BAO CAO THỰC HÀNH bể UASB · phiên bản 1 (1) pdf

mô hình là một trong những phương pháp xử lí nước thải tốt nhất hiện nay, được áp dụng trong thực tế rất nhiều. Hệ thống thiết bị nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm gồm các hạng mục chính: Thùng chứa nước thải, ống thủy tinh hữu cơ có dung tích 7.2 lít, ống nhựa, bơm định lượng, nắp nhựa PE. Các thông số: + Thể tích bể UASB: V = 7.2 lít (h=108 cm; r= 4.6 cm). + Thể tích bùn hạt: 3 lít. + Thời gian lưu nước chọn: 24 giờ. + Vận tốc quy định: 0.6 mh. + Chọn máng răng cưa xẻ khe thu nước chữ V (chiều cao khe: 2.5cm) để thu nước đầu ra

P a g e 1 | 17

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BÁO CÁO THỰC HÀNH

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KỊ KHÍ – BỂ UASB

Nhóm 2: Thứ 6 tiết 4, 5, 6

Thủ Đức, ngày 30 tháng 12 năm 2018

P a g e 2 | 17

Mục lục

Chương 1: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

1.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.1.1.Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi đầu vào 3

1.1.2 Bùn sử dụng mô hình 3

1.2 Mô hình nghiên cứu 4

1.2.1 Sơ đồ mô hình nghiên cứu 4

1.2.2.Mô hình thí nghiệm 5

1.3 Nội dung thí nghiệm 6

1.3.1 Tải lượng nghiên cứu 6

1.3.2 Quy trình lấy mẫu 6

1.3.3 Phương pháp phân tích mẫu và so sánh đánh giá 7

1.3.4 Phân tích các chỉ tiêu bùn và các chỉ tiêu nước 7

Chương 2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 10

2.1 Hiệu quả xử lý COD 10

2.3 Hiệu quả xử lý SS 13

Chương 3 KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT 16

3.1 Kết luận 16

3.2 Kiến nghị 16

P a g e 3 | 17

Chương 1: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 Đối tượng nghiên cứu

1.1.1.Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi đầu vào

- Nước thải được sử dụng trong mô hình nghiên cứu được lấy ở cuối ống dẫn nước thải từ chuồng trại chăn nuôi bò thuộc trại thực nghiệm chăn nuôi thú y ĐH Nông Lâm

TP.HCM

Tính chất của nước thải chăn nuôi nghiên cứu

STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

QCVN 40:2011/BTNMT Cột B

/100 ml

5000

1.1.2 Bùn sử dụng mô hình

(kgCH4-COD/kgVSS)

Hàm lượng (kgVSS/m3)

P a g e 4 | 17

1.2 Mô hình nghiên cứu

1.2.1 Sơ đồ mô hình nghiên cứu

Hệ thống thiết bị nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm gồm các hạng mục chính: Thùng chứa nước thải, ống thủy tinh hữu cơ có dung tích 7.2 lít, ống nhựa, bơm định lượng, nắp nhựa PE

Các thông số:

+ Thể tích bể UASB: V = 7.2 lít (h=108 cm; r= 4.6 cm)

+ Thể tích bùn hạt: 3 lít

+ Thời gian lưu nước chọn: 24 giờ

+ Vận tốc quy định: 0.6 m/h

+ Chọn máng răng cưa xẻ khe thu nước chữ V (chiều cao khe: 2.5cm) để thu nước đầu ra

Thùng chứa nước thải

Nước đầu vào

Nước đầu ra

Ống UAS

B

Bơm định lượng

Ống thoát

P a g e 5 | 17

1.2.2.Mô hình thí nghiệm

Nguyên lý hoạt động:

