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
Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG 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 tiết 4, 5, Nguyễn Thị Cúc Hoa 15163021 Nguyễn Thị Thu Hiền 15163019 Nguyễn Thị Hồng Liễu 15163033 Nguyễn Thị Luyên 15163036 Trần Thị Yến Nhi 15163047 Trần Hải Phụng 15163053 Bùi Ngọc Trân 15163077 Lê Ngọc Trường 15163085 Bạch Hoàng Triệu 15163078 10 Dương Nguyễn Tường Vi 15163090 Thủ Đức, ngày 30 tháng 12 năm 2018 P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Mục lục Chương 1: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tượng nghiên cứu 1.1.1.Thành phần tính chất nước thải chăn ni đầu vào 1.1.2 Bùn sử dụng mơ hình 1.2 Mơ hình nghiên cứu 1.2.1 Sơ đồ mơ hình nghiên cứu 1.2.2.Mơ hình thí nghiệm 1.3 Nội dung thí nghiệm 1.3.1 Tải lượng nghiên cứu 1.3.2 Quy trình lấy mẫu 1.3.3 Phương pháp phân tích mẫu so sánh đánh giá 1.3.4 Phân tích tiêu bùn tiêu nước Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 10 2.1 Hiệu xử lý COD 10 2.3 Hiệu xử lý SS 13 Chương KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT 16 3.1 Kết luận 16 3.2 Kiến nghị 16 P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Chương 1: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tượng nghiên cứu 1.1.1.Thành phần tính chất nước thải chăn nuôi đầu vào Nước thải sử dụng mô hình nghiên cứu lấy cuối ống dẫn nước - thải từ chuồng trại chăn ni bò thuộc trại thực nghiệm chăn nuôi thú y ĐH Nông Lâm TP.HCM Tính chất nước thải chăn ni nghiên cứu QCVN STT Đơn vị Chỉ tiêu Giá trị 40:2011/BTNMT Cột B pH - 7.6-8.1 5.5-9 COD mg/l 300-462 300 TSS mg/l 110-265 150 T-N mg/l 220-460 150 Tổng Coliform MPN CFU 5000 /100 ml 1.1.2 Bùn sử dụng mơ hình Loại bùn Bùn hạt Hoạt tính metan Hàm lượng (kgCH4-COD/kgVSS) (kgVSS/m3) 0.80 : 1.50 15 : 35 P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB 1.2 Mơ hình nghiên cứu 1.2.1 Sơ đồ mơ hình nghiên cứu Ống Nước đầu Bơm định lượng Ống UAS B Nước đầu vào Thùng chứa nước thải Hệ thống thiết bị nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm gồm hạng mục chính: Thùng chứa nước thải, ống thủy tinh hữu có dung tích 7.2 lít, ống nhựa, bơm định lượng, nắp nhựa PE Các thơng số: + Thể tích bể UASB: V = 7.2 lít (h=108 cm; r= 4.6 cm) + Thể tích bùn hạt: lít + Thời gian lưu nước chọn: 24 + Vận tốc quy định: 0.6 m/h + Chọn máng cưa xẻ khe thu nước chữ V (chiều cao khe: 2.5cm) để thu nước đầu P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB 1.2.2.Mơ hình thí nghiệm Ngun lý hoạt động: Nước thải sau lấy đưa thùng chứa nước thải, điều chỉnh lưu lượng bơm để cố định tải trọng Máy bơm bơm từ thùng chứa nước thải qua ống dẫn vào ống UASB, có bùn hạt có hoạt tính cao xử lý thành phần ô nhiễm nước thải Sau nước thải theo dòng bơm định lượng từ lên tràn máng cưa để sau theo ống dẫn bên ngồi Do chạy tuần hồn dòng nước thải nên đầu quay lại thùng chứa nước thải ban đầu nhằm pha lỗng nồng độ nhiễm giúp hiệu xử lý tối ưu P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB 1.3 Nội dung thí nghiệm 1.3.1 Tải lượng nghiên cứu Nhóm chọn mơ hình chạy ba tải lượng 3kgCOD/m3 ngày đêm; 6kgCOD/m3 ngày đêm; 9kgCOD/m3 ngày đêm Lưu lượng xử lý ngày đêm Q= Trong đó: LxV C 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 lấy ống dẫn nước đầu tràn từ máng cưa - Mẫu lấy sau 24 kể từ đổ nước thải vào để chạy mô hình, sau kiểm tra mơ hình hoạt động bình thường - Các tiêu SS, COD phân tích phòng thí nghiệm Cơng nghệ mơi trường Khoa Môi trường & Tài Nguyên, Đại học Nông Lâm Tp.HCM - Chỉ tiêu pH máy có vấn đề nên số liệu không sử dụng Tần suất lấy mẫu Vị trí Đầu vào STT Đầu Chỉ tiêu Tần suất lấy mẫu COD lần/tuần SS lần/tuần P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB 1.3.3 Phương pháp