khác 65 Hình 3.13: Hiệu suất xử lý giá thể Bio-Chip với tải trọng khối đầu vào khác 67 Lớp: KTMT 2013 vi Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Hình 3.14: Hiệu suất xử lý giá thể cầu K1 với tải trọng khối đầu vào khác 68 Hình 3.15: Hiệu suất xử lý giá thể trụ tr n đen K2 với tải trọng khối đầu vào khác 69 Hình 3.16: Hiệu suất xử lý giá thể trụ tròn tr ng K3 với tải trọng đầu vào khác 70 Hình 3.17: Hiệu suất xử lý giá thể trụ tròn tr ng nhỏ K4 với tải trọng đầu vào khác 71 Lớp: KTMT 2013 vii Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT TT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt COD Chemical oxygen demand Nhu cầu oxy hóa học BOD Biological oxygen demand Nhu cầu oxy sinh hóa TKN Total Kjeldahl nitrogen Tổng nitơ Ken an SS Suspended solid Chất r n lơ lửng SVI Sludge volume index Chỉ số thể tích l ng bùn MLSS Mix liquor suspended solid Hàm lượng chất r n lơ lửng hỗn hợp lỏng DO Dissilved oxygen Hàm lượng oxy hòa tan UV - Vis Ultraviolet radiation Visible Máy quang phổ tử ngoại khả kiến 10 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 11 BTNMT B Tài nguyên 12 HDTN Hướng dẫn thí nghiệm 13 CENTEMA Trung tâm công nghệ Quản lý môi trường Lớp: KTMT 2013 viii ôi trường Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo LỜI MỞ ĐẦU ôi trường ô nhiễm vấn đề quan tâm ý toàn cầu Đặc biệt năm gần phát triển mạnh mẽ nghành công nghiệp kinh tế nước giới có Việt Nam Sự phát triển mạnh mẽ phát sinh m t lượng lớn rác thải bao g m rác thải sinh hoạt, rác thải đô thị, rác thải công nghiệ …, c ng thêm vào quản lý xử lý rác thải chưa uan tâm đ ng mức, chúng chủ yếu chôn lấp thông thường Đối với Việt Nam tổng hối lượng chất thải r n đô thị hát sinh hoảng từ 8.700 ÷ ngày tăng trung bình ÷ 16 năm Nước ta m t kinh tế hát triển, chi phí quản lý công nghệ cho lĩnh vực bảo vệ môi trường hạn hẹp Chôn lấp chất thải r n đô thị khâu cuối chưa có giải pháp thay hệ thống quản lý chất thải r n hương pháp có chi phí thấp so với hương há xử lý hác đốt, hóa r n; năm giải pháp ưu tiên sử dụng r ng rãi Phương há sinh m t lượng lớn nước rỉ rác, loại nước thải nói ô nhiễm mang lại hậu lớn đến môi trường người Đây m t loại nước thải khó xử lý thành phần phức tạp n ng đ chất ô nhiễm cao thể qua thông số nhu cầu oxy hóa học (COD) nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), n ng đ nito amoni (N-NH4+) cao Hơn thành phần nước rỉ rác biến đ ng phụ thu c vào nhiều yếu tố thành hần rác thải bãi chôn lấ điều kiện thời tiết, trình vận hành bãi chôn lấp nên cần tích hợp nhiều công nghệ để xử lý triệt để chất ô nhiễm nước rỉ rác trước xả môi trường Vì vậy, yêu cầu cấp thiết đặt cần có hệ thống tổ hợ để xử lý hiệu nước rỉ rác hệ thống sinh học vai trò chủ đạo xử lý chất ô nhiễm Trong công nghệ xử lý nước thải công nghệ bùn sinh học nghiên cứu uan tâm hàng đầu m t số ưu điểm vượt tr i hiệu xử lý chất ô nhiễm tính kinh tế Trong công nghệ MBBR m t công nghệ cải tiến từ công nghê bùn sinh học đơn đem lại