Thí nghiệm xử lý COD trong nước thải với quá trình sinh trưởng bám dính được thực hiện trên hệ thống thiết bị thí nghiệm sử dụng vật liệu mang nhựa gấp nếp như hình 2.1
Hệ thống được khởi động bằng phương pháp cấp nước thải liên tục cho hệ thống. Nguồn vi sinh vật dùng để cấy vào hệ là bùn từ hệ thiết bị thí nghiệm xử lý nitơ trong phòng thí nghiệm.
Hình 2.1. Hệ thống thiết bị thí nghiệm
- Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm gồm : + Ngăn điều hòa thể tích 16 lít. + Ngăn yếm khí thể tích 12 lít.
+ Ngăn thiếu khí và hiếu khí kết hợp thể tích 22 lít . + Ngăn lắng thể tích 3,6 lít.
- Nguyên lý hoạt động của thiết bị
Nước thải được chứa trong thùng chứa V=120 lít. Nước thải được cấp vào ngăn điều hòa và yếm khí bằng một bơm định lượng , sau khi nước được cấp đầy ngăn yếm khí (ngăn yếm khí hiệu suất xử lý COD, N khoảng 10% và xử lý P) nước thải sẽ chảy tràn sang ngăn thiếu khí và hiếu khí kết hợp và ngăn lắng. Ở ngăn hiếu khí dưới đáy có bộ phận cấp khí liên tục làm tăng lượng oxy trong nước thải, và tạo dòng tuần hoàn sang ngăn thiếu khí đồng thời kéo vào tuần hoàn bùn ở ngăn lắng. Nước thải sau khi qua ngăn lắng sẽ chảy tràn ra ngoài vào thiết bị chứa. Bùn trong ngăn lắng khi xử lý sẽ tự động được kéo ngược trở lại sang ngăn hiếu khí rồi sang ngăn thiếu khí.
- Điều kiện thí nghiệm
Chế độ 1 (CĐ1): Q=1,5L/h; DO=7mg/L ; T≥25oC. Chế độ 2 (CĐ2): Q=1,5L/h; DO=5,5 mg/L; T≥25oC. Chế độ 3 (CĐ3): Q=1.5L/h; DO=4,0mg/L; T≥25oC. Chế độ 4 (CĐ4): Q=1L/h; DO=4,0mg/L ; T≥25oC. Chế độ 5 (CĐ5): Q=1L/h; DO=4,0 ; T≤13-17oC. Chế độ 6 (CĐ6): Q=1L/h; DO=3,5 ; T≤12-16oC.
Nhiệt độ được lấy theo nhiệt độ môi trường tại thời điểm làm thực nghiệm.
- Mỗi ngày của các chế độ thí nghiệm lấy mẫu ở dòng vào, dòng ra xác định COD.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc trƣng của nƣớc thải sinh hoạt trong nghiên cứu
Nước thải sinh hoạt được lấy từ cống xả nhà 1H Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam. Đặc trưng của nước thải trong nghiên cứu được thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Đặc trƣng của nƣớc thải trong nghiên cứu
STT Thông số Đơn vị Hàm lượng
1 pH - 7 – 7,5 2 COD mg/l 200 – 500 3 N-NH4 + mg/l 29 – 64 4 N-NO3 - mg/l 0 5 Tổng N mg/l 35 – 70 6 Tổng P mg/l 0 – 1 7 SS mg/l 300 – 550
3.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của tải lƣợng COD đến hiệu suất xử lý COD
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ COD đến hiệu suất xử lý COD được thể hiện ở hình 3.1.
Hình 3.1.Mối quan hệ giữa COD vào, ra và hiệu suất xử lý
Kết quả hình 3.1 cho thấy ở các chế độ khác nhau thì hiệu suất xử lý COD cũng khác nhau.
