BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TẠ THỦY NGUYÊN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIÀU HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KẾT HỢP ƠXY HỐ HỐ HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - 2004 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TẠ THỦY NGUYÊN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIÀU HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KẾT HỢP ƠXY HỐ HỐ HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN TS NGUYỄN HỒNG KHÁNH HÀ NỘI - 2004 Lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc xin chân thành cảm TS Nguyễn Hồng Khánh tạo điều kiện giúp đỡ tận tình suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn cao học Xin chân thành cảm ơn thạc sĩ Nguyễn Tuấn Linh đồng nghiệp phòng thí nghiệp Công nghệ xử lý n-ớc anh chị đồng nghiệp công tác phòng Nghiên cứu đánh giá ảnh h-ởng chất thải đến môi tr-ờng, phòng thí nghiệm Cải Thiện Môi tr-ờng - Viện Công nghệ Môi tr-ờng giúp đỡ thời gian thực tập hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Ph-ơng Thảo cô, bạn đồng nghiệp công tác phòng Phân tích Chất l-ợng Môi tr-ờng - Viện Công nghệ Môi tr-ờng giúp đỡ tạo điều kiện cho thời gian, tinh thần để đ-ợc thực tập hoàn thành luận văn tốt Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng, Tr-ờng Đại học Bách Khoa giảng dạy giúp đỡ nhiều thời gian học tập tr-ờng Ký hiệu viết tắt BOD Nhu cầu ôxy sinh hoá COD Nhu cầu ôxy hoá học DO Ôxy hoà tan TKN Tổng nitơ kendal SS Chất rắn lơ lửng TDS Tổng chất rắn hoà tan DOC Hợp chất hữu cacbon hoà tan TOC Tổng bon hữu PAC Chất keo tụ chứa nhôm CAP Than ho¹t tÝnh d¹ng bét CAG Than ho¹t tÝnh d¹ng hạt MTDT Môi tr-ờng đô thị Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học Mục lục Trang Mở đầu Ch-ơng : Tổng quan xử lý chất thải rắn địa bàn Hà Nội 1.1 HiƯn tr¹ng hƯ thèng thu gom, vËn chun xử lý chất thải rắn 1.1.1 HƯ thèng thu gom vËn chun 1.1.2 Công nghệ thu gom chất thải rắn 1.1.2.1 Thu gom chất thải đ-ờng phố 1.1.2.2 Thu gom chÊt th¶i từ khu chung c-, quan, văn phòng 1.1.2.3 Rác thải bệnh viện 1.1.2.4 Thu gom chất thải công nghiệp 1.1.2.5 Thu gom ph©n bïn bĨ 1.1.2.6 Ph-¬ng tiƯn thu gom vận chuyển chất thải rắn 1.1.2.7 Quá trình xử lý chất thải r¾n 1.1.2.8 Những vấn đề tồn 1.1.3 Thành phần rác Hà Nội 1.1.4 Các biện pháp kỹ thuật áp dụng bãi chôn lấp Hà Nội 1.1.4.1 Bãi chôn lấp chất thải Nam Sơn I.1.4.2 C¸c biện pháp kỹ thuật áp dụng cho bãi chôn lấp chất thải rắn 1.2 N-ớc rác công nghệ xử lý n-ớc rác 1.2.1 Sù h×nh thành n-ớc rác 10 1.2.2 Thành phần n-ớc thải r¸c tõ b·i r¸c 12 1.23 Các nghiên cứu n-ớc rác 13 1.2.3.1 ThÕ giíi 13 1.2.3.2 T¹i ViƯt Nam 15 Ch-¬ng 2: C¬ së lý thuyÕt 22 2.1 Các ph-ơng pháp xử lý n-íc th¶i 22 2.2.1 Ph-ơng pháp xử lý lý học 22 2.1.2 Ph-ơng pháp xử lý hóa