hiệu cao Lớp: KTMT 2013B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Như khoảng tải trọng khối phù hợp cho giá thể K1 có hiệu xử lý cao thí nghiệm với COD = 5,3 kg/m3.ngày, BOD5 = kg/m3.ngày, NH4+ = 0,9 kg/m3.ngày, TKN = 1,1 kg/m3.ngày 3.7.3 Ảnh hưởng tải trọng đầu vào tới hiệu suất xử lý giá thể trụ tr n đen K2 Thí nghiệm tiến hành tương tự giá thể phần trước Hiệu suất xử lý hệ thống MBBR sử dụng giá thể trụ tr n đen K2 tải trọng khối đầu vào khác thể hình 15 sau Hình 3.15: iệu suất xử lý giá thể trụ tr n đen K2 với tải trọng h i đầu vào khác Hình 3.15 thể hiệu suất xử lý giá thể trụ tròn K2 tải trọng đầu vào khác Giá thể trụ tr n đen K2 cho hiệu suất xử lý thấp Với loại giá thể có đặc tính lớp bùn hoạt tính dễ bị bong tróc nên chạy thí nghiệm tải trọng thấp (thí nghiệm 1) cho hiệu cao hiệu suất giảm dần thí nghiệm Tại thí nghiệm hiệu suất xử lý COD đạt 45,8%; BOD5 đạt 38,9%; NH4+ đạt 25 nghiệm TKN đạt 26% Hiệu suất giảm dần thí 5; đặc biệt thí nghiệm tượng bùn chết rõ rệt, tác dụng xử lý Do giá thể trụ tròn K2 phù hợp với tải trọng đầu vào thấ tải trọng thí nghiệm có COD = 4,1 kg/m3.ngày, BOD5 = 2,6 kg/m3.ngày, NH4+ = 0,7 kg/m3.ngày, TKN = kg/m3.ngày Lớp: KTMT 2013B 69 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo 3.7.4 Ảnh hưởng tải trọng đầu vào tới hiệu xử lý giá thể trụ tr n tr ng K3 Mẫu nước thải đầu hệ thống thí nghiệm phân tích thông số BOD5, COD, NH4+, TKN so sánh với n ng đ BOD5, COD, NH4+ TKN đầu vào hệ thống xử lý để tính hiệu suất xử lý hệ thống MBBR sử dụng giá thể trụ tròn tr ng K3 thí nghiệm tải trọng khối đầu vào khác Hình 3.16: iệu suất xử lý giá thể trụ tr n tr ng K3 với tải trọng đầu vào khác Cũng giống giá thể trụ tr n đen K2 giá thể trụ tròn tr ng K cho hiệu suất xử lý cao với thí nghiệm tiế theo đến thí nghiệm Hiệu suất xử lý giảm dần thí nghiệm sau Tuy nhiên hiệu suất thí nghiệm thấ hiệu suất thí nghiệm 1, dao đ ng từ 0,6÷3% tùy vào thông số Từ thí nghiệm đến thí nghiệm hiệu suất giảm rõ rệt, hiệu suất xử lý COD giảm 39,8%; BOD5 giảm 38,2%;NH4+ giảm 31,8%; hiệu suất xử lý TKN thí nghiệm gần hông Như hệ thống hông có tác ụng xử lý nước rác đầu vào có n ng đ ô nhiễm cao Để phù hợp tiêu chí kinh tế, kỹ thuật khoảng tải trọng đầu vào phù hợp cho giá thể tròn trụ tr ng K3 cho hiệu suất xử lý cao thí nghiệm có COD = 5,3 kg/m3.ngày, BOD5 = kg/m3.ngày, NH4+ = 0,9 kg/m3.ngày, TKN = 1,1 kg/m3.ngày Lớp: KTMT 2013B 70 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo 3.7.5 Ảnh hưởng tải trọng h i đầu vào tới hiệu suất xử lý giá thể trụ tr n tr ng bé K4 Các thông số BOD5, COD, NH4+, TKN nước thải sau xử lý phân tích so sánh với n ng đ BOD5, COD, NH4+ TKN đầu vào hệ thống xử lý để tính hiệu suất xử lý hệ thống MBBR sử dụng giá thể trụ tròn tr ng bé K4 thí nghiệm tải trọng khối đầu vào khác Hình 3.17: iệu suất xử lý giá thể trụ tr n tr ng nhỏ K4 với tải trọng đầu vào hác Giá thể trụ tròn tr ng nhỏ K4 cho hiệu suất xử lý cao thí nghiệm 1, thí nghiệm sau hiệu suất xử