Ở CĐ1 hiệu suất xử lý COD đạt từ 65 - 82%, COD ra trong khoảng 37- 119mg/L, COD vào trong khoảng 128-486mg/L. Ở CĐ2 hiệu suất xử lý COD đạt từ 71 - 86%, COD ra trong khoảng 33 - 87mg/L, COD vào trong khoảng 134 - 480mg/L. Ở CĐ3 hiệu suất xử lý COD đạt từ 69 - 84%, COD ra trong khoảng 22 - 90mg/L, COD vào trong khoảng 111-458mg/L. Ở CĐ4 hiệu suất xử lý COD đạt từ 69 - 99%, COD ra trong khoảng 1,2 – 66 mg/L, COD vào trong khoảng 98-400mg/L. Ở CĐ5 hiệu suất xử lý COD đạt từ 75 - 92%, COD ra trong khoảng 9 - 36mg/L, COD vào trong khoảng 112-406mg/L. Ở
CĐ6 hiệu suất xử lý COD 80 - 93%, COD ra trong khoảng 24- 70mg/L, COD vào trong khoảng 213 - 440mg/L.
Ta thấy ở CĐ4 hiệu suất xử lý COD là cao nhất. Như vậy khi lưu lượng COD đầu vào giảm thì hiệu suất xử lý COD tăng rõ rệt.
3.2.2 Ảnh hưởng của tải lượng COD vào đến hiệu suất xử lý COD tổng được biểu diễn ở hình 3.2. được biểu diễn ở hình 3.2.
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của tải lƣợng COD vào đến hiệu suất xử lý COD tổng.
Kết quả trên hình 3.2 cho thấy khi ở CĐ3, tải lượng COD vào dao động trong khoảng 0,182-0,749 kg/m3/ngày, hiệu suất xử lý COD tổng đạt từ 69- 84%. Sang CĐ4, tải lượng COD giảm khoảng 0,107-0,48kg/m3/ngày, hiệu suất xử lý tăng cao trong khoảng 75 - 99%. Như vậy khi tải lượng giảm hiệu suất xử lý COD tăng trong khoảng nghiên cứu. Nó cũng tương đồng với quá trình xử lý amoniac, tổng nitơ.
3.3. Ảnh hƣởng của DO đến hiệu quả xử lý COD
Ảnh hưởng của DO đến hiệu suất xử lý COD được thể hiện ở hình 3.1.
Kết quả hình 3.1 cho thấy khi các CĐ1, 2, 3 DO gảm dần từ 7mg/l xuống 5,5mg/l và còn 4,0mg/l nhưng hiệu suất xử lý giảm không nhiều từ 86 – 84%. Hiệu suất xử lý COD ở CĐ3 (69 – 84%) thấp hơn CĐ2(75 – 89%) không nhiều. Như vậy trong khoảng nghiên cứu khi DO giảm hiệu suất xử lý COD giảm, khi DO tăng hiệu suất xử lý COD tăng nhưng biên độ tăng giảm không nhiều.
3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu quả xử lý COD
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất xử lý COD
Kết quả trên hình 3.2 cho thấy ở CĐ4 (T≥25oC) hiệu suất xử lý COD trong khoảng 76-99%. CĐ5 (T=12-16oC) hiệu suất xử lý COD giảm chỉ còn trong khoảng 84-92%. Như vậy khi nhiệt độ giảm hiệu suất xử lý COD giảm, mức giảm không nhiều. Ở CĐ6 (DO=3,5mg/L; T≥13-17oC) hiệu suất xử lý COD trong khoảng 80-97% cao hơn CĐ5 (DO=4,0mg/L; T=12-16oC) hiệu suất xử lý COD trong khoảng 84-92%. Khi nhiệt độ có tăng ít cũng làm cho hiệu suất xử lý COD thay đổi theo chiều hướng tăng. Như vậy khi nhiệt độ tăng, hiệu suất xử lý tăng . Đây cũng là định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Sau quá trình làm thực nghiệm tại viện nghiên cứu Viện Công nghệ Việt Nam – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, qua quá trình nghiên cứu xử lý COD trong nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ AAO cải tiến em đã xác định được ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu suất xử lý COD và ảnh hưởng của DO, nhiệt độ đến hiệu suất xử lý COD ở các chế độ xử lý khác nhau.
Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt phân tán với hệ AAO cải tiến thu được các kết quả sau:
- Chế tạo được thiết bị cải tiến giảm chi phí đầu tư vì không cần bơm tuần hoàn nước, bơm bùn tuần hoàn và giảm chi phí vận hành vì chỉ dùng một bơm sục khí vừa tạo dòng tuần hoàn vừa kéo bùn và tuần hoàn bùn ở ngăn lắng.
- Khi tải lượng COD giảm hiệu suất xử lý COD của hệ nghiên cứu tăng. CĐ3 (Q=1,5L/h) tải lượng là 0,184 - 0,794 kg/m3
/ngày sang CĐ4 (Q=1,0L/h) tải lượng là 0,107 – 0,48 kg/m3/ngày hiệu suất xử lý COD tăng từ 69-84% lên 76-99%.
- Ở cùng nhiệt độ khi DO giảm hiệu suất xử lý COD có giảm nhưng không nhiều. CĐ1 (DO=7,0mg/L); CĐ2 (DO=5,50mg/L); CĐ3 (DO=4,0mg/L). - Cùng tải lượng, cùng DO. Khi nhiệt độ giảm hiệu suất xử lý COD giảm. CĐ4 (T≥25oC); CĐ5 (T=12-16oC). Hiệu suất xử lý COD cao nhất lần lượt là: 99%; 92%.
Trên đây là những nghiên cứu bước đầu trên hệ AAO cải tiến, để hiệu suất xử lý COD đạt yêu cầu mong muốn ở các nhiệt độ khác nhau cần phải có
những nghiên cứu tiếp theo khi có sự gián đoạn quá trình sục khí để tăng hiệu suất đồng thời tiết kiệm năng lượn
Kiến nghị
Nước thải sinh hoạt ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người và môi trường, do đó trong bản khóa luận này em đưa ra kiến nghị đó là: Sớm áp dụng mô hình vào trong thực tế để xử lý các nguồn nước thải có nồng độ chất ô nhiễm cao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS.TS Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, nhà xuất bản giáo dục.
2. Nguyễn Đăng, Thực trạng ô nhiễm mô trường đô thị và công nghiệp Việt Nam. Tạp chí Khoa học và Đời sống Vol 20, 2003.
3. Cục Tài Nguyên - Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, Báo cáo tháng 12, 2005. 4. Báo cáo tổng hợp công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt của công ty cổ phần
kỹ thuật môi trường việt.
5. Cục Tài Nguyên - Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, Báo cáo năm, 2006. 6. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, nhà
xuất bản khoa học và kỹ thuật.
