Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đại học thực tốt khóa luận tốt nghiệp, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình quý thầy cô trường Đại học sư phạm Hà Nội thầy cô viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu thầy cô giáo trường Đại học sư phạm Hà Nội tận tình dạy bảo truyền đạt kiến thức bổ ích cho em suốt thời gian học tập trường Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Ths Lê Cao Khải dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn anh, chị cán viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện cho em xây dựng mô hình nghiên cứu tiến hành thực nghiệm tốt Mặc dù em có nhiều cố gắng hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp tất nhiệt tình lực mình, nhiên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quý báu quý thầy cô giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2013 Trần Thị Nga Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội DANH MỤC HÌNH Hình 1: Chu trình nitơ tự nhiên Hình 2: Đường cong clo hóa tới điểm đột biến nước có amoni Hình 3: Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình nitrat hóa Hình 4: Quá trình nitrat màng tế bào chất vi khuẩn Hình 5: Một số quy trình công nghệ xử lý nitơ nước thải Hình 6: Hệ thí nghiệm Hình 7: Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm Hình 8: Ảnh hưởng COD vào, đến hiệu suất xử lý COD Hình 9: Ảnh hưởng tải lượng COD vào đến hiệu suất xử lý COD tổng Hình 10: Ảnh hưởng NH4+ vào, đến hiệu suất xử lý NH4+ bể thiếu khí Hình 11: Ảnh hưởng NH4+ vào, đến hiệu suất xử lý NH4+ bể kỵ khí Hình 12: Ảnh hưởng NH4+ vào, đến hiệu suất xử lý NH4+ bể hiếu khí Hình 13: Ảnh hưởng NH4+ vào, đến hiệu suất xử lý NH4+ tổng Hình 14: Ảnh hưởng NH4+ vào, đến hiệu suất xử lý NH4+ toàn hệ Hình 15: Ảnh hưởng tải lượng NH4+ vào đến hiệu suất xử lý NH4+ tổng Hình 16: Ảnh hưởng T-N vào, đến hiệu suất xử lý T-N bể thiếu khí Hình 17: Ảnh hưởng T-N vào, đến hiệu suất xử lý T-N bể kỵ khí Hình 18: Ảnh hưởng T-N vào, đến hiệu suất xử lý T-N bể hiếu khí Hình 19: Ảnh hưởng T-N vào, đến hiệu suất xử lý T-N tổng Hình 20: Ảnh hưởng NH4+ vào, đến hiệu suất xử lý T-N toàn hệ Hình 21: Ảnh hưởng tải lượng T-N vào đến hiệu suất xử lý T-N tổng Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Lượng chất bẩn người ngày xả vào hệ thống thoát nước Bảng 2: Thành phần nước thải khu dân cư Bảng 3: Yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT Bảng 4: Kết phân tích số tiêu nước thải Bảng 5: Các tiêu trung bình hợp chất nitơ nước thải sinh hoạt Bảng 6: Nồng độ NH4+ NO2- gây cho nitrobacter Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AO: Anoxic - Oxic BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxygen sinh hóa BOD5: Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết chất hữu sinh hóa vi khuẩn (có nước nói chung nước thải nói riêng) gây ra, với thời gian xử lý nước ngày điều kiện nhiệt độ 20C BHT: Bùn hoạt tính BTNMT: Bộ Tài Nguyên Môi Trường COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxygen hóa học DO: Lượng oxy hòa tan nước DS (Dissolved Solids): Tổng hàm lượng chất hòa tan N (Nitrogen): Nitơ LSH: Lọc sinh học P (Phosphorus): Photpho QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TCBYT: Tiêu chuẩn y tế TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng TDS: Chất rắn hòa tan TS (Total Solids): Tổng hàm lượng chất rắn VSV: Vi sinh vật SBR: Công nghệ xử lý hiếu khí theo mẻ SS (Suspended Solids): Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1.Tổng quan nước thải sinh hoạt 1.1.1.Nguồn phát sinh nước thải 1.1.2.Lưu lượng thành phần nước thải sinh hoạt phân tán 1.2.Nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm nitơ môi trường nước trạng thái tồn nitơ môi trường nước thải 1.2.1.Nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm nitơ môi trường nước 1.2.2.Trạng thái tồn nitơ 1.3.Tác hại nitơ nước thải 12 1.3.1.Tác hại nitơ sức khỏe cộng đồng 12 1.3.2.Tác hại ô nhiễm nitơ môi trường 13 1.4.Tổng quan công nghệ xử lý nitơ nước thải 13 1.4.1.Các phương pháp ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt 13 1.4.2.Các phương pháp xử lý nitơ nước thải 15 1.4.2.1.Phương pháp Clo hóa đến điểm đột biến 15 1.4.2.2.Phương pháp thổi khí pH cao 17 1.4.2.3.Phương pháp sinh học 18 1.4.3.Xử lý nitơ nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học 18 1.4.4.Một số qui trình ứng dụng xử lý nitơ nước thải phương pháp sinh học 25 1.4.5.