lý giảm rõ rệt đến thí nghiệm khả xử lý hệ thống gần không Từ thí nghiệm đến thí nghiệm hiệu suất xử lý giảm đáng ể, COD giảm 6,2%; BOD5 giảm 7,8%, NH4+ giảm 14%; TKN giảm 3,6% Thí nghiệm thí nghiệm có tải trọng đầu vào cao, giá thể K4 không xử lý hiệu nước rác; quan sát thấy b t đầu từ thí nghiệm trở bùn lơ lửng khó l ng xuất màu bùn sậm đen ần đen bùn chết nhiều thí nghiệm Như giá thể trụ tròn tr ng nhỏ K4 phù hợp cho xử lý nước rác có đầu vào thấ th nghiệm có COD = 4,1 kg/m3.ngày, BOD5 = 2,6 kg/m3.ngày, NH4+ = 0,7 kg/m3.ngày, TKN = kg/m3.ngày cho hiệu suất xử lý cao Lớp: KTMT 2013B 71 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo KẾT LUẬN Nghiên cứu công nghệ MBBR phù hợp xử lý nước rác đạt kết sau - Thời gian thích nghi bùn với nước rác ngày; - Thời gian hoạt hóa giá thể là: + Giá thể Bio-Chip: 20 ngày + Giá thể cầu tr ng K1, giá thể trụ tr n đen K2 giá thể trụ tròn tr ng K3 30 ngày + Giá thể trụ tròn tr ng bé 35 ngày - Tải trọng khối đầu vào phù hợp COD = 6,1 kg/m3.ngày, BOD5 = 2,7 kg/m3.ngày, NH4+ = kg/m3.ngày, TKN = 1,1 kg/m3.ngày; - Hàm lượng MLSS phù hợp: 3.500 mg/l - Đ lấ đầy giá thể hệ thống: 40% - Cùng m t điều kiện thí nghiệm giá thể Bio-chip cho hiệu suất xử lý cao sau đến giá thể tròn trụ tr ng K3, giá thể tròn trụ tr ng bé K4, giá thể cầu tr ng K1 giá thể cho hiệu suất thấp giá thể tròn trụ đen K2 - Khảo sát tải trọng khối đầu vào phù hợp với loại giá thể hác để đạt hiệu suất xử lý cao là: + Giá thể Bio-Chip cho hiệu suất xử lý tốt với tải lượng đầu vào có COD = 6,1 kg/m3.ngày, BOD5 = 2,7 kg/m3.ngày, NH4+ = kg/m3.ngày, TKN = 1,1 kg/m3.ngày; + Giá thể tròn trụ đen K2 giá thể tròn trụ tr ng bé K4 cho hiệu suất xử lý tốt với tải lượng đầu vào có COD = 4,1 kg/m3.ngày, BOD5 = 2,6 kg/m3.ngày, NH4+ = 0,7 kg/m3.ngày, TKN = kg/m3.ngày; + Giá thể cầu tr ng K1 giá thể tròn trụ tr ng K3 cho hiệu suất xử lý tốt với tải lượng đầu vào có 5,3 kg/m3.ngày, BOD5 = kg/m3.ngày, NH4+ = 0,9 kg/m3.ngày, TKN = 1,1 kg/m3.ngày; + Với tất loại giá thể thí nghiệm tải trọng khối đầu vào thí nghiệm có COD = 6,8 kg/m3.ngày, BOD5 = 3,2 kg/m3.ngày, NH4+ = 1,1 kg/m3.ngày, TKN = 1,3 kg/m3.ngày; thí nghiệm có COD = 8,8 Lớp: KTMT 2013B 72 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo kg/m3.ngày, BOD5 = 3,4 kg/m3.ngày, NH4+ = 1,2 kg/m3.ngày, TKN = 1,3 kg/m3.ngày; xuất bùn dạng sợi lơ lửng, khó l ng, màu bùn sậm đen đen sau chết Trong huôn hổ hạn hẹ luận văn hạn chế cấu hình ilot nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm chưa làm r hết chế t nh tr i công nghệ MBBR Tuy nhiên thực nghiệm kết đạt góp phần cho nghiên cứu hệ thống trên, hần t nh ứng ụng cao công nghệ xử lý nước rác Công nghệ MBBR m t hướng trọng yếu năm gần hi lượng rác hát sinh ngày nhiều iện t ch đất chôn lấ ngày bị thu hẹ Trong tương lai cần tiế tục nghiên cứu để tìm ứng ụng lợi ch công nghệ Lớp: KTMT 2013B 73 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo TÀI LIỆU THAM KHẢO tài nguyên môi trường Việt Nam (2 11) Báo