Đánh giá sự ô nhiễm amoni trong nước thải bãi rác và thử nghiệm phương pháp xử lý kết tủa magie amoni photphat map làm phân bón

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - NGUYỄN THÀNH HƯNG ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM AMONI TRONG NƯỚC THẢI BÃI RÁCVÀ THỬ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KẾT TỦA MAGIE AMONI PHOTPHAT (MAP) LÀM PHÂN BÓN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG TháiNguyên -2014 ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - NGUYỄN THÀNH HƯNG ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM AMONI TRONG NƯỚC THẢI BÃI RÁCVÀ THỬ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KẾT TỦA MAGIE AMONI PHOTPHAT (MAP) LÀM PHÂN BĨN Nghành: Khoa học mơi trường Mãsốnghành: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨKHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Ngườihướngdẫnkhoahọc: 1.PGS.TSTrịnhLêHùng 2.PGS.TS NguyễnTuấnAnh TháiNguyên -2014 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn kết q trình thực nghiệm tơi phịng thí nghiệm chưa công bố cơng trình khác Thái Ngun, tháng 10 năm 2014 Tác giả Nguyễn Thành Hưng iv LỜI CẢM ƠN Bằng lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trịnh Lê Hùng PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh giao đề tài, hướng dẫn chu đáo tận tình suốt trình em nghiên cứu hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, bảo ban thầy cô giáo trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên suốt thời gian vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em phịng thí nghiệm Trung tâm Cơng nghệ Mơi trường Việt Nhật tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu phịng thí nghiệm Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ban lãnh đạo, anh chị em Công ty Cổ phần Thương mại Kỹ thuật Việt Sing giúp đỡ suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014 Tác giả Nguyễn Thành Hưng v MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG .viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Nito ô nhiễm amoni 1.2.Nguồn gốc gây ô nhiễm tự nhiên 1.3.Độc tính hợp chất nito người hệ sinh thái .10 1.4.Một số tính chất hóa học ion NH4+ 13 1.5.Quá trình chuyển hóa nito 14 1.5.1.Q trình amoni hóa sinh học 14 1.5.2.Quá trình nitrat hóa sinh học 14 1.5.3.Denitrat hóa 16 1.5.4.Phương pháp Anammox 16 1.6.Các phương pháp xử lý amoni 17 1.6.1.Xử lý amoni phương pháp thổi khí cưỡng 18 1.6.2.Xử lý amoni phương pháp sử dụng nhựa trao đổi ion 19 1.6.3.Xử lý amoni tác nhân oxi hóa 20 1.6.4.Xử lý amoni Nano MnO2-FeOOH mang Laterit 22 1.6.5.Xử lý amoni phương pháp sinh học 22 1.6.6.Xử lý amoni phương pháp kết tủa MAP 27 Chương 30 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 30 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30 vi 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 30 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 30 2.3 Nội dung nghiên cứu 31 2.4 Phương pháp nghiên cứu 31 2.4.1 Phương pháp kế thừa sử dụng tài liệu 31 2.4.