Nghiên cứu đánh giá hiệu quả quá trình loại bỏ amoni bằng công nghệ lọc aquazuv trong quá trình xử lý nước sạch cấp cho khu vực nông thôn phía nam huyện phú xuyên tp hà nội

Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni LI CM N Vi lũng bit n sõu sc, em xin chõn thnh cm n TS Lng Vn Anh nhng ngi ó tn tỡnh giỳp em sut thi gian thc hin lun Em xin chõn thnh cm n cỏc anh ch phũng Kim nghim cht lng nc thuc Trung tõm Quc gia Nc sch v VSMT nụng thụn ó hng dn v giỳp em nhng ngy em lm thớ nghim ti trung tõm Xin gi li cm n ti ton th cỏc bn cựng lp V cui cựng xin cm n b m v cỏc thnh viờn gia ỡnh ó to iu kin v mt vt cht cng nh tinh thn hon thnh lun tt nghip Xin chõn thnh cm n./ H Ni, thỏng nm 2013 Hc viờn V Th Mn V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni MC LC Trang DANH MC HèNH V .4 DANH MC BNG M U CHNG I: TNG QUAN 1.1 AMONI V CC TC TI SC KHE 1.1.1 Cỏc tỏc ng cú hi ca amoni nc ngm 1.1.2 Ngun gc ụ nhim amoni nc ngm khu vc H Ni .9 1.2 CC PHNG PHP X Lí AMONI P DNG X Lí NC CP 13 1.2.1 Phng phỏp húa l 13 1.2.1.2 Clo hoỏ ti im nhy 13 1.2.1.2 Phng phỏp thi khớ pH cao 14 1.2.1.3 Phng phỏp trao i ion 14 1.2.2 Phng phỏp sinh hc 15 1.2.2.1 Phng phỏp lc nh git [1] 18 1.2.2.2 Phng phỏp lc sinh hc kiu lp vt liu mang vi sinh ngp nc 19 1.2.2.3 Phng phỏp lc chm .20 1.3 TèNH HèNH NGHIấN CU TRONG V NGOI NC 23 1.3.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc 23 1.3.2 Tỡnh hỡnh nghiờn cu ngoi nc 25 CHNG II: I TNG V PHNG PHP NGHIấN CU 27 2.1 I TNG NGHIấN CU 27 2.1.1 V trớ a l khu vc nghiờn cu 27 2.1.2 Dõn s v d bỏo dõn s khu vc nghiờn cu 28 2.1.3 Cht lng nc ngun vựng d ỏn .30 2.1.4 Mt s cụng ngh ó c ỏp dng 31 2.1.4.1 Hin trng cụng ngh x lý nc ngm Vit Nam 31 V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni 2.1.4.2 Cụng ngh x lý nc ngm nhim NH4+ bng phng phỏp lc AquazuV cú b sung vt liu mang vi sinh .33 2.2 PHNG PHP THC NGHIM 37 2.2.1 Phng phỏp phõn tớch v tng hp ti liu 37 2.2.2 Phng phỏp phõn tớch phũng thớ nghim 37 2.2.3 Cu to v cỏc thụng s ca b lc AquazuV 38 2.2.4 Ni dung nghiờn cu 45 2.2.5 Phng phỏp phõn tớch 46 2.2.5.1 Phng phỏp phõn tớch amoni 46 2.2.5.2 Phng phỏp phõn tớch xỏc nh nitrat 46 CHNG 3- KT QU NGHIấN CU V THO LUN .47 3.1 XC NH CC THễNG S NG HC QU TRèNH NITRAT HểA 47 3.1.1 nh hng ca photpho n tc quỏ trỡnh nitrat húa .47 3.1.2 Kt qu kho sỏt s bin i thnh phn nit theo u vo v u .48 3.1.2.1 Giai on khụng b sung Photpho, khụng sc khớ 48 3.1.2.2 Giai on ch sc khớ, khụng b sung Photpho 49 3.1.2.4 Giai on b sung 0,054mg/l Photpho v sc khớ 52 3.2 HIU SUT LOI B NIT, TI X Lí, TI LNG CA H 56 3.3 NHN XẫT PHNG N XUT V PHNG N KHC PHC 57 KT LUN 60 PH LC 62 V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni DANH MC HèNH V Hỡnh 2.1 Bn khu vc nghiờn cu 27 Hỡnh 2.2 S cụng ngh x l nc ngm ti Vit Nam 32 Hỡnh 2.3 S cụng ngh x l nc ngm bng cụng ngh AquazuV 33 Hỡnh 2.4: nh hng ca pH ti vi khun nitrat húa 34 Hỡnh 2.4 Cu to mụ hỡnh b lc AquazuV phũng thớ nghim 38 Hỡnh 2.5 Hỡnh nh b lc AquazuV 39 Hỡnh 2.6 S h thng thit b thớ nghim xỏc nh cỏc thụng s ng hc ca quỏ trỡnh nitrat húa 45 Hỡnh 3.1 nh hng ca photpho n tc tiờu th c cht riờng 47 Hỡnh 3.2 Din bin thnh phn nit u vo, u giai on ng 49 Hỡnh 3.3 Din bin thnh phn nit u vo, u giai on ch sc khớ, khụng b sung Photpho 51 Hỡnh 3.4 Din bin thnh phn nit u vo, u giai on khụng sc khớ, b sung Photpho 52 Hỡnh 3.6 Din bin thnh phn nit u vo v u giai on b sung 0,054 mg P/L v sc khớ d 53 Hỡnh 3.7 Din bin cỏc nng N trung bỡnh ti cỏc v trớ ca ct lc 55 Hỡnh 3.8 Hiu sut loi b nit 57 V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni DANH MC BNG Bng 1.1 u, nhc im ca cỏc phng phỏp x l amoni 22 Bng 2.1 Bng tng hp dõn s vựng nghiờn cu 27 Bng 2.2 Bng d bỏo phỏt trin dõn s khu vc nghiờn cu 27 Bng 2.3 Bng d bỏo dõn s 28 Bng 2.4 Bng Tng hp nhu cu dựng nc 28 Bng 2.5 Cht lng nc ngm theo QCVN 01:2009 /BYT 30 Bng 2.6 S liu v c tớnh ca mt s cht 34 Bng 2.7 Nng NH 4+ v NO2- gõy c ch Nitrobacter [21] 35 Bng 3.1 s thay i tc tiờu th c cht theo nng photpho 46 Bng 3.2 Din bin thnh phn nit u vo v u kch bn 47 Hỡnh 3.2 Din bin thnh phn nit u vo, u giai on ng 48 Bng 3.3 Din bin thnh phn nit u vo v u kch bn 49 Bng 3.4 Din bin thnh phn nit u vo v u kch bn 50 Bng 3.5 Din bin thnh phn nit u vo v u kch bn 51 Bng 3.6 Bin i NO 3- theo chiu cao ct lc 53 Bng 3.7 Bng tớnh cỏc thụng s lm c s cho thit k mt h lc 55 V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni M U Nc l mt nhu cu thit yu cho mi sinh vt Khụng cú nc s sng trờn trỏi t khụng th tn ti c Hng ngy c th ngi cn t n 10 lớt nc cho cỏc hot ng bỡnh thng Lng nc ny thụng qua ng thc n, nc ung i vo c th thc hin quỏ trỡnh trao i cht, trao i nng lng, sau ú theo ng bi tit thi ngoi nc ta, vic s dng nc ngm lm nc cp cho n ung, sinh hot l rt ph bin Cỏc nh mỏy nc ch yu s dng nc ngm lm ngun nc thụ x l , vỡ nc ngm cú u im l c thp v ớt vi sinh vt, n nh v mt cht lng Ngy nay, quỏ trỡnh phỏt trin ca i sng xó hi, s phỏt trin ca cụng nghip v nụng nghip, ngun nc ngm ngy cng b ụ nhim nh ụ nhim st, mangan, asen, amoni, hp cht hu c H Ni, phn ln cỏc nh mỏy nc phớa Nam u b ụ nhim amoni Ngi dõn ó v ang phi chp nhn s dng ngun nc khụng phự hp vi tiờu chun v sinh m nht l cú kh nng nh hng n sc khe ngi Hin phn ln cỏc nh mỏy x l nc cp dựng nc ngm lm ngun nc thụ Vit Nam u s dng dõy chuyn cụng ngh gm cỏc bc: lm thoỏng, lng tip xỳc, lc v clo hoỏ Cụng ngh ny núi chung ch x l tt c st, mangan, cũn x l amoni hu nh khụng cú kh nng x l Xut phỏt t thc t ú, cỏc nh khoa hc ó tn rt nhiu cụng sc cú th a c mt gii phỏp hp l nht, phự hp nht i vi tỡnh hỡnh hin nh tớnh kh thi v khớa cnh ti chớnh, kh thi v mt k thut (qun l hnh v bo dng) Nu chỳng ta ch thay i thi gian la nc cho cỏc b lc cỏt cỏc b ny cú th x l c amoni c hay khụng, thi gian lu ti u x l c ti a amoni bao lõu? Bin phỏp khc phc t hiu qu sao? V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni Vi mc tiờu nghiờn cu kh nng x l amoni ca cỏc cụng ngh x l nc cp, chỳng tụi ó chn ti cú bin phỏp khc phc: Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni thc hin lun ny Trờn c s nghiờn cu kh nng x l NH 4+ bng phng phỏp lc AquazuV, la chn cỏc thụng s hnh cú th i n mc tiờu xa hn l thit k h thng trờn thc t Mc ớch ca chỳng ta l lm a cụng trỡnh nghiờn cu thc t cho nờn vic xỏc nh c ch hnh vi lu lng cao nht m t mc tiờu t l rt quan trng Lun bao gm 03 chng v c b cc nh sau: t Chng I: Tng quan Chng II: i tng v phng phỏp nghiờn cu Chng III: Kt qu nghiờn cu v tho lun Kt lun v kin ngh V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni CHNG I: TNG QUAN 1.1 AMONI V CC TC TI SC KHE 1.1.1 Cỏc tỏc ng cú hi ca amoni nc ngm Amoni (NH4+) tht khụng quỏ c i vi c th ngi, song quỏ trỡnh khai thỏc, x l , lu tr NH 4+ c chuyn hoỏ thnh nitrit (NO 2-) v nitrat (NO3-) Nitrit l cht c rt cú hi cho ngi nú cú th chuyn hoỏ thnh Nitroamin, mt cht cú kh nng gõy ung th Cỏc ion NO3- cú nc bin v hm lng ln chỳng s kớch thớch s phỏt trin ca thc vt thu sinh, sau cht xỏc ca chỳng s gõy ụ nhim ngun nc Thụng thng NO 3- khụng gõy nh hng n mụi trng nc ngt, m photpho (P) mi l yu t dinh dng gõy c ch s phỏt trin ca thc vt, nu nng NO 3- tng nhng photphat khụng tng lờn thỡ khụng lm cho thc vt phỏt trin Trong mt s trng hp thỡ Nit li l yu t dinh dng c ch i vi mụi trng nc ngt Hm lng nitrat nc ung cao l mt ỏng quan tõm chỳng l ngun gc gõy bnh methemoglobin-huyt cho tr s sinh (nht l di thỏng tui) v c ngi ln Lm cho da ca tr s sinh cú mu xanh xn, gõy kớch thớch, hụn mờ v nu th nng, khụng c iu tr thớch hp cú th dn ti t vong m ngi ta quen gi l hi chng Blue Syndrome, hay cũn gi tt l BBS Nu hm lng methemoglobin cao v khụng c iu tr kp thi thỡ kh nng t vong l khỏ cao Nhng yu t gõy hi chng BBS cú th nhn bit d dng nh thiu ht enzyme c hu, viờm nhim, phn thuc v nu tip xỳc vi hoỏ cht, hm lng methemoglobin s tng nhanh chúng Ngoi ra, thc n cú hm lng nitrat v nitrit cao cng rt ỏng quan tõm Nhng a tr s sinh giai on mi c thỏng tui d b mc cn bnh ny vỡ hm lng enzyme methemoglobin reductase tng i Thy õy l mt loi enzyme t bo mỏu cú kh nng chuyn hoỏ methemoglobin tr li V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni thnh hemoglobin Mi quan h gia nc ging nhim nitrat v hi chng BBS ln u tiờn c Hunter Comly, bỏc s Iowa tỡm thy hi u thp niờn 40 ụng iu tr hai a tr mc chng da xanh Ngoi M, mt s nc ụng u, mc nhim c ngun nc sinh hot ly t ging lờn cng rt cao Vớ d, ti Transylvania Rumani thi gian t 1990-1994 trung bỡnh c 100.000 tr em s sinh thỡ cú ti 24 - 363 ca nhim c Theo o lut v An ton ngun nc sinh hot ca M (SDWA) quy nh thỡ hm lng nitrat ti a l 10mg/l Thờm vo ú, hm lng NH 4+ nc ung cao cú th mt s hu qu khỏc nh: Trong ú hm lng NH 4+ nc ung cao cú th gõy mt s hu qu nh: Th nht, nú lm gim hiu qu, tin cy ca khõu clo hoỏ sỏt trựng l bc cui cựng dõy truyn cụng ngh x l nc hin hnh nhm m bo nc hon ton v mt vi sinh n tay ngi tiờu dựng ú l phn ng vi clo chuyn hoỏ clo thnh cloamin cú tỏc dng sỏt khun yu so vi clo khong 100 ln Th hai, cú mt nc lõu, theo chu trỡnh t nhiờn amoni di tỏc dng ca oxy v vi khun cú th b oxy hoỏ thnh nitrit v nitrat Bn thõn nirit v nitrat khụng gõy ung th nhng vo c th ngi d phn ng vi cỏc cht khỏc to cỏc hp cht N-nitroso gõy ung th, tiờu chun mi nht ca B Y t yờu cu tng N-nitrit v nitrat 10mg/l (ng vi 50mgnitrat/l) Th ba, nú l ngun dinh dng m cú nú cỏc sinh vt nc k c to phỏt trin rt nhanh lm nh hng n cỏc tớnh cht cm quan ca nc nh trong, mựi v 1.1.2 Ngun gc ụ nhim amoni nc ngm khu vc H Ni a, Ngun thi t sinh hot Thnh phn nit thc n ca ngi v ng vt c c th hp thu mt phn, phn cũn li c thi di dng cht rn (phõn) v cỏc cht bi tit khỏc (nc tiu, m hụi) V Th Mn CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni Ngun nc thi t sinh hot gm: nc tm, nc rau, tht, cỏ, nc t b pht, khỏch sn, nh hng, cỏc dch v cụng cng nh thng mi, bn tu xe, bnh vin, trng hc, khu du lch, khu vui chi gii trớ Nc thi c dn vo h thng kờnh rónh Hp cht nit nc thi l cỏc hp cht amoniac, protein, hm lng nit thi qua nc tiu ln hn phõn khong ln Cỏc hp cht nit nc tiu b thu phõn rt nhanh to thnh NH3/NH4+ Hm lng hp cht nit nc thi t cỏc b pht cao hn so vi cỏc ngun thi cha qua phõn hu ym khớ Trong nc thi sinh hot amoni chim 60-80% hm lng tng nit, nng N-tng chim khong 15-20% ca nng BOD5 [1] b, Ngun thi t nghnh cụng nghip Cỏc ngnh sn xut cụng nghip liờn quan ti cỏc ngnh ch bin thc phm, sn xut phõn bún, cụng nghip thuc da, c bit, ngnh ch bin thc phm nh ngnh ch bin thu hi sn, git m v sn xut thc n, thi mt lng ln amoni Nc thi t cỏc xớ nghip git m: sn phm ca cỏc xớ nghip, lũ m ụng vt gm cú tht, m v cỏc sn phm t cỏc nguyờn liu thụ, mt s ph phm xng (chim 30 - 40%), ni tng, da, lụng, ca cỏc loi gia sỳc (trõu, bũ), gia cm (g, vt, ngan, ngng,) Nc thi ca cỏc xớ nghip git m rt giu cỏc cht hu c nh NH 4+ Nc thi ca ngnh cụng nghip thuc da: thuc da l ngnh cụng nghip lm cho da ng vt (bũ, trõu, ln, th,) bn vi nhit, khụng b giũn, cng, gy gp lnh, khụng b nhn hoc thi gia gp m Trong quỏ trỡnh tỏch cỏc cht t da, mt lng ln hp cht cha nit ó b thi Nc thi cụng nghip sn xut cỏc ch phm sinh hc: Cỏc ch phm sinh hc nh axit amin, vitamin, enzym, c sn xut trờn c s tng hp vi sinh hc v tng hp hoỏ hc Nc thi ca cỏc xớ nghip tng hp vi sinh hc cú nhiu cỏc cht hu c ú cú ụ nhim amoni Ngnh ch bin V Th Mn 10 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni thnh N2 khớ, nht l khu vc cỏc lp trờn van (van 3, van 2) Sau ú, tc gim chm dn Ti van nng NO 3- gim mnh, NO 2- tng cao nht chng t ti õy quỏ trỡnh kh nitrat húa xy mng nht Nh vy ct lc ch yu l vi sinh nitrat hoỏ phớa trờn ct lc v vi sinh kh nitrat phớa di ct lc 3.2 HIU SUT LOI B NIT, TI X Lí, TI LNG CA H Chia c quỏ trỡnh kho sỏt lm giai on: giai on l giai on khụng b sung photpho, khụng sc khớ, giai on b sung 0,054 mgP/l, khụng sc khớ khụng sc khớ; giai on b sung 0,054 mg P/l, khụng sc khớ giai on b sung 0,054 mgP/l (cha b sung kim) tớnh cỏc thụng s trờn, ly giỏ tr trung bỡnh, thu c kt qu nh sau: Bng 3.7 Bng tớnh cỏc thụng s lm c s cho thit k mt h lc Tng (NH4+ + + - Giai NH4 vo NH4 + NO3 +NO2 on (mgN/l) (mgN/l) ) vo (mg N/l) - Tng (NH4+ Hiu sut Ti lng Ti x + NO3-+NO2- loi b nit (g N/m3/ lý(mg ) (mgN/l) (%) ngy) N/ngy) 2,48 1,41 2,67 2,33 12,73 10,10 8,68 2,48 1,23 3,37 2,85 12,71 23,40 12,01 2,48 1,4 3,62 3,11 14,23 15,88 29,00 2,48 0,74 3,88 2,33 40,03 37,76 22,53 V Th Mn 56 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni 16 14 12 Tng (NH4+ + NO3-+NO2-) (mgN/l) 10 Tng (NH4+ + NO3-+NO2-) vo (mg N/l) NH4+ (mgN/l) NH4+ vo (mgN/l) Giai on 2 Hỡnh 3.8 Hiu sut loi b nit 3.3 NHN XẫT PHNG N XUT V PHNG N KHC PHC a) Nghiờn cu xỏc nh cỏc thụng s ng hc ca quỏ trỡnh nitrat húa - ó xỏc nh c t l N:P thớch hp cho tc quỏ trỡnh nitrat húa l 1/139 Vi t l ny, cú th tng tc tiờu th c cht lờn 25% so vi khụng b sung photpho - ó xỏc nh c thụng s ng hc quỏ trỡnh nitrat húa vi trng hp khụng b sung photpho v b sung photpho cỏc giỏ tr thc nghim cho thy: Khi b sung Photpho, tc tng trng t bo cc i l àm, hiu sut to sinh Y v hng s tc tiờu th c cht riờng k tng, ú kh nng x l amoni tng Giỏ tr hng s KS c trng hp u cựng mc b) Nghiờn cu kh nng nitrat húa v kh nitrat húa i vi mu nc ngm thc t Bng thc nghim trờn mu nc thc t chỳng tụi tỡm ti lng amoni mu nc ngm khu vc nghiờn cu hon ton cú th x l loi b bng phng phỏp lc AquazuV h hot ng n nh vi hm lng amoni u vo thp hn 10mg/l Tuy nhiờn, nghiờn cu ny quỏ trỡnh nitrat húa v kh nitrat húa u din h lc Do ú, sinh sinh gõy tc h lc gõy hin tng tc lc nhanh v phi tin hnh lc Trong quỏ trỡnh lm V Th Mn 57 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni thc nghim chỳng tụi thy rng, sau lc h mt ớt nht ngy vi sinh hot ng n nh ct lc hiu qu x l tt Vỡ vy, chỳng tụi xut cụng ngh x l nc sch cp cho khu vc nụng thụn vựng nghiờn cu nh sau: Phèn Sc khớ Phèn Giếng khoan TB giếng Tháp làm thoáng Bể trộn + Phản ứng Bể lắng lamella Vt liu mang vi sinh Xả rửa lọc Bể lọc sinh học N-ớc Xả cặn Xả rửa lọc Sân phơi bùn Hố thu bùn Xả rửa lọc Phốt Clo hoạt tính Bể lọc AquazurV Hộ tiêu thụ Mạng l-ới cấp n-ớc Trạm bơm cấp (sử dụng biến tần) Bể chứa n-ớc * Mụ t hot ng: Nc thụ c dn v b lng lamella tun hon cn sau ó c hũa trn khớ cng bc bng thit b thựng qut giú v hũa trn húa cht phốn PAC bng thit b trn vnh chn Nc ngm hũa trn vi oxy giỳp oxy húa Fe2+ thnh Fe3+ kt ta, phốn PAC phn ng vi nc thụ to thnh nhng bụng cn Cỏc ht cn nh kt bụng vi cỏc bụng cn to thnh bụng cn ln hn Khi cỏc bụng cn ln v t trng lng ln hn trng lng riờng ca nc thỡ chỳng c lng xung ỏy b lng to thnh bựn cn v c x ngoi nh k Nhng ht cn nh hn theo nc i lờn phớa trờn v c thu vo h thng mỏng thu nc xung quanh b lng v sau ú c a sang b lc t khụng van Ti b lc nhng ht cn ny c gi li lp cỏt lc Nc sau lc cũn cha hm lng NH4+ cn phi x l , ú, nc c a sang hai b lc sinh hc t v t Ti õy, NH4+ c cỏc vi khun cú lp vt liu lc ni n ht Nc sau lc sinh hc cú cha mt hm lng nh xỏc vi sinh lm c nc Do ú, trc a nc sang b lc thỡ nc c lc qua b lc t Trờn ng ng dn nc sch v b cha, nc c kh V Th Mn 58 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni trựng bng dung dch clo hot tớnh T b cha nc sch, nc c bm vo mng li cp nc bng cm bm cp cú s dng h thng bin tn Ph ng phỏp thit k cỏc hng mc cụng trỡnh x l c trỡnh lm rừ ph lc ca lun V Th Mn 59 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni KT LUN V KIN NGH KT LUN Cht lng nc thụ Qua phõn tớch mt s ch tiờu nc ngm khu vc nghiờn cu cng nh so sỏnh vi cỏc nghiờn cu trc, chỳng ta thy hin ti cht lng nc ngun khỏ phự hp ỏp dng phng phỏp lc AquazuV cú lp mng vi sinh loi amoni Cỏc thụng s vt l nh nhit , pH, kim, cỏc nguyờn t vi lng u ỏp ng yờu cu quỏ trỡnh hot ng cn b sung them photpho (P) va lm thc n cho vi sinh vt va cú tỏc dng iu chnh pH Cht lng nc ngun n nh v mt N s rt cn thit quỏ trỡnh theo dừi nh hng ca cỏc yu t khỏc n hot ng ca h thng B lc AquazuV cú b sung P v sc khớ ch x l c 70,9% lng amoni tng ng vi lng amoni cũn nc sau lc t xp x 3mg/l Do ú, cn tng gim tc lc thi gian lu nc b ln hn Hiu qu x l cao hn, nc sau lc m bo n nh v an ton Vt liu lc Vt liu Keramzite ỏp ng khỏ tt cỏc yờu cu v khớa cnh k thut (din tớch tip xỳc, kh nng c nh vi sinh) cng nh khớa cnh kinh t so vi cỏc vt liu mang khỏc nh than hot tớnh Keramzite l mt loi vt liu d sn xut, giỏ thnh h Cỏc yu t nh hng n hot ng ca h thng - Nghiờn cu hot ng ca h lc chỳng tụi thy h khỏ nhy cm vi cỏc tỏc ng ca mụi trng xung quanh, c th nh pH, kim, thc n cho vi sinh - Lng st cũn li sau quỏ trỡnh lng lamella, lc vt liu ni l rt nh cho nờn tỏc ng ti cỏc n v x l cỏc cụng on sau l khụng ỏng k KIN NGH + Nghiờn cu th nghim vi cỏc loi vt liu lc khỏc tỡm c loi ti u (c v mt kinh t v hiu qa x lý) + Nghiờn cu kh nng chuyn hoỏ amoni ca h thay i tc lc V Th Mn 60 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni + Cn quan tõm n ct lc (ra ngc) thit k, phũng ct lc b tc + Xỏc nh c nhu cu v kim, DO m bo cho quỏ trỡnh oxy hoỏ amoni din tt nht + Kho sỏt kh nng kh nitrat ca h lc chm vi cỏc nng COD khỏc V Th Mn 61 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni PH LC 1- Ph ng phỏp phõn tớch xỏc nh amoni (NH 4+) Xỏc nh amoni: Phng phỏp Phenat (theo ti liu Standard Methods 1995 a, Nguyờn tc: Hp cht indol phenol mu xanh mnh c to thnh bi phn ng ca NH3, hypoclorit v phenol, c xỏc tỏc bi Natrinitroprusside b, Cỏc cn tr: cho Mg v Ca to phc vi Citrat loi tr cn tr sinh s kt ta cỏc ion ny pH cao Khụng cú cn tr t cỏc dng húa tr III khỏc ca Nito Cn tr c c loi tr bng chng ct hoc lc Nu cú H 2S, ui bng HCl loóng ti pH ri sc khớ mnh cho ti ht mựi sunfua c, Thit b: Spectrophotometer dựng 640nm, light path 1cm d, Cỏc thuc th: Dung dch phenol: Trn 11,1 ml phenol ó húa lng (89%) vi Ehanol 95% (v/v) ti th tớch 100 ml, chun b hng tun Natri Nitroprussid 0,5%: Hũa tan 0,5 g Natri Nitroprussid 100ml nc ion húa Gi chai xm h phỏch ti a thỏng Kim Citrat: Hũa tan 200g Trinatricitrat v 10g NaOH nc ion húa ri pha loóng nh mc lờn 1000ml NatriHypoclorit: Dung dch thng mi xp x 5%: Dung dch ny b phõn hy chm giy niờm phong nỳt chai b xộ Thay th dung dch dựng sau thỏng Dung dch oxi húa: Trn 100ml dung dch kim citrate vi 25ml Natrihypoclorit hang ngy Dung dch oxi húa: Trn 100ml dung dch kim citrate vi 25ml Natrihypoclorit hang ngy Dung dch chun NH4+: Dung dch gc u: Hũa tan 3,819g NH 4Cl khan (sy khụ 1000C) nc ri pha loóng ti 1000ml c dung dch cú nng 1,00 mgN tng ng vi 1,22 mgNH 3/l Dung dch chun lm vic: pha loóng cú 100, 10, v 0,1mg N-NH3/l V Th Mn 62 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni e, Tin trỡnh phõn tớch: Ly 25ml dung dch mu cho vo bỡnh tam giỏc dung tớch 50ml, thờm ng thi lc trn cn thn vi mi thuc th sau: 1ml dung dch phenol, 1ml dung dch Natri Nitrpusid v 2,5ml dung dch oxi húa y bỡnh bng giy nha hoc giy parafil cho mu phỏt trin nhit phũng (22-270C) ỏnh sỏng du ớt nht 1h Mu bn 24h o mu bc súng 640nm, pha dung dch mu trng v ớt nht dung dch chun t dung dch tiờu chun cho nng NH4+ vựng nng phõn tớch X l mu chun tng t mu phõn tớch f, Tớnh toỏn Dng mt ng cong chun quan h gia mt quang o c v cỏc nng NH4+ ca mu cn xỏc nh Pha loóng mu bng nc ct cho nng mu nm khong ng chun nu cn 2- Ph ng phỏp phõn tớch xỏc nh Nitrat (NO 3-) Phng phỏp trc ph dựng axit sunfosalixylic (TCVN 6180:1996 ISO 7890-3:1998) a, Nguyờn tc o ph ca hp cht mu vng c hỡnh thnh bi phn ng ca axit sunfosalixylic (c hỡnh thnh vic thờm natri salixylat v axit sunfuric vo mu) vi nitrat v tip theo x l vi kim Dinatri dihidro etylendinitriloteraaxetat (EDTANa) c thờm vo vi kim trỏnh kt ta cỏc mui canxi v magie, Natri nitrua c thờm vo khc phc s nhiu ca nitrit b, Khong xỏc nh i vi mu nc cú nng nit ca nitrat n N =0,2 mg/l dựng th tớch phn mu th ln nht 25ml Cú th m rng khong xỏc nh bng cỏch ly nhng phn mu th nh hn c, Gii hn phỏt hin V Th Mn 63 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni Dựng cỏc cuvet cú chiu di quang hc 40nm v phn mu th 25ml, gii hn phỏt hin nm khong t N =0,003 mg/l n 0,013 m d, nhy Nng nit ca nitrat N =0,2 mg/l cho hp thu khong 0,68 n v, s dng phn mu th 25ml v cỏc cuvet cú chiu di quang hc l 40nm e, Cỏc cht gõy nhiu Khong nng ca cỏc cht thng gp cỏc mu nc ó c kim tra v kh nng gõy nhiu i vi phng phỏp ny Cỏc cht gõy nhiu tim tng chớnh l clorua, octophotphat, magie v mangan (II) Cỏc th nghim khỏc ch rng phng phỏp ny cú th ỏp dng i vi mu nc cú mu lờn ti 150mg/l Pt vi iu kin phi tuõn theo trỡnh t hiu chnh hp th ca phn mu th f Thuc th Trong sut quỏ trỡnh phõn tớch ch s dng cỏc thuc th thuc loi tinh khit phõn tớch, v nc ct hoc nc cú tinh khit tng ng - Axit sunfuric c(H2SO4) 18mol/l, = 1,84g/ml - Axit axetic bng: c(CH 3COOH) 17mol/l, = 1,05g/ml - Dung dch kim, NaOH= 200g/ml; [CH2-N(CH2COOH)CH2COONa]2.2H20 = 50g/l Hũa tan cn thn 200g 2g natri hidroxit dng ht 800ml nc Thờm 50g 0,5g dinatri dihydro etylendinitrilotetraaxetat ngm phõn t nc (EDTANa) {[CH2-N(CH2COOH)CH2-COONa]2 2H2O v hũa tan ngui n nhit phũng v thờm nc ti lớt bỡnh ong Bo qun chai Polyetylen Thuc th cú th bn thi gian di - Dung dch natri nitrua, NaN3=0,5 g/l Hũa tan cn thn 0,05g 0,005g natri nitrua khong 90ml nc v pha loóng ti 1000ml bng nc bỡnh ong Bo qun chai thy tinh Thuc ny cú th bn thi gian di - Dung dch natrisalixylat, HO-C6H4-COONa = 10g/l V Th Mn 64 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni Hũa tan 1g 0,1g natri salixylat 100ml 1ml nc Bo qun dung dch chai thy tinh hoc chai polyetylen Chun b dung dch mi ngy lm thớ nghim - Natrat, dung dch chun gc, N=1000 mg/l Hũa tan 7,215g 0,001g nitrat (KNO 3) trc ú ó sy khụ 105 0C ớt nht l gi khong 750ml nc, chuyn ton b lng ú sang bỡnh nh mc dung tớch lớt v thờm nc cho ti vch Bo qun dung dch chai thy tinh khụng quỏ thỏng - Nitrat, dung dch chun gc, N=100 mg/l Dựng pipột ly 50ml dung dch chun gc cho vo bỡnh nh mc dung tớch 500ml v them nc cho ti vch Bo qun dung dch chai thy tinh khụng quỏ thỏng - Nitrat, dung dch chun N=1mg/l Dựng pipột ly 5ml dung dch nitrat chun cho vo bỡnh nh mc dung tớch 500ml, them nc cho ti vch Chun b dung dch mi cho mu ln th nghim g, Thit b Cỏc thit b phũng thớ nghim thụng thng v - Ph bin, cú th o c bc song 415nm v c gn cỏc cuvet cú di quang hc l 40nm hoc 50nm - Bỏt bay hi cú dung tớch 50ml Nu bỏt cũn mi hoc ớt s dng thỡ trc s dng phi k vi nc v theo quy trỡnh - Ni cỏch thy, cú th ng ớt nht l sỏu bỏt bay hi - Ni cỏch thy, cú th iu chnh nhit ti 25 0C0,50C h Ly mu v mu th Cỏc mu thớ nghim c ly vo cỏc chai thy tinh v phi tin hnh phõn tớch cng sm cng tt sau ly mu Nhiu loi mu th cú th bo qun khong t 0C v 50C, nhng phi kim tra khng nh i vi mi loi mu V Th Mn 65 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni i Tin hnh th - Phn mu th Th tớch phn mu th ln nht cú th dựng xỏc nh nng nitrat lờn n N=0,2mg/l l 25ml S dng cỏc phn mu th nh thớch hp cỏc nng nitrat cao hn Trc ly phn mu th, mu th cha cỏc cht huyn phự lng xung, quay li tõm hoc lc qua giy lc si thy tinh sch Trung hũa mu cú pH ln hn bng axit axetic trc ly phn mu th sch - Th mu trng Tin hnh th mu trng song song vi vic xỏc nh, dựng 5000ml 0,05 nc thay cho phn mu th, hp thu o c l A b Hiu chun - Chun b dóy dung dch hiu chun Dựng buret cho 1,2,3,4 v 5ml dung dch nitrat chun tng ng vi lng nitrat hoc m(N) = 1,2,3,4 v 5àg vo mt lot cỏc bỏt bay hi sch - Phỏt trin mu Thờm 0,5ml 0,005ml dung dch natri nitrua v 0,2ml 0,002ml axit axetic, yờn ớt nht phỳt v sau ú bay hi hn hp cho n khụ ni cỏch thy ang sụi Thờm 1ml0,01ml dung dch natri salixylat, trn u vcho bay hi hn hp n khụ ln na Ly bỏt ni cỏch thy v ngui bỏt n nhit phũng Thờm 1ml0,01ml axit sunfuric v hũa tan cn trờn bỏt bng cỏch lc nh hn hp lng 10phỳt Sau ú them 10ml0,1ml nc, tip theo l 10ml0,1 dung dch kim Chuyn hn hp sang bỡnh nh mc dung tớch 25ml nhng khụng n vch t bỡnh ny vo ni cỏch thy 250,5 0C 10 phỳt phỳt, sau ú ly bỡnh v thờm nc cho ti vch - o ph o hp thu ca dung dch 415nm cỏc curet cú chiu di quang hc 40nm hoc 50nm dựng nc ct lm dung dch i chng hp thu o c l As n v Cỏc phộp th cho thy rng hp thu ca dung dch cú mu n nh ớt nht sau 24h V Th Mn 66 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni - Dng th chun Bng cỏch ly hp thu ca tng dung dch hiu chun tr i hp thu ca dung dch trng, dng th chun ca hp thu da vo lng nitrat, m(N) Kim tra ng thng ca th v ng ú phi i qua im gc, nu th khụng phi l ng thng thỡ phi lm li hiu chun - Xỏc nh Dựng pipột ly phn mu th ó chn th tớch Vml cho lng mu cha mt lng nit ca nitrat khong m(N) =1àg v àg cho vũa bỏt bay hi nh, sau ú tin hnh phỏt trin mu v o ph - Hiu chnh hp thu ca phn mu th Nu hp thu ca phn mu th bc súng phõn tớch ó c bit, hoc cũn nghi ng cú gõy nhiu (cú th xut hin i vi mu cú mu cao), tin hnh phỏt trin mu v o ph trờn cựng mt phn mu th vi lng gp ụi nhng khụng b sung thờm dung dch natri salixylat hp thu o c l At n v j Biu th kt qu Tớnh toỏn kt qu Tớnh hp thu ca nitrat phn mu th, A r theo cụng thc: A r= AsAb hoc ó chnh hp thu ca mu th thỡ tớnh theo: A r= As-Ab - At Trong c hai cụng thc A s, At, Ab liờn quan ti mu th, mu th trng v hp thu hiu chnh tng ng c lng nitrat, m(N) bng mirogam tng ng vi hp thu At t th hiu chun Hm lng nitrat mu th N bng miligam trờn lit, tớnh theo cụng thc sau: m( N ) ú V l th tớch ca phn mu th, tớnh V bng mililit V Th Mn 67 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni BNG CHUYN I c(NO3-) (NO3-) N mmol/l mg/l mg/l c(NO3-) = 1nmol/l 62 14,04 (NO3-) = 1mg/l 0,0161 0,226 N=1mg/l 0,0714 4,427 Nitrat Thớ d: (NO3-) = 1mg/l tng wng vi N = 0,226 mg/l 3- Phng phỏp phõn tớch Nitrit a, Nguyờn l phng phỏp: Nitrit c xỏc nh qua s hỡnh thnh ca thuc nhum azo mu hng ti pH 2-2,5 bng cỏch kt hp diazotized sulfanilamin vi N- (1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride (NED dihydrocholoride) HNO2 + SO3HC6H4, NH2 + 2H+ = SO3HC6H4N2 + H2O SO3HC6H4N2 + C10H7NH2 = SO3HC6H4 + C10H6NH2 + H+ Cng mu t l vi nng NO 2- Phng phỏp ny ỏp dng cho dung dch NO2- cú nng t 10 1000 àgN/l nu rng ỏnh sỏng l 5cm v cú b lc ỏnh sỏng xanh H thng mu tuõn theo nh lut Beer n 180 àgN/l vi rng ỏnh sỏng l 1cm ti bc súng 543nm Nng cao hn cú th c xỏc nh bng cỏch pha loóng mu b, Cỏc cht nh hng: NCl3 cú th cho mu gi cho thờm cht ch th mu Cỏc ion cú th gõy nh hng to kt ta l: Sb 3+, Au3+, Bi3+, Fe3+, Pb2+, Hg2+, Hg2+, Ag+ Ion ng cú th lm gim kt qu vỡ chỳng lm xỳc tỏc cho quỏ trỡnh phõn hy mui diazo, ion cú mu cú th lm nh hng n kt qu phõn tớch Loi cht rn l lng bng cỏch lc c Bo qun mu: Khụng c bo qun mu phõn tớch Nitrit bng axit húa, phõn tớch sau ly mu trỏnh s chuyn húa t nitrit sang nitrat hoc amoni vi sinh vt Nu mun bo qun cn bo qun lnh 20 0C hoc 40C d, Thit b: Cú th s dng thit b sau: V Th Mn 68 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni + Spectrophotometer bc súng 543nm, light path 1cm + Filter photometer: light path 1cm, cú b lc ỏnh sang xanh cú truyn qua gn 543nm e, Húa cht: + Nc ct khụng cú nitrit + Ch th mu: Trong 800ml nc cho thờm 100ml dung dch axit photphoric 85% v 10g sulfanilamide Sau hũa tan hon ton thờm 1g N-(1naphthyl)-ethylenediamine dihydrochloride v nh mc lờn lớt Dung dch n nh thỏng nu bo qun ti v t lnh + Sodium oxalate, 0,025M (0,05N): Hũa tan 19,607 g Fe(NH4)2(SO4)2,6H2O v 20ml H2SO4 nc v nh mc lờn lớt + Dung dch nitrit gc: Hũa tan 1,232gNaNO nc v nh mc lờn 1000ml, 1,00ml tng ng vi 250àgN Bo qun vi 1ml CHCl Dung dch nitrit trung gian: Pha loóng 50ml dung dch gc ln, chun b hng ngy Dung dch nitrit trung gian: Pha loóng 50ml dung dch gc ln, chun b hang ngy Dung dch nitrit chun: Pha loóng 10ml dung dch nitrit trung gian thnh 1000ml dung dch chun, 1ml tng ng vi 0,5àgN, chun b hang ngy + KMnO4 chun, 0,01M (0,05N): Hũa tan 1,6g KmnO lớt nc ct gi l nõu, y kớn, dựng tun f Quy trỡnh + o quang: o hp th quang ti bc song 543nm ca dung dch sau cho ch th mu loi cht rn l lng: Nu mu cú cỏc cht rn l lng, phi lc qua mng lc ng kớnh l 0,45àm + Phỏt trin mu: Nu pH ca mu khụng nm khong n 9, iu chnh vi dung dch HCl 1N hoc NH 4OH Ly 50ml mu cho thờm 2ml ch th mu v trn u khong thi gian t 10 phỳt n ting sau cho cht ch th mu, light path tng ng vi nng N-NO2 nh sau: V Th Mn 69 CHMTBK 2011B Nghiờn cu ỏnh giỏ hiu qu quỏ trỡnh loi b amoni bng cụng ngh lc Aquazu V quỏ trỡnh x lý nc sch cp cho khu vc nụng thụn phớa Nam huyn Phỳ Xuyờn -TP H Ni Light Path Length cm N-NO2 àg/l 2-25 2-6 10