Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học trên cơ sở mô hình, ứng dụng trong xử lý nước rỉ rác

101 264 0
Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học trên cơ sở mô hình, ứng dụng trong xử lý nước rỉ rác

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN DUY THÀNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP HÓA SINH HỌC TRÊN SỞ HÌNH, ỨNG DỤNG TRONG XỬ NƢỚC RỈ RÁC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG XUÂN HIỂN Hà Nội - 2013 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Đặng Xuân Hiển, ngƣời quan tâm động viên, giúp đỡ hƣớng dẫn em trình thực luận văn Sự tận tình, tâm huyết thầy giúp em hoàn thành tốt nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn Thầy, Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội trang bị cho em kiến thức, kinh nghiệm thực tế nhận xét quý báu để em khả hoàn thành luận văn, củng cố kiến thức Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới gia đình bạn bè dành nhiều quan tâm quý báu, giúp đỡ suốt trình làm luận văn em chia sẻ, giải khó khăn, vƣớng mắc gặp phải Xin chân thành cảm ơn! HỌC VIÊN Nguyễn Duy Thành Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nước rỉ rác” thực với hƣớng dẫn PGS.TS Đặng Xuân Hiển Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, nguồn thông tin Luận văn điều tra, trích dẫn, tính toán đánh giá Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà trình bày Luận văn Hà Nội, ngày … tháng năm 2013 HỌC VIÊN Nguyễn Duy Thành Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu AAO ASM1 AOPs ASM2 Tiếng Anh Anerobic Anoxic Aerobic Activated Sludge Model No.1 Advanced oxidation processes Activated Sludge Model No.2 ASM2d Activated Sludge Model No.2_deni ASM3 DO DOana DOano PAOs XLNT COD BOD QCVN SS Activated Sludge Model No.3 Dissolved Oxy Phosphoruse Accumulating Organic Chemical oxygen demand Biological oxygen demand Tiếng Việt Yếm khí Thiếu khí Hiếu khí hình bùn hoạt tính số Quá trình oxi hóa nâng cao hình bùn hoạt tính số hình bùn hoạt tính số khử nitrat PAO hình bùn hoạt tính số Oxy hòa tan Oxy hòa tan bể yếm khí Oxy hòa tan bể thiếu khí Tích lũy photpho hữu Xử nƣớc thải Nhu cầu oxy hoá học Nhu cầu oxy sinh hoá Quy chuẩn Việt Nam Chất rắn lơ lửng Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1.1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NƢỚC RÁC 1.1.1 Sự hình thành nƣớc rác 1.1.2 Các đặc trƣng nƣớc rác 1.1.2.1 Tính chất học, hóa học nƣớc rác 1.1.2.2 Các thông số ô nhiễm cần xử nƣớc rác 1.1.3 Một số đặc tính nƣớc rác giới Việt Nam 1.1.3.1 Đặc tính nƣớc rác giới 1.1.3.2 Một số đặc tính nƣớc rác Việt Nam 1.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ NƢỚC RÁC ĐANG ĐƢỢC ÁP DỤNG 1.2.1 Một số công nghệ xử nƣớc rác đƣợc áp dụng Thế giới 1.2.2 Một số công nghệ xử nƣớc rác đƣợc áp dụng Việt Nam 1.3 THUYẾT CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TRONG XỬ NƢỚC THẢI CHƢƠNG SỞ THUYẾT PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU HÓA CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP HÓA SINH HỌC 2.1 CÁCH TIẾP CẬN 2.1.1 Phƣơng pháp xử nƣớc rác 2.1.1.1 Phương pháp hóa 2.1.1.2 Phương pháp sinh học 2.1.1.3 Công nghệ xử nƣớc thải AAO 2.1.2 Phƣơng pháp hình 2.1.2.1 Định nghĩa 2.1.2.2 Một số nguyên tắc xây dựng hình 2.1.2.3 Các loại hình đƣợc sử dụng công nghệ môi trƣờng 2.1.2.4 Một số chƣơng trình ứng dụng hình bùn hoạt tính xử nƣớc thải 2.2 HÌNH ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.2.1 hình đƣợc lựa chọn để 2.2.2 hình động học ASM2d 2.2.3 Chƣơng trình BioWin CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP HÓA SINH HỌC TRÊN SỞ HÌNH 3.1 THU THẬP SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ĐẶC TRƢNG XỬ NƢỚC RÁC 3.1.1 Thu thập số liệu 3.1.2 Lựa chọn công nghệ 3.2 PHÂN TÍCH HIỆU SUẤT XỬ CÔNG NGHỆ HÓA 3.2.1 Tiền xử nƣớc rác phƣơng pháp keo tụ với PAC 3.2.2 Quá trình kết tủa hóa học 3.2.3 Sử dụng tháp Stripping 11 11 13 13 14 15 15 17 22 22 25 29 33 33 33 33 39 44 45 45 45 47 50 53 53 53 62 67 67 67 67 70 70 71 72 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác 3.2.4 Quá trình oxy hoá trực tiếp O3/UV 3.3 PHỎNG QUÁ TRÌNH XỬ SINH HỌC BẰNG CÔNG NGHỆ AAO 3.3.1 Các kết chạy hình với nƣớc rác cũ 3.3.2 Các kết chạy hình với nƣớc rác 3.4 SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ PHÙ HỢP NHẤT 3.4.1 Phân tích lựa chọn công nghệ phù hợp nƣớc rác cũ 3.4.2 Phân tích lựa chọn công nghệ phù hợp nƣớc rác 3.5 TỐI ƢU GIÁ TRỊ DO CHO QUÁ TRÌNH XỬ SINH HỌC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 72 73 74 80 86 86 88 89 95 97 100 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác DANH MỤC BẢNG Bảng 1 QCVN 25:2009/BTNMT thông số ô nhiễm nƣớc rác 15 Bảng Thành phần nƣớc rác nƣớc [WHO, Mỹ] 16 Bảng Thành phần nƣớc rỉ rác thu đƣợc từ ba độ sâu khác kể từ lớp phủ bề mặt giếng khoan thử nghiệm 16 Bảng Thành phần chất thải chôn lấp bãi chôn lấp rác Nam Sơn 18 Bảng Kết phân tích nƣớc rác thành phố Hà Nội 19 Bảng Thành phần nƣớc rỉ rác Bãi chôn lấp Gò Cát mùa khác 20 Bảng Các số liệu tiêu biểu thành phần tính chất nƣớc rác củacác bãi chôn lấp lâu năm 21 Bảng Các hóa chất thƣờng sử dụng trình kết tủa 34 Bảng 2 Các liều lƣợng phèn nhôm thƣờng sử dụng hiệu suất khử phospho[29] 35 Bảng Lƣu lƣợng nạp nƣớc thải cho bể lắng trƣờng hợp dụng hóa chất trợ lắng[29] 36 Bảng pH thích hợp cho việc kết tủa kim loại[29] 37 Bảng Các trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng 12 37 Bảng Các trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng 12 38 Bảng Các hình bùn hoạt tính 49 Bảng Ma trận tỷ lƣợng υji, ma trận thành phần lk,i ASM2d [22] 56 Bảng Bảng tính bổ sung số vị trí điển hình cho ma trận tỷ lƣợng ASM2d 59 Bảng 10 Biểu thức động học ASM2d, rj ≥ 22 60 Bảng 11 Bảng tả biến hình ASM2d BioWin[22;28] 63 Bảng 12 Các thông số mặc định hình BioWin[28] 65 Bảng Thành phần ban đầu nƣớc rác 67 Bảng Nồng độ chất sau keo tụ 71 Bảng 3 Nồng độ chất sau công đoạn kết tủa hóa học 71 Bảng Nồng độ chất sau công đoạn kết tủa hóa học 72 Bảng Nồng độ chất sau xử O3/UV (qua tripping) 73 Bảng Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 74 Bảng Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 76 Bảng Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 77 Bảng Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 78 Bảng 10 Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 80 Bảng 11 Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 81 Bảng 12 Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 83 Bảng 13 Kết vận hành công nghệ số xử nƣớc rác 84 Bảng 14 Bảng tổng hợp kết xử nƣớc ráccông nghệ 86 Bảng 15 Bảng tổng hợp kết xử nƣớc rác công nghệ 88 Bảng 16 Diễn biến NH4+-N qua bể kịch xử nƣớc rác 90 Bảng 17 Nồng độ NH4+-N qua bể kịch xử nƣớc rác 90 Bảng 18 Nồng độ TT-N qua bể kịch xử nƣớc rác 91 Bảng 19 Nồng độ T-N qua bể kịch xử nƣớc rác 91 Bảng 20 Nồng độ COD qua bể kịch xử nƣớc rác 92 Bảng 21 Nồng độ COD qua bể kịch xử nƣớc rác 92 Bảng 22 Nồng độ CBOD qua bể kịch xử nƣớc rác 93 Bảng 23 Nồng độ CBOD qua bể kịch xử nƣớc rác 93 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác DANH MỤC HÌNH Hình 1 Các thành phần cân nƣớc ô chôn lấp 12 Hình đồ cân nƣớc 12 Hình đồ công nghệ xử nƣớc rác Bãi chôn lấp Koumyoji thành phố Ichinomiya Nhật Bản 22 Hình đồ công nghệ xử nƣớc rác URM Nova Scotia Canada 23 Hình đồ hệ thống xử bãi chôn lấp (USEPA) 24 Hình đồ công nghệ hệ thống xử bãi chôn lấp (USEPA) 24 Hình đồ công nghệ xử nƣớc Bãi chôn lấpNam Sơn Sóc Sơn, HN 27 Hình đồ công nghệ xử nƣớc rác Bãi rác Gò Cát Bình Tân TP HCM 28 Hình đồ công nghệ AAO[18] 44 Hình 2 Cấu trúc dòng Trạm xử ASIM [26] 51 Hình đồ tả thuyết hai lớp màng trình hấp thụ oxi từ pha khí vào pha lỏng 62 Hình đồ tích