Ưu điểm công nghệ 29 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1.Đối tượng mục đích nghiên cứu 30 2.1.1.Đối tượng nghiên cứu 30 Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2.1.2.Mục đích nghiên cứu 30 2.2.Nội dung nghiên cứu 30 2.3.Phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1.Phương pháp tài liệu thừa kế 30 2.3.2.Phương pháp thống kê toán học 31 2.3.3.Phương pháp phân tích 31 2.3.3.1.Phân tích amoni 31 2.3.3.2.Phân tích tổng nitơ 32 2.4.Phương pháp thực nghiệm 32 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35 3.1.Ảnh hưởng tải lượng COD đến hiệu suất xử lý COD 35 3.2.Ảnh hưởng tải lượng NH4+ đến hiệu suất xử lý NH4+ 37 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ NH4+ đến hiệu suất xử lý NH4+ bể thiếu khí 37 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ NH4+ đến hiệu suất xử lý NH4+ bể kỵ khí 38 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ NH4+ đến hiệu suất xử lý NH4+ bể hiếu khí 39 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ tải lượng NH 4+ đến hiệu suất xử lý NH 4+ tổng 40 3.3 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý NH4+ 42 3.3.1 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý NH4+ bể thiếu khí 42 3.3.2 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý NH4+ bể kỵ khí 42 3.3.3 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý NH4+ bể hiếu khí 43 3.3.4 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý NH 4+ tổng 43 3.4 Ảnh hưởng tải lượng T-N đến hiệu suất xử lý T-N 44 3.4.1 Ảnh hưởng nồng độ T -N đến hiệu suất xử lý T - N bể thiếu khí 44 3.4.2 Ảnh hưởng nồng độ T -N đến hiệu suất xử lý T - N bể kỵ khí 45 Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.4.3 Ảnh hưởng nồng độ T -N đến hiệu suất xử lý T - N bể thiếu khí 46 3.4.4 Ảnh hưởng nồng độ tải lượng T-N đến hiệu suất xử lý T -N tổng 47 3.5 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T -N 49 3.5.1 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T -N bể thiếu khí 49 3.5.2 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T -N bể kỵ khí 50 3.5.3 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T -N bể hiếu khí 50 3.5.4 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T -N tổng 51 KẾT LUẬN 52 PHỤ LỤC 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội MỞ ĐẦU Phát triển bền vững kinh tế - xã hội - môi tường mục tiêu hướng tới hầu hết quốc gia Với phát triển kinh tế mạnh mẽ năm qua nguồn phát sinh gây ô nhiễm môi trường ngày lớn Việt Nam chưa có biện pháp bảo vệ môi trường đắn, gây sức ép lớn môi trường Tình trạng ô nhiễm không khí, nước mặt, nước ngầm thành phố lớn, khu công nghiệp ngày trầm trọng, gây tác động xấu đến cảnh quan môi trường sức khỏe người Tốc độ đô thị hóa Viêt Nam nhanh chóng với phát triển công nghiệp Tỉ lệ dân số thành thị tăng với tốc độ đô thị hóa Nước thải từ thành phố, khu dân cư tập trung, khu công nghiệp tăng theo mức tăng dân số với số lượng thải lớn Lưu lượng nước thải thành phố 20 vạn dân khoảng 40.000 - 60.000 m3/ ngày Đặc trưng nước thải sinh hoạt hàm lượng chất hữu lớn (từ 55% - 65% tổng lượng chất bẩn) chứa nhiều VSV, có VSV gây bệnh Thành phần chất ô nhiễm nước thải BOD5 110 - 400 mg/l, tổng lượng nitơ T-N 20 - 85 mg/l nitơ amoni 12-50 mg/l Cùng nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất nhà máy, xí nghiệp chứa nhiều loại tạp chất phức tạp, có nhiều loại chứa nhiều chất bẩn vô cơ, đặc biệt kim loại nặng ngành công nghiệp có công nghệ mạ Nước thải ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, thuộc da, giết mổ chứa nhiều chất hữu vi khuẩn gây bệnh Sự phát triển nhanh kinh tế dẫn đến cải thiện mức sống người dân đòi hỏi mức độ vệ sinh môi trường Vì vậy, xây dựng công trình xử lý nước thải phải đạt yêu cầu chất lượng nguồn Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội nước xả Nồng độ chất ô nhiễm nước thải phải thấp giá trị giới hạn cho phép quy định xả loại nguồn nước mặt khác Một tiêu cần phải đạt hàm lượng nitơ nước thải Mà hàm lượng cho phép thành phần dinh dưỡng N, P quy định ngặt nghèo tiêu chuẩn thải nhiều quốc gia Việt Nam Theo TCVN 67772: 2000 N - NH4+ không lớn 0,05 mg/l với nguồn loại A mg/l với nguồn loại B Hàm lượng niơ nước thải cao làm ảnh hưởng đến sức khỏe người, đến môi trường với trình xử lý khác trạm xử lý nước thải Vì vậy, xử lý nước thải việc xử lý thành phần ô nhiễm hữu (BOD, COD), SS… Việc xử lý thành phần dinh dưỡng N, P yêu cầu quan trọng Có nhiều biện pháp để khử niơ nước thải Trong giới hạn chuyên đề này, đưa biện pháp sinh học để khử niơ nước thải sinh hoạt phân tán tổ hợp kỵ khí - thiếu khí - hiếu khí Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt 1.1.1 Nguồn phát sinh nước thải Nước thải sinh hoạt nước phát sinh từ hoạt động cộng đồng dân cư, gia đình, trung tâm thương mại, khu vui chơi giải trí…và tính theo đầu người 1.1.2 Lưu lượng thành phần nước thải sinh hoạt phân tán Lưu lượng nước thải sinh hoạt xác định sở nước cấp Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt thường từ 100 đến 250 l/người/ngày (đối với nước phát triển) từ 150 đến 500 l/người/ngày (đối với nước phát triển) Tiêu chuẩn cấp nước đô thị nước ta dao động từ 120 đến 180 l/người/ngày Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt từ 50 đến 129 l/người/ngày Tiêu chuẩn nước thải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước Thông thường tiêu chuẩn nước sinh hoạt lấy 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích Ngoài ra, lượng nước thải sinh hoạt khu vực dân cư phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết tập quán sinh hoạt nhân dân Lượng nước thải tập trung đô thị lớn Lượng nước thải thành phố 20 vạn dân khoảng 40 đến 60 nghìn m3/ngày Tổng lượng nước thải thành phố Hà Nội (năm 2006) gần 500.000 nghìn m3 /ngày -Thành phần: Trong trình sinh hoạt, người xả vào hệ thống thoát nước lượng chất bẩn định, phần lớn loại cặn, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng Ở nước ta tiêu chuẩn TCXD 51:2007 quy định lượng chất bẩn tính Sinh viên: Trần Thị Nga Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.4.3 Ảnh hưởng nồng độ T-N đến hiệu suất xử lý T-N bể hiếu khí Ảnh hưởng nồng độ T-N đến hiệu suất xử lý T-N bể hiếu khí thể hình 18 Hình 18: Ảnh hưởng nồng độ T-N vào, đến hiệu suất xử lý T-N bể hiếu khí Kết hình 18 cho thấy chế độ khác hiệu suất xử lý TN khác Ở chế độ (Q=1l/h): Hiệu suất xử lý T-N 35-46%, T-N khoảng 6-10 mg/l, T-N vào khoảng 12-17 mg/l Ta thấy lưu lượng T-N tăng hiệu suất xử lý T-N giảm Ở chế độ (Q=0,75l/h,): Hiệu suất xử lý dao động khoảng 50-65%, với nồng độ T-N đầu vào 8-15mg/l đầu khoảng 3-8mg/l Ta thấy lưu lượng T-N tăng hiệu suất xử lý T-N giảm Sinh viên: Trần Thị Nga 46 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.4.4 Ảnh hưởng nồng độ tải lượng T-N đến hiệu suất xử lý T-N tổng Ảnh hưởng nồng độ T-N đến hiệu suất xử lý T-N tổng thể hình 19 Hình 19: Ảnh hưởng nồng độ T-N vào, đến hiệu suất xử lý T-N tổng Kết hình 19 cho thấy chế độ khác hiệu suất xử lý TN khác Ở chế độ (Q=1l/h): Hiệu suất xử lý T-N từ 55-65%, T-N vào khoảng 18-28 mg/l, T-N dao động khoảng 3-10mg/l Ta thấy lưu lượng T-N tăng hiệu suất xử lý T-N giảm Ở chế độ (Q=0,75l/h): Hiệu suất xử lý dao động khoảng 70-80%, với nồng độ TN đầu vào 15-25mg/l, T-N