phân tích mẫu so sánh đánh giá Phương pháp phân tích mẫu Phân tích mẫu thực theo phương pháp : STT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp COD mg/l SMEWW 5220 C : 2012 TSS mg/l SMEWW 2540 D : 2012 Phương pháp so sánh đánh giá Chất lượng nước thải sau xử lý đánh giá , so sánh với QCVN 62MT:2016/BTNMT Chỉ tiêu Đơn vị Cột B COD mg/l 300 SS mg/l 150 1.3.4 Phân tích tiêu bùn tiêu nước Xác định số SVI: - Lấy l bùn hoạt tính cho vào ống đong lít - Chờ bùn hoạt tính lắng vòng 30 phút - Đọc thể tích bùn lắng ghi nhận số liệu - Tính tốn số SVI theo công thức P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB 𝑚𝑔 𝐒𝐕𝐈 ( 𝑙 )= 𝑚𝑙 ) x 1000 𝑙 𝑚𝑔 MLSS( 𝑙 ) SV( - Kết quả: + SVI = 55 (mg/l) + SVI > 50 mg/l nên bùn cho bể vào xử lý nước thải sinh hoạt Xác định số nồng độ bùn (MLSS): - Lấy bình tam giác 100 ml mang sấy 105oC vòng h - Cho vào bình hút ẩm thời gian 30 phút - Mang cân ghi số liệu lần - Cho 10 ml bùn lắng 30 phút vào bình tam giác - Mang sấy 105oC vòng h - Cho vào bình hút ẩm thời gian 30 phút - Mang cân ghi số liệu lần - Tính tồn nồng độ bùn theo cơng thức sau: Cb = 𝑚𝑠𝑠 𝑉1 (mg/l) - Tính tốn lượng bùn cho vào bể theo công thức - Các phép phân tích lặp lại lần pH Sử dụng máy đo pH compact pH meter pH 11, Laquatwin, Nhật Bản Nhu cầu oxy hóa học (COD) - Được phân tích phòng thí nghiệm (PTN) khoa MT&TN theo tài liệu “Standard methods for the examination of water and wastewater” - Các bước tiến hành sau: + Rửa ống nghiệm có nút vặn kín với H2SO4 20%trước sử dụng Chọn thể tích mẫu thể tích hóa chất dùng 2,5ml mẫu: 1,5 ml K2Cr2O7 0,0167 M: 3,5 ml H2SO4 reagent P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB + Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dịch K2Cr2O7 0,0167M vào cẩn thận thêm H2SO4 reagent vào cách cho acid chảy dọc thành bên ống nghiệm Đậy nút vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần (cẩn thận phản ứng phát nhiệt), đặt ống nghiệm vào rổ inox cho vào lò sấy 1500C Để nguội đến nhiệt độ phòng, cho dung dịch vào erlen thêm 0,05 – 0,1 ml (1 – giọt) thị feroin định phân FAS 0,10M Dứt điểm mẫu chuyển từ xanh lục sang nâu đỏ lợt + Làm hai mẫu trắng với nước cất (mẫu mẫu B) + Đối với mẫu nước thải đầu vào, tiến hành pha lỗng theo tỉ lệ 1:1 (có nghĩa pha ml mẫu nƣớc thải với ml nước cất) + Lặp lại thí nghiệm lần + Tính toán: Nồng độ mol FAS M = 𝑉𝐾2𝐶𝑟2𝑂7 𝑉𝐹𝐴𝑆 (𝐾ℎô𝑛𝑔 đ𝑢𝑛) COD = (𝐴−𝐵).𝑀.8000 2,5 0,1 (𝑀) (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 mẫu FAS Chất rắn lơ lửng (SS) - Được phân tích dựa theo TCVN 6625 – 2000: chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thuỷ tinh PTN khoa MT&TN - Các bước tiến hành thực sau: + Mang màng lọc sợi thủy tinh GF3 grade CHMLAB GROUP có đương kính lỗ 1,2 micromet, đường kính giấy lọc 47 mm sấy 105oC vòng h + Cho vào bình hút ẩm 30 phút + Cân giấy lọc lần Ghi nhận số liệu m1 + Cho 50 ml nƣớc thải qua màng lọc sợi máy hút chân không P a g e | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB + Sau mang sấy 105oC vòng h + Cho vào bình hút ẩm 30 phút + Cân giấy lọc lần 2.Ghi nhận số liệu m2 + Phân tích lặp lại lần + Tính tốn theo cơng thức: SS = (𝑚1 −𝑚2 ).106 50 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.1 Hiệu xử lý COD Kết nghiên cứu P a g e 10 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Kết tiêu COD tải lượng 1( 3Kg COD/m3 ngày.đêm) Nước thải Nước đầu đầu vào COD COD (mg/l) (mg/l) 1373 960 30.08 960 532 44.58 2410 75 68.89 1985 645 67.51 1509 377 75.02 2689 618 77.02 1896 379 80.0 1725 294 82.96 Ngày H (%) Kết tiêu COD tải lượng (6Kg COD/m3 ngày.đêm) Nước thải Nước đầu đầu vào COD COD (mg/l) (mg/l) 4906 2544 48.15 4589 1835 60.01 3684 1510 59.01 4238 1271 70.00 3982 876 78.01 2944 529 82.03 3189 382 88.02 Ngày H (%) P a g e 11 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Kết tiêu COD tải lượng (9Kg COD/m3 ngày.