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu phịng thí nghiệm 31 2.4.3 Các phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 35 Chương 41 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Sơ lược Bãi chôn lấp Xuân Sơn-Hà Nội 41 3.2 Đánh giá ô nhiễm nước nói chung nhiễm amoni nước thải bãi chôn lấp Xuân Sơn 43 3.3 Nghiên cứu chế tạo MAP 46 3.3.1 Xây dựng đường chuẩn 46 3.2 Xác định nồng độ tối ưu để tạo MAP 51 3.3.3 Xác định pH tối ưu để tạo MAP 54 3.3.4 Xác định thời gian tối ưu để tạo MAP 56 3.3.5 Khả sử dụng nước ót thay ion Mg2+ phản ứng tạo MAP 58 3.4 Áp dụng điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo kết tủa MAP vào xử lý nước thải 58 3.5 Đề xuất quy trình sơ đồ cơng nghệ xử lý amoni nước thải phương pháp kết tủa MAP 60 3.5.1 Quy trình cơng nghệ 60 3.5.2 Sơ đồ công nghệ 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Nghĩa từ MAP Magie amoni photphat (MgNH4PO4.6H2O) COD Nhu cầu ơxy hóa học BYT/QĐ Bộ Y Tế/ định TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam BCL Bãi chôn lấp HTXLNT Hệ thống xử lý nước thải BTNVMT Bộ tài nguyên Môi trường ABS Đơn vị đo quang MBBR Cơng nghệ bùn hoạt tính kết hợp vi sinh MBR Công nghệ màng lọc sinh học viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các tiêu trung bình hợp chất nito nước thải sinh hoạt Bảng 1.2: Mức độ ô nhiễm hợp chất nito số nguồn nước thải công nghiệp Bảng 2.1: Yêu cầu việc bảo quản mẫu BTNVMT 25 Bảng 3.1: Thành phần loại rác thải bãi rác Xuân Sơn .43 Bảng 3.2: Kết phân tích mẫu nước thải vị trí cống xả đầu 44 Bảng 3.3: Kết phân tích mẫu nước mặt gần cống xả 45 Bảng 3.4: Phân tích chất lượng mẫu nước giếng khu dân cư 46 Bảng 3.5: Kết xây dựng đường chuẩn amoni 48 Bảng 3.6: Kết xây dựng đường chuẩn nitrit 49 Bảng 3.7: Kết xây dựng đường chuẩn nitrat 50 Bảng 3.8: Kết xây dựng đường chuẩn photphat 51 Bảng 3.9: Tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- tương ứng với nồng độ mg/l 52 Bảng 3.10: Kết khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol 53 Bảng 3.11: Kết khảo sát ảnh hưởng pHđ tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : 55 Bảng 3.12: Kết khảo sát ảnh hưởng tpư tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : 57 Bảng 3.13: So sánh hiệu suất tạo thành MAP nước ót với hóa chất khác 59 Bảng 3.14: Kết xử lý nước thải từ bãi chôn lấp Xuân Sơn 60 Bảng 3.15: Kết xử lý amoni nước thải từ hầm biogas 61 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Chu trình nito tự nhiên Hình 1.2: Cơ chế sinh hố giả thiết phản ứng anammox 16 Hình 1.3: MBR ngập nước MBR đặt 25 Hình 1.4: Giá đệm sinh học cố định 26 Hình 2.1: Các loại chai dùng để lấy mẫu 23 Hình 2.2: Xơ nhựa dùng lấy mẫu 23 Hình 2.3: Sơ đồ bãi chơn lấp Xn Sơn vị trí lấy mẫu 24 Hình 3.1: Vị trí bãi rác Xuân Sơn bãi rác khác Hà Nội 42 Hình 3.2: Phương trình đường chuẩn amoni 48 Hình 3.3: Phương trình đường chuẩn nitrit 49 Hình 3.4: Phương trình đường chuẩn nitrat 50 Hình 3.5: Phương trình đường chuẩn photphat 51 Hình 3.6: Hiệu suất xử lý amoni phụ thuộc vào tỷ lệ mol 53 Hình 3.7: Sự phụ thuộc khối lượng MAP vào tỷ lệ mol 54 Hình 3.8: Sự phụ thuộc pHs vào tỷ lệ mol 54 Hình 3.9: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý amoni vào pHđ 56 Hình 3.10: Sự phụ thuộc khối lượng MAP vào pHđ 56 Hình 3.11: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý amoni vào tpư 58 Hình 3.12: Sự phụ thuộc khối lượng MAP vào tpư 58 Hình 3.13: Sơ đồ cơng nghệ xử lý amoni nước thải biogas, nước rác 62 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Tình trạng ô nhiễm môi trường nước nguồn thải chứa amoni chưa xử lý tương đối phổ biến Amoni có hại cho động vật người mức độ định lại có lợi cho thực vật vi sinh vật nguồn dinh dưỡng chúng Trên thực tế, nhiều sở có nước thải chứa amoni vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép tới hàng trăm, hàng nghìn lần Với mức độ amoni phương pháp xử lý thơng thường khơng giải Vì thường phải pha lỗng amoni đến mức độ tiếp tục xử lý, phải nâng pH dung dịch nước thải để chuyển amoni thành amoniac thổi khí cưỡng để amoniac bay lên khơng trung, gây nhiễm bầu khơng khí q trình xử lý nước rỉ rác bãi rác Xuân Sơn – Hà Nội Các sở chăn nuôi tập trung có hầm yếm khí xử lý phân chúng để tận thu biogas amoni có nhiều nước thải lại khơng xử lý đổ trực tiếp mơi trường nhờ pha lỗng tự nhiên Đây ngun nhân gây nhiễm amoni cho nguồn nước mặt Các sở sản xuất phân đạm urê ví dụ nhà máy phân đạm Hà Bắc tận thu tối đa amoni khơng triệt để, ngồi urê rơi vãi hòa tan theo nguồn nước thải môi trường sau thời gian thủy phân thành amoni, hàm lượng amoni nước thải cao.Tuy có hệ thống xử lý sinh học khơng đáp ứng Nhìn chung nước ta, tình hình xử lý amoni loại nước thải có hàm lượng cao chưa có giải pháp thích hợp Để có sản xuất sạch, cần tính đến khả khép kín quy trình cơng nghệ Điều có nghĩa phải tận dụng phế liệu, phế thải thành sản phẩm cho quy trình khác Trước với sản xuất tự cấp tự túc, gia đình nơng dân trồng lúa lấy lương thực ni sống mình, đồng thời ni lợn lấy phân bón lại cho đồng ruộng Ngày 51 3.3.2 Xác định nồng độ tối ưu để tạo MAP Để khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- đến khối lượng MAP hiệu suất xử lý amoni, chúng tơi chuẩn bị mẫu thí nghiệm hóa chất tinh khiết có tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- khác Qua thí nghiệm trình bày chương ta có bảng tỉ lệ mol sau: Bảng 3.9: Tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- tương ứng với nồng độ mg/l Trước xử lý Thứ tự mẫu Tỷ lệ mol 2+ + Mg : NH4 : PO4 3- pHđ 2+ NH4+ (mg/l) (mg/l) PO43- (mg/l) Mg 1,0 : 0,6 : 1,0 12,0 1846,2 830,8 7307,7 1,0 : 0,8 : 1,0 11,5 1714,3 1028,6 6785,7 1,0 : 1,0 : 1,0 11,0 1600,0 1200,0 6333,3 1,2 : 0,6 : 1,0 12,0 2057,1 771,4 6785,7 1,2 : 0,8 : 1,0 11,5 1920,0 960,0 6333,3 1,2 : 1,0 : 1,0 11,0 1800,0 1125,0 5937,5 1,4 : 0,6 : 1,0 12,0 2240,0 720,0 6333,3 1,4 : 0,8 : 1,0 11,5 2100,0 900,0 5937,5 1,4 : 1,0 : 1,0 11,0 1976,5 1058,8 5588,2 10 1,6 : 0,6 : 1,0 12,0 2400,0 675,0 5937,5 11 1,6 : 0,8 : 1,0 11,5 2258,8 847,1 5588,2 12 1,6 : 1,0 : 1,0 11,0 2133,3 1000,0 5277,8 Sau tiến hành phản ứng với mẫu thí nghiệm theo tỷ lệ mol trên, thu kết bảng 52 Bảng 3.10: Kết khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol Sau xử lý Hiệu suất PO43xử lý lại amoni (mg/l) (%) Thứ tự mẫu Tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- pHs mMAP Mg2+ (g) lại (mg/l) NH4+ lại (mg/l) 1,0 : 0,6 : 1,0 8,0 11,92 147,84 59,33 212,88 92,8 1,0 : 0,8 : 1,0 7,5 10,79 138,72 71,22 267,85 93,1 1,0 : 1,0 : 1,0 7,0 124,59 78,44 331,98 93,5 1,2 : 0,6 : 1,0 8,0 11,86 168,67 62,50 239,77 91,9 1,2 : 0,8 : 1,0 7,5 10,60 175,74 89,37 279,59 90,7 1,2 : 1,0 : 1,0 7,0 136,32 82,07 323,15 92,7 1,4 : 0,6 : 1,0 8,0 10,87 185,47 61,83 245,67 91,3 1,4 : 0,8 : 1,0 7,5 9,69 143,38 63,45 195,39 93,2 1,4 : 1,0 : 1,0 7,0 8,65 167,15 94,90 207,86 91,1 10 1,6 : 0,6 : 1,0 8,0 12,50 157,54 37,12 164,48 94,5 11 1,6 : 0,8 : 1,0 7,5 9,47 143,97 57,74 287,92 93,2 12 1,6 : 1,0 : 1,0 7,0 8,22 138,93 74,50 306,19 92,6 9,47 9,56 Qua kết bảng 3.10, thu biểu đồ sau: Hình 3.6: Hiệu suất xử lý amoni phụ thuộc vào tỷ lệ mol 53 Hình 3.7: Sự phụ thuộc khối lượng MAP vào tỷ lệ mol Qua kết khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- đến khối lượng MAP hiệu suất xử lý amoni, nhận thấy tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : 1, hiệu suất xử lý amoni lớn (94,5%) khối lượng MAP thu cao (12,5g) Như vậy, thực tế phản ứng tạo kết tủa MAP, tỷ lệ mol chất tham gia phản ứng không xảy tỷ lệ lý thuyết 1: : 1, mà xảy theo tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : Vì vậy, chọn tỷ lệ mol để khảo sát yếu tố ảnh hưởng khác đến phản ứng tạo MAP Ngồi ra, theo kết bảng 3.10, cịn thu biểu đồ phụ thuộc pHs vào tỷ lệ mol sau: Hình 3.8: Sự phụ thuộc pHs vào tỷ lệ mol 54 Qua biểu đồ hình 3.8, cho thấy mơi trường pHs tỷ lệ mol sau phản ứng tạo kết tủa MAP xảy thường dao động khoảng – Như vậy, sau phản ứng tạo kết tủa MAP điều chỉnh lại môi trường nước thải trước đưa vào giai đoạn xử lý phương pháp sinh học 3.3.3 Xác định pH tối ưu để tạo MAP Sau nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43-, sử dụng tỷ lệ: 1,6 : 0,6 : để khảo sát ảnh hưởng pH đến khối lượng MAP hiệu suất xử lý amoni Đối với tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- = 1,6 : 0,6 : 1, nồng độ ban đầu chất mẫu phản ứng là: [Mg2+]ban đầu = 0,1M = 2400 (mg/l) [NH4+]ban đầu = 0,0375M = 675 (mg/l) [PO43-]ban đầu = 0,0625M = 5937,5 (mg/l) Sau làm thí nghiệm tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : với pHđ khác nhau, thu kết biểu diễn bảng 3.11 Bảng 3.11: Kết khảo sát ảnh hưởng pHđ tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : pH STT mMAP (g) [Mg2+] lại (mg/l) [NH4+] [PO43-] Hiệu suất lại lại xử lý NH4+] (mg/l) (mg/l) (%) pHđ pHs 5,69 318,6 86,0 242,3 87,26 6,5 5,50 219,7 95,5 259,6 85,85 10 6,19 213,5 57,0 240,8 91,56 11 7,5 10,56 195,3 35,6 131,7 94,73 12 7,25 193,5 77,1 343,3 88,58 55 Qua số liệu bảng 3.11, thu biểu đồ phụ thuộc hiệu suất xử lý amoni đồ thị phụ thuộc khối lượng MAP vào pHđ tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : sau: Hình 3.9: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý amoni vào pHđ Như vậy, pHđ = 11 hiệu suất xử lý amoni đạt kết lớn 94,73% khối lượng MAP thu cao 10,56 g (hình 3.9) Cịn pHđ cao thấp 11 hiệu suất xử lý amoni khối lượng MAP thu thấp Do đó, chúng tơi chọn pHđ tối ưu cho phản ứng tạo kết tủa MAP tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : 11 Hình 3.10: Sự phụ thuộc khối lượng MAP vào pHđ 56 3.3.4 Xác định thời gian tối ưu để tạo MAP Sau khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol pHđ, sử dụng tỷ lệ mol: 1,6 : 0,6 : pHđ = 11, để khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng (tpư) đến khối lượng MAP hiệu suất xử lý amoni Cụ thể sau: Đối với tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : PO43- = 1,6 : 0,6 : 1, nồng độ ban đầu chất mẫu phản ứng là: [Mg2+]ban đầu = 0,1M = 2400 (mg/l) [NH4+]ban đầu = 0,0375M = 675 (mg/l) [PO43-]ban đầu = 0,0625M = 5937,5 (mg/l) Sau tiến hành phản ứng thời gian phản ứng khác điều kiện tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : pHđ = 11, thu kết bảng 3.12 Bảng 3.12: Kết khảo sát ảnh hưởng tpư tỷ lệ mol 1,6 : 0,6 : Thứ Thời tự giantpư pH mMAP pHs (g) [Mg2+] [NH4+] [PO43] lại lại lại (mg/l) (mg/l) (mg/l) Hiệu suất xử lý NH4+ mẫu (phút) pHđ 11 7,5 9,38 321,2 87,8 442,3 86,99 10 11 7,5 9,63 276,6 80,6 318,7 88,06 15 11 7,5 9,88 248,6 68,5 302,3 89,85 20 11 7,5 10,13 153,4 37,7 298,5 94,5 25 11 7,5 10,06 179,3 55,5 388,2 91,8 30 11 7,5 10,05 178,5 49,4 343,5 92,7 (%) Qua số liệu bảng 3.12, thu biểu đồ phụ thuộc hiệu suất xử lý amoni khối lượng kết tủa MAP vào thời gian phản ứng sau: 57 Hình 3.11: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý amoni vào tpư Qua biểu đồ hình 3.11 đồ thị hình 3.12, cho thấy thời gian tối ưu cho phản ứng tạo kết tủa MAP hiệu suất xử lý amoni 20 phút Nếu kéo dài thời gian phản ứng hiệu suất xử lý khối lượng MAP thay đổi khơng đáng kể Vì vậy, chọn thời gian tối ưu cho phản ứng tạo kết tủa MAP tỷ lệ mol: 1,6 : 0,6 : pHđ = 11 20 phút Hình 3.12: Sự phụ thuộc khối lượng MAP vào tpư 58 3.3.5 Khả sử dụng nước ót thay ion Mg2+ phản ứng tạo MAP - Khái niệm nước ót: Nước ót phần dung dịch cịn lại ruộng muối sau muối kết tinh Người ta tháo nước ót bể chứa thải lại biển Thành phần nước ót 30° baume gồm có NaCl, MgCl2, MgSO4, KCl, NaBr số nguyên tố vi lượng khác, nồng độ muối baume Việc sử dụng hóa chất có gốc magie để điều chế MAP tốn nhiều chi phí, nên việc ứng dụng nước ót để thay hóa chất magie hướng kinh tế có triển vọng Trong q trình nghiên cứu việc thay hóa chất chứa magie nước ót tơi thu kết sau: Bảng 3.13: So sánh hiệu suất tạo thành MAP nước ót với hóa chất khác TT Hóa chất Thể Khối lượng MAP tạo thành tích theo mức pH(g) (ml) pH = pH = pH = pH = 10 pH = 11 pH = 12 MgCl21M 100 7,61 7,84 7,95 8,52 9,73 8,78 MgSO41M 100 8,12 8,33 8,74 9,31 11,37 9,56 Mg3(PO4)2 100 8,35 8,69 8,8 9,92 11,87 9,87 100 8,57 8,81 9,01 10,67 12,35 10,48 1M Nước ót 30°Baume Qua kết thí nghiệm, ta thấy dùng nước ót ln cho khối lượng kết tủa MAP lớn so với hóa chất cịn lại Có thể sử dụng nước ót để thay cho ion gốc Mg2+ trình tạo MAP 3.4 Áp dụng điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo kết tủa MAP vào xử lý nước thải Sau khảo sát điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo kết tủa MAP, áp dụng điều kiện tối ưu là: Tỷ lệ mol Mg2+ : NH4+ : 59 PO43- = 1,6 : 0,6 : 1, pHđ = 11 thời gian phản ứng tpư = 20 phút vào xử lý nguồn nước thải thực tế: nước thải BCL rác Xuân Sơn-Hà Nội Mẫu nước rác từ bãi chôn lấp rác Xuân Sơn, sau xác định thông số đầu vào, xử lý nước theo điều kiện tối ưu nêu sử dụng nước ót (nước biển đặc nước muối chứa bromua magie muối canxi lại dung dịch sau NaCl tách kết tinh) nồng độ Mg2+ 2,5M để xử lý Kết thu bảng sau: Bảng 3.14: Kết xử lý nước thải từ bãi chôn lấp Xuân Sơn STT Thông số Đầu vào Đầu COD (mg/l) 1542,7 678,8 NH4+ (mg/l) 151,7 18,9 PO43- (mg/l) 34,6 30,6 Mg2+ (mg/l) 3120 1200 pH 8,0 7,5 mMAP(g) 8,5 QCVN 25: 2009/BTNMT 400 Hiệu suất xử lý(%) 25 - 56,2 87,5 8,84 38,46 - Đối với mẫu nước thải thực tế hiệu suất xử lý amoni đạt 87,5%, thấp so với điều kiện tối ưu (94,73%) hiệu suất xử lý COD đạt 56,2% Do cộng kết hợp chất hữu với kết tủa MAP, làm cho khối lượng MAP thu xử lý mẫu nước thải thực tế thường cao so với sử dụng hóa chất tinh khiết, khơng làm tăng chất lượng phân MAP hàm lượng định chất hữu 60 3.5 Đề xuất quy trình sơ đồ cơng nghệ xử lý amoni nước thải phương pháp kết tủa MAP 3.5.1 Quy trình cơng nghệ Sau áp dụng điều kiện tối ưu phản ứng tạo kết tủa MAP vào xử lý amoni số nguồn nước thải nhiễm amoni cao: nước rác BCL Xn Sơn Chúng tơi đưa quy trình cơng nghệ xử lý amoni nước thải phương pháp tạo kết tủa MAP gồm bước sau: Bước 1: Khuấy trộn NaOH, H3PO4 với nước thải cho pH dung dịch đạt khoảng 11 Bước 2: Khuấy trộn cho từ từ nước ót với dung dịch MgCl2 vào dung dịch pH dung dịch đạt khoảng 7,5-8 Bước 3: Cho dung dịch sau phản ứng tạo kết tủa MAP vào thiết bị lắng lọc tách kết tủa MAP, dich lọc thu tiếp tục đưa vào giai đoạn xử lý phương pháp sinh học trước thải môi trường 3.5.2 Sơ đồ công nghệ Theo quy trình cơng nghệ trên, chúng tơi đưa sơ đồ công nghệ xử lý amoni tận thu phân MAP sau: Hệ thống xử lý bao gồm bể, có bể phản ứng bể lắng lọc để tách kết tủa MAP 61 NaOH, H3PO4 Nước ót Hình 3.13: Sơ đồ cơng nghệ xử lý amoni nước rác 1, 2: Các bồn pha hóa chất (Hóa chất điều chỉnh pH, NaOH H3PO4) 3, 4: Các bể phản ứng 5, 6: Các bể lắng 7: Máy lọc khung ly tâm 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nước thải BCL Xuân sơn nói chung bị ô nhiễm amoni nặng nề, nồng độ amoni cao gấp 6,88 lần so với QCVN 25:2009/BTNMT (cột B1) Các chất hữu vượt giá trị giới hạn COD, BOD5 gấp 21,5-23,5 lần QCVN 25:2009 cột B1 COD gấp từ 8,5-9,5 lần so với QCVN 25:2009 cột B1 Sau nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải phương pháp MAP thu kết sau: - Điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo kết tủa MAP với hiệu suất cao là: + Tỷ lệ mol chất tham gia phản ứng Mg2+ : NH4+ : PO43- = 1,6 : 0,6 : + Môi trường phản ứng với pH = 11 + Thời gian phản ứng tpư = 20 (phút) - Có thể tận dụng nước ót sản xuất muối để tận thu nguồn magie có hàm lượng cao sử dụng phản ứng chế tạo MAP Dựa vào nghiên cứu, ứng dụng phương pháp MAP áp dụng điều kiện tối ưu phản ứng tạo MAP xử lý amoni với hiệu suất cao 87,5% nước thải bãi chơn lấp Xn Sơn Từ tơi đưa quy trình cơng nghệ xử lý amoni nước thải phương pháp MAP Kiến nghị - Cần phải có nghiên cứu sâu công nghệ xử lý nước thải để xử lý nước thải bị ô nhiễm amoni BCL Xuân Sơn - Hướng xử lý nước thải có nồng độ amoni cao phương pháp kết tủa MAP đem lại kết tích cực, cần có nghiên cứu sâu phương pháp - Cần nghiên cứu sinh lý trồng đánh giá giá trị dinh dưỡng phân MAP loại trồng 63 - Cần nghiên cứu tận thu magie từ nước ót dạng sản phẩm trung gian để thuận lợi cho việc vận chuyển đến nơi xử lý amoni - Cần nghiên cứu tỷ lệ nồng độ Mg2+ : NH4+ : PO43- lại sau xử lý cho thích hợp phương pháp xử lý sinh học 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Kiều Hữu Ảnh (1999), Giáo trình vi sinh vật công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đình Bảng (2004), “Bài giảng chuyên đề phương