Nghiên cứu áp dụng các quy trình xử lý bậc cao để xửa lý nước nguồn bị ô nhiễm chất hữu cơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o - PHAN THỊ HẢI VÂN NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BẬC CAO ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC NGUỒN BỊ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ Chuyên ngành : Công nghệ Môi trường Mã số : 60 85 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 01 – 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYỄN PHƯỚC DÂN Cán chấm nhận xét : PGS.TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC Cán chấm nhận xét : TS NGUYỄN QUỐC BÌNH Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 27 tháng 01 năm 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 27 tháng 01 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHAN THỊ HẢI VÂN Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 25/01/1984 Nơi sinh: Đăk Lăk Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường MSHV: 02507658 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu áp dụng trình xử lý bậc cao để xử lý nước nguồn bị ô nhiễm chất hữu 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Nghiên cứu hiệu xử lý chất hữu mơ hình oxi hóa bậc cao (AOPs): O3, O3 + H2O2, O3+ UV So sánh lựa chọn phương án khả thi Nghiên cứu hiệu xử lý chất hữu mơ hình hấp phụ than hoạt tính sinh học (BAC) thời gian tiếp xúc vật liệu khác Nghiên cứu hiệu xử lý chất hữu mơ hình kết hợp AOP-BAC, giảm thiểu trình hình thành sản phẩm phụ khử trùng 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 09/02/2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 25/12/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Phước Dân Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MƠN QL CHUN NGÀNH TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hoàn thành luận văn, bên cạnh nỗ lực thân, nhận giúp đỡ, hướng dẫn tận tình Q thầy Khoa Mơi Trường - Trường Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, thầy cô Viện Tài nguyên Môi trường, Viện Hóa học Cơng nghệ bạn học viên sinh viên làm nghiên cứu phòng thí nghiệm khoa Mơi trường Tơi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Phước Dân hết lịng hướng dẫn giúp đỡ cho tơi hồn thành luận văn cao học Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô đồng nghiệp Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn đến TS Mai Tuấn Anh – Viện Môi trường Tài nguyên, anh chị Viện Hóa học Cơng nghệ tận tình dẫn sử dụng thiết bị q trình thực luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn bạn lớp, bạn sinh viên Khoa Mơi trường K2004, K2005 nhiệt tình giúp đỡ có đóng góp lớn trình thực thí nghiệm Cuối cùng, tơi xin chia sẻ niềm vinh dự gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ suốt thời gian qua PHAN THỊ HẢI VÂN i TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Luận văn gồm nội dung sau:  Nghiên cứu hiệu xử lý chất hữu mơ hình oxi hóa bậc cao (AOPs): O3, O3 + H2O2, O3+ UV So sánh lựa chọn phương án khả thi  Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý chất hữu mơ hình hấp phụ than hoạt tính sinh học (BAC) hai trường hợp: khơng có AOPs, kết hợp với AOPs Dựa vào mức độ chuyển hóa chất hữu (tỷ số BDOC/DOC) lựa chọn trình AOP để chạy kết hợp mơ hình O3 + UV Kết nghiên cứu cho thấy, q trình AOPs kết hợp với BAC thích hợp cho việc giảm thiểu chất hữu nguồn nước thơ, có khả ứng dụng cho nhà máy cấp nước Hiệu xử lý cao độ màu 83,2%, nồng độ TOC 30% DOC 38% Đồng thời hiệu xử lý chất hữu có vịng thơm mơ hình kết hợp cao thể qua thông số UV254 (51%) SUVA (26,7%) Việc giảm thông số UV254 SUVA làm giảm thiểu hình thành sản phẩm khử trùng đặc biệt THMs HAAs ii ABSTRACT This thesis contains the following contents:  Research on removal organic matter in raw water by advanced oxidation processes (AOPs): O3, O3 + H2O2, O3+ UV Compare and select the suitable process  Research on removal organic matter in raw water by biological activated carbon (BAC) in two cases: BAC alone and AOP-BAC Depending on the ratio of BDOC/DOC to select the suitable AOP which combines with BAC is O3 + UV Results of research show that: AOP-BAC is suitable to reduce organic matter in raw water and can be applied in water treatment plants The best effectively of this process with color, TOC and DOC concentration is 83.2%, 30% and 38%, respectively Moreover, effectively of this process with aromaticity is indicated by reducing UV254 and SUVA is 51% and 26,7%, respectively Decreasing DOC, UV254 and SUVA make to decrease formation of disinfection byproducts such THMs and HAAs iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN .ii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI MƠ HÌNH THỰC HIỆN PHẠM VI – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 HIỆN TRẠNG NƯỚC SƠNG SÀI GỊN 2.2 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH SẢN PHẨM PHỤ KHỬ TRÙNG 2.2.1 Các loại DBPs chất cịn lại q trình khử trùng 2.2.2 Sự hình thành sản phẩm phụ khử trùng 11 2.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU 17 2.3.1 Q trình oxy hóa bậc cao (AOPs) 17 2.3.2 Oxi hóa Ozone 20 2.3.3 Oxi hóa Ozone + H2O2 21 2.3.4 Oxi hóa Ozone + UV 24 2.3.5 Lọc than hoạt tính sinh học (BAC) 25 2.3.6 Một số nghiên cứu giới 37 2.3.7 Một số công nghệ thực tiễn xử lý TOC 41 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 3.1 VẬT LIỆU VÀ MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 44 3.1.1 Nước thô nhân tạo 45 3.1.2 Mơ hình thí nghiệm AOPs 46 3.1.3 Mơ hình lọc BAC 48 3.1.4 Mơ hình kết hợp 49 3.2 CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 50 iv 3.2.1 Thí nghiệm (AOPs) 50 3.2.2 Thí nghiệm (BAC) 52 3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 53 3.3.1 Phân tích BDOC 53 3.3.2 Phương pháp xác định nồng độ ozone phản ứng 55 3.3.3 Phương pháp xác định nồng độ UV 55 3.3.4 Phương pháp phân tích H2O2 O3 nước 56 3.3.5 Phương pháp khử H2O2 O3 nước 57 3.3.6 Phương pháp phân tích tiêu khác 58 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 4.1 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM (AOPs) 59 4.1.1 Thí nghiệm 1.1: O3 túy 59 4.1.2 Thí nghiệm 1.2: hệ preoxon 71 4.1.3 Thí nghiệm 1.3: O3 + UV 81 4.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM (MƠ HÌNH LỌC BAC) 88 4.2.1 Thí nghiệm 2.1 88 4.2.2 Thí nghiệm 2.2 94 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC 102 LÝ LỊCH KHOA HỌC 108 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các tiêu đặc trưng nước sơng Sài Gịn vào tháng năm 2007 Bảng 2.2 Diễn biến chất lượng nước sơng Sài Gịn từ tháng 4/2008 – 6/2008 Bảng 2.3: Danh mục sản phẩm phụ khử trùng (DBPs) chất cịn lại q trình khử trùng Bảng 2.4: Ảnh hưởng sức khỏe chất khử trùng DBPs Bảng 2.5 Điều kiện hình thành DBPs Bảng 2.6 Các DBPs vơ q trình khử trùng Bảng 2.7 Thế oxy hóa số chất oxy hóa Bảng 2.8 Hằng số tốc độ phản ứng OH* O3 số hợp chất hữu môi trường nước Bảng 2.9 Những hợp chất bị oxy hóa gốc OH* nghiên cứu Bảng 2.10 Chất lượng nước trước sau xử lý nhà máy xử lý nước Trondheim Bảng 2.11 Thành phần tính chất nước hồ Lake Wallace Bảng 2.12 Hiệu cơng trình đơn vị nhà máy xử lý Bảng 3.1 Thành phần tính chất nước đầu vào cho thí nghiệm AOPs Bảng 3.2 Thành phần tính chất nước đầu vào cho thí nghiệm BAC giai đoạn thích nghi Bảng 3.3 Thành phần tính chất nước đầu vào cho thí nghiệm BAC Bảng 3.4 Thành phần tính chất nước đầu vào cho thí nghiệm kết hợp Bảng 3.5: Các thơng số vận hành cho thí nghiệm AOPs Bảng 3.6 Các thơng số vận hành cho mơ hình BAC giai đoạn thích nghi Bảng 3.7 Các thơng số vận hành cho thí nghiệm lọc BAC Bảng 3.8 Kết thí nghiệm khử Ozone lại nước Bảng 3.9 Kết thí nghiệm khử H2O2 Ozone cịn lại nước Bảng 3.10 Kết thí nghiệm khử Na2S2O3 dư nước Bảng 3.11 Các phương pháp phân tích tiêu Bảng 4.1 Hiệu xử lý trình ozone với nồng độ 0,9mgO3/mgTOC Bảng 4.2 Hiệu xử lý trình perozon với nồng độ 0,9mgO3/mgTOC vi Bảng 4.3 Hiệu xử lý trình O3 + UV với nồng độ 0,9mgO3/mgTOC Bảng 4.4 Hiệu xử lý mơ hình kết hợp tính theo mơ hình Hua Chang Hong vii Hình 4.72 Biến thiên TOC theo thời gian mơ hình kết hợp Hình 4.73 Biến thiên DOC theo thời gian mơ hình kết hợp Như vậy, hiệu xử lý mô hình kết hợp cao độ màu 83,2%, nồng độ TOC 30% DOC 38% Sau khoảng 30 lọc, hiệu mơ hình kết hợp giảm dần kể độ màu, nồng độ TOC DOC Do đó, trường hợp thí nghiệm, hiệu trung bình mơ hình tính khoảng thời gian So sánh hiệu riêng lẻ mơ hình thấy hiệu xử lý độ màu, TOC DOC mơ hình kết hợp có hiệu cao 93 Hình 4.74 Hiệu xử lý độ màu, TOC, DOC trình Đồng thời hiệu xử lý chất hữu có vịng thơm mơ hình kết hợp cao thể qua thông số UV254 SUVA Việc giảm thơng số UV254 SUVA làm giảm thiểu hình thành sản phẩm khử trùng đặc biệt THMs (K Edzwald cộng sự, 1985) 77, 122, (1985) Hình 4.75 Hiệu xử lý UV254, SUVA q trình Do thấy q trình AOP kết hợp với BAC có khả tăng hiệu xử lý chất hữu khó phân hủy chất hữu có vịng thơm Từ giảm thiểu khả hình thành sản phẩm phụ khử trùng Nhiều nghiên cứu mối quan hệ việc hình thành sản phẩm phụ khử trùng với DOC UV254 nghiên cứu trước Theo Hua Chang Hong cộng (2008) [11] ước tính THMs HAAs theo DOC UV254 Nghiên cứu mơ hình hóa mối quan hệ sau: 94  THM  0,125( DOC ) ( pH )1,801 (t ) 0, 246 (Mơ hình 1) ) 0,654 ( pH )1, 718 (t ) 0, 277 (Mơ hình 2) 1, 065 (Mơ hình 3)  THM  2,697(UV 254  HAA  0,525( DOC )  HAA  145,2(UV 254 ,852 ( pH )1,394 (t ) 0, 255 ) 0,943 (t ) 0, 255 (Mơ hình 4) Trong đó: ∑THM: tổng THMs, µg/l ∑HAA: tổng HAAs, µg/l DOC: DOC nước, mg/l UV254: UV254 nước, cm-1 pH: pH nước t: thời gian lưu với chất khử trùng chlorine, Trong trường hợp thí nghiệm, ta ước tính sơ hiệu giảm thiểu việc hình thành sản phẩm phụ khử trùng mẫu nước đầu sau trình chạy kết hợp với pH đầu 7,5, DOC 6,505 UV254 0,153 lấy giá trị thời điểm 30 giờ, thời gian lưu với chất khử trùng tính THMs ngày HAAs ngày Bảng 4.4 Hiệu xử lý mơ hình kết hợp tính theo mơ hình Hua Chang Hong Đầu vào Đầu Hiệu DOC, mg/l 9,53 5,91 31.8 UV254, cm-1 0,371 0,153 58,8 TTHM7 (Mơ hình 1) 113 75 33,6 TTHM7 (Mơ hình 2) 182 104 42,9 HAA5 (Mơ hình 3) 156 94 39,7 HAA5 (Mơ hình 4) 193 82 57,5 Thơng số Theo kết tính tốn thấy hiệu loại bỏ khả hình thành TTHM7, theo mơ hình 1, HAA5 theo mơ hình 3, qua trình kết hợp cao Tuy nhiên để đánh giá xác hiệu loại bỏ TTHM HAA cần phải đo đạc thông số Amer Water Work Assoc 95 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Các nguồn nước mặt thành phố Hồ Chí Minh nước sơng Sài Gịn ngày bị nhiễm chất hữu nghiêm trọng