cáo môi trường uốc gia – Chất thải rắn Hà N i ê Văn Cát (2 ) l nước thải giàu hợp chất nitơ phôtpho Nhà xuất hoa học tự nhiên công nghệ Hà N i [3 ê Văn Cát Nguyễn H ng Khánh, Phạm Tuấn Linh (2 6) "Đặc trưng nước rác trạng công nghệ xử lý nước rác Việt Nam", Hội nghị Khoa học lần thứ 20 - Đại học Bách Khoa Hà Nội, tr 166 – 170 [4 ê Văn Cát Nguyễn H ng Khánh Phạm Tuấn inh (2 ) ôi trường bãi chôn lấ chất thải r n ỹ thuật xử lý nước rác NX Khoa học ỹ thuật Hà N i [5] Cơ uan hợ tác uốc tế Nhật trường đô thị Việt Nam” Tậ ản IC (2 11) “Nghiên cứu uản lý môi – áo cáo nghiên cứu uản lý chất thải r n [6] Bjorn Rusten, Bjornar Eikebrokk, Yngve Ulgenes, Eivind Lygren (2005), “Design an o erations of the Kal nes moving be biofilm reactors” lsevier - Aquacutural Engineering 34, pp 322- 331 [7] Bodzek M., Surmacz-Gorska J., and Hung Y.T (2006), Treatment of Landfill Leachate, In Hazardous Industrial Waste Treatment, CRC Press [8] Boonchai Wichitsathian; Application Of Membrane Bioreactor Systems For Landfill Leachate Treatment, Asian Institute of Technology, School of Environment, Resources and Development, Thailand 2003 [9] Clescerl L.S., Greenberg A.E., and Eaton A.D (1999), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association [10] Chen S., Sun D., and Chung J.S (2008), "Simultaneous removal of COD and ammonium from landfill leachate using an anaerobic–aerobic moving-bed biofilm reactor system", Waste Management 28, pp.399 – 346 [11] Hajipour A., Moghadam N., Nosrati M., Shojaosadati S.A (2011), "Aerobic thermophilic treatment of landfill leachate in a moving bed biofilm reactor" Iran J Environ Health Sci Eng 18, pp.3 - 14 [12] Helness H (2007), Biological phosphorus removal in a moving bed biofilm reactor (Phd thesis), Faculty of Engineering Science and Technology, Norwegian University of Science and Technology Lớp: KTMT 2013B 74 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo [13] Haandel A.C., and Lubbe J.G.M (2012), Handbook of Biological Wastewater Treatment - Design and Optimisation of Active Sludge Systems, Edition 2, IWA Publishing [14] Lanier Hickman H (1999), Principles of Integrated Solid Waste Management, American Academy of Environtmental Engineer [15] Lewandowski Z., and Boltz J.P (2011), Biofilms in Water and Wastewater Treatment, McGraw-Hill [16] Metcalf & Eddy (2003), Wastewater Engineering, McGraw Hill [17] Romeo T (2008), "Bacterial Biofilms", Microbiology and Immunology 322, pp 37 – 66 [18] U.S Environmental Protection Agency (2009), Nutrient Control Design Manual State of Technology Review Report, USA [19] Renoua S., Givaudan J.G., Poulain S., Dirassouyan F., and Moulin P (2008), "Landfill leachate treatment: Review and opportunity", Journal of Hazardous Materials 150, pp.468 – 493 [20] Water Environment Federation (2009), Chapter 13 Biofilm Reactor Technology and Design, In Design of Municipal Wastewater Treatment Plants, McGraw-Hill Professional [21] Water Environment