Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG O0O ISO 9001:2008 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Chủ nhiệm đề tài :ThS. Hoàng Thị Thuý Bộ môn Môi Trƣờng - Đại học Dân Lập Hải Phòng Hải Phòng 2010 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Ý nghĩa 1 BOD Nhu cầu oxy sinh hoá 2 B&V Vi khuẩn và virút 3 CHC Chất hữu cơ 4 COD Nhu cầu oxy hoá học 5 CS Các chất keo 6 DEWATS Xử lý nước thải phân tán 7 DO Hàm lượng oxy hòa tan 8 FWS Các hệ thống chảy trên bề mặt 9 HM Kim loại nặng 10 HSF Các hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất 11 KHCN Khoa học công nghệ 12 KHKT Khoa học kĩ thuật 13 NXB Nhà xuất bản 14 GS – TSKH Giáo sư – Tiến sĩ khoa học 15 RO Các chất hữu cơ khó phân huỷ 16 SS Chất rắn lơ lửng 17 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 18 T-N Tổng hàm lượng nitơ 19 T-P Tổng hàm lượng photpho 20 TSS Tổng hàm lượng các chất rắn lơ lửng 21 VSF Các hệ thống dòng chảy đứng 22 VSV Vi sinh vật DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1. Đặc tính của nước thải sinh hoạt thông thường 3 2 Bảng 2.1. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 700 (l/ngđ) 26 3 Bảng 2.2. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 1 (m 3 /ngđ) 28 4 Bảng 2.3. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 1,5 (m 3 /ngđ) 30 5 Bảng 2.4. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 2 (m 3 /ngđ) 31 6 Bảng 2.5. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 2,5 (m 3 /ngđ) 33 7 Bảng 2.6. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 2,8 (m 3 /ngđ) 35 8 Bảng 2.7. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 3 (m 3 /ngđ) (lần thứ 1) 36 9 Bảng 2.8. Kết quả các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống với Q = 3(m 3 /ngđ) (lần thứ 2) 38 DANH MỤC HÌNH VẼ STT Tên hình Trang 1 Hình 1.1. Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của bãi lọc ngập nước trên bề mặt 14 2 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của bãi lọc ngầm dòng chảy ngang 15 3 Hình 1.3. Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của bãi lọc ngầm dòng chảy đứng 17 4 Hình 1.4. Cây sậy 18 5 Hình 2.1. Mô hình thí nghiệm 23 6 Hình 2.2. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q = 700 (l/ngđ) 27 7 Hình 2.3. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q = 1 (m 3 /ngđ) 28 8 Hình 2.4. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q = 1,5 (m 3 /ngđ) 30 9 Hình 2.5. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q = 2 (m 3 /ngđ) 32 101 Hình 2.6. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q =2,5 (m 3 /ngđ) 34 11 Hình 2.7. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q = 2,8 (m 3 /ngđ) 35 12 Hình 2.8. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q = 3(m 3 /ngđ) (lần thứ 1) 37 13 Hình 2.9. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của hệ thống với Q = 3(m 3 /ngđ) (lần thứ 2) 39 Báo cáo nghiên cứu khoa học Bộ môn Môi trường - ĐHDLHP Chủ nhiệm đề tài - ThS. Hoàng Thị Thuý 0 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 2 1.1. Một số khái niệm 2 1.2. Tình hình ô nhiễm của nƣớc thải sinh hoạt 2 1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc 3 1.3.1. pH 3 1.3.2. Độ đục 3 1.3.3. Mùi 4 1.3.4. Hàm lượng chất rắn 4 1.3.5. Hàm lượng oxy hòa tan (DO) 4 1.3.6. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 5 1.3.7. Nhu cầu oxy hóa học (COD) 5 1.3.8. Tổng hàm lượng Nitơ (T-N) 5 1.3.9. Tổng hàm lượng photpho (T- P) 6 1.3.10. Tiêu chuẩn vi sinh 6 1.4. Nguyên lý công nghệ xử lý nƣớc thải 6 1.4.1. Khảo sát và đánh giá mức độ ô nhiễm 6 1.4.2. Một số phương pháp xử lí nước thải 7 1.4.2.1. Xử lí nước thải bằng phương pháp cơ học 7 1.4.2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lý 8 1.4.2.3. Xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học 10 1.5. Giới thiệu về cây sậy 17 1.6. Vai trò của cây sậy trong hệ thống đất ngập nƣớc 18 1.7. Một số nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam 18 CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 21 2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu 21 2.1.1. Phương pháp phân loại, hệ thống hoá lý thuyết 21 2.1.2. Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu 21 2.1.3. Phương pháp Pilot 21 2.1.4. Phương pháp phân tích 21 2.2. Đối tƣợng nghiên cứu 22 2.3. Nội dung nghiên cứu 22 2.3.1. Quản lý nước thải phân tán 22 2.3.2. Mô hình thí nghiệm 22 2.3.3. Thiết kế thí nghiệm 25 Báo cáo nghiên cứu khoa học Bộ môn Môi trường - ĐHDLHP Chủ nhiệm đề tài - ThS. Hoàng Thị Thuý 1 2.4. Kết quả 26 2.4.1. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 700 (l/ngđ) 26 2.4.2. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 1( m 3 /ngđ) 28 2.4.3. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 1,5 ( m3/ngđ) 29 2.4.4. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 2 ( m3/ngđ) 31 2.4.5. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 2,5 ( m3/ngđ)) 33 2.4.6. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 2,8 (m3/ngđ) 35 2.4.7. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 3 (m3/ngđ) (lần thứ 1) 36 2.4.8. Kết quả phân tích các thông số ô nhiễm được xử lý trong hệ thống thí nghiệm với Q = 3 ( m3/ngđ) (lần thứ 2) 38 CHƢƠNG III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 3.1. Kết luận 41 3.2. Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Báo cáo nghiên cứu khoa học Bộ môn Môi trường - ĐHDLHP Chủ nhiệm đề tài - ThS. Hoàng Thị Thuý 2 Báo cáo nghiên cứu khoa học Bộ môn Môi trường - ĐHDLHP Chủ nhiệm đề tài - ThS. Hoàng Thị Thuý 3 MỞ ĐẦU Ô nhiễm môi trường nước là một vấn đề lớn mà Việt Nam đang phải đối mặt. Hầu hết nước thải sinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp không được xử lý mà được thải trực tiếp vào môi trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt, nước ngầm, tác động xấu đến điều kiện vệ sinh và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Xử lý nước thải bằng bãi lọc ngầm đã và đang được áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới với ưu điển là rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao. Đây là công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái của địa phương. Mặt khác, Việt Nam là nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm, rất thích hợp cho sự phát triển của các loại thực vật thủy sinh. Do vậy, tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang. Báo cáo nghiên cứu khoa học Bộ môn Môi trường - ĐHDLHP Chủ nhiệm đề tài - ThS. Hoàng Thị Thuý 4 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Một số khái niệm[16] - Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi các thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật. - Nước thải là nước đã qua sử dụng vào các mục đích như sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu thủy lợi, chế biến công nghiệp, chăn nuôi Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng. - Nước thải sinh hoạt hay là nước thải từ các khu dân cư bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, cơ quan, khách sạn, trường học, khu vực thương mại và các khu vui chơi giải trí. 1.2.Tình hình ô nhiễm của nƣớc thải sinh hoạt[5] Phần lớn nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư đô thị, ven đô và nông thôn ở Việt Nam đều chưa được xử lý đúng cách. Nước thải từ các khu vệ sinh mới chỉ xử lý sơ bộ, chưa đạt yêu cầu đã xả ra môi trường hòa cùng dòng nước thải sinh hoạt từ nhà bếp, tắm, giặt là nguyên nhân gây ô nhiễm, lan tràn dịch bệnh. Vì vậy trong điều kiện hiện nay, khi mà các dự án thoát nước và xử lý nước chưa được đưa đến mọi nơi, nếu có thì cũng chỉ dừng lại ở tình trạng thoát nước mưa và khắc phục tình trạng ngập, úng, và còn rất nhiều chi phí để vận hành, bảo dưỡng các hệ thống đó, thì việc nghiên cứu làm sạch nước thải cho các hộ gia đình, hay các cụm dân cư, bằng các công nghệ phù hợp, đơn giản, có chi phí xây dựng và vận hành thấp, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường là một hướng giải quyết hợp lý, khả thi. Nước thải sinh hoạt thông thường thường có những đặc tính sau: Báo cáo nghiên cứu khoa học Bộ môn Môi trường - ĐHDLHP Chủ nhiệm đề tài - ThS. Hoàng Thị Thuý 5 Bảng 1.1. Các đặc tính của nƣớc thải sinh hoạt thông thƣờng[1] Chỉ tiêu Nồng độ Cao Trung bình Thấp BOD 5 400 220 110 COD 1000 500 250 Đạm hữu cơ 35 15 8 Đạm amôn 50 25 12 TN 85 40 20 TP 15 8 4 TSS 1200 720 350 SS 350 220 100 1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc[3][2][6] 1.3.1. pH pH của nước được đặc trưng bằng nồng độ ion H + trong nước. Giá trị pH trong nước thải có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý, tính chất của nước được xác định theo các giá trị khác nhau của pH. pH = 7: Nước trung tính. pH > 7: Nước mang tính kiềm. pH < 7: Nước mang tính acid. Giá trị của pH cho phép ta quyết định xử lý nước thải theo phương pháp thích hợp, hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý nước. Các công trình xử lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học hoạt động ở pH nằm trong giới hạn từ 6,5 – 9,0. Môi trường thuận lợi nhất để vi khuẩn phát triển thường có pH từ 7 – 8. Các vi khuẩn khác nhau thì có giới hạn pH khác nhau. Ví dụ vi khuẩn Nitrit phát triển thuận lợi nhất với pH từ 4,8 – 8,8; vi khuẩn Nitrat phát triển thuận lợi nhất ở pH từ 6,5 – 9,3; vi khuẩn lưu huỳnh phát triển tại môi trường có pH từ 1 – 4. Ngoài ra, pH còn ảnh hưởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng như tạo bông cặn bằng phèn nhôm, phèn sắt, PAC… 1.3.2. Độ đục Nước tự nhiên sạch thường không chứa chất rắn lơ lửng nên trong suốt và không có màu. Độ đục do các chất rắn lơ lửng gây ra. Những hạt vật chất gây [...]... cỏc cụng trỡnh x lý sinh hc - X lý cp II (x lý th cp): Gm cỏc quỏ trỡnh sinh hc (ụi khi cú c húa hc) Nhim v chớnh ca quỏ trỡnh ny l tỏch cỏc tp cht hu c hũa tan cú th phõn hy bng con ng sinh hc (ngha l lm gim ch s BOD) khi x ra ngun nc thi khụng gõy thiu ht ụxy v mựi hụi thi cho ni tip nhn Cỏc cụng on ny bao gm cỏc quỏ trỡnh: hot húa bựn, lc sinh hc hay cỏc h sinh hc - X lý cp III (x lý tng cng): Thụng... iu kin a phng v mc cn thit x lý m phng phỏp hoỏ hc hay phng phỏp hoỏ lý l giai on cui cựng (nu mc x lý t yờu cu, cú th x nc ra ngun) hoc ch l giai on s b (thớ d kh mt vi cỏc liờn kt c hi nh hng n ch lm vic bỡnh thng ca cỏc cụng trỡnh x lý) 1.4.2.3 X lý nc thi bng cỏc phng phỏp sinh hc X lý nc thi bng phng phỏp sinh hc da trờn hot ng sng ca sinh vt nh vi khun d dng hoi sinh cú trong nc thi hay thc... nh to ra biogas, to protein trong sinh khi ca sinh vt lm thc n gia sỳc H vi sinh vt tham gia trong x lý nc thi cú nhiu loi nh nm men, nm mc, x khun Tu theo Ch nhim ti - ThS Hong Th Thuý 12 Bỏo cỏo nghiờn cu khoa hc B mụn Mụi trng - HDLHP h vi sinh vt s dng m cú phng phỏp x lý thớch hp theo hng x lý ym khớ, x lý hiu khớ hay x lý tựy tin.