Việc gia tăng hàm lượng chất hữu nước có khả gia tăng tiềm hình thành sản phẩm phụ khử trùng, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng Do đó, quy trình cơng nghệ xử lý khó có khả xử lý triệt để Vì vậy, việc tìm quy trình cơng nghệ phù hợp để đáp ứng cho tương lai yêu cầu cấp thiết Nghiên cứu tiến hành qua hai thí nghiệm lớn: Thí nghiệm 1: Xử lý nước giả mẫu phương pháp oxy hóa bậc cao bao gồm: O3 túy, peroxon O3 + UV mơ hình 0,5 lít Q trình ozone hố bậc cao chủ yếu sử dụng lực oxi hoá cực mạnh gốc hydroxyl OH* để oxi hố chất nhiễm hữu khó khơng thể bị phân huỷ sinh học, khống hố hồn tồn dẫn đến sản phẩm cuối nước, khí CO2 chất vô đơn giản Tuy nhiên, xử lý nước cấp áp dụng q trình oxi hóa không thiết yêu cầu phải phân huỷ chất ô nhiễm hữu khó phân huỷ đến mức độ khống hố hồn tồn, mà cần phân huỷ tạo chất hữu dễ dàng bị phân huỷ sinh học, làm thay đổi tỉ số BDOC/DOC để từ xử lý tiếp q trình phân huỷ sinh học Kết nghiên cứu cho thấy khả loại bỏ chất hữu trình sau: Q trình ozone hóa đạt hiệu chuyển hóa chất hữu cao pH = 8,5; thời gian lưu 25 phút, nồng độ ozone đầu vào 0,9 mgO3/mgTOC hiệu xử lý độ màu 44,5%, CODMn 24,5%, TOC 15%, DOC 13,5%, UV254 43,7%, tỷ số BDOC/DOC tăng gấp 1,63 lần so với đầu vào Q trình perozone đạt hiệu chuyển hóa chất hữu cao pH = 7,7; thời gian lưu 30 phút, nồng độ ozone đầu vào 0,9 mgO3/mgTOC (tỷ lệ mol H2O2/mol O3 0,5) hiệu xử lý độ màu 50%, CODMn 21,2%, TOC 22,2%, DOC 12,6%, UV254 24%, tỷ số BDOC/DOC tăng gấp 3,9 lần so với đầu vào Quá trình O3 + UV đạt hiệu chuyển hóa chất hữu cao pH = 8,5; thời gian lưu 20 phút, nồng độ ozone đầu vào 0,9 mgO3/mgTOC (cường độ UV 44 mWs/cm2) hiệu xử lý độ màu 65,3%, CODMn 32,8%, TOC 17,4%, DOC 14,7%, UV254 29,3%, tỷ số BDOC/DOC tăng gấp lần so với đầu vào Dựa vào độ chuyển hóa chất hữu (tỷ số BDOC/DOC) lựa chọn q trình AOP để chạy kết hợp mơ hình O3 + UV 96 Thí nghiệm 2: Khảo sát hiệu xử lý mơ hình BAC khơng có q trình tiền xử lý AOP chạy kết hợp AOP – BAC Sau tháng chạy với mẫu nước pha hàm lượng chất hữu ammonia, vi sinh mơ hình bắt đầu thích nghi Q trình xử lý mơ hình BAC riêng lẻ cho thấy, EBCT thích hợp 20 phút, chu kỳ lọc EBCT 50 hiệu xử lý chất hữu CODMn khoảng 42,2%, hiệu xử lý TOC đạt cao 54,3% Q trình xử lý mơ hình AOP – BAC cho thấy, hiệu xử lý cao độ màu 83,2%, nồng độ TOC 30% DOC 38% So sánh hiệu riêng lẻ mô hình O3+UV, BAC kết hợp trình chạy thấy hiệu xử lý độ màu, TOC DOC mơ hình kết hợp có hiệu cao Đồng thời hiệu xử lý chất hữu có vịng thơm mơ hình kết hợp cao thể qua thông số UV254 SUVA Việc giảm thông số UV254 SUVA làm giảm thiểu hình thành sản phẩm khử trùng đặc biệt THMs, HAAs 5.2 KIẾN NGHỊ Cần tiếp tục nghiên cứu quy mô pilot mẫu nước thật (nước sơng Sài Gịn) để khảo sát hiệu đề xuất quy trình cải thiện trạm xử lý nước có hàm lượng chất hữu cao Cần phải đánh giá phát triển màng sinh học BAC thông qua việc quan sát SEM bề mặt mẫu than sinh học đánh giá phát triển vi sinh cột lọc Cần phải đánh giá thêm thông số TTHMs HAAs để đánh giá hiệu giảm thiểu tiềm hình thành THM, HAA thơng qua q trình 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Chin, P.R Be´rube´, 2005, Removal of disinfection by-product precursors with ozone-UV advanced oxidation process [2] Anneli Andersson, Patrick Laurent, Anne Kihn, Michèle Prévost, Pierre Servais (2001) Impact of temperature on nitrification in biological activated carbon (BAC) filters used for drinking water treatment [3] Báo cáo kết vận hành quy trình