Federation (2010), Biofilm Reactors, McGraw-Hill Professional [22] Water Environment Federation (2011), Biofilm reactors, McGraw-Hill eBooks US [23] Wiszniowski J., Robert D., Surmacz-Gorska J., Miksch K., and Weber J.V (2006), "Landfill leachate treatment methods: A review", Environ Chem Lett, pp 51 – 61 [24] Industrial Water Engineers (IWE), http://www.iwe.com.my/index.php, 20/4/2012 [25] http://mathbio.colorado.edu/mediawiki/images/Biofilm.jpg, 5/3/2012 [26] Industrial Water Engineers (IWE), http://www.iwe.com.my/index.php, 20/4/2012 Lớp: KTMT 2013B 75 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo PHỤC LỤC Ph l c 1: Thiết bị ph c v nghiên cứu Cân phân tích Libror AEG-220: Cân hóa chất, cân mẫu SS, MLSS, MLVSS B phá mẫu Kjeldahl DK6 VELP: Phá mẫu phân tích tống Nitơ Ken an Máy thổi khí Hailea: Cấp khí cho vi sinh vật thùng nuôi hệ thống Bế đun huấy từ Barnstead Thermolyne Cimarec: Phá mẫu phân tích tổng photpho Máy so màu UV1201 Shimadzu: So màu mẫu NH4+, NO3-, NO2-, TKN, TP Cân kỹ thuật A&D GF-3000: Cân hóa chất Lớp: KTMT 2013B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Tủ sấy Jeiotech OF-02: Sấy Tủ sấy Ecocell MMM: Sấy dụng cụ thí nghiệm, mẫu SS, dụng cụ thí nghiệm, mẫu SS, MLSS MLSS áy đo H Hanna Hi 125 Đo pH Bế đun COD Lớp: KTMT 2013B áy đo DO Hanna Hi 142 Đo hàm lượng oxy hòa tan ơm suất Diaphragm Vacuum ơm h t mẫu SS, MLSS Lò nung Nabertherm: Nung mẫu MLVSS ơm tuần hoàn bùn Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Ph l c 2: Hình ảnh kết thí nghiệm THÍ NGHIỆM Hình ảnh nước thải đầu vào đầu thí nghiệm với loại giá thể khác Lớp: KTMT 2013B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Ph l c 3: Kết thí nghiệm tính toán Bảng 1: Thông số nước r rác trước, sau hiệu xuất xử lý STT Thông số COD BOD5 NH4+ NO3NO2TKN SS Đầu vào nước rác Kiêu Kỵ (mg/l) 2.740÷3222 850÷1005 654÷812 2,43÷2,73 0,06÷0,09 950÷1.199 190÷250 Sau xử lý hóa lý (mg/l) 1.112÷1.456 600÷750 205÷256 1,78÷2,13 0,04÷0,08 230÷285 96÷140 Hiệu xuất xử lý (%) 40,6÷45,1 70,6÷74,6 31,3÷31,5 73,5÷78 66,7÷88,9 23,7÷24,2 50 ÷56 Bảng 2: Kết MLSS SVI thí nghiệm thích nghi bùn với nước rác Ngày 10 MLSS(mg/l) 2.650 2.720 2.434 2.210 2.880 3.295 3.812 3.838 3506 3.428 SVI(ml/gMLSS) 56,6 55,8 50,3 47,6 69,9 71,5 73,1 74,3 72,6 72,1 pH 7,56 7,5 7,52 7,6 7,63 7,63 7,65 7,6 7,58 7,56 Bảng 3: Kết đầu hệ thống MBBR tải tr ng khối đầu vào thay đổi Ký hiệu tải tr ng khối L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 Lớp: KTMT 2013B COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+(mg/l) TKN(mg/l) 629 513 432 490 536 655 716 759 372 280 237 285 312 336 374 395 107,4 96,6 81,2 87 95 109 112 112,6 167,5 166 158 167 169 178,4 182 186 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Bảng 4: Hiệu suất hệ thống MBBR tải tr ng khối đầu vào thay đổi Tải tr ng khối (kg.m3/L.h) L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 Hiệu suất xử lý COD (%) 50,1 59,3 65,7 61,1 57,5 48 43,2 39,8 Hiệu suất xử lý BOD5 (%) 