học 23 2.1.3 Ph-ơng pháp xử lý sinh học 25 Ch-¬ng : Đối t-ợng, mục đích ph-ơng pháp nghiên cứu 32 3.1 Mục đích đối t-ợng nghiên cứu 32 3.1.1 Mục đích nghiên cứu 32 3.1.2 Đối t-ơng nghiên cứu 32 3.1.3 Địa điểm nghiên cứu 32 3.2 Ph-ơng pháp nghiªn cøu 33 3.2.1 Nghiên cứu trình yếm khÝ 33 3.2.2 Nghiên cứu trình hiếu khí 33 Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên: Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học 3.2.3 Nghiên cứu trình ôxy ho¸ fenton 33 3.3 Mô tả thí nghiệm 34 3.3.1 N-íc r¸c sư dơng cho thÝ nghiƯm 34 3.3.1.1 N-íc r¸c cho thÝ nghiƯm hiÕu khÝ (SBR) 34 3.3.1.2 N-íc r¸c cho thÝ nghiÖm b»ng Fenton 35 3.3.2 Mô hình thí nghiệm UASB 35 3.3.2.1 Mô hình xác định tốc độ n-ớc rò rỉ 35Ø 3.3.2.2 M« hình thí nghiệm kỵ khí 36 3.3.3 Mô hình thí nghiÖm hiÕu khÝ (SBR) 38 3.3.4 Mô hình thí nghiệm fenton 40 3.4 Ph-ơng pháp phân tích 43 3.4.1 Ph-ơng pháp đo pH 44 3.4.2 Ph-ơng pháp xác định COD 44 3.4.3 Ph-ơng pháp xác định BOD 44 3.4.4 Ph-ơng pháp xác định hàm l-ợng chất rắn l¬ lưng (SS) 44 3.4.5 ChÊt rắn lơ lửng (VSS) 45 3.4.6 Ph-ơng pháp xác ®Þnh NH4+ 45 3.4.7 Ph-ơng pháp xác định NO2- 45 3.4.8 Ph-ơng pháp xác định NO3- 46 3.4.9 Ph-ơng pháp xác định tổng nitơ 46 3.4.10 Ph-ơng pháp xác định tổng phètpho 47 3.5 Ph-ơng pháp tính 47 3.5.1 T¶i trọng hữu ( OLR) 47 3.5.2 Thêi gian l-u n-íc 48 3.5.3 HiƯu st xư lý COD 48 Ch-ơng 4: Kết bàn luËn 49 4.1 Kết khảo sát thành phần n-ớc rác Nam Sơn 49 4.2 Kết nghiên cứu hệ thiết bị kÞ khÝ UASB 53 4.2.1 Kết nghiên cứu giai đoạn (tõ ngµy - ngµy thø 10) 53 4.2.2 Kết nghiên cứu giai đoạn (tõ ngµy 11 - ngµy thø 50) 53 4.2.3 Kết nghiên cứu giai đoạn (tõ ngµy 51 - ngµy thø 75) 54 4.3 Kết nghiên cứu trình hiếu khí với n-ớc rác hồ sinh học số 57 4.3.1 Kết nghiên cứu với COD 650mg/l 57 4.3.2 Kết nghiên cứu với COD 1150mg/l 59 4.4 KÕt nghiên cứu trình ôxy hoá fenton 62 4.4.1 Kết nghiên cứu với n-ớc rác có nồng độ thấp 650 mg/l 62 4.4.1.1 ¶nh h-ëng cđa pH tíi hiƯu qu¶ 62 4.4.1.2 ảnh h-ởng liều l-ợng H2O2 ë pH =4 63 4.4.1.3 ảnh h-ởng liều l-ợng FeSO4 pH =4 64 Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên: Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học 4.4.1.4 ảnh h-ởng liều l-ợng than bét CAP ( pH =4) 66 4.4.1.5 ảnh h-ởng thời gian đến hiệu phản ứng cột hấp phụ 67 4.4.2 Kết nghiên cứu với n-ớc rác có nồng độ COD 1.150 mg/l 69 4.4.2.1 ¶nh h-ëng cđa pH tíi hiƯu qu¶ 69 4.4.2.2 ¶nh h-ëng cđa liỊu l-ỵng H2O2 ë pH =4 70 4.4.2.3 ¶nh h-ëng cđa liỊu l-ỵng FeSO4 ë pH =4 71 4.4.2.4 ¶nh h-ëng cđa liỊu l-ỵng than bét ( pH =4) 72 4.4.2.5 ảnh h-ởng thời gian đến hiệu phản ứng cột hấp phụ 73 4.4.3 Kết nghiên cứu với n-ớc rác cã nång ®é thÊp 3900 mg/l 75 4.4.3.1 ¶nh h-ëng cđa pH tíi hiƯu qu¶ 75 4.4.3.2 ¶nh h-ëng cđa liỊu l-ỵng H2O2 ë pH =4 76 4.4.3.3 ¶nh h-ëng cđa liỊu l-ỵng FeSO4 ë pH =4 77 4.4.3.4.¶nh h-ëng cđa liỊu l-ỵng than bét ( pH =4) 78 4.4.3.5 ảnh h-ởng thời gian đến hiệu phản ứng cột hấp phụ 79 Ch-ơng 5: Đề xuất dây chuyền xử lý n-ớc th¶i 82 5.1 Nguyên tắc lựa chọn giải pháp công nghệ 82 5.2 Giải pháp kỹ thuật công nghệ 82 5.2.1 Thành phần n-ớc rác 82 5.2.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 83 5.2.3 Sơ đồ chi tiết dây chuyền công nghệ xử lý n-ớc rác Nam Sơn 84 KÕt luËn 86 Tµi liƯu tham khảo pHụ LụC Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên: Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học -1Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học Ch-ơng I : Tổng quan xử lý chất thải rắn địa bàn Hà Nội 1.1 Hiện trạng hệ thống thu gom, vận chuyển xử lý chất thải rắn Công ty Môi tr-ờng đô thị Hà Nội doanh nghiệp công ích hoạt động lĩnh vực vệ sinh môi tr-ờng, quan quản lý chất thải rắn cđa thµnh Hµ Néi cã nhiƯm vơ thu gom, vận chuyển xử lý chất thải sinh hoạt, th-ơng mại, bệnh viện, xây dựng công nghiệp Hiện nay, Công ty quản lý trực tiếp Xí nghiệp quản lý b·i ch«n lÊp 1.1.1 HƯ thèng thu gom vËn chun Công ty Môi tr-ờng đô thị Hà Nội sử dụng hƯ thèng thu gom vËn chun hai b-íc: thu gom thủ công xe đẩy, vận chuyển xe tải Các ph-ơng tiện thu gom: bao gồm số l-ợng thùng chứa rác, xe thu gom rác đẩy tay Quy trình thu vận chuyển đ-ợc thực theo tuyến, tuyến thu gom vận chuyển lực đạt khoảng tấn/xe, trung bình đ-ợc 10 chất thải sinh hoạt ứng với chuyến/ca sản xuất Thời gian thu gom vận chuyển chuyến 4h30, diƠn chđ u vµo chiỊu tèi vµ ban đêm Các xe có hệ thống thủy lực để nâng xe gom rác đẩy tay thùng rác nhỏ, có khoảng 70% l-ợng xe có phận nén ép Tất xe đầu tiến hành phủ bạt tránh không cho rác rơi vãi trình vận chuyển Hiện nay, xí nghiệp môi tr-ờng đô thị trực thuộc Công ty MTĐT Hà Nội, chịu trách nhiệm thu gom chất thải quận nội thành Hà Nội Việc thu gom đ-ợc thực chủ yếu lao động thủ công ph-ơng tiện thô sơ kết hợp giới Công việc quét dọn đ-ờng phố, thu gom chất thải thực phần vào ban ngày chủ yếu vào ban đêm Hiện tại, Công ty MTĐT Hà Nội phục vụ đ-ợc khoảng 85% diện tích nội thành Hàng ngày, Công ty MTĐT Hà Nội thu gom đ-ợc trung bình khoảng 12001500 chất thải (ch-a tính đến chất thải xây dựng) đạt khoảng 90% tổng l-ợng chất Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học -2Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học thải phát sinh thành phố Về viƯc thu gom ph©n bïn bĨ phèt: HiƯn nay, ë Hà Nội có khoảng 90% số hộ gia đình dùng hố xí tự hoại, 8% dùng hố xí thùng, số l-ợng lớn nhà vệ sinh công cộng Tính trung bình ngày Công ty thu gom khoảng 100 phân bùn bể phốt tổng khối l-ợng phát sinh toàn địa bàn thành phố, -ớc tính 350 tấn, phần lại dân tự dùng làm phân bón số thải hệ thông thoát n-ớc thành phố 1.1.2 Công nghệ thu gom chất thải rắn 1.1.2.1 Thu gom chất