Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp bùn hoạt tính nhiều bậc : Đề tài NCKH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN ********* Đ ề tà i n g h iên cứu k h o a h ọ c : NGHIÊN CỨU C Ô N G NGHỆ x LÝ N Ư ÓC THẢI SINH HOẠT B Ằ N G PHƯ ONG PHÁP BÙN HOẠT TÍNH NHIÊU B Ậ ■ ■ C MÃ SỐ : QT - 01 - 36 CHỦ TRÌ ĐỂ T À I: TS Trịnh Lê Hùng CÁC CÁN B ộ PHỐI HỢP: HVCH Phạm Thị Dương HVCH Nguyễn Thị Minh Nguyệt ĐAI HỌC QC GIA HẢ NỘi TRƯNG TẦM THỊNG TIN THƯ VIỆN PT/ BÁO CÁO TÓM TẮT BẰNG TIẾNG VIỆT a Tên đ ề tài : Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp bùn hoạt tính nhiều bậc M ã s ố : QT - - b C hủ trì đ ề t i : TS Trịnh Lê Hùng : c Các cán tham gia H V C H Phạm Thị Dương H V C H N guyễn T hị M inh N guyệt d M ục tiêu nội dung nghiên cứu : Mục tiêu : Nghiên cứu khả xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp bùn hoạt tính, thực với trình liên tục qua nhiều bể phản ứng Nội dung nghiên cứu : Khảo sát chất lượng nước thải xử lý qua lbậc So sánh kết nước thải xử lý bậc với nhiều bậc thời gian lưu Tìm hiểu phát triển vi sinh vật qua bậc Xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý e C ác kết đạt : Bài báo : Trịnh Lê Hùng, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, “Nghiên cứu sử dụng nguyên tố vi lượng qúa trình tạo mồi trường phát triển vi khuẩn để xử lý nước thải.” Tạp chí Hố học (Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia), T.40, số - 2002, Trg 52-55 Bài báo : Trịnh Lê Hùng, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, “Phân lập, tuyển chọn ứng dụng số vi khuẩn có khả phân giải Prơtêin vào q trình xử lý nước rò rỉ bãi rác Nam sơn - Hà nội.” ,Tạp chí Khoa học (Đại học Quốc gia Hà Nội) T.XIX, No 1,2003 Trg43 - 49 3 Bài báo : Trịnh Lê Hùng, Phạm Thị Dương, “ Nghiên cứu xử lý sơ nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học với quy mô nhỏ.”, Tạp chí Hố học (Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia), T.41, số - 2003, Trg 2-7 / Tình hình kinh p h í đ ề t i : Tổng kinh phí: 8.000.000 VN Đã hồn tất việc íhanh tốn với Nhà trường theo nội dung dự toán để tài Xác nhận Ban Chủ nhiệm khoa Chủ trì để tài Xác nhận trường pqs.is 35 ù ì3 Í uJ~ơ^ SU M M A R Y a P roject title : Study on the engineering of domestic wastewater treatment using step feed activated sludge Code : QT- 01 - 36 b P roject m a n a g e r : Dr Trịnh Lê Hùng c Participants M rs Phạm Thị Dương M rs N guyễn Thị M inh N guyệt d A im s and content o f p r o je c t : Aims Study on domestic wastewater treatment by activated sludge with system that contains a lot of aerobic reactors Content Measurement of concentration of contaminants in wastewater after treatment by one aerobic pond Measurement of concentration of contaminants in wastewater after treatment by a lot of aerobic ponds Isolation microbes from each ponds Design a system for experiment e Results : Paper 1: Study on the effect of trace elements on the growth of microbe in wastewater Journal of Chemistry ( National Centre for Natural Science and Technology of Vietnam), Vol 40, No - 2002, p 52-55 Paper 2: Isolation, Selection and use some proteolytic microbes for treatment of leachate from Namson landfill area Journal of Science (Natural Sciences and Technology) VNU, Vol XIX, N o.l 2003, P.43 - 49 Paper 3: Study on the treatment wastewater by the activated sludge with smaler size Journal of Chemistry ( National Centre for Natural Science and