khoảng 3-8mg/l Ta thấy lưu lượng T-N tăng hiệu suất xử lý T-N giảm Ảnh hưởng nồng độ T-N đến hiệu suất xử lý T-N toàn hệ thể hình 20 Sinh viên: Trần Thị Nga 47 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Hình 20: Ảnh hưởng T-N vào, đến hiệu suất xử lý T-N toàn hệ Kết hình 14 cho thấy hiệu suất xử lý bể chế độ khác khác Lưu lượng NH4+ vào giảm hiệu suất xử lý bể tăng Hiệu suất xử lý bể hiếu khí tăng nhiều Ảnh hưởng tải lượng T-N vào đến hiệu suất xử lý T-N tổng thể hình 21 Sinh viên: Trần Thị Nga 48 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Hình 21: Ảnh hưởng tải lượng T-N vào đến hiệu suất xử lý T-N tổng Kết hình 21 cho thấy chế độ Q1: Hiệu suất xử lý T-N 60-65%, tải lượng T-N vào nằm khoảng 0,018-0,027 kg/m3/ngày Ta thấy tải lượng T-N vào tăng hiệu suất xử lý T-N giảm Ở chế độ Q2: Hiệu suất xử lý T-N tăng nằm khoảng 70 - 80%, tải lượng T-N vào nằm khoảng 0,011-0,020 kg/m3/ngày Ta thấy tải lượng T-N vào tăng hiệu suất xử lý T-N giảm 3.5 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T-N 3.5.1 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T-N bể thiếu khí Kết hình 16 cho thấy: - Khi Q3 = 0,75 l/h, n = 2, hiệu suất xử lý T-N 20-30%, T-N khoảng 14-22mg/l, T-N vào khoảng 17-27mg/l - Khi Q4 = 0,75l/h, n = 3, hiệu suất xử lý T-N từ 25-35%, T-N khoảng 10-14mg/l, T-N vào khoảng 18-21 mg/l Sinh viên: Trần Thị Nga 49 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội - Khi Q5 = 0,75l/h, n = 4, hiệu suất xử lý T-N tăng từ 25-30 %, T-N khoảng 12-15,5 mg/l, T-N vào khoảng 18,5-21 mg/l Ta thấy chế độ tuần hoàn lưu lượng T-N tăng hiệu suất xử lý T-N bể thiếu khí tăng không đáng kể 3.5.2 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T-N bể kỵ khí Kết hình 17 cho thấy: - Khi Q3 = 0,75 l/h, n = 2, hiệu suất xử lý T-N từ 20-29%, T-N khoảng 11-17mg/l, T-N vào khoảng 14-22mg/l - Khi Q4 = 0,75l/h, n = 3, hiệu suất xử lý T-N từ 30-40% , T-N khoảng 7-9 mg/l, T-N vào khoảng 11-14mg/l - Khi Q5 = 0,75l/h, n = 4, hiệu suất xử lý T-N từ 25-30% , T-N khoảng 9-11mg/l, T-N vào khoảng 12-15mg/l Ta thấy chế độ tuần hoàn lưu lượng T-N tăng hiệu suất xử lý T-N bể kỵ khí tăng 3.5.3 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T-N bể hiếu khí Kết hình 18 cho thấy: - Khi Q3 = 0,75 l/h, n = 2, hiệu suất xử lý T-N từ 65-70%, T-N khoảng 2-5mg/l, T-N vào khoảng 11-17mg/l - Khi Q4 = 0,75l/h, n = 3, hiệu suất xử lý T-N từ 87-90%, T-N khoảng 0,5-1mg/l, T-N vào khoảng 7-9mg/l - Khi Q5 = 0,75l/h, n = 4, hiệu suất xử lý T-N từ 75-85%, T-N khoảng 1-2mg/l, T-N vào khoảng 9-11mg/l Ta thấy chế độ tuần hoàn lưu lượng T-N tăng hiệu suất xử lý T-N bể hiếu khí tăng nhanh Sinh viên: Trần Thị Nga 50 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.5.4 Ảnh hưởng dòng tuần hoàn đến hiệu suất xử lý T-N tổng Kết hình 19 cho thấy: - Khi Q3 = 0,75 l/h, n = 2, hiệu suất xử lý T-N tăng mạnh lên 82 88% - Khi Q4 = 0,75l/h, n = 3, hiệu suất xử lý T-N từ 95 - 97% - Khi Q5 = 0,75l/h, n = 4, hiệu suất xử lý T-N từ 85 - 90% Khi có dòng tuần hoàn hiệu suất xử lý tổng nitơ tăng lên cao 90% Nhưng tuần hoàn nhiều lần hiệu suất xử lý cao Trong khoảng thí nghiệm cho thấy chế độ Q4=0,75 l/h, n=3 hiệu suất xử lý hệ thí nghiệm tốt Sinh viên: Trần Thị Nga 51 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội KẾT LUẬN Quá trình thực nghiệm với thiết bị kết hợp bể thiếu khí, kỵ khí, hiếu khí chế độ khác nhau, thu kết sau: - Khi tải lượng NH4+ vào giảm hiệu suất xử lý NH4+ tăng Hiệu suất xử lý NH4+ tăng từ 55-65% chế độ Q1 (với tải lượng NH4+ vào nằm khoảng 0,012-0,014 kg/m3/ngày) tăng lên 75 - 85%, chế độ Q2 (với tải lượng NH4+ vào nằm khoảng 0,01-0,017 kg/m3/ngày) - Khi tải lượng tổng nitơ vào giảm hiệu suất xử lý tổng nitơ tăng Hiệu suất xử lý tổng nitơ tăng từ 55-65% chế độ Q1 (với tải lượng tổng nitơ vào nằm khoảng 0,018-0,027) tăng lên 75 - 85%, chế độ Q2 (với tải lượng tổng nitơ vào nằm khoảng 