1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Nghiên cứu hiệu quả xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt trên mô hình ao với giá thể PVA

96 221 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 96
Dung lượng 3,61 MB

Nội dung

Đề tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt trên mô hình AO với giá thể PVA” đã được thực hiện nhằm nghiên cứu hiệu quả xử lý chất hữu cơ, chất dinh dưỡng của v

Trang 1

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT TRÊN MÔ HÌNH AO

VỚI GIÁ THỂ PVA

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường

Giảng viên hướng dẫn :PGS.TS Trương Thanh Cảnh Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Đồng

MSSV: 1211090024 Lớp: 12DMT01

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả

nghiên cứu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác

Tác giả đồ án

Nguyễn Văn Đồng

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn đến thầy hướng dẫn là thầy PGS.TS Trương Thanh Cảnh Cảm ơn thầy đã luôn quan tâm chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện luận văn Cám ơn thầy đã truyền cho em những tri thức , kiến thức để có thể hoàn thành tốt luận văn lần này, bên cạnh đó quan trọng hơn thầy còn cho em những bài học quý báu khác trong cuộc sống, thầy đã tha thứ cho em sau những lần mắc lỗi từ đó em có thể rút ra những bài học quý báu để rèn luyện bản thân trước khi đối mặt với cuộc sống thực tế sau khi ra trường Em chân thành cảm ơn thầy !

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Quý thầy cô ngành Môi Trường khoa TP-MT Trường Đại Học Kỹ Thuật tp.HCM đặc biệt là các thầy cô thỉnh giảng đã nhiệt tình giảng dạy, trang bị kiến thức và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập Các thầy cô đã truyền cho em những tri thức cần thiết để có thể thực hiện luận văn này Bên cạnh đó những kỷ niệm thời sinh viên sẽ luôn luôn khắc ghi cùng thầy cô và bạn bè

CNSH-Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến chị Nguyễn Thị Hưng Thanh, cảm ơn chị luôn đồng hành cùng em từng ngày; nhắc nhở, chỉ bảo em ngay cả việc nhỏ nhất; tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành công việc của mình trong suốt gần 6 tháng chạy

mô hình ;cảm ơn chị vẫn luôn bên cạnh em những ngày hoàn thành báo cáo, động viên , giúp đỡ những khi em gặp khó khăn Cảm ơn chị

Xin cảm ơn các thầy cô, anh chị công tác tại Viện Tài nguyên và Môi trường đã

hỗ trợ và tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài tại Viện trong suốt thời gian qua Cảm ơn các thầy cô, anh chị trong phòng thí nghiệm phân tích đã hỗ trợ dụng cụ, hóa chất để nhóm chúng em thực hiện các thí nghiệm sử dụng cho đề tài của mình Bên cạnh đó , xin cảm ơn đến 2 bạn đồng hành trong luận văn là Thi Thanh Trung và Trần Vũ Thu Thuỷ đã luôn chung vai sát cánh trong suốt quá trình thực hiện

và hoàn thành luận văn

Trang 4

Tuy có nhiều nỗ lực cố gắng nhưng không tránh khỏi sai sót, khuyết điểm trong khi thực hiện luận văn này Mong nhận được sự đóng góp từ các thầy cô bạn bè Một lần nữa, xin cảm ơn rất nhiều! Cuối cùng xin chúc mọi người sức khỏe và thành đạt

Thành phố Hồ Chí Minh ngày 06 tháng 08 năm 2016

Sinh viên Nguyễn Văn Đồng

Trang 5

Với ba mức thời gian lưu nước là 8,13h, 5,86h và 4,61h, hiệu suất xử lý TN và

N-NH4+ cao nhất ở thời gian lưu 5,86h với hiệu suất xử lý là 62,94% và 76,23% tương

ứng Nghiên cứu cũng thực hiện thử nghiệm tiếp theo với tỷ lệ tuần hoàn nước là

200%, 400%, 600% Kết quả cho thấy, hiệu suất xử lý TN, COD, N-NH4+ cao

nhất với tỷ lệ tuần hoàn nước 600%

Nồng độ TN, N-NH4+ và COD ở đầu ra trung bình với tỷ lệ tuần hoàn 600% lần lượt là 34,10±3,77mg/l, 14,57±1,51mg/l, 204,24±26,41mg/l

Khả năng xử lý Nitơ của vi sinh dính bám trên hạt PVA Gel là 3,78gN/m2.ngày (tức 3,37mgN/m2.ngày và 0,41mgN/m2.ngày tại ngăn thiếu khí và hiếu khí tương ứng) và khả năng xử lý COD là 10,05gCOD/m2.ngày tại tỷ lệ tuần hoàn 600% Kết thúc nghiên cứu, lượng sinh khối bám dính trên hạt trong ngăn thiếu khí là 3,69mg/hạt

và hiếu khí là 11,51mg/hạt

Trang 6

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Họ tên sinh viên:

Nguyễn Văn Đồng MSSV: 1211090024 Lớp: 12DMT01

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

2 Tên đề tài: “Nghiên cứu hiệu quả xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt trên mô

hình AO với giá thể PVA”

3 Các dữ liệu ban đầu:

- Số liệu thông số và hiệu quả của giá thể PVA theo công ty Kuraray Asia Pacific Pte Ltd Nhật Bản

- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008./BTNMT

- Những công trình nghiên cứu có liên quan

4 Các yêu cầu chủ yếu:

- Tổng quan về nước thải sinh hoạt

- Tổng quan về các công nghệ xử lý Nitơ hiện nay

- Vận hành mô hình thực tế từ đó đánh giá được hiệu quả giá thể

- Đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể theo lưu lượng và chế độ tuần hoàn từ đó đưa ra điều kiện tối ưu khi vận hành

5 Kết quả tối thiểu phải có:

- Hoàn thành quá trình vận hành của mô hình

- Đưa ra số liệu và đánh giá hiệu quả của giá thể từ đó đưa ra chế độ vận hành

tối ưu

Ngày giao đề tài: 08 / 05 / 2016 Ngày nộp đề tài: 08 / 08 / 2016

TP HCM, ngày tháng……năm……

Chủ nhiệm ngành Giảng viên hướng dẫn chính

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Trang 7

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Tình hình nghiên cứu 2

2.1 Nghiên cứu nước ngoài 2

2.2 Nghiên cứu trong nước 3

3 Mục tiêu nghiên cứu 4

4 Nội dung nghiên cứu 4

5 Phương pháp nghiên cứu 4

6 Ý nghĩa khoa học 5

7 Ý nghĩa thực tiễn 5

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt 6

1.2 Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt 6

1.2.1 Tác hại đến môi trường tự nhiên 6

1.2.2 Tác hại đến môi trường nhân tạo 7

1.3 Tính chất, thành phần của nước thải sinh hoạt 7

1.3.1 Tính chất vật lý 7

1.3.2 Thành phần hoá học 8

1.3.3 Thành phần sinh học 9

Trang 8

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH AO VÀ CÔNG NGHỆ SINH

HỌC DÍNH BÁM 11

2.1 tổng quan về mô hình AO (Anoxic Oxic ) 11

2.1.1 Bể Anoxic 11

2.1.2 Bể Oxic 12

2.2 Cơ sở lý thuyết của phương pháp lọc sinh học 14

2.2.1 Định nghĩa 14

2.2.2 Phân loại 14

2.2.3 Vi sinh vật xử lý nước thải trong lọc sinh học 15

2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tăng trưởng và phát triển của vi khuẩn 17 2.2.5 Cấu tạo và hoạt động của màng sinh học 19

2.2.6 Tính chất của vật liệu lọc nổi 23

2.2.7 Ưu và nhược điểm 25

2.2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý 25

2.2.9 Các loại vật liệu thường được dùng làm giá thể 26

CHƯƠNG 3 : MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 30

3.1 Mô hình AO 30

3.1.1 Mô hình thực nghiệm 30

3.1.2 Vật liệu giá thể vi sinh PVA Gel ( Polyvinyl alcohol) 32

3.1.3 Điều kiện thí nghiệm 34

3.1.4 Nước thải 34

3.1.5 Sinh khối 35

3.2 Vận hành mô hình 35

3.2.1 Giai đoạn chạy thích nghi 35

Trang 9

3.2.2 Giai đoạn xử lý 36

3.3 Phương pháp phân tích 37

3.4 Tính toán và xử lý số liệu 39

CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

4.1 Giai đoạn thích nghi 40

4.2 Khảo sát hiệu quả xử lý giai đoạn vận hành chính 42

4.2.1 Hiệu quả xử lý Nitơ 43

4.2.2 Hiệu quả xử lý COD 45

4.3 Tương quan sự biến đổi Nitơ trong từng thí nghiệm 47

4.3.1 Thí nghiệm thay đổi thời gian lưu 47

4.3.2 Thí nghiệm thay đổi tỉ lệ tuần hoàn 52

4.4 Khả năng xử lý trên một đơn vị giá thể 58

4.5 Nồng độ sinh khối và khả năng dính bám sinh khối 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

1 Kết luận 63

2 Kiến nghị 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC 67

Trang 10

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD : Biological Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hoá sinh học) COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hoá hoá học)

DO : Dissolved Oxygen (Nồng độ oxygen hòa tan)

MLSS : Mixed Liquor Suspended Solids (Hàm lượng bùn)

SS : Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng)

TSS : Total Suspended Solids (Tổng chất rắn lơ lửng)

N-NO2- : Nitrite

N-NO3- : Nitrate

MBBR : Moving Bed Biofilm Reactor

HRT : Hydraulic Retention Time

Trang 11

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 : So sánh chủng loại vi sinh vật giữa hệ thống bùn hoạt tính với hệ thống

vi sinh vật dính bám 16

Bảng 2.2 : Tính chất vật lý của một số vật liệu dùng cho lọc nhỏ giọt 29

Bảng 3.1 : Thông số mô hình AO 30

Bảng 3.2 : Thông số giá thể PVA Gel 33

Bảng 3.3: Tính chất nước thải nghiên cứu 34

Bảng 3.4 : Thông số vận hành thí nghiệm tìm thời gian lưu nước thải thích hợp 36 Bảng 3.5 : Thông số vận hành thí nghiệm tìm tỷ lệ tuần hoàn thích hợp 37

Bảng 3.6 : Phương pháp phân tích các thông số nước thải 38

Bảng 4.1 :Thông số vận hành giai đoạn thích nghi 40

Bảng 4.2 : Hiệu suất xử lý COD, NT ,NH 4 + qua các thí nghiệm 42

Bảng 4.3 : Thông số vận hành và kết quả thí nghiệm thay đổi theo thời gian lưu 47 Bảng 4.4 : Thông số vận hành và kết quả thí nghiệm thay đổi tỉ lệ tuần hoàn 52

Bảng 4.5 : Tải lượng Nitơ xử lý trên một đơn vị PVA Gel trong ngăn thiếu khí 59

Bảng 4.6 : Tải lượng Nitơ xử lý trên một đơn vị PVA Gel trong ngăn hiếu khí 60

Bảng 4.7 : Tải trọng COD trên một đơn vị giá thể PVA Gel 60

Bảng 4.8 : Nồng độ bùn lơ lửng trong từng thí nghiệm 61

Trang 12

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 : Cấu trúc màng sinh học 20

Hình 2.2 : Chuỗi các vi sinh vật tạo thành màng vi sinh 23

Hình 2.3 : Hạt vật liệu nổi 24

Hình 2.4 : Giá thể vi sinh 27

Hình 3.1 : Mô hình AO thực nghiệm 30

Hình 3.2 : Sơ đồ nguyên lý mô hình AO 31

Hình 3.3 : Hiệu quả giá thể PVA so với giá thể khác trên lượng Bacteria 33

Hình 2.4 : Cấu trúc hiển vi của giá thể PVA Gel 33

Hình 4.1 : Kết quả phân tích COD ở giai đoạn thích nghi 41

Hình 4.2 : Kết quả phân tích N-NH4+ ở giai đoạn thích nghi 41

Hình 4.3 : Giá thể tại bể thiếu khí và hiếu khí 42

Hình 4.5 :Sự biến thiên nồng độ và hiệu suất xử lý COD 46

Hình 4.6 : Sự biến thiên nồng độ N-NH4+ trong từng ngăn 49

Hình 4.7 : Sự biến thiên nồng độ TN trong từng ngăn 50

Hình 4.8: Biến thiên nồng độ N-NO3-(a) và nồng độ N-NO2-(b) trong từng ngăn 51

Hình 4.9 : Biến thiên nồng độ N-NH4+ theo từng ngăn 54

Hình 4.10 : Sự biến thiên TN trong từng ngăn 55

Hình 4.11 :Biến thiên nồng độ N-NO3-(a) và nồng độ N-NO2-(b) trong từng ngăn 57

Trang 13

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Theo Tổng cục thống kê, tính đến đầu tháng 4 năm 2014, dân số Việt Nam đạt gần 90,5 triệu người và xếp thứ 3 về dân số trong khu vực Đông Nam Á Trong đó, Thành phố Hồ Chí Minh là nơi có dân số đông nhất nước với gần 8 triệu người Cùng với sự gia tăng dân số, quá trình phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, đòi hỏi nhu cầu nước cho sản xuất và dân sinh ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng Nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng dẫn đến việc khai thác sử dụng tài nguyên nước ngày càng nhiều Điều đó cho thấy, nguy cơ thiếu nước là rõ ràng và ở mức nghiêm trọng Suy thoái, cạn kiệt nguồn nước mặt, nước ngầm, thiếu nước, khan hiếm nước trở nên phổ biến hơn Đi đôi với việc tiêu thụ tài nguyên nước là vấn đề ô nhiễm môi trường gây ra trong quá trình sản xuất và tiêu thụ

TP Hồ Chí Minh là đô thị lớn nhất Việt Nam và hiện đang đối mặt với tình trạng khối lượng nước thải sinh hoạt ngày càng gia tăng do tốc độ phát triển dân số tăng cao Tuy nhiên, hiện nay cơ sở xử lý nước thải sinh hoạt của thành phố còn rất hạn chế chỉ có khoảng 3 nhà máy với tổng công suất 176.000 m3/ngày.đêm (nhà máy Bình Hưng có công suất 141.000 m3/ngày.đêm, nhà máy Tân Quy Đông có công suất 5.000 m3/ngày.đêm, nhà máy Bình Hưng Hòa có công suất 30.000 m3/ngày.đêm), chưa đủ để thu gom và xử lý hết khối lượng nước thải phát sinh Bên cạnh đó, trong nước thải có thành phần hữu cơ cao nên khi được xả thải trực tiếp vào nguồn nước đã góp phần làm suy giảm chất lượng nguồn tiếp nhận nước thải, cũng như ảnh hưởng tới điều kiện vệ sinh và sức khỏe của người dân

Nước thải sinh hoạt thường chứa các chất lơ lửng, chất hữu cơ, các chất cặn bã

và vi sinh, nếu không được xử lý và xả thải thường xuyên sẽ là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Vì vậy, yêu cầu đặt ra với các hệ thống xử lý nước thải của thành phố hiện nay là xử lý thành phần hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải đạt chuẩn với diện tích nhỏ, quá trình vận hành đơn giản, chi phí thấp và lượng chất thải thứ cấp giảm tối đa

Trang 14

Có rất nhiều phương pháp vật lý, hóa học và sinh học được sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt nhưng phương pháp luôn được hướng tới trong nghiên cứu hiện nay là xử lý sinh học Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí kết hợp hệ vi khuẩn dính bám (lọc sinh học) và lơ lửng (bùn hoạt tính) đang là một hướng đi mới và rất có ý nghĩa thực tiễn Vật liệu lọc được sử dụng trong các bể lọc sinh học rất đa dạng: gỗ, chất dẻo, đá cuội… Trong đó, vật liệu lọc bằng chất dẻo hiện đang được sử dụng rộng rãi do có nhiều ưu điểm: nhẹ, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển

Đề tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt trên mô

hình AO với giá thể PVA” đã được thực hiện nhằm nghiên cứu hiệu quả xử lý chất

hữu cơ, chất dinh dưỡng của vật liệu lọc mới - hạt PVA - trên cơ sở phân tích các thông số COD, hiệu suất xử lý Nitơ

2 Tình hình nghiên cứu

2.1 Nghiên cứu nước ngoài

Từ nhiều năm qua, phương pháp lọc sinh học sử dụng giá thể đã được xem là phương pháp đơn giản, nhỏ gọn nhưng lại rất hiệu quả để xử lý nước thải Cho đến nay, những nghiên cứu về phương pháp này vẫn đang được tiến hành ở nhiều nước trên thế giới

Orantes, J.C, Gonzalez-Martinez và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu “A new low-cost biofilm carrier for the treatment of municipal wastewater in a moving bed reactor”[7] Màng sinh học trong nghiên cứu là ống polyethylene với đường kính 1,1

cm được cắt thành miếng 1,2 cm Nhóm tác giả vận hành mô hình ở các tải trọng hữu

cơ khác nhau Các kết quả chính đã cho thấy rằng tổng COD tối đa đạt được là 81% Sau vài tháng hoạt động, vật liệu không có dấu hiệu mài mòn hoặc biến dạng

Trong quá trình lọc sinh học, loại và kích thước lỗ xốp của màng có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải Nghiên cứu “Roles of sponge sizes and membrane types in a single stage sponge-submerged membrane bioreactor for improving nutrient removal from wastewater for reuse” của Wenshan Guo, Huu-Hao Ngo và cộng sự thực hiện trên nước thải tổng hợp mô phỏng nước thải

Trang 15

sinh hoạt đậm đặc Nghiên cứu này khảo sát hiệu suất của ba kích cỡ khác nhau của vật liệu xốp (S28-30 / 45R, S28-30 / 60R và S28-30 / 90R) Vật liệu xốp S28-30 / 45R, S28-30 / 60R cho hiệu suất loại bỏ hợp chất hữu cơ hòa tan (> 96%) và PO4-P (> 98,8) cao, và loại bỏ hơn 99% N_NH4+

Nghiên cứu hiệu quả xử lý COD và chất dinh dưỡng bằng phương pháp lọc sinh học cũng đã được X.J Wang cùng cộng sự thực hiện, kết quả được trình bày trong bài báo "Nutrients removal from municipal wastewater by chemical precipitation in

a moving bed biofilm reactor”[8] Nhóm tác giả đã sử dụng giá thể làm từ polyethylene

có tỷ trọng 0,95 - 0,99 g/cm3 dạng hình cầu nhỏ đường kính 25 mm Giá thể chuyển động tự do trong bể phản ứng Nghiên cứu được thực hiện ở DO khác nhau từ 6, 4,

2, và 1 mg/l với thời gian lưu nước là 6h Trong 4 trường hợp trên, hiệu quả khử COD tăng dần khi DO tăng dần và đạt 77,1% tại DO = 6 mg/l Tuy nhiên, hiệu quả khử N lại đạt cao nhất là 89,9% tại DO = 2 Nếu tiếp tục tăng DO thì hiệu quả khử N lại giảm

2.2 Nghiên cứu trong nước

Ở Việt Nam, vấn đề ứng dụng giá thể xử lý nước thải đã được nhiều tổ chức, nhiều cá nhân quan tâm nghiên cứu Điển hình là:

Nguyễn Thị Thanh Phượng, Nguyễn Văn Phước, Thiệu Cẩm Anh đã thực hiện

“Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tinh bột mì bằng công nghệ lọc sinh học hiếu khí trên các loại vật liệu lọc khác nhau”[4] Đề tài đã đánh giá hiệu quả xử

lý nước thải tinh bột khoai mì bằng công nghệ lọc sinh học hiếu khí trên 4 loại vật

liệu lọc: xơ dừa, than đá, nhựa PVC, nhựa Bio - Ball BB-1 Kết quả cho thấy cả 4 loại

vật liệu lọc đều có khả năng xử lý chất hữu cơ và N cao cụ thể COD, N giảm 90-98%; 61- 92 % ở tải trọng hữu cơ dao động từ 0,5; 1; 1,5 và 2 kg COD/m3/ngày

- Công nghệ Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) là công nghệ đang được sử dụng nhiều hiện nay Công nghệ MBBR là công nghệ kết hợp giữa các điều kiện thuận lợi của quá trình xử lý bùn hoạt tính và bể lọc sinh học Lê Đức Anh, Lê Thị Minh, Đào Vĩnh Lộc đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ này để xử lý nước thải sinh hoạt tại Thành phố Đà Lạt[1] Thiết lập mô hình nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm

Trang 16

với 2 bể sinh học có giá thể K3 làm từ Polyetylen với tỷ lệ 40% so với thể tích bể

Mô hình vận hành tại HRT = 4-24h, pH = 6,5-8, DO = 0,1-0,5 (bể thiếu khí) và 3,5 (bể hiếu khí) Nghiên cứu thực hiện ở các tải trọng 1 kg COD/m3.ngày, 2 kg COD/m3.ngày, 3 kg COD/m3.ngày hiệu quả xử lý COD cao nhất lần lượt là 93,22%, 92,82%, 85,61% và hiệu suất khử T-N (tổng nitơ) cao nhất đạt 69,03%, 76,74%, 61,40% Các chỉ tiêu COD, BOD5, N-NH4+ dòng ra đều đạt tiêu chuẩn loại B của QCVN 14:2008/BTNMT Kết quả này cho thấy tiềm năng lớn ứng dụng công nghệ MBBR xử lý nước thải sinh hoạt

2,5 "Ứng dụng phương pháp lọc sinh học ngập nước trong xử lý nước thải sinh

hoạt" do Đỗ Văn Mạnh cùng cộng sự nghiên cứu cho thấy khả năng khử Nitơ và

COD của giá thể đệm nhựa gấp nếp[3] Hiệu suất xử lý N-NH4+ ở các chế độ thời gian lưu nghiên cứu đều đạt trên 95% Hiệu suất xử lý COD ở các chế độ thời gian lưu 11

h, 7,3 h và 5,6 h tương ứng đạt 85 – 90%, 80 – 85% và 75 – 80% Kết quả cho thấy phương pháp lọc sinh học sử dụng giá thể cho hiệu quả, tốc độ xử lý và tính ổn định cao

3 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu hiệu quả xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt trên mô hình AO với giá thể PVA , so sánh và đưa ra điều kiện tối ưu mà hệ thống và giá thể có hiệu suất xử lý là cao nhất

4 Nội dung nghiên cứu

- Tiến hành lấy và phân tích nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại của Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh

- Tiến hành chạy mô hình thí nghiệm và phân tích các chỉ tiêu đầu ra và đầu vào với nhiều chế đồ tuần hoàn để có thể xác định được khoảng xử lý tối ưu COD và Nito của giá thể PVA gel trong hệ thống

- Đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể PVA gel

- Đưa ra các số liệu mà hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Trang 17

Trên cơ sở định hướng nghiên cứu của đề tài, tiến hành thu thập các cơ sở lý thuyết, kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước, số liệu, tài liệu thống kê thông qua khảo sát thực tế, báo cáo khoa học, sách giáo khoa, tạp chí chuyên ngành liên quan đến nội dung và đối tượng nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

Vận hành mô hình trong điều kiện thay đổi tỉ lệ tuần hoàn nước

Phương pháp lấy mẫu và phân tích: Mẫu nước thải đầu vào và đầu ra của mô hình sẽ được thu thập ở mỗi ngăn và ở bể chứa nước sau xử lý Tiến hành phân tích các chỉ tiêu môi trường theo các quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam hoặc Tiêu chuẩn quốc tế (theo Standard Methods for the Exammination of Water and Wastewater, 2005)

Phương pháp so sánh: so sánh nồng độ chất ô nhiễm, so sánh kết quả nghiên cứu giữa các thực nghiệm nghiên cứu với nhau và với QCVN 14:2008/BTNMT

- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu:

Các kết quả phân tích sau tính toán sẽ được xử lý thống kê trên phần mềm MS.Excel

Tính toán các thông số từ đó kết luận hiệu quả xử lý của giá thể

Trang 18

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng : tắm , giặt , tẩy rửa , vệ sinh cá nhân, chế biến thức ăn… chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp

1.2 Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt

1.2.1 Tác hại đến môi trường tự nhiên

Nước thải sinh hoạt gây ra sự ô nhiễm môi trường tự nhiên do các thành phần ô nhiễm:

- COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ moat lượng lớn và

gay thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng của hệ sinh thái môi trường nước nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí có thể hình thành Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4…làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường nước nơi tiếp nhận

- SS: lắng động ở nguồn tiếp nhận gay điều kiện yếm khí

- Nhiệt độ: nhiệt độ nước thải sinh hoạt thường không gay ảnh hưởng đến đời

sống của thủy sinh vật

Trang 19

- Vi khuẩn gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước tiểu như:

tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da…

- N, P: nay là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ trong nước

quá cao dẫn tới hiện tượng phú dưỡng hóa, đó là sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho các nồng độ oxi trong nước rất thấp vào ban đêm gay ngạt thở và gay chất các thủy sinh vật, trong khi đó ban ngày nồng độ oxi rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra

- Màu: màu đục hoặc đen, gây mất mỹ quan

- Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxi

1.2.2 Tác hại đến môi trường nhân tạo

Bên cạnh sự ô nhiễm môi trường tự nhiên, thì nước thải nói chung, nước thải sinh hoạt nói riêng khi chưa qua xử lí mà được xả trực tiếp ra môi trường sẽ gay mất

mĩ quan khu vực Đó là chưa kể đến việc phát sinh các loại dịch bệnh lạ, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân

Về mặt xã hội thì nó sẽ gây ra sự bất an và thiếu tin tưởng vào các cơ quan quản

lí, từ đó sẽ kéo theo nhiều hệ lụy tiêu cực

1.3 Tính chất, thành phần của nước thải sinh hoạt

1.3.1 Tính chất vật lý

Hàm lượng chất rắn lơ lửng: Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total)

Suspended Solids – TSS - SS) có thể có bản chất là: - Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét); - Các chất hữu cơ không tan; - Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…) Sự có mặt của các chất rắn

lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

Mùi: Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S - mùi trứng thối Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S

Độ màu: Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc

nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Đơn vị đo độ màu thông dụng là mg Pt/L (thang đo Pt-Co) Độ màu là một thông số

Trang 20

thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD): COD là lượng oxy

cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Như vậy, COD là lượng oxy cần để oxy hoá toàn bộ các chất hoá học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hoá một phần các hợp chất hữu cơ

dễ phân huỷ bởi vi sinh vật COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD): BOD

(Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ theo phản ứng:

Chất hữu cơ + O2  CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian

Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hoá sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hoà tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hoà tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước

có thể bị phân huỷ bằng các vi sinh vật

Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO): DO là lượng oxy hoà tan trong nước

cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v ) và thường được tạo ra do sự hoà tan oxy từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh

Trang 21

phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực

Nitơ và các hợp chất chứa Nitơ: Trong nước mặt cũng như nước ngầm Nitơ

tồn tại ở ba dạng chính là: ion amoni (N-NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) Dưới tác động của nhiều yếu tố hóa lý và do hoạt động của một số sinh vật các dạng Nitơ này chuyển hóa lẫn nhau, tích tụ lại trong nước ăn uống và có độc tính đối với con người Nếu sử dụng nước có NO2- với hàm lượng vượt mức cho phép kéo dài, trẻ em

và phụ nữ có thai có thể mắc bệnh xanh da vì chất độc này cạnh tranh với hồng cầu

để lấy oxy

Phospho và các hợp chất chứa phospho: Trong các loại nước thải, Phospho

hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphat Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và Phosphat hữu cơ Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật Việc xác định Phospho tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và

vi khuẩn lam

Chất hoạt động bề mặt: Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm

2 phần: kỵ nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp

1.3.3 Thành phần sinh học

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho người Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký sinh,

Trang 22

phát triển và sinh sản Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, virus, giun sán

Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về

đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa

Virus: có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ

thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan Thông thường khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được virus

Giun sán (helminths): Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với

hai hay nhiều động vật chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả

Trang 23

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH AO VÀ CÔNG NGHỆ SINH

HỌC DÍNH BÁM 2.1 tổng quan về mô hình AO (Anoxic Oxic )

Các hợp chất chứa Nitơ trong nước thải có thể xử lý bằng nhiều phương pháp khác nhau như: hóa học, vật lý hoặc sinh học Dù bằng giải pháp nào thì cũng đều phải dựa trên nguyên tắc là chuyển hóa chúng thành các hợp chất khác hoặc tách loại chúng ra khỏi môi trường nước để chúng không tạo thành những chất độc với môi

trường

Mô hình AO là một mô hình khá phổ biến để oxy hóa carbon với khử ammonium từ nước thải Mô hình này bao gồm hai phần thiếu khí và hiếu khí có tác dụng xử lý triệt để COD, BOD và Nitơ trong nước thải

2.1.1 Bể Anoxic

Trong điều kiện thiếu khí, hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý Nitơ thông

chất nhận điện tử Khái niệm được đơn giản hóa hơn: sự khử Nitrat thường gặp khi nguồn cung cấp oxy tự do đã bị cạn kiệt và chính Nitrat lại trở thành nguồn cung cấp oxy cho vi sinh vật Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này làNitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu Oxi, các loại vi khuẩn này sẽ khử Nitrat , tách Oxi của Nitrat và Notrit theo chuỗi chuyển hoá :

Do khả năng hòa tan trong nước rất thấp nên khí nitơ luôn có xu hướng thoát ra khỏi môi trường nước dưới dạng các bọt khí Chúng có thể liên kết với bùn đáy trong các bể lắng gạn (clarifier) và đó là nguyên nhân làm cho bùn nổi lên mặt nước Khử Nitrat tự dưỡng thườngsử dụng trong xử lý nước cấp nhiều hơn nước thải.Đối với quá trình khử Nitrat dị dưỡng, nguồn C có thể lấy từ nước thải, các tế bào vi khuẩn hoặc từ nguồn C bên ngoài Quá trình khử Nitrat dị dưỡng xảy ra với tốc độ nhanh, thích nghi tốt với các hợp chất ức chế, đòi hỏi nồng độ hữu cơ cao và nồng độ DO thấp hoặc không có Các vi khuẩn hiện diện trong hệ thống là vi khuẩn hiếu khí tùy nghi Toàn bộ phản ứng bao gồm:

Trang 24

NO3- + 0,345 C10H19O3N + H+ + 0,267 NH4+ + 0,267 HCO3-0,612 C5H7O2N

+ 0,5 N2 + 2,3 H2O + 0,655 CO2 Theo lý thuyết sẽ có 3,57 mg kiềm CaCO3 được tạo ra khi 1mg nitrat bị chuyển sang dạng khí N2, khi nước thải được sử dụng như nguồn cung cấp C Vì vậy, sự khử Nitrat có thể lấy lại được khoảng một nửa lượng kiềm đã mất trong quá trình Nitrat hóa và có thể khắc phục được tình trạng giảm pH Các vi sinh vật khử Nitrat là sinh vật dị dưỡng nên chúng dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi pH của môi trường Nhìn chung, tốc độ khử Nitrat sẽ bị giảm sút nếu pH dưới 6 hoặc trên 8

Trong trường hợp CBOD trong nước thải không đủ để cung cấp C cho quá trình khử Nitrat, thì nguồn C bên ngoài phải được cung cấp thêm, chủ yếu là methanol và axetat Lúc này, độ kiềm đã mất có thể hoặc không thể được thu hồi, phụ thuộc vào tính chất hóa học của nguồn C được sử dụng

2.1.2 Bể Oxic

Bể hiếu khí là bể xử lý sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải Trong bể này, các vi sinh vật (còn gọi là bùn hoạt tính) sẽ hấp thụ Oxy,chất hữu cơ (chất ô nhiễm) và sử dụng chất dinh dưỡng là Nitơ & Photpho để tổng hợp tế bào

tại phản ứng phân hủy nội sinh (Các tế bào vinh sinh vật già sẽ tự phân hủy) làm giảm

số lượng bùn hoạt tính Tuy nhiên quá trình tổng hợp tế bào mới vẫn chiếm ưu thế do trong bể duy trì các điều kiện tối ưu vì vậy số lượng tế bào mới tạo thành nhiều hơn

tế bào bị phân hủy và tạo thành bùn dư cần phải được thải bỏ định kỳ

Các phản ứng chính xảy ra trong bể Oxic:

Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:

Quá trình tổng hợp tế bào mới:

Quá trình phân hủy nội sinh:

Trang 25

Quá trình Nitrat hóa:

hóa Vì vậy, quá trình Nitrat hóa có nhu cầu sử dụng oxy sinh hóa để oxy hóa N (NBOD) rất cao, ngoài nhu cầu oxy sinh hóa để phân hủy chất hữu cơ (CBOD) Quá trình này làm giảm pH nếu không có đủ đệm kiềm trong nước thải

nguồn C để hình thành các mô tế bào) có tốc độ tăng trưởng thấp hơn so với các vi sinh vật dị dưỡng (sử dụng C hữu cơ để hình thành tế bào) Vì vậy, tốc độ Nitrat hóa được kiểm soát bởi quá trình oxy hóa bởi CBOD của các sinh vật dị dưỡng

Khi có một tải trọng hữu cơ cao (CBOD) đi vào hệ thống, các vi khuẩn dị dưỡng

sẽ chiếm ưu thế Hệ thống nitrat hóa do đó phải được thiết kế cho phép thời gian lưu

đủ để vi khuẩn Nitrat hóa trong hệ thống phát triển Sinh vật dị dưỡng cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc hạn chế vận chuyển oxy cho vi khuẩn Nitrat, đặc biệt là trong hệ thống tăng trưởng bám dính Sau khi cạnh tranh với các vi khuẩn dị dưỡng, tốc độ của quá trình Nitrat hóa sẽ bị giới hạn bởi nồng độ ion amoni có sẵn trong hệ thống

Tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn tham gia quá trình Nitrat hóa chịu ảnh hưởng của nồng độ Oxy hòa tan (DO) và yêu cầu không được ít hơn 0,5 mg/l (nhu cầu tối thiểu cho vi khuẩn sinh trưởng) Nồng độ oxy hòa tan khỏang 1 - 2 mg/lthường được khuyến cáo là hợp lý cho họat động Nitrat hóa trong Aerotank

Quá trình Nitrat hóa thường tạo ra Acide, làm cho pH môi trường giảm và do

đó có thể ức chế tăng trưởng của các vi khuẩn Nitrat hóa Giới hạn pH tối ưu cho

Nitrosomonas và Nitrobacter nằm trong khỏang giữa 7,5 và 8,5 Quá trình Nitrat hóa

bị dừng lại ngay khi pH giảm xuống dưới 6,0

Nhiệt độ cũng ảnh hưởng mạnh đến quá trình Nitrat hóa, sẽ đạt tốc độ cực đại khi nhiệt độ nằm trong giới hạn từ 30 đến 35OC Ở 40OC hoặc cao hơn tốc độ Nitrat hóa giảm tới số 0

Trang 26

Tác động gây độc và kìm hãm tăng trưởng vi sinh vật luôn được coi là những vấn đề cần được quan tâm khi quá trình Nitrat hóa họat động Các hợp chất gây độc mạnh nhất đối với hệ vi khuẩn tham gia quá trinh nitrat hóa là cyanide, thiourea, phenol và các kim lọai nặng như Ag, Hg, Ni, Cr,Cu và Zn cần được đặc biệt quan tâm Nguồn phát sinh của những hợp chất độc hại vừa nêu có thể từ chính nước thải cần xử lý Đời sống của các vi khuẩn tham gia Nitrat hóa cũng còn có thể bị đe dọa bởi chính các cơ chất của chúng gây nên Ví dụ vi khuẩn oxy hóa Nitrit rất mẫn cảm với acid nitơ tự do (HNO), còn vi khuẩn oxy hóa ammonia thì mẫn cảm với ammonia

tự do Mức ammonia tự do cao làm giảm tốc độ tăng trưởng của các vi khuẩn tham gia quá trình Nitrat hóa

2.2 Cơ sở lý thuyết của phương pháp lọc sinh học

2.2.1 Định nghĩa

Quá trình màng sinh học là một trong các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sử dụng các vi sinh vật không di động và bám dính lên trên bề mặt các vật liệu rắn để tiếp xúc liên tục hay gián đoạn với nước thải

2.2.2 Phân loại

Dựa vào nguyên tắc hoạt động, quá trình lọc sinh học được chia thành 3 loại:

- Lọc sinh học ngập nước (submerged filter): Phương pháp này dựa trên nguyên tắc vật liệu lọc được đặt ngập chìm trong nước Phương pháp này còn được chia thành nhiều loại dựa trên cách hoạt động của giá thể: nền cố định (fixed bed), nền mở rộng (expanded bed) và nền giả lỏng (fluidized bed)

- Thiết bị sinh học tiếp xúc quay (rotating contactor): Đĩa quay sinh học sử dụng một lượng lớn các đĩa quay ngập một phần hoặc hoàn toàn trong nước, và nước thải được làm sạch thông qua hoạt động của màng vi sinh vật trên các bề mặt của đĩa

- Thiết bị lọc nhỏ giọt (trickling filter): Ở phương pháp này dòng nước được chảy từ trên xuống qua tầng vật liệu lọc Lọc sinh học nhỏ giọt gồm một bể tròn hay chữ nhật có chứa lớp vật liệu lọc (đá, ống nhựa, nhựa miếng…), nước thải được tưới liên tục hay gián đoạn từ một ống phân phối thích hợp đặt bên trên bể Khi nước thải

Trang 27

chảy vào liên tục và đi qua lớp vật liệu lọc, lớp màng vi sinh vật tiếp xúc với nước thải và phát triển trên vật liệu lọc nên nước thải được làm sạch

Quá trình lọc sinh học cũng được phân loại vào quá trình hiếu khí và kỵ khí Khi áp dụng lọc sinh học ngập nước vào quá trình xử lý hiếu khí, oxy được cung cấp thông qua máy thổi khí Quá trình lọc sinh học ngập nước với bể ổn định đôi khi được gọi là quá trình oxy hóa tiếp xúc, quá trình lọc tiếp xúc, hiếu khí tiếp xúc hay quá trình lọc sinh học tiếp xúc Tuy nhiên, ngay trong quá trình xử lý hiếu khí, không chỉ

có vi sinh vật hiếu khí mà vi sinh vật kỵ khí cũng cùng tồn tại

2.2.3 Vi sinh vật xử lý nước thải trong lọc sinh học

Khi nước thải chảy qua, trên bề mặt các hạt vật liệu lọc sẽ hình thành và phát triển các vi sinh vật, được gọi là quá trình tạo màng sinh học Bể lọc sinh học là công trình làm sạch hiếu khí và đa số các loài vi sinh vật đều cần sử dụng oxy Mặc dù là công trình làm sạch hiếu khí, nhưng bể lọc sinh học phải được coi là hệ tùy tiện Cấu trúc của hệ bao gồm (từ ngoài vào trong): lớp hiếu khí, lớp thiếu khí và cuối cùng là lớp kỵ khí

Những quần thể sinh vật, vi sinh vật của màng này sẽ hấp thụ chất dinh dưỡng cần thiết trong nước thải để phát triển Ở phần trên của lớp vật liệu màng sinh vật phát triển mạnh hơn và các chất hữu cơ cũng bị oxy hoá mạnh hơn, do đó tiêu thụ cũng mạnh hơn Thành phần vi sinh vật chủ yếu ở lớp vật liệu phía trên bao gồm: vi khuẩn, nấm và một số xạ khuẩn không màu

Các chủng vi sinh vật tham gia trong quá trình phân hủy hiếu khí dính bám cũng tương tự như trong quá trình hiếu khí lơ lửng Chỉ có điều, mật độ tập trung của 2 loại này là khác nhau, các vi sinh vật sẽ được tập trung với mật độ cao hơn trong màng sinh học khi so với bùn hoạt tính Nhìn chung, những chủng vi sinh vật thường có mặt trong quần thể vi sinh làm sạch nước bao gồm:

Vi khuẩn: là những vi sinh đơn bào, chúng có khả năng hấp thụ tạp chất hữu

cơ trên toàn bộ bề mặt tế bào

Trang 28

Động vật nguyên sinh: là loại vi sinh đơn bào, chúng có khả năng sử dụng vi

khuẩn và các sinh vật đơn bào khác như là nguồn thức ăn Đây là những tế bào phức tạp hơn, có miệng và có bộ phận tự vệ

Sinh vật đa bào: những vi sinh này có cấu tạo từ nhiều tế bào, như là: ấu trùng

bánh xe, giun và Chironimides Thức ăn của những sinh vật này là hợp chất hữu cơ

dễ phân hủy, vi khuẩn, động vật nguyên sinh và tảo

Bảng 2.1 : So sánh chủng loại vi sinh vật giữa hệ thống bùn hoạt tính với hệ

Trang 29

++++ : rất nhiều

2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tăng trưởng và phát triển của vi khuẩn

Trong quá trình phát triển và sinh sản, vi sinh vật chịu tác động của nhiều yếu

tố bên ngoài Bao gồm:

- - Yếu tố lý học

- - Yếu tố hóa học

- - Yếu tố sinh học

2.2.4.1 Ảnh hưởng của các yếu tố lý học

Nhiệt độ: mỗi sinh vật phát triển trong một khoảng nhiệt độ nhất định Ngoài

nhiệt độ đó ra, vi sinh vật sẽ bị hạn chế sự phát triển Nhiệt độ thường gây cho vi sinh

vật những chiều hướng sau Đối với nhiệt độ thấp thường không gây chết vi sinh vật

ngay mà nó tác động lên khả năng chuyển hóa các hợp chất, làm ức chế hoạt động của các hệ enzym, làm thay đổi khả năng trao đổi chất của chúng, vì thế làm mất khả năng phát triển và sinh sản của vi sinh vật Nhiệt độ cao thường gây chết vi sinh vật một cách nhanh chóng Đa số vi sinh vật bị chết ở 60 – 80oC Một số khác chết ở nhiệt độ cao hơn

Trang 30

Độ ẩm: độ ẩm không khí, độ ẩm vật liệu hay độ ẩm môi trường cũng ảnh hưởng

rất lớn đến sự phát triển của vi sinh vật Đa số vi sinh vật phát triển tốt ở độ ẩm không khí 80% và độ ẩm môi trường >20% Nếu hạ thấp độ ẩm sẽ làm rối loạn quá trình sinh lý bình thường của vi sinh vật Độ ẩm là một trong những yếu tố làm cho vi sinh vật tiếp nhận thức ăn dễ dàng Nhờ có độ ẩm tốt mà các chất dinh dưỡng dễ thâm nhập vào cơ thể, các hệ enzym thủy phân mới hoạt động được

Ánh sáng: Ánh mặt trời làm những vi sinh vật sống trên bề mặt đất bị tiêu diệt,

trừ những vi khuẩn tự dưỡng quang năng Các vi sinh vật gây bệnh thường nhạy cảm với ánh sáng hơn những vi sinh vật gây mùi Tác dụng chiếu sáng phụ thuộc vào bước sóng của tia sáng Bước sóng càng ngắn, khả năng tác dụng quang hóa càng mạnh càng làm vi sinh vật dễ bị tiêu diệt

Tia tử ngoại: Tia tử ngoại có khả năng tiêu diệt vi sinh vật rất nhanh Chính vì

thế mà ngày nay người ta sử dụng tia tử ngoại như một trong những phương thức tiệt trùng

Tia phóng xạ, Roghen: Khi chiếu xạ những tia này trong thời gian rất ngắn

cũng đủ làm ức chế và tiêu diệt vi sinh vật

Áp suất: Nồng độ hoàn tan thường gây áp suất thẩm thấu lên màng tế bào vi

sinh vật Có hai trường hợp có thể xảy ra: Khi chất hòa tan trong môi trường quá cao, trong tế bào sinh vật xảy ra hiện tượng tách nước ra ngoài môi trường Điều này dẫn đến hiện tượng mất nước hay có nguyên sinh chất, làm tế bào dễ bị chết Nếu tế bào

vi sinh có khả năng thích ứng với điều kiện áp suất thẩm thấu thay đổi, khi đó sẽ xuất hiện sự tích lũy trong dịch bào những muối khoáng hoặc những chất hòa tan làm điều hòa áp suất ở trong và ngoài tế bào Đó là hiện tượng tự điều chỉnh áp suất của vi sinh

vật

2.2.4.2 Ảnh hưởng của các yếu tố hoá học

pH: Ion hydro nằm trong thành phần môi trường làm thay đổi trạng thái điện

tích của thành tế bào Tùy theo nồng độ của chúng mà làm tăng hoặc giảm khả năng thẩm thấu của tế bào đối với những ion nhất định Đối với vi khuẩn, thuận lợi nhất là chúng phát triển trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu Đối với nấm men và

Trang 31

nấm mốc thì phát triển ở môi trường axit yếu Nếu nồng độ hydro trong dung dịch vượt quá mức độ bình thường đối với vi sinh vật thì sự sống bị ức chế

Chất độc, chất diệt khuẩn: Nhiều chất độc hóa học có khả năng tiêu diệt vi

sinh vật Cơ chế tác dụng của chúng khác nhau, nói chung không đồng nhất, nó phụ

thuộc vào bản chất hóa học của chất đó và phụ thuộc vào từng loài vi sinh vật

2.2.4.3 Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học

Bên cạnh các yếu tố vật lý và hoá học còn có rất nhiều yếu tố sinh học tác động

đến sự tăng trưỏng và phát triển của vi sinh vật Giữa các cá thể trong cùng một cộng

đồng vi sinh vật sống cũng tồn tại những quan hệ tương hỗ về nhiều mặt có thể kích

thích (trợ giúp) hoặc kiềm hãm (đối kháng) lẫn nhau Có ý nghĩa rất quan trọng là sự cạnh tranh dinh dưỡng của sinh vật, kể cả giữa chúng với nhau cũng như với các sinh vật khác Bản thân vi sinh vật cũng bị các động vật bậc thấp sử dụng làm thức ăn

2.2.5 Cấu tạo và hoạt động của màng sinh học

2.2.5.1 Cấu tạo màng sinh học

Từ khi phương pháp màng sinh học được xem là một trong các biện pháp sinh học để xử lý nước thải, đã có rất nhiều những nghiên cứu về cấu trúc của màng sinh học Theo thời gian và sự phát triển của các công cụ nghiên cứu, cấu trúc của màng sinh học ngày càng được làm sáng tỏ và là cơ sở để mô hình hóa những quá trình sinh học xảy ra bên trong màng

Cấu tạo của lớp màng sinh học bao gồm những đám vi sinh vật và một số vật chất khác liên kết trong ma trận cấu tạo bởi các polymer ngoại tế bào (atin) do vi sinh vật (cả protozoa và vi khuẩn) sản sinh ra trong quá trình trao đổi chất và quá trình tiêu hủy tế bào và do có sẵn trong nước thải Thành phần chủ yếu của các polymer ngoại bào này là polysaccharide, protein

Màng sinh học có cấu trúc phức tạp cả về cấu trúc vật lý và vi sinh Cấu trúc cơ

bản của một hệ thống màng sinh học được thể hiện ở Hình 2.1

Trang 32

Hình 2.1 : Cấu trúc màng sinh học

Vật liệu đệm (đá, sỏi, chất dẻo, than… với nhiều loại kích thước và hình dạng khác nhau) có bề mặt rắn làm môi trường dính bám cho vi sinh vật Lớp màng sinh học phát triển dính bám trên bề mặt vật liệu đệm Lớp màng này được chia thành hai lớp: lớp màng nền và lớp màng bề mặt

Nhờ sự phát triển khoa học kỹ thuật, những hình ảnh mới về cấu trúc nội tại của lớp màng nền dần dần được đưa ra Phát hiện mới cho thấy màng sinh học là một cấu trúc không đồng nhất bao gồm những cụm tế bào rời rạc bám dính với nhau trên bề mặt đệm, bên trong ma trận polymer ngoại tế bào; tồn tại những khoảng trống giữa những cụm tế bào theo chiều ngang và chiều đứng Những khoảng trống này có vai trò như những lỗ rỗng theo chiều đứng và như những kênh vận chuyển theo chiều ngang Kết quả là sự phân bố sinh khối trong màng sinh học không đồng nhất Và quan trọng hơn là sự vận chuyển cơ chất từ chất lỏng ngoài vào màng và giữa các vùng bên trong màng không chỉ bị chi phối bởi sự khuếch tán đơn thuần Chất lỏng

có thể lưu chuyển qua những lỗ rỗng bởi cả quá trình khuếch tán và thẩm thấu; quá trình thẩm thấu và khuếch tán đem vật chất tới cụm sinh khối và có thể xảy ra theo mọi hướng trong đó Do đó, hệ số khuếch tán hiệu quả mô tả quá trình vận chuyển cơ chất, chất nhận điện tử (chất oxy hóa)… giữa pha lỏng và màng sinh học thay đổi theo chiều sâu của màng

Trang 33

Phân tích theo chủng loại vi sinh vật, lớp màng sinh học còn có thể chia thành hai lớp (chỉ đúng trong trường hợp quá trình màng sinh học hiếu khí): lớp màng kỵ khí ở bên trong và lớp màng hiếu khí ở bên ngoài Trong màng sinh học luôn tồn tại đồng thời vi sinh vật kỵ khí và vi sinh vật hiếu khí; bởi vì chiều sâu của lớp màng lớn hơn nhiều so với đường kính của khối vi sinh vật, oxy hòa tan trong nước chỉ khuếch tán vào gần bề mặt màng và làm cho lớp màng phía ngoài trở thành lớp hiếu khí, còn lớp màng bên trong không tiếp xúc được với oxy trở thành lớp màng kỵ khí

2.2.5.2 Quá tình tiêu thụ cơ chất làm sạch nước

Lớp màng sinh học phát triển trên bề mặt đệm tiêu thụ cơ chất như chất hữu cơ, oxy, nguyên tố vết (các chất vi lượng)… cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật từ nước thải tiếp xúc với màng Quá trình tiêu thụ cơ chất như sau: đầu tiên cơ chất từ chất lỏng tiếp xúc với bề mặt màng và tiếp đó chuyển vận vào màng vi sinh theo cơ chế khuếch tán phân tử Trong màng sinh học diễn ra quá trình tiêu thụ cơ chất và quá trình trao đổi chất của vi sinh vật trong màng Đối với những loại cơ chất ở thể rắn, dạng lơ lửng hoặc có phân tử khối lớn không thể khuếch tán vào màng được, chúng sẽ bị phân hủy thành dạng có phân tử khối nhỏ hơn tại bề mặt màng và sau đó mới tiếp tục quá trình vận chuyển và tiêu thụ trong màng như trên Sản phẩm cuối của quá trình trao đổi được vận chuyển ra khỏi màng vào trong chất lỏng Quá trình tiêu thụ cơ chất được mô tả bởi công thức chung như sau:

Màng hiếu khí:

Chất hữu cơ + O2 + nguyên tố vết  sinh khối của vi khuẩn + sản phẩm cuối

Màng kỵ khí:

Chất hữu cơ + nguyên tố vết  sinh khối của vi khuẩn + sản phẩm cuối

Các phương trình trên miêu tả chung quá trình tiêu thụ cơ chất bởi vi sinh vật, không chỉ riêng đối với quá trình màng sinh học

Khi một trong những thành phần cần thiết cho vi sinh vật tiêu thụ bị thiếu, những phản ứng sinh học sẽ xảy ra không đều Chẳng hạn, nếu một trong những cơ chất bị hết ở một chiều sâu nào đó của màng sinh học, tại đó những phản ứng sinh học sẽ

Trang 34

không tiếp tục xảy ra, và cơ chất đó được gọi là cơ chất giới hạn của quá trình, đồng thời chiều sâu hiệu quả của màng sinh học cũng được xác định từ vị trí đó

Các nguyên tố vết như Nitơ, photphat, và kim loại vi lượng nếu không có đủ trong nước thải theo tỉ lệ của phản ứng sinh học sẽ trở thành yếu tố giới hạn của phản ứng Tương tự, chất hữu cơ hoặc oxy cũng có thể trở thành yếu tố giới hạn trong màng hiếu khí Thông thường, nếu nồng độ oxy hoà tan trong nước thải tiếp xúc với màng thấp hơn nồng độ chất hữu cơ, oxy hòa tan sẽ trở thành yếu tố giới hạn Do đó, ngay cả trong trường hợp màng hiếu khí, lớp màng ở bên trong vị trí tiêu thụ hết oxy trở thành thiếu khí (anoxic) hoặc kỵ khí (anaerobic) Lớp màng kỵ khí không đóng vai trò trực tiếp trong việc làm sạch nước thải Tuy nhiên, trong lớp màng kỵ khí có thể diễn ra các quá trình hóa lỏng, lên men acid chất hữu cơ dạng hạt rắn, oxy hóa chất hữu cơ và hình thành sulfide bởi sự khử sulfate, hoặc khử nitrat, nitrit tạo ra từ lớp màng hiếu khí Vì vậy, sự đồng tồn tại của hoạt động hiếu khí và kỵ khí trong lớp

màng sinh học là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình màng

2.2.5.3 Quá trình sinh trưởng , phát triển và suy thoái của màng sinh học

Quy luật chung trong sự phát triển của màng sinh học bởi quá trình tiêu thụ cơ chất có trong nước thải và làm sạch nước thải như sau: quá trình vi sinh vật phát triển bám dính trên bề mặt đệm được chia thành ba giai đoạn:

- Giai đoạn thứ nhất, có dạng logarithm, khi màng sinh học còn mỏng và chưa bao phủ hết bề mặt rắn Trong điều kiện này, tất cả vi sinh vật phát triển như nhau, cùng điều kiện, sự phát triển giống như quá trình vi sinh vật lơ lửng

- Giai đoạn thứ hai, độ dày màng trở nên lớn hơn bề dày hiệu quả Trong giai đoạn hai, tốc độ phát triển là hằng số, bởi vì bề dày lớp màng hiệu quả không thay đổi bất chấp sự thay đổi của toàn bộ lớp màng, và tổng lượng vi sinh đang phát triển cũng không đổi trong suốt quá trình này Lượng cơ chất tiêu thụ chỉ dùng để duy trì

sự trao đổi chất của vi sinh vật, và không có sự gia tăng sinh khối Lượng cơ chất đưa vào phải đủ cho quá trình trao đổi chất, nếu không sẽ có sự suy giảm sinh khối và lớp màng sẽ bị mỏng dần đi nhằm đạt tới cân bằng mới giữa cơ chất và sinh khối

Trang 35

- Giai đoạn thứ ba, bề dày lớp màng trở nên ổn định, khi đó tốc độ phát triển màng cân bằng với tốc độ suy giảm bởi sự phân hủy nội bào, phân hủy theo dây chuyền thực phẩm, hoặc bị rửa trôi bởi lực cắt của dòng chảy

Hình 2.2 : Chuỗi các vi sinh vật tạo thành màng vi sinh

Hình 2.2 cho thấy sự tích lũy của lớp màng sinh học Trong quá trình phát triển của màng, vi sinh vật thay đổi cả về chủng loại và số lượng Lúc đầu, hầu hết sinh

khối là vi khuẩn, sau đó protozoas và tiếp đến là metazoas phát triển hình thành nên

một hệ sinh thái Tuy nhiên, trong một điều kiện môi trường nào đó, chẳng hạn điều

kiện nhiệt độ nước hay chất lượng nước, metazoas phát triển quá mạnh và ăn quá

nhiều màng sinh học làm ảnh hưởng tới khả năng làm sạch nước Nghiên cứu của

Inamori cho thấy có hai loài thực dưỡng sống trong màng: một loài ăn vi khuẩn lơ

lửng và thải ra chất kết dính,làm tăng tốc độ làm sạch nước; loài kia ăn vi khuẩn trong màng và thúc đẩy sự phân tán sinh khối Và nếu hai loài này có sự cân bằng hợp lý thì hiệu quả khoáng hóa chất hữu cơ và làm sạch nước sẽ cao