hợp công nghệ hóa - sinh học ứng dụng xử nƣớc rác 68 Hình đồ tích hợp công nghệ hóa - sinh học bổ sung tháp Stripping trƣớc xử sinh học 69 Hình 3 đồ tích hợp công nghệ hóa - sinh học bổ sung tháp Stripping O3/UV trƣớc xử sinh học 69 Hình đồ tích hợp công nghệ hóa - sinh học bổ sung O3/UV 70 Hình Cấu hình công nghệ AAO phần mềm BioWin 74 Hình Diễn biến chất Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 75 Hình Diễn biến chất Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 76 Hình Diễn biến chất Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 78 Hình Diễn biến chất Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 79 Hình 10 Diễn biến chất Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 81 Hình 11 Diễn biến chất Ammonia N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 82 Hình 12 Diễn biến chất Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 84 Hình 13 Diễn biến chất Ammonia-N, T-N, COD, CBOD qua bể xử nƣớc rác vận hành công nghệ số 85 Hình 14 Biểu đồ nồng độ chất sau xử nƣớc ráccông nghệ 86 Hình 15 Biểu đồ nồng độ chất sau xử nƣớc rác công nghệ 88 Hình 16 Biểu đồ so sánh nồng độ Ammonia N nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch 90 Hình 17 Biểu đồ so sánh nồng độ Tổng nitơ nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch 91 Hình 18 Biểu đồ so sánh nồng độ COD nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch 93 Hình 19 Biểu đồ so sánh nồng độ CBOD nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch 93 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nƣớc rỉ rác từ bãi chôn lấp (gọi nƣớc rác) chất lỏng thấm qua lớp chất thải rắn mang theo chất hòa tan chất lơ lửng Trong hầu hết bãi chôn lấp nƣớc rác bao gồm chất lỏng vào bãi chôn lấp từ nguồn bên nhƣ nƣớc mặt, nƣớc mƣa, nƣớc ngầm chất lỏng tạo thành trình phân hủy chất thải Đặc tính chất thải phụ thuộc vào nhiều hệ số Do thành phần phức tạp khả gây ô nhiễm cao, nƣớc rác từ bãi rác đòi hỏi dây chuyền công nghệ xử kết hợp, bao gồm nhiều khâu xử nhƣ xử bộ, xử bậc hai, xử bậc ba để đạt tiêu chuẩn thải Thành phần lƣu lƣợng nƣớc rác biến động theo mùa theo thời gian chôn lấp nên dây chuyền xử nƣớc rác thay đổi theo thời gian Việc tìm giải pháp xử nƣớc rác cho bãi chôn lấp, thỏa mãn điều kiện kinh tế, kỹ thuật điều kiện khí hậu nƣớc ta toán đƣợc đặt thời gian gần Mặc dù bãi chôn lấp hệ thống xử nƣớc rác nhƣng phƣơng pháp xử nƣớc rác đƣợc áp dụng bãi chôn lấp bộc lộ nhiểu nhực điểm nhƣ chất lƣợng nƣớc sau xử thƣờng không đạt tiêu chuẩn xả thải, đặc biệt tiêu COD, BOD5, T-N, NH4-N (QCVN 25:2009/BTNMT, cột B2) tiêu tốn nhiều lƣợng hóa chất, giá thành xử cao, khó kiểm soát công suất xử không đạt thiết kế Nguyên nhân thay đổi nhanh thành phần nƣớc rác theo thời gian vận hành bãi chôn lấp, với thành phần phức tạp (các chất hữu khó/không khả phân hủy sinh học tăng dần nồng độ ammonium tăng đáng kể theo thời gian), không ổn định, việc lựa chọn công nghệ xử chƣa phù hợp dẫn đến nƣớc sau xử đạt tiêu chuẩn môi trƣờng thải sông, rạch hạn chế lƣợng nƣớc rác bãi chôn lấp tiếp tục tăng lên Vấn đề đƣợc đặt phải tìm công nghệ thích hợp để xử hết lƣợng nƣớc rác tồn đọng, cải tạo hệ thống xử nƣớc rác hữu công nghệ xử điển hình xử nƣớc rác bãi chôn lấp Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác tƣơng lai Vì vậy, việc thực đề tài: “Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nước rỉ rác”, nhằm đƣa giải pháp tối ƣu mặt công nghệ (xử chất hữu khó phân hủy sinh học hợp chất nitơ, COD, BOD), hiệu kinh tế nhƣ đạt đƣợc tiêu chuẩn xả thải nhằm giảm thiểu “hiểm họa ngầm” từ nƣớc rác môi trƣờng Mục tiêu đề tài - Ứng dụng hình BioWin nghiên cứu hiệu xử công nghệ xử nƣớc rác Trên sở đó, so sánh lựa chọn công nghệ xử phù hợp - hoạt động công nghệ AAO trƣờng hợp thay đổi nồng độ DO bể thiếu khí, nhằm đƣa giá trị DO tối ƣu cho trình xử sinh học Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu: Nƣớc rác bãi chôn lấp tập trung Việt Nam * Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu theo quy thuyết * Phương pháp nghiên cứu: - Thu thập thông tin, tài liệu đƣợc công bố, số liệu tổng hợp, tổng kết quan chức môi trƣờng - Nghiên cứu tổng quan trình, phƣơng pháp xử nƣớc rác, đặc biệt trình xử phƣơng pháp hóa sinh học - Tập hợp, đánh giá số liệu thu thập hiệu xử công nghệ hóa lý; kết phần mềm BioWin áp dụng hình bùn hoạt tính ASM2d trình xử nƣớc rác công nghệ AAO Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Đề tài nghiên cứu sở đƣa đề xuất cho việc lựa chọn công nghệ phù hợp, xử hiệu nƣớc rác chứa hợp chất hữu khó phân hủy thành phần nƣớc thải - Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Từ kết nghiên cứu đề xuất đƣợc quy trình công nghệ tích hợp hóa sinh học ứng dụng để xử triệt để nƣớc rác đạt yêu cầu theo QCVN 25:2009/BTNMT cột B2 trƣớc thải môi trƣờng Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác 3.4 SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ PHÙ HỢP NHẤT 3.4.1 Phân tích lựa chọn công nghệ phù hợp nƣớc rác cũ Từ kết nghiên cứu dựa sở hình BioWin cho kết cụ thể tiêu sau xử công nghệ AAO.Tổng hợp kết áp dụng công nghệ tích hợp hóa sinh học xử nƣớc rác cũ bảng 3.15 Bảng 14 Bảng tổng hợp kết xử nƣớc ráccông nghệ Công Công Công Công QCVN TT Chỉ tiêu Đơn vị nghệ nghệ nghệ nghệ 25:2009 (B2) pH - 8,54 8,39 8,18 8,41 5,5-9 COD mgO2/l 33,27 33,39 18,26 18,43 300 CBOD mgO2/l 4,96 4,75 4,11 4,26 50 NH4+-N mg/l 1,27 1,19 1,27 1,23 25 Tổng N mg/l 44,69 10,68 14,78 52,37 60 Tổng P mg/l 2,52 0,53 4,12 4,03 So sánh số tiêu chí nhƣ COD; CBOD; NH4+-N; Tổngnitơ; Tổng photpho phƣơng án công nghệ đƣợc thể hình 3.14 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Công nghệ Công nghệ Công nghệ Công nghệ COD CBOD NH4+-N T-N T-P Hình 14 Biểu đồ nồng độ chất sau xử nƣớc ráccông nghệ + Công nghệ 1: với loại hình công nghệ kết hợp xử hóa trƣớc xử sinh học AAO dây chuyền công nghệ ngắn công nghệ Công 86 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác nghệ đạt hiệu cao với chất nhƣ CBOD 90%, NH4+ -N 99%, tổng photpho đạt hiệu suất 98% kim loại nặng hầu hết đƣợc xử tốt, đạt tiêu chuẩn xả thải, nhiên nhƣợc điểm công nghệ hiệu xử màu dòng chƣa đảm bảo tiêu chuẩn thải, độ màu sau xử lớn 935,55Pt/Co nhƣ công nghệ đòi hỏi cần bổ sung công đoạn xử độ độ màu trƣớc xả thải môi trƣờng + Công nghệ 2: Tƣơng tự nhƣ công nghệ 1, công nghệ thêm hệ thống Stripping xử NH4+-N Với công nghệ đáp ứng đƣợc yêu cầu chất lƣợng nƣớc sau xử nhƣ CBOD, tổng photpho, đặc biệt nồng độ NH4+ N đƣợc xử tốt, hiệu suất xử 90% kim loại nặng đƣợc xử tốt qua hệ thống kết tủa hóa học Tuy nhiên, nhƣợc điểm lớn công nghệ mày sau nƣớc đƣợc bơm lên tháp Stripping xử NH4+-N, lƣợng NH4+ -N giải phóng khó thu hồi dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng xung quanh, tƣơng tự độ màu giảm không đáng kể lại 935,55Pt/Co vƣợt tiêu chuẩn thải môi trƣờng + Công nghệ 3: Với việc bổ sung tháp Stripping O3/UV hệ thống xử hóa xử sinh học nồng độ chất sau xử hoàn toàn đáp ứng đƣợc yêu cầu chất lƣợng nƣớc theo quy chuẩn, TSS đầu thấp (28,20 mg/l) Nồng độ COD, CBOD, NH4+ -N kim loại nặng sau xử đạt hiệu tƣơng đối tốt, hoàn toàn đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 25:2009/BTNMT cột B2, nhiên, nhƣợc điểm công nghệ lƣợng NH4+ -N giải phóng trình xử tháp Stripping khó thu hồi dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng xung quanh + Công nghệ 4: Với trình xử hóa lý, xử O3/UV cuối xử công nghệ AAO hiệu xử CBOD; NH4+-N; T-P; TSS cao (80-98%), đáp ứng đƣợc yêu cầu chất lƣợng nƣớc sau xử lý, đặc biệt độ màu đƣợc xử đạt hiệu suất lên đến 99% (140,33Pt/Co) Từ kết so sánh đánh giá thấy: - Với nồng độ nƣớc rác cũ áp dụng công nghệ với việc tích hợp công nghệ hóa - sinh học phƣơng bổ sung xử O3/UV thích hợp để lựa chọn, đảm bảo chất lƣợng gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh 87 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác 3.4.2 Phân tích lựa chọn công nghệ phù hợp nƣớc rác Kết nghiên cứu phƣơng án công nghệ tích hợp hóa lý-sinh học với việc công đoạn xử sinh học phần mềm BioWin đƣa nồng độ chất sau xử để so sánh nhƣ bảng 3.15 Bảng 15 Bảng tổng hợp kết xử nƣớc rác công nghệ Công Công Công Công QCVN TT Chỉ tiêu Đơn vị nghệ nghệ nghệ nghệ 25:2009 (B2) pH - 8,63 8,55 8,26 8,45 5,5-9 COD mgO2/l 79,93 79,70 38,67 38,59 300 CBOD mgO2/l 5,83 5,78 4,80 5,11 50 NH4+-N mg/l 1,27 0,97 1,09 1,18 25 Tổng N mg/l 38,70 5,14 12,36 52,92 60 Tổng P mg/l 0,46 0,43 0,81 5,34 So sánh số tiêu chí nhƣ COD; CBOD; NH4+-N; Tổng N; Tổng P phƣơng án công nghệ đƣợc thể hình 3.14 80 70 60 Công nghệ Công nghệ Công nghệ Công nghệ 50 40 30 20 10 COD CBOD NH4+-N T-N T-P Hình 15 Biểu đồ nồng độ chất sau xử nƣớc rác công nghệ Tƣơng tự nhƣ với kết xử nƣớc rác cũ, Từ kết bảng 3.15 biểu đồ so sánh nồng độ chất hình 3.15 cho thấy: Công nghệ nồng độ COD cao rõ rệt so với công nghệ lại, độ màu sau xử cao (625 88 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác Pt/Co), tƣơng tự công nghệ sau xử NH4+ -N tháp Stripping, lƣợng NH4+ -N bay khó thu hồi để xử lý, dẫn đến gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh Công nghệ số 4, qua trình xử hiệu suất xử đạt từ 80-98%, nồng độ chất sau xử đảm bảo tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 25:2009/BTNMT cột B2 Nhƣ với nồng độ nƣớc rác áp dụng công nghệ thích hợp để lựa chọn 3.5 TỐI ƢU GIÁ TRỊ DO CHO QUÁ TRÌNH XỬ SINH HỌC - Để không giới hạn trình nitrate hóa DO bể hiếu khí phải  mg/l Tốc độ trình nitrate hóa tăng DO tăng khoảng mg/l Tuy nhiên trình AAO cần hạn chế DO nội tuần hoàn bể thiếu khí Do chọn DO = mg/l - DO bể yếm khí trƣờng hợp yếm khí hoàn toàn (DO = mg/l) để so sánh, đánh giá hiệu suất khử T-P, tƣơng ứng với với giá trị DO bể thiếu khí đạt nhỏ (0,08 mg/l), giá trị trung bình (0,25 mg/l) giá trị lớn (0,5mg/l) để đánh giá hiệu xử nhà máy nồng độ oxy hòa tan bể thiếu khí trì mức cao 1) Các kịch xử sinh học 2) Các kịch xử sinh học nước rácnước rác DOana = mg/l; DOoxic = mg/l; DOana = mg/l; DOoxic = mg/l; + Kịch 4.1: DOano = 0,08 mg/l + Kịch 8.1: DOano = 0,08 mg/l + Kịch 4.2: DOano = 0,16 mg/l + Kịch 8.2: DOano = 0,16 mg/l + Kịch 4.3: DOano = 0,37 mg/l + Kịch 8.3: DOano = 0,37 mg/l + Kịch 4.4: DOano = 0,5 mg/l + Kịch 8.4: DOano = 0,5 mg/l 89 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác * Thành phần Ammonia-N Bảng 16 Diễn biến NH4+-N qua bể kịch xử nƣớc rác cũ Bể xử Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 Bể yếm khí 25,44 25,22 25,09 25,00 24,95 Bể thiếu khí 14,19 12,65 11,59 10,70 10,09 Bể hiếu khí 2,07 1,59 1,33 1,14 1,03 Nƣớc đầu 2,07 1,59 1,33 1,14 1,03 Bảng 17 Nồng độ NH4+-N qua bể kịch xử nƣớc rác Bể xử Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 Bể yếm khí 38,33 38,12 38,01 37,91 37,84 Bể thiếu khí 20,22 18,08 16,57 15,30 14,40 Bể hiếu khí 1,82 1,41 1,18 1,01 0,91 Nƣớc đầu 1,82 1,41 1,18 1,01 0,91 Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 30 25 20 15 10 Bể yếm khí Bể thiếu khí Bể hiếu khí Nƣớc đầu Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 40 35 30 25 20 15 10 Bể yếm khí Bể thiếu khí Bể hiếu Nƣớc đầu khí Nồng độ Ammonia N nước rác cũ Nồng độ Ammonia N nước rác qua bể xử kịch qua bể xử kịch Hình 16 Biểu đồ so sánh nồng độ Ammonia N nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch 90 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác * Thành phần Tổng Nitơ Bảng 18 Nồng độ Tổng nitơ qua bể kịch xử nƣớc rác cũ Bể xử Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 Bể yếm khí 77,48 77,99 78,26 78,45 78,60 Bể thiếu khí 75,83 76,90 77,44 77,81 78,06 Bể hiếu khí 75,63 76,73 77,28 77,66 