cơng nghệ xử lý nước Hệ thống cấp nước Sài Gòn – Giai đoạn công suất 300.000 m3/ngày (2004) [4] Bozena Seredyńska-Sobecka, Maria Tomaszewska, Antoni W Morawski (2005) Removal of micropollutants from water by ozonation/biofiltration process [5] C.C Chien, C.M Kao, C.D Dong, T.Y Chen, J.Y Chen (2007) Effectiveness of AOC removal by advanced water treatment systems: a case study [6] Chao Chen, Xiaojian Zhang, Wenjie He, Wei Lu, Hongda Han (2007) Comparison of seven kinds of drinking water treatment processes to enhance organic material removal: A pilot test [7] David R Simpson, 2008, Review Biofilm processes in biologically active carbon water purification [8] EPA, (1999) Alternative Disinfectants and Oxidants Guidance Manual [9] Eric C Wert, Jeffrey J Neemann, David J Rexing, Ronald E Zegers (2008) Biofiltration for removal of BOM and residual ammonia following control of bromate formation [10] GS.TSKH Trần Mạnh Trí TS Trần Mạnh Trung, Các q trình oxi hóa nâng cao xử lý nước nước thải – Cơ sở khoa học ứng dụng – NXB Khoa học Kỹ thuật (2006) [11] Hua Chang Hong et al (2008) Trophic state, natural organic matter content, and disinfection by-product formation potential of six drinking water reservoirs in the Pearl River Delta, China [12] J Li, S McLellan, S Ogawa (2006), Accumulation and fate of green fluorescent labeled Escherichia coli in laboratory-scale drinking water biofilters [13] Laisheng Li, Wanpeng Zhu, Pengyi Zhang, Qiuyun Zhang, Zulin Zhang (2006) AC/O3-BAC processes for removing refractory and hazardous pollutants in raw water [14] Lâm Minh Triết Nguyễn Thị Vân Hà (2006 – 2008), ” Bảo vệ nguồn nước sơng Sài Gịn đảm bảo an toàn cho nhu cầu cấp nước” 98 [15] Nguyễn Thị Vân Hà cộng (2007), Đánh giá ô nhiễm đặc thù sông Sài Gòn đề xuất giải pháp khai thác sử dụng nước hiệu - TPHCM, (2008); Nghiên cứu đánh giá tổng hợp có sở khoa học thực tiễn nguyên nhân gây ô nhiễm đặc thù nước sông Sài Gòn [16] Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 1998 [17] Woo H.K., Nishijima W., Baes A.U., Okada M (1997) Micropollutant removal with saturated biological activated carbon (BAC) in ozonation-BAC [18] Wataru Nishijima, Mitsumasa Okada (1998) Particle separation as a pretreatment of an advanced drinking water treatment process by ozonation and biological activated carbon [19] W Buchanan, F Roddick, N Porter (2008) Removal of VUV pre-treated natural organic matter by biologically activated carbon columns [20] C.C Chien, C.M Kao, C.W Chen, C.D Dong, C.Y Wu (2008) Application of biofiltration system on AOC removal: Column and field studies [21] Eric C Wert, Jeffrey J Neemann, David J Rexing, Ronald E Zegers (2008) Biofiltration for removal of BOM and residual ammonia following control of bromate formation [22] Sukru Aslan, Hatice Cakici (2007) Biological denitrification of drinking water in a slow sand filter [23] J Li, S McLellan, S Ogawa (2006), Accumulation and fate of green fluorescent labeled Escherichia coli in laboratory-scale drinking water biofilters [24] Y.-K Park, C.-H Lee, S.-H Lee, N.