Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy đứng công suất 3m3ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001:2008 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Nguyễn Thị Lan Anh Giảng viên hƣớng dẫn: TS Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CỦA BÃI LỌC NGẦM TRỒNG CÂY DỊNG CHẢY ĐỨNG CƠNG SUẤT 3M3/NGÀY ĐÊM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Nguyễn Thị Lan Anh Giảng viên hƣớng dẫn: TS Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Thị Lan Anh Mã SV: 1312301046 Lớp Ngành : Kĩ thuật môi trường : MT 1701 Tên đề tài: Đánh giá hiệu xử lý nước thải bãi lọc ngầm trồng dịng chảy đứng cơng suất 3m3/ngày đêm NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Địa điểm thực tập tốt nghiệp CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ Họ tên: Nguyễn Thị Kim Dung Học hàm, học vị: Tiến Sĩ Cơ quan công tác: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: Đánh giá hiệu xử lý nước thải bãi lọc ngầm trồng dịng chảy đứng cơng suất 3m3/ngày đêm Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày … tháng … năm 2017 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày … tháng … năm 2017 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Nguyễn Thị Lan Anh TS Nguyễn Thị Kim Dung Hải Phòng, ngày tháng năm 2017 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NSƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2017 Cán hướng dẫn (họ tên chữ ký) TS Nguyễn Thị Kim Dung LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học vừa qua, em thầy cô khoa Mơi Trường tận tình dạy, truyền đạt kiến thức quý báu, khóa luận tốt nghiệp dịp để em tổng hợp lại kiến thức học, đồng thời rút kinh nghiệm cho thân Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn cô giáo TS Nguyễn Thị Kim Dung tận tình hướng dẫn, cung cấp cho em kiến thức quý báu, kinh nghiệm trình hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô ban lãnh đạo nhà trường, thầy cô Bộ môn Kỹ thuật Môi trường tạo điều kiện giúp đỡ cho em suốt trình thực đề tài Với kiến thức kinh nghiệm thực tế hạn chế nên khóa luận cịn nhiều thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy cô bạn bè nhằm rút kinh nghiệm cho công việc tới Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Thị Lan Anh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT KÝ HIỆU Ý NGHĨA BOD Nhu cầu oxy sinh hoá COD Nhu cầu oxy hoá học KHTN Khoa học tự nhiên KHKT Khoa học kĩ thuật NXB Nhà xuất TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam T-N Tổng hàm lượng nitơ T-P Tổng hàm lượng photpho TSS Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng 10 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 11 PAC Poly aluminium chloride 12 A101 Chất trợ keo tụ (polyacrylamide) 13 KHP Dung dịch potassium hydrogen phthalate chuẩn 14 TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh 15 CP Cổ phần 16 TS Tiến Sĩ 17 BS Bác sĩ 18 TNHH Trách nhiệm hữu hạn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tìm hiểu sơ lược nước mắm ngành sản xuất mắm 1.1.1 Sơ lược nước mắm 1.1.1.1 Sơ lược 1.1.1.2 Giá trị dinh dưỡng thành phần hóa học nước mắm 1.1.2 Quy trình sản xuất nước mắm công ty Cổ phần chế biến dịch vụ Thủy sản Cát Hải 1.1.2.1 Sơ đồ công nghệ 1.1.2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 1.2 Tìm hiểu nước thải mắm biện pháp xử lý áp dụng công ty Cổ phần chế biến dịch vụ Thủy sản Cát Hải 1.2.1 Nguồn phát sinh nước thải 1.2.2 Tính chất đặc trưng nước thải mắm 1.2.3 Các phương pháp xử lý nước thải áp dụng công ty Cổ phần chế biến dịch vụ Thủy sản Cát Hải 1.3 Sơ lược xử lý nước thải phương pháp bãi lọc ngầm trồng dòng chảy đứng 11 1.3.1 Giới thiệu bãi lọc ngầm trồng dòng chảy đứng 11 1.3.2 Khái quát sậy 14 1.3.3 Ưu điểm, nhược điểm phương pháp bãi lọc ngầm trồng dòng chảy đứng 16 1.3.4 Một số nghiên cứu điển hình xử lý nước thải bãi lọc ngầm trồng 17 1.3.4.1 Trên giới 17 1.3.4.2 Tại Việt Nam 17 CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1.Đối tượng mục tiêu nghiên cứu 20 2.1.1.Đối tượng nghiên cứu 20 2.1.2 Mục tiêu nghiên cứu 20 2.2 Phương pháp nghiên cứu 20 2.2.1 Phương pháp khảo sát thực địa lấy mẫu trường 20 2.2.2 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 20 2.2.2.1 Xác định COD phương pháp đo quang 20 2.2.2.2.Xác định hàm lượng Amoni – Dùng thuốc thủ Nesler 23 2.2.2.3 Xác định độ mặn nước 25 2.2.2.4 Xác định N – Tổng 26 2.2.2.5 Xác định P – Tổng 27 2.2.3 Mơ hình nghiên cứu 28 2.2.4 Đánh giá hiệu xử lý COD, amoni, độ mặn, N – Tổng P – Tổng bãi lọc ngầm dòng chảy đứng trồng sậy 29 2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng COD, Amoni, độ mặn nước thải đầu vào đến chất lượng nước đầu xử lý qua bãi lọc ngầm dòng chảy đứng trồng sậy 29 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Kết phân tích chất lượng nước thải trước vào bãi lọc trồng công ty Cổ phần chế biến dịch vụ thủy sản Cát Hải 30 3.2 Kết đánh giá hiệu xử lý bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy31 3.2.1 Hiệu xử lý COD bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 31 3.2.2 Hiệu xử lý Amoni bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 32 3.2.3 Hiệu xử lý N – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 33 3.2.4 Hiệu xử lý độ mặn bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 34 3.2.5 Hiệu xử lý P – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 36 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ COD, Amoni độ mặn nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 37 3.3.1 Ảnh hưởng COD nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 37 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ Amoni nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 38 3.3.3 Ảnh hưởng độ mặn nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 40 3.4 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải mắm công ty cổ phần chế biến dịch vụ thủy sản Cát Hải 41 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP  Nhận xét: Dựa vào số liệu từ bảng biểu đồtrên ta thấy hiệu xử lý COD bãi lọc trồng sậykhá cao, mẫu có giá trị COD đầu đạt QCVN11:2015/BTNMT cột B, hiệu suất xử lý COD cao đạt 89,11% 3.2.2 Hiệu xử lý Amoni bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Tiến hành thí nghiệm mục 2.2.4 với mẫu nước thải có nồng độ amoni đầu vào bãi lọc khác Kết thu thể bảng sau: Bảng 3.3 Kết xử lý Amoni bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy STT Amoni vào ( mg/l) Amoni ( mg/l) Hiệu suất (%) 28,44 3,185 88,8 18,33 2,44 86,7 40,5 6,463 84,04 34,45 4,82 86 23,5 3,149 86,6 QCVN 11:2015/BTNMT (mg/l) 20 Hiệu xử lý Amoni Amoni đầu (mg/l) 25 20 15 Amoni ( mg/l) 10 QCVN 11 : 2015 6.463 4.82 3.185 3.149 2.44 Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Hình 3.2 Hiệu xử lý Amoni bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy SV: Nguyễn Thị Lan Anh – MT1701 32 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Nhận xét:  Dựa vào số liệu từ bảng biểu đồ ta thấy bãi lọc dịng chảy đứng trồng sậy có khả xử lý amoni với hiệu suất cao, cao đạt 88,8 % thấp 84,04 % tất mẫu đầu sau bãi lọc đạt QCVN11:2015/BTNMT cột B 3.2.3 Hiệu xử lý N – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Tiến hành thí nghiệm mục 2.2.4 với mẫu nước thải có nồng độ N – Tổng tương ứng sau: 42,66 mg/l, 27,49 mg/l, 60,75 mg/l, 51,67 mg/l, 35,25 mg/l Kết thu thể bảng sau: Bảng 3.4 Kết xử lý N – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Hiệu suất STT N – Tổng vào (mg/l) N – Tổng (mg/l) 42,66 10,11 76,3 27,49 5,14 81,3 60,75 16,7 72,5 51,67 13,18 74,5 35,25 7,614 78,4 QCVN 11: 2015/BTNMT (mg/l) SV: Nguyễn Thị Lan Anh – MT1701 (%) 60 33 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 70 N - Tổng đầu (mg/l) 60 50 40 N - Tổng ( mg/l) 30 QCVN 11 : 2015 16.7 20 10.11 13.18 7.614 5.14 10 Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Hình 3.3 Hiệu xử lý N – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Nhận xét:  Dựa vào số liệu từ bảng biểu đồ ta thấy bãi lọc dịng chảy đứng trồng sậy có khả xử lý N – Tổng với hiệu suất cao, cao đạt 81,3 % thấp 72,5 % tất mẫu đầu sau bãi lọc đạt QCVN11:2015/BTNMT cột B  Cơ chế phân hủy chất hữu hợp chất Nito nước thải xảy nhờ hệ thống trồng bãi lọc cung cấp mơi trường thích hợp cho vi sinh vật hiếu khí cư trú phát triển, đồng thời vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho q trình phân hủy hiếu khí lớp vật liệu lọc hệ rễ Các vi khuẩn nitrat hóa oxy hóa amoni thành nitrat [12] Các vùng kị khí hình thành vùng đáy bãi lọc khử chất ô nhiễm 3.2.4 Hiệu xử lý độ mặn bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Tiến hành thí nghiệm mục 2.2.4 với mẫu nước thải có độ mặn tương ứng sau: 0,819 %, 1,467 %, 1,258 %, 0,967 %, 1,325 %, Kết thu thể bảng sau: SV: Nguyễn Thị Lan Anh – MT1701 34 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Bảng 3.5 Kết xử lý độ mặn bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy STT Độ mặn vào (%) Độ mặn (%) Hiệu suất (%) 0,819 0,442 46,03 1,467 0,82 44,1 1,258 0,705 43,96 0,967 0,64 33,82 1,325 0,765 42,26 Độ mặn đầu (%) Hiệu xử lý độ mặn 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.82 0.765 0.705 0.64 0.442 Độ mặn ( %) Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Hình 3.4 Hiệu xử lý độ mặn bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy  Nhận xét: Dựa vào số liệu bảng biểu đồ trên, ta thấy bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy có khả xử lý độ mặn nước thải Độ mặn nước thải xử lý sau bãi lọc trồng giảm đáng kể, với độ mặn đầu vào 1,467 - 0,82% giảm xuống tương ứng 0,819 - 0,442% SV: Nguyễn Thị Lan Anh – MT1701 35 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 3.2.5 Hiệu xử lý P – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Tiến hành thí nghiệm mục 2.2.4 với mẫunước thải có P – Tổng tương ứng sau: 2,55 mg/l, 1,95 mg/l, 3,54 mg/l, 3,25 mg/l, 2,24 mg/l Kết thu thể bảng sau: Bảng 3.6 Kết xử lý P – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy STT P – Tổng vào (mg/l) P – Tổng ( mg/l) Hiệu suất (%) 2,55 0,73 71,5 1,95 0,48 75,4 3,54 1,11 68,7 3,25 0,97 70,3 2,24 0,59 73,5 QCVN 11: 2015/BTNMT 20 ( mg/l) 25 P - Tổng đầu (mg/l) 20 15 P - Tổng ( mg/l) QCVN 11 : 2015 10 0.73 0.48 Mẫu Mẫu 1.11 0.97 0.59 Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Hình 3.5 Hiệu xử lý P – Tổng bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy SV: Nguyễn Thị Lan Anh – MT1701 36 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP  Nhận xét: Dựa vào số liệu từ bảng biểu đồ ta thấy bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy có khả xử lý P – Tổng với hiệu suất cao, hiệu suất cao đạt 75,4 %và thấp 68,7 % tất mẫu đầu sau bãi lọc đạt QCVN11:2015/BTNMT cột B  Cơ chế loại bỏ P – Tổng bãi lọc chủ yếu theo chế giữ cặn lắng, lọc hấp phụ phốt phát lên bề mặt vật liệu lọc nên kích thước, thành phần, loại vật liệu đóng vai trị quan trọng Ngồi q trình loại bỏ phốt phát cịn hấp thụ thực vật thủy sinh, vi sinh vật sử dụng phốt phát làm chất dinh dưỡng cho phần q trình vơ hóa – tích tụ bùn dạng muối bãi lọc [12, 13] 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ COD, Amoni độ mặn nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy 3.3.1 Ảnh hưởng COD nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Kết khảo sát ảnh hưởng COD nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy thể bảng sau: Bảng 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ COD nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy QCVN 11: 2015/BTNMT STT COD vào ( mg/l) COD ( mg/l) 145,3 19,906 150 193,4 31,91 150 246,67 30 150 292,7 42,44 150 395,5 57,35 150 SV: Nguyễn Thị Lan Anh – MT1701 ( mg/l) 37 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 160 Nồng độ COD đầu (mg/l) 140 120 100 Đầu 80 57.35 60 QCVN 11: 2015 42.44 31.91 40 30 19.906 20 145.3 193.4 246.67 292.7 395.5 Nồng độ COD đầu vào (mg/l) Hình 3.6.Ảnh hưởng nồng độ COD nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy  Nhận xét : Dựa vào số liệu bảng biểu đồ trên, ta thấy nồng độ COD đầu vào ảnh hưởng tới nồng độ COD đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Khi giá trị COD đầu vào cao giá trị COD đầu tăng lên, nồng độ COD nước thải đầu vào < 395,5 mg/l nồng độ COD nước thải đầu đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 11: 2015/BTNMT, cột B 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ Amoni nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ amoni nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy thể bảng sau: SV: Nguyễn Thị Lan Anh – MT1701 38 TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Amoni nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy N – Tổng QCVN – N Amoni QCVN – ( mg/l) Amoni (mg/l) Tổng (mg/l) (mg/l) STT Amoni vào (mg/l) 18,33 1,78 20 5,14 60 23,5 4,371 20 7,614 60 28,44 1,91 20 10,11 60 34,45 3,51 20 13,18 60 40,5 5,15 20 16,7 60 70 60 50 40 Amoni mg/l) QCVN - Amoni (mg/l) 30 N - Tổng (mg/l) QCVN - N Tổng (mg/l) 20 10 Mẫu Hình 3.7.Ảnh hưởng nồng độ Amoni nước thải đầu vào đến chất lượng nước thải đầu bãi lọc dòng chảy đứng trồng sậy  Nhận xét: Từ số liệu bảng biểu đồ trên, ta thấy: Khi giá trị amoni đầu vào cao nồng độ amoni đầu nồng độ N – Tổng sau bãi lọc cao lên Khi nồng độ amoni nước thải đầu vào bãi lọc