NỘI DUNG LUẬN VĂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG BỂ MBBR KẾT HỢP MÀNG LỌC Cán hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: LÊ HOÀNG VIỆT VÕ HỮU ĐẮC MSSV: B1404235 PHẠM MINH TRÍ MSSV: B1404301 Cần Thơ, 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẮNG BỂ MBBR KẾT HỢP MÀNG LỌC Cán hướng dẫn Sinh viên thực LÊ HOÀNG VIỆT VÕ HỮU ĐẮC MSSV: B1404235 PHẠM MINH TRÍ MSSV: B1404301 Cần Thơ, 2017 Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cần Thơ, ngày….tháng… năm 2017 Cán hướng dẫn SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 i Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt LỜI CẢM TẠ Sau khoảng thời gian thực đề tài luận văn tốt nghiệp “Xử lý nước thải sinh hoạt bể MBBR kết hợp màng lọc” hướng dẫn thầy Lê Hồng Việt, chúng tơi học hỏi nhiều kiến thức, kỹ kinh nghiệm quý báu để làm hành trang cho đường công việc tương lai Để hồn thành đề tài chúng tơi cố gắng nhiều kể từ bắt đầu thực đến lúc kết thúc đề tài Trong trình thực hiện, chúng tơi gặp nhiều khó khăn với hỗ trợ, động viên nhiều từ gia đình, thầy cơ, bạn bè nên chúng tơi vượt qua hoàn thành đề tài luận văn tiến độ Nhân đây, trân trọng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Gia đình ni dưỡng, động viên khuyến khích suốt thời gian thực đề tài - Thầy Lê Hoàng Việt tận tình bảo, truyền đạt kinh nghiệm tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành tốt đề tài - Q thầy Khoa Mơi trường & Tài ngun Thiên nhiên nói chung, thầy mơn Kỹ thuật Mơi trường nói riêng tận tình giúp đỡ chúng tơi suốt thời gian qua - Các bạn lớp Kỹ Thuật Môi trường K40, đặc biệt bạn thực luận văn, anh chị khóa trước nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ khuyến khích chúng tơi suốt trình làm luận văn Trong trình thực luận văn, chúng tơi cố gắng hồn thành tốt đề tài thời gian kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp q thầy bạn để viết hồn thiện Cần Thơ, ngày… tháng….năm 2017 Sinh viên thực Võ Hữu Đắc SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 Phạm Minh Trí ii Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hồng Việt TĨM TẮT ĐỀ TÀI Nước thải sinh hoạt sau qua bể phốt, hố ga chứa nhiều hợp chất hữu dễ phân hủy sinh học, a-môn (N-NH4+) phốt phát (P-PO43-) có nguy gây nhiễm mơi trường cao Do đó, đề tài nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt giá thể vi sinh di động (bể phản ứng MBBR) kết hợp với màng lọc tự chế thực nhằm đánh giá khả xử lý nước thải sinh hoạt nâng cao hiệu loại bỏ COD, BOD5, ni-tơ, phốt phát Đề tài thực quy mơ phịng thí nghiệm với thể tích bể phản ứng MBBR 45,54 lít Giá thể sử dụng bể loại K3, chiếm 40% thể tích hoạt động bể phản ứng Nước thải sau qua bể MBBR qua cột màng lọc tự chế làm ống lọc nước giếng vải Tuyn Các kết nghiên cứu cho thấy nồng độ COD, BOD5, N-NH4+, TP nước thải đầu vào 298,21 ± 56,09 mg/L; 179,58 ± 25,63 mg/L; 42,02 ±4,01 mg/L; 6,26±2,27 mg/L Sau qua bể MBBR kết hợp với màng lọc thời gian lưu nước giờ, tải nạp BOD trung bình diện tích bề mặt màng sinh học 2,9 gBOD/m2.ngày tải nạp nước lên bề mặt màng lọc 0,79 m3/m2.ngày tất tiêu đạt loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT cho phép xả thải hiệu suất xử lý COD đạt 86,6%; BOD5 94,55%; N−NH4+ 88,23% TP 67,59 % Khi vận hành mơ hình thời gian lưu nước thấp với tải nạp BOD trung bình diện tích bề mặt màng sinh học 3,78 gBOD/m2.ngày tải nạp nước lên bề mặt màng lọc 0,95 m3/m2.ngày