Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ AAO cải tiến

44 467 0
Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ AAO cải tiến

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ************* NGUYỄN THỊ VINH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NITƠ TRONG NƢỚC THẢI SINH HOẠT PHÂN TÁN BẰNG HỆ AAO CẢI TIẾN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: HÓA CÔNG NGHỆ - MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI – 2014 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 2 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ************* NGUYỄN THỊ VINH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NITƠ TRONG NƢỚC THẢI SINH HOẠT PHÂN TÁN BẰNG HỆ AAO CẢI TIẾN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: HÓA CÔNG NGHỆ - MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học ThS. LÊ CAO KHẢI HÀ NỘI – 2014 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 3 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện chương trình Đại học và thực hiện tốt khóa luận tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của các quý Thầy, Cô của trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 và các Thầy, Cô của Viện Công nghệ Môi Trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Em xin cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn ThS. Lê Cao Khải đã dành thời gian và tâm huyết để hướng dẫn em thực hiện tốt khóa luận tốt nghiệp. Đồng thời em xin cảm ơn các Thầy, Cô của trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đặc biệt là các thầy cô đã dạy và hướng dẫn em trong thời gian em học tại trường. Em xin cảm ơn đến Ban giám hiệu Nhà trường và các Thầy, Cô trong Khoa Hóa học đã tạo điều kiện tốt nhất để em học tập và hoàn thiện tốt khóa học. Em xin cảm ơn các anh, chị, các thầy cô thuộc Viện Công nghệ Môi Trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện cho em thực nghiệm tại đây để hoàn thành tốt khóa luận . Em đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp theo đúng tiến độ của Nhà trường đề ra với cố gắng và sự nhiệt tình của bản thân, tuy nhiên em vẫn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp được hoàn thiện tốt hơn. Hà Nội, Ngày 20 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Vinh Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AO (Anoxic – Oxic) Thiếu khí – hiếu khí AAO (Anaerobic – Anoxic - Oxic) Yếm khí – thiếu khí – hiếu khí. BOD 5 (Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa sinh học (5 ngày). COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa hóa học. DO Lượng oxy hòa tan trong nước. HK Hiếu khí. KH Kỵ khí. TK Thiếu khí. MBR (Membrane Biological Reactor) Màng sinh học. MLSS (Mixed liquor suspended solids) Tải lượng bùn hoạt tính QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt. TCVN 5494 – 1995 Tiêu chuẩn Việt Nam. TSS (Total suspended solids) Tổng chất rắn lơ lửng. SS (suspended solid) Hàm lượng chất rắn lơ lửng. NTSH Nước thải sinh hoạt. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 5 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Lượng phát thải sinh học bình quân của con người trong ngày xả vào hệ thống thoát nước (theo quy định của TCXD 51:2007 ). Bảng 1.2: Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo các phương pháp của APHA. Bảng 1.3: Yêu cầu nước thải sau khi xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT. Bảng 3.1: Đặc trưng của nước thải trong nghiên cứu. Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm phân tích. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 6 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Chu trình Nitơ trong tự nhiên. Hình 1.2: Quá trình khử nitrat trên màng tế bào chất của vi khuẩn. Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ JKS. Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt Biofilter. Hình 1.5: Các pha của bể SBR. Hình 1.6: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO. Hình 1.7: Hệ thống thiết bị thí nghiệm. Hình 1.8: Sơ đồ công nghệ AAO. Hình 1.9: Ảnh hưởng của tải lượng NH 4 + vào đến hiệu suất xử lý NH 4 + . Hình 1.10: Mối quan hệ giữa DO và hiệu suất xử lý NH 4 + . Hình 1.11: Ảnh hưởng của DO đến hiệu suất xử lý tổng N. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 7 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NITƠ TRONG NƢỚC THẢI SINH HOẠT 2 1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt 2 1.1.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 2 1.1.2. Phân loại nước thải sinh hoạt 2 1.1.3. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt 2 1.2. Tổng quan về sự ô nhiễm Nitơ trong nước thải 6 1.2.1. Trạng thái tồn tại của Nitơ trong nước thải 6 1.2.2. Nguyên nhân dẫn đến sự ô nhiễm Nitơ trong môi trường nước 7 1.2.3. Tác hại của nitơ trong nước thải 7 1.3 Tổng quan về công nghệ xử lí nitơ trong nước thải sinh hoạt 8 1.3.1. Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt 9 1.3.2. Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học 9 1.4. Một số công nghệ xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán 12 1.4.1. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ (JOHKASOU)-JKS 12 1.4.2. Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt BIOFILTER 15 1.4.3. Công nghệ SBR 16 1.4.4. Công nghệ AAO 18 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1. Đối tượng và mục đích nghiên cứu 22 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 22 2.1.2. Mục đích nghiên cứu 22 2.2. Nội dung nghiên cứu 22 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 8 2.3. Phương pháp nghiên cứu 22 2.3.1. Phương pháp tài kiệu kế thừa 22 2.3.2. Phương pháp phân tích 23 2.4. Phương pháp thực nghiệm 24 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt trong nghiên cứu 26 3.2. Ảnh hưởng của tải lượng NH 4 + vào đến hiệu suất xử lý NH 4 + tổng 27 3.3. Ảnh hưởng của DO đến hiệu quả xử lý N 28 3.3.1. Ảnh hưởng của DO đến hiệu suất xử lý NH 4 + 28 3.3.2. Ảnh hưởng của DO đến hiệu suất xử lý tổng N 29 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả xử lý N 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 1 MỞ ĐẦU Việt Nam đang chuyển mình hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, do đó quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa không ngừng phát triển và kết quả là kéo theo đô thị hóa. Dân số tăng nhanh nên các khu dân cư tập trung dần được quy hoạch và hình thành. Nước thải sinh hoạt là sản phẩm trong quá trình sinh hoạt của con người. Ô nhiễm nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt đang là vấn đề bức xúc hiện nay. Bên cạnh đó vấn đề xử lý nước thải trước khi thải ra sông rạch chưa được áp dụng rộng rãi và hiệu quả. Hậu quả là nguồn nước mặt bị ô nhiễm và nguồn nước ngầm cũng dần ô nhiễm theo, tình trạng ngập nước trên các tuyến đường, nước thải chảy tràn lan qua hệ thống sông ngòi, kênh rạch… ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường và cuộc sống của