thải đ-ờng phố Bắt đầu từ 18 giờ, công nhân Công ty MTĐT Hà Nội tới khu vực nội thành gõ kẻng thu chất thải sinh hoạt từ hộ dân c- Chất thải sinh hoạt đ-ợc đổ xe đẩy tay theo tuyến phố ngõ, xe sau tập trung điểm cố định tuyến thu gom chất thải sinh hoạt Ô tô vân chuyển chất thải tuyến theo lịch trình đến địa điểm thu gom tập trung theo thời gian quy định thu chất thải từ xe đẩy tay chở đến bãi chôn lấp rác thành phố 1.1.2.2 Thu gom chất thải từ khu chung c-, quan, văn phòng Chất thải từ cá khu vực đ-ợc thu gom trực tiếp công tennơ tích từ 6-8m3 Các quan phát sinh chất thải hợp đồng với xí nghiệp môi tr-ờng thu gom chất thải, xí nghiệp tính toán chi phí nơi đặt thùng chứa đồng thời lập kế hoạch thu gom với xí nghiệp vận tải gần Các xe chuyên dụng Công ty MTĐT Hà Nội thu gom chất thải theo định kỳ từ công tennơ theo hợp đồng vận chuyển đến bãi chôn lấp Tuy nhiên, thực tế thùng chứa th-ờng bị tải 1.1.2.3 Rác thải bệnh viện Phần lớn bệnh viện thành phố không đ-ợc trang bị hệ thống xử lý chất thải nguy hại, có 12 bệnh viện đ-ợc trang bị lò đốt, nh-ng hầu hết lò đốt hoạt động hiệu không hoạt động Nhiều chất thải đặc biệt nguy hại ch-a đ-ợc Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học -3Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học phân loại, chí thải bừa b·i khu vùc xung quanh vµ lÉn vµo chÊt thải sinh hoạt Hiện nay, hầu hết bệnh viện làm hợp đồng với Xí nghiệp Xử lý chất thải bệnh viện Công ty nghĩa trang để xử lý chất thải nguy hại theo ph-ơng pháp đốt 1.1.2.4 Thu gom chất thải công nghiệp Hiện nay, có phần nhỏ chất thải từ sở công nghiệp lớn đ-ợc Công ty MTĐT Hà Nội thu gom theo hợp đồng số sở cã x©y dùng hƯ thèng xư lý nh»m tËn dơng lại chất thải Đối với sở công nghiệp nhỏ thành phố hầu hết chất thải công nghiệp đổ vào chất thải sinh hoạt xử lý đơn giản mà ch-a có kiểm soát thĨ 1.1.2.5 Thu gom ph©n bïn bĨ phèt Ph©n bùn bể phốt đ-ợc Công ty MTĐT Hà Nội thu gom xe bơm hút, phần nhỏ đ-ợc sử dụng làm phân compost Tuy nhiên, số bể phèt n»m ë c¸c ngâ nhá qu¸ xa so víi độ dài ống bơm làm nảy sinh khó khăn việc thu gom đòi hỏi thực thu gom thủ công, gây vệ sinh môi tr-ờng 1.1.2.6 Ph-ơng tiện thu gom vận chuyển chất thải rắn Chất thải sinh hoạt: Xe thu gom rác đẩy tay Chất thải công nghiệp y tế: thùng chứa, túi nylon, container Ph-ơng tiện vận chuyển: Ô tô tải 5,7 có phủ bạt, 100% xe chuyên dùng 5-8 có hệ thống ép rác tự động 1.1.2.7 Quá trình xử lý chất thải rắn Chất thải đô thị: Hầu hết chất thải thu gom đ-ợc vận chuyển thẳng đến bãi chôn lấp chất thải Nam Sơn, phần chất thải hữu đ-ợc đem sản xuất phân compost Việc thu gom vận chuyển chất thải chủ yếu tiến hành vào ban đêm Chất thải y tế nguy hại: đ-ợc xử lý lò đốt rác chất thải bệnh viện công suất 3,2 tấn/ngày, phần lại đ-ợc chôn lấp bãi chôn lấp chất thải công nghiƯp