0,011-0,020 kg/m3/ngày) - Khi có dòng tuần hoàn (n = 2, n = n = 4) hiệu suất xử lý NH4+ tổng nitơ tăng chế độ Q3, Q4 Hiệu suất xử lý NH4+ tăng từ 75 - 85% (ở chế độ Q2 = 0,75L/h) lên 82 91% (ở chế độ Q3 = 0,75L/h, n = 2); 95 - 97% (ở chế độ Q4 = 0,75L/h, n = 3); khoảng 93-96% (ở chế độ Q5 = 0,75L/h, n = 4) Hiệu suất xử lý tổng nitơ tăng từ 75 - 85% (ở chế độ Q2 = 0,75 L/h) lên 82 - 88% (ở chế độ Q3 = 0,75 L/h, n = 2); 95 - 97% (ở chế độ Q4 = 0.75L/h, n = 3); khoảng 85 - 90% (ở chế độ Q5 = 0,75L/h, n = 4) Kết thí nghiệm cho thấy dòng tuần hoàn cần thiết để xử lý nitơ nước thải Trong khoảng thí nghiệm thấy chế độ Q4 = 0,75L/h với n = hiệu suất xử lý hệ thí nghiệm cao chi phí lượng thấp Sinh viên: Trần Thị Nga 52 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội PHỤ LỤC Kết thí nghiệm phân tích COD COD Hiệu Đầu Đầu suất bể kỵ bể hiếu xử lý khí khí sau bể mg/l mg/l thiếu khí % Chế độ 1: Q1 = 1L/h Hiệu suất xử lý sau bể kỵ khí % Hiệu suất xử lý sau bể hiếu khí % Tải lượng COD kg/m3 /ngày Hiệu suất xử lý toàn hệ % Ngày lấy mẫu Đầu vào mg/l Đầu bể thiếu khí mg/l 11/3/2013 257.2 161.2 86.24 40.04 37.33 46.50 53.57 0.25 84.43 12/3/2013 250.32 156.26 80.6 35.88 37.58 48.42 55.48 0.24 85.67 13/03/2013 259.8 160.65 85.32 40.05 38.16 46.89 53.06 0.25 84.58 14/03/2013 244 155.52 84.5 35.38 36.26 45.67 58.13 0.23 85.50 15/03/2013 258.6 158.52 88.67 39.4 38.70 44.06 55.57 0.25 84.76 18/03/2013 278.36 164 85.5 40.71 41.08 47.87 52.39 0.27 85.38 19/03/2013 305.8 179.97 97.3 45.6 41.15 45.94 53.13 0.29 85.09 Chế độ 2: Q2 = 0.75L/h 20/03/2013 353.12 201.36 83.52 30.48 42.98 58.52 63.51 0.25 91.37 21/03/2013 286.24 152.35 78.38 29.52 46.78 48.55 62.34 0.21 89.69 28/03/2013 256.32 140.7 66.48 25.12 45.11 52.75 62.21 0.18 90.20 4/4/2013 274.35 155.16 69.76 25.7 43.44 55.04 63.16 0.20 90.63 5/4/2013 254.08 136.45 64.12 25.96 46.30 53.01 59.51 0.18 89.78 9/4/2013 269.26 145.78 73.08 29.62 45.86 49.87 59.47 0.19 89.00 10/042013 270.4 151.12 69.4 25.66 44.11 54.08 63.03 0.19 90.51 11/4/2013 259.76 153.64 64.88 25.08 40.85 57.77 61.34 0.19 90.34 12/4/2013 244.64 137.84 65.08 25.8 43.66 52.79 60.36 0.18 89.45 15/04/2013 256.32 145.2 73.6 26.8 43.35 49.31 63.59 0.18 89.54 16/04/2013 239.72 135.52 69.64 25.76 43.47 48.61 63.01 0.17 89.25 17/04/2013 274 160 70.35 25.07 41.61 56.03 64.36 0.20 90.85 18/04/2013 317 173.2 75.6 25.75 45.36 56.35 65.94 0.23 91.88 73.58 0.24 95.19 Chế độ 3: Q3 = 0.75L/h, Qth = 1.5L/h, n = 22/04/2013 329.16 150.08 Sinh viên: Trần Thị Nga 59.96 15.84 54.41 53 60.05 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 23/04/2013 282.2 131.4 52.9 15.3 53.44 59.74 71.08 0.20 94.58 24/04/2013 311.5 134.62 50.38 12.75 56.78 62.58 74.69 0.22 95.91 Chế độ 4: Q4 = 0.75L/h, Qth = 2.25L/h, n = 25/04/2013 325.7 129.75 50.2 14.08 60.16 61.31 71.95 0.23 95.68 26/04/2013 388.3 148.8 55.7 15.42 61.68 62.57 72.32 0.28 96.03 6/5/2013 382 150.2 50.52 12.04 60.68 66.36 76.17 0.28 96.85 Chế độ 5: Q5 = 0.75L/h, Qth = 2.25L/h, n = 7/5/2013 410 156.35 55.04 15.2 61.87 64.80 72.38 0.30 96.29 8/5/2013 356 140.2 50.3 14 60.62 64.12 72.17 0.26 96.07 9/5/2013 370.25 143.45 52 14.25 61.26 63.75 72.60 0.27 96.15 Sinh viên: Trần Thị Nga 54 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2 Kết nghiên cứu xử lý amoni Ngày lấy mẫu Đầu vào mg/l 26/02/2013 27/02/2013 04/03/13 05/03/13 06/03/13 19.05 17.12 18.34 19.09 23.01 07/03/13 13/03/2013 14/03/2013 15/03/2013 18/03/2013 19/03/2013 20/03/2013 21/03/2013 28/03/2013 04/04/13 05/04/13 09/04/13 10/04/13 11/04/13 18.57 23.79 22.24 22.37 16.51 22.14 13.51 19.99 21.8 17.7 15.91 23.25 13.14 15.09 12/04/13 15/04/2013 16/04/2013 17/04/2013 18/04/2013 23.57 19.34 16.84 22.75 25.37 19/04/2013 24.52 21/04/2013 20.13 22/04/2013 18.95 NH4+ Đầu Đầu Đầu Hiệu Hiệu Hiệu Tải bể bể bể suất xử suất xử suất xử lượng thiếu kỵ hiếu lý sau bể lý sau bể lý sau NH4+ khí khí khí thiếu khí kỵ khí