Technology of Vietnam), Vol 41, No - 2003, P 2-7 Director Faculty o f Chemistry Project manager Lc, Rector University of Sciences MỤC LỤC Lời mở đầu Trang Nội dung Trang Kết luân Trang 19 Tài liệu tham khảo Trang 20 Phiếu đãng ký kêt nghiên cứu .Trang 21 LỜI MỞ ĐẦU Nước thải sinh hoạt thành phố cần phải xử lý trước đổ nguồn nước mặt, đặc biệt đổ dòng sơng chảy qua thành phố Tuy nhiên để thực điều cần phải có nguồn kinh phí tương đối lớn mà khơng phải thành phố đáp ứng Xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học xem phương pháp có nhiều ưu điểm vận hành đơn giản, chi phí cho vận hành thấp thường dùng hố chất nên khơng gây nhiễm thứ cấp Nhược điểm phương pháp đòi hỏi thời gian lưu dài, cần phải có bể chứa lớn đầu tư ban đẩu tốn xử lý nước thải giới hạn định hàm lượng chất hữu vô nước thải Mục đích chúng tồi nghiên cứu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt thành phố có hiệu đầu tư ban đầu lại thấp chi phí vận hành tương đối rẻ Vì tiến hành tìm hiểu nghiên cứu khắc phục nhữns nhược điểm phương pháp sinh học NỘI DUNG CHÍNH Nguyên tắc chung phương pháp sinh học xử lý nước thải dựa vào nguồn vi sinh vật có sẵn tự nhiên Các vi sinh vật sử dụng chất bẩn hoà tan nước thải nguồn thức ăn để sinh trường sinh sản, tạo sinh khối kết tách pha khỏi nước thải [1,2,3,4] Hàm lượng chất bẩn hoà tan nước thải giảm xuống, nên tái sinh lại nước Sinh khối hay cịn gọi bùn hoạt tính, bao gồm vi sinh vật sống phần già chết, chất hấp phụ bao quanh Tác dụng chủ yếu bùn hoạt tính khả hoạt động vi sinh vật Mỗi chủng vi sinh vật cần loại mơi trường riêng cần loại thức ăn riêng Khi có mơi trường thích hợp, chúng sinh trưởng sinh sản nhanh [5,6] Trong trình xử lý nước thải, tạo nhiều pha có mơi trường khác nhau, có nghĩa tạo nhiều mơi trường riêng thích hợp cho chủng loại vi khuẩn khác nhau, điêù góp phần tăng hiệu xử lý nước thải Xuất phát từ ý tưởng này, thay dùng bể phản ứng sinh học tích lớn, chúng tơi chia nhỏ thành số bình phản ứng liên tiếp tích nhỏ Như nước sau xử lý đầu bể đầu vào bể liếp theo Mỗi bể có hàm lượng chất khác (nguồn dinh dưỗng khác nhau) cũne có mơi trường thích họp riêng cho loại chủng vi khuẩn C Á C K Ế T Q U Ả NGHIÊN CỨU: L Tìm hiểu tình hình nước thải sơng Kim n ° m i : Sông Kim ngưu dịng sơng cổ Hà nội, bắt nguồn từ sồng Hồne ngày đểu bị tách khỏi sơng Hồng, trở thành dịng sơng chết xem mương thoát nước Hà nội, thu gom nước thải từ nội thành chảy hồ thống ngoại thành (Thanh trì) Tuy bờ kè đá sửa đẹp, song nước sông nước thải từ khu vực dân cư, xí nghiệp nên nước có mầu đen sẫm, có nhiều bẩn lơ lửng bôc mùi xu uế Chúng tơi thử tìm hiểu thấy chủ yếu hàm lượng cao chất hữu mà vi sinh vật xử lý (BOD), ngồi lẫn khí có mùi amoniac, sunfua hydro đương nhiên có lượng nhỏ chất khác Sau kết xác định số mẫu nước sông Kim ngưu với số tiêu quan trọng Bảng Kết phân tích COD vài tiêu khác nước sông Kim ngưu NH4+ N02COD mg/1 mg/1 mg/L 19/04/2002 140 29/04/2002 290 07/05/2002 174 16/05/2002 121 154 19/05/2002 20/05/2002 137 21/05/2002 146 22/05/2002 125 0,56 10,20 23/05/2002 184 0,74 24/05/2002 187 6,74 174 10 25/05/2002 3,50 0,48 11 26/05/2002 173 12,25 0,02 12 27/05/2002 152 2,65 0,02 13 28/05/2002 133 14 29/05/2002 152 25,82 0,13 15 30/05/2002 138 0,50 23,89 16 31/05/2002 136 2,02 30,19 17 03/06/2002 305 15,42 0,86 18 05/06/2002 146 12,88 0,26 19 07/06/2002 221 GIli chú: khơng có số iệu khơng phân tích STT Ngày lấy mẫu N03mg/1 Đô đuc NTLJ 