6. Ý nghĩa của đề tài
3.3. Nghiên cứu xử lý kết hợp
Tiến hành keo tụ với các điều kiện tối ưu. Nước sau khi keo tụ được sử dụng để chạy mô hình xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng. Điều kiện tiến hành chạy mô hình xử lý cho ở bảng 3.21.
Bảng 3.21: Thông số ban đầu tiến hành chạy mô hình kết hợp
Thông số Đơn vị Giá trị
pH 7
Liều lượng than g/l 0.5
Thời gian khuấy phút 30
Thời gian lưu phút 20
Lưu lượng bơm qua cột lọc MF l/h 17
3.3.1. Xử lý BOD5
Sau khi tiến hành chạy mô hình, phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra thu được kết quả giá trị BOD5 ở bảng 3.22.
Bảng 3.22: Bảng giá trị BOD5 trước và sau xử lý
Tháng
Giá trị BOD5 chưa xử lý (mg/l)
Giá trị BOD5 sau xử lý
(mg/l) Hiệu suất
(%)
`QCVN 02:2009/BYT
Min Max TB Min Max TB
7 4,6 4,9 4,7 0.5 0.8 0.65 86
-
8 4,8 5,6 5,0 0.4 0.8 0.6 89
9 4,7 5,2 4,9 0.3 0.7 0.5 89.7
Biểu đồ 3.11: Biểu đồ thể hiện giá trị BOD5 theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý
Biểu đồ 3.12: Biểu đồ thể hiện giá trị BOD5 theo tháng của nước sông Đồng Nai sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng
Kết quả biểu đồ 3.12 cho thấy BOD5 được xử lý đáng kể so với giá trị BOD5
ban đầu. Với hiệu suất xử lý đạt 92%.
3.3.2. Xử lý COD
Sau khi tiến hành chạy mô hình, phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra thu được kết quả giá trị CODở bảng 3.23.
Bảng 3.23: Bảng giá trị COD trước và sau xử lý
Tháng
Giá trị COD chưa xử lý (mg/l)
Giá trị COD sau xử lý
(mg/l) Hiệusuất
(%)
QCVN 02:2009/ BYT
Min Max TB Min Max TB
7 64 68 66 3 4 3.5 94.85
-
8 67 69 68 2 4 3 95.6
9 66 70 68 2 5 3.5 94.85
Biểu đồ 3.13: Biểu đồ thể hiện giá trị CODtheo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý.
Biểu đồ 3.14: Biểu đồ thể hiện giá trị CODtheo tháng của nước sông Đồng Nai sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng.
Từ biểu đồ 3.14 thấy xử lý nước cấp bắng phương pháp PAC kết hợp lọc màng đã giảm giá trị COD từ 67 mg/l xuống 2,5 mg/l (theo tháng 10). Hiệu suất đạt 96.3%.
3.3.3. Xử lý độ màu
Sau khi tiến hành chạy mô hình, phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra thu được kết quả độ màu ở bảng 3.24.
Bảng 3.24: Bảng giá trị độ màu trước và sau xử lý
Tháng Độ màu chưa xử lý (Pt – Co) Độ màu sau xử lý (Pt – Co) QCVN 02:2009/BYT
Min Max TB Min Max TB
7 55 57 56 - - -
-
8 55 59 57 - - -
9 56 58 57 - - -
Biểu đồ 3.15: Biểu đồ thể hiện độ màu theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý.
Sau khi chạy mô hình dựa vào kết quả từ bảng 3.24 nước sau khi xử lý giá trị độ màu đã được xử lý triệt để.
3.3.4. Xử lý TSS
Sau khi tiến hành chạy mô hình, phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra thu được kết quả giá trị TSS ở bảng 3.25.
Bảng 3.25: Bảng giá trị TSS trước và sau xử lý
Tháng Giá trị TSS chưa xử lý (mg/l) Giá trị TSS sau xử lý (mg/l) QCVN 02:2009/BYT
Min Max TB Min Max TB
7 38.55 42.45 40.55 - - -
-
8 38.13 40.11 39.12 - - -
9 39.32 41.16 40.24 - - -
Biểu đồ 3.16: Biểu đồ thể hiện giá trị TSStheo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý.
Sau khi chạy mô hình dựa vào kết quả từ bảng 3.25 nước sau khi xử lý độ màu đã được xử lý triệt để.
3.3.5. Xử lý E.coli
Sau khi tiến hành chạy mô hình, phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra thu được kết quả giá trị E.coliở bảng 3.26.
Bảng 3.26: Bảng giá trị E.coli trước và sau xử lý
Tháng
Giá trị E.coli chưa xử lý (MPN/100ml)
Giá trị E.coli sau xử lý
(MPN/100ml) 02:2009/QCVN BYT
Min Max TB Min Max TB
7 0.9×102 1.5×102 1.2×102 - - -
0 8 1×102 1.3×102 1.15×102 - - -
9 0.8×102 1.3×102 1.05×102 - - - 10 0.9×102 1.4×102 1.15×102 - - -
Biểu đồ 3.17: Biểu đồ thể hiện giá trị E.colitheo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý.