48 60,8 66,8 60,1 56,4 53 47,7 44,8 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) 51,2 56,1 63,1 60,4 56,8 50,4 49,1 48,8 Hiệu suất xử lý TKN (%) 30,8 31,5 34,6 30,9 30,1 26,3 24,7 23,3 Bảng 5: Kết đầu hệ thống MBBR nồng độ ML MLSS (mg/l) 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 COD (mg/l) 691 604 432 386 425 410 412 NH4+(mg/l) 147,4 100,3 81,2 78,8 87,8 100,5 103,2 BOD5 (mg/l) 373 353 237 232 245 270 271 Bảng 6: Hiệu suất hệ thống MBBR nồng độ ML MLSS (mg/l) 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 Hiệu suất xử lý COD (%) 45,2 52,1 65,7 69,4 66,3 67,5 67,3 Hiệu suất xử lý BOD5 (%) 47,8 50,6 66,8 67,5 65,8 62,3 62,1 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) 33 54,4 63,1 64,2 60,1 54,3 53,1 thay đổi TKN(mg/l) 190,9 174,2 158,3 156,8 160,9 163,6 165,0 thay đổi Hiệu suất xử lý TKN (%) 21,1 28 34,6 35,2 33,5 32,4 31,8 Bảng 7: Kết đầu hệ thống MBBR thay đổi độ lấp đầy giá thể Tỷ lệ giá thể (%) 20 30 40 50 60 70 Lớp: KTMT 2013B COD (mg/l) 683 386 350 373 474 498 BOD5 (mg/l) 428 232 228 226 301 322 NH4+(mg/l) 136,4 78,8 77,4 78,8 102,5 103,8 TKN(mg/l) 188,8 156,8 148,3 163,6 173,3 183,2 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Bảng 8: Hiệu suất hệ thống MBBR thay đổi độ lấp đầy giá thể Tỷ lệ giá thể (%) 20 30 40 50 60 70 Hiệu suất xử lý COD (%) 45,8 69,4 72,2 70,4 62,4 60,5 Hiệu suất xử lý BOD5 (%) 40,1 67,5 68,1 68,4 57,9 55 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) 38 64,2 64,8 64,2 53,4 52,8 Hiệu suất xử lý TKN (%) 22 35,2 38,7 32,4 28,4 24,3 Bảng 9: Kết đầu hệ thống MBBR thay đổi loại giá thể Loại giá thể Bio-Chip K1 K2 K3 K4 COD (mg/l) 350 587 709 490 525 NH4+(mg/l) 77,4 127,6 173,6 138,2 143,4 BOD5 (mg/l) 228 368 468 308 320 TKN(mg/l) 148,346 183,92 191,18 170,61 173,03 Bảng 10: Hiệu suất hệ thống MBBR thay đổi loại giá thể Tỷ lệ giá thể (%) Bio-Chip K1 K2 K3 K4 Hiệu suất xử lý COD (%) 72,2 53,4 43,7 61,1 58,3 Hiệu suất xử lý BOD5 (%) 68,1 48,5 34,5 57 55,3 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) 64,8 42 21,1 37,2 34,8 Hiệu suất xử lý TKN (%) 38,7 24 21 29,5 28,5 Bảng 11: Kết đầu hệ thống MBBR sử d ng giá thể Bio-chip với tải tr ng khối đầu vào khác Th nghiệm COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+ (mg/l) TKN (mg/l) TN 409 300 84,3 155,8 TN 350 228 77,4 148,3 TN 410 207 87,4 167,2 TN 714 439 158,7 221,4 TN 1642 694 227,6 235,3 Bảng 12: Hiệu xuất xử lý nước rác MBBR giá thể Bio-Chip với tải tr ng khối đầu vào khác Thí nghiệm Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý BOD5 (%) Hiệu suất xử lý NH4+ (%) Hiệu suất xử lý TKN (%) Lớp: KTMT 2013B TN 58,5 52,1 50,4 33,4 TN 72,2 68,1 64,8 38,7 TN 71,9 68,2 62,8 35,7 TN 56,2 42 38,5 24,7 TN 22 14,3 18,7 20,5 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Bảng 13: Kết đầu hệ thống MBBR sử d ng giá thể K1 với tải tr ng khối đầu vào khác Th nghiệm COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+ (mg/l) TKN (mg/l) TN 573 374 111,9 184,9 