77,92 Nƣớc đầu 50,67 51,81 52,37 52,76 53,01 Bảng 19 Nồng độ Tổng nitơ qua bể kịch xử nƣớc rác Bể xử Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 Bể yếm khí 127,98 129,76 130,80 131,82 132,99 Bể thiếu khí 123,22 126,66 128,51 130,06 131,54 Bể hiếu khí 122,76 126,25 128,12 129,68 131,18 Nƣớc đầu 47,51 51,04 52,92 54,46 55,86 Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 80 60 Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 150 100 40 50 20 0 Bể yếm Bể thiếu Bể hiếu khí khí khí Nƣớc đầu Bể yếm Bể thiếu Bể hiếu khí khí khí Nƣớc đầu Nồng độ Tổng nitơ nước rác cũ Nồng độ Tổng nitơ nước rác qua bể xử kịch qua bể xử kịch Hình 17 Biểu đồ so sánh nồng độ Tổng nitơ nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch  Khi nồng độ oxy hòa tan bể thiếu tăng hiệu xử Ammonia tăng, tƣơng ứng với hiệu xử tổng nitơ giảm dần trình khử nitrat giảm dần theo thứ tự kịch Kết cho thấy, oxy hòa tan bể thiếu khí chất oxy hóa bể thiếu khí nên nồng độ oxy 91 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác hòa tan bể cao (0, 5mg/l) vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan trƣớc, sau sử dụng đến nitrat nitrit dẫn đến trình khử nitrat hiệu Khi oxy hòa tan bể thiếu khí thấp (0,08mg/l), nitrat nƣớc đầu thấp nhƣng nồng độ ammoni lại cao, gấp lần so với trì DO = mg/l Do vậy, nồng độ oxy hòa tan thích hợp để trì bể thiếu khí khoảng 0,25 ÷ 0,5 mg/l * Thành phần COD Bảng 20 Nồng độ COD qua bể kịch xử nƣớc rác cũ Bể xử Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 Bể yếm khí 454,57 454,20 454,08 454,09 454,20 Bể thiếu khí 435,68 434,99 434,78 434,76 434,89 Bể hiếu khí 424,20 423,74 423,59 423,60 423,74 Nƣớc đầu 18,54 18,46 18,43 18,41 18,40 Bảng 21 Nồng độ COD qua bể kịch xử nƣớc rác Bể xử Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 Bể yếm khí 1391,01 1389,52 1389,06 1389,20 1390,08 Bể thiếu khí 1330,92 1328,18 1327,24 1327,21 1328,20 Bể hiếu khí 1293,05 1291,21 1290,65 1290,85 1292,01 Nƣớc đầu 38,69 38,62 38,59 38,57 38,57 Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 200 150 600 400 Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 100 200 50 0 Bể yếm Bể thiếu Bể hiếu khí khí khí Bể yếm khí Bể thiếu khí Bể hiếu khí Nƣớc đầu Nƣớc đầu Nồng độ COD nước rác cũ qua bể xử kịch Nồng độ COD nước rác qua bể xử kịch 92 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác Hình 18 Biểu đồ so sánh nồng độ COD nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch  Trong kịch cho thấy, DO bể thiếu khí tăng nồng độ COD sau xử giảm dần nhƣng không đáng kể * Thành phần Cacbon BOD Bảng 22 Nồng độ CBOD qua bể kịch xử nƣớc rác cũ Bể xử Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 Bể yếm khí 170,46 169,87 169,61 169,47 169,44 Bể thiếu khí 158,75 157,97 157,66 157,51 157,49 Bể hiếu khí 151,91 151,22 150,92 150,77 150,76 Nƣớc đầu 4,34 4,28 4,26 4,24 4,23 Bảng 23 Nồng độ CBOD qua bể kịch xử nƣớc rác Bể xử Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 Bể yếm khí 505,91 503,87 502,99 502,61 502,44 Bể thiếu khí 470,13 467,40 466,28 465,85 465,82 Bể hiếu khí 447,97 445,65 444,69 444,35 444,21 Nƣớc đầu 5,19 5,13 5,11 5,09 5,08 Kịch 4.1 Kịch 4.2 Kịch Kịch 4.3 Kịch 4.4 200 150 Kịch 8.1 Kịch 8.2 Kịch Kịch 8.3 Kịch 8.4 600 500 400 300 100 200 50 100 0 Bể yếm khí Bể thiếu khí Bể hiếu Nƣớc khí đầu Bể yếm Bể thiếu Bể hiếu khí khí khí Nƣớc đầu Nồng độ CBOD nước rác cũ Nồng độ CBOD nước rác qua qua bể xử kịch bể xử kịch Hình 19 Biểu đồ so sánh nồng độ CBOD nƣớc rác cũ/mới qua bể xử kịch 93 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác  Hàm lƣợng sinh khối đƣợc trì ổn định qua bể phản ứng chênh lệch lớn kịch bản, Phụ lục bảng 3.1 3.2) Hiệu suất xử thành phần CBOD 98% * Mục đích tác giả đƣa trƣờng hợp để đánh giá khả nâng cao hiệu xử CBOD nồng độ oxy hòa tan bể yếm khí đƣợc trì giá trị mg/l Kết hợp với kết trƣờng