0,25 0,27 0,26 0,44 0,23 40 46 44 56 43 51 Nhân xét: Nước thải sông Kim ngưu đục, có màu sẫm đen, mùi xu uế Hàm lượng COD cao vượt giới hạn cho phép Hàm lượng NH3 khồng cao góp phần với khí H2S số chất hữu dễ bay khác (là kết trình phân huỷ dở dang) tạo mùi khó chịu Hàm lượng N02',N03' khồng đáng kể Với hàm lượng chất trên, nước thải sơng Kim ngưu xử lý khồng khó khăn phương pháp sinh học hiếu khí 10 N ghiên cứu c h ế tao thiết bi x lý nước thải Hê thống bể phản ứng gồm bể tròn tâm lồng vào làm tôn hoa Giữa bể ống trụ dùng làm vách ngăn làm tơn hoa Bể phản ứng nằm có dung tích 100 lít Bể lắng nằm ngồi có dung tích 150 lít ống dẫn nước làm ống nhựa PVC Tiền phong Bơm nước bơm khí Trung Quốc sản xuất, nhãn hiệu Hailea Bể lắng thùng phuy nhựa PE Lưới hình trụ bao quanh ngăn sinh khối làm thép không rỉ 1.1 Thiết bị xủ lý m ột bậc Hình Thiết bị xử lý nước thải bậc phương pháp sinh học Chú thích cho hình 1: 1: Đường dẫn nước thải 2: Đường dẫn nước sau lắng sơ vào bể phản ứng 3: Đường dẫn bùn hồi lun 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO FranKlin L Burton, 99Waste w ater engineering ; Treatm ent, D isposal and R eu se" Metcalf & Eddy Inc., 3rded., 1999 Ramalho, Ruben Sette, ” Introduction to wastewater treatment proceses” Academic press, Inc p 158-r208 (1997) Michael H Geradi et al, “ W astewater Biology : The microlife Water Envừonment Federation, 1995 Bruce E Rittmann, Perry L McCarty, “E nvironm ental B iotechnology : Principles and Applications The McGraw-Hill Companies, Inc.,2001 Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty, Vi sinh vật học, Nhà xuất Giáo dục, 1997 Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Báo cáo khoa học sinh viên Khoa Hoá, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội, 2001 Trịnh Lê Hùng, Nguyễn Đắc Vinh, Phạm Thị Dương, Lê Vãn Dũng Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Nghiên cứu quy trình xử lý nước thu gom từ bãi chôn lấp rác Nam sơn - Hà nội, Proceeding International workshop, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội, 2001, Trg 122 22 VSVTHÁP1 vsv THÁP THIẾT B| MỘT BẬC THIẾT B| NHIỀU BẬC T p ch í H ó a học, T 40, sô'3, Tr 52 - 55, 2002 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC NGUYÊN T ố VI LƯỢNG TRONG Q TRÌNH TẠO MƠI TRƯỜNG PHÁT TRIEN VI KHUAN ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Đến Tòa soạn 3-10-2001 TRỊNH LÊ HỪNG, NGUYEN th ị minh n g u y ệ t Khoa Hóa học, Trường Đại học KHTN, ĐHQG Hcì Nội SUMMARY The effect of trace elements on the growth of microbe in the different medium was studied It was shown that the necessary o f "Collective Fertiliser" ill treatment wastewater Công nghệ xử lý nước thải bàng phương I - THỰC NGHIỆM pháp hóa sinh dùng bùn hoạt tính ứng dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt Tiến hành tạo môi trường nuôi cấy vi khn nước thải cơng nghiệp Bùn hoạt tính thực tự nhiên bình phản ứng gián đoạn chất tập hợp chũnơ vi sinh vật hiếu thủy tinh dung tích 10 lít chứa dung trì trạng thái huyền phù cách dịch đường có nồng dộ khác nhau, thêm sục khí, khuấy trộn hay lắc Hạt bùn hoạt tính khơng thêm ngun tố vi lượng có có kích thước -5 mm bao gồm chủ yếu nồng độ khác Dùng máy sục khí theo vi khuẩn, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, dòi, dõi tăng sinh khối cách phân tích chi số giun Các vi sinh vật phân hủy oxi COD theo thời gian (COD: Chemical Oxygen hóa chất hữu nước thải thành