Kết quả từ bảng 3.26 cho thấy giá trị E.coli qua xử lý (tháng 10) triệt để so với giá trị E.coli ban đầu.
3.3.6. Xử lý coliform tổng
Sau khi tiến hành chạy mô hình, phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra thu được kết quả giá trị coliform tổng ở bảng 3.27.
Bảng 3.27: Bảng giá trị coliform tổng trước và sau xử lý
Tháng
Giá trị coliform chưa xử lý (MPN/100ml)
Giá trị coliform sau
xử lý (MPN/100ml) Hiệusuất (%)
QCVN 02:2009/ BYT
Min Max TB Min Max TB
7 7.6×102 8.9×102 8.25×102 1 3 2 99.75
50
8 6.8×102 9.2×102 8×102 0.5 4 2.25 99.7
9 6.9×102 8.5×102 7.7×102 1.2 4 2.6 99.66
Biểu đồ 3.18: Biểu đồ thể hiện giá trị coliformtheo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý
Biểu đồ 3.19: Biểu đồ thể hiện giá trị coliformtheo tháng của nước sông Đồng Nai sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng
Kết quả từ biểu đồ 3.19 cho thấy tổng số coliform qua xử lý(tháng 10) giảm 99.76% so với tổng coliform ban đầu.
3.4. Kết luận chung
Trong phạm vi thí nghiệm, điều kiện tối ưu đặt ra là khả năng xử lý phải hiệu quả nhất.
Các kết quả phải được so sánh với tiêu chuẩn nước sau xử lý nhằm đánh giá khả năng áp dụng thực tiễn của bài nghiên cứu khoa học, tiêu chuẩn đối chiếu là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 02:2009/ BYT).
Bảng tổng kết dưới đây là kết quả tổng hợp các chỉ tiêu đối với xử lý nước cấp trong quá trình nghiên cứu:
×
10
2 MPN/ 100
Bảng 3.28: Kết quả tổng hợp trước và sau xử lý nước cấp bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng.
STT Các chỉ tiêu Đơn vị Trước khi xử lý Sau khi xử lý QCVN 02:2009/BYT 1 pH 7.17 6.9 6 – 8.5 2 TSS mg/l 40 - - 3 Độ màu Pt - Co 56 - - 4 BOD5 mg/l 5.5 - 6 0.55 - 5 COD mg/l 68 2.5 - 6 E.coli MPN/100ml 1.3×102 - 0 7 Tổng coliform MPN/100ml 9.2×102 2 50 8 Hàm lượng Amoni mg/l 1 0.2 3
Từ bảng thống kê trên, ta nhận thấy việc áp dụng phương PAC kết hợp lọc màng cho hiệu suất xử lý cao. Quy trình xử lý đơn giản, tiết kiệm được chi phí nâng cao hiệu quả kinh tế.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận:
Sau quá trình phân tích mẫu nước đầu vào cho ta thấy nước sông Đồng Nai có một số chỉ tiêu không đạt so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 02:2009/BYT) như: COD, BOD5, TSS, độ màu, E.coli, coliform.
Nghiên cứu xử lý bằng phương pháp than hoạt tính (PAC) kết hơp lọc màng làm giảm:
E.coli, độ màu và TSS được xử lý triệt để. Hiệu suất xử lý BOD5: 92%.
Hiệu suất xử lý COD: 96.3%.
Hiệu suất xử lý tổng coliform: 99.76%.
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng PAC kết hợp với lọc màng có khả năng xử lý tốt như việc áp dụng theo quy trình xử lý nước cấp truyền thống.
4.2. Kiến nghị:
Tiếp tục nghiên cứu thêm việc việc áp dụng bể lắng vào mô hình này nhằm xử lý nước sông theo một quy trình liên tục.
Nghiên cứu thêm quy trình rửa lọc.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. GS.TSKH. Nguyễn Bin, các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, t4, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội
[2]. Lê Văn Cát, (2002), “Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải”, NXB Thống kê, Hà Nội.
[3]. TS. Nguyễn Ngọc Dung (2009), xử lý nước cấp, NXB xây dựng, xử lý nước cấp, đại học kiến trúc Hà Nội.
[4]. Trần Đức Hạ, Đỗ Văn Hải, 2002. Cơ sở hóa học xử lý nước cấp và nước thải. NXB khoa học và kỷ thuật.
[5]. TS. Trinh Xuân Lai (2008), xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. NXB xây dựng Hà Nội.
[6]. GS.TSKH Từ Văn Mặc, Nguyễn Lê Huy, Hướng dẫn thí nghiệm hóa phân tích, Trường đại học Bách khoa Hà Nội – Bộ môn hóa phân tích.
[7]. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, (1997) “Giáo trình hóa lý”, t2, NXB Giáo Dục.