bể hiếu kg/m3/ mg/l mg/l mg/l % % khí % ngày Chế độ 1: Q1 = 1L/h 13.54 11.42 15.57 18.27 13.04 15.6573 0.014 14.43 12.74 9.56 15.71 11.71 24.9608 0.012 15.06 12.98 9.06 17.88 13.81 30.2003 0.013 16.39 13.8 10.09 14.14 15.80 26.8841 0.014 19.5 16.58 12.11 15.25 14.97 26.9602 0.017 Chế độ 2: Q2 = 0.75L/h 11.23 9.54 3.78 39.5261 15.049 60.3774 0.013 14.62 11.64 6.01 38.5456 20.383 48.3677 0.017 13.69 10.03 3.94 38.4442 26.7348 60.7178 0.016 13.63 10.76 4.02 39.0702 21.0565 62.6394 0.016 10.77 7.13 3.16 34.7668 33.7976 55.6802 0.012 14.07 10.26 4.91 36.4499 27.0789 52.1442 0.016 9.43 7.28 2.82 30.1999 22.7996 61.2637 0.010 11.76 8.63 3.67 41.1706 26.6156 57.4739 0.014 13.27 10.41 3.85 39.1284 21.5524 63.0163 0.016 11.4 9.33 4.36 35.5932 18.1579 53.269 0.013 10.79 9.52 3.57 32.181 11.7702 62.5 0.011 16.55 14.72 5.83 28.8172 11.0574 60.394 0.017 8.83 7.17 2.39 32.8006 18.7995 66.6667 0.009 11.94 9.57 3.71 20.8748 19.8492 61.233 0.011 Chế độ 3: Q3 = 0.75L/h, Qth = 1.5L/h, n = 15.76 12.34 4.07 33.1353 21.7005 67.0178 12.28 8.98 2.54 36.5047 26.873 71.7149 11.03 7.79 1.38 34.5012 29.3744 82.285 15.97 12.01 1.98 29.8022 24.7965 83.5137 18.76 14.93 2.85 26.0544 20.4158 80.9109 Chế độ 4: Q4 = 0.75L/h, Qth = 2.25L/h, n = 16.07 9.69 1.03 34.4617 39.7013 89.37 13.28 7.96 0.77 34.0288 40.0602 90.33 12.07 7.41 0.59 36.3061 38.6081 92.04 Sinh viên: Trần Thị Nga 55 Hiệu suất xử lý tổng % 67.42 62.76 68.21 65.22 51.82 79.64 74.73 82.28 82.02 80.86 77.82 79.13 81.64 82.33 75.36 77.56 74.92 81.8 75.41 0.017 0.014 0.012 0.016 0.018 82.7323 86.8666 91.8052 91.2967 88.7663 0.018 0.014 0.014 95.7993 96.1749 96.8865 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp 23/04/2013 15.47 24/04/2013 17.98 25/04/2013 26/04/2013 02/05/13 03/05/13 04/05/13 25.09 20.19 18.87 24.92 19.77 Trường ĐHSP Hà Nội 10.36 5.68 0.42 33.0317 45.1737 92.61 11.54 6.67 0.66 35.8176 42.201 90.10 Chế độ 5: Q5 = 0.75L/h, Qth = 2.25L/h, n = 15.65 9.07 1.31 37.6246 42.0447 85.5568 13.78 8.45 0.99 31.7484 38.6792 88.284 11.38 6.72 0.71 39.6926 40.949 89.4345 14.49 10.06 1.53 41.8539 30.5728 84.7913 11.74 7.84 1.02 40.6171 33.2198 86.9898 Sinh viên: Trần Thị Nga 56 0.011 0.013 97.2851 96.3293 0.018 0.015 0.014 0.018 0.014 94.7788 95.0966 96.2374 93.8604 94.8407 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Kết nghiên cứu xử lý tổng nitơ T-N Ngày lấy mẫu Đầu vào mg/l Đầu bể thiếu khí mg/l Đầu Đầu Hiệu Hiệu bể kỵ bể hiếu suất xử suất khí khí lý sau xử lý mg/l mg/l bể sau bể thiếu kỵ khí khí %1 % Hiệu suất xử lý sau bể hiếu khí % Tải lượn g TN kg/m 3/ ngày Hiệu suất xử lý tổng % Chế độ 1: Q1 = 1L/h 26/02/2013 20.11 16.32 13.64 18.85 16.42 37.61 0.019 57.68 27/02/2013 28/02/2013 04/03/13 05/03/13 18.35 18.63 28.18 26.13 14.23 15.29 23.07 20.35 15.60 20.93 23.02 22.56 40.72 46.15 41.89 45.62 0.018 0.018 0.027 0.025 61.20 65.06 63.38 67.20 06/03/13 07/03/13 21.09 25.69 15.95 17.87 12.01 7.12 22.45 12.09 6.51 17.93 17.76 10.32 18.13 15.76 8.57 22.12 Chế độ 2: Q2 = 0.75L/h 12.34 6.17 24.37 14.39 6.94 30.44 22.63 19.47 50.00 0.015 51.77 0.018 70.74 72.99 13/03/2013 14/03/2013 15/03/2013 18/03/2013 19/03/2013 20/03/2013 21/03/2013 28/03/2013 04/04/13 05/04/13 09/04/13 10/04/13 11/04/13 28.01 25.00 19.57 26.18 18.58 21.02 22.76 19.22 17.80 25.63 15.07 18.30 24.00 48.18 56.55 58.58 61.55 64.68 65.83 61.09 67.96 58.25 61.92 64.60 60.40 56.15 0.020 0.018 0.014 0.019 0.013 0.015 0.016 0.014 0.013 0.018 0.011 0.013 0.017 72.08 79.04 80.28 79.41 83.42 80.54 78.95 83.30 73.15 76.82 79.96 77.43 76.83 12/04/13 15/04/2013 16/04/2013 17/04/2013 18/04/2013 21.12 17.75 24.13 27.98 26.13 19.98 15.09 7.82 28.67 24.47 16.99 12.06 5.24 32.04 29.02 13.04 9.32 3.86 33.37 28.53 17.98 14.02 5.39 31.32 22.02 12.03 8.72 3.08 35.25 27.51 16.24 11.97 4.09 22.74 26.29 15.84 12.31 4.79 30.40 22.29 14.09 10.02 3.21 26.69 28.89 14.58 11.45 4.78 18.09 21.47 19.43 15.60 5.94 