C02, Demand - Nhu cầu 0X1 hóa học) H20, NHj tạo lượng oxi khơng khí hay oxi nguyên chất [1,2] II - KỂT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bùn hoạt tính hình thành từcác vi sinh Q trinh nghiên cứu tiến hành theo hai giai vật tự nhiên thay đổi tùy theo tính chất đoạn nước thải ngành sản xuất cụ thể Đê sử dụng tốt phương pháp bùn hoạt tính, điều Giai đoạn 1: Nuôi vi khuẩn quan trọng tạo vi khuẩn với hàm lượng lớn chủng loại thích hợp Tuy nhiẻn, a) Ni vi khuẩn dung dịch dường với điều kiện có khơng có ngun tố vi muốn tổn phát triển vi sinh vật cần đến lượng chất dinh dưỡng Các vi sinh vật sử dụng chât hữu số chất khống làm ngn dinh Mảu 1: g đường g phan vi lượnơ dường tạo lượng Tùy theo dặc điểm Mẫu 2: đường chủng vi sinh vật, chúng địi hịi - Tiến hành sục khí hai mảu bình chất dinh dưỡng khác [3] thủy tinh dun.ơ dịch lít cùns diều kiên Chúng tiến hành nghiên cứu ảnh - Phân tích chì số COD hai bình íheo hường nguyên tố vi lượng thời gian trình tạo mơi trường íăng nhanh ỉirợng vi khn Sau phân tích nhận thấy tốc độ giảm COD để xử lý nước thải 52 mẫu nhanh so với mẫu Bảng 1: - Mẫu 1: COD ngày thứ hai giảm so với ban đầu, giảm mạnh ngày thứ hai thứ tư, sau tiến tục giảm tốc độ giảm - Mẫu 2: Tốc độ giảm COD từ đầu đến ngày thứ mười bốn, giảm mạnh ngày thứ mười bốn đến mười sáu Sau ngày thứ hai mươi hai không giảm Sự thay đổi COD theo thời gian 'ígày hoạt động 10 12 14 16 18 20 22 24 26 COD, mg/1 Mẫu Mẫu 992 992 944 965 491 940 208 908 126 850 88 792 78 685 66 548 44 336 32 176 136 128 128 128 Bảng Ngày hoạt động 10 12 14 16 18 Mẫu 992 944 491 208 126 88 78 66 44 32 b) Ni vi khuẩn dung dịch đường có hàm lượng nguyên tố vi lượng hàm lượng đường khác Mẫu 3: g đường, g phân vi lượng Mẫu 4: 14 g đường, 0,5 g phân vi ỉượng Mẫu 5: 14 g đường, g phân vi lượng Mẫu 6: 21 g đường, g phân vi lượng - Dung dịch vi khuẩn bổ sung vào mẫu - Tiến hành sục khí mẫu bình thủy tinh dung tích lít điều kiện - Phân tích chi số COD thay đổi theo thời gian 2: Sự thay đổi COD theo thời gian COD, mg/1 Mẫu 1984 1232 928 843 672 432 286 218 152 Mẫu 992 548 200 126 72 48 32 Mẫu 1984 1192 760 488 328 240 168 88 Mầu 2976 592 480 320 ~1 - Từ bảng c h o t h ấ y : - M ẫ u m ẫ u c ó c ù n g l ợ n g đ n g , V J ^ , n h n m ẫ u c ó h m l n g n g u v ẻ n t ố vi l n g - Cùng hàm l ợ n g đ n g , m u c ò Ị 1“ ấẽ “ “ f ' '• , x 11 f nỉ r \ c r lớ n h n m â u , tô c đ ộ g ia m C O D c u a m â u m lươnơ nguyên t ô vi l ợ n g VI l ợ n g ; v Ã’ 711 1 X A uẩn lớn mẫu tốc độ g i ả m rC nO nD rơt m â u n h a n h h ơ_ n m â u ỚĨ1 mẫu ■ t ố c ủộ g i ả m C O D m n h 53 ngày đầu, sau tiếp tục giảm tốc độ chậm lại Nồng độ đường tăng đòi hỏi nồng độ nguyên tố vi lượng phải tăng theo - Lượng nước thài lấv để lắng, sau gạn để lấy dung dịch phía Mẫu 1: lít nước thái \'i khuẩn tựnhiên Giai đoạn Máu 2: lít nước thải, 0,5 vi khuẩn tựnhiên Dùng vi khuẩn ni cấy mơi trường đường có bổ sung ngun tố vi lượng để xử lý sơ nước thải Mẫu 3: lít nước thải, 0,5 g phán vi lượiis vi khuẩn có qua nuói cấy mỏi trường đường với vi lượng a) Nước thải sinh hoạt - Tiến hành sục khí mẫu điều kiện Địa điểm lấy mẫu: cầu Thái Thịnh, phường Thịnh Quang, Đống Đa Hà Nội Bâng 3: Ngày, hoạt động phán vi lượng - Phân tích số COD theo thời gian Sự thay đổi COD theo thời sian Mẫu 104 98 88 72 64 60 Từ bảng 3, khảng định khả xử lý nước thải sinh hoạt dùng vi khuẩn mà nuôi tốt b) Nước thải có hàm lượng đường cao COD, mg/1 Mẫu 104 72 64 56 