Nghiên cứu xử lý Amoni NH4 trong nước ngầm của nhà máy nước Pháp Vân bằng phương pháp sinh học

Nghiên cứu xử lý Amoni NH4 trong nước ngầm của nhà máy nước Pháp Vân bằng phương pháp sinh học Nghiên cứu xử lý Amoni NH4 trong nước ngầm của nhà máy nước Pháp Vân bằng phương pháp sinh học Nghiên cứu xử lý Amoni NH4 trong nước ngầm của nhà máy nước Pháp Vân bằng phương pháp sinh học luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Phạm Văn Quân NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC NGẦM CỦA NHÀ MÁY NƯỚC PHÁP VÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC SINH HỌC NGẬP NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ THU THUỶ Hà Nội - 2004 Lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc, Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Thu Thuỷ - ng-ời đà tận tình giúp đỡ, h-ớng dẫn em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Qua đây, Em xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Cao Thế Hà, Phó giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ môi tr-ờng Phát triển Bền Vững - Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, ng-ời đà cho phép em tham gia vào Dự án Pháp Vân giúp đỡ em nhiều trình tiếp cận h-ớng nghiên cứu Cảm ơn đồng nghiệp Dự án Pháp Vân đà hỗ trợ, trao đổi cung cấp cho thông tin nh- t- liệu quý, giúp có đ-ợc nhìn sâu vấn đề đặt luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Văn Chiều, ng-ời đà đóng góp nhiều ý kiến chuyên môn quý báu h-ớng nghiên cứu nh- nội dung luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo, toàn thể bạn lớp đà tạo điều kiện giúp đỡ em trình học tập nh- thời gian hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, Con xin cảm ơn Bố Mẹ thành viên gia đình đà tạo điều kiện mặt vật chất nh- tinh thần để hoàn thành luân văn thời hạn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội , tháng 11 năm 2004 Học viên Phạm Văn Quân P h m V Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu đ-ợc sử dụng luận văn trung thực kết tập thể cán nghiên cứu Dự án "Xử lý amoni n-ớc ngầm quy mô Pilot nhà máy n-ớc Pháp Vân", thành viên Tôi xin đảm bảo chịu hoàn toàn trách nhiệm tính xác số liệu nh- hoàn toàn chịu trách nhiệm kết khoa học mà đ-a luận văn Hà Nội, 11 - 2004 Tác giả Phạm Văn Quân Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu đ-ợc sử dụng luận văn hoàn toàn trung thực Tôi xin đảm bảo chịu hoàn toàn trách nhiệm tính xác số liệu nh- hoàn toàn chịu trách nhiệm kết khoa học mà đ-a luận văn Hà Nội, 11 - 2004 Tác giả Tr-ơng Quang Minh Đặt vấn đề " N-ớc - tỷ ng-ời khát" hiệu mà ngày Môi tr-ờng Thế giới năm 2003 đ-a Điều có nghĩa gì? Một phần ba dân số Thế giới n-ớc để uống hay sao? Thực ra, vấn đề thiếu n-ớc cho ng-ời sử dụng đơn mà mang ý nghĩa khó khăn ng-ời dân trình tiếp cận với n-ớc - n-ớc đảm bảo vệ sinh theo tiêu chuẩn đó, n-ớc phát triển Xét mặt tài nguyên, n-ớc coi nguồn tài nguyên tái tạo với trữ l-ợng lớn L-ợng n-ớc sông hồ chiếm tỷ trọng nhỏ so với trữ l-ợng có n-ớc ngầm băng cực Trái đất, nhiên vấn đề lại việc phân phối tài nguyên không đồng khu vực Thế giới - nguyên nhân số chiến tranh gần đây, việc khai thác sử dụng bừa bÃi nguồn n-ớc ngầm gây suy giảm trữ l-ợng đặc biệt gây ô nhiễm n-ớc ngầm hoạt động công nghiệp, sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp việc bắt buộc phải sử dụng nguồn n-ớc không đảm bảo vệ sinh mà không qua công đoạn xử lý hay xử lý không triệt để Hà Nội, Thủ đô - trái tim, trung tâm Kinh tế - Văn hoá - Chính trị n-ớc, giống nh- nhiều đô thị phát triển khác đà phải đối mặt với vấn ®Ị n-íc cÊp, nhÊt lµ n-íc cÊp cho mơc ®Ých sinh ho¹t Víi 100% n-íc cÊp sinh ho¹t cã ngn gốc từ n-ớc ngầm, Hà Nội đà phải chấp nhận đ-a vào sử dụng số nguồn n-ớc không phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh mà có khả ảnh h-ởng đến sức khoẻ ng-ời Cho đến nay, địa bàn Thành phố đà phát mét sè khu vùc cã vÊn ®Ị vỊ chÊt l-ợng n-ớc ngầm nh- Quỳnh Lôi - hàm l-ợng Asen cao, vấn đề hàm l-ợng amoni (NH4+) cao mét sè giÕng khoan khu vùc phÝa Nam Hµ Néi nh- nhà máy n-ớc Hạ Đình, Pháp Vân nhà máy n-ớc Nam D- Các biện pháp công nghệ sử dụng hầu nh- khả xử lý vấn đề Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 Xuất phát từ thực tế đó, nhà khoa học đà tốn nhiều công sức để đ-a đ-ợc giải pháp hợp lý nhất, phù hợp tình hình nh- tính khả thi khía cạnh tài Trong nhiều giải pháp, với cộng tác Công ty kinh doanh n-ớc Hà Nội (HBWC), Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ môi tr-ờng Phát triển Bền vững (CETASD) - Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, đà