Đang tải... (xem toàn văn)
xử lý nước rỉ rác bằng ozon với ảnh hưởng của thời gian phản ứng, pH của nước rỉ rác và tải lượng COD nước rỉ rác. Nghiên cứu này gồm hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Xử lý nước rỉ rác bằng quá trình keo tụ. Giai đoạn 2: Xử lý nước rỉ rác sau keo tụ bằng quá trình ozon hoá. 2. Mục tiêu nghiên cứu . Mục tiêu chung: Xử lý các thành phần hữu cơ trong nước rỉ rác. . Mục tiêu cụ thể: 1. Tìm các điều kiện thích hợp cho quá trình xử lý các chất hữu cơ trong nước rỉ rác bằng keo tụ (pH nước rỉ rác, nồng độ chất keo tụ và loại chất keo tụ). 2. Tìm điều kiện tối ưu cho xử lý các chất hữu cơ trong nước rỉ rác sau keo tụ bằng O3 (pH nước rỉ rác, thời gian phản ứng, tải lượng COD). 3. Đề xuất dây chuyền xử lý nước rỉ rác. 3. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu các thông số thích hợp cho xử lý các thành phần hữu cơ trong nước rỉ rác bằng quá trình keo tụ. Nội dung 2: Nghiên cứu các thông số tối ưu cho xử lý các thành phần hữu cơ trong nước rỉ rác sau keo tụ bằng O3. Nội dung 3: Đề xuất dây chuyền xử lý nước rỉ rác.
ĐH 2011-07-03 T V N Đ h V N N N N T T 1999) T Đ NH3) T P O ( O ) T nâng cao nh ozon M ĐH 2011-07-03 ozon O nâng cao (AOPs) TO ( Alia, 2003; Sumitha, 2004 ) Tuy nhiên, h OP M ozon hay ozon O AOPs O O ) C ozon H H H V H ozon O N hai G X G X * M ozon X M T H T O3 H , Đ :N :N O Đ O ) ĐH 2011-07-03 V c, hi i thích ng v u ki n th c ti c xác nh làm nguyên t c ti p c n gi i quy t nhi m v nghiên c u c th c tài, th hi n qua nguyên t c là: * Tiếp cận kế thừa: - u l a ch xu nhi u ngu n thông tin c p nh t khác nhau: báo, báo cáo h i ngh khoa h c i ý ki n tr c ti p v i chuyên gia - Thu th công ngh x c u * Tiếp cận nghiên cứu, tri n khai sở nghiên cứu: - Tham quan, tìm hi u i kinh nghi nghiên c n có kinh nghi m V M V M ĩ c K K ho c V Đ - Tìm hi u cơng ngh p tác v N V H N ng c a m t s dây chuy n x c hi n ng t i Vi t Nam * Tiếp cận phân tích, đánh giá: - Các kỹ thu t phân tích l a ch n ph tin c c yêu c u c p nh mb o a ch n áp d ng kỹ thu t phân tích hi d c tiêu chuẩ S Mỹ i ph ẩ ẩ V N * Tiếp cận nghiên cứu thực nghiệm: -Đ m b o tính khoa h c, t o thi t k dây chuy n x bí quy t cơng ngh c c cho vi ng th i t o kh m b t s ph thu c v c ngoài, th c nghi m nh ng thông s ch y u c a V h th - Đ c bi t ph i l N c gi i pháp công ngh m v m t nguyên lý kỹ thu t hay s b t c t s c c n thi t kh c ph c h n ch c thi t b ki n th c ti n Vi t Nam u ĐH 2011-07-03 ươ 1.1 1.1.1 c hái quát chung v ch t th i r n 1.1.1.1 (CTR) kh nguyên V N G th T Q CTR có th theo nhi u cách khác Theo ngu n g c phát sinh, có th chia CTR sinh ho , CTR xây d ng, CTR nông thôn, nông nghi p làng ngh , CTR công nghi p, CTR y t Theo tính ch lo i: CTR nguy h i CTR thông th nh c i m khác v l ch TR ng V i cách phân lo i khác nhau, s có ng thành ph n CTR ĐH 2011-07-03 B n n sinh R ẩ ỗ T TR Đ N ỗ R T ẩ ỗ tinh, k CTR nông Đ thôn N ỗ R T TR K N T TR P N [ S - TR ĩ TR T ẩ TR - ẩ :S gói ẩ ẩ ] ẩ ĐH 2011-07-03 G :C ; ẩ Nylon - :V TR V :T ẩ ẩ h t th i r n phát sinh từ đ th 1.1.1.2 trình s n xu t sinh ho t c TR i th ch y u CTR sinh ho t, CTR xây d ng, CTR công nghi p, CTR y t , CTR bao g m: - CTR sinh ho t: Phát sinh ch y u t h ng ph , ch p th , ch t th i nghiên c ng h c - CTR xây d ng: Phát sinh t cơng trình xây d ng, s a ch a h t ng kỹ thu t - CTR công nghi p: Phát sinh t công nghi - CTR y t : Phát sinh t b nh vi n, - TR , ho c KCN; khám ch a b nh; n t : Phát sinh t ho ng sinh ho t c a nt c lo i b , T ẩ 6-26 G 15-45 3-15 N 2-8 V 0-4 Cao su 0-2 R 0-2 ĐH 2011-07-03 Gỗ 0-20 C 0-5 K 4-16 L 2-8 K 1-4 K 0-1 Đ 0-10 [N obanoglous, 1985] 1.1.1.3 h t th i r n phát sinh từ nông thôn M t nh ng ngun nhân c a nhi CTR t ho ng nông nghi ng nông thôn l m d ng thu c b o v th c v t, phân bón s n xu t nơng nghi p, CTR t ho ng làng ngh rác th i t sinh ho t CTR nơng thơn có th phân thành d ng chính: Ch t th i r n sinh ho t r n nông nghi p nông thôn, ch t th i h t th i r n làng ngh Ch t th i r n sinh ho t nông thôn phát sinh t ngu n: Các h g , ng h c, b nh vi ẩ ph n l u ch t h phân h y (t l thành ph n d phân h y chi m t i 65% ch t th i sinh ho nông thôn) Ch t th i r n nông nghi ng s n xu t nông nghi ng ch t th i r n phát sinh t ho t ng tr t (th c v t ch t, t a cành, làm c , ), thu ho ch , tr u, õ nông s th i t m, ch t tm ng v t, ch bi n s a, ch bi n thu s n, Ch t th i r n nông nghi p nguy h i ch y u phát sinh t ho nghi p (chai l ng hố ch t ho ng nơng thu c tr sâu, thu c di t côn trùng), ng thu c thú y, d ng c tiêm, m ) Ch t th i r n nông nghi p g m nhi u ch ng lo i khác nhau, ph n l n thành ph n có th phân h y sinh h c n , tr u, ch t th i t m t ph n ch t th i khó phân h ch t b o v th c v t Ch t th i r n làng ngh g m nhi u ch ng lo i khác nhau, ph thu c vào nhi u ngu c tính c a lo i hình s n xu t Cùng v i s s ĐH 2011-07-03 ng, ch t th i làng ngh ng ph c t p v thành ph n, có th th y r ng ch t th i làng ngh bao g m nh ng thành ph bi ph phẩm t ch c, th c phẩm, chai l th y tinh, nh a, nilon, v ng nguyên v t li u, g m s , gỗ, kim lo i h t th i r n phát sinh từ ho t đ ng c ng nghiệp 1.1.1.4 TR K N T TR TR CTNH) L TR hành CTR thông th TR K N K N TNH h t th i r n phát sinh từ ho t đ ng tế 1.1.1.5 H uh TR t th i sinh h ch v i lo i CTR khác Các lo i ch t th i n c thù so c phân lo i cẩn th x chung v i lo i ch t th i sinh ho t s gây nh ng nguy h Ngu n phát sinh ch y u b nh vi yt c n chuy n c p c u, phòng khám s n ph khoa nhà h sinh, phòng khám ngo i trú, trung tâm l c máu ; trung tâm xét nghi m nghiên c u y sinh h c; ngân hàng máu H u h TR u có tính ch CTR khác Các ngu n x ch khu ph u thu t, bào ch c ch c h i ch y u Lo i CTR Ch t th i ch a vi trùng gây b nh Ch t th i b nhi m bẩn Ch t th c bi t khu v c xét nghi m, g 1.3) ặc thù từ ho B ng 1.3 Ngu n phát sinh lo Ch t th i sinh ho t c thù khác v i lo i Ngu n t o thành Các ch t th i t nhà b p, khu nhà hành chính, lo i bao gói Các ph th i t ph u thu t i t ng c i sau m x c ng v t sau trình xét ngh m, g c l n máu m c a b nh nhân Các thành ph n th i sau dùng cho b nh nhân, ch t th i t trình lau c sàn nhà Các lo i ch t th ch i trên, ch t phóng x , hóa ch c t khoa khám, ch a b nh, ho ng th c nghi m, … Xét v thành ph n ch t th i d có th tái ch chi m 25% t c tính lý hóa t l thành ph n ng CTR y t ĐH 2011-07-03 1.1 hành ph n CTR y t [ Trong thành ph n CTR y t - ] ẩ ng l n ch t h i cao, cịn có thành ph n nh a chi m kho ng 10%, v y l a ch n công ngh tc t tri c h i N Mỹ T Đ Đ M ch H L L Đ ( ươ ươ (1000 t Đ M (%) Compost 3470 11 23 50 16 2400 50 11 37 ĐH 2011-07-03 ư ươ (1000 t T Đ (%) Compost 19483 28 69 H L 3147 Tây Ban Nha 12147 16 78 P 17000 36 47 Irelands 1100 Italia 17300 19 35 34 H L 6900 36 57 2350 16 23 58 Đ N Anh 100 100 18000 94 [N N T Kỹ P P N V th N T M 1.5 sau: ươ STT TP H N TP H P TP H TP H L ươ S 10 ĐH 2011-07-03 2300 60 2100 COD (mg/l) 1700 Hiệu suất (%) 50 1900 40 1500 30 1300 1100 20 900 10 700 500 12 Tải lượng COD (kg COD) COD ban đầu COD sau ozon hoá Q ư O nh 3.13 COD sau keo tụ Hiệu suất u 2180 mg/l, sau keo t gi m t hi u su t 30% Ti ng COD m c 3, 6, 9, 12 kg COD O m ct hi u su t x lý cao nh ng COD O kg S 12 kg hi u su t x lý O COD gi m d n gi m 40% ẳ 12 kg N O COD 3.3.4 Ảnh hưởng t i lượng nư c r rác đến hiệu su t lý mầu 2500 90 80 70 60 1500 50 40 1000 30 20 500 10 0 Tải lượng COD (Kg COD) Mầu ban đầu Mầu s au ozon hoá H Mầu s au keo tụ Hiệu s uất ư 78 12 Hiệu suất (%) Mầu (Pt/Co) 2000 ĐH 2011-07-03 T O O H O ,s O gi m N V H 44 O O V 3.3 ư ư L (Kg COD) 12 ư (mg) (mg) 16,839 16,959 18,984 20,120 24,48 K O O T N O ĩ O H cm) O T O H 44 N O O 0,035 mg O3, O 79 O O3 ĐH 2011-07-03 3.4 Ề DÂY Ề M - Đ - Đ - H - H M ẳ L M V H keo Kỹ H f cho 80 ĐH 2011-07-03 H T – O H Kỹ ỹ –S R ẩ M Kỹ - T T - K - T - Nâng ỗ ỹ N Đ M 81 ĐH 2011-07-03 K T L X X L P H ằ N … phenol, Đ O m O 0,051 mg O3 H N O ẩ ẩ M – TNMT X O Q VN S R – O ỗ 3.5 : T O Đ M –T 82 –T N ĐH 2011-07-03 P H – S H O O O pH O 0,015 mg O3 ngu n ozon khơng khí 24,48 mg/l mg COD) T : Ozon hóa c c nghiên c iv c v tác d ng cx Nghiên c u kh màu k t h p kh COD dùng ozon c c phát tri a, tr 83 b n phân tích kinh t kỹ thu t ĐH 2011-07-03 Tài li u ti ng Vi t: N H K “ ứ ở ó ẩ V ” V K ị K w V E Đ V P N V V Kỹ H P N Sỹ N ỹ U T G ụ , 1998 Võ O f , tr.71 – 78 , N V P N V N N T P L Q T – ozone (O3/UV), M T T M T T M , tr 40 – 53 T ỹ ậ , 2006 nh: Alia Chaturapruek, Thesis of master: ozonation combined with membrane bio-reactor for landfill leachate treatment, Asian Institute of Technology, School of Environment, Resources and Development, Thailand, 2003 APHA - S M f E f W W w American Public Health Association, Washington DC, 1995 Amokrane, A., C Comel and J Veron, Landfill leachates pretreatment by coagulation-flocculation, Journal of Water Res, vol 31, 1997, pp 2775-2782 Baig,S., Coulomb,I., Courant,P., Liechti,P., Treatment of landfill leachates: Lapeyrouse and Satrod case studies Ozone Sci Eng 21, 1997, pp 1–22 84 ĐH 2011-07-03 10 Bagchi and Amalendu, Design, construction and monitering of sanitary landfill, 1990 p 47, by John Wiley ans Sons, Inc 11 Bigot, V., Luck, F., Paillard, H., Wagner, A., Landfill leachate treatment: comparison of three oxidation processes using ozone In: Proceeding IOA Regional Conference, Zurich, Switzerland, 1994, pp 219–228 12 Breithaupt, T., Reemtsma, T., Jekek, M., Storm, T., Wiesmann, U., Combined Biological Treatment/Ozonation of Wastewaters for the Mineralisation of NonBiodegradable Naphthalene-1,5-Disulphonic Acid Acta Biotechnol, Vol 23 (4) , 2003, pp 321– 333 13 Chedly Tizaoui, Latifa Bouselmi, Loubna Mansouri, Ahmed Ghrabi, Landfill leachate treatment with ozone and ozone/hydrogen peroxide systems Journal of Hazardous Materials, vol 140, 2007, pp 316–324 14 Daniele M Bila, A Filipe Montal, Alessandra C Silva, M´arcia Dezotti, Ozonation of a landfill leachate: evaluation of toxicity removal and biodegradability improvement, Journal of Hazardous Materials, B117, 2005, pp 235–242 15 Dimadopoulos, E., Characterization and treatment of recirculation stabilized leachate Water Res., vol 28 (12), 1994, pp 2439-2445 16 Dzombak, D.A., Lagnese, K.M., Spengel, D.B., Luthy, R.G., Comparison of activated sludge and RBC treatmentof leachate from a solid waste landfill In: Proc Spec Conf Water Qual Manage Landfills, Water Pollut Fed., Alexandria, Virginia, 1990 17 G L J S O f W W w WILEY-VCH verlag GmbH, D-69469 Weinheim, Federal republic of Germany, 2000 18 Hasan E.S, Geology and hazadousd Waste management, Upper Saddle river: Prestice hall, 1996 19 Hamzeh Ali Jamali, Amir Hossein Mahvi, Ramin Nabizadeh, Foorogh Vaezi and G P O f T f fP S -Flocculation and Ozonation L f L fT World Applied Sciences Journal (Special Issue for Environment), vol 5, 2009, pp 9-15 20 Historicfresno.org, Fresno sanitary landfill (1937), available at: http:// historicfresno.org/nrhp/landfill.htm Accessed march, 31, 2008 21 H ’ J H , The role of hydroxyl radical reactions in zonation processes in aqueous solution Water Res, Vol 10, 1977, pp 377-386 85 ĐH 2011-07-03 22 Jerry J Wu, Chih-Chao Wu, Hong-Wen Ma, Chia-Chi Chang, Treatment of landfill leachate by ozone-based advanced oxidation processes Chemosphere, vol 54, 2004, pp 997–1003 23 Kim, S.M., Geissen, S.U., Vogelpohl, A., Landfill leachate treatment by a photoassisted Fenton reaction, Water Sci Tech, Vol 35, 1997, pp 239–248 24 Lema, J.M., Mendez R and Blazquez R., Characteristics of Landfill leachates and alternatives for their treatment: A review, Water, Air and Soil Pollution, vol 40, 1988, pp 223-250 25 Pieter Van Aken, Nico Lambert, Jan Degrève, Sven Liers and Jan Luyten, Comparison of Different Oxidation Methods for Recalcitrance Removal of Landfill Leachate, Ozone: Science & Engineering, 33, 2011, pp 294–300 26 Rosário Oliveira, Susana Cortez, Pilar Teixeira, Manuel Mota, Ozonation as polishing treatment of mature landfill leachate, Journal of Hazardous Materials, vol 182, 2010, pp 730–734 27 Steensen, M., 1997 Chemical oxidation for the treatment of leachate: process comparison and results from full-scale plants Water Sci Tech, vol 35, 1997, pp 249– 256 28 Sumitha Sumanaweera, Thesis of master degree: Advanced oxidation combined with a membrane bio-reactor for landfill leachate treatment Asian Institute of Technology, School of Environment, Resources and Development, Thailand, 2004 29 Tatsi, A A., A.I Zouboulis, flocculation pretreatment of K A sanitary Matis and P Samaras, Coagulation- leachates, Chemosphere, vol 53, 2003, pp 737-744 30 Tchobanoglous, Environmental Engineering, by McGraw-Hill Book Company, 1985, p 577 31 Tchobanoglous, Thersen and Vigil, Intergrated solid waste management Mcraw-Hill International Editions, Civil Engineering Series, 1993 32 Wable, O., Jousset, M., Courant, P., Duguet, J.P., Oxidation of landfill leachates by ozone and hydrogen peroxide: a French example In: Proceeding International Symposium on Ozone-Oxidation Methods for Water and Wastewater Treatment, IOA, 1993 33 Wenzel, A., Gahr, A., Niessner, R., TOC-removal and degradation of pollutants in leachate using a thin-film photoreactor Water Res, vol 33, 1999, pp 937–946 86 ĐH 2011-07-03 M Đ U T M N .3 T NG QU N NƯ T NG QU N R R I H N L P H T TH I R N N K T T T Đ V N 10 TRƯNG V S H NH TH NH NƯ 1.2.1 S R R 11 11 1.2.2 Các y u t n thành ph cr 13 1.2.2.1 Th i gian chôn l p 13 1.2.2.2 Thành ph n bi n pháp x ch t th i r n 14 1.2.2.3 Chi u sâu bãi chôn l p 15 1.2.2.4 Các trình th m, ch y tràn 1.2 1.2.2.6 Đ ẩm rác nhi 15 15 ng t bùn c ng rãnh ch t th c h i 16 16 87 ĐH 2011-07-03 Đ 17 1.2.3.1 Thành ph n tính ch L 17 c r bãi rác 32 T NH H NH NGHI N ỨU X L NƯ R R TR N TH GI I V VI T N M 33 T 33 T V PHƯ NG PH P X L NƯ R R N 37 40 ĐỐI TƯỢNG V PHƯ NG PH P NGHI N ỨU 45 C 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 45 2.2 HÓA CH T THI T B 45 PHƯ NG PH P PH N T H 46 2 P y m u b o qu n m u 46 P u 46 P O 46 P 47 2.3.2.3 X 47 PHƯ NG PH P TH 2.4.1 P NGHI M 49 49 2.4.1.1 Nguyên lý 49 2.4.1.2 Hóa ch t, mơ hình thi t b thí nghi m 50 2.4.2 P 51 lý thuy t c a ozon 51 M OR-15-C) 59 K T QU NGHIÊN CỨU 60 Đ ĐIỂM BÃI CHÔN L P CH T TH I R N T N Ư NG 60 3.2 TIỀN X L NƯ C R RÁC BẰNG PHƯ NG PH P KEO T 61 M 61 H 3.2 s 63 3.2.2.1 H COD 63 3.2.2.2 H 64 3.2.3 3.2.3.1 ng c a ch t keo t ng c a ch t keo t 88 n hi u qu x l 66 n COD 67 ĐH 2011-07-03 3.2.3.2 ng c X L NƯ M ng ch t keo t R S U KEO T 68 ẰNG QU TR NH OZON HO 71 71 H 71 H O H 72 .72 H 73 74 O 75 76 H an 76 O 77 O O .77 O 78 H O .79 L ĐỀ XU T 79 Y HUYỀN X L NƯ R R 80 K T LU N V KHUY N NGH 82 Khuy n ngh : 83 T I LI U TH M KH O 84 89 ĐH 2011-07-03 H n CTR y t Hình 1.2 Các thành ph n cân b H S H S cân b c ô chôn l p 12 c .13 48 H 50 Hình 2.3 Mơ hình q trình thí nghi m keo t 51 Hình 2.4 Mơ hình c u t o c a ozon 52 H S 53 Hình 2.6 Ph n ng oxy hố c a ozon dung d H S c .54 59 H H H H O 63 H H 64 H 65 H H 3.5 O O 63 .67 H O 68 H 68 H 69 H H H O H 72 73 H O 75 H 76 H H H O O 78 O 78 S 82 90 ĐH 2011-07-03 B P .5 T B ng 1.3 Ngu n phát sinh lo TR c thù t ho TR M V B ng 1.6 Các s li u tiêu bi u v thành ph n tính ch l pm 10 c rác c a bãi chôn 19 T B N O O 20 Đ 20 Đ c r rác 21 T B ng 1.11 Thành ph L TR M G cr K .21 sâu khác k t l p ph b m t t i gi ng khoan th nghi m 23 Đ 24 L B ng Đ B Đ TP H M 25 Đ cr cr t Đ T nh (2001) .27 B ng 1.16 Thành ph c r rác t i Bãi chơn l p Gị Cát B ng 1.17 Thành ph c r rác t i Bãi chôn l T T nh (1996) 26 N G mùa khác 28 P S c Hi p 30 31 43 43 Đ B ng 2.2 H ng s t T O3 .53 ph n ng c a (HCO3-, CO32-) v i g c OH* 57 62 91 ĐH 2011-07-03 H H 73 H 77 H O 79 92 ... m lượng ozon tham gia ph n ứng ozon Đ a ozon 2.1 Ozon c ph n ng: c ph n ứ - Đ - M Van - M Van theo chi u 1-2 c sau: 47 ĐH 2011-07-03 - ẩy m cc tích ozon c Khí Ozon s B nh A Van Phát Ozon Van...ĐH 2011-07-03 ozon O nâng cao (AOPs) TO ( Alia, 2003; Sumitha, 2004 ) Tuy nhiên, h OP M ozon hay ozon O AOPs O O ) C ozon H H H V H ozon O N hai G X G X * M ozon X M T H T O3 H , Đ... C3*Q3 , g*10-3 Q =τ*q Hay m1 = C1*τ*q T , mra ozon ,g ozon Q ozon τ it ozon τ ozon t giá tr ng khác nhau, m t ph n h ng 2.4.1 P ươ 2.4.1.1 Nguyên lý Trong ngu t nt i c t n t i nhi u ch d ng h t