2.2.6 Tính chất của vật liệu lọc nổi

Vật liệu lọc nổi thông thường gọi là Polystyrol, ở Việt nam gọi là “xốp” Các tính chất lý hoá của hạt vật liệu phụ thuộc vào tính chất nguyên liệu và phương pháp sản xuất các hạt Các hạt vật liệu nổi gồm các lớp cở sở polymer tạo nên các vách tường kín có hình dạng khác nhau chứa đầy khí, thể tích các lỗ kín bên trong vào khoảng 96- 98% Các hạt Polystyrol có độ bền hoá học cao, loại nhãn hiệu PSV và

Trang 36

PSV- S còn bền vững dưới tác dụng của axit mạnh (trừ axit nitric) và môi trường khoáng xâm thực Các hạt có độ bền cao trong nước biển và chỉ bị phá huỷ dưới tác dụng của estehydrocacbua thơm Vì vậy, các hạt nổi cho phép ứng dụng để lọc sinh học nước thải của đa số các ngành công nghiệp khác nhau thậm chí cả nước thải chứa dầu

a)Hạt lọc nổi SP b) Vật liệu đệm cho VSV dính bám

Hình 2.3 : Hạt vật liệu nổi

Các hạt vật liệu nổi có thể tăng độ bào mòn khi xử lý loại nước thải công nghiệp

có chứa các vẩy lồi nhọn như oxit trong nước thải xí nghiệp luyện kim Khi lọc nước lần đầu và không đủ thời gian rửa lọc bằng nước nóng thì các hạt vật liệu nổi bị vảy dầu làm giảm hiệu suất lọc Độ trương nở của của các hạt vật liệu nổi không quá 2 - 3%

Các hạt vật liệu nổi không bị mục nát, có độ bền cao dưới tác dụng của các loại nấm và các vi sinh vật Có thể áp dụng tốt ở điều kiện nhiệt đới Vật liệu nổi chỉ bị phủ một lớp phù du trong điều kiện ngừng lọc lâu ngày ở ngoài trời nắng

Tính chất độc hại của hạt vật liệu nổi được xác định bởi số lượng chất hoá dẻo styrol dư thừa Sự chuyển hoá các styrol tăng tỷ lệ với việc tăng nhiệt độ và số lượng hạt trong thể tích nước Nồng độ styrol trong nước đã lọc là có hạn, điều đó dược giả thích bởi độ hoà tan thấp của styrol trong nước và hàm lượng hạn chế của chất hoá

Trang 37

dẻo khi polymer ở dạng polystyrol Nhìn chung polystyrol không có độc hại khi dùng

để xử lý nước thải

2.2.7 Ưu và nhược điểm

- Ưu điểm

- Cùng một lúc có thể khử BOD và Nitơ

- Khả năng chịu biến động về nhiệt độ và tải lượng ô nhiễm

- Chiếm diện tích ít (vì có thể không cần bể lắng trong)

- Đơn giản, dễ vận hành

- Hiệu quả cao với nước thải có nồng độ ô nhiễm thấp

- Đưa vào hoạt động nhanh

- Ít mùi

2.2.7.1 Nhược điểm

- Vật liệu làm giá thể phải có diện tích bề mặt riêng lớn

- Tổn thất khí cấp cho quá trình

- Không có khả năng điều khiển sinh khối

2.2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý

Nồng độ oxy: ảnh hưởng mạnh mẽ tới quá trình Cần phải cung cấp oxy một

cách đầy đủ và liên tục sao cho lượng oxy hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng > 2mg/l Tải trọng chất hữu cơ thường thấp hơn so với xử lí kỵ khí, thường BOD toàn phần < 1000 mg/l (đối với bể aerotank), còn bể lọc sinh học thì < 500 mg/l

Các nguyên tố vi lượng và dinh dưỡng cũng rất cần thiết nên phải bổ sung thích hợp Các nguyên tố như K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, S,… Tùy theo nước thải mà có yêu cầu về dinh dưỡng khác nhau Thông thường cần duy trì các nguyên tố dinh dưỡng theo tỷ lệ: BOD toàn phần : N : P = 100 : 5 : 1 hay COD : N : P = 150 : 5 : 1

pH cũng là yếu tố quan trọng cho vi sinh vật phát triển và hoạt động, pH tối ưu cho vi sinh vật phát triển 6,5 – 8,5 pH < 5 sẽ thúc đẩy nấm phát triển pH > 9 sẽ phá hủy cân bằng nguyên sinh chất tế bào, vi sinh vật sẽ chết

Trang 38

2.2.9 Các loại vật liệu thường được dùng làm giá thể

2.2.9.1 Xơ dừa

Trong vỏ dừa, tính theo trọng lượng khô có 19% là lớp vỏ ngoài, 34% mụn dừa

và 47% là xơ dừa Mụn dừa có đặc tính hút và giữ ẩm cao Xơ dừa cung cấp diện tích

bề mặt lớn để hấp thụ chất ô nhiễm Ngoài ra, mụn và xơ dừa có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật

Vì thành phần chủ yếu của xơ dừa là cellulose (khoảng 80%) và lignin (khoảng 18%), nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy, khả năng và hiệu quả sử dụng xơ dừa thô trong bể xử lý hiếu khí để xử lý nước thải sinh hoạt Xơ dừa có tính đàn hồi cao cho phép tạo lớp lọc có độ chặt phù hợp với loại nước thải cần xử lý Các hạt xơ dừa xốp, tính mao dẫn cao nên phù hợp để xử lý dòng chảy tự chảy

Xơ dừa là một vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thể được coi như một hướng phát triển các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền Xơ dừa có tuổi thọ từ 2 – 5 năm trước khi phải thay mới

- Diện tích riêng lớn, thay đổi từ 80 – 220 m2/m3

- Chỉ số chân không cao để tránh lắng động (thường cao hơn 90%)

Trang 39

- Nhẹ, có thể sử dụng ở độ cao lớn (từ 4 đến 10m, có thể cao hơn)

- Có độ bền cơ học đủ lớn Khi làm việc, vật liệu dính màng sinh học và ngậm nước nặng tới 300 –350 kg/m3

- Quán tính sinh học cao

- Ổn định hóa học

- Vật liệu là chất dẻo khác nhau về hình dạng, được xác định bằng tỉ số giữa diện tích bề mặt/ thể tích; trọng lượng/ thể tích; tính xốp của vật liệu

Hình 2.4 : Giá thể vi sinh

2.2.9.3 Vật liệu lọc dạng hạt

Vật liệu lọc dạng hạt được dùng phổ biến nhất hiện nay là cát thạch anh tự nhiên khai thác ở các bãi sông hay ở các mỏ cát lộ thiên Ngoài ra, có thể sử dụng một số loại vật liệu khác như: cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit (than gầy), macnetit (Fe3O4), keramrit

Cát thạch anh

Cát thạch anh dùng làm vật liệu lọc phải cứng bền, thành phần chủ yếu là oxit silic và không bị phá huỷ trong quá trình sử dụng Cát thạch anh dùng làm vật liệu lọc phải là loại cát sạch không bám đất sét, bụi, các tạp chất hữu cơ và các khoáng chất Cát thạch anh phải có các đặc tính sau:

- Tỷ trọng > 2,5g/cm3

- Độ hoà tan trong axít HCl 1:1 < 5%

Trang 40

- Lượng cát có đường kính cỡ hạt nhỏ hơn qui định không được vượt quá 5%

- Lượng cát có đường kính cỡ hạt lớn hơn qui định không được vượt quá 10%

Than antraxit

Than antraxit dùng làm vật liệu lọc phải là các hạt cứng, bền, không được chứa đất cát bở rời, sét hoặc các tạp chất vỡ vụn khác Than antraxit dùng làm vật liệu lọc phải có các đặc tính sau:

Than hoạt tính dạng hạt không được chứa các tạp chất vô cơ cũng như hữu cơ hoà tan gây độc haị đối với người sử dụng nước Than hoạt tính dùng làm vật liệu lọc không được tạo nên bất cứ một thành phần nào trong nước vượt quá tiêu chuẩn vệ sinh qui định và các tạp chất trong than hoạt tính nằm trong giới hạn sau:

- Chì Pb < 10 ppm

- Kẽm Zn < 50 ppm

- Cadmi Cd < 1 ppm

Ngày đăng: 01/11/2018, 23:12

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w