24.19 19.71 11.11 8.53 3.02 26.28 23.22 12.54 10.43 4.13 31.48 16.83 17.03 12.68 5.56 29.04 25.54 Chế độ 3: Q3 = 0.75L/h, Qth = 1.5L/h, n = 15.62 12.04 3.71 26.04 22.92 14.03 11.01 3.02 20.96 21.53 18.29 14.39 4.85 24.20 21.32 22.18 17.26 5.02 20.73 22.18 17.35 12.46 2.94 33.60 28.18 69.19 72.57 66.30 70.92 76.40 0.015 0.013 0.017 0.020 0.019 82.43 82.99 79.90 82.06 88.75 Sinh viên: Trần Thị Nga 8.51 57 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp 19/04/2013 21/04/2013 22/04/2013 23/04/2013 24/04/2013 21.79 20.67 18.31 19.72 19.57 25/04/2013 26/04/2013 02/05/13 03/05/13 04/05/13 21.34 16.58 21.32 20.56 18.42 Trường ĐHSP Hà Nội Chế độ 4: Q4 = 0.75L/h, Qth = 2.25L/h, n = 13.75 9.34 1.13 36.90 32.07 14.87 9.09 0.95 28.06 38.87 11.78 7.07 0.71 35.66 39.98 14.49 9.43 1.14 26.52 34.92 13.04 9.32 1.16 33.37 28.53 Chế độ 5: Q4 = 0.75L/h, Qth = 2.25L/h, n = 15.98 11.94 2.23 25.12 25.28 12.03 9.06 1.31 27.44 24.69 15.24 11.97 2.66 28.52 21.46 14.92 10.71 1.97 27.43 28.22 12.54 9.88 1.62 31.92 21.21 Sinh viên: Trần Thị Nga 58 87.90 89.55 89.96 87.91 87.55 0.016 0.015 0.013 0.014 0.014 94.81 95.40 96.12 94.22 94.07 81.32 85.54 77.78 81.61 83.60 0.015 0.012 0.015 0.015 0.013 89.55 92.10 87.52 90.42 91.21 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Một số hình ảnh thiết bị thực nghiệm thiết bị phân tích Thiết bị thực nghiệm Thiết bị đo tổng cacbon tổng nitơ (TOC - TN) Sinh viên: Trần Thị Nga Bơm định lượng Thiết bị đo amoni (UV - 2450 Shimazu, Nhật Bản) 59 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Phần tiếng Việt Cục Tài Nguyên - Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Báo cáo tháng 12, 2005 Võ Thuận, thực trạng đáng lo ngại môi trường đô thị công nghiệp, Diễn đàn doanh nghiệp, số 50, 2003, tr 13 Cục Tài Nguyên - Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Báo cáo tháng 12, 2005 Phan Đỗ Hùng, Báo cáo đề tài cấp sở, Viện Công nghệ Môi Trường, 2006 Phần tiếng Anh Grady, C.P.L, Jr., and H.C Lim, 1980 Biological Waste Water Treatment Marcel Dekker, NY Gujer W, and Jenkins, D (1974) The contact Stabilization Process - Oxygen and nitrogen Mass Balances Report No, 74-2, Saint, Eng Res, Lab, Univ.,Calif., Berkeley Gayle, B.P., et al.(1989), Biological Denitrification of Water, J Environ Eng, 115,930 Skadsen, J and Larry Sanford 1996 The Effectiveness of High pH for Control of Nitriffication and the Impact of Ozone on Nitrification Control In Proc 1996 AWWA Water Quality Technology Conference Boston, Mass.: AWWA Odell, Lee H., Gregory J Kirmeyer, Andrzej Wilczak, Joseph G Jacangelo, Chloraminated Systems Jour AWWA, 88(7):86-98 10 Turk, O., Mavinic, D.S (1986), “ Preliminary Assessment of a Shortcut in Nitrogen Removal from Wastewater”, Can J Civ, Eng., 13,600 Internet 11 http://www.vacne.org.vn/CD_ROM/root/data/HTML/ChuongVI-2.html 12 http://www.sciencedirect.com 13 http://www.chipsbook.com/howorder.htm 14 http://www.bacterio.cict.fr/n/nitrosomonas.html Sinh viên: Trần Thị Nga 60 Lớp K35C - Hóa Học [...]... rồi N2 nhờ hoạt tính của vi sinh vật trong tự nhiên Cơ sở lý thuyết cũng như các sơ đồ công nghệ được áp dụng trong xử lý nitơ trong nước thải được trình bày chi tiết trong phần tiếp theo 1.4.3 Xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học Cơ sở lý thuyết của các quá trình sinh học xử lý nitơ trong nước thải Bước 1: xử lý sơ bộ: - Nước thải sinh hoạt chảy vào hệ thống thu gom nước thải và chảy... cơ cow Nước thải vào Bể hiếu khí Bể thiếu khí Tái sục khí Bể lắng Nước đã xử lý (Khử nitrat hóa) Bùn hồi lưu bùn thải (a) Sinh viên: Trần Thị Nga 26 Lớp K35C - Hóa Học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2 Nước hồi lưu Nước thải vào Bể thiếu khí Bể hiếu khí (Khử nitrat hóa) Bể lắng Nước đã xử lý (Nitrat hóa) Bùn hồi lưu Bùn thải (b) Nước hồi lưu Nước thải vào Bể yếm khí Bể hiếu khí Bể thiếu khí (Khử... NO3-) Bước 3: Khử trùng Nước thải từ bể