TN 587 368 127,6 183,9 TN 768 396 154,4 212,2 TN 1270 572 185,0 249,3 TN 1667 631 212,0 255,7 Bảng 14: Hiệu xuất xử lý nước rác MBBR giá thể cầu K1 với tải tr ng khối đầu vào khác Th nghiệm Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý BOD5 (%) Hiệu suất xử lý NH4+ (%) Hiệu suất xử lý TKN (%) TN 41,8 40,3 34,2 21 TN 53,4 48,5 42 24 TN 47,3 39,1 34,3 18,4 TN 22,1 24,3 28,3 15,2 TN 20,8 22,1 24,3 13,6 Bảng 15: Kết đầu hệ thống MBBR sử d ng giá thể K2 với tải lư ng đầu vào khác Th nghiệm COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+ (mg/l) TKN (mg/l) TN 534 383 126,8 173,2 TN 709 468 173,6 191,2 TN 954 471 193,9 217,4 TN 1459 691 243,8 280,8 TN 2031 791 280 296 Bảng 16: Hiệu xuất xử lý nước rác MBBR giá thể tr tr n đen K2 với tải tr ng khối đầu vào khác Th nghiệm Hiệu suất xử lý COD (%) Hiệu suất xử lý BOD5 (%) TN 45,8 38,9 TN 43,7 34,5 TN 34,6 27,6 TN 10,5 8,6 TN 3,5 2,4 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) Hiệu suất xử lý TKN (%) 25,4 26 21,1 21 17,5 16.4 5,5 4,5 0 Bảng 17: Kết đầu hệ thống MBBR sử d ng giá thể K3 với tải lư ng đầu vào khác Th nghiệm COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+ (mg/l) TKN (mg/l) Lớp: KTMT 2013B TN 371 252 101,7 163,6 TN 490 308 138,2 170,6 TN 783 364 158,9 193,7 TN 1172 559 214,1 255,8 TN 1968 763 276,6 296,0 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Phương Thảo Bảng 18: Hiệu xuất xử lý nước rác MBBR giá thể tr tròn trắng K3 với tải tr ng đầu vào khác Th nghiệm Hiệu suất xử lý COD ( ) TN 62,3 TN 61,1 TN 46,3 TN 28,1 TN 6,5 Hiệu suất xử lý OD5 (%) 59, 57 44 26 5,8 40,2 30,1 37,2 29,5 32,4 25,5 17 13 1,2 + Hiệu suất xử lý NH4 (%) Hiệu suất xử lý TKN ( ) Bảng 19: Kết đầu hệ thống MBBR sử d ng giá thể K4 với tải tr ng khối đầu vào khác Th nghiệm COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+ (mg/l) TKN (mg/l) TN 350 231 88,4 158,9 TN 525 320 143,4 173,0 TN 903 419 171,6 200,2 TN 1381 665 251,3 291,1 TN 2040 798 280,0 296,0 Bảng 20: Hiệu xuất xử lý nước rác MBBR giá thể tr tròn trắng bé K4 với tải tr ng đầu vào khác Th nghiệm Hiệu suất xử lý COD (%) TN 64,5 TN 58,3 TN 38,1 TN 15,3 TN 3,1 Hiệu suất xử lý BOD5 (%) 63,1 55,3 35,6 12,1 1,5 48 32,1 34,8 28,5 27 23 2.6 0 + Hiệu suất xử lý NH4 (%) Hiệu suất xử lý TKN (%) Lớp: KTMT 2013B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường ... hóa -lý lớn Kết luận: Mặc dù nhiều công nghệ xử lý đưa ụng thực tế xử lý nước rỉ rác chất lượng nước sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn xả thải 1.4 Công nghệ MBBR 1.4.1 Cơ sở công nghệ MBBR Công nghệ MBBR. .. 5,0÷10,0 4.6÷5,7 1.2 Các công nghệ xử lý nước rác phổ biến giới Các nước phát triển hướng đến công nghệ xử lý nước rác hiệu triệt để, chi phí xử lý cao Công nghệ xử lý nước rác có nhiều cải tiến... 1.3 Các công nghệ xử lý nước rác Việt Nam Xử lý nước rỉ rác Việt Nam vấn đề mẻ, chúng quan tâm nghiên cứu từ cách năm o nghiên cứu công nghệ xử lý thực hạn chế Các hệ thống xử lý thiết lậ ưới áp