hợp 1-kịch trƣờng hợp 2-kịch 8, ta thấy hiệu xử CBOD tăng lên rõ rệt, đồng thời, diễn biến thành phần chất phù hợp Kết hợp với việc đánh giá hiệu xử photpho trì DO bể yếm khí nồng độ thấp, tác giả đánh giá khả xử Nitơ công nghệ qua kịch Kết cho thấy trì nồng độ DO bể yếm khí mg/l DO bể thiếu khí từ 0,25 0,5 mg/l hệ thống đạt hiệu xử tốt 94 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nƣớc rác đối tƣợng khó xử lý, việc sử dụng phƣơng pháp đơn lẻ không đạt đƣợc kết tốt nên cần tích hợp nhiều công đoạn xử phù hợp Qua trình thực luận văn tốt nghiệp cao học với đề tài:" Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nước rỉ rác" dựa sở phân tích khoa học, giới thiệu tổng quan, đặc tính nƣớc rác nƣớc, phƣơng pháp xử nƣớc rác, hình bùn hoạt tính ứng dụng xử nƣớc rác bãi chôn lấp rác nhƣ công nghệ xử nƣớc rác, từ nghiên cứu nâng cao hiệu xử nƣớc rác công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình công đoạn xử sinh học công nghệ AAO Các kết nghiên cứu tổng quan cho thấy: - hình động học ASM2d hoàn toàn tƣơng hợp để cho công nghệ xử nƣớc rác sử dụng công nghệ AAO (khử đồng thời nitơ, photpho COD đầu ra), sở để đánh giá hiệu xử dây chuyền công nghệ - Trong vùng yếm khí với kịch trì nồng độ DO = mg/l, vùng thiếu khí nồng độ DO = 0,25 vùng hiếu khí DO = 2, điều kiện nhiệt độ thƣờng 20oC, đánh giá đƣợc hiệu xử công nghệ tích hợp hóa sinh học Kết thu đƣợc nồng độ chất sau xử đạt tiêu chuẩn xả thải so với QCVN 25:2009/BTNMT cột B2 không gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh công nghệ xử nƣớc rác số ứng dụng vào thực tế cho việc xử nƣớc rác bãi chôn lấp rác - Tƣơng ứng với DO = mg/l bể yếm khí, DO = 2mg/l bể hiếu khí, trì DO bể thiếu khí lần lƣợt 0,08 mg/l; 0,16 mg/l; 0,25 mg/l; 0,37 mg/l 0,5mg/l Kết cho thấy nồng độ oxy hòa tan bể thiếu khí tối ƣu để hiệu khử nitơ Ammonia N tốt từ 0,25 ÷ 0, mg/l KIẾN NGHỊ - Tất nƣớc rác BCL phế thải sinh hoạt trƣớc xả đổ vào nguồn phải xử đạt tiêu chuẩn cho phép 95 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác - Nghiên cứu biện pháp quản khai thác hệ thống bãi chôn lấp hệ thống xử nƣớc rác - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử nƣớc rác điều kiện cần thiết, nhiên Sở Khoa học Công nghệ, Ban ngành liên quan cần trọng đến giải pháp chế biến rác thải (tái chế, đốt ) nhằm giảm lƣợng rác chôn lấp kỹ thuật tiên tiến vận hành BCL để giảm lƣợng nƣớc rác mức độ ô nhiễm nƣớc rác 96 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Văn Cát (2007), Xử nước thải giàu hợp chất nito photpho Nhà xất Khoa học tự nhiên Công nghệ Hà Nội [2] Trần Đức Hạ(2002), ''Xử nước thải sinh hoạt quy nhỏ vừa'', NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Huỳnh Trung Hải (2010), Bài giảng Quản chất thải rắn chất thải nguy hại, Viện Khoa học Công nghệ - Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2010 [4] Đặng Xuân Hiển (2011), đề tài “Nghiên cứu xây dựng công nghệ tích hợp hóa - sinh học thích ứng, hiệu quả, an toàn bề vững với môi trường sinh thái để xử nước rác bãi chôn lấp tập trung”, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2011 [5] Đặng Xuân Hiển (2011), Bài giảng xử nƣớc thải [6] Hoàng Huệ (2005), Xử nước rác, Nxb Xây dựng, Hà Nội [7] Trịnh Xuân Lai (2000), Tính toán thiết kế công trình xử nước thải, Nxb Xây dựng, Hà Nội [8] Bùi Tá Long (2008), hình hóa Môi trường NXB ĐH Quốc Gia TPHCM [9] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (1999), Giáo trình xử nước thải, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội [10] Sở Giao thông công thành phố Hà Nội, Công ty kinh doanh nƣớc Hà Nội (2003), "Báo cáo tổng kết thực dự án sản xuất thử nghiệm: Xử Amôni nước ngầm quy Pilot nhà máy nước Pháp Vân", Hà Nội [11] Trịnh Thị Thanh (2004), Giáo trình Công nghệ môi trường, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội [12] Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các trình oxy hoá n ng cao xử nước nước thải, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh 97 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác [13] A.Rivas, Irizar, E.Ayesa (2008), “Model-base optimisation of Wastewater Treatment Plants design”, Environmental Modelling & Software, 23 (2008), pp.435-450 [14] APHA (1995), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19th American Public Health Association, Washington DC [15] H Boursier, F Besline Activated Sludge Model No.1 Calibration for piggery wastewater treatment using respirometry Wat Sci Technol Vol.49, No 6, (2004) pp 389 -396 [16] Hence, W.Gujer, M Mino, (2000) Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM IWA Publishing scientific and technical report series England [17] Holinger AG (2006), Dynamic simulation software for Biological wastewater treatment modeling: Activated Sludge simulation Program, Berne [18] Huo-sheng Li at all, (2009) .Advanced treatment of landfill leachate by a new combination process in a full-scale plant, Journal of Hazardous Materials 172 [19] K-H Rosenwinkel, M Wichern, C Lippert, B Arnold, T Fengler (1999), DenikaPlus Program for Dimensioning and Optimization of Biological Wastewater Treatment Plants, Hannover [20] Metcalf & Eddy, Inc (2003) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (fourth edition) [21] Michela Mulas (2006), Modelling and Control of Activated Sludge Processes (doctoral thesis), Dottorato Di Ricerca In Ingegneria Industriale, Università Degli Studi Cagliari [22] Mogens Henze, Willi Gujer, Takashi Mino, Mark van Loosdrecht (2002) Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d, and ASM3 - Edited by IWA group on mathematical modelling for design and operation of biological wastewater treatmen, IWA Publishing, London SW1H 0QS-UK [23] S E Jorgensen and R A.Vollenweider (1998) Guidelines of lake management 98 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác [24] Swiss Federal Institue for Environmental Science and Technology (EAWAG) (1998), Aquasim 2.0 - Tutorial Computer Program for Identification and Simulation of Aquatic Systems, Switzerland [25] Tchobanoglous, Thersen and Vigil, (1993) Integrated Solid Waste Management Mcraw-Hill International Editions Civil Engineering Series [26] U Jeppsson Modelling aspects of wastewater treatment processes, Lund institute of Technology (1996), A General Description of the Activated Sludge Model No (ASIM1) [27] Paulina JELONEK, Ewa NECZAJ (2012) The use of Advanced Oxidation Processes (AOP) for the treatment of landfill leachate [28] http://www.envirosim.com/ [29] http://www.Hoahocngaynay.com [30] http://www.ctu.edu.vn 99 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa sinh học sở hình, ứng dụng xử nƣớc rỉ rác PHỤ LỤC 100 ... trình sinh học, hóa học hóa 28 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mô hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác lý Hầu hết công nghệ xử lý bắt đầu với xử lý nitơ phƣơng pháp Nitrate hóa khử... hợp hóa lý – sinh học sở mô hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác tƣơng lai Vì vậy, việc thực đề tài: Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mô hình, ứng dụng xử lý nước rỉ rác”, nhằm đƣa... hƣớng giải thích hợp vấn đề xử lý nƣớc rác 18 Nghiên cứu công nghệ tích hợp hóa lý – sinh học sở mô hình, ứng dụng xử lý nƣớc rỉ rác Theo nghiên cứu Viện Khoa học Công nghệ môi trƣờng, thành

Ngày đăng: 18/07/2017, 22:33

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • trang bia

  • loi cam on

  • loi cam doan

  • danh muc chu viet tat

  • muc luc

  • danh muc bang

  • danh muc hinh

  • mo dau

  • chuong 1

  • chuong 2

  • chuong 3

  • ket luan va kien nghi

  • tai lieu tham khao

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan