Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật giảm thiểu nguy cơ hình thành các sản phẩm phụ khử trùng cho nhà máy nước tân hiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA o0o TRẦN CƯỜNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT GIẢM THIỂU NGUY CƠ HÌNH THÀNH CÁC SẢN PHẨM PHỤ KHỬ TRÙNG CHO NHÀ MÁY NƯỚC TÂN HIỆP Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường Mã số: 60 85 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2013 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hƣớng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYỄN PHƢỚC DÂN Cán chấm nhận xét : TS TRẦN TIẾN KHÔI Cán chấm nhận xét : TS NGUYỄN NHƢ SANG Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 29 tháng 08 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Nguyễn Tấn Phong (CT) TS Trần Tiến Khôi (PB1) TS Nguyễn Nhƣ Sang (PB2) TS Nguyễn Thị Thanh Phƣợng (UV) TS Đặng Vũ Bích Hạnh (TK) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN CƢỜNG MSHV: 11250513 Ngày, tháng, năm sinh: 26/03/1986 Nơi sinh: Hà Tĩnh Chuyên ngành: Công nghệ môi trƣờng .Mã số: 608506 I TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật giảm thiểu nguy hình thành sản phẩm phụ khử trùng cho nhà máy nước Tân Hiệp” II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý sắt, mangan, chất hữu tiềm hình thành THMs q trình oxy hóa sơ nguồn nƣớc thơ sơng Sài Gịn sử dụng tác nhân oxy hóa KMnO4 Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý sắt, mangan, chất hữu tiềm hình thành THMs q trình oxy hóa sơ nguồn nƣớc thơ sơng Sài Gịn sử dụng tác nhân oxy hóa ozone So sánh đánh giá hiệu xử lý q trình oxy hóa sơ KMnO4, ozone chlorine từ đề xuất phƣơng án tiền xử lý nƣớc thô phù hợp để giảm thiểu nguy hình thành THMs cho nguồn nƣớc sơng Sài Gòn 02/07/2012 …………… III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2013 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN PHƢỚC DÂN TP HCM, ngày tháng năm 2013 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƢỞNG KHOA iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn cao học này, trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Phước Dân, người thầy hết lịng hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt trình học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Tổng Giám đốc Tổng Cơng ty cấp nước Sài Gịn (SAWACO), Ban Giám đốc Nhà máy nước Tân Hiệp, Phòng Kỹ thuật Công nghệ - Tổng Công ty Cấp nước Sài Gịn tạo điều kiện cho tơi triển khai thực hoàn thành đề tài nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn anh chị Phịng Cơng nghệ - Tổng Cơng ty Cấp nước Sài Gịn, Ban kiểm nghiệm – Nhà máy nước Tân Hiệp, Trạm bơm nước thơ Hịa Phú – Nhà máy nước Tân Hiệp nhiệt tình cung cấp số liệu phân tích đánh giá chất lượng nước, hỗ trợ tiến hành lấy mẫu khảo sát suốt trình thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy, Cô Trường Đại học Bách Khoa – Khoa Môi trường quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Xin cảm ơn sâu sắc anh chị Phịng Thí Nghiệm Khoa Mơi trường, bạn sinh viên Khóa 2009 ln nhiệt tình giúp đỡ hỗ trợ công tác vận hành mô hình thí nghiệm phân tích tiêu chất lượng nước Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn bạn bè gia đình ln nhiệt tình giúp đỡ hỗ trợ tơi suốt q trình học tập thời gian thực luận văn TRẦN CƯỜNG iv TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong năm gần đây, chất lƣợng nguồn nƣớc mặt Thành phố Hồ Chí Minh suy giảm nghiêm trọng Hiện tại, trình tiền oxy hóa nguồn nƣớc sơng Sài Gịn tiêu thụ lƣợng lớn chlorine có diện ammonia, sắt, mangan Thêm vào đó, nồng độ chất hữu nguồn nƣớc cao dẫn đến nguy hình thành sản phẩm phụ khử trùng trình chlorine hóa nhà máy nƣớc Mục đích nghiên cứu sử dụng ozone KMnO4 làm tác nhân oxy hóa thay cho chlorine trƣớc q trình keo tụ tạo bơng để loại bỏ sắt, mangan giảm thiểu tiềm hình thành sản phẩm phụ khử trùng Mẫu nƣớc thô nghiên cứu đƣợc lấy từ sơng Sài Gịn trạm bơm nƣớc thơ Hịa Phú Thí nghiệm jartest đƣợc thực để khảo sát liều lƣợng KMnO4 khoảng 1.0 mg/l to 3.5 mg/l cho q trình tiền oxy hóa Nƣớc sau tiền oxy hóa với KMnO4 đƣợc keo tụ với PAC nồng độ 25 mg/L tƣơng tự nhƣ nồng độ đƣợc sử dụng Nhà máy nƣớc Tân Hiệp Thí nghiệm tiền ozone hóa đƣợc thực mơ hình tiếp xúc ozone quy mơ phịng thí nghiệm Liều lƣợng ozone đƣợc thay đổi khoảng 0.5 mg/L đến 4.5 mg/L Nƣớc sau tiền ozone hóa đƣợc keo tụ với liều lƣợng PAC 25 mg/L Kết cho thấy tiền oxy hóa liều lƣợng ozone mg/L có hiệu loại bỏ sắt, mangan, TOC THMFP lần lƣợt 84%, 70%, 23% 57% Độ đục độ màu nƣớc sau keo tụ đƣợc loại bỏ đến 93% 88% Trong đó, trình tiền oxy hóa với KMnO4 liều lƣợng 2.5 mg/L có tác dụng cải thiện hiệu loại bỏ trung bình sắt, mangan, CODMn UV254 86%, 75%, 54% 46% tƣơng ứng Độ đục độ màu nƣớc sau keo tụ đƣợc giảm thiểu 97% 75% Cả hai trình cho thấy hiệu giảm thiểu tiềm hình thành THMs tốt so với tiền oxy hóa chlorine hữu Nhà máy nƣớc Tân Hiệp v ABSTRACT In recent years, the quality of surface water sources has been severely deteriorating in Ho Chi Minh City Currently, pre-chlorination of Tan Hiep water treatment plant consumes a huge amount of chlorine due to presence of iron, manganese and ammonia In addition, high content of natural organic matters (NOMs) in the raw water caused high risk of disinfection by-products formation after prechlorination at the water treatment plant This study aimed to use of ozone and KMnO4 as alternative oxidants for prechlorination prior to coagulation and flocculation in the water treatment plant to remove iron, manganese and Disinfection By Product formation potential Jartests for Saigon river water at the pump station were used in this study KMnO4 concentrations were tested in the range from 1.0 mg/l to 3.5 mg/l Then, coagulation for effluent from the Permanganate pre-oxidation was done with the PAC dose of 25 mg/l that was similar to the dose used at Tan Hiep water treatment plant Pre-ozonation were conducted on a lab scale ozone contacting model Ozone concentrations were tested in the range from 0.5 mg/L to 4.5 mg/L The effluent from pre-ozonation was coagulated with the PAC dose similar to permanganate preoxidation process The results showed that at ozone dose of mg/l, pre-ozonation has the average obtained removals of iron, manganese, TOC and THMFP were 84%, 70%, 23% and 57%, respectively Turbility and color of the effluent from coagulation were removed 93% and 88%, respectively Pre-oxidation at permanganate dose of 2.5 mg/L proved to be very effective in iron, manganese, CODMn and UV254 removals with percentage reduction 86%, 75%, 54% 46% respectively The efficiency of two pre-oxidation processes with ozone and KMnO4 were higher than pre-chlorination at Tan Hiep water treatment plant vi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan:  Luận văn sản phẩm nghiên cứu  Số liệu luận văn đƣợc thực trung thực  Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Trần Cƣờng vii MỤC LỤC CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.4 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 2: 2.1 TỔNG QUAN SỰ HÌNH THÀNH SẢN PHẨM PHỤ CỦA QUÁ TRÌNH KHỬ TRÙNG 2.1.1 Giới thiệu trình khử trùng 2.1.2 Các sản phẩm phụ trình khử trùng 2.1.3 Sự hình thành sản phẩm phụ trình khử trùng 2.1.4 Độc tính sản phẩm phụ q trình khử trùng 12 2.1.5 Các quy định, tiêu chuẩn sản phẩm phụ trình khử trùng 16 2.1.6 Các phƣơng pháp kiểm soát sản phẩm phụ trình khử trùng 17 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH OXY HĨA SƠ BỘ 20 2.2.1 Chlorine hóa sơ 21 2.2.2 Tiền oxy hóa Kali Permanganate (KMnO4) 23 2.2.3 Tiền oxy hóa Ozone 26 2.2.4 Các trình oxy hóa bậc cao 32 2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC 34 2.3.1 Các kết nghiên cứu nƣớc có liên quan 34 2.3.2 Các kết nghiên cứu giới 36 2.4 HIỆN TRẠNG NGUỒN NƢỚC SƠNG SÀI GỊN VÀ NMN TÂN HIỆP 41 2.4.1 Chất lƣợng nƣớc thô sông Sài Gòn 41 2.4.2 Hệ thống xử lý nƣớc Nhà máy nƣớc Tân Hiệp 47 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49 viii 3.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 49 3.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 3.2.1 Nội dung 1: Khảo sát xác định hiệu liều lƣợng tác nhân oxy hóa phù hợp cho q trình tiền oxy hóa khác 50 3.2.2 Nội dung 2: Thí nghiệm so sánh hiệu q trình tiền oxy hóa KMnO4, ozone chlorine 56 3.3 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 59 3.3.1 Phƣơng pháp phân tích tiêu 59 3.3.2 Phƣơng pháp xác định nồng độ ozone phản ứng 60 3.3.3 Phƣơng pháp xác định THM THMFP 61 3.3.4 Phƣơng pháp xác định TOC DOC 62 CHƢƠNG 4: 4.1 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 63 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1.1 63 4.1.1 Ảnh hƣởng ozone hóa kết hợp với keo tụ đến độ đục, độ màu 63 4.1.2 Ảnh hƣởng ozone hóa kết hợp với keo tụ đến sắt mangan 65 4.1.3 Ảnh hƣởng ozone hóa keo tụ đến chất hữu THMFP 67 4.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1.2 70 4.2.1 Ảnh hƣởng oxy hóa KMnO4 keo tụ đến độ đục, độ màu 70 4.2.2 Ảnh hƣởng oxy hóa KMnO4 keo tụ đến sắt mangan 72 4.2.3 Ảnh hƣởng oxy hóa KMnO4 keo tụ đến chất hữu THMFP 74 4.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 76 4.3.1 So sánh hiệu loại bỏ độ màu độ đục 76 4.3.2 Hiệu loại bỏ sắt mangan 77 4.3.3 Hiệu giảm thiểu chất hữu THMFP 78 4.4 Đánh giá hiệu quả, chi phí 85 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 5.1 KẾT LUẬN 88 5.2 KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC ix DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cơ chế phản ứng Haloform 11 Hình 2.2 Hai đường oxy hóa Ozone 27 Hình 2.3 Diễn biến chất lượng nước sơng Sài Gịn theo Mn (mg/l) 44 Hình 2.4 Diễn biến chất lượng nước sơng Sài Gịn theo ammonia (mg/L) 45 Hình 2.5 Diễn biến chất lượng nước sơng Sài Gịn theo CODMn (mg/L) 46 Hình 3.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 49 Hình 3.2 Mơ hình thiết bị phản ứng ozone 50 Hình 3.3 Mơ hình Jartest 06 cánh khuấy 51 Hình 3.4 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 56 Hình 4.1 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến độ đục sau ozone hóa + keo tụ với nước thơ có độ đục trung bình 33 ± 26 FAU 63 Hình 4.2 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến độ màu sau ozone hóa với nước thơ có độ đục trung bình 186 ± 59 Pt-Co 64 Hình 4.3 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến độ màu sau ozone hóa + keo tụ với nước thơ có độ màu trung bình 186 ± 59 Pt-Co 65 Hình 4.4 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến Sắt II sau ozone hóa + keo tụ với nước thơ có hàm lượng sắt II trung bình 0.2 ± 0.06 mg/L 66 Hình 4.5 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến sắt tổng sau ozone hóa + keo tụ nước thơ có hàm lượng sắt tổng trung bình 1.29 ± 0.73 mg/L 66 Hình 4.6 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến mangan tổng sau ozone hóa - keo tụ nước thơ có hàm lượng mangan tổng trung bình 0.118 ± 0.074 mg/L 67 Hình 4.7 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến TOC sau ozone hóa + keo tụ nước thơ có hàm lượng TOC trung bình 3.888 ± 0.288 mg/L 68 Hình 4.8 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến DOC sau ozone hóa - keo tụ nước thơ có hàm lượng DOC trung bình 3.445 ± 0.202 mg/L 68 Hình 4.9 Ảnh hưởng liều lượng ozone đến THMFP sau ozone hóa - keo tụ nước thơ có hàm lượng THMFP trung bình 478 ± 106 µg/L 69 Hình 4.10 Ảnh hưởng liều lượng KMnO4 lên độ đục sau oxy hóa + keo tụ với nước thơ có độ đục trung bình 68 ± 33 FAU 71 iv TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] USEPA (1999), Alternative Disinfectants and Oxidants Guidance Manual [2] Lâm Minh Triết Nguyễn Thị Vân Hà (2007 – 2008), “Bảo vệ nguồn nƣớc sơng Sài Gịn đảm bảo an tồn cho nhu cầu cấp nƣớc” [3] Nguyễn Phƣớc Dân (2011), “Nghiên cứu công nghệ xử lý nƣớc cấp phù hợp với chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt điểm lấy nƣớc” [4] Tổng Cơng ty Cấp nƣớc Sài Gịn (2013), “Số liệu giám chất lƣợng nƣớc năm giai đoạn 2009 – 2013” [5] Nhà máy nƣớc Tân Hiệp (2013), “Số liệu báo cáo hoạt động sản xuất Nhà máy nƣớc Tân Hiệp năm 2013” [6] Nhà máy nƣớc Tân Hiệp – Phịng phân tích (2013), “Số liệu giám chất lƣợng nƣớc Nhà máy nƣớc Tân Hiệp năm 2013” [7] Vũ Nha Trang (2011).”Nghiên cứu thực nghiệm mô hình pilot Ozone/UV kết hợp với BAC để giảm thiểu hình thành DBPs cấp nƣớc” Luận văn Thạc sỹ, Đại học Bách Khoa TP.HCM, Việt Nam [8] White, G.C 1992 Handbook of Chlorination and Alternative Disinfectants Van Nostrand Reinhold, New York, NY [9] Reckhow D.A., P.C Singer, and R.L Malcolm 1990 “Chlorination of Humic Materials: Byproduct Formation and Chemical Interpretations.” Environ Sci Technol 24(11):1655 [10] Hoigné J., and H Bader 1988 “The Formation of Trichloronitromethane (chloropicrin) and Chloroform in a Combined Ozonation/Chlorination Treatment of Drinking Water.” Water Res 22(3):313 [11] Stevens, A.A., et al 1976 “Chlorination of Organics in Drinking Water.” J AWWA.(11):615 [12] Babcock, D.S and P.C Singer 1979 “Chlorination and Coagulation of Humic and Fulvic Acids.” J AWWA 71(3):149 [13] AWWA (2011) Water quality and Treatment: A hand book of Drinking water, 6th Edition [14] Singer P.C 1992 “Formation and Characterization of Disinfection Byproducts.” Presented at the First International Conference on the Safety of Water Disinfection: Balancing Chemical and Microbial Risks [15] Singer P.C., and S.D Chang 1989 “Correlations Between Trihalomethanes and Total Organic Halides Formed During Water Treatment.” J AWWA 81(8):61-65 [16] US DHHS (2000) Toxicological Profile for Chloroform [17] Pereira, G., P.M Huck, and W.A Anderson 1996 “A Simplified Kinetic Model for Predicting Peroxone Performance for Geosmin Removal in Full-Scale Trang 90 Processes.” Conference proceedings, AWWA Water Quality Technology Conference; Part I New Orleans, LA [18] Cowman, G.A., and P.C Singer 1994 “Effect of Bromide Ion on Haloacetic Acid Speciation Resulting from Chlorination and Chloramination of Humic Extracts.” Conference proceedings, AWWA Annual Conference, New York, NY [19] F Fiessinger, et al 1985 “Alternative methods for chlorination.” Science of The Total Environment, Volume 47, December 1985, Pages 299-315 [20] Trịnh Xuân Lai (2004), Xử lý nƣớc cấp cho sinh hoạt & công nghiệp NXB Xây dựng [21] Kawamura, S (1991) Integrated Design of Water Treatment Facilities New York: John Wiley & Sons [22] Hazen and Sawyer 1992 Disinfection Alternatives for Safe Drinking Water Van Nostrand Reinhold, New York, NY [23] Singer, P.C., J.H Borchardt, and J.M Colthurst 1980 “The Effects of Permanganate Pretreatment on Trihalomethane Formation in Drinking Water.” J AWWA 72(10):573-578 [24] J.Ma, et al 2001 “Enhanced coagulation of surface waters with high organic content by permanganate preoxidation”.Water Science and Technology: Water Supply Vol No1 pp 51–61 © 2001 IWA Publishing and the authors [25] Ma, J and Li, G.B (1993) Laboratory and full-scale plant studies of permanganate oxidation as an aid in the coagulation Wat Sci & Technol, 27(11), 47–54 [26] Petrusevski, P., van Breemen, A.N., Alaerts, G.J (1995) Optimisation of coagulation conditions for direct filtration of impounded surface water J Water SRT-Aqua, 44(2), 93–102 [27] Ma, J and Li, G.B (1994) Control of chlorophenol formation in chlorinedisinfection process by permanganate preoxidation Proceedings of the International Conference and Exhibition on Water and Wastewater „94, Beijing, China, July 1994, International Academic Publishers, 201–208 [28] Elina.P (2006).Ozone reactions with inorganic and organic compounds in water Department of Chemical Engineering, Tallinn University of Technology [29] Reckhow D.A., W.R, Knocke, M.J Kearney, C.A Parks 1991 “Oxidation of Iron and Manganese by Ozonation.” Environ Sci and Engrg 13(6):675-695 [30] Phan Thị Hải Vân (2010) “Nghiên cứu xử lý trình xử lý bậc cao để xử lý nƣớc nguồn bị ô nhiễm hữu cơ” Luận văn Thạc Sỹ, Đại học Bách Khoa, TP.HCM, Việt Nam [31] Pen-Chi Chiang, E.-E Chang Pin-Cheng Chang, Chin-Pao Huang (2009) “Effects of pre-ozonation on the removal of THM precursors by coagulation.” Science of the Total Environment, 407, 5735–5742 Trang 91 [32] Liu Hailong, et al (2007) “Effect of pre-ozonation on coagulation with IPF– PACls: Role of coagulant speciation.” ScienceDirect, Vol 294, 111-116 [33] Huseyin Selcuka, et al (2007) “DBPs formation and toxicity monitoring in different origin water treated by ozone and alum/PAC coagulation.” ScienceDirect, Desalination, 210, 31–43 [34] Guanghui Hua, David A Reckhow (2013) “Effect of Pre-Ozonation on the Formation and Speciation of DBPs.” Department of Civil and Environmental Engineering, South Dakota [35] Huijuan Liu, et al (2012) “Removal of natural organic matter for controlling disinfection by-products formation by enhanced coagulation: A case study.” Separation and Purification Technology 84, 41–45 [36] Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lƣờng Chất lƣợng (2013) Kết thử nghiệm mẫu PAC (10%) Cơng ty Hóa Chất Biên Hịa (VICACO) nhập kho Nhà máy nƣớc Tân Hiệp [37] APHA.AWWA (1999) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th [38] EPA Method 502.2 (1996), Measurement of Trihalomethanes In Drinking Water with Gas Chromatography/Mass Spectrometry and Selected Ion Monitoring Trang 92 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: MỘT SỐ HÌNH ẢNH Mơ hình ozone Mơ hình ozone Mơ hình Jartest khảo sát nồng độ KMnO4 Khảo sát KMnO4 liều lượng 3.5 mg/L khác Keo tụ mẫu nước sau ozone hóa Mẫu nước sau keo tụ tạo để lắng Trang Máy Hatch DR5000 Phân tich ozone dư máy DR500 Máy phân tích TOC, DOC Shimadu Tiến hành thí nghiệm với KMnO4 Mẫu nước đầu vào thí nghiệm ozone hóa Keo tụ mẫu nước sau ozone hóa PAC Mẫu nước sau ozone hóa - keo tụ để lắng tĩnh 30 phút Thí nghiệm so sánh tiền oxy hóa KMnO4 Chlorine hóa Trang PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM THÍ NGHIỆM 1.1: KHẢO SÁT LIỀU LƢỢNG OZONE CỦA Q TRÌNH TIỀN OZONE HĨA KẾT HỢP KEO TỤ PAC: Chất lƣợng nƣớc đầu vào thí nghiệm 1.1 Chỉ tiêu pH Độ màu Độ đục Độ kiềm Sắt (II) Sắt tổng Mangan CODMn TOC DOC UV254 THMFP Đơn vị Pt-Co NTU mgCaCO3/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L cm-1 µg/L Lần 6.38 190 24 23 0.13 0.72 0.097 4.345 3.746 Lần 6.5 119 12 19 0.19 0.60 0.145 3.978 3.520 Lần 6.06 262 75 22 0.26 1.88 0.180 3.804 3.396 Lần 6.8 221 38 21 0.17 0.000 3.659 3.357 Lần 6.54 137 14 26 0.27 1.96 0.170 3.654 3.205 Mean 6.46 186 33 22 0.20 1.29 0.118 3.888 3.445 STD 0.27 59 26 0.06 0.73 0.074 0.29 0.20 n 5 5 5 5 Ghi Máy đo bị hƣ không đo đƣợc 422 412 601 478 106 Mean STD n Liều lƣợng ozone sử dụng Liều lƣợng ozone dự kiến (mg/L) 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 Liều lƣợng ozone vận hành thực tế Lần 0.8 1.1 1.9 2.5 3.1 3.6 4.1 Lần 0.8 1.0 2.0 3.2 3.9 4.5 5.1 Lần 0.9 1.5 2.1 2.7 3.3 3.9 4.5 Lần 0.5 1.1 1.6 2.1 2.6 3.7 4.8 Ghi Lần 0.5 1.1 1.6 2.1 2.8 3.7 4.7 0.7 1.1 1.8 2.5 3.1 3.9 4.6 0.2 0.2 0.2 0.5 0.5 0.4 0.4 5 5 5 Trang 3 Số liệu phân tích thơng số chất lƣợng nƣớc Liều lƣợng Ozone (mg/L) Lần 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 22 21 21 18 20 21 18 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 22 21 21 18 20 21 18 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 0.15 0.15 0.14 0.12 0.23 0.18 0.21 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 0.12 0.09 0.06 0.08 0.07 0.05 0.10 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 0.05 0.05 0.03 0.04 0.05 0.04 0.06 Lần Lần Lần Lần Độ màu sau oxy hóa (Pt-Co) 17 72 15 16 69 14 17 86 16 15 99 16 18 146 14 18 140 17 18 144 16 Độ màu sau keo tụ (Pt-Co) 17 72 15 16 69 14 17 86 16 15 99 16 18 146 14 18 140 17 18 144 16 Sắt tổng sau keo tụ (mg/L) 0.13 0.11 0.09 0.13 0.09 0.10 0.19 0.03 0.10 0.17 0.12 0.03 0.16 0.10 0.04 0.17 0.10 0.03 0.12 0.28 0.03 Sắt sau oxy hóa (mg/L) 0.17 0.20 0.13 0.17 0.14 0.09 0.15 0.12 0.07 0.14 0.09 0.07 0.13 0.08 0.05 0.10 0.06 0.07 0.09 0.07 0.05 Sắt sau keo tụ (mg/L) 0.09 0.07 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 0.06 0.05 0.06 0.06 0.05 0.06 0.06 0.05 0.06 0.07 0.05 0.06 0.06 0.04 Mean STD n 32 30 35 37 50 49 49 27 26 34 41 64 61 63 4 4 4 32 30 35 37 50 49 49 27 26 34 41 64 61 63 4 4 4 0.12 0.12 0.12 0.11 0.13 0.12 0.16 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 4 4 4 0.15 0.12 0.10 0.10 0.08 0.07 0.08 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4 4 4 0.08 0.07 0.05 0.05 0.05 0.05 0.06 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4 4 4 Trang Liều lƣợng Ozone (mg/L) 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 Lần 0.06 0.05 0.03 0.03 0.03 0.01 0.02 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 3.97 3.76 3.62 3.49 3.69 3.81 3.78 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 3.58 3.35 3.15 3.18 3.25 3.45 3.59 Lần Lần Lần Lần Mangan sau keo tụ (mg/L) 0.10 0.12 0.06 0.10 0.16 0.03 0.06 0.07 0.01 0.03 0.05 0.00 0.03 0.04 0.01 0.03 0.03 0.06 0.02 0.06 0.08 TOC sau oxy hóa (mg/L) 3.88 3.76 3.21 3.54 3.58 3.70 3.16 3.58 3.47 3.62 2.81 3.41 3.39 3.71 2.99 3.16 3.73 3.63 3.44 3.28 3.07 3.45 3.97 3.16 3.11 3.49 3.32 3.02 TOC sau keo tụ (mg/L) 3.57 3.22 3.02 3.03 3.44 2.98 2.96 3.52 3.32 3.14 3.25 3.21 3.16 3.27 3.04 2.89 2.58 2.83 3.32 3.75 3.04 3.32 3.30 3.12 2.76 3.02 3.14 3.01 Mean STD n 0.09 0.09 0.04 0.03 0.03 0.03 0.04 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4 4 4 3.67 3.56 3.39 3.35 3.55 3.49 3.35 0.3 0.2 0.3 0.3 0.2 0.4 0.3 5 5 5 3.40 3.22 3.00 3.01 3.25 3.30 3.18 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 5 5 5 3.39 3.47 3.69 3.38 3.30 3.26 3.03 0.3 0.4 0.8 0.5 0.2 0.4 0.2 5 5 5 2.93 2.77 2.68 2.72 2.82 2.76 2.72 0.2 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.2 5 5 5 DOC sau oxy hóa (mg/L) 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 3.46 3.46 3.46 3.21 3.41 3.57 3.65 4.10 4.89 4.04 3.45 2.87 2.94 3.63 3.42 3.83 3.80 3.35 3.17 3.16 2.96 2.92 2.62 2.77 3.23 3.73 3.15 3.24 3.46 3.67 3.10 3.03 2.96 2.86 DOC sau keo tụ (mg/L) 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 2.51 2.61 2.15 2.03 2.64 2.54 3.11 3.12 2.95 3.17 3.04 3.15 2.86 2.96 2.76 2.94 2.73 2.75 2.70 2.63 3.09 2.55 2.58 2.74 2.81 2.72 2.92 3.01 2.79 2.74 2.95 2.85 2.70 2.45 Trang THÍ NGHIỆM 1.2: KHẢO SÁT LIỀU LƢỢNG KMNO4 CỦA QUÁ TRÌNH TIỀN OXY HĨA BẰNG KMNO4 KẾT HỢP KEO TỤ BẰNG PAC: Chất lƣợng nƣớc thô đầu vào thí nghiệm 1.2: Thơng số pH Độ màu Độ đục Độ kiềm Sắt (II) Sắt tổng Mangan COD TOC DOC Lần Lần Lần Lần 6.21 Pt-Co 553 NTU 112 mgCaCO3/L 13 mg/L 0.13 mg/L 0.27 mg/L 0.331 mg/L 6.48 107 37 16 0.26 0.90 0.109 6.01 298 37 14 0.15 0.73 0.304 6.01 298 62 16 0.14 1.14 0.083 0.0990 0.0859 0.0513 Đơn vị Lần 6.07 550 92 11 0.13 0.00 0.156 6 Mean STD 6.16 361 68 14 0.16 0.61 0.197 0.20 190 33 0.05 0.47 0.114 0.0698 0.0452 Mean STD Ghi 68 2 33 1 1 mg/L mg/L UV254 cm-1 THMFP µg/L 0.1129 0.000 Số liệu phân tích thơng số chất lƣợng nƣớc KMnO4 (mg/L) Lần 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 112 3 3 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 553 173 88 108 136 165 100 1.0 1.5 2.0 0.27 0.09 0.08 0.03 Lần Lần Lần Lần Độ đục sau oxy hóa – keo tụ (FAU) 37 37 62 92 5 2 2 2 2 3 3 Độ màu sau oxy hóa – keo tụ (Pt-Co) 107 298 298 550 68 89 70 31 73 118 85 16 55 106 88 26 61 45 64 31 82 138 68 28 65 136 85 40 Sắt tổng sau oxy hóa – keo tụ (mg/L) 0.90 0.73 1.14 0.14 0.11 0.21 0.15 0.10 0.09 0.15 0.10 0.19 361 86 76 77 67 96 85 0.761 0.135 0.106 0.117 190 53 37 35 41 55 36 0.37 0.05 0.03 0.07 Trang KMnO4 (mg/L) 2.5 3.0 3.5 1.0 Lần 0.06 0.05 0.05 0.09 0.13 0.09 0.06 0.03 0.03 0.04 0.04 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0.331 0.132 0.095 0.057 0.063 0.136 0.162 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 8 6 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0.113 0.069 0.064 0.065 0.062 0.063 0.059 Lần Lần Lần Lần 0.14 0.08 0.10 0.12 0.08 0.10 0.12 0.08 0.10 0.14 0.11 0.21 Sắt II sau oxy hóa – keo tụ (mg/L) 0.26 0.15 0.14 0.13 0.02 0.08 0.07 0.07 0.02 0.07 0.08 0.09 0.02 0.06 0.09 0.05 0.02 0.05 0.08 0.05 0.02 0.05 0.06 0.06 0.02 0.04 0.07 0.05 Mean STD 0.097 0.087 0.089 0.135 0.04 0.03 0.03 0.05 0.16 0.06 0.06 0.05 0.05 0.05 0.04 Mangan sau oxy hóa – keo tụ (mg/L) 0.109 0.304 0.083 0.156 0.083 0.091 0.020 0.093 0.027 0.083 0.053 0.081 0.018 0.038 0.020 0.056 0.029 0.026 0.027 0.062 0.050 0.118 0.065 0.109 0.095 0.142 0.057 0.149 CODMn sau oxy hóa – keo tụ (mg/L) 6 6 6 6 5 0 UV254 sau oxy hóa – keo tụ (cm-1) 0.099 0.086 0.051 0.063 0.061 0.054 0.070 0.058 0.032 0.061 0.065 0.046 0.056 0.043 0.029 0.054 0.048 0.029 0.056 0.045 0.029 0.05 0.03 0.02 0.03 0.02 0.02 0.02 0.197 0.084 0.068 0.038 0.041 0.096 0.121 6 4 3 0.087 0.062 0.056 0.059 0.047 0.048 0.047 Ghi 0.114 0.040 0.028 0.019 0.019 0.036 0.044 1 3 3 0.026 0.006 0.016 0.009 0.015 0.015 0.013 Trang THÍ NGHIỆM 2: SO SÁNH HIỆU QUẢ CỦA 03 Q TRÌNH TIỀN OXY HĨA GỒM OZONE, KMNO4 VÀ CHLORINE TRONG ĐIỀU KIỆN CÙNG NƢỚC NƢỚC THÔ ĐẦU VÀO Chất lƣợng nƣớc thơ đầu vào thí nghiệm 2: Thông số Đơn vị Lần Lần Lần Lần Lần Độ đục FAU 144 96 126 105 90 Độ màu Pt-Co 550 478 484 356 532 Độ kiềm mgCaCO3/L 16 26 23 22 24 UV254 cm-1 0.0903 0.0966 0.0914 0.1142 - Sắt tổng mg/L 3.9 2.2 1.24 1.59 1.35 Sắt mg/L 0.2 0.11 0.14 0.11 0.17 Mangan tổng mg/L 0.047 0.162 TOC mg/L DOC mg/L 4.327 3.982 4.01 3.52 3.244 CODMn mg/L 3.1 9.6 THM7 µg/L 924 709 767 THM0 µg/L 104 95 91 THMFP µg/L 190 154 169 0.107 Số liệu phân tích chất lƣợng nƣớc Thơng số Đơn vị Nƣớc sau ozone hóa với liều lƣợng ozone mg/L Lần Lần Lần Lần Lần 162 Độ đục Độ màu FAU Pt-Co 21 180 360 436 17 162 Độ kiềm UV254 mgCaCO3/L cm-1 12 0.0854 17 0.0762 19 0.0769 16 0.0678 21 Sắt tổng mg/L 0.60 0.54 Sắt Mangan tổng mg/L mg/L 0.06 0.066 0.06 0.096 0.08 0.06 0.045 0.04 DOC CODMn mg/L mg/L 3.456 2.456 4.2234 3.853 4.061 THM7 THM0 µg/L µg/L 254 96 423 93 152 87 213 107 608 209 THMFP µg/L 158 330 65 106 399 0.32 Trang Thông số Đơn vị Nƣớc sau ozone hóa với liều lƣợng ozone mg/L + keo tụ 25 mg/L PAC Lần Lần Lần Lần Lần Độ đục FAU 2 Độ màu Pt-Co 27 47 43 25 22 Độ kiềm mgCaCO3/L 12 12 15 14 18 UV254 cm-1 0.0536 0.0531 0.0531 0.0563 Sắt tổng mg/L 0.14 0.04 0.21 0.17 0.10 Sắt mg/L 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 Mangan tổng mg/L 0.035 0.045 0.031 0.011 DOC mg/L 1.741 1.976 3.476 2.124 2.342 CODMn mg/L THM7 µg/L 122 287 173 215 326 THM0 µg/L 61 72 96 106 THMFP µg/L 61 287 101 119 220 Thông số Đơn vị Nƣớc sau tiền oxy hóa KMnO4 với liều lƣợng 2.5 mg/L Lần Lần Lần Lần Lần 78 44 33 38 Độ đục FAU Độ màu Pt-Co 400 550 503 272 149 Độ kiềm mgCaCO3/L 11.4 23 20 16 19.2 cm-1 0.0844 0.0788 0.0763 0.0699 Sắt tổng mg/L 2.09 1.81 1.16 0.40 0.49 Sắt mg/L 0.12 0.06 0.09 0.07 0.05 Mangan tổng mg/L 0.029 0.003 0.054 0.056 0.036 DOC mg/L 3.687 2.831 3.423 2.945 4.073 CODMn mg/L 4 THM7 µg/L 224 455 183 796 THM0 µg/L 80 83 83 232 THMFP µg/L 144 372 100 564 UV254 Thông số Đơn vị Nƣớc sau tiền oxy hóa KMnO4 với liều lƣợng 2.5 Trang mg/L + Keo tụ PAC với liều lƣợng 25 mg/L Lần Lần Lần Lần Lần Độ đục FAU Độ màu Pt-Co 55 50 42 27 Độ kiềm mgCaCO3/L 9.6 21.6 13.2 18.4 15.2 UV254 cm-1 0.0517 0.0429 0.0511 0.0572 0.0488 Sắt tổng mg/L 0.24 0.42 0.53 0.26 0.32 Sắt mg/L 0.04 0.04 0.04 0.03 0.02 Mangan tổng mg/L 0.020 0.056 0.038 0.047 0.012 DOC mg/L 3.056 2.664 2.981 2.432 2.98 CODMn mg/L THM7 µg/L 224 455 183 796 THM0 µg/L 80 83 83 232 THMFP µg/L 144 372 100 564 Thơng số Đơn vị Nƣớc sau tiền oxy hóa Chlorine với liều lƣợng chlorine mg/L Lần Lần Lần Lần Lần Độ đục FAU 104 43 57 12 104 Độ màu Pt-Co 376 465 458 128 376 Độ kiềm mgCaCO3/L 12.8 20.8 18 22 12.8 UV254 cm-1 0.0903 0.0966 0.0797 0.0927 0.0903 Sắt tổng mg/L 2.62 0.00 1.41 0.85 2.62 Sắt mg/L 0.10 0.00 0.10 0.09 0.10 Mangan tổng mg/L 0.020 0.109 0.045 0.020 0.020 DOC mg/L 3.872 3.019 5.107 3.784 3.872 CODMn mg/L THM7 µg/L 842 595 424 THM0 µg/L 198 176 127 THMFP µg/L 644 419 297 Thơng số Đơn vị Nƣớc sau tiền oxy hóa Chlorine với liều lƣợng Trang 10 mg/L + keo tụ PAC với liều lƣợng 25 mg/L Lần Lần Lần Lần Lần Độ đục FAU Độ màu Pt-Co 44 78 58 44 Độ kiềm mgCaCO3/L 11.2 18.8 17.2 19.6 11.2 UV254 cm-1 0.0697 0.0753 0.0609 0.0721 0.0697 Sắt tổng mg/L 0.33 0.36 0.37 0.32 0.33 Sắt mg/L 0.06 0.06 0.05 0.05 0.06 Mangan tổng mg/L 0.056 0.047 0.036 0.038 0.056 DOC mg/L 3.735 3.645 3.412 2.658 3.735 CODMn mg/L THM7 µg/L 302 593 222 302 593 THM0 µg/L 128 115 115 128 115 THMFP µg/L 174 477 107 174 477 Trang 11 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG - Họ tên: TRẦN CƯỜNG - Ngày, tháng, năm sinh: 26/03/1986 Nơi sinh: Hà Tĩnh - Địa liên lạc: 219 Tân Định, xã Minh Tân, huyện Dầu Tiếng, tỉnh Bình Dương Q TRÌNH ĐÀO TẠO - Từ 2004 – 2009: học ngành Kỹ thuật Môi trƣờng –Hệ Đại học quy, Khoa Mơi trƣờng, Trƣờng Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh - Từ 2011 – nay: học viên Cao học ngành Công nghệ Môi trƣờng, Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC - Từ 2009 – nay: cơng tác Tổng Cơng ty Cấp nƣớc Sài Gịn – Trách nhiệm Hữu hạn Một Thành viên Trang 12 ... ? ?Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật giảm thiểu nguy hình thành sản phẩm phụ khử trùng cho nhà máy nước Tân Hiệp? ?? II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý sắt, mangan, chất hữu tiềm hình. .. ? ?Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật giảm thiểu nguy hình thành sản phẩm phụ trình khử trùng nhà máy nƣớc Tân Hiệp? ?? đƣợc thực nhằm tìm giải pháp tiền oxy hóa phù hợp để nâng cao hiệu xử lý nƣớc, giảm. .. SỰ HÌNH THÀNH SẢN PHẨM PHỤ CỦA QUÁ TRÌNH KHỬ TRÙNG 2.1.1 Giới thiệu trình khử trùng 2.1.2 Các sản phẩm phụ trình khử trùng 2.1.3 Sự hình thành sản phẩm phụ trình khử trùng