[8]. htpp:/www.tailieu.vn
[9]. htpp:/www.thuviendongnai.gov.vn [10]. htpp:/www.yeumoitruong.com.vn
PHỤ LỤC
Tính kinh tế
Chi phí để keo tụ 1m3 nước sông
Từ kết quả chạy mô hình, có thể tính được liều lượng phèn Al2(SO4)3 dùng để keo tụ hiệu quả 1m3 nước sông.
Phèn nhôm Al2(SO4)3 được pha loãng với nước cất với nồng độ 5% theo khối lượng. Có thể giải thích rằng 5g Al2(SO4)3 pha với 100ml nước cất. Từ đó thấy được với 1kg phèn nhôm (Al2(SO4)3) pha được 20 lít phèn 5% mà dùng để keo tụ để xử lý nước cấp bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng.
Kết quả từ việc khảo sát quá trình keo tụ, lượng phèn (Al2(SO4)3) 5% tối ưu để keo tụ 1 lít nước sông là 4ml phèn nhôm (Al2(SO4)3) 5%. Vậy keo tụ 1m3 nước sông cần 4 lít phèn nhôm (Al2(SO4)3) 5%. Vậy 1kg phèn nhôm (Al2(SO4)3) keo tụ được 5 m3.
Theo giá thị trường phèn Al2(SO4)3 được bán giá 1kg/3000đ. Chi phí keo tụ 1m3 nước sông là 600đ.
Chi phí xử lý 1 m3 bằng chất hấp phụ PAC
Kết quả từ việc khảo sát quá trình hấp phụ, lượng PAC tối ưu để hấp phụ chất ô nhiễm trong 1 lít nước sông là 0.5 gam. Vậy để xử lý 1m3 nước sông cần 0.5 kg PAC.
Than hoạt tính PAC được bán theo giá trên thị trường là 1kg/6500đ. vậy chi phí để xử lý bằng chất hấp phụ PAC cho 1m3 nước sau keo tụ là 3250đ
Vậy chi phí tộng cộng để xử lý 1m3 nước cấp = Chi phí để keo tụ 1m3 nước sông + Chi phí xử lý 1 m3 bằng chất hấp phụ PAC = 600 + 3250 = 3850đ.
So sánh phương pháp PAC kết hợp lọc màng với phương pháp truyền thống CHỈ TIÊU SO SÁNH LỌC TRUYỀN THỐNG LỌC MÀNG MF Chất lượng nước
Chất lượng nước đầu ra không ổn định, phụ thuộc vào chất lượng nước đầu vào. Không thể điều chỉnh nhanh khi chất lượng nước đầu vào thay đổi.
Chất lượng nước đầu ra không thay đổi ngay cả khi chất lượng nước đầu vào thay đổi. Nước đầu ra luôn được đảm bảo.
Tiêu thụ hóa chất
Nhiều: Hiệu quả của lọc được tăng lên nhờ việc sử dụng hóa chất. (chất tạo bông)
Hiệu quả của việc rửa ngược nhờ tác dụng cơ học, làm giảm việc sử dụng hóa chất.
Tổn thất nước
Cao: nước rửa ngược, tần suất làm sạch cho thiết bị đầu ra phụ thuộc vào chất lượng nước sau lọc (chỉ thu được 90 – 95%)
Thu được đến 98% nước đầu vào, không cần bể chứa, giảm việc làm sạch.
Các chi phí lọc
Cao: Thời gian lọc phụ thuộc
chất lượng nước. “tiệt trùng” và là cấp lọc cuối cùng. Tối thiểu nhất. Đảm bảo cấp độ Chi phí vận hành khoảng 0.02 usd/m3 (500 VND/m3)
Tiến trình dự án và chi phí
Phụ thuộc vào nhà thầu và chi phí có thể thay đổi theo cấu trúc vật liệu.
Rất đơn giản và dễ dàng kiểm soát.
Bùn thải
Tạo ra một lượng chất thải khá lớn và có chứa hóa chất được sử dụng trong quá trình xử lý nước. Nó gây ra ô nhiễm.
Không tạo ra bùn thải. Nó chỉ có cặn bẩn giữ lại ở màng lọc và khi xả vào môi trường chủ yếu là nước.
Tính linh hoạt
Cấu trúc cố định do đó khi muốn mở rộng sản xuất phải xây hệ thống mới, chi phí mặt bằng và xây dựng tốn kém.
Rất linh hoạt: Mở rộng sản xuất chỉ cần lắp thêm module lọc
Tính đơn giản
Phải kiểm soát nhiều thông số: chất lượng nước thô, định lượng hóa chất, rửa ngược…
Vô cùng đơn giản: Chỉ cần màng lọc luôn chứa nước. Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp.
Tiệt trùng nước
Cần tiệt trùng bằng hóa chất
định lượng vào hệ thống. Bacteria & Virus. Chỉ cần màng lọc để lọai bỏ
Diện tích mặt bằng
Diện tích lớn Vô cùng nhỏ (chỉ bằng1/3 so với diện tích của công nghệ truyền thống)