BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT XÁM TẠI CHỖ BẰNG VẬT LIỆU LATERIT (ĐÁ ONG) Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Mã số: 62580212 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2016 Công trình hoàn thành Trƣờng Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Phạm Thị Minh Thư Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Thị Kim Cúc Phản biện 1: TS Trịnh Xuân Lai, Hội Cấp thoát nƣớc Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Ngọc Dung, Bộ Xây dựng Phản biện 3: GS.TSKH Trần Hữu Uyển, Chuyên gia độc lập Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường - Trường Đại học Thủy lợi vào lúc 30 ngày 30 tháng 10 năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc Gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Nước thải xám chiếm đến 69% tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt có nồng độ chất ô nhiễm thấp vượt giá trị cho phép theo quy chuẩn Đa số nước thải xám Việt Nam không xử lý mà xả thẳng môi trường Quá trình vận hành nhà máy xử lý nước thải có công nghệ SBR, A2O, OD…tại Việt Nam cho thấy: hầu hết công nghệ hiệu với nhà máy xử lý nước thải tập trung công suất lớn; để giảm thiểu ô nhiễm môi trường cách tốt xử lý nước thải nguồn Cần nghiên cứu giải pháp xử lý phù hợp với quy mô tính chất nước thải sinh hoạt xám theo tiêu chí đơn giản vận hành, hiệu suất xử lý cao, diện tích chiếm đất hướng tới công nghệ bền vững Đá ong (laterit) vật liệu địa phương, có sẵn nhiều nhiều vùng đất nước Việt Nam Đá ong có cấu trúc dạng khung xương, chứa nhiều khoáng chất loại sét (kaolinit, bentonit), hyđroxit sắt, nhôm, zeolite, bruxit, gibbsit, goethite2… chất có tính phân cực môi trường nước, có khả trao đổi ion cấu trúc tinh thể, có độ lỗ rỗng diện tính bề mặt riêng lớn nên dễ dàng hấp phụ, trao đổi ion, liên kết tĩnh điện số chất ô nhiễm đá ong có nhiều tiềm lĩnh vực xử lý nước Tuy nhiên, khả thường giảm nhanh theo thời gian kèm theo trình tắc nghẽn phát triển lớp màng vi sinh Vấn đề khắc phục cách sử dụng đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng3 Đề tài “Nghiên cứu khả xử lý nước thải sinh hoạt xám chỗ vật liệu laterit (đá ong)” thực nhằm xác định khả xử lý nước thải sinh hoạt xám đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng Thành công nghiên cứu mở hướng việc sử dụng vật liệu địa phương, thân thiện với môi trường để xử lý chỗ nước thải sinh hoạt xám; góp phần giảm: áp lực cho nhà máy xử lý nước thải tập trung, số lượng đường ống vận chuyển mạng lưới thoát nước đô thị ô nhiễm môi trường Nước thải xám sau xử lý dùng làm nước tưới tiêu, xả bồn cầu… góp phần chủ động Barnes, D cộng sự, Water and Wastewater Engineering Systems, Pitman Books Ltd., ed London, 1981 Nyle C.Brandy, The nature and the Properties of soils, 2nd ed.: ISBN: 9780130167637, 2001 T.Masunaga et al, "Characteristics of wastewater treatment using a Multi Soil Layering system in relation to wastewater contamination level and hydrolic loading rates," Soil Science and Plant Nutrition, pp 123-125, 2007 nguồn cấp nước cho thân công trình tiết kiệm nguồn tài nguyên nước cho tương lai 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát tính chất nước thải xám số nhà cao tầng địa bàn thành phố Hà Nội; Đánh giá khả xử lý chất hữu cơ, amoni có nước thải xám đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng; Xác định hệ số tốc độ phân hủy sinh học chất hữu (ks) tốc độ chuyển hóa amoni (K) theo số lớp đá ong có mô hình thí nghiệm xếp lớp đa tầng; Ứng dụng xử lý thử nghiệm nước thải sinh hoạt xám nhà B5-Yên Thường MSL6-PL đánh giá chất lượng nước thải sau xử lý vào mục đích tưới 1.3 1.3.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Kỹ thuật xếp lớp đa tầng sử dụng đá ong làm vật liệu để xử lý nước thải xám nhà cao tầng địa bàn thành phố Hà Nội 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Nước thải sinh hoạt xám số nhà cao tầng địa bàn thành phố Hà Nội; kỹ thuật xếp lớp đa tầng với vật liệu đá ong tự nhiên đá ong biến tính nhiệt 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Các phương pháp sử dụng luận án: điều tra thu thập mẫu, kế thừa, phân tích phòng thí nghiệm, mô hình thí nghiệm, mô hình thử nghiệm, phương pháp thống kê 1.5 Nội dung nghiên cứu Khảo sát tính chất nước thải xám số nhà cao tầng địa bàn Hà Nội; Nghiên cứu khả xử lý nước thải xám đá ong qua mô hình thí nghiệm; Ứng dụng kết nghiên cứu phòng thí nghiệm vào thiết kế mô hình thử nghiệm dạng pilot để xử lý nước thải sinh hoạt xám chỗ cho nhà B5-Yên Thường 1.6 1.6.1 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học Xác định hệ số tốc độ phân huỷ BOD5, COD NH4+-N làm sở cho việc tính toán số lớp đá ong cần thiết kỹ thuật xếp lớp đa tầng; Xác định nguyên lý hiệu suất loại bỏ số chất ô nhiễm có nước thải sinh hoạt xám đá ong theo kỹ thuật xế p lớp đất đa tầng 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn Ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt xám cho nhà cao tầng địa bàn Hà Nội Nước sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, QCVN 08:2008/BTNMT 1.7 Cấu trúc luận án Cấu trúc Luận án phần mở đầu; phần kết luận kiến nghị; phần danh mục công trình, báo công bố; phần tài liệu tham khảo; phụ lục; luận án trình bày ba chương gồm: Chƣơng Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chƣơng Cơ sở khoa học; vật liệu phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt xám đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng Chƣơng Kết nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt xám chỗ đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng CHƢƠNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nƣớc thải xám Nước thải sinh hoạt xám phần nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý thu từ vòi hoa sen, chậu rửa tay, bồn tắm, chậu rửa bát (trừ bệ xí âu tiểu) chiếm khoảng 69% lưu lượng nước nước thải sinh hoạt So với nước thải đen, nước thải xám có nồng độ ô nhiễm chất hữu (BOD5, COD), chất dinh dưỡng (N, P) mầm bệnh thấp Nồng độ chất ô nhiễm có nước thải xám phụ thuộc vào thói quen, mức sống, phong tục tập quán, điều kiện kinh tế, quản lý, phương thức thu gom nguồn thải vùng Nước thải xám xử lý nhiều phương pháp: hóa – lý, sinh học, học Trên giới có nhiều công trình nghiên cứu, xử lý nước thải xám nhằm tăng cường khả chủ động cấp nước cho công trình, tiết kiệm nguồn nước cho tương lai giảm thiểu ô nhiễm môi trường Một số nghiên cứu điển hình như: M Halalsheh, 2008 (Jordan); Peter L.M Veneman Bonnie Stewart, 2002 (Mỹ); Elmitwalli cộng sự, 2000 (Hà Lan) Tại Việt Nam, Stefania Paris Celine Schlapp, 2010; N.V.Anh cộng sự, 2012; K.T.H Yến cộng sự, 2014 nghiên cứu nước thải xám Kết cho thấy nhiều tiêu hóa, lý, vi sinh vượt giá trị cho phép quy định QCVN 14:2008/BTNMT Vì thế, bắt buộc phải xử lý nước thải xám trước xả môi trường 1.2 1.2.1 Đá ong ứng dụng đá ong lĩnh vực xử lý nƣớc thải Khoáng vật đá ong có ích cho trình xử lý số chất ô nhiễm có nước thải Đá ong có cấu trúc gồm khối tứ diện tạo nên từ Si O, khối bát diện từ OH- cation kim loại Al3+, Fe3+ Các ion Al3+, Fe3+ có khả liên kết với ion trái dấu keo âm có nước thải Trong đá ong có nhiều khoáng vật như: sét (kaolinit, bentonit), hyđroxit sắt, nhôm, zeolit, điatomit Đặc biệt khoáng vật boehmit, diaspor có cấu trúc liên kết H theo dạng -O-H-O-H-O lỏng lẻo Nhóm OH- dễ kết hợp với ion trái dấu nguyên tử oxi liên kết tham gia liên kết với chất hữu cơ, amoni có nước thải để tạo thành peroxyt Chất có chứa nửa oxi kết hợp trạng thái “hoạt động” xem chất mang oxi hoạt hóa, oxi oxi hóa chất khác Tế bào sống vi sinh vật phân giải peroxyt hoạt hóa sử dụng oxi chúng để oxi hóa chất khó oxi hóa ảnh hưởng enzym đặc biệt catalase peroxydase; đơn vị cấu trúc gồm khối tứ diện tạo nên từ Si O, khối bát diện từ OH- cation kim loại Al3+, Fe3+ Các ion Al3+, Fe3+ có khả liên kết với ion trái dấu keo âm có nước thải 1.2.2 Những công trình nghiên cứu nước ứng dụng đá ong lĩnh vực xử lý nước thải Nhiều công trình nghiên cứu sử dụng đá ong vật liệu lọc có tính hấp phụ Đỗ Thị Vân Thanh, "Laterit - đá ong hóa thoái hóa đất số tỉnh vùng đồi Trung du miền Bắc Việt Nam," 1995 Đỗ Thị Vân Thanh, "Laterit - đá ong hóa thoái hóa đất số tỉnh vùng đồi Trung du miền Bắc Việt Nam," 1995 4 cao để xử lý chất ô nhiễm có nước thải Điển nghiên cứu R B Wood C F Mc Atamne, 1996 (Mỹ); Avinash M cộng sự, (Ấn Độ); Mitali Sarkar cộng sự, 2006 (Ấn Độ); Saynor MJ & Harford, 2010 (Mỹ); Yu Xiaohong cộng sự, 2009 (Trung Quốc); Felix Udoeyo cộng sự, 2010 (Mỹ); Liang Zhang cộng sự, 2011 (Trung Quốc); I.M.M Ranhman cộng sự, 2008 (Nhật Bản);… Tại Việt Nam, Nguyễn Thị Hằng Nga, 2014; Trần Hồng Côn, 2010; Đặng Đức Truyền, 2011 nghiên cứu đá ong tự nhiên đá ong biến tính hóa học để làm vật liệu lọc nước thải Kết nghiên cứu cho thấy, đá ong có khả xử lý flo, kim loại nặng hiệu quả; nồng độ chất hữu nước thải giảm lại tạo nhiều cặn gây tắc hệ thống nhanh Phần lớn nghiên cứu thực phòng thí nghiệm với chất ô nhiễm giả định nên áp dụng với nước thải thực tế có sai lệch 1.3 Kỹ thuật xếp lớp đa tầng Xếp lớp đất đa tầng (Multi Soil Layering) sử dụng nhiều lớp vật liệu có nguồn gốc từ đất, xếp theo trình tự định để xử lý chất gây ô nhiễm nước thải, T.Matsunaga nghiên cứu, phát triển từ năm 1990 Nhật Bản giải pháp xử lý nước thải chi phí thấp (Hình 1.12) Đầu vào Các đơn vị đất: cấu tạo từ sản phẩm có nguồn gốc từ đất có tác dụng hoàn thành trình phân hủy chất hữu cơ, chất dinh dưỡng…nhờ hoạt động vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí tùy tiện Vật liệu chèn: Dùng than hoạt tính, zeolite, sỏi,…để phân hủy hấp phụ chất gây ô nhiễm nước thải nhờ khả hấp phụ vật liệu hoạt động vi sinh vật hiếu khí Đầu Hình 1.12: Sơ đồ cấu tạo hệ thống xếp lớp đa tầng Một số nghiên cứu kỹ thuật xếp lớp đa tầng thực phòng thí nghiệm có tính chất kế thừa luận án như: Chiều dày độ lớn đơn vị đất ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý: cấu trúc dày to hiệu loại bỏ nitơ cao nhiên thường xảy tắc nghẽn; mỏng hiệu xử lý chất hữu cao hiệu suất xử lý nitơ lại giảm; cấu trúc dày hẹp cho hiệu suất xử lý vừa phải chịu tải trọng thủy lực cao, xảy tắc nghẽn tải trọng thủy lực tỷ lệ nghịch với thời gian nước lưu lớp vật liệu6 Mức độ ô nhiễm chất nước thải đầu vào ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý chất lơ lửng, chất hữu nitơ lại ảnh hưởng đến phốt pho; tải trọng thủy lực tăng hiệu suất xử lý phốt giảm7; Việc xếp cấu trúc vật liệu có ý nghĩa cho hiệu suất xử lý cao tải trọng thủy lực ≤ 2.000 L/m2.ngày; tải trọng thủy lực > 2.000 L/m2.ngày cấu trúc hệ thống không ảnh hưởng nhiều8 CHƢƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT XÁM BẰNG ĐÁ ONG THEO KỸ THUẬT XẾP LỚP ĐA TẦNG 2.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu xử lý nƣớc thải xám đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đất đa tầng - Các phản ứng hấp phụ chủ yếu xảy theo mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc Để khảo sát khả hấp phụ chất gây ô nhiễm đá ong tác giả sử dụng phương trình Langmuir sau: (2-1) - Chất hữu cơ, chất dinh dưỡng có nước thải xám loại bỏ nhờ tác động vi sinh vật có mặt lớp vật liệu Mô hình phân hủy Monod sử dụng để xác định hệ số phân hủy sinh học viết dạng sau9: (2-2) Sato K., Masunaga T., Inada K., Tanaka T., Arai Y., Unno S and Wakatsuki T., "The development of high speed treatment of polluted river water by the multi-soil-layering method, Examination of various materials and structure," Jpn J Soil Sci Plant Nutr., vol 200, 2005 T.Masunaga et al, "Characteristics of wastewater treatment using a Multi Soil Layering system in relation to wastewater contamination level and hydrolic loading rates," Soil Science and Plant Nutrition, pp 123-125, 2007 Xin CHEN et al, "Effect of structural difference on wastewater treatment efficiency in Multil Soil Layering systems: Relationship between soil mixture," Soil Science and Plant Nutrition, vol 53, p 206–214, 2007 Lawrence A.W and McCarty P.L., "A unified basis for biologycal treatment design and operation," Journal of the Sanitary Engineering Division , American Society of Chemical Engineers, vol 96, p 757, 1970 2.2 Vật liệu nghiên cứu Vật liệu dùng nghiên cứu đá ong tự nhiên gia công với kích thước LxBxH = 30x15x5 cm đá ong biến tính nhiệt 9500C dạng hạt đường kính 1-3mm 2.3 2.3.1 Phƣơng pháp nghiên cứu Mô hình thí nghiệm Các mô hình thí nghiệm làm thép sơn chống gỉ, hình hộp có kích thước Dài x Rộng x Cao = 15 x 50 x (33-76) cm (Hình 2.14) MSL7 MSL6 MSL5 MSL4 MSL3 Hình 2.14: Mô hình thí nghiệm xếp lớp đa tầng Bên cấu tạo 3,4,5,6,7 lớp vật liệu đá ong tự nhiên xếp thành lớp so le (ký hiệu MSL3, MSL4, MSL5, MSL6, MSL7); lớp cách cm, hàng cách 2,5cm chèn đá ong biến tính nhiệt dạng hạt đường kính 1-3mm; phía lớp sỏi đỡ đường kính 4-6 cm dày 10cm.Nước thải xám sau loại bỏ rác dẫn tới mô hình thí nghiệm liên tục 24 tiếng/ngày với tải trọng thủy lực 2.000 lít/m2.ngày Mẫu lấy điểm đầu vào khỏi mô hình ngày lần 2.3.2 Mô hình thử nghiệm (pilot) Mô hình thử nghiệm thiết kế dựa hệ số ks, K; nước sau xử lý đạt QCVN08:2008/BTNMT(B1) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt (nước mặt dùng phục vụ mục đích tưới tiêu thủy lợi) Tính toán lựa chọn mô hình thử nghiệm lớp đá ong (MSL6-PL) kích thước LxBxH = 0,95x0,5x0,68m để xử lý chỗ nước thải xám cho số hộ nhà B5Yên Thường (Hình 2.18) 14 13 10 i=1 5% 11 12 Hình 2.18: Sơ đồ mặt cắt mô hình thử nghiệm MSL6-PL Ghi chú: Nước thải xám đầu vào; Thùng chứa 200 lít; Máy bơm; Thiết bị định lượng; Ngăn phân phối; Hệ thống phân phối; Đá ong tự nhiên; Đá ong biến tính nhiệt; Sỏi đỡ; 10 Ngăn thu nước; 11 Ngăn chứa nước sau xử lý; 12 Ống dẫn nước sau xử lý; 13 Ngăn xả tràn; 14 Thiết bị định lượng Mô hình MSL6-PL làm kính chịu lực dày 1,2 ly đặt khung thép, bên có lớp đá ong tự nhiên xếp thành lớp so le nhau; lớp lý giảm xuống 20 mg/L - với nước thải xám nguyên 10mg/L với nước thải xám pha loãng; BOD5 giảm nhanh sau 3-4 lớp đá ong phía (Hình 3.3, Hình 3.4) Nồng độ BOD5 (mg/L) 120 NTNB 100 80 60 40 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải đầu vào 20 Nồng độ BOD5 (mg/L) Hình 3.3: Nồng độ BOD5 trước sau xử lý NTNB 60 50 40 30 20 10 Nước thải đầu vào Nước sau MSL4 Nước sau MSL6 Nước sau MSL3 Nước sau MSL5 Nước sau MSL7 NTPL Hình 3.4: Nồng độ BOD5 trước sau xử lý NTPL Hiệu suất xử lý COD đạt 45,72%- 71,61%, nồng độ COD sau xử lý giảm xuống 50 mg/L - với nước thải xám nguyên đạt 42,01% -59,32%, nồng độ COD sau xử lý giảm xuống 30mg/L – với nước thải xám pha loãng; để xử lý COD cầu cần nhiều lớp so với BOD5; nồng độ COD nước thải xám sau xử lý ổn định giảm xuống 50 mg/L sau 5-6 lớp đá ong Quá trình loại bỏ chất chủ yếu diễn điều kiện hiếu khí, trình tăng trưởng vi sinh Càng xuống lớp đá ong phía dưới, lượng chất cấp cho vi sinh vật (do thời gian lưu nước tăng), lượng oxi hòa tan nước giảm đá ong có nhiều khoáng chất có liên kết dạng O-HO-H-O lỏng lẻo, nhóm OH- dễ dàng tách để liên kết với cation NH4+ làm dư thừa nguyên tử oxi (Hình 3.5, Hình 3.6) 11 Nồng độ COD (mg/L) 200 Nước thải đầu vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 160 120 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTNB 80 40 Nồng độ COD (mg/L) Hình 3.5: Nồng độ COD trước sau xử lý NTNB 200 Nước thải đầu vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 160 120 Nước thải sau MSL3 Nước thải MSL5 Nước thải sau MSL7 NTPL 80 40 Hình 3.6: Nồng độ COD trước sau xử lý NTPL Theo thuyết peroxyt Bach được Criegee phát triển chất hữu tham gia liên kết nguyên tử oxi để tạo thành peroxyt theo dạng: Theo đó, peroxyt tạo thành có chứa nửa oxi kết hợp trạng thái “hoạt động” xem chất mang oxi hoạt hóa, oxi oxi hóa chất khác Tế bào sống vi sinh vật phân giải peroxyt hoạt hóa sử dụng oxi chúng để oxi hóa chất khó oxi hóa ảnh hưởng enzym đặc biệt catalase peroxydase Do vậy, tăng khả loại bỏ chất hữu nước thải xám 3.2.2.2 Nitơ hợp chất nitơ Hiệu suất xử lý NH4+-N tăng dần từ 66,49% đến 94,58% từ 79,68% đến 12 89,91% với nước thải nguyên nước thải pha loãng tỷ lệ thuận với số lớp đá ong Nồng độ NH4+-N giảm nhanh từ 8,71 mg/L xuống 2,84 mg/L sau lớp đá ong thứ 2,19 mg/L sau lớp đá ong thứ 4; giảm chậm sau lớp thứ 6, tương ứng 0,58 mg/L 0,46 mg/L Điều đặc biệt hiệu xử lý NH4+-N sau lớp vật liệu thứ thứ nước thải xám pha loãng 79,68 % 82,48 % lại cao so với nước thải xám nguyên 66,49 % 74,16 %; hiệu suất tương đương sau lớp thứ thay Nồng độ NH4+ -N (mg/L) đổi vị trí sau lớp đá ong thứ (Hình 3.7, Hình 3.8) 20 15 Nước thải vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau SML7 NTNB 10 Nồng độ NH4+ -N (mg/L) Hình 3.7: Nồng độ NH4+-N trước sau xử lý NTNB Nước thải vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTPL Hình 3.8: Nồng độ NH4+-N trước sau xử lý NTPL Nồng độ NH4+-N sau xử lý xuống thấp 4mg/L với nước thải xám nguyên mg/L với nước thải xám pha loãng sau tất các mô hình; sau lớp đá ong hiệu suất xử lý amoni ổn định có độ chênh lệch không nhiều lớp Nồng độ NH4+-N giảm trình biến đổi sinh học tạo thành N2 tự thoát khí (chiếm 80-85%) phần biến đổi thành NO3 N, NO2 N; ra, phần NH4+-N giữ lại bề mặt đá ong 13 nhờ chế hấp phụ bề mặt cân ion hạt khoáng goethite hemathite thành phần đá ong Vi sinh tự dưỡng lấy thức ăn cacbon vô CO2, HCO3-, CO32- tác động đến trình biến đổi chất để oxi hóa NH4+-N thành NO3- (trong phương trình oxi chất nhận electron N hóa trị âm chất cho electron); 1gr NH4+-N cần 4,25g O2 7,14 g kiềm theo CaCO3 – oxi cần cho oxi hóa BOD 1:1 Nhờ vào cấu trúc đá ong liên kết nguyên tử oxi quanh nguyên tử Fe3+ Al3+ nên có phân cực O-H-O-H-O liên kết lỏng lẻo nên ion NH4+ có khả kết hợp với nhóm OH-, nguyên tử oxi tham gia vào trình oxi hóa nội bào vi sinh vật tự dưỡng để oxi hóa NH4+-N thành nitrit nitat Ngoài ra, với nồng độ pH nước thải xám trung bình 7,71 dạng tồn sắt chủ yếu dạng Fe(OH)3 – keo lưỡng tính có biểu keo dương pH< 7,1 biểu keo âm pH > 7,1 (điểm đẳng điện pH=7,1) Do vậy, phần lớn keo có xu hướng hấp phụ cation dương NH4+ theo phản ứng sau: Fe(OH)3-+ NH4+ FeNH4(OH)3 (3-9) Quá trình chuyển hóa amoni thành NO2- NO3- làm nồng độ thông số thay đổi (Bảng 3.2) Bảng 3.2: Nồng độ NO2-, NO3- trước sau xử lý nước thải xám Ký hiệu Nồng độ NO2-, NO3- NTNB Nồng độ NO2-, NO3- NTPL CraNO2- (mg/L) Cra NO3- (mg/L) CraNO2- (mg/L) Cra NO3- (mg/L) MSL3 2,17 ±0,68 1,18±0,26 1,14±0,44 1,49±0,12 MSL4 2,42±0,84 1,84±0,42 0,51±0,21 0,64±0,09 MSL5 1,87±0,6 2,41±0,34 0,14±0,11 1,16±0,12 MSL6 0,78±0,29 2,69±0,33 0,06±0,07 1,54±0,13 MSL7 0,75±0,22 2,49±0,33 0,06±0,07 1,62±0,23 Kết cho thấy trình tạo thành nitrit xảy chủ yếu lớp thứ 1-3, cực đại lớp số giảm dần lớp thứ 5,6,7; từ lớp thứ 6,7 nồng độ nitrit thấp, số trường hợp thấp ngưỡng đo thiết bị đo thực với nước thải pha loãng biến đổi thành nitrat, đỉnh hình thành giá trị NO3 N cao tạo lớp vật liệu thứ với đầu vào nước 14 thải xám nguyên lớp vật liệu thứ với đầu vào nước thải xám pha loãng Trong môi trường nước thải xám có pH lớn 5, đá ong có khả hấp phụ ion âm có nước thải xám NO3 N, NO2 N Các ion âm di chuyển để gắn vào hạt khoáng sét goethite (có chứa ion Fe) gibsite (có chứa ion Al) mang điện tích dương có thành phần đá ong tự nhiên theo chế cân điện tích Các hạt điện tích âm liên tục kết gắn với hạt điện tích dương tạo mảng chất keo tụ kích thước lớn lắng xuống đáy khối vật liệu Nồng độ T-N giảm chủ yếu trình loại bỏ amoni, nitrit, nitrat trình phân hủy sinh học đá ong hấp phụ ion trái dấu Hiệu suất xử lý nitơ tỉ lệ thuận với số lớp đá ong có mô hình, đạt 46,67% - 70,31% 44,85% - 57,29% với nước thải nguyên nước thải pha loãng 3.2.2.3 Phốt (T-P) phốt phát (PO43 P) Loại bỏ T-P nghiên cứu chủ yếu thông qua việc loại bỏ phốt phát (PO43-P) nhờ khả hấp phụ bề mặt đá ong trình tiêu thụ phốt phát chất dinh dưỡng vi sinh vật Với nồng độ phốt phát trung bình nước thải xám nguyên pha loãng 2,15mg/L 0,79mg/L hiệu suất xử lý phốt phát đạt 87,31%-98,84% 89,01%-97,61% qua mô hình thí nghiệm 3-7 lớp đá ong Nồng độ phốt phát nước thải sau xử lý xuống thấp chí vài mẫu nhỏ giới hạn phát thiết bị - điều chứng tỏ tiềm loại bỏ phốt phát nước thải đá ong cao (Hình 3.18, Hình 3.19) Cơ chế hấp phụ bề mặt diễn đá ong có chứa hạt khoáng sét geothite hemathite Nhóm chức bề mặt hydroxit sắt chúng tạo phức chất với ion HPO42- sau giữ lại cố định lớp vật liệu đá ong theo phản ứng hóa học Fe-OH+ HPO42- + H = Fe-OPO32- +H2O Ngoài phần phốt hấp phụ bề mặt đá ong loại bỏ phốt nước thải nhờ hấp phụ sinh học Phốt phát coi chất dinh dưỡng cần thiết cho phát triển vi sinh vật, cụ thể trình trao đổi chất vi sinh vật (chủ yếu vi sinh vật hiếu khí) theo phản ứng: 15 (3-1) Nồng độ PO43 P (mg/L) C2H4O2 + 0,16NH4+ + 1,2O2 + 0,2PO43- → 0,16C5H7O2 +1,2CO2 + 0,2(HPO3) + 0,44OH- +1,44H2O 4,0 3,0 Nước thải vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 (3-12) Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTNB 2,0 1,0 0,0 Nồng độ PO43 P (mg/L) Hình 3.18: Nồng độ PO43 P trước sau xử lý NTNB 2,0 1,5 Nước thải vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTPL 1,0 0,5 0,0 Hình 3.19: Nồng độ PO43 P trước sau xử lý NTPL Ước tính lượng phốt hấp phụ nhờ vi sinh theo COD sau: đó: A: nồng độ COD biết (mg/L) x lượng phốt tiêu thụ (mg/L) Hiệu loại bỏ T-P tăng tỷ lệ với số lớp đá ong có hệ thống chậm PO43-P Với nồng độ đầu vào trung bình 4,02mg/L 1,62mg/L hiệu suất đạt 48,13%-97,19% 61,04%-95,04% với nước thải nguyên pha loãng; hiệu suất ổn định sau lớp thứ đạt 90% 3.2.3 3.2.3.1 Xác định tỷ lệ phân h y chất hữu (BOD5, COD) chuyển hóa amoni qua lớp đá ong hệ thống xếp lớp đa tầng Xác định hệ số tốc độ phân hủy chất hữu (qua thông số BOD5, COD) theo số lớp đá ong hệ thống xếp lớp đa tầng Tỷ lệ chuyển hóa chất hữu (ks) xác định theo công thức T Pfeiffer, R Malone: 16 (3-21) Quá trình biến đổi theo logarit hồi qui phi tuyến tính kết thực nghiệm thu từ nghiên cứu mô hình thí nghiệm cho kết Hình 3.23, Hình 3.24, Bảng 3.17 Nồng độ BOD5 lại (mg/L) 80 BOD5 NTNB NTPL Expon (NTNB) Expon (NTPL) 60 y = Co.e-0.21x R² = 0.876 40 Co.e-0.34x y= R² = 0.969 20 0 Số lớp đá ong Nồng độ COD lại (mg/L) Hình 3.23: Mối quan hệ nồng độ BOD5 số lớp đá ong 150 COD 100 y = Co.e-0.22x R² = 0.835 y = Co.e-0.18x R² = 0.915 50 NTNB NTPL Expon (NTNB) Expon (NTPL) 0 Số lớp đá ong Hình 3.24: Mối quan hệ nồng độ COD số lớp đá ong Bảng 3.17: Hệ số tốc độ phân hủy chất hữu NTNB NTPL TT Thông số BOD5 COD 3.2.3.2 Nồng độ vào( mg/L) 76,71 34,72 136,43 66,61 Hệ số ks (lớp-1) 0,34 0,21 0,22 0,18 R2 0,969 0,876 0,835 0,915 Xác định hệ số tốc độ loại bỏ Nitơ Nitơ nước thải xám loại bỏ thông qua việc chuyển hóa amoni (NH4+-N) bên hệ thống xếp lớp đa tầng nhờ trình phân hủy sinh học hấp phụ Tỷ lệ phân hủy amoni theo sinh học thể theo phương trình lên men Monod; tỷ lệ nitơ chuyển hóa theo chế hấp phụ 17 xác định theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir Quá trình phân hủy sinh học hấp phụ xảy song song với xác đinh theo công thức: r = rsinh học + rhấp phụ= k1.(C0 C) + k2.(C0 C) (3-26) Logarit hóa hai vế phương trình có dạng hồi qui tuyến tính: Kt = (3-31) phụ thuộc tuyến tính theo số lớp vật Tiến hành khảo sát hàm số liệu t với độ dốc đồ thị xác định hệ số tốc độ phản ứng K Kết thể Hình 3.25 lnCo/C NTNB NTPL y = 0,4014x R² = 0,9698 y = 0,3828x R² = 0,8859 0 Số lớp đá ong Hình 3.25: Mối quan hệ số lớp đá ong Bảng 3.18: Hệ số chuyển hóa amoni (NH4+-N) qua lớp đá ong TT Thông số NH4+-N 3.2.3.3 Nồng độ vào (mg/L) 7,82 3,04 Hệ số K (lớp-1) 0,401 0,382 R2 0,969 0,885 Cơ chế xử lý chất ô nhiễm có nước thải xám đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng Các trình hóa lý sinh học phức tạp diễn vùng hiếu khí (không ngập nước) vùng kỵ khí (ngập nước) Chất hữu nitơ có nước thải xám loại bỏ nhờ chế lọc, hấp phụ, phân hủy để tạo thành phức chất giữ lại lớp đá ong thành thức ăn cho vi sinh vật; hầu hết trình xử lý chất ô nhiễm nước thải xám xảy lớp đất phía điều kiện hiếu khí 3.3 Kết nghiên cứu mô hình thực nghiệm (pilot) xử lý chỗ nƣớc thải sinh hoạt xám nhà B5 – Yên Thƣờng 18 Mô hình thử nghiệm pilot tính toán dựa tính chất nước thải xám cần xử lý, yêu cầu chất lượng nước sau xử lý, lưu lượng hệ số ks, K Tính toán lựa chọn hệ thống xếp lớp đa tầng lớp đá ong, kích thước LxBxH = 0,95x0,5x0,68 m (MSL6-PL) để xử lý nước thải xám cho nhà số hộ nhà B5-Yên Thường Quá trình khởi động mô hình thử nghiệm cho kết sau: Từ đến 13 đầu trình thời gian thiết lập hệ vi sinh, từ 14 đến 19 thời gian để hệ vi sinh vật phát triển, trình ổn định bắt đầu sau ngày thứ 19 Thời Concentration (mg/l) gian khởi động mô hình cần 13 ngày thể Hình 3.27 NH4+-N NO2NO3- 11 13 15 17 19 21 23 25 Time (day) Hình 3.271: Sự biến đổi nồng độ NH4 -N, NO2 , NO3- giai đoạn khởi động mô hình pilot + - Kết để xử lý nước thải xám nhà B5-Yên Thường qua MSL6-PL: Bảng 3.19: Nồng độ hiệu suất xử lý nước thải xám nhà B5-Yên Thường Thông số ĐVT pH COD BOD5 TSS PO43 P T-P NH4+-N T-N TT 3.3.1.1 NƢỚC THẢI XÁM Đầu vào Đầu Hiệu suất xử lý (%) mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 7,37±0,84 139,40±32,66 92,90±28,88 164,83±52,87 2,11±0,82 3,92±1,53 7,05±3,03 6,95±0,65 39,63±15,63 13,66±10,57 15,94±56,34 0,14±0,069 1,06±0,46 0,62±0,48 71,3±10,13 88,4±9,06 89,9±5,51 91,8±4,07 72±7,92 90,33±7,10 5-9 50 100 10 10 mg/L 13,34±5,32 4,37±1,97 67,76±5,63 - Thay đổi độ pH 19 QCVN 14:2008/ BTNMT (B) Độ pH nước thải xám sau xử lý có xu hướng giảm; giảm nhiều ngày 21/4/2014 (từ 8,80 xuống 7,90) giảm ngày 19/7/2014 (từ 5,50 xuống 5,42) Kết tương tự nghiên cứu mô hình phòng thí nghiệm Với pH đầu vào cao độ giảm lớn 3.3.1.2 Chất hữu (BOD5, COD) Hiệu suất loại bỏ BOD5 đạt 61,9%-90,6% (trung bình 88,4%) có xu hướng tăng dần theo thời gian (Hình 3.28, Hình 3.29) Nồng độ BOD5 (mg/L) 500 400 300 200 100 80 Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý Hiệu suất xử lý (%) 60 40 100 20 0 Nồng độ COD (mg/L) Hình 3.28: Nồng độ BOD5 nước thải xám trước sau xử lý 500 100 400 80 300 Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý 200 100 60 40 20 0 Hình 3.29: Nồng độ COD nước thải xám trước sau xử lý Trong suốt trình thử nghiệm trừ tháng nồng độ BOD5 dao động khoảng 25-45mg/L tháng nồng độ giảm xuống 15mg/L Hiệu suất xử lý COD trung bình mô hình pilot đạt 71,4 ± 10,13% cao so với kết thu cho mô hình lớp quy mô phòng thí nghiệm 64,5 ± 4,6% Trong tháng đầu hiệu suất xử lý tăng từ 47,9% đến 61% thấp trình hoạt động hệ vi sinh vật ngày đầu chưa ổn định Nồng độ COD trung bình sau xử lý đạt 39,63 ± 15,6 mg/L, nhỏ giá trị 20 quy định QCVN 14:2008/BTNMT chưa đạt giá trị tính toán lý thuyết 30mg/L Nguyên nhân công thức xác định số lớp đá ong theo COD có số xác định R2 = 0,835; kết tính toán số lớp theo COD lý thuyết 6,03 lớp tác giả chọn tròn số lớp nên nhiều ảnh hưởng đến kết Khi lựa chọn số lớp đá ong phải chọn số lớn so với kết tính toán lý thuyết Nitơ (T-N) amoni (NH4+-N) 3.3.1.3 Nồng độ NH4+-N (mg/L) Hiệu xử lý amoni đạt từ 77,6% đến 97,5% , với nồng độ đầu vào dao động từ 3,62mg/L đến 11,9mg/L nồng độ amoni nước thải sau xử lý giảm xuống mg/L Không thấy ảnh hưởng nồng độ amoni đầu vào đến nồng độ amoni nước thải sau xử lý, điều nhận đinh phần nghiên cứu mô hình thí nghiệm (Hình 3.30) 50 100 40 30 20 80 Nước thải trước xử lý (mg/L) Nước thải sau xử lý (mg/L) Hiệu suất xử lý (%) 60 40 10 20 0 Hình 3.30: Nồng độ NH4+-N trước sau xử lý So với NH4+-N hiệu xử lý T-N hơn, dao động khoảng 56%76,9% cao kết xử lý nitơ thu thập nhà máy xử lý nước thải sử dụng công nghệ bùn hoạt tính, A2O, hồ khí Việt Nam Tuy nhiên, công nghệ A2O hay SBR thường áp dụng cho công suất lớn kỹ thuật MSL hướng tới công suất nhỏ 3.3.1.4 Phốt (T-P) phốt phát (PO43 P) Nồng độ PO43 P nước thải xám nhà B5-Yên Thường khoảng 0,33,45 mg/L (trung bình 2,60±0,54 mg/L) Hiệu suất xử lý PO43 P đạt giá trị cao 97% (1/4/2014) thấp 86% (21/5/2014) bắt đầu có dấu hiệu giảm dần từ tháng Hiệu suất xử lý phốt phát có xu hướng giảm do: phốt phát xử lý nhờ hấp phụ sinh học hóa học, theo thời gian lớp màng vi sinh phát triển làm giảm khả hấp phụ đá ong lại tăng khả 21 hấp phụ sinh Tuy nhiên tốc độ hấp phụ hóa học nhanh hấp phụ sinh học nên hiệu suất xử lý phốt phát bị giảm nhẹ (Hình 3.32) Nồng độ PO43 P (mg/L) 20 100 16 80 Nước thải trước xử lý (mg/L) Nước thải sau xử lý (mg/L) Hiệu suất xử lý (%) 12 60 40 20 0 Hình 3.32: Nồng độ PO43 P nước thải xám trước sau xử lý Hiệu suất xử lý T-P dao động khoảng 63,9%-86,1% (trung bình 72,4%) Nồng độ T-P nước thải sinh hoạt xám đầu vào khoảng 0,85- 6,30 mg/L (trung bình 3,92 mg/L) sau qua lớp đá ong giảm xuống khoảng 0,32-1,86 mg/L (trung bình 1,0 mg/L) 3.3.1.5 Tổng chất rắn lơ lửng Nhờ chế lọc khả hấp phụ chất rắn lơ lửng lớp màng vi sinh bao quanh lớp đá ong nên xử lý chất rắn lơ lửng hiệu Hiệu suất xử lý TSS trung bình đạt khoảng 89,6%; hiệu giữ cặn tăng dần theo thời gian tích tụ cặn phát triển lớp màng vi sinh Đây nguyên nhân gây tắc hệ thống tương lai nên trì khả giữ cặn TSS mức chấp nhận để kéo dài chu kỳ làm việc cho hệ thống 3.3.2 Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý nước thải xám đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng Ứng dụng kỹ thuật xếp lớp đa tầng sử dụng đá ong vật liệu để xử lý nước thải xám cho nhà cao tầng địa bàn Hà Nội Hệ thống xây ngầm nên không ảnh hưởng đến cảnh quan, vận hành đơn giản Ngoại trừ thông số vi sinh vật nước sau xử lý đạt qua hệ thống MSL6-PL đạt QCVN 08:2008/BTNMT (B1) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước mặt (dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi) QCVN 14:2008/BTNMT (B) – quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận a Chất hữu ( BOD5 COD) xử lý hiệu sau lớp đá ong Hiệu suất xử lý BOD5 77,22 – 90,60 % 70,50-80,33 %; COD 45,72 – 71,61% 26,31-59,32 % với nước thải xám nguyên nước thải xám pha loãng số lớp đá ong tăng từ lên Nồng độ BOD5 giảm nhanh sau lớp đá ong đầu tiên; nồng độ COD giảm mạnh từ sau lớp đá ong thứ Hiệu suất xử lý chất hữu tỷ lệ thuận với nồng độ ô nhiễm nước thải xám đầu vào b Amoni nước thải xám loại bỏ thông qua trình nitrat hóa hai giai đoạn: sinh trưởng vi sinh vật dị dưỡng lấy oxi từ môi trường thâm nhập vào xảy chủ yếu 3- lớp đá ong hô hấp nội bào vi sinh vật tự dưỡng lấy oxi từ liên kết dạng -O-H-O-H-O lỏng lẻo - xảy lớp đá ong phía dưới; hấp phụ NH4+ nhờ nhóm OH- có cấu trúc khoáng vật đá ong Hiệu suất xử lý amoni (NH4+) đạt 66,49% 94,58% với nước thải xám nguyên đạt 79,68% -89,91% với nước thải xám pha loãng tương ứng với số lớp đá ong từ đến c Phốt phát nước thải xám loại bỏ nhờ khả hấp phụ ion trái dấu nhóm sắt hydro oxite có bề mặt đá ong tiêu thụ phốt phát vi sinh vật Hiệu suất xử lý phốt phát cao sau lớp đá ong phía đạt 98% sau lớp đá ong thứ không phụ thuộc nồng độ phốt phát đầu vào d Hệ số tốc độ phân hủy sinh học (ks) BOD5 0,34 (lớp-1) 0,21 (lớp-1); COD 0,22 (lớp-1) 0,18 (lớp-1); hệ số tốc độ chuyển hóa amoni NH4+-N (K) 0,401 (lớp-1) 0,377 (lớp-1) - tương ứng nước thải xám nguyên nước thải xám pha loãng e Với mô hình thử nghiệm, hiệu suất xử lý BOD5, COD,NH4+, T-N, PO4+,T-P đạt 88,61±9,00(%), 69,72±6,21 (%); 90,31±7,10 (%); 67,81±5,60 (%); 91,81±4,01 (%); 72±7,92 (%) - nằm khoảng hiệu suất thu từ nghiên cứu mô hình thí nghiệm Nước thải xám sau xử lý đáp ứng QCVN 14:2008/BTNMT (B) QCVN 08:2008/BTNMT (B1) 23 Kiến nghị a Trong suốt thời gian xử lý không phát thấy tượng tắc nghẽn phát triển màng sinh vật Tuy nhiên, quan sát thấy lớp màng vi sinh có dấu hiệu dày lên lớp đá ong phía Do khoảng thời gian thí nghiệm không dài (03 tháng) chưa hình thành rõ rệt tác nhân sinh học làm tắc hệ thống Do cần thiết phải nghiên cứu phát triển màng vi sinh vật nghiên cứu số giải pháp để khống chế phát triển đà lớp màng vi sinh b Các nghiên cứu luận án thực hệ thống kín nên chưa tính đến yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc hệ thống xếp lớp đa tầng Vì cần thực thêm nghiên cứu trời với tác nhân như: nước mưa, nhiệt độ…để khẳng định thêm khả xử lý nước thải xám nước thải khác có tính chất tương đương đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng; c Ảnh hưởng tải trọng thủy lực, kích thước đơn vị đá ong, cách bố trí, tỷ lệ đá ong tự nhiên đá ong biến tính nhiệt bố trí hệ thống xếp lớp đa tầng đến hiệu suất xử lý nước thải xám chưa thực Cần thực thêm nhiều nghiên cứu thông số thiết kế này; d Nghiên cứu thực với nước thải xám nên lẫn kim loại nặng, tương tác chất (nếu có) với nguồn nước thải có thông số tương tự ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý trên; e Nghiên cứu bổ sung thêm hệ số an toàn để giảm độ chênh lệch lý thuyết thực tế vào công thức xác định số lớp đá ong cần thiết 24 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Khương Thị Hải Yến, Phạm Thị Minh Thư, Nguyễn Thị Kim Cúc, Nguyễn Thị Hằng Nga, “Nghiên cứu xử lý chất hữu nước thải xám đá ong theo công nghệ MSL”, Tạp chí Cấp thoát nước, trang 75-77, số 1+2, năm 2015 Khương Thị Hải Yến Phạm Thị Minh Thư, Nguyễn Thị Kim Cúc, Nguyễn Thị Hằng Nga, “Nghiên cứu khả xử lý amoni nước thải xám hệ thống xếp lớp đa tầng”, Hội nghị khoa học thường niên kỷ niệm 55 năm thành lập đại học Thủy Lợi, trang 301-303, tháng 11/2014 Khương Thị Hải Yến, Phạm Thị Minh Thư, Nguyễn Thị Kim Cúc, "Nghiên cứu tính chất nước thải xám nhà cao tầng địa bàn Hà Nội", Tạp chí Môi trường Việt Nam, trang 22-26, số 10, tháng 11/2014 Khương Thị Hải Yến, Phạm Thị Minh Thư, Nguyễn Thị Kim Cúc, Trần Viết Ổn, “Xử lý chỗ nướcthaải xám nhà cao tầng đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng – Quy mô thử nghiệm”, Tạp chí Nông nghiệp phát triển nông thôn (ISSN 1859-4581), trang 45-49, số 295, tháng 8/2016 25 [...]... COD (mg/L) 200 Nước thải đầu vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 160 120 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTNB 80 40 0 Nồng độ COD (mg/L) Hình 3.5: Nồng độ COD trước và sau xử lý của NTNB 200 Nước thải đầu vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 160 120 Nước thải sau MSL3 Nước thải MSL5 Nước thải sau MSL7 NTPL 80 40 0 Hình 3.6: Nồng độ COD trước và sau xử lý của NTPL Theo... 3.29) Nồng độ BOD5 (mg/L) 500 400 300 200 100 80 Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý Hiệu suất xử lý (%) 60 40 100 20 0 0 Nồng độ COD (mg/L) Hình 3.28: Nồng độ BOD5 của nước thải xám trước và sau xử lý 500 100 400 80 300 Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý 200 100 60 40 20 0 0 Hình 3.29: Nồng độ COD của nước thải xám trước và sau khi xử lý Trong suốt quá trình thử nghiệm trừ tháng đầu tiên... MSL6 (3-12) Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTNB 2,0 1,0 0,0 Nồng độ PO43 P (mg/L) Hình 3.18: Nồng độ PO43 P trước và sau xử lý của NTNB 2,0 1,5 Nước thải vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTPL 1,0 0,5 0,0 Hình 3.19: Nồng độ PO43 P trước và sau xử lý của NTPL Ước tính lượng phốt pho được hấp phụ nhờ vi sinh theo... vi sinh vật; hầu hết các quá trình xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải xám xảy ra ở những lớp đất phía trên trong điều kiện hiếu khí 3.3 Kết quả nghiên cứu mô hình thực nghiệm (pilot) xử lý tại chỗ nƣớc thải sinh hoạt xám của nhà B5 – Yên Thƣờng 18 Mô hình thử nghiệm pilot được tính toán dựa trên tính chất nước thải xám cần xử lý, yêu cầu chất lượng nước sau xử lý, lưu lượng và các hệ số ks, K Tính... 50 40 30 20 10 0 Nước thải đầu vào Nước sau MSL4 Nước sau MSL6 Nước sau MSL3 Nước sau MSL5 Nước sau MSL7 NTPL Hình 3.4: Nồng độ BOD5 trước và sau khi xử lý của NTPL Hiệu suất xử lý COD đạt 45,72%- 71,61%, nồng độ COD sau xử lý giảm xuống dưới 50 mg/L - với nước thải xám nguyên bản và đạt 42,01% -59,32%, nồng độ COD sau xử lý giảm xuống dưới 30mg/L – với nước thải xám pha loãng; để xử lý COD cầu cần nhiều... đá ong nhưng lại tăng khả năng 21 hấp phụ sinh Tuy nhiên tốc độ hấp phụ hóa học nhanh hơn hấp phụ sinh học nên hiệu suất xử lý phốt phát vẫn bị giảm nhẹ (Hình 3.32) Nồng độ PO43 P (mg/L) 20 100 16 80 Nước thải trước xử lý (mg/L) Nước thải sau xử lý (mg/L) Hiệu suất xử lý (%) 12 8 60 40 4 20 0 0 Hình 3.32: Nồng độ PO43 P trong nước thải xám trước và sau khi xử lý Hiệu suất xử lý T-P dao động trong khoảng... xử lý của NTNB 6 5 4 Nước thải vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 NTPL 3 2 1 0 Hình 3.8: Nồng độ NH4+-N trước và sau xử lý của NTPL Nồng độ NH4+-N sau xử lý xuống dưới thấp hơn 4mg/L với nước thải xám nguyên bản và 2 mg/L với nước thải xám pha loãng sau tất các các mô hình; sau 5 lớp đá ong hiệu suất xử lý amoni ổn định và có độ chênh lệch... 10 lý giảm xuống dưới 20 mg/L - với nước thải xám nguyên bản và dưới 10mg/L với nước thải xám pha loãng; BOD5 giảm nhanh nhất sau 3-4 lớp đá ong phía trên (Hình 3.3, Hình 3.4) Nồng độ BOD5 (mg/L) 120 NTNB 100 80 60 40 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau MSL7 Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải đầu vào 20 0 Nồng độ BOD5 (mg/L) Hình 3.3: Nồng độ BOD5 trước và sau khi xử lý. .. với nước thải xám nguyên bản là 66,49 % và 74,16 %; hiệu suất này chỉ tương đương nhau sau lớp thứ 5 và thay Nồng độ NH4+ -N (mg/L) đổi vị trí sau lớp đá ong thứ 6 (Hình 3.7, Hình 3.8) 20 15 Nước thải vào Nước thải sau MSL4 Nước thải sau MSL6 Nước thải sau MSL3 Nước thải sau MSL5 Nước thải sau SML7 NTNB 10 5 0 Nồng độ NH4+ -N (mg/L) Hình 3.7: Nồng độ NH4+-N trước và sau xử lý của NTNB 6 5 4 Nước thải. .. Yến, Phạm Thị Minh Thư, Nguyễn Thị Kim Cúc, Nguyễn Thị Hằng Nga, Nghiên cứu xử lý chất hữu cơ trong nước thải xám bằng đá ong theo công nghệ MSL”, Tạp chí Cấp thoát nước, trang 75-77, số 1+2, năm 2015 2 Khương Thị Hải Yến Phạm Thị Minh Thư, Nguyễn Thị Kim Cúc, Nguyễn Thị Hằng Nga, Nghiên cứu khả năng xử lý amoni trong nước thải xám bằng hệ thống xếp lớp đa tầng”, Hội nghị khoa học thường niên kỷ niệm