Nước thải sau khi được lấy về sẽ được đưa về thùng chứa nước thải, điều chỉnh lưu lượng bơm để cố định từng tải trọng Máy bơm sẽ bơm từ thùng chứa nước thải qua ống dẫn vào ống UASB, tại đây có bùn hạt đã có hoạt tính cao có thể xử lý được các thành phần ô nhiễm của nước thải Sau đó nước thải sẽ theo dòng của bơm định lượng đi

từ dưới lên trên và tràn ra máng răng cưa để sau đó theo ống dẫn ra bên ngoài Do ở đây chạy tuần hoàn dòng nước thải nên đầu ra sẽ được quay lại thùng chứa nước thải ban đầu nhằm pha loãng nồng độ ô nhiễm giúp hiệu quả xử lý tối ưu hơn

P a g e 6 | 17

1.3 Nội dung thí nghiệm

1.3.1 Tải lượng nghiên cứu

Nhóm chọn mô hình chạy trên ba tải lượng là 3kgCOD/m3 ngày đêm; 6kgCOD/m3 ngày đêm; 9kgCOD/m3 ngày đêm

Lưu lượng xử lý trong 1 ngày đêm

Q = L x V

C Trong đó: L : tải trọng xử lý (Kg COD/m3.ngày đêm)

V : Thể tích bể (l)

C : Nồng độ nước thải đầu vào (mg/l)

1.3.2 Quy trình lấy mẫu

 Lấy mẫu

- Vị trí lấy mẫu: Mẫu được lấy ở ống dẫn nước đầu ra tràn từ máng răng cưa

- Mẫu được lấy sau đúng 24 giờ kể từ khi đổ nước thải vào để chạy mô hình, ngay sau khi kiểm tra mô hình hoạt động bình thường

- Các chỉ tiêu SS, COD được phân tích tại phòng thí nghiệm Công nghệ môi trường - Khoa Môi trường & Tài Nguyên, Đại học Nông Lâm Tp.HCM

- Chỉ tiêu như pH do máy do có vấn đề nên số liệu không được sử dụng

 Tần suất lấy mẫu

STT Vị trí

Chỉ tiêu

Đầu vào Đầu ra Tần suất lấy

mẫu

P a g e 7 | 17

1.3.3 Phương pháp phân tích mẫu và so sánh đánh giá

 Phương pháp phân tích mẫu

Phân tích mẫu được thực hiện theo phương pháp :

STT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp

 Phương pháp so sánh đánh giá

Chất lượng nước thải sau khi xử lý sẽ được đánh giá , so sánh với QCVN 62-MT:2016/BTNMT

Chỉ tiêu Đơn vị Cột B

1.3.4 Phân tích các chỉ tiêu bùn và các chỉ tiêu nước

 Xác định chỉ số SVI:

- Lấy 1 l bùn hoạt tính cho vào ống đong 1 lít

- Chờ bùn hoạt tính lắng trong vòng 30 phút

- Đọc thể tích bùn lắng và ghi nhận số liệu

- Tính toán chỉ số SVI theo công thức

P a g e 8 | 17

𝐒𝐕𝐈 (𝑚𝑔

𝑙 ) = SV(

𝑚𝑙

𝑙 ) x 1000 MLSS(𝑚𝑔

𝑙 )

- Kết quả:

+ SVI = 55 (mg/l)

+ SVI > 50 mg/l nên bùn này có thể cho bể vào xử lý nước thải sinh hoạt

 Xác định chỉ số nồng độ bùn (MLSS):

- Lấy bình tam giác 100 ml mang đi sấy ở 105oC trong vòng 2 h

- Cho vào bình hút ẩm trong thời gian 30 phút

- Mang đi cân và ghi số liệu lần 1

- Cho 10 ml bùn đã được lắng trong 30 phút vào mỗi bình tam giác

- Mang đi sấy ở 105oC trong vòng 2 h

- Cho vào bình hút ẩm trong thời gian 30 phút

- Mang đi cân và ghi số liệu lần 2

- Tính toàn nồng độ bùn theo công thức sau:

Cb = 𝑚𝑠𝑠

𝑉1 (mg/l)

- Tính toán lượng bùn cho vào bể theo công thức

- Các phép phân tích trên được lặp lại 3 lần

 pH

Sử dụng máy đo pH của compact pH meter pH 11, Laquatwin, Nhật Bản

 Nhu cầu oxy hóa học (COD)

- Được phân tích tại phòng thí nghiệm (PTN) khoa MT&TN theo tài liệu “Standard methods for the examination of water and wastewater”

- Các bước tiến hành như sau:

+ Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín với H2SO4 20%trước khi sử dụng Chọn thể tích mẫu và thể tích hóa chất dùng là 2,5ml mẫu: 1,5 ml K2Cr2O7 0,0167 M: 3,5 ml H2SO4

reagent

P a g e 9 | 17

+ Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dịch K2Cr2O7 0,0167M vào cẩn thận thêm

H2SO4 reagent vào bằng cách cho acid chảy dọc thành bên trong của ống nghiệm Đậy nút vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần (cẩn thận vì phản ứng phát nhiệt), đặt ống nghiệm vào rổ inox

và cho vào lò sấy 1500C trong 2 giờ

Để nguội đến nhiệt độ phòng, cho dung dịch vào erlen thêm 0,05 – 0,1 ml (1 – 2 giọt) chỉ thị feroin và định phân bằng FAS 0,10M Dứt điểm khi mẫu chuyển từ xanh lục sang nâu đỏ lợt

+ Làm hai mẫu trắng với nước cất (mẫu 0 và mẫu B)

+ Đối với mẫu nước thải đầu vào, tiến hành pha loãng theo tỉ lệ 1:1 (có nghĩa pha 1

ml mẫu nước thải với 1 ml nước cất)

+ Lặp lại thí nghiệm 3 lần

+ Tính toán: Nồng độ mol của FAS

M = 𝑉𝐾2𝐶𝑟2𝑂7

𝑉𝐹𝐴𝑆 (𝐾ℎô𝑛𝑔 đ𝑢𝑛) 0,1 (𝑀) COD = (𝐴−𝐵).𝑀.8000

2,5 (mg/l)

Trong đó:

A: Thể tích FAS chuẩn độ mẫu trắng đun

B: Thể tích mẫu FAS chuẩn độ mẫu thực

M: Nồng độ mol của mẫu FAS

 Chất rắn lơ lửng (SS)

- Được phân tích dựa theo TCVN 6625 – 2000: về chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thuỷ tinh tại PTN khoa MT&TN

- Các bước tiến hành được thực hiện như sau:

+ Mang màng lọc sợi thủy tinh GF3 grade của CHMLAB GROUP có đương kính lỗ 1,2 micromet, đường kính giấy lọc là 47 mm đi sấy ở 105oC trong vòng 1 h

+ Cho vào bình hút ẩm 30 phút

+ Cân giấy lọc lần 1 Ghi nhận số liệu m1

+ Cho 50 ml nước thải đi qua màng lọc sợi bằng máy hút chân không

P a g e 10 | 17

+ Sau đó mang đi sấy ở 105oC trong vòng 1 h

+ Cho vào bình hút ẩm 30 phút

+ Cân giấy lọc lần 2.Ghi nhận số liệu m2

+ Phân tích được lặp lại 3 lần

+ Tính toán theo công thức:

SS = (𝑚1 −𝑚2).10

6

50

Chương 2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

2.1 Hiệu quả xử lý COD

 Kết quả nghiên cứu

P a g e 11 | 17

Kết quả chỉ tiêu COD ở tải lượng 1( 3Kg COD/m3 ngày.đêm)

Ngày

Nước thải đầu vào COD (mg/l)

Nước đầu ra COD (mg/l)

H (%)

Kết quả chỉ tiêu COD ở tải lượng 2 (6Kg COD/m3 ngày.đêm)

Ngày

Nước thải đầu vào COD (mg/l)

Nước đầu ra COD (mg/l)

H (%)

P a g e 12 | 17

Kết quả chỉ tiêu COD ở tải lượng 3 (9Kg COD/m3 ngày.đêm)

Ngày

Nước thải đầu vào COD (mg/l)

Nước đầu ra COD (mg/l)

H (%)

30.08

44.58

82.96

48.15

70

58

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

So sánh hiệu suất xử lý COD của ba tải

P a g e 13 | 17

Nhận xét:

Từ kết quả nghiên cứu được ta thấy COD đầu ra của cả ba tải lượng thấp hơn nhiều

so với COD đầu vào Hiệu quả xử lý COD đầu ra của tải lượng 1 là 3 Kg COD/m3

ngày.đêm thấp hơn so với tải lượng 2 là 6 Kg COD/m3 ngày.đêm và thấp hơn tải 3

Ở tải lượng 3, ngày thứ 5 sang ngày thứ 6 hiệu suất bị giảm Nguyên nhân đó chính

là do khi tăng tải trọng xử lý nên bùn hạt chưa thích nghi với lượng dinh dưỡng tăng nhanh nên không xử lý triệt để

2.3 Hiệu quả xử lý SS

 Kết quả nghiên cứu

Kết quả chỉ số SS ở tải lượng 1 (3Kg COD/m3 ngày.đêm)

Ngày

Nước thải đầu vào

SS (mg/l)

Nước đầu ra

SS (mg/l)

H (%)

P a g e 14 | 17

Kết quả chỉ số SS ở tải lượng 2 6Kg COD/m 3 ngày.đêm

Ngày

Nước thải đầu vào

SS (mg/l)

Nước đầu ra

SS (mg/l)

H (%)

Kết quả chỉ số SS ở tải lượng 3 9Kg COD/m 3 ngày.đêm

Ngày

Nước thải đầu vào

SS (mg/l)

Nước đầu ra

SS (mg/l)

H (%)

P a g e 15 | 17

Nhật xét :

Nhìn chung, mô hình xử lý SS rất tốt, hiệu quả rất cao đều đạt trên 57% có lúc lên đến 92% Tải 1 và 2 đạt hiệu quả cao vì đây là bùn hạt nên khó trôi, tuy nhiên tới tải 3 thì hiệu suất giảm và không ổn định Nguyên nhân, có thể do các chất hữu cơ bám trên bùn bị bung ra nên làm cho hiệu suất không ổn định

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

So sánh hiệu quả xử lý SS của ba tải

P a g e 16 | 17

Chương 3 KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT

3.1 Kết luận

So sánh nước thải đầu vào và ra

- Đề tài nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghệ sinh kị khí trên mô hình tượng trưng cho bể UASB thực tế

- Hiệu quả xử lý ở cả 3 tải lượng thì tương đối ổn định và cao nhưng hiệu quả xử lý tốt và

ổn định ở tải 2 (6kgCOD/m3.ngàyđêm)

- Khả năng xử lý của bùn hạt vượt trôi hơn những loại bùn hoạt tính khác vì khối lượng

và kích thước lớn dễ lắng, khó trôi bùn; hoạt tính xử lý cao và không cần thời gian thích nghi quá dài để xử lý

- Kết quả chứng tỏ vi sinh vật trong bể UASB ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi tải lượng, đây cũng là một trong những ưu điểm khi xử lý bằng phương pháp

3.2 Kiến nghị

- Kiểm soát ổn định thông số đầu vào

- Kiểm tra và duy trì vận tốc của máy bơm ở mức quy định

- Để có mức đánh giá bao quát hơn khả năng xử lý của bùn ta cần nhiều thời gian hơn để vận hành thêm với tải lượng cao hơn tải lượng đã nghiên cứu trong đề tài này, từ đó đánh giá được khả năng xử lý của mỗi giá thể tốt nhất

P a g e 17 | 17

Tài liệu tham khảo

1 TS Trịnh Xuân Lai (2012) Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải NXB

Xây Dựng

2 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008) Xử lý nước thải

đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình NXB ĐHQG TP.HCM