lắng có chứa vi khuẩn gây bệnh để đảm bảo vệ sinh môi trường nước thải sẽ được khử trùng khi thải ra môi trường Nước sau khi xử lý đạt QCVN 14:2008 1.4.4 Một số qui trình cơ bản ứng dụng trong xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học Như đã nói ở trên, công nghệ xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng... vi sinh vật có hại là giai đoạn bắt buộc với một số loại nước thải nhằm đảm bảo nước khi thải ra ngoài không gây hại đến môi trường Xử lý mùi phát tán: Mùi sinh ra ở các bể thu gom nước thải ban đầu được thu gom và xử lý qua tháp hấp thụ trước khi thải ra môi trường không khí 1.4.2 Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải hiện nay Đã có nhiều phương pháp nhiều công trình xử lý nitơ trong nước thải. .. quyết định chất lượng đầu ra Với hiệu suất xử lý khá cao 9099% ít sử dụng hóa chất, chi phí xử lý thấp hơn so với các phương pháp khác Có rất nhiều công nghệ xử lý khác nhau được áp dụng cho bước xử lý sinh học nước thải như dung bể thổi khí liên tục (aeroten) bể SBR công nghệ kết hợp quá trình thiếu khí và hiếu khí (AO)… Xử lý bùn cặn trong nước thải: Trong nước thải có các chất không hòa tan như cát,... cũng như nồng độ nước thải Trong bể có hệ thống khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong thể tích toàn bể không cho cặn lắng trong bể - Xử lý sinh học: Mục đích quá trình xử lý sinh học và lợi dụng các hoạt động sống và sinh sản của vi sinh vật để khử các hợp chất hữu cơ chứa cacbon, nitơ, photpho trong nước thải đây là bước xử lý quan trọng cho nước thải sinh hoạt quyết định... (không có oxy) thiếu khí và hiếu khí (bổ sung thêm oxy từ ngoài vào) Hiện nay, việc kết hợp các phương pháp xử lý một cách khoa học giúp mang lại hiệu quả cao trong xử lý nước thải, giảm chi phí đầu tư, vận hành… Căn cứ đặc tính đầu vào và đầu ra của nước thải sinh hoạt mà hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng công nghệ xử lý thường là kết hợp xử lý cơ học và phương pháp xử lý sinh học qua... khoa học là từ các nguồn: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp có chứa các hợp chất nitơ, phân bón sử dụng trong sản xuất nông nghiệp Bên cạnh đó, rác thải ở nhiều khu dân cư không được thu gom và xử lý đã tác động tới nguồn nước Kết quả phân tích nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện… ở các đô thị và khu dân cư khu vực phía bắc của Bộ môn Cấp thoát nước - Môi trường nước của Đại học Xây dựng... khuẩn Denitrificans Lượng chất bẩn nitơ amoni (N-NH4) một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước: 7g/ng.ngày Trong thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Bảng 5 Các chỉ tiêu trung bình các hợp chất nitơ trong nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu Trung bình Tổng Nitơ, mg/l 40 - Nitơ hữu cơ, mg/l 15 - Nitơ Amoni, mg/l 25 - Nitơ Nitrit, mg/l 0,05 - Nitơ Nitrat, mg/l 0,2 Tổng Photpho, mg/l 8 Nitrit (NO2-)... nước thải có nhiều amoniac có thể gây độc cho cá và hệ động vật thuỷ sinh, làm giảm lượng oxy hoà tan trong nước Khi hàm lượng nitơ trong nước cao cộng thêm hàm lượng photpho có thể gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có màu và mùi khó chịu đặc biệt là lượng oxy hoà tan trong nước giảm mạnh gây ngạt cho cá và hệ sinh vật trong hồ Khi xử lý nitơ trong nước thải không tốt, để hợp chất nitơ đi vào trong ... Xử lý nitơ nước thải phương pháp sinh học Cơ sở lý thuyết trình sinh học xử lý nitơ nước thải Bước 1: xử lý sơ bộ: - Nước thải sinh hoạt chảy vào hệ thống thu gom nước thải chảy vào bể gom - điều... Nội Nước hồi lưu Nước thải vào Bể thiếu khí Bể hiếu khí (Khử nitrat hóa) Bể lắng Nước xử lý (Nitrat hóa) Bùn hồi lưu Bùn thải (b) Nước hồi lưu Nước thải vào Bể yếm khí Bể hiếu khí Bể thiếu khí. .. CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt 1.1.1 Nguồn phát sinh nước thải Nước thải sinh hoạt nước phát sinh từ hoạt động cộng đồng dân cư, gia