[6][10] Phng phỏp hiu khớ X lý nc thi bng phng phỏp hiu khớ da... lc chỳng qua li lc c bit hoc qua lp vt liu lc Trng hp khi mc lm sch khụng cao lm v cỏc iu kin v sinh cho phộp thỡ phng phỏp x lý c hc gi vai trũ chớnh trong trm x lý Trong cỏc trng hp khỏc, phng phỏp x lý c hc ch l giai on lm sch s b trc khi x lý sinh húa 1.4.2.2 X lý nc thi bng phng phỏp húa hc v húa lý[ 15] + Phng phỏp húa hc: Thc cht ca phng phỏp húa hc l a vo nc thi cht phn ng no ú Cht ny tỏc dng... qua ng dn trờn b mt Nc s chy xung di theo chiu thng ng gn di ỏy cú ng thu nc ó x lý a ra ngoi Cỏc h thng VSF thng xuyờn c s dng x lý ln 2 cho nc thi ó qua x lý ln 1, nú ph thuc vo x lý s b nh b lng, b t hoi H thng t ngp nc cng cú th c ỏp dng nh mt giai on ca x lý sinh hc Cây Cổng rửa ống phân phối Cát Sỏi nhỏ Vùng rễ cây Đá trung bình Đá thô Độ dốc 1% ống thu n-ớc Đầu ra Hỡnh 1.3 S nguyờn tc hot... thng ngp nc nhõn to vn ang c s dng x lý nc thi sinh hot Nm 1991, bói lc trng cõy dũng chy ngm x lý nc thi sinh hot u tiờn ó c xõy dng Na Uy Ngy nay, ti nhng vựng nụng thụn Na Uy, phng phỏp ny ó tr nờn rt ph bin x lý nc thi sinh hot, nh cỏc bói lc vn hnh vi hiu sut cao thm chớ c vo mựa ụng v yờu cu bo dng thp Ti an Mch, hng dn chớnh thc mi gn õy v x lý ti ch nc thi sinh hot ó c B Mụi trng an Mch cụng... nguyờn tc hot ng ca bói lc ngm dũng chy ngang C ch loi b cht thi trong h thng x lý: H thng bói lc ngm loi b c nhiu cht gõy ụ nhim bao gm: cỏc cht hu c, cỏc cht rn l lng, nit, photpho, kim loi nng v cỏc vi sinh vt gõy bnh Cỏc cht c loi b khi nc thi trc tip hoc giỏn tip thụng qua cỏc quỏ trỡnh vt lý, húa hc v sinh hc Vt lý: Cỏc cht ụ nhim c loi b bi quỏ trỡnh vt lý nh lng do trng lc, hoc lc c hc khi nc... tiờu ú trong mụi trng Hin nay cú nhiu c s x lý nc thi, nhng khụng ớt trong s ú khụng ỏp ng c Ch nhim ti - ThS Hong Th Thuý 8 Bỏo cỏo nghiờn cu khoa hc B mụn Mụi trng - HDLHP yờu cu x lý ỏp ng c yờu cu v mc ớch s dng, trong cụng ngh x lý nc thi phi s dng nhiu quỏ trỡnh khỏc nhau, cú th phõn thnh cỏc cụng on x lý: - X lý cp I (x lý s b): Gm cỏc quỏ trỡnh x lý s b v lng loi cỏc cht rn ln nh rỏc, cỏt... pH ca mụi trng sang kim H vi sinh vt lờn men ym khớ thng cú sn trong nc thi Tuy nhiờn tng tc phõn gii, nõng cao nng sut hot ng ca cỏc b Metan, cú th phõn lp, nuụi cy cỏc vi sinh vt thớch hp cung cp thờm cho b Cỏc nhúm vi sinh vt thng gp trong quỏ trỡnh ny l: Metanococcus, Metanobacterium, Metanosarcina X lý nc bng thc vt thu sinh[ 4,11] Thy sinh thc vt l nhng loi thc vt sinh trng trong mụi trng nc,... cú trong nc thi hay thc vt sng trong nc thi Thc cht ca phng phỏp sinh hc l da vo hot ng sinh tn ca sinh vt phõn hy cỏc cht hu c hay hp th cỏc cht ụ nhim cú trong nc thi Chỳng s dng ngun cht hu c v cỏc cht khoỏng lm ngun dinh dng v to nng lng Trong quỏ trỡnh dinh dng, chỳng nhn c cỏc cht lm vt liu xõy dng t bo, sinh trng v sinh sn nờn sinh khi c tng lờn i vi nc thi cú tp cht vụ c thỡ phng phỏp ny dựng . các loại thực vật thủy sinh. Do vậy, tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang. . công trình xử lý) . 1.4.2.3. Xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của sinh vật