-Y Jang (1997) Purification of polluted river water by ultrafiltration-ozonization-biological activated carbon filtration [25] Gary Amy (2003) Lecture note on Advanced drinking water treatment processes [26] Bruno Langlais, David A Reckhow, Deborah R Brink, AWWA Research Foundation, 1991, Ozone in Water Treatment: Application and Engineering [27] Techneau, 2006, Ozonation and Biofiltration in Water treatment: Operational status and Optimization issues [28] Wayne Hill, 1998, Design and Operation of an ozone/BAC water treatment plant at Edenhope [29] César Moreno, 2001, Biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) in raw and biologically treated water from the pilot plant at Lackareback waterworks [30] J.Swietlik, U.Raczyk-Stanislawiak, J.Nawrocki, 2008, The influence of disinfection on aquatic biodegradable organic carbon formation [31] Sổ tay xử lý nước, 1999, Trung tâm đào tạo ngành nước môi trường 99 PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: MỘT SỐ HÌNH ẢNH Sau xử lý Trước xử lý Mơ hình oxi hóa ozone peroxon Mơ hình oxi hóa ozone UV Máy phân tích TOC-VCPH Shimadzu Máy UVVis-spectrophotometer 100 Mơ hình BAC Mơ hình kết hợp 101 PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ CHẠY MƠ HÌNH Thí nghiệm 1.1a pH vào Vào 6.5 7.5 8.5 9.5 Độ màu 110 103 89 84 79 70 58 78 CODMn TOC DOC BDOC UV254 pH O3 dư O3 (KI) O3 p/ứ O3 tổng 13.36 12.88 13.2 13.2 12.88 10.64 9.12 10.8 9.25 8.75 8.37 8.17 8.16 8.02 7.789 8.235 8.282 8.277 8.272 8.05 7.813 7.65 6.64 7.67 2.08 2.32 2.35 2.4 2.81 2.2 2.23 0.09 0.085 0.079 0.071 0.066 0.063 0.043 0.073 6.06 6.72 6.62 7.4 7.7 8.6 8.8 1.867 1.561 0.444 0.305 0.237 0.246 0.246 0.429 0.263 0.968 1.025 0.82 0.339 0.34 0.004 0.51 0.922 1.004 1.277 1.749 1.748 2.334 2.334 2.334 2.334 2.334 2.334 2.334 O3 tổng Thí nghiệm 1.1b Thời gian lưu, phút Vào 10 15 20 25 30 35 40 Độ màu COD Mn TOC DOC BDOC 110 79 76 60 57 59 56 56 15.2 14.72 14.56 13.84 9.3 10.16 10.06 10.16 9.474 9.468 9.414 9.389 9.207 9.12 9.094 9.083 7.645 7.518 7.478 7.254 7.1 7.18 6.994 7.03 2.2 2.22 2.29 2.46 1.95 1.92 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 O3 p/u UV254 1.014 1.174 2.332 2.43 2.47 2.45 2.44 0.0964 0.073 0.0654 0.0338 0.0286 0.0276 0.0278 0.0216 Thí nghiệm 1.1c mgO3/ mg TOC Vào 0.2 0.3 0.5 0.9 1.2 Độ màu 110 79 76 60 61 51 COD TOC DOC BDOC 13.36 11.56 11.44 11.08 10.08 9.76 9.447 9.44 9.414 9.389 9.047 8.032 8.282 7.578 7.449 7.254 7.165 6.264 2.135 2.221 2.289 2.801 1.241 O3 tổng 2.12 2.934 5.614 8.71 11 O3 du 0.237 0.129 0.165 0.246 0.33 O3 KI 1.231 1.561 3.416 4.653 5.57 O3 p/u UV254 0.652 1.244 2.033 3.811 5.1 0.0866 0.0649 0.0654 0.0638 0.0599 0.0215 Thí nghiệm 1.2a pH H2O2 O3 t (ph) 6.7 4.5 5.5 6.5 7.5 7.7 8.5 0.972 0.972 0.972 0.972 0.972 0.972 0.972 0.972 0.972 2.746 2.746 2.746 2.746 2.746 2.746 2.746 2.746 2.746 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Độ màu 101 56 67 67 63 62 60 64 65 69 CODMn TOC DOC BDOC UV254 pH 13.2 13.12 13.1 12.92 12.64 12.32 11.84 12.8 12.8 12.48 7.485 6.814 7.111 6.823 6.77 6.85 6.726 6.801 7.154 7.098 6.642 5.782 5.86 5.86 5.738 5.789 5.18 5.654 5.563 5.714 0.572 1.486 1.138 0.871 1.502 1.526 1.525 1.112 1.105 0.946 0.2641 0.2229 0.2508 0.2565 0.2341 0.2598 0.2316 0.2361 0.25 0.2455 6.7 4.97 5.86 6.04 6.28 7.22 7.67 7.58 7.55 7.82 102 Thí nghiệm 1.2b 10 15 20 25 30 35 40 Độ màu (PtCo) 101 60 60 60 51 51 49 49 CODMn (mg/l) 13.2 11.84 11.84 10.45 10.4 10.24 10.6 10 mgO3/ mg TOC O3 (mg/l) Độ màu CODMn (mg/l) TOC (mg/l) DOC (mg/l) BDOC (mg/l) UV254 0.3 0.5 0.9 1.2 2.746 4.059 7.68 13.13 101 60 60 51 23 13.2 11.84 11.84 10.4 10 8.754 7.77 7.847 6.811 6.904 6.642 5.939 5.927 5.808 5.802 0.572 1.497 1.67 2.021 1.551 0.2641 0.2316 0.2337 0.2017 0.1241 pH t, phút Vào 7.7 7.7 7.7 7.7 7.7 7.7 7.7 TOC, mg/l 8.754 7.77 7.847 7.009 6.811 6.802 7.252 6.802 DOC (mg/l) 6.642 5.966 5.939 5.937 5.888 5.89 5.888 5.939 BDOC (mg/l) 0.572 1.497 1.67 1.822 2.021 2.289 2.098 2.01 UV254 0.2641 0.2337 0.2316 0.2267 0.2257 0.2247 0.2474 0.2414 Thí nghiệm 1.2c Thí nghiệm 1.3a UV Vào 22 33 44 55 66 77 88 O3 5.699 5.699 5.699 5.699 5.699 5.699 5.699 10 15 20 25 30 35 40 Độ màu 95 82 79 85 60 55 56 56 UV Độ màu 44 44 44 44 44 95 63 52 50 33 17 t, phút COD Mn 15.6 13.04 12.96 11.92 11.06 10.56 10.52 10.56 TOC 10.29 9.684 9.445 8.925 8.718 8.621 8.734 8.869 DOC 8.387 7.587 7.513 7.478 7.314 7.309 7.361 7.374 BDOC 0.613 1.82 2.3 2.36 2.29 2.2 1.98 1.67 UV 254 0.3614 0.3433 0.3215 0.322 0.322 0.3096 0.3157 0.3279 Thí nghiệm 1.3b Nồng độ mgO3/mgTOC Vào 0.2 0.3 0.5 0.9 1.2 COD Mn 15.6 14.32 13.76 12 10.48 9.52 TOC DOC BDOC UV 254 10.2 9.523 8.78 8.678 8.43 8.354 8.387 7.463 7.353 7.285 7.154 6.826 0.613 1.569 2.295 2.365 3.011 2.153 0.3614 0.3193 0.292 0.2895 0.2557 0.24 Thí nghiệm 2.1a Thời gian (ngày) 10 15 20 25 30 COD vào COD N-NH4 vào N-NH4 N-NO2 vào N-NO2 NO3 vào N-NO3 4.56 4.87 4.54 4.56 4.47 4.77 4.38 4.44 4.21 3.7 3.53 2.54 0.151 0.982 1.192 1.601 1.193 1.36 0.143 0.931 1.098 1.384 0.904 1.02 1.18 0.93 1.03 1.07 1.24 0.78 0.82 0.67 0.61 0.57 1.21 0.4 0.48 0.42 0.44 0.38 0.55 1.07 1.2 1.1 1.15 1.14 1.57 103 35 40 45 50 60 4.96 5.14 5.06 4.94 4.98 2.58 2.5 2.42 2.17 2.18 1.32 1.23 1.12 1.32 1.37 0.67 0.39 0.31 0.11 0.06 1.02 1.07 1.18 1.12 0.45 0.97 0.98 0.96 0.01 0.41 0.47 0.43 0.42 0.1 1.25 1.33 1.24 1.27 0.3 Thí nghiệm 2.1b 10 20 Độ màu vào 31 31 Độ màu 29 28 30 31 40 Thời gian, CODMn vào CODMn TOC vào TOC N-NH4 vào NNH4 BOD5 vào BOD5 7.2 7.2 6.9 5.8 4.88 4.88 4.35 3.91 1.534 1.534 1.428 1.181 1.9 1.9 1.08 1.00 28 7.2 4.88 3.82 1.534 1.146 1.9 1.06 31 28 7.2 4.6 4.88 3.74 1.534 1.226 1.9 0.82 50 31 27 7.2 4.2 4.88 3.51 1.534 0.996 1.9 0.82 60 30 29 6.8 4.2 4.54 4.01 1.14 0.89 2.95 1.44 70 30 29 6.8 3.8 4.54 4.1 1.14 0.72 2.95 2.52 80 30 30 6.8 5.25 4.54 4.2 1.14 0.312 2.95 3.72 Thí nghiệm 2.1c Thời gian, 10 20 30 40 50 60 70 80 Độ màu Độ màu CODMn vào CODMn TOC vào TOC N-NH4 vào N-NH4 29 29 29 29 29 30 30 30 28 28 27 28 29 29 30 33 7.12 7.12 7.12 7.12 7.12 5.25 5.25 5.25 6.08 4.4 4.48 4.32 4.11 3.96 3.92 3.96 4.405 4.405 4.405 4.405 4.405 4.08 4.08 4.08 3.15 2.53 2.135 2.071 2.014 3.123 3.121 3.144 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42 0.89 0.89 0.89 0.98 0.8 0.76 0.69 0.39 0.57 0.54 0.72 Thí nghiệm 2.1d Thời gian pH 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 7.09 7.08 7.1 6.98 7.01 7.06 6.98 6.99 7.02 7.04 7.09 6.98 7.06 7.1 7.08 7.12 Độ màu vào 42 42 42 43 43 43 52 51 52 52 61 61 61 60 60 60 Độ màu 41 41 40 43 41 40 52 52 51 50 54 57 55 59 58 61 CODMn vào 5.6 5.6 5.6 7.76 7.76 7.76 8.56 8.56 8.56 8.56 8.4 8.4 8.4 8.48 8.48 8.48 CODMn 5.52 3.96 6.96 5.2 5.36 5.44 5.2 3.84 6.72 5.12 4.52 5.2 4.48 5.84 104 TOC vào 4.136 4.136 4.136 4.426 4.426 4.426 4.382 4.382 4.382 4.382 4.49 4.49 4.49 4.612 4.612 TOC 4.133 4.118 4.078 4.386 4.337 4.375 4.177 4.328 4.147 3.974 4.016 4.072 4.051 4.558 4.532 4.597 N-NH4 vào 0.56 0.56 0.56 1.47 1.47 1.47 1.91 1.91 1.91 1.91 N-NH4 0.37 0.31 0.33 0.86 1.04 1.01 1.39 1.44 1.36 1.35 Thí nghiệm 2.2 Mẫu Vào Sau AOP 10 15 18 20 25 30 40 50 60 70 80 90 Độ màu 95 40 17 22 21 18 16 16 16 18 26 27 28 29 33 TOC 15.600 10.200 7.759 7.582 7.397 7.144 7.300 7.635 7.892 8.201 8.427 8.805 8.656 9,000 8.987 DOC 9.530 7.987 6.807 6.489 6.350 6.524 5.913 6.051 6.505 7.359 7.325 7.299 7.758 7.133 7.580 105 BDOC 0.721 2.957 1.821 1.711 1.377 1.338 1.423 1.288 1.797 1.596 1.739 1.794 2.173 2.035 2.054 UV 254 0.3700 0.2570 0.2076 0.1940 0.1819 0.1954 0.1726 0.1665 0.1530 0.1900 0.2054 0.2098 0.2193 0.2986 0.2909 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Đ/VỊ CÔNG TÁC: KHOA MÔI TRƯỜNG - ĐHBK Họ Tên: PHAN THỊ HẢI VÂN Sinh: 25/01/1984 LÝ LỊCH KHOA HỌC Bí danh: Khơng Chức vụ: Giảng viên Ngành học: Công nghệ Môi trường Hệ số lương chính: 2,34 I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Nguyên quán: Vĩnh Linh – Quảng Trị Ngày vào Đoàn TNCS HCM: 10/05/1999 Nơi sinh: Buôn Ma Thuột – Đăk Lăk Ngày vào Đảng CSVN: Địa liên lạc: 407 lô C, chung cư Vườn Ngày thức vào Đảng: Lài, P.Phú Thọ Hịa, Q.Tân Phú Dân tộc: Kinh Tơn giáo: Khơng Thành phần gia đình: Cơng chức Sức khoẻ: Tốt Thành phần thân: Cơng chức II Q TRÌNH ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC : Chế độ học: Chính quy Thời gian học: Từ 05 / 09 / 2002 đến 20 /01 / 2007 Nơi học: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Ngành học: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Tên luận án: Khảo sát thăm dò khả xử lý nước ngầm nhiễm Arsen lọc cát sắt (III) phosphate Ngày nơi bảo vệ luận án: 17/01/2007 – Khoa Môi trường, Trường ĐHBK TP.HCM Người hướng dẫn: TS Đặng Viết Hùng III HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC KỸ THUẬT: 106 1- Quá trình hoạt động khoa học-kỹ thuật, chuyên môn Thời gian 03/2007 – 08/2008 08/2008 - Tóm tắt q trình hoạt động khoa học – kỹ thuật, nơi công tác Kỹ sư môi trường – Công ty TRACODI Ltd.Co Giảng viên – Khoa Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Tham gia công tác giảng dạy nghiên cứu Khoa Môi trường: + Đề tài cấp ĐHQG-HCM trọng điểm: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước cấp phù hợp với chất lượng môi trường nước mặt” + Đề tài cấp trường: “Khảo sát trạng trạm cấp nước tập trung cho cụm tuyến dân cư nông thôn miền Đông Nam Bộ Đồng Bằng Sông Cửu Long đề xuất công nghệ xử lý nước thích hợp cho vùng” 2- Kết hoạt động khoa học-kỹ thuật 3- Tham dự hội nghị khoa học-kỹ thuật quốc tế (trong nước ngồi nước) - Tham gia khóa tập huấn ĐMC – Viện Môi trường Tài nguyên tổ chức (2008) - Tham gia Khóa học ngắn hạn quốc tế “Advanced Drinking Water Technologies and Advanced Renewable Energy Technologies” (Taiwan, 10/2009) 4- Khen thưởng giải thưởng hoạt động khoa học - kỹ thuật - Tác giả trẻ giải thưởng Éureka 2007 - Giải khuyến khích giải thưởng VIFOTEC 2007 5- Khả chuyên môn, nguyện vọng hoạt động khoa học-kỹ thuật Tôi có nguyện vọng học tiếp lên tiến sĩ ngành Môi trường để nâng cao lực chuyên môn đáp ứng yêu cầu giảng dạy nơi cơng tác IV HOẠT ĐỘNG CHÍNH TRỊ XÃ HỘI: 11/2008 – 11/2009: Bí thư đồn Khoa Mơi trường – Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN Ngày 20 tháng 01 năm 2010 NGƯỜI KHAI PHAN THỊ HẢI VÂN 107 ... ngành: Công nghệ Môi trường MSHV: 02507658 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu áp dụng trình xử lý bậc cao để xử lý nước nguồn bị ô nhiễm chất hữu 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Nghiên cứu hiệu xử lý chất hữu mô hình... hiệu chất nhiễm, đồng thời kết hợp với hệ thống có để tiết kiệm chi phí cho người dân cần thiết Đề tài ? ?Nghiên cứu áp dụng trình xử lý bậc cao để xử lý nước nguồn bị ô nhiễm chất hữu cơ? ?? thực... chất ô nhiễm chất hữu tổng hợp tiền chất sản phẩm phụ khử trùng, từ nước nguồn Hiệu xử lý chất hữu từ nước thô hầu hết hệ thống xử lý nước truyền thống khoảng 30% [7] Tuy nhiên, hiệu xử lý chất hữu