tiến hành xây dựng thí điểm Pilot xử lý NH4+ ph-ơng pháp sinh học, công suất 50-120 m3/ngày nhà máy n-ớc Pháp Vân, coi công trình có quy mô nh- n-ớc ta Trên sở thuận lợi nh- vậy, ®· chän h-íng "Nghiªn cøu xư lý amoni n-íc ngầm nhà máy n-ớc Pháp Vân ph-ơng pháp lọc sinh học ngập n-ớc" làm đề tài cho luận văn tốt nghiệp thạc sỹ Công nghệ môi tr-ờng - Viện Khoa học Công nghệ môi tr-ờng - Đại học Bách Khoa Hà Nội Trên sở nghiên cứu khả xử lý NH4+ công đoạn hệ thống, khảo sát yếu tố ảnh h-ởng đến hiệu xử lý NH4+ ph-ơng pháp lọc sinh học, lựa chọn thông số vận hành tối -u để đến mục tiêu xa thiết kế hệ thống thực tế Mục đích để đ-a công trình nghiên cứu từ phòng thí nghiệm thực tế việc xác định đ-ợc chế độ vận hành với l-u l-ợng cao mà đạt mục tiêu đặt quan trọng Đây h-ớng nghiên cứu mới, khả áp dụng thực tiễn cao, phù hợp mặt tài chính, đặc biệt n-ớc phát triển Ph-ơng pháp sinh học đ-ợc quan tâm khía cạnh kinh tế mà mặt vệ sinh an toàn sử dụng đến loại hoá chất độc hại Thêm vào đó, h-ớng nghiên cứu nhiều vấn đề thú vị chí nhiều trình ch-a đ-ợc hiểu rõ chất cần nghiên cứu tập trung quy mô Luận văn bao gồm 03 ch-ơng đ-ợc bố cục nh- sau: Đặt vấn đề Ch-ơng I: Tổng quan Ch-ơng II: Đối t-ợng ph-ơng pháp nghiên cứu Ch-ơng III: Kết nghiên cứu thảo luận Kết luận kiến nghị Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 Ch-ơng I: Tổng quan 1.1 Amoni tác động tới sức khoẻ ng-ời 1.1.1 Các tác động có hại amoni n-ớc ngầm Amoni (NH4+) thật không độc thể ng-ời song trình khai thác, xử lý, l-u trữ NH4+ đ-ợc chuyển hoá thành nitrit (NO2-) nitrat (NO3-) Nitrit chất độc có hại cho ng-ời chuyển hoá thành Nitroamin, chất có khả gây ung th- Nitơ tồn hệ thuỷ sinh nhiều dạng hợp chất vô hữu Các dạng vô cơ với tỉ lệ khác tuỳ thuộc vào điều kiện môi tr-ờng n-ớc Nitrat muối Nitơ vô môi tr-ờng n-ớc đ-ợc sục khí đầy đủ liên tục, nitrit tồn điều kiện đặc biệt, amoniac (NH3) tồn dạng điều kiện kị khí Amoniac hoà tan n-ớc tạo thành dạng hyđrôxit amoni (NH4OH) phân ly thành ion NH4+ OH- Quá trình oxi hoá chuyển tất dạng Nitơ vô thành ion nitrat, trình khử chuyển hoá chúng thành dạng ion amoni NO3- Quá trình ôxy hoá trình khử (nitơrat tan n-ớc) Quá trình nitơrat hoá NO2(nitơrit tan n-ớc) Quá trình đề-nitơrat hoá Quá trình cố định nitơ NH3 (NH4OH) amino axit Quá trình hô hấp Quá trình quang tổng hợp (amoni tan n-ớc) protein (động vật thực vật) Hình 1.1 Quá trình chuyển hoá hợp chất Nitơ n-ớc [3] Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 Quá trình ôxi hoá dạng Nitơ vô thành NO3- đ-ợc gọi trình nitrat hoá (nitrification) Quá trình khử nitrat (denitrification) trình chuyển hoá NO3- thành khí Nitơ (N2) ôxit Nitơ (N2O) Quá trình cố định Nitơ (nitrogen fixation) trình Nitơ không khí đ-ợc cố định vào hệ sinh học thông qua dạng amoni, trình đòi hỏi l-ợng đáng kể để chuyển hoá Nitơ không khí thành amon Các protein mùn động vật thực vật sau bị phân huỷ thành amino axit tiếp đến bị phân huỷ thành amoni dạng Nitơ vô khác Các trình đ-ợc xem nh- chu trình Nitơ từ dạng vô n-ớc vào hệ sinh vật cuối lại chuyển hoá dạng Nitơ vô Các ion NO3- có n-ớc đổ biển hàm l-ợng lớn chúng kích thÝch sù ph¸t triĨn cđa thùc vËt thủ sinh, sau chết xác chúng gây ô nhiễm nguồn n-ớc Thông th-ờng NO3- không gây ảnh h-ởng đến môi tr-ờng n-ớc ngọt, mà phôtpho (P) yếu tố dinh d-ỡng gây ức chế phát triển thực vật, nồng độ NO3- tăng nh-ng Photphat không tăng lên không làm cho thực vật phát triển Trong số tr-ờng hợp Nitơ lại yếu tố dinh d-ỡng ức chế môi tr-ờng n-ớc Hàm l-ợng nitrat n-ớc uống cao vấn đề đáng quan tâm chúng nguồn gốc gây bệnh methemoglobin - huyết cho trẻ sơ sinh (nhất d-ới tháng tuổi) nh- ng-ời lớn việc làm giảm chức enzim, làm cho da trẻ sơ sinh trở nên có màu xanh xỉn, gây kích thích, hôn mê thể nặng, không đ-ợc điều trị thích hợp dẫn tới tư vong mµ ng-êi ta quen gäi lµ héi chøng Blue Baby Syndrome, hay gọi tắt BBS [50] Nếu hàm l-ợng methemoglobin cao không đ-ợc điều trị kịp thời khả tử vong cao Những yếu tố gây hội chứng BBS nhận biết dễ dàng nhthiếu hụt enzyme cố hữu, viêm nhiễm, phản ứng thuốc tiếp xúc với hoá chất, hàm l-ợng methemoglobin tăng nhanh chóng Ngoài ra, thức ăn có hàm l-ợng nitrat nitrit cao đáng quan tâm Những đứa trẻ sơ sinh giai đoạn đ-ợc tháng tuổi dễ bị mắc bệnh hàm l-ợng enzym methemoglobin reductase t-ơng đối thấp - loại enzyme tế bào máu đỏ có khả chuyển hoá methemoglobin trở lại thành Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 hemoglobin Mối quan hệ n-ớc giếng nhiễm nitrat hội chứng BBS lần đ-ợc Hunter Comly, bác sĩ Iowa tìm