đêm) Nước thải Nước đầu đầu vào COD COD (mg/l) (mg/l) 4050 1700 58 4620 1000 78 4190 750 82 4180 439 89.5 4300 374 91.3 4200 420 90 4270 340 92 Ngày H (%) So sánh hiệu suất xử lý COD ba tải 100 90 89.5 80 78 70 70 67.51 68.89 60 58 50 48.15 40 30 82 60.01 90 91.3 92 78.01 75.02 82.03 77.02 82.03 80 82.96 59.01 44.58 30.08 20 10 tải tải tải P a g e 12 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Nhận xét: Từ kết nghiên cứu ta thấy COD đầu ba tải lượng thấp nhiều so với COD đầu vào Hiệu xử lý COD đầu tải lượng Kg COD/m3 ngày.đêm thấp so với tải lượng Kg COD/m3 ngày.đêm thấp tải Ở tải lượng 3, ngày thứ sang ngày thứ hiệu suất bị giảm Nguyên nhân 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 xử lý SS Kết nghiên cứu Kết số SS tải lượng (3Kg COD/m3 ngày.đêm) Nước thải Nước đầu đầu vào SS SS (mg/l) (mg/l) 125 15 88 110 11,7 89.4 147 16 89 160 14 91.3 129 12,64 90.2 110 11,7 89.4 134 12,7 90.5 113 92 Ngày H (%) P a g e 13 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Kết số SS tải lượng 6Kg COD/m3 ngày.đêm Nước thải Nước đầu đầu vào SS SS (mg/l) (mg/l) 195 82,5 67 200 48,75 75 210 34 83 265 26,3 87,5 235 38 85,6 144 21,2 91 187 14 90,25 Ngày H (%) Kết số SS tải lượng 9Kg COD/m3 ngày.đêm Nước thải Nước đầu đầu vào SS SS (mg/l) (mg/l) 259 111.37 57 158 60.04 62 196 80.16 59.09 231 90.04 61.02 198 61.48 68.95 189 57.59 69.53 258 62.07 75.94 Ngày H (%) P a g e 14 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB So sánh hiệu xử lý SS ba tải 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Tải Tải Tải Nhật xét : Nhìn chung, mơ hình xử lý SS tốt, hiệu cao đạt 57% có lúc lên đến 92% Tải đạt hiệu cao bùn hạt nên khó trơi, nhiên tới tải hiệu suất giảm khơng ổn định Ngun nhân, chất hữu bám bùn bị bung nên làm cho hiệu suất không ổn định P a g e 15 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Chương KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT 3.1 Kết luận So sánh nước thải đầu vào - Đề tài nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi công nghệ sinh kị khí mơ hình tượng trưng cho bể UASB thực tế - Hiệu xử lý tải lượng tương đối ổn định cao hiệu xử lý tốt ổn định tải (6kgCOD/m3.ngàyđêm) - Khả xử lý bùn hạt vượt trơi loại bùn hoạt tính khác khối lượng kích thước lớn dễ lắng, khó trơi bùn; hoạt tính xử lý cao khơng cần thời gian thích nghi dài để xử lý - Kết chứng tỏ vi sinh vật bể UASB bị ảnh hưởng thay đổi tải lượng, ưu điểm xử lý phương pháp 3.2 Kiến nghị - Kiểm sốt ổn định thơng số đầu vào - Kiểm tra trì vận tốc máy bơm mức quy định - Để có mức đánh giá bao quát khả xử lý bùn ta cần nhiều thời gian để vận hành thêm với tải lượng cao tải lượng nghiên cứu đề tài này, từ đánh giá khả xử lý giá thể tốt P a g e 16 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Tài liệu tham khảo TS Trịnh Xn Lai (2012) Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải NXB Xây Dựng Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008) Xử lý nước thải đô thị công nghiệp - Tính tốn thiết kế cơng trình NXB ĐHQG TP.HCM P a g e 17 | 17 ... (mg/l) (mg/l) 12 5 15 88 11 0 11 ,7 89.4 14 7 16 89 16 0 14 91. 3 12 9 12 ,64 90.2 11 0 11 ,7 89.4 13 4 12 ,7 90.5 11 3 92 Ngày H (%) P a g e 13 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Kết... 2544 48 .15 4589 18 35 60. 01 3684 15 10 59. 01 4238 12 71 70.00 3982 876 78. 01 2944 529 82.03 318 9 382 88.02 Ngày H (%) P a g e 11 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB Kết... 11 1.37 57 15 8 60.04 62 19 6 80 .16 59.09 2 31 90.04 61. 02 19 8 61. 48 68.95 18 9 57.59 69.53 258 62.07 75.94 Ngày H (%) P a g e 14 | 17 Báo cáo thực hành: Phương pháp sinh học kị khí - Bể UASB So sánh