pháp xử lý nước, nước thải”, Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội, tr.15-21 Vũ Đăng Độ (1999), Hóa học nhiễm mơi trường, NXB Giáo Dục, Hà Nội Cao Thế Hà (1999), Giáo trình xử lý nước, Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Trần Đức Hạ, Đỗ Văn Hải (2002), Cơ sở hóa học q trình xử lý nước cấp nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trịnh Lê Hùng (2006), Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Giáo Dục, Hà Nội Trịnh Lê Hùng, Phạm Thị Dương (2002), “Nghiên cứu chế tạo thiết tách loại amoni để xử lý nước rò rỉ bãi rác Nam Sơn- Hà Nội”, Tuyển tập cơng trình Khoa học, Hội nghị khoa học lần thứ 3, ngành Hóa học, tr.179-184 Nguyễn Văn Khơi, Cao Thế Hà (2002), Nghiên cứu xử lý nước ngầm nhiễm bẩn amoni (Báo cáo thuộc chương trình 01C-09), Hà Nội Phạm Luận (1998), “Giáo trình phân tích mơi trường”, Đại học Quốc Gia Hà Nội 10 Nguyễn Thị Ngọc (2011), Nghiên cứu khả xử lý amoni nước nano MnO2-FeOOH mang Laterit, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội 11 Hồng Nhâm (1994), Hóa học vô tập II, NXB Giáo dục, Hà Nội 12 Trần Hiếu Nhuệ (1999), Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 65 13 Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội 14 Lê Xuân Phương (2001), Vi sinh vật công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội 15 Vũ Đức Toàn (2012), Đánh giá ảnh hưởng bãi chôn lấp rác Xuân Sơn-Hà Nội đến môi trường nước đề xuất giải pháp, Báo Khoa học thủy lợi Môi trường số 39 16 Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), Báo cáo môi trường quốc gia 2011 chất thải rắn, Hà Nội II Tiếng Anh 17 G El Diwani (2007), “Recovery of ammonia nitrogen from industrial wastewater treatment as struvite slow releasing fertilizer”, Elsevier,pp 200-214 18 Ori Lahav and Michal Green (1988), “Ammonium removal using ion exchange and Biological regeneration”, Wat Res, 32(7), pp 219-228 19 Chin Pao Huang, Hung Wen Wang and Pei Chun Chiu (1998), “Nitrate reduction by metallic iron”, Wat Res, 32(8), pp.2257-2264 20 Barnes L.M (2000), “The Use of High-Rate Nitrification for the Pertreatment of Ammoniacal Digested Sludge Liquors”, J.CIWFM, pp 401-408 21 S I Lee, S Y Weon (2003), “Removal of nitrogen and phosphate from wastewater by addition of bittern”, Elsevier, pp 10-15 22 R.R Rimkus, S.P Graef (1983), “Nitrogen Removal”, Manuals of Practice for Water Pollution Control, Authorized for Publication by the Board of Control Water Pollution Control Ferderation, pp.65-135 ... ? ?Đánh giá ô nhiễm amoni nước thải bãi rác thử nghiệm phương pháp xử lý kết tủa magie amoni photphat (MAP) làm phân bón. “ Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát - Đánh giá ô nhiễm amoni nước thải. .. ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - NGUYỄN THÀNH HƯNG ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM AMONI TRONG NƯỚC THẢI BÃI RÁCVÀ THỬ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KẾT TỦA MAGIE AMONI PHOTPHAT (MAP) LÀM PHÂN BĨN... thải bãi rác - Thử nghiệm phương pháp xử lý kết tủa magie amoni photphat (MAP) làm phân bón 2.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định hàm lượng amoni nước thải bãi rác Xuân Sơn- Hà Nội - Sản xuất MAP từ nước