7. Metcalf&Eddy. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. Third Eđition ,1991.
8. Grady, C.P.L, Jr., and H.C Lim, 1980. Biological Waste Water Treatment. Marcel Dekker, NY.
9. Ford, D.L., et al. (1980) Comprehensive Analysis of Nitrification of Chemical Processing Wastewater. J. Water Pollut. Control. Fed., 52, 2726 10.Role of intermittent aeration in domestic wastewater treatment by
submerged membrane activated sludge system, 2001
11.http://www.monre.gov.vn/monrenet/default.aspx?tabid=208&ItemID=135 60 12.http://www.nhandan.com.vn/tinbai/?top=39&sub=127&article=61569 13.http://locnuocthienson.com.vn/cac-bien-phap-xu-ly-nuoc-thai-sinh- hoat.html 14.http://luanvan.co/luan-van/be-sinh-bun-hoat-tinh-hieu-khi-aerotank-1822/ 15.http://www.xanhxanh.net/xanhxanh/vi_VN/kien-thuc-moi-truong/kien- thuc-khoa-hoc-cong-nghe-va-moi-truong/xu-ly-nuoc-thai-mgb-jokaso.htm
PHỤ LỤC
Kết quả phân tích nƣớc thải
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm phân tích COD
Ngày lấy mẫu COD Nồng độ COD đầu vào (mg/l) Nồng độ COD đầu ra (mg/l) Tải lƣợng COD (kg/m3/ngày) Hiệu suất xử lý toàn hệ (%) Chế độ 1: Q=1,5L/h; DO=7mg/L ; T≥25oC 19/8/2013 190 66 0,311 65,263 20/8/2013 190 63 0,311 66,842 22/8/2013 331 87,6 0,542 73,535 23/8/2013 467,672 80,783 0,765 82,727 26/8/2013 308 81 0,504 73,701 27/8/2013 486 119 0,795 75,514 28/8/2013 128 37 0,209 71,094 29/8/2013 420 78,84 0,687 81,229 30/8/2013 222,6 64,6 0,364 70,979 3/9/2013 152,3 43 0,249 71,766 Chế độ 2: Q=1,5L/h; DO=5,5 mg/L; T≥25oC 4/9/2013 219,42 61,5 0,359 71,972 5/9/2013 257,7 70,4 0,422 72,681 9/9/2013 305,047 86 0,499 71,808 10/9/2013 420,246 71,775 0,688 82,921
11/9/2013 330 45,28 0,540 86,279
12/9/2013 480,6 87 0,786 81,898
13/9/2013 220,183 62,5 0,360 71,615
16/9/2013 168,888 45 0,276 73,355
19/9/2013 134,1 37,7 0,219 71,887
20/9/2013 134,1 33,5 0,219 75,019
Chế độ 3: Q=1,5L/h; DO=4,0mg/L; T≥25oC
23/9/2013 150,9 46,829 0,247 68,967
24/9/2013 234,146 69,5 0,383 70,318
25/9/2013 261,5 66 0,428 74,761
26/9/2013 246 63 0,403 74.390
27/9/2013 111 32 0,182 71.171
30/9/2013 231 58 0,378 74,892
1/10/2013 266,666 67 0,436 74,875
2/10/2013 458 90 0,749 80,153
3/10/2013 142,222 22,222 0,233 84,375
4/10/2013 428,257 84 0,701 80,386
Chế độ 4: Q=1L/h; DO=4,0mg/L ; T≥25oC
7/10/2013 152 35 0,249 76,974
8/10/2013 260 65 0,425 75
9/10/2013 211 66 0,345 68,720
10/10/2013 228,99 60 0,375 73,798
11/10/2013 130,636 31 0,143 76,27
14/10/2013 128 29,866 0,140 76,667
15/10/2013 98,133 1,2 0,107 98,777
24/10/2013 142,222 4,913 0,155 96,546
29/10/2013 267,13 8,496 0,291 96,820 31/10/2013 135,929 30,25 0,148 77,746 Chế độ 5: Q=1L/h; DO=4,0 ; T≤13-17oC 5/11/2013 150 35 0,164 76,667 6/11/2013 146 36,226 0,159 75,188 8/11/2013 112,5 9,334 0,123 91,703 11/11/2013 199,245 22,535 0,217 88,69 12/11/2013 157,746 18 0,172 88,589 13/11/2013 231 36,226 0,252 84,318 14/11/2013 326,037 36 0,356 88,958 15/11/2013 406 31,5 0,443 92,241 18/11/2013 225 34 0,245 84,889 19/11/2013 220 30 0,240 86,364 Chế độ 6: Q=1L/h; DO=3,5 ; T≤12-16oC 21/11/2013 213,333 28 0,233 86,875 28/11/2013 250,7 32,8 0,273 86,917 20/12/2013 421,4 66,64 0,46 84,186 25/12/2013 440,448 67,456 0,48 84,685 27/12/2013 354,32 70,04 0,387 80,233 30/12/2013 430,08 38,4 0,469 91,071 3/1/2014 358,9 18,112 0,392 94,953 6/1/2014 384,2 28,9 0,419 92,478 7/1/2014 372,874 24,5 0,407 93,429 8/1/2014 432 32,964 0,471 92,369