tiêu nước thải sinh hoạt đầu đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột A cho phép xả thải, riêng tiêu a-môn (N-NH4+) tiến sát đến ngưỡng cho phép hiệu suất xử lý COD đạt 89,42%, BOD5 89,51 % N-NH4+ 84,48 %; TP 57,60% Như vậy, bể MBBR kết hợp với màng lọc ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt để đạt loại A QCVN 14:2008/BTNMT thời gian lưu nước SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 iii Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt LỜI CAM KẾT Chúng tơi xin cam kết luận văn hồn thành dựa kết nghiên cứu kết nghiên cứu chưa dùng cho luận văn cấp khác Cần Thơ, ngày… tháng….năm 2017 Sinh viên thực Võ Hữu Đắc SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 Phạm Minh Trí iv Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt MỤC LỤC NỘI DUNG Trang LỜI CẢM TẠ ii TÓM TẮT ĐỀ TÀI iii CAM KẾT KẾT QUẢ iv MỤC LỤC v DANH SÁCH BẢNG -HÌNH vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MBBR 2.2.1 Giới thiệu công nghệ MBBR 2.2.2 Lớp màng sinh học (Biofilm) 2.2.3 Cơ chế xử lý chất ô nhiễm công nghệ MBBR 2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý 2.2.5 Ưu - nhược điểm việc ứng dụng công nghệ MBBR 2.2.6 Các loại giá thể di động sử dụng bể sinh học màng 2.2.7 Vị trí bể MBBR số hệ thống 2.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LỌC MÀNG 11 2.3.1 Giới thiệu 11 2.3.2 Nguyên lý hoạt động công nghệ kết hợp màng lọc bể phản ứng sinh học 11 2.3.3 Cơ chế công nghệ lọc màng kết hợp bể sinh học màng 12 2.3.4 Những ưu- nhược điểm công nghệ màng lọc 13 2.2.5 Vấn đề làm màng lọc 14 SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 v Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 15 3.1 PHẠM VI, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 15 3.1.1 Phạm vi nghiên cứu 15 3.1.2 Địa điểm thời gian 15 3.1.3 Đối tượng nghiên cứu 15 3.3 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 15 3.3.1 Mô hình thí nghiệm 15 3.3.2 Các thành phần khác mơ hình 19 3.3.3 Loại giá thể thí nghiệm cho mơ hình 19 3.3.4 Cách vận hành mơ hình bể MBBR kết hợp cột màng lọc tự chế 21 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.4.1 Các bước tiến hành thí nghiệm 21 3.4.2 Phương pháp phương tiện phân tích mẫu 24 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI SINH HOẠT 26 4.1.1 Đặc tính lý học 26 4.1.2 Đặc tính hóa học 26 4.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 27 4.2.1 Theo dõi ổn định màng sinh học 27 4.2.2 Xác định khả lọc màng 28 4.2.3 Xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình thời gian lưu 𝛉=6 29 4.2.4 Xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình thời gian lưu 𝛉=5 35 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 5.1 KẾT LUẬN 40 5.2 KIẾN NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC 45 PHỤ LỤC 46 PHỤ LỤC 48 PHỤ LỤC 52 SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 vi Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt DANH SÁCH BẢNG -HÌNH BẢNG Trang Bảng 2.1 Đặc điểm nước thải sinh hoạt Bảng 2.2 So sánh thông số thiết kế sinh học màng với công nghệ khác Bảng 2.3 Thông số loại giá thể Anox Kaldnes Bảng 2.4 So sánh hiệu XLNT công nghệ bùn hoạt tính (CAS) MBR 13 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật thiết kế bể phản ứng MBBR kết hợp màng lọc 16 Bảng 3.2 Thông số thiết kế cột màng lọc 18 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật giá thể K3 chọn 19 Bảng 3.4 Các đặc điểm giá thể K3 20 Bảng 3.5 Các phương pháp phương tiện phân tích tiêu 25 Bảng 4.1 Thành phần, đặc điểm nước thải sinh hoạt 26 Bảng 4.2 Kết phân tích COD nước thải đầu mơ hình ngày (θ=6 giờ) 28 Bảng 4.3 Các tiêu hóa lý nước thải trước sau xử lý θ=6 29 Bảng 4.4 Các thơng số vận hành mơ hình thí nghiệm θ=6 30 Bảng 4.5 Các tiêu hóa lý nước thải trước sau xử lý (θ=5 giờ) 35 Bảng 4.6 Các thơng số vận hành mơ hình thí nghiệm θ=5 36 Bảng 4.7 Kết xử lý tổng Coliform 39 Bảng PL3.1 Kết phân tích tiêu nước thải sinh hoạt 48 Bảng PL3.2 DO (mg/L) vận hành thí nghiệm 𝛉=6 48 Bảng PL 3.4 Kết phân tích COD nước thải đầu ngày (θ=6 giờ) 49 Bảng PL3.5 Kết phân tích chi tiết tiêu hóa lý nước thải trước sau xử lý thí nghiệm θ=5 50 Bảng PL3.6 Kết phân tích chi tiết tiêu hóa lý nước thải trước sau xử lý thí nghiệm θ=5 51 HÌNH Hình 2.1 Bể MBBR hiếu khí (A) thiếu khí (B) Hình 2.2 Mặt cắt lớp màng vi sinh giá thể Hình 2.3 Nồng độ chất theo chiều sâu lớp màng Hình 2.4 Các loại giá thể Hình 2.5 Lớp màng sinh học hình thành giá thể K3 SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 vii Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hồng Việt Hình 2.6 Các quy trình cơng nghệ tách sinh khối nước sau xử lý MBBR 10 Hình 2.7 Bể lọc màng 11 Hình 2.8 Hoạt động màng lọc 12 Hình 2.9 Hoạt động hệ thống kết hợp bể MBBR màng lọc 12 Hình 2.10 Phương pháp làm màng thổi khí 14 Hình 2.11 Rửa màng ngâm với hóa chất 14 Hình 3.1 Vị trí lấy mẫu nước thải 15 Hình 3.2 Bể MBBR kết hợp màng lọc tự chế sử dụng thí nghiệm 16 Hình 3.3 Các kích thước mơ hình bể MBBR kết hợp màng lọc 17 Hình 3.4 Các kích thước hộp lọc 18 Hình 3.5 Mẫu vải tuyn kích thước lỗ màng 18 Hình 3.6 Cấu tạo cột màng lọc tự chế 19 Hình 3.7 Giá thể K3 lựa chọn cho mơ hình 20 Hình 3.8 Dịng chuyển động giá thể bể phản ứng 21 Hình 3.9 Sơ đồ quy trình bước thí nghiệm 23 Hình 3.10 Quy trình thí nghiệm đánh giá khả lọc màng 24 Hình 4.1 Giá thể trước (a) sau (b) thời gian tạo màng vi sinh 27 Hình 4.2 Sự thay đổi thể tích nước đầu sau lọc theo thời gian mức tải nạp khác 28 Hình 4.3 Mẫu nước thải trước sau xử lý (θ=6 giờ) 30 Hình 4.4 pH, DO nước thải trước sau xử lý mơ hình (θ=6 giờ) 31 Hình 4.5 Nồng độ tiêu nước thải trước sau xử lý (θ=6 giờ) 32 Hình 4.6 Nồng độ TP, SS nước thải trước sau xử lý (θ=6 giờ) 33 Hình 4.7 Nước thải trước sau xử lý (θ=5 giờ) 36 Hình 4.8 pH, DO nước thải trước sau xử lý thời gian lưu θ= 37 Hình 4.9 Nồng độ tiêu nhiễm nước thải trước sau xử lý (θ= giờ) 37 Hình PL2.1 Hộp gắn cột màng lọc 46 Hình PL2.2 Cột màng lọc tự chế 46 Hình PL2.3 Mơ hình bể MBBR kết hợp màng lọc 46 Hình PL2.4 Tạo màng sinh học cho giá thể 47 Hình PL2.5 Lớp màng sinh học 47 Hình PL2.6 Mơ hình MBBR kết hợp với màng lọc vận hành 47 SVTH: Võ Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 viii ... Môi trường K40, đặc biệt bạn thực luận văn, anh chị khóa trước nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ khuyến khích chúng tơi suốt trình làm luận văn Trong trình thực luận văn, chúng tơi cố gắng hồn thành... Trí – B1404301 iii Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt LỜI CAM KẾT Chúng xin cam kết luận văn hoàn thành dựa kết nghiên cứu kết nghiên cứu chưa dùng cho luận văn cấp khác Cần Thơ,... Hữu Đắc – B1404235 Phạm Minh Trí – B1404301 i Luận văn tốt nghiệp ngành KTMT CBHD:Lê Hoàng Việt LỜI CẢM TẠ Sau khoảng thời gian thực đề tài luận văn tốt nghiệp “Xử lý nước thải sinh hoạt bể MBBR