thấy hồi đầu thập niên 40 ông điều trị cho hai đứa trẻ mắc chứng da xanh Ngoài Mỹ, số n-ớc Đông Âu, mức độ nhiễm độc nguồn n-ớc sinh hoạt lấy từ giếng lên cịng rÊt cao VÝ dơ t¹i Transylvania ë Rumani thời gian từ 1990 1994 trung bình 100.000 trẻ em sơ sinh có tới 24 đến 363 ca nhiễm độc Theo Đạo luật An toàn nguồn n-ớc sinh hoạt Mỹ (SDWA) qui định hàm l-ợng nitrat tối đa 10mg/L Hình 1.2 Chu trình N tự nhiên [51] Trong đó, hàm l-ợng NH4+ n-íc ng cao cã thĨ mét sè hËu qu¶ khác nh-: Thứ kết hợp với Clo tạo Clo-amin - chất làm cho hiệu khử trùng giảm nhiều so với Clo gốc Thứ hai, nã lµ nguån N thø cÊp sinh nitrit n-ớc, chất có tiềm gây ung th-, Thứ ba, NH4+ nguồn dinh d-ỡng để rêu tảo phát triển, vi sinh vật tái phát triển đ-ờng ống gây ăn mòn, rò rỉ mỹ quan[6] Qua hình 1.2, thấy nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm amoni n-ớc từ nguồn: Khoáng hoá chất hữu từ nguồn phân bón sử dụng sản xuất nông nghiệp n-ớc thải có chứa chất hữu Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 1.1.2 Ngn gèc « nhiƠm amoni n-ớc ngầm khu vực Hà Nội Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng nhiễm bẩn NH4+ hợp chất hữu n-ớc ngầm nh-ng nguyên nhân việc sử dụng mức l-ợng phân bón hữu cơ, thuốc trừ sâu, hoá chất thực vật đà gây ảnh h-ởng nghiêm trọng đến nguồn n-ớc, trình phân huỷ hợp chất hữu đất làm ô nhiễm nguồn n-ớc ngầm, sử dụng nhiều phân bón hữu chất hoá chất làm đẩy nhanh trình nhiễm NH4+ n-ớc ngầm Ngoài ra, mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào loại hình canh tác khu vực, vào loại mùa màng phụ thuộc vào kết cấu đất khu vực Đối víi khu vùc Hµ Néi, nhÊt lµ khu vùc phÝa Nam, bị nhiễm amoni nặng giải thích theo khía cạnh địa chất nh- sau [6]: Thứ nhất: Do cấu tạo địa chất lịch sử hình thành địa tầng Thành phố Hà Nội nằm vùng đồng Bắc Bộ có lịch sử địa chất lâu dài phức tạp gắn liền với văn minh lúa n-ớc vùng châu thổ sông Hồng xảy trình xâm thực, xói mòn, hoạt động dòng chảy tạo bồi đắp phù sa Kết hoạt động địa chất hình thành tầng chứa n-ớc cuội sỏi Đệ Tứ, nguồn n-ớc đ-ợc khai thác cung cấp n-ớc sinh hoạt cho nội ngoại thành Hà Nội Tầng Đệ Tứ bao gồm nhiều hệ kiến tạo với loại trầm tích khác nguồn gốc, nh-ng nhìn chung tầng có chứa hạt than bùn, bùn, đất có lẫn chất hữu Khả di chuyển chất bẩn vào tầng n-ớc có liên quan chặt chẽ tới thành phần hạt Hạt thô tính l-u thông lớn, khả hấp phụ nhỏ, chất bẩn di chuyển dễ dàng Hạt mịn ng-ợc lại Do trình khai thác n-ớc ngầm ngày mở rộng đà kéo theo việc giải phóng hợp chất Nitơ đ-ợc phát sinh từ lớp đất bùn chứa nhiều chất hữu bị phân huỷ, nguyên nhân làm cho hàm l-ợng amoni n-ớc ngầm Hà Nội cao bất th-ờng so với vùng khác Theo kết vừa nghiệm thu đề tài "Nghiên cøu xư lý n-íc ngÇm nhiƠm bÈn amoni" cho thÊy: cấu trúc địa chất, n-ớc ngầm nhà máy n-ớc Pháp Vân, Hạ Đình, T-ơng Mai có hàm l-ợng Sắt amoni v-ợt tiêu chuẩn nhiều Tại nhà Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 75 10mg/L (gần b»ng 4B), nãi chung dao ®éng quanh khu vùc 4-8mg/L Đây hiệu xử lý đủ để đ-a n-ớc Pháp Vân tới mức nh- nhà máy khác phía Bắc mặt amoni 100 90 80 70 60 Cải tạo hệ thống (27/8-10/10) m3/h 50 m3/h 40 30 m /h (13/7-04/8) m3/h (11/10-02/11) m3/h 20 % chun ho¸ 10 % chun ho¸ TB 28/02 19/03 08/04 28/04 18/05 07/06 27/06 17/07 06/08 26/08 15/09 05/10 25/10 14/11 H×nh 3.31 HiƯu st chuyển hoá NH4+ đầu 4A 3.3.2 Chất l-ợng n-ớc mặt NO3- sau 4A Các số liệu cho thấy, nh- tháng đầu chất l-ợng n-ớc mặt nitrat tốt đ-ợc quy cho chất l-ợng n-ớc đầu vào có amoni không lớn từ cuối tháng nồng độ amoni n-ớc thô bắt đầu đạt mức trung bình n-ớc Pháp Vân (là 20mg/L) nữa, hệ nitrat hoá bắt đầu hoạt động tốt hàm l-ợng nitrat bắt đầu tăng mạnh (giai đoạn 31/3 đến 11/5) Điều đ-ơng nhiên l-u ý đến hoạt động hệ nitrat hoá 4B: phần lớn amoni đà đ-ợc chuyển thành nitrat Tuy nhiên từ 12/5 nồng độ NO3- bắt đầu xuống d-ới ng-ỡng WHO tiêu chuẩn Việt Nam 11,29mg N/L = 50mg NO3-/L Trong tính toán đề cập đến nitrit nói chung nitrit sau 4A chØ ë møc sau dÊu phÈy (xem phụ lục) Ngày 21/4 bắt đầu cấp thêm P Ngày 28/4 bắt đầu đ-a VS vào hệ 3A Nồng độ nitrat cao Ngày 13/5 bắt đầu bơm hữu Kết hầu nh- xuất tức thì: hầu hết số liệu đà đạt chuẩn quốc tế TCVN míi vỊ nitrat ChØ cã sè liƯu lµ Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 76 cao tiêu chuẩn, lại d-ới mức cho phép Phần lớn số liệu nitrat dao động quanh mức 5-10mg/L, mét phÇn nhá 11/54 sè liƯu d-íi 5mg/L 20 18 m3/h (11/10-02/11) m3/h (13/7-04/8) NO3- vµo NO3- 16 14 mg NO3-/L m3/h 03-11 Cải tạo hÖ thèng (27/8-10/10) m3/h 12 m3/h 10 TC BYT 2002 11.29 (mg