DSpace at VNU: giải pháp ưu việt cải thiện chất lượng và tái sử dụng nước

VNU 20 năm Con người Thành tựu Giải pháp ưu việt cải thiện chất lượng tái sử dụng nước ĐỨC PHƯỜNG (thực hiện) Được biết nhà khoa học CETASD thành công việc nghiên cứu công nghệ xử lý sử dụng phối hợp phương pháp sinh học màng vi lọc Vậy hướng nghiên cứu xuất phát từ đâu, thưa Tiến sĩ? 2-3 kg/m3 Trong đó, hiệu xử lí công nghệ phụ thuộc vào vận hành (tỷ lệ BOD:N:P nước thải đầu vào, tải đầu vào, tỷ lệ quay vòng bùn, hiệu sục khí …) Tình hình ô nhiễm nguồn nước sông, hồ Một vấn đề là, bể lắng cấp (dùng để tách nước ngầm, việc thải nguồn nước thải chưa nước bùn hoạt tính) hay gặp vấn đề khó xử lý ngày trầm trọng Mục tiêu xử lý nước thải lắng bùn, ảnh hưởng đến chất lượng nước ra, ví dụ đạt yêu cầu môi trường đồng thời tái sử dụng theo thống kê Nhật Bản năm 1996 785 nhà nước trọng Công nghệ xử lý phối hợp TS Lê Văn Chiều máy xử lí nước thải có gần 80% gặp vấn đề bùn phương pháp sinh học màng vi lọc (Membrane bể lắng cấp hai vi khuẩn dạng sợi phát triển Bioreactor - MBR) công nghệ hứa hẹn cho xử mạnh Ngoài ra, lượng bùn thải sinh lớn kéo theo chi phí bể lý nước thải từ khu dân cư, du lịch nước thải công nghiệp chứa xử lí Tổng lượng bùn thải bao gồm bùn lắng cấp bùn Có thể nói xử lí nước thải sinh hoạt, công nghệ dư lắng cấp (khoảng 85% tổng thể tích bùn tồn hệ) chiếm bùn hoạt tính (activated sludge) công nghệ chủ lực khoảng 3-4% tổng lưu lượng nước thải với hàm lượng rắn hệ xử lí tập trung phân tán Đây cơng nghệ có tính bùn nén trung bình 4-5% (bùn lắng cấp 1: 3-8% chất rắn, 70% thân thiện với mơi trường khơng sử dụng hoá chất (chỉ sử dụng khâu khử trùng nước sau xử lý trước vào môi hữu cơ; bùn lắng cấp 2: 0,5-2% chất rắn 90% hữu cơ; lắng cấp hệ lọc nhỏ giọt: 2-5% chất rắn) Rồi, yêu cầu trường), ôxy cần cho phản ứng lấy từ không khí mặt lớn, khả gây ô nhiễm thứ cấp mùi, bọt, aerosol Tuy nhiên có số nhược điểm khó khắc phục khó tránh muốn tránh đòi hỏi đầu tư cao Chẳng hạn tốc độ q trình khơng lớn nên cần thể tích phản ứng lớn đơn vị xử lí hỗ trợ (bể lắng cấp 1, cấp 2, hệ tiền xử Công nghệ MBR mức độ khác khắc phục lí, hệ xử lí bùn ) cồng kềnh khiến diện tích mặt cho nhược điểm nói mà phát huy ưu điểm cơng cơng trình xử lí lớn Mặt khác, mật độ bùn hoạt tính thơng thường nghệ bùn hoạt tính 94 Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội KỈ NIỆM 20 NĂM CHÍNH PHỦ BAN HÀNH NGHỊ ĐỊNH VỀ ĐHQGHN (1993 - 2013) Trong thời gian gần đây, ô nhiễm nguồn nước tình trạng khan nước sinh hoạt trở thành nguy hàng đầu sống chúng ta, đặc biệt thành phố lớn Hà Nội Ý thức điều đó, nhà khoa học Trung tâm Nghiên cứu công nghệ môi trường Phát triển bền vững - CETASD, Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN bắt tay vào nghiên cứu tìm kiếm cơng nghệ xử lý nước tiên tiến, tốn mang lại hiệu cao Bản tin ĐHQGHN có vấn TS Lê Văn Chiều vấn đề Hiện có nhiều phương pháp xử lý nước thải điểm khác biệt cơng nghệ MRB thưa Tiến sĩ? Điểm khác biệt MBR so với trình xử lý phương pháp bùn hoạt tính thơng thường là: tách bùn hoạt tính khỏi nước thải sau giai đoạn xử lý sinh học màng vi lọc thay cho giai đoạn phức tạp bao gồm trình lắng thứ cấp, lọc cát khử trùng Màng vi lọc ngâm trực tiếp vào bể phản ứng hiếu khí Màng lọc thường