ViƯn Khoa häc C«ng nghƯ M«i tr-êng - Tr-êng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 77 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học Từ đồ thị hình 4.17 ta thấy hàm l-ợng tăng từ 660 mg/l đến 1200 mg/l hiệu loại bỏ COD tăng từ 47 % đến 60,2 % Nếu ta tăng l-ợng H2O2 lên đến 1560 mg/l hiêu không tăng, ng-ợc lại có xu h-ớng giảm nhẹ Vì hiệu suất cao đạt đ-ợc với hàm l-ợng H2O2 1200 mg/l ứng với giá trị COD sau xử lý 1553 mg/l 4.4.3.3 ảnh h-ởng liều l-ợng FeSO4 ë pH =4 Thùc hiÖn thÝ nghiÖm gièng nh- quy trình nêu Thêm ml H2O2 t-ơng ứng 1,2g/l vào lần l-ợt cốc thí nghiệm, thể tích n-ớc mẫu 0,5 lít Kết đ-ợc bảng 4.24 hình 4.18 Bảng 4.24: Kết nghiên cứu ảnh h-ởng FeSO4 TT 10 L-ỵng FeSO4 10% bæ sung ml mg/l mÉu 1,2 480 1,6 640 2,0 800 2,4 960 2,8 1120 3,2 1280 3,6 1440 4,0 1600 4,4 1760 4,8 1920 Vµo 3900 3900 3900 3900 3900 3900 3900 3900 3900 3900 ViÖn Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên COD ( mg/l) Ra 2018 1785 1553 1502 1462 1363 1210 867 847 977 HiƯu qu¶ 48,3 54,6 60,2 61,5 62,5 65,1 69,0 77,8 78,3 74,9 Luận văn cao học - 78 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học COD(mg/l) Vào Hiệu Ra 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 H(%) 100 80 60 40 20 480 640 800 960 1120 1280 1440 1600 1760 1920 FeSO4(mg/l) Hình 4.18 ảnh h-ởng FeSO4 đến hiệu xử lý COD Từ kết thÝ nghiƯm rót kªt ln nh- sau : Cïng điều kiện thí nghiệm ban đầu nh- nhau, hiệu xử lý đạt khoảng 80% thí nghiệm thứ ứng với l-ợng phèn 1600 mg/l 1760 mg/l Với hàm l-ợng FeSO4 nhỏ 1600 mg/l hiệu xử lý thấp Khi tăng l-ợng phèn lên 1920 mg/l hiệu giảm xuống nh-ng không nhiều Từ kết luận để giảm chi phí xử lý hiệu đạt tốt l-ợng phèn cần thiết 1600 mg/l 4.4.3.4 ảnh h-ởng liều l-ợng than bột ( pH =4) Lặp lại thí nghiệm với điều kiện pH, H2O2 nh- thí nghiệm trên, hàm l-ợng phèn đ-ợc bổ sung đến 1600 mg/l L-ợng than hoạt tính dạng bột đ-ợc đ-a vào với liều l-ợng khác lần l-ợt từ 0,1g/l đến 0,3 g/l Kết đ-ợc trình bầy bảng 4.25 Bảng 4.25 : ảnh h-ởng l-ợng than bột đến hiệu phản ứng TT L-ợng CAP bổ sung (g/lÝt) 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 Vµo 3900 3900 3900 3900 3900 COD ( mg/l) Ra 794 756 724 682 676 ViƯn Khoa häc C«ng nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Hiệu (%) 79,6 80,6 81,4 82,5 82,7 Luận văn cao học - 79 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa häc COD(mg/l) H(%) 83 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 82 81 80 79 78 0.1 0.15 Vào 0.2 Ra 0.25 0.3 PAC (g/l) Hiệu (%) Hình 4.19 : Đồ thị biểu diễn ảnh h-ởng CAP đến hiệu xử lý Nhận xét : Việc xử lý kết hợp hai giai đoạn ôxy hoá fenton hấp phụ than hoạt tính hiệu xử lý ổn định, tốt xử lý fenton Tuy nhiên hiệu đạt cao t-ơng đ-ơng 82% so với 78 % Hàm l-ợng COD đầu cao, mặt khác tăng thêm giai đoạn xử lý chi phí tăng hiệu kinh tế thấp Vì để vừa đạt hiệu xử lý nh- tiết kiệm chi phí xử lý ôxy hoá fenton phù hợp kết hợp hai giai đoạn xử lý với n-ớc thải có hàm l-ợng COD cao 4.4.3.5 ảnh h-ởng thời gian đến hiệu phản ứng cột hấp phụ Thí nghiêm t-ơng tự nh- thí nghiệm l-ợng COD vào 650 mg/l 1150 mg/l N-ớc thải xử lý có nồng độ COD 676 mg/l, thời gian theo dâi 240 cø 30 lÊy mÉu mét lÇn để xác định COD đầu Kết đ-ợc trình bày bảng 4.26 Đồ thị hình 4.20 cho thấy đầu hiệu xứ lý đạt tốt Trong thời gian hiệu xử lý giảm dần, nồng độ COD sau 1giờ tăng dần lên gần nh- trở lại trạng thái ban đầu Điều hàm l-ợng COD đầu vào cao, khả hấp thụ than giảm Vì chØ sau giê thÝ nghiƯm than trë vỊ tr¹ng thái bão hoà hiệu suất cao 8% Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 80 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học Bảng 4.26 : ¶nh h-ëng cđa thêi gian ®Õn hiƯu qu¶ hÊp phơ Thêi gian(phót) 30 60 90 COD (mg/l) 676 634 618 626 COD (mg/l) Thêi gian(phót) 150 180 210 240 CODvµo (mg/l) COD (mg/l) 642 650 658 668 CODra (mg/l) 700 680 660 640 620 600 580 560 540 520 500 T ( phót) 30 60 90 120 150 180 210 240 Hình 4.20: ảnh h-ởng thời gian ®Õn hiƯu qu¶ hÊp phơ KÕt ln thÝ nghiƯm víi hàm l-ợng COD =3900 mg/l: Với hàm l-ợng COD vào 3900 mg/l xử lý ôxy hoá fenton cho hiệu cao khoảng 70%, điều kiện tối -u cho ph¶n øng nh- sau: + pH =4 + H2O2 30% = 1200 mg/l + PhÌn (FeSO4 10%) = 1600 mg/l + Khi kÕt hỵp víi hƯ hÊp phơ b»ng than hoạt tính hiệu tăng lên 80%, Nh-ng hàm l-ợng COD đầu vào cao hiệu xử lý đạt mức 70% COD đầu khoảng 676 mg/l cao tiêu chuẩn thải TCVN 5945-1995 ViƯn Khoa häc C«ng nghƯ M«i tr-êng - Tr-êng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 81 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học Kết luận chung cho trình nghiên cứu ôxy hóa fenton: + Từ kết thí nghiệm với hàm l-ợng COD khác 650mg/l, 1150 mg/l 3900 mg/l kết luận đ-ợc: ph-ơng pháp ôxy hoá fenton cho hiệu xử lý cao nuớc rác khu xử lý rác Nam Sơn Đặc biệt với loại n-ớc rác tồn đọng lâu ngày có hàm l-ợng COD cao, BOD thấp khả xử lý cao hẳn ph-ơng pháp sinh học Hiệu đạt 70% + Kết nghiên cứu có đ-ợc từ mô hình xử lý riêng biệt cho thấy việc xử lý n-ớc rác với hệ thống nh- hiƯu qu¶ xư lý cao nh-ng n-íc th¶i sau xư lý từ hệ thống cao tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 Do để xử lý hiệu đạt tiêu chuẩn thải môi tr-ờng cần phải xử lý tổ hợp trình kết hợp vài hệ thống bổ sung + Kết thí nghiệm cho thấy tổ hợp trình xử lý để xử lý n-ớc rác cách tiếp cận đúng, nồng độ COD đảm bảo tiêu chuẩn môi tr-ờng Dựa cở sở kết nghiên cứu dây chuyền công nghệ xử lý n-ớc rác Nam Sơn đ-ợc đề xuất với hệ thống tổng thể chi tiết Mặt khác khuôn khổ luận văn cao học này, việc tính toán thiết kế tính toán giá thành xử lý không nằm nghiên cứu Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 82 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học Ch-ơng Đề xuất Công nghệ xử lý n-ớc thải 5.1 Nguyên tắc lựa chọn giải pháp công nghệ xử lý n-ớc thải Công nghệ xử lý n-ớc thải phải đảm bảo chất l-ợng xử lý, phải đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận( TCVN 5945-1995 loại B) Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vậnh hành, có tính ổn định cao, vốn đầu tvà chi phí vận hành không cao Công nghệ lựa chọn phải phù hợp với điều kiện Việt Nam, nhiên phải hoạt động đ-ợc lâu dài Công nghệ có khả điều chỉnh dễ dàng, có khả v-ợt tải cao 5.2 Giải pháp kỹ thuật công nghệ 5.2.1 Thành phần n-ớc rác Giá trị trung bình thành phần n-ớc rác đ-ợc lựa chọn tính toán thiết kế Bảng 5.1 Giá trị trung bình thành phần n-ớc rác Thông số L-u l-ợng Q (m3/d) COD (mg/l) Đầu vào 400 5000 Sau hÖ sinh häc 380 500-700 Sau FENTON 380 BOD5 (mg/l) 3000 §é dÉn TKN (mg/l) 8.000 250-300 100 6.000 100 6000 60 60 150 200 Dựa vào đặc điểm n-ớc thải kết vận hành mô hình thí nghiệm sơ đồ công nghệ xử lý n-ớc rác đ-ợc đề xuất nh- sau: Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 83 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học 5.2.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ N-ớc rác rò rỉ Bể điều hoà Bể keo tụ lắng Hồ sinh học Suối Lai Sơn UASB Hiếu khí Hệ xử lý fenton Hố thu Hình 5.1 Sơ đồ khối mô hình công nghệ xử lý n-ớc rác Chức hoạt động đơn vị xử lý nh- sau: Bể điều hoà : Chức thu gom n-ớc rác để cấp l-u l-ợng ổn định cho trạm xử lý Khối keo tụ : Tách hợp chất rắn lơ lửng có n-ớc rác, nhằm tránh tắc cho hệ thống ống công nghệ nh- thiết bị công nghệ trạm, bảo vệ hệ thống phân phối UASB, giảm phần Ca2+, Si nh- kim loại khác để bảo vƯ hƯ vi sinh UASB vµ hƯ hiÕu khÝ L-ợng COD sau keo tụ giảm đáng kể hợp chất khó phân huỷ, phát huy tốt hiệu hệ UASB, hiếu khí Khả giảm từ 20 30% víi COD, SS gi¶m tõ 80 90% Khối UASB : Để xử lý hợp chất hữu tải trọng cao (COD > 2500 mg/l) Thời gian l-u n-ớc thiết bị không dài, điều cho phép giảm thể tích thiết bị nhỏ gọn mà đảm bảo xử lý đ-ợc khối l-ợng chất gây ô nhiễm lớn Hơn Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 84 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học bùn hoạt tính thiết bị thích nghi hiệu xử lý tốt có thời gian sống lâu L-ợng COD sau xư lý ë UASB gi¶m tíi 70% hƯ cã tû lƯ BOD5/COD 0,5 Gi¶m t¶i cho hƯ hiếu khí Khi hàm l-ợng BOD < 1000 mg/l vµ tû lƯ BOD5/COD < 0,3 cã thĨ bá qua hệ UASB mà chạy thẳng sang hệ hiếu khí ❖ Khèi hiÕu khÝ Chđ u ®Ĩ xư lý nèt phần BOD lại, hợp chất nitơ mà n-ớc thải loại chủ yếu hợp chất amôni, giảm tải cho đơn vị xử lý phía sau Amoni đ-ợc nitrát hoá để giảm độ độc n-íc ®èi víi ®éng vËt thủ sinh hå sinh häc HƯ hiÕu khÝ lµ hƯ bỉ sung cho hƯ UASB xử lý gần trọn vẹn BOD tác nhân gây mùi, phần màu Khối xử lý fenton: Xử lý hợp chất hữu khó phân huỷ ph-ơng pháp sinh học n-ớc rác nh- humic, fulvic, ligin Ngoài xử lý màu n-ớc Việc kết hợp xử lý hệ fenton kèm theo trình hấp phụ làm giảm đáng kể độ màu n-ớc Chuỗi hồ sinh học: Nhằm xử lý nốt amoni nitrát lại n-ớc thải sau hệ xử lý sinh học Hồ sinh học xử lý phần chất hữu lại n-ớc thải sau trạm xử lý Nó nơi điều hoà n-ớc m-a khu vực tr-ờng hợp cần thiết nơi chứa tạm thời n-ớc rác tr-ớc xả môi tr-ờng bên Nó đóng vai trò điều hoà ổn định n-ớc tr-ớc thải, đồng thời tạo cảnh quan môi tr-ờng, điều hòa không khí bãi rác 5.2.3 Sơ đồ chi tiết dây chuyền công nghệ xử lý n-ớc rác Nam Sơn Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 85 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hãa hãa häc ViƯn Khoa häc C«ng nghƯ M«i tr-êng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 86 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp ôxy hóa hóa học Kết luận Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh giải pháp phù hợp với điều kiện Việt Nam, nhiên việc xử lý n-ớc rỉ rác nh- n-ớc rác tồn đọng lâu ngày từ bãi chôn lấp gặp nhiều khó khăn Mặc dù có nhiều giải pháp công nghệ kể công nghệ đại đ-ợc ứng dụng để xử lý nh-ng đến ch-a có hệ thống hoạt động có hiệu không phù hợp với điều kiện, tính chất, thành phần rác thải Việt Nam Vì việc nghiên cứu xử lý n-ớc rác nh- n-ớc rỉ rác cần thiết đô thị Việt nam Từ kết nghiên cứu rút kết luận sau: Từ kết đo đ-ợc vị trí khác Nam Sơn nhận xét chung thành phần n-ớc rác nh- sau: N-ớc rác biến đổi hàng tháng mà hàng ngày chí cụm định Chúng biên đổi theo mùa mạnh phụ thuộc vào l-ợng m-a phụ thuộc vào thành phần rác mang chôn lấp Việc xác định thành phần n-ớc rác phụ thuộc nhiều vào vị trí lấy mẫu, cần thiết trang bị ph-ơng tiện lấy mẫu để đảm bảo mẫu lấy đ-ợc mang tính tích hợp (composite) Do việc đ-a trị số trung bình để nghiên cứu xử lý có nghĩa đ-a trị trung bình có tính an toàn cao thiết kế Ph-ơng pháp sinh học kị khí theo mô hình UASB có khả xử lý n-ớc rỉ rác tốt, hiệu ổn định có khả hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ thấp nh- mùa đông Miền BắcViệt Nam Hiệu xử lý trì ổn định cao 80 - 90% với n-ớc rác t-ơi có hàm l-ợng COD khoảng 5000 mg/l Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - Tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Học viên : Tạ Thuỷ Nguyên Luận văn cao học - 87 Nghiên cứu xử lý n-ớc thải giàu hữu ph-ơng pháp sinh học kết hợp «xy hãa hãa häc Xư lý COD b»ng ph-¬ng ph¸p sinh häc tiÕp tơc sau d·y hƯ thèng hå sinh học không khả thi, thí nghiệm cho kết xử lý thấp, điều chứng tỏ r»ng sau xư lý sinh häc nªn sư dơng mét ph-ơng pháp khác để xử lý Trên sở kết thu đ-ợc từ xử lý fenton số nhận xét đ-ợc đ-a nh- sau: Có thể xử lý đ-ợc n-ớc rác rò rỉ có đầu vào COD = 650 mg/l n-ớc sau xử lý có COD