NO3-/L) 28/02 19/03 08/04 28/04 18/05 07/06 27/06 17/07 06/08 26/08 15/09 05/10 25/10 14/11 Hình 3.32 Khả chuyển hoá NO3- đầu 4A 100 90 80 70 % 60 HiƯu st Trung b×nh m3/h 50 m3/h Cải tạo hệ thống (27/8-10/10) 40 30 20 10 m3/h m3/h (13/7-04/8) m3/h (11/10-02/11) 28/02 19/03 08/04 28/04 18/05 07/06 27/06 17/07 06/08 26/08 15/09 05/10 25/10 14/11 Hình 3.33 Hiệu suất chuyển hoá NO3- đầu 4A Qua hình 3.33 thấy hiệu suất tốt có xu h-ớng tăng dần ta tăng l-u l-ợng trừ khoảng thời gian phải cải tạo lại hệ thống Kết hợp với hình 3.32 Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 77 hoàn toàn khẳng định khả xử lý đạt tiêu chuẩn ph-ơng pháp lọc sinh học Việc so sánh chuyển hoá amoni (Delta NH4+) chuyển hoá nitrat (Delta NO3-) sau 4A cần thiết để khẳng định hai điều: - Một độ tin cậy phép phân tích trình - Hai nguồn gốc gia tăng nitrat Các kết đ-ợc trình bày d-ới dạng đồ thị hình 3.34 Chúng thấy ngoại trừ vài điểm thực nghiƯm cã sù sai lƯch rÊt lín (2-3 ®iĨm) tut đại đa số có t-ơng quan rõ ràng Hai ®iĨm cã sù kh¸c biƯt ®ét xt øng víi ngày 23/3 28/4 hai thời điểm bổ xung vi sinh (23/3: VS vµo hƯ 4B; 28/4: VS vµo hệ 4B, 3A 4A) Điểm lý thú xác định đại l-ợng trung bình ta có: DeltaNH4+ = 3,3mg N/L gần nh- trùng với DeltaNO3- = 3,4mg/L Sai lệch 0,1mg/L nghĩa ứng với mức sai số t-ơng đối kho¶ng 3% DeltaNH4 DeltaNO3 28 (Delta N_NH 4+)TB = - 3,3 mg/L (Delta N_NO3-)TB = + 3,4 mg/L 23 mgN/L 18 13 01/08 25/07 18/07 11/07 04/07 27/06 20/06 13/06 06/06 30/05 23/05 16/05 09/05 02/05 25/04 18/04 11/04 04/04 28/03 21/03 14/03 07/03 29/02 -2 Ngày Hình 3.34 Quan hệ l-ợng amoni l-ợng nitrat đà chuyển hoá sau 4A 3.3.3 Chất l-ợng n-ớc mặt nồng độ hữu Nh-ợc điểm ph-ơng pháp vi sinh nguy n-ớc sản phẩm bị nhiễm chất hữu Nguồn gốc vi khuẩn, chất hữu đ-ợc đ-a vào công Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 78 đoạn khử nitrat chất thải vi khuẩn Về nguyên tắc n-ớc cấp bị nhiễm hữu có nguy sau: - Một là, vi khuẩn bị lọc phần công đoạn lọc bị diệt công đoạn clo hoá nh-ng mật độ vi khuẩn cao gây tác hại chất l-ợng n-ớc cấp - Hai là, chất hữu đơn clo hoá, nồng độ cao tạo THM-trihalometan gây ung th- - Ba là, chất vi khn tiÕt cịng ch-a cã th«ng tin râ ràng độc tính Các chủng loại vi sinh vật có n-ớc đầu Về khía cạnh l-ợng chất hữu (kể sinh khối) tr-ớc mắt đánh giá qua thông số CODMn, CODCr TOC Ngoài việc phân tích vi khuẩn ®¸nh gi¸ ®éc tÝnh cđa n-íc sau xư lý cịng đuợc dự trù Kết xác định tiêu COD n-ớc sau 2A, 4B, 3A 4A đ-ợc trình bày hình 3.34 Kết b-ớc đầu cho thấy sau bồn phản ứng sinh học COD tăng đáng kể Tuy nhiên sau 4A bồn ôxy hoá bổ xung tiêu COD đà đạt xấp xỉ đại l-ợng COD sau 2A đại l-ợng đặc tr-ng cho n-ớc ngầm sau xử lý sắt SaulọcTX 5 4 2 11 Sau 4B COD Mn (mg O2/L) CODMn(mgO2/L) COD Mn(mg O2/L) N-íc th« 10 20 30 10 COD Cr (mg O2/L) 20 30 10 20 30 COD Cr (mg O2/L) CODCr(mgO2/L) Sau 3A Sau 4A 6 CODMn(mgO2/L) COD Mn (mg O2/L) 1 5 10 20 COD Cr (mg O2/L) 30 10 20 30 COD Cr (mg O2/L) H×nh 3.35 L-ợng hữu sau đơn vị xử lý Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 79 3.3.4 ảnh h-ởng lẫn đơn vị xử lý hệ thống ảnh h-ởng đơn vị xử lý hệ thống rõ qua phân tích đà nêu trên, tóm tắt nh- sau: - Hiệu xử lý hệ nitrat hoá 4B phụ thuộc vào hoạt động hệ 2A - xử lý sắt Nếu l-ợng sắt cao vào 4B gây tắc bể nhanh Khi buộc phải dừng cấp n-ớc rửa bể Hệ phản ứng bị "đói" trình rửa bị sốc vận hành trở lại với n-ớc vào có hàm l-ợng amoni cao Vì phải giảm thiểu tác động việc thiết kế hệ xử lý sắt tr-ớc ®ã rÊt tin cËy §èi víi hƯ Pilot víi thiÕt kế công đoạn xử lý có đơn vị thiết bị việc dừng hệ thống bắt buộc, nhiên với quy mô nhà máy, công đoạn xử lý có nhiều thiết bị chạy song song nên giảm thiểu đ-ợc yếu tố không mong muốn - Tiếp theo n-ớc vào hệ khư nitrat 3A NÕu hƯ 4B lµm viƯc tèt, hiƯu suất cao, nồng độ amoni nitrat đầu vào mức 4-8 16-12mg N t-ơng ứng Trong điều kiện đ-ợc cấp đủ hữu hệ có khả loại bỏ gần hết nitrat mức độ nhỏ amoni Tuy nhiên, hệ vi sinh dị d-ỡng nên chúng phát triển mạnh, số liệu cho thấy mật độ vi sinh tËp trung chđ u ë phÝa trªn líp VLL (nÕu chiều n-ớc chảy từ xuống), gây tổn thất áp chủ yếu Th-ờng phải rửa ng-ợc lần/1-2 tuần - Sau 3A n-ớc vào hệ sục khí bổ xung 4A Thực chất hệ nitrat hoá thứ cấp với chức ôxy hoá nốt phần amoni mà hệ 4B (là chính) 3A để lại Ngoài đơn vị xử lý mang tính đánh bóng nhằm loại bỏ tối đa dư l-ợng hữu cơ, vi khuẩn kị khí chuyển từ 3A sang Có thể nói chất l-ợng n-ớc th-ớc đo chất l-ợng toàn hệ thống Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 80 Kết luận Kiến nghị Kết luận Về chất l-ợng n-ớc thô Kết khảo sát tiêu n-ớc ngầm Nhà máy n-ớc Pháp Vân nh- so sánh với kết nghiên cứu từ năm 1998 đến thấy ô nhiễm thành phần chứa nitơ n-ớc ngầm đáng quan tâm Đặc biƯt nång ®é amoni n-íc rÊt cao tõ 20 - 25 mgN/L Ph-ơng pháp lọc sinh học ngập n-ớc đà chọn cho phép xử lý amoni hiệu n-ớc ngầm Biến thiên nồng độ dạng N n-ớc nh- sau: amoni dao động khoảng 13,26 29,3 mg/L (trung bình 20,71 mg/L), nitrit 0,00  0,10 mg/L (trung b×nh 0.02 mg/L), nitrat 0,02 0,83 mg/L (trung bình 0.25 mg/L) Thành phần N ổn định yếu tố thuận lợi cho trình nghiên cứu ảnh h-ởng yếu tố khác đến hoạt động hệ thống xử lý VỊ vËt liƯu läc - Nghiªn cøu cho thÊy, trung bình m3 vật liệu Keramzite có khả mang đ-ợc 400 g sinh khối, thông sè quan träng thiÕt kÕ hƯ thèng trªn thùc tế Qua xác định l-ợng sinh khối cần thiết gắn vật liệu mang đảm bảo khả xử lý tối đa thành phần amoni, nh- tránh đ-ợc khả sinh khối tích luỹ cột lọc nhiều dẫn đến gây tắc hệ thống - Thể tích chiếm chỗ vật liệu lọc toàn cột lọc 41% - Khoảng thời gian cần thiết để vi sinh bám dính ổn định vào vật liệu mang 03 ngày với chế độ chạy tuần hoàn Về thông số kỹ thuật - Tổn thất áp qua khảo sát với đơn vị 4B 3A t-ơng ứng 0,07 m vµ 0,134 0,388 m rÊt nhá so víi chiỊu dµy vật liệu lọc lớp đệm (3.4 m) Điều cho thấy với thiết kế nh- tổn thất áp vi sinh gây cột lọc nhỏ - COD giảm mạnh khoảng cột lọc cho thấy vi sinh tập trung cao van 4, sau COD có xu h-ớng tăng nhẹ cuối cột Điều chứng Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 81 tỏ vi sinh theo n-ớc đầu chủ yếu từ phía đáy cột có liên quan đến khả phân bè vi sinh hƯ sơc khÝ phÝa d-íi - L-u l-ợng tối -u kết hợp tiêu qua đơn vị xử lý m3/h, t-ơng đ-ơng 96 m3/ngày Sau cải tạo lại hệ thống chuyển sang chế độ m3/h, hệ bắt đầu họat động ổn định l-u l-ợng tăng thêm thời gian tới - Hệ thống cần khoảng thời gian tháng cho giai đoạn khởi động - Sai số độ chuyển hoá amoni lý thuyết theo độ kiềm thực tế tốt chứng tỏ ph-ơng pháp phân tích tin cậy với sai số lµ  15% VỊ kÜ tht läc sinh häc ngËp n-íc KÜ thuËt läc sinh häc ngËp n-íc cã thổi khí có khả xử lý nguồn n-ớc có nồng độ amoni đến 30 mgN/L đảm bảo chất l-ợng n-ớc sau xử lý (sau 4A) đạt tiêu chuẩn BYT 1329/2002 (1,5 mg amoni/L) L-ợng NH4+ chuyển hoá đ-ợc trung bình qua 4A 4B t-ơng ứng 10,89 mg N/L vµ 4.91 mg N/L KÜ thuËt läc sinh häc ngËp n-íc kh«ng thỉi khÝ bån 3A cho phÐp xử lý nitrat sinh sau trình nitrat hoá xuống d-ới tiêu chuẩn BYT 1329/2002 nitrat (50mg NO3- /L), không kể giai đoạn khởi động l-ợng NO3- đ-ợc chuyển hóa qua 3A trung bình đạt 9,11 mg/L Các yếu tố ảnh h-ởng đến khả xử lý cđa hƯ thèng - HiƯu qu¶ xư lý amoni nitrat vi sinh hệ thống nhạy cảm với thay đổi thành phần n-ớc ngầm nh- pH, độ kiềm, tỷ lệ dinh d-ỡng N:P - Tải l-ợng amoni n-ớc ngầm dao động ¶nh h-ëng ®Õn hiƯu qu¶ xư lý cđa hƯ thèng đơn vị xử lý 4B Cụ thể nh- đơn vị xử lý 4B, NH4+ đầu vào 15 - 18mg/L nồng độ NO3- đầu đạt tiêu chuẩn, NH4+ đầu vào lớn 20mg/L nồng độ NO3- sau xử lý đà v-ợt qui định NO3- n-ớc cấp cho sinh hoạt Với kết nghiên cứu kĩ thuật lọc sinh học ngập n-ớc đà đạt đ-ợc khẳng định tính -u việt ph-ơng pháp sinh học xử lý amoni so với ph-ơng pháp khác Tuy chi phí vận hành hệ thống cao gần gấp hai lần so với ph-ơng pháp xử lý n-ớc cấp cổ điển nh-ng có tính khả thi cao nhờ thiết kế đơn giản phí để cải tạo nhà máy cũ chấp nhận đ-ợc Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 82 Kiến nghị Mục đích thiết kế Pilot nghiên cứu khả ¸p dơng ph-¬ng ph¸p läc sinh häc ngËp n-íc xư lý vÊn ®Ị amoni víi nång ®é cao Qua ®ã tiến hành cải tạo nhà máy có địa bàn Hà Nội với chi phí chấp nhận đ-ợc Kết thu đ-ợc khả quan, nhiên nhiều vấn đề cần phải giải qut thêi gian tíi, thĨ nh-: - Gi¶i vấn đề rửa bể lọc sinh học, chống tắc Đây coi vấn đề sống triển khai hệ thống quy mô nhà máy - Chọn chế độ vận hành liên tục Trên quy mô nhà máy, dừng hoạt động lại có công đoạn phải điều chỉnh - Xác định nhu cầu khí nén, DO Thực tế, DO vận hành bÃo hoà nh-ng tối -u hoá thông số nhằm mục tiêu tiết kiệm l-ợng nh- chi phí vận hành - Nghiên cứu thử nghiệm loại vật liệu lọc khác để chọn loại tối -u theo khía cạnh kỹ thuật nh- khía cạnh kinh tế - Nghiên cứu trình đồng khử hóa amoni (Anammox), khả nuôi cấy thành công loại vi sinh môi tr-ờng yếm khí Đây trình tối -u h-ớng nghiên cứu đ-ợc Thế giới quan tâm - Clo hoá đánh giá toàn diện chất l-ợng n-ớc Mặc dù chất l-ợng n-ớc sau qua hệ thống đạt tiêu chuẩn cho phép khía cạnh N, nh-ng công đoạn khử trùng cần phải nghiên cứu kỹ nhằm hạn chế hình thành sản phẩm phụ không mong muốn (THM, HAA ) - ThiÕt kÕ hƯ thèng vµ tÝnh toán chi phí vận hành - Triển khai mô hình hệ thống quy mô nhỏ (hộ gia đình), tất ng-ời ®-ỵc sư dơng ngn n-íc ®· qua xư lý Do hạn chế mặt thời gian nhiều vấn đề đáng quan tâm mà nội dung luận văn ch-a giải đ-ợc Tác giả hy vọng tiếp tục theo đuổi h-ớng nghiên cứu t-ơng lai Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 83 Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng Việt D-ơng Hồng Anh (2003), Vấn đề THM clo hoá n-ớc ngầm Hà Nội Luận án TS, Tr-ờng ĐHKHTN, Hà Nội Lê Văn Chiều, Cao Thế Hà (8-2004), Báo cáo kỳ kết nghiên cứu Dự án xử lý amoni n-ớc ngầm quy mô Pilot nhà máy n-ớc Pháp Vân Lê Văn Chiều (2003), Nghiên cứu xử lý chất dinh d-ỡng (các hợp chất N P) hệ xử lý n-ớc thải sinh hoạt, luận án TS, Tr-ờng ĐHKHTN Lê Văn Cát (2001-2002), Nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý n-ớc thải giàu hợp chất N, P thích hợp với điều kiện Việt Nam, báo cáo đề tài NCKHCN thuộc Ch-ơng trình nhà n-ớc bảo vệ môi tr-ờng Hà Nội Hà Thanh Hiền (2002), Mối quan hệ AOX THM trình clo hoá tới điểm đột biến n-ớc ngầm Hà Nội động học phản ứng, luận án Thạc sỹ, Tr-ờng Đại học KHTN, Hà Nội Nguyễn Văn Khôi, Cao Thế Hà (2000), Nghiên cứu xử lý N - amôni n-ớc ngầm Hà Nội, đề tài cấp TP 01C-09/11-2000-2 Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Lê Hiền Thảo (1996), Quá trình vi sinh vật công trình cầp thoát n-ớc, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà nội Đỗ Phúc Quân (2002), Nghiên cứu chế tạo điện cực chọn lọc ion nitrat, nitrit amoni tiếp xúc rắn ứng dụng chúng làm detector kỹ thuật phân tích dòng chảy (FIA), luận án Tiến sĩ hoá học, Tr-ờng ĐHKHTN Nguyễn Thị Thu Thuỷ (2002), Xử lý n-ớc cấp, nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10 Công ty t- vấn cấp thoát n-ớc MT Việt Nam (VIWASE), (2002), Báo cáo b-ớc đầu xử lý amôni cho nhà máy n-ớc Nam D- 30000 m3/ngày 11 Tiêu chuẩn 1329 2002 Bộ Y Tế Tài liệu tiÕng Anh 12 Nguyen Viet Anh (2001), “Available technologies for Nitrogen compounds removal from ground water” Proceeding from Joint seminar on technologies for nitrogen removal from ground water CEETIA, Hanoi University of Civil Engineering Kumamoto University CEETIA pp II.1 - II 10 13 Alleman, J.E (1985), “Elevated Nitrite Occurrence in Biological Wastewater Treatment Systems”, Water Sci Technol, 17, 409 14 APHA (1995), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association, Washington D.C 15 A Darbi1, T Viraraghavan, R Butler and D Corkal (2002), “ Batch studies on nitrate removal from potable water”, Water SA, Vol 28 No 16 Degre’mont (1991), Water treatment handbook Ph¹m Văn Quân CHMT 2002 - 2004 84 17 Eds Liu D.H.F., and Lipt, K.B.G (2000), Wastewater Treatment, Lewis Publs 18 Focht, D.D., and Chang, A.C (1975), “Nitrification and Denitrification Processes Related to Wastewater Treatment”, Adv Appl Microbiol, 20,153 19 Gayle, B.P., et al.(1989), Biological Denitrification of Water, J Environ Eng, 115, 930 20 Gujer W and Jenkins D (1974), “The Contact Stabilization Process-Oxygen and Nitrogen Mass Balance” Report No 74-2, Sanit Eng Res Lab Univ Calif., Berkrley 21 Goodal J.B (1995), Biological removal of Ammonia 22 Cao The Ha, Dang Van Dam, Tran Hieu Nhue (8-2001), ”Biomass growing procedure and selection of carrier for submerged aerated bio-filter for nitrogen removal from Hanoi drinking water, Proceeding from Joint seminar on technologies for nitrogen removal from ground water CEETIA, Hanoi University of Civil Engineering Kumamoto University CEETIA, pp VI.1 - VI.8 23 Cao The Ha et al (2004), “Pilot scale study on ammonium removal in Phap Van water plant, Hanoi city”, The 5th General seminar of the Core University Program, Halong, Vietnam 24 Cao The Ha et al (2004), “Kinetics study of nitrification and denitrification processes” The 5th General seminar of the Core University Program, Halong, Vietnam 25 Cao The Ha et al (2002), “Study on N-removal from Hanoi drinking water”, Report to DOSTE Hanoi 26 H Sontheimer and W Kuhn, Eds (1979), Oxidation techniques in drinking water treatment EPA 57019-79-020 27 Jekel M (1977), “Biological treatment of surface water in activated carbon filters” Paper at Water Resources Center, KIWA and Engler Bunte Institute meeting, Karlsruhe, Germany 28 JICA (1997), “The Study on Hanoi Water Supply Systems in the SRV” 29 Kenji Furukawa, Joseph Rouse, Tran Hieu Nhue, Nguyen Van Tin, Nguyen Viet Anh, Do Hai, Leu Tho Bach (2000), “Water quality survey of Vietnam”, Annual Report of FY 2000 The Core University Program between JSPS and NCST Fujita M and Viet P.H Editors Fujita Laboratory, Graduate School of Engineering, Osaka University, Japan; pp 80 - 93 30 Kenji Furukawa, Nguyen Thi Hai Duong and Leu Tho Bach (2002), “Nitrification of Groundwater Contaminated with NH4+ Using a Novel Acryl-Resin Fiber for Biomass Attachment”, 31 Master plan of Water Supply for Hanoi city (1995), “Soil and Water” Ltd.-FINIDA, Hanoi 32 McCathy, P.L., at all (1969), Biological Denitrification of Wastewater by Addition of Organic Materials, Proc.24th Ind Waste Conf., Purdue Univ., West Lafayette, Ind 33 Monod J (1949), “The Growth of Bacterial Cultures”, Annual Rev Microbiol 3, p.371 34 Monteith, H.D., at all (1980), Industrial Waste Cacbron Source for Biological Denitrification, Prog Water Technl., 12,127 Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 85 35 Tran Hieu Nhue, Nguyen Van Tin, Nguyen Viet Anh, Do Hai (2001), “Assessment of ammonia removal efficiency at water treatment plants in Hanoi city”, Proceeding from Joint seminar on technologies for nitrogen removal from ground water, CEETIA, Hanoi University of Civil Engineering - Kumamoto University CEETIA, June 2001 pp V.1 - V.26 36 Tran Hieu Nhue, Nguyen Van Tin, Do Hai, Nguyen Viet Anh, Leu Tho bach, Joseph Rouse, Kenji Furukawa (2001), Ground water contamination with nitrogenous compounds in Kumamoto Prefecture and Hanoi city - Present conditions and adopted countermeasures CEETIA - Kumamoto 37 Monteith, H.D., et al (1980), Industrial Waste Carbon Source for Biological Denitrification Prog Water Technol., 12, p 127 38 Randall C.W et al (1992), "Nitrification Kinetics in Single-Sludge Biological Nutrient Removal Activated Sludge Systems" Water Science and Technology, Vol 25, p 195 39 Richard Y (1979), Biological methods for the treatment of ground water 40 Rice R.G., Gome’lla L, and Miller G.W (1978), France Water treatment plants, Civil Eng 41 Rittmann B.E (1982), "Effect of shear stress on biofilm loss rate", Biotechnol Bioeng p 24, 501 42 Rusten, B., Hem, L J., and Idegaard, H (1996), “Nitrogen removal from diluted wastewater in cold climate using moving-bed biofilm reactors”, Water Environmental Research, Vol 67, pp 65-74 43 Sarina J Ergas and Andreas F Reuss (2001), “Hydrogenotrophic denitrification of drinking water using a hollow fibre membrane bioreactor”, Journal of water supply, IWA Publishing 44 Stensel H.D (1981), "Biological Nitrogen Removal System Design", Am Inst Chem Eng NY, p 327 45 Stenstrom M.K (1980), "The Effect of DO on Nitrification", Wat Res Vol.14, p.643 46 Tanaka, H., and Dunn, I.J (1982), "Kinetics of Biofilm Nitrification", Biotechnol Bioeng, p 24, 669 47 Volokita, M., Belkin, S., Abeliovich, A., Ines, M., and Soares, M (1996), “Biological denitrification of drinking water using newspaper”, Water Research, Vol 30, pp 965971 48 V.L Snoeyink and B.E Rittmann (1984), “Drinking water and wastewater treatment to remove ammonia”, J AWWA, pp06-114 49 Turk, O., vµ Mavinic, D.S (1986), “Preliminary Assessment of a Shortcut in Nitrogen Removal from Wastewater”, Can J Civ Eng., 13, 600 50 Health Risks From Microbial Growth and Biofilms in Drinking Water Distribution Systems, (2002) 51 Internet Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 86 Mục lục Đặt vấn đề Ch-ơng I: Tổng quan 1.1 Amoni tác động tới sức khoẻ ng-ời 1.1.1 Các tác động có hại amoni n-ớc ngầm 1.1.2 Nguồn gốc ô nhiễm amoni n-ớc ngầm khu vực Hà Nội 1.2 Hiện trạng giải pháp xử lý n-ớc ngầm địa bàn Hà Nội 1.2.1 Trữ l-ợng n-ớc ngầm khu vực Hà Nội 1.2.2 Hiện trạng xử lý amoni n-ớc ngầm khu vực Hà Nội 10 1.3 Tình hình nghiên cứu n-ớc 11 1.3.1 Tình hình nghiên cứu n-ớc 11 1.3.2 Tình hình nghiên cứu n-ớc 12 Ch-ơng II: Đối t-ợng ph-ơng pháp nghiên cứu 15 2.1 Đối t-ợng nghiên cứu 15 2.1.1 Chất l-ợng n-ớc thô nhà máy Pháp Vân 15 2.1.2 Hệ thống Pilot 18 2.1.3 Các yếu tố ảnh h-ởng đến hoạt động hệ thống 26 2.2 Ph-ơng pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Các ph-ơng pháp xử lý amoni n-ớc cấp 29 2.2.2 Xử lý amoni ph-ơng pháp lọc sinh học 34 Ch-ơng III: Kết nghiên cứu thảo luận 42 3.1 Bồn nitrat hoá (4B) 42 3.1.1 Khảo sát tính chất vật liệu mang 42 3.1.2 Nghiên cứu khả cố định vi sinh vào vật liệu lọc 44 3.1.2 Khảo sát bồn 4B chế độ dòng liên tục với Q thay đổi 48 3.2 Bồn khư nitrat (3A) 60 3.2.1 HiƯu st chun ho¸ cđa bån khư nitrat 60 3.2.2 Sù thay ®ỉi theo theo cao cột lọc trình khử nitrat 68 3.3 BĨ sơc khÝ bỉ xung (4A) 72 3.3.1 So s¸nh hiệu xử lý NH4+ chất l-ợng n-ớc sau 4A 72 3.3.2 Chất l-ợng n-ớc mặt NO3- sau 4A 75 3.3.3 Chất l-ợng n-ớc mặt nồng độ hữu 77 3.3.4 ảnh h-ởng lẫn đơn vị xử lý hệ thống 79 Kết luận Kiến nghị 80 Kết luận 80 Kiến nghị 81 Tài liệu tham khảo 83 Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 87 Danh mục hình Hình 1.1 Quá trình chuyển hoá hợp chất Nitơ n-ớc [3] Hình 1.2 Chu trình N tự nhiên [51] Hình 1.3 Vòng tuần hoàn n-ớc toàn cầu [51] 10 Hình 2.1 Sơ đồ mặt cắt ngang hệ thống PILOT 21 Hình 2.2 Sơ đồ hệ xử lý Sắt (2A) 22 Hình 2.3 Cấu tạo bồn lọc sinh học (4A 4B) 23 Hình 2.4 Đ-ờng cong clo hoá tíi ®iĨm ®ét biÕn ®èi víi n-íc cã amoni [6] 30 Hình 2.5 Sơ đồ hệ xử lý n-ớc thải sinh hoạt kỹ thuật bùn hoạt tính 35 Hình 2.6 Sự phát triển vi khuẩn điều kiện chất số 37 Hình 2.7 Quá trình khử nitrat màng tế bào chất vi khuẩn [3] 39 Hình 3.1 Khả cố định vi sinh vËt cđa vËt liƯu mang theo thêi gian 44 H×nh 3.2 Khả chuyển hoá NH4+ theo thời gian 46 Hình 3.3 Diễn biến COD thời gian khảo sát 47 Hình 3.4 Diễn biến nồng độ NH4+ bể 4B qua giai đoạn, Q= m3/h 49 Hình 3.5 Khả chuyển hoá N, giai đoạn1, Q = m3/h 50 Hình 3.6 Diễn biến nồng độ amoni giai đoạn 2, Q = m3/h 50 Hình 3.7 HiƯu st chun hãa NH4+ cđa bån 4B víi Q = m3/h 51 Hình 3.8 Nồng độ th«ng sè N cđa bån 4B víi Q = m3/h 52 Hình 3.9 Biến đổi amoni 4B, Q = 3m3/h 53 Hình 3.10 Hiệu suất chuyển hoá amoni 4B, Q = m3/h 53 H×nh 3.11 BiÕn ®ỉi amoni 4B, Q = m3/h 54 H×nh 3.12 HiƯu st chun ho¸ amoni 4B víi l-u l-ợng thay đổi 55 Hình 3.13 Diễn biến nồng độ amoni van bồn 4B, Q= 3m 3/h 56 Hình 3.14 T-ơng quan nồng độ NH4+ NO3- qua van bể (4B) 57 Hình 3.15 Khảo sát tỉn thÊt ¸p qua c¸c van cđa bån 4B 58 Hình 3.16 T-ơng quan chuyển hoá NH4+ lý thuyết thực tế, Q = m3/h 59 Hình 3.17 T-ơng quan chuyển hoá NH4+ lý thuyết thực tế, Q = m3/h 59 Hình 3.18 T-ơng quan chuyển hoá NH4+ lý thuyÕt vµ thùc tÕ, Q = 4m3/h 59 Hình 3.19 Diễn biến nồng độ NO3- tr-ớc sau bồn khử nitrat 61 Hình 3.20 Hiệu suất chuyển hoá NO3- theo thêi gian 61 H×nh 3.21 DiƠn biÕn nång độ NH4+ tr-ớc sau bể khử nitrat 63 Hình 3.22 Biến đổi NO3-, NO2- NH4+ qua bể khử nitrat 63 Hình 3.23 Biến đổi NO3- tr-ớc sau bổ sung vi sinh chất hữu 64 Hình 3.24 Diễn biến nồng độ NO3- tr-ớc sau bể 3A, Q= - m3/h 66 H×nh 3.25 BiÕn ®ỉi NO3-, NO2- vµ NH4+ qua bån 3A, Q= - m3/h 66 Hình 3.26 Hiệu suất chuyển hoá NO3- qua bån 3A, Q = 2, 3, vµ 5m3/h 68 Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 88 Hình 3.27 Diễn biến nồng độ N trung bình vị trí bể (3A) 69 Hình 3.28 Biến thiên COD vị trí bể khử nitrat (3A) 71 Hình 3.29 Biến đổi tổn thất áp trung bình van bể khử nitrat (3A) 72 Hình 3.30 Biến đổi NH4+ đầu 4A thời gian khảo sát 73 Hình 3.31 Hiệu suất chuyển hoá NH4+ đầu 4A 75 Hình 3.32 Khả chuyển hoá NO3- đầu 4A 76 Hình 3.33 Hiệu suất chuyển hoá NO3- đầu 4A 76 Hình 3.34 Quan hệ l-ợng amoni l-ợng nitrat đà chuyển hoá sau 4A 77 Hình 3.35 L-ợng hữu sau đơn vị xử lý 78 Danh mục bảng Bảng 1.1 Nhu cầu n-ớc cấp trung bình ngày Hà Nội theo khu vực [31] Bảng 1.2 Dự báo nhu cầu n-ớc cấp hàng ngày Hà Nội [31] Bảng 1.3 Dự trữ n-ớc ngầm Hà Nội [31] Bảng 1.4 Hàm l-ợng hợp chất nitơ n-ớc ngầm Hà Nội (1992 - 1995) [6] 11 Bảng 2.1 Chất l-ợng n-ớc đà qua xử lí số nhà máy [6] 16 Bảng 2.2 Một số tiêu liên quan đến hiệu xử lý NH4+ [6] 17 Bảng 2.3 Các chất hữu nồng độ gây ức chế vi khuẩn nitrat hoá [18] 27 Bảng 2.4 Nồng độ NH4+ NO2- gây ức chế nitrobacter [38] 28 Bảng 2.5 Ưu, nh-ợc điểm ph-ơng pháp xử lý amoni (6) 33 Bảng 3.1 Khả thấm n-ớc vật liệu mang 43 Bảng 3.2 Khảo sát khả chuyển hoá NH4+ giai đoạn chạy tuần hoàn 46 Bảng 3.3 Thống kê chuyển hoá chØ tiªu N qua 4B, Q = m3/h 54 Bảng 3.4 Biến đổi NH4+ theo chiều cao cột lọc bể 4B 56 Bảng 3.4 Biến đổi NO3- theo chiều cao cét läc bĨ 4B 57 B¶ng 3.5 KÕt qu¶ vận hành bồn 3A, Q= m3/h 62 Bảng 3.6 Kết vận hành bồn 3A, Q= m3/h 66 Bảng 3.7 Kết vận hành bồn 3A, Q = m3/h 67 Bảng 3.8 Biến đổi NO3- theo chiều cao cột lọc bể 3A 69 Bảng 3.9 Khảo sát COD (mg/l) däc bĨ khư nitrat (3A) 71 B¶ng 3.10 Khảo sát tổn thất áp van bể khử nitrat (3A, m3/h) 72 Phạm Văn Quân CHMT 2002 - 2004 ... thông số vật lý, hoá học tới khả xử lý amoni - Xác định l-u l-ợng tối -u - Khả áp dụng ph-ơng pháp lọc sinh học vào thực tiễn 2.1.2.2 Sơ đồ công nghệ a Sơ đồ xử lý n-ớc nhà máy n-ớc Pháp Vân Phân... Pilot xử lý NH4+ ph-ơng pháp sinh học, công suất 50-120 m3/ngày nhà máy n-ớc Pháp Vân, coi công trình có quy mô nh- n-ớc ta Trên sở thuận lợi nh- vậy, ®· chän h-íng "Nghiªn cøu xư lý amoni n-íc ngầm. .. đ-ợc đề xuất để xử lý quy mô nhỏ, đề tài khẳng định ph-ơng pháp sinh học định h-ớng cho quy mô lớn 1.3.2 Tình hình nghiên cứu n-ớc Quá trình xử lý amoni n-ớc vi sinh dựa hai trình sinh hoá nối tiếp