có kích thước lỗ nhỏ khoảng 0,4 – 0,1 micrômét chế tạo dạng phẳng dạng sợi rỗng vật liệu polyme Polypropylene (Zena, CH Séc), Polyvinylidene Fluoride - PVDF (Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, ) Vì nguyên tắc lọc phần lớn vi khuẩn kết tủa có kích thước lớn kích thước nới Điều cho phép bỏ qua hệ xử lí cấp mà nước ln đạt tiêu chuẩn khắt khe loại A thuộc Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT) đạt tất tiêu chuẩn thải khác tái sử dụng Hệ MBR cho phép làm việc với mật độ bùn lên tới 10 – 15 kg/m3 Xin Tiến sĩ cho biết tầm quan trọng công nghệ MBR? Trong xử lý nước thải, nước thải sinh hoạt nước thải ngành chế biến thực phẩm Việt Nam (công nghệ vi sinh chiếm đến 80%) áp dụng từ lâu có hiệu cần nhiều mặt Mục tiêu nhà nghiên cứu công nghệ phải đưa giải pháp nhằm khắc phục nhược điểm hệ thống xử lý nước thải cơng nghệ bùn hoạt tính truyền thống (Conventional Actiavated Sludge – CAS) công nghệ cải tiến Công nghệ MBR nguyên tắc khắc phục mức độ khác nhược điểm BHT nói (mặt bằng, độ ổn định chất lượng nước lượng bùn thải nhiều) Công nghệ MBR cơng nghệ xử lí nước thải sinh hoạt tiên tiến (năng suất xử lý (m3 nước thải kg chất) tính m3 bồn phản ứng, đơn vị thời gian (ngày) cao nhất, đồng thời chất lượng nước ra, đặc biệt khía cạnh sinh học tốt nhất) Đây công nghệ sinh học tuý (hầu không dùng hoá chất, dùng lượng nhỏ để rửa bảo trì màng lọc định kì, tăng cường xử lý P cần) Về chất công nghệ bùn hoạt tính hệ phản ứng hiếu khí MBR làm việc mật độ vi khuẩn hoạt động (X) cao (X = 10 - 15 kg/m3) so với bùn hoạt tính truyền thống (X ~ 2-3 kg/m3) Chính mật độ vi sinh cao nên suất xử lý MBR cao CAS từ đến lần, suy bồn phản ứng hay diện tích chiếm chỗ giảm - lần Hơn nữa, để lưu giữ mật độ X cao, hệ sử dụng hệ lọc màng MF (kích thước lỗ ~ 0,1 micrơmét) lắp đặt bể hiếu khí - loại trừ yêu cầu bể lắng cấp 2, nước có chất lượng nước cao so với phương án công nghệ sinh học khác, đồng thời khơng có bể lắng cấp nên thiết kế gọn chiếm diện tích nhất, dễ dàng ghép vào vị trí hạn chế diện tích (điều đặc biệt quan trọng đô thị Hà Nội) Số 272 + 273 - 2013 95 VNU 20 năm Con người Thành tựu Nước thải cơng nghiệp khó xử lý hơn, có loại khó nước rò rỉ từ bãi chơn lấp rác cơng nghệ màng áp dụng nhằm đạt tiêu chuẩn thải Công nghệ màng ngồi MBR kiểu lọc ngập nước sử dụng siêu lọc (UF) hay vi lọc (MF) sau xử lí bình thường kiểu BHT Hiện có xu áp dụng công nghệ MBR cho nước thải cơng nghiệp khó xử lí, đặc biệt có nhu cầu tái sử dụng nước Cơng nghệ có ưu điểm gì? Cơng nghệ MBR có tiềm ứng dụng lớn với ưu điểm không cần phải sử dụng bể lắng công đoạn lọc, có khả loại vi khuẩn (E.Coli vi khuẩn khác), khơng cần cơng đoạn khử trùng; không cần phải sử dụng biện pháp ngăn ngừa bùn thành phần đầu vào biến động mạnh; khơng cần phải kiểm sốt tỉ số F/M (cơ chất/sinh khối); giảm thể tích bể phản ứng sinh học nhỏ hệ hoạt động với bùn hoạt tính nồng độ cao (lên tới 10 - 12 kg/m3) so với - kg/m3 hệ thông thường; mức độ phát sinh bùn hoạt tính MBR nhiều so với hệ BHT thông thường hệ làm việc với thời gian lưu bùn dài hơn; áp dụng cho q trình nitrat hóa khử nitrat hóa; cho phép loại bỏ thành phần COD khó phân huỷ thời gian lưu bùn cao; hệ thống xử lý gọn gàng, chiếm diện tích nên thích hợp cho việc cải tạo, nâng cấp xây hệ xử lý quy mô phân tán tập trung; suất xử lý thành phần ô nhiễm cao gấp - lần so với hệ bùn hoạt tính thơng thường cho phép làm việc với nước thải có mức độ nhiễm cao thành phần đầu vào biến động; nước sau xử lý phép thải vào nguồn nước sử dụng cho mục đích nước cấp nước sinh hoạt; tái sử dụng chúng cho tưới tiêu, nhà vệ sinh Bùn hoạt tính lưu hệ MBR hàng tháng (trong hệ CAS tính - 15 ngày), lượng bùn thải (sinh khối dư) thường 1/3 - 1/5 so với phương án CAS Trong trình nghiên cứu, nhà khoa học gặp thuận lợi khó khăn gì? Điểm yếu công nghệ MBR giá thành đầu tư cho modul màng tuổi thọ màng Hiện giá thành màng giảm mạnh tới mức so sánh với cơng nghệ BHT, đặc biệt màng xuất xứ Đông Âu Trung Quốc Giá màng MF thương mại đến giảm từ - lần so với cách 10 năm trước Thông thường tuổi thọ màng từ - năm phải thay Tuy nhiên lợi ích từ chất lượng nước, giảm diện tích mặt bằng, chi phí xử lý bùn giảm, tái sử dụng nước sau xử lý bù đắp chi phí Xin Tiến sĩ cho biết kết ứng dụng vào thực tiễn hướng nghiên cứu nào? Chúng tơi triển khai cơng trình nghiên cứu áp dụng thực tế đạt kết khả quan Chẳng hạn đề tài: Nghiên cứu tiền khả thi nhằm đánh giá khả ứng dụng công nghệ MBR cho xử lý nước thải đô thị quy mô phân tán European Commission Asia Pro Eco Program tài trợ Hệ thống xử lý nước thải sử dụng màng sinh học (Membrane Bioreactor - MBR) quy mô pilot thử nghiệm Nhà máy sản suất ống dẫn nước composit (VIGLAFICO) Láng Hòa Lạc nhằm nghiên cứu khả xử lý COD, nitơ nước thải sinh hoạt khả tách vi sinh (bùn hoạt tính vi sinh gây bệnh có nước thải) khỏi bùn sau xử lý Cùng với đó, chúng tơi triển khai thành cơng đề tài “thử nghiệm xử lý nước hồ Kim Liên phương pháp sinh hóa học” thuộc Chương trình thử nghiệm xử lý ô nhiễm nước sông, mương, hồ địa bàn Thành phố Hà Nội nhân Kỉ niệm 1.000 năm Thăng Long-Hà Nội Sở Tài nguyên Môi trường Thành phố Hà Nội tài trợ Nước sau xử lý đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 08:2008 Hiệu xử lý COD đạt 95 - 98%, hiệu quả xử lý N tổng đạt 93%, độ đục trung bình nước đạt NTU Coliform < MPN/100ml Kết thu mở hứa hẹn xử lý nước thải sinh hoạt có tái sử dụng nước sau xử lý Việt Nam thời điểm tương lai gần Xin Tiến sĩ cho biết, từ tảng nhóm nghiên cứu ơng có định hướng phát triển tương lai? Với mạnh cơng nghệ MBR, nhóm nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu tối ưu với kết hợp với kỹ thuật hóa lý nhằm áp dụng cho xử lý thu hồi tài nguyên từ số loại nước thải khó xử lý có mức độ nhiễm cao nước thải chăn nuôi, chế biến thủy sản, nước rỉ rác, nước thải sản xuất bột giấy, y tế, Xin cảm ơn Tiến sĩ! 96 Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội ... thành phần đầu vào biến động; nước sau xử lý phép thải vào nguồn nước sử dụng cho mục đích nước cấp nước sinh hoạt; tái sử dụng chúng cho tưới tiêu, nhà vệ sinh Bùn hoạt tính lưu hệ MBR hàng... cơng nghiệp khó xử lí, đặc biệt có nhu cầu tái sử dụng nước Cơng nghệ có ưu điểm gì? Cơng nghệ MBR có tiềm ứng dụng lớn với ưu điểm không cần phải sử dụng bể lắng công đoạn lọc, có khả loại vi... thay Tuy nhiên lợi ích từ chất lượng nước, giảm diện tích mặt bằng, chi phí xử lý bùn giảm, tái sử dụng nước sau xử lý bù đắp chi phí Xin Tiến sĩ cho biết kết ứng dụng vào thực tiễn hướng nghiên