48 32 Mẫu 120 56 24 thêm nguyên tố vi lượng Sử dụng bùn hoạt tính dang có nhiều hội Bảng 4: Sự thay đổi số COD theo thời gian COD, mg/1 Ngày hoạt động - Mẫu nước thải Bia tự pha chế để lắng, gạn lấy lít, thêm g phân vi lượng 1408 - Tiến hành sục khí 592 - Phân tích số COD theo thời gian 240 Như vậy, số COD giảm mạnh ngày thứ ngày thứ hai, sau tiếp tục giảm 192 tốc độ chậm lại Đối với trình xử lý i ! nước thải có hàm lượng chất hiđratcacbon 112 cao cần bổ sung thêm nguyên tô vi 88 lượng Từ kết thu qua cơng trình nghiên cứu trên, khẳng định: Thay việc bổ sung nguyên tố vi lượn chúns tối sử dụne phán vi lượng Có thể tăng nhanh lượng bùn hoạt tính phịng thí nghiệm bằne cách ni vi Bộ mơn Cóns nehiẹp Hóa học, Khoa Hóa học khuẩn tự nhiên mỏi trường có bơ sung Trường ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội sản xuất cho kết tốt, có khả xử lý nước thải với chi số COD cao mà không cần pha lỗng trước xử lý Để q trình xử lý nước thải sinh hoat dược nhanh nên bổ sung thêm lượng nhỏ nguyên tố vi lượng Quá trình xử lý nước thải từ nhà máy thực phẩm như: nhà máy bia, nhà máy đường thiết phải bổ sung thêm nguyên tố vi lượng TÀI LIỆU THAM KHẢO Ramalho, Ruben Sette Introduction to wastewater treatment process Academic Press, Inc p 158 -208 (1997) Michael H Geradi et al Wastwater Biology: The microlife Water Environ­ ment Federation (1995) Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Tỵ Vi sinh vật học, Nhà xuất Giáo dục, Tr 142 - 175 (1997) (Tiếp theo trang 46) TỔNG HỢP VÀ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT TƯƠNG Tự KHANCON CĨ CHỨA VỊNG FURAN hữu Cơ toàn quốc lần thứ Quy Nhơn 9/1999 Tr 114 Nguễn Minh Thảo, Nguyễn Đình Đơng Tạp chí Hóa học, T 39, số 2, Tr 50 (2001) Nguyễn Minh Thảo, Nguyễn Thu Lan, Đặng Quốc Thanh, Phan Văn Cư Tạp chí Hóa học, T 37, số 1, Tr 32 (1999) F Aridt Sintezu org, preparatov, I - L, M 1952, T 3, Tr 150 (tiếng Nga) Lab Rabotu po org Khimii (xuất lần thứ ba), Vưxsaia skola, M 1974, trang 73 (tiếng Nga) F Oleinhic, T I Vozlkova, K Iu Novitskii, "Khim, - Farm.zh", T.5, số 7, trang 17(1971) Trần ThạchVãn Luận án PTS, Trường Đại học tổng hợp Hà Nội (1986) 55 Tạp chí Hóa học, T 41, sổ ì, Tr - 7, 2003 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ sơ BỘ Nước THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC VỚI QUY MƠ NHỎ Đến Tịa soạn 3-10-2001 TRỊNH LÊ HỪNG, PHẠM THỊ DUÖNG Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội SƯMMARY Study on the treatment wastewater by the activated sludge w ith smaier size The modified equipment of continuous process was shown I - MỞ ĐẦƯ Các phương pháp sinh học để xử lý nước ĩhải sinh hoạt có nhiều ưu điểm ứng dụng rộng rãi quy mô lớn cho thành phố thị trấn [1-8] Với phương pháp này, cần tập trung nguồn nước thải, địi hỏi thời gian lưu dài, cần diện tíeh rộng để triển khai thiết bị đẩu tư ban đầu lớn Đối với thành phố hồ, nhiều sông Hà Nội khồng có thiết bị nhỏ thích hợp để tiền xử lý, vơ hình chung hồ sơng dễ dàng trở thành hố ga lớn mương chứa nước thải Chúng tơi có ý tưởng tạo thiết bị dễ làm rẻ tiền nhằm thực việc tiền xử lý nước thải cho hộ gia đình, cho khu vực dân cư, hoậc dòng chảy cuối nguồn nước thải trước đổ vào hổ dịng sơng nhỏ Trong tự nhiên, dù muốn hay khồng, vi sinh vật coi chất thải tan nước nguồn dinh dưỡng để chúng sử dụng Đó chế cho trình xử lý nước thải phương pháp sinh học Đối với vi sinh vật hiếu khí, khí oxi khơng thể thiếu đê chúng phát sinh phát triển Chính vậy, q trình cấp thêm khí (sục khí) đê tăng lượng oxi hòa tan vào nước thải quan trọng để vi sinh vật tăng nhanh khối lượng số cá thể mà tập hợp gọi sinh khối Như vậy, chất hữu hòa tan nước phần vi khuẩn oxi hóa để trì lượng giải phóng khí C02, phẩn biến thành chất dự trừ tế bào, hàm lượng chất hữu tan nước thải giảm đến mức cho phép theo cấp Nước sau xử lý sơ thủy sinh chấp nhận lại có lản phần sinh khối, chừng mực đó, thức ăn cho thủy sinh nói chung II - THỰC NGHIỆM Chúng tơi tiến hành theo bước thí nghiệm sau: Mẫu xử lý mảu thực, lấy cách bờ m, mạt nước 20 cm, thời gian vào ngày tháng năm 2002, chi lấy số liệu mẫu đại diện có số COD tương đối cao để tiến hành thí nghiệm cơng bố kết - Mẫu A mương lớn nằm khu A khu B thuộc phường Thái Thịnh đổ sồng Tò lịch qua cống Mọc - Mẫu B cuối nguồn sóng Kim Ngưu Đã tiến hành thừ nghiệm với mẫu thực bổ sung thêm dinh dưỡng nguyên tố vi lượng đa lượng có ưong phân bón tổng hợp 20-20-20 Bộ cỏng nghệ hóa học (Khoa Hóa học-Trường đại học Khoa học tự I,Đại học Quốc gia Hà Nội) sản xuất Thí nghiệm với thiết bị gián đoạn sục hua có sinh khối bổ sung Thí nghiệm với thiết bị gián đoạn có sục IU k h i đ ã c ó sinh k h ố i b ổ sung t t h í m1 Thí nghiệm với thiết bị liên tục nhỏ Ithí nghiệm chua bổ sung sinh khối Thí nghiệm với thiết bị liên tục lớn sung sinh khối Hàm lượng amôni ban đầu mẫu c định, kết thường 40 mg/1, sau hàm lượng giảm nhiều, nên tâmhai tiêu COD độ đục Máy sục khí sử dụng máy bơm màng cùa Trung quốc nhãn hiệu Hailea cỡ khác nhau, có khả chạy suốt ngày đềm Thiết bị chế tạo ống nhựa Tiền phong, có dung tích 20 lít với kích thuốc sau: - Tháp phản ứng: có ệ = cm , h = 100 cm - Màng chắn xung quanh tháp p h ả n ứng góp phần lắng sinh khối xuống đáy tháp lắng thứ cấp làm ống nhựa có ộ = 11 cm , h = 90 cm - Tháp lắng thứ cấp bao quanh tháp phản ứng đồng trục vói tháp phản ứng có ộ = 16 cm, h - 100 cm vào Z sục A khí 1( Máy •• Thiết bị chế tạo tơn, có ích 200 lít với kích thước sau: rháp phản ứng với lỗ tràn cách miệng ,có = 40 cm , h = 80 cm Hình 1\ Mơ hình thiết bị Màng chắn xung quanh tháp phản ứng góp phần lắng sinh khối xuống đáy tháp lắng thư cấp làm tỏn có (Ị) = 42 cm, h = 80 cm Ị Tháp lắng thứ cấp bao quanh tháp phản h = 76 cm ứng trục với tháp phản ứng có ộ = 50 cm, Đáy hình nón có ộ = 50 cm, h = 20 cm Hình 2: Mơ hình thiết bị III - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Xử lý gián đoạn cách sục khí vào lít nước thải chứa bình có thẻ tích 10 lít Bảng 1: Ngày hoạt động Sự thay đổi số COD theo thời gian sục khí mẫu A lần Bình Chỉ số COD % COD giảm 0,00 105 8,57 96 16,19 88 23,80 80 31,42 72 Bình (có bổ sung dinh dưỡng) Chi số COD % COD giảm 105 0,00 92 14,28 84 28,57 60 42,85 56 64,28 Nhân xét* ' Sục khí có bổ sung thêm ngun tố Chỉ sục khí khơng thơi, số COD đa lượng vi lượng (0,5 g phấn bón tổng hợp giàm lít nước thải) chi số COD giảm nhanh Xử lý gián đoạn tiếp tục cách dùng tiếp binh phản ứng với sinh khối (chính bùn hoạt tính) thu sau ngày thay vào lít nước thải Bảng 2: Sự thay đổi số COD theo thời gian sục khí mẫu A lần Bình Ngày hoạt động Chỉ SỐCOD % Bình (có bổ sung dinh dưỡng) COD giảm Chỉ số COD % COD giảm 112 0,0 112 0,0 96 14,28 84 25,00 80 28,57 56 50,00 64 42,85 35 68,75 40 64,28 24 87,50 Nhận xét: - Khi bình có sinh khối (bùn hoạt tính) số COD giảm nhanh - Trong trường hợp có sinh khối (bùn hoạt tính) lại bổ sung thêm nguyên tố đa lượng vàvi lượng (0,5 g phân bón tổng hợp lít nước thải) số COD giảm nhanh hom nhiều Tuy nhiên việc bổ sung thêm nguyên tốđa lượng vi lượng có ý nghĩa xử lý với quy mô tập trung lớn - Phương pháp sinh học xử lý theo kiểu gián đoạn hiệu không cao Xử lý liên tục thiết bị tự chè có dung tích 20 lít (dùng ỏng nhựa) - Thiết bị (xem hình 1) - Bùn hoạt tính thu từ binh phản ứng gián đoạn - Đối với lưu lượng định thi thời gian lưu tỉ lệ thuận với thiết bị, chúng tỏi tiến hành thí nghiệm với thời gian lưu thí nghiệm với thời gian lưu tăng gấp lần 15 cách điều chỉnh lưu lượng nước vào với mục đích tìm hiểu khả chế tạo thiết bị theo yêu cầu xử lý Bảng-3 : Kết thực nghiệm tiến hành với thời gian lưu (mẫu A) STT COD đầu vào, mg/1 Đô đuc đầu vào, NTU COD đầu ra, mg/1 Độ đục đầu ra, NTU Hiêu suất xử lý (theo COD), % 120 41,30 108 33,00 10 112 33,40 80 11,90 28.6 118 33,80 82 13,00 30,5 Nhận xét: - Chỉ số COD độ đục nước thải đểu giảm sau xử lý - Hiệu suất xử lý (theo COD) tăng dần lượng bùn tạo nhiều Bàng 4: Kết thực nghiệm tiến hành với thời gian lưu 15 (mảu A) STT COD đầu vào, mg/1 Độ đục đẩu vào, NTU COD đẩu ra, mg/1 Độ đục đầu ra, NTU Hiệu suất xử lý (theo COD), % 104 38 ,7 34 6,65 67,3 96 ,9 36 4,10 62,5 108 27,30 32 5,32 70,4 hận xét: - - Lượng bùn tạo thành cuối sau xử lý ic mẫu gián đoạn liên tục tính là: 066 kg/m3 Bùn hoạt tính có cách tạo r a s in h k h ố i trư c v ó i c c h m dung d ịc h gồm nước sô n g n h sau : P h a c h ế K im N gưu, đường saccarô, thịt bò thủy phân (bằng enzim tách từ p h ế th ả i d ứ a ), c ó b ổ su n g th ê m c c n g u y ê n - Từ bảng cho thấy, vói thời gian lưu 15 tố đa lượng vi lượng cách cho thêm COD đầu giảm xuống 35 p h â n b ó n t ổ n g h ợ p đ ã n ó i t r ê n S ụ c k h í s a u g/1, đạt tiêu chuẩn nước bề mặt loại B Hiệu n g y t h u h ổ i đ ợ c m ộ t l ợ n g s i n h k h ố i đ n g k ể ất xử lý COD đạt đến 70%, chứng tỏ - S in h k h ố i s d ụ n g tro n g b ể p h ả n ứ n g c ó lả xử lý hợp chất hữu có hiệu hàm lượng chất khơ 1,526 g/1 lả Như vậy, với hàm lượng COD đầu vào - Điều chinh lưu lượng đ ầ u vào để c ó loảng 95-7- 120 mg/1 thời gian lưu 15 t h i g i a n l u c ầ n t h i ế t la nước thải thiết bị phản ứng phù - T iế n h n h x lý n c s ô n g K im N g u v i (p, cho phép COD đầu < 35 mg/1 hàm lượng chất hữu khác mẫu - Có thể coi thời gian lưu tối thiểu lả lấy ngày khác (chì số COD khác nhau) ■tối đa 15 Xửlý liên tục thiết bị tự chê có dung tích lớn (200 lít) có sửa đổi Thiết bị (xem hình 2) Bảng 5: STT COD vào, mg/1 152 190 204 177 ngưu có sung th ê m th a n h o t tín h dạng v iê n trư c n c đ ợ c đ ổ r a m ô i trư n g Kết thực nghiệm với thời gian lưu khác (mẫu B) Đô đuc vào, NTU 44,3 46,7 42,8 39,5 COD ra, mg/1 89 64 38 36 Đô đuc ra, NTU 28,6 24,5 19,0 18,9 Hiêu suất giảm COD, % 41,4 66,3 81,4 80,0 Thời gian THPƯ, 6,0 7,5 10,0 15,0 Kết thực nghiệm với thời gian lưu khác (mẫu B) (có sử dụng than hoạt tính) Đơ đuc ra, Hiêu suất giảm Thời gian COD vào, Đô đuc vào, COD ra, THPƯ, COD, % 'n tu mg/1 ' NTU mg/1 7,5 87,3 2.6 23 40,5 182 9,0 89.0 2,4 40,5 20 182 10,0 89,5 40,5 19 2,1 182 Bảng 6: SIT - T iế n h n h x lý n c s ô n g K im hàm lượng chất hữu bổ N h ậ n x ét: - Như vdi thiết bị có bổ sung thêm vật liệu lọc than hoạt tính chất lượng nước tốt, địi hỏi thời gian lưu 7,5 Tuy nhiên chi phí tốn hơn, song lâu dài hạt than xuất màng sinh học giúp cho q trình xử lý cịn tốt nhiều màu mùi Nếu nguồn thải trước đổ sông, hồ xử lý sơ phương pháp sinh học theo cách tiến hành chắn góp phẩn cải thiện cho dịng sơng Các động vật thủy sinh sống sơng tham gia vào q trình xử lý tiếp tục trước nước dịng sơng đươc đổ hồ thống - Nếu khơng bổ sung thêm vật liệu lọc sinh khối chừng khoảng phần tư Điều TÀI LIỆU THAM KHẢO cho phép được, phần sinh khối theo dịng nước thải đổ sơng chánh Nguyễn Lân DQng, Nguyễn Đình Quyến, nguồn thực phẩm cho động vật thủy sinh Phạm Văn Ty Một số phương pháp nghiên Nước thải sau xử lý trong, mùi xu uế cứu vi sinh vật học, NXB Khoa học Kỹ có lẫn phần sinh khối Chúng thử thuật Hà Nội (1976) nghiệm sống thủy sinh cách thả cá mè xô đựng nước thải Chúng Trần cẩm Vân Giáo trình vi sinh vật học mơi trường, Đại học KHTN (1998) hồn tồn sống nhiều ngày L A Glasgow Biotechnology and Bio­ engineering, Vol 25, P 901 - 918 (1983) IV - KẾT LUẬN A Y Fedorov et al Bacterial utilization of Khả xử lý sơ nguồn nước phenolic wastewater components Interna­ thải phương pháp sinh học thực tional Biodeterioration and Biodegradation, với thiết bị đơn giản rẻ tiền, Vol 30, P 9- 16(1992) song chất lượng nước lại cải thiện rõ rệt M c M Loosdrecht, s J Heijnen Biofilm Thay chế tạo nhựa tơn xây bioreactors for wastewater treatment gạch Tiền xử lý phương pháp sinh TIBTECH , Vol 11, P 117- 121 (1993) học cần sục khí đủ Với thời gian lưu cần khoảng từ - 10 hiệu suất giảm E Bruce Rittmanm, L Perry McCatry Enviromental Biotechnology: Principles COD đạt 50% Sinh khối tự tạo and Applications, McGraw-Hill Higher trình xử lý Education (2001) Nước thải dịng sơng Tơ Lịch Kim Ngưu có số gây nhiễm không L Michacl Shuler, Fikret Kargi Bioprocess Engineering, Prentice Hall PTR New Jersey q cao sơng khơng có dịng chảy (1992) mạnh khơng cấp khí nên q trình tự xử lý theo kiểu yếm khí diễn ra, xuất J Winter Envừomental Processes Vol 1la), Wiley-VCH (FRG) (1999) nhiều chất trung gian gây ô nhiễm dễ nhận thấy PHIẾU ĐẢNG KÝ * KẾT QUẢ NGHIÊN c ú u KH-CN Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp bùn hoạt tính nhiêu bậc Mã số: QT- 01-36 Cơ quan chủ trì để tài: Khoa Hoá học- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Địa chỉ: 19, Lê Thánh Tông , Hà nội Tel: 8253503 Cơ quan quản lý đề tài: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội Địa chỉ: 334 , đường Nguyễn Trãi, Hà nội Tel: 8584615 Tổng kinh phí thực chi: Trong : - Từ ngân sách Nhà nước : Khống - Kinh phí trường : 8.000.000 dồng VN - Vay tín dụng : Khơng - Vốn tựcó : Khơng - Thu hồi Thời gian nghiên cứu : năm Thời gian bắt đầu : đầu năm 2002 Thời gian kết thúc : cuối nãm 2003 Tên cán phối hợp nghiên cứu : học viên cao học Phạm Thị Dương Nguyễn Thị Minh Nguyệt học viên cao học Số đăng ký đề tài Số chứng nhận đăng ký kết nghiên cứu Ngày 23 Bảo mạt: a Phổ biến rộng rãi : Có b Phổ biến hạn chế : c Bào mât: »s VT Tóm tắt kêt nghiên cứu : Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học (bùn hoạt tính nhiề bậc) với đối tượng nước sông Kim ngưu: - Chế tạo thiết bị xử lý nước thải mơ hình phịng thí nghiệm - Các kết nghiên cứu xử lý qua bể - Các kết nghiên cứu xử lý qua bể sau xử lý thêm than hoạt tính Các kết nghiên cứu xử lý qua nhiểu bể Việc xây dựng nhiểu bể trình xử lý sinh học có kết hẳn xây dựng bể VỚI thời gian lưu Kiến nghị vể quy mô đối tượng áp dụng nghiên cứu : Có thể tham khảo để áp dụng cho quy mô khác Thủ trưởng Chủ tịch Thủ trưởng Chủ nhiệm quan chủ trì Hội đánh quan quản lý đề t i dé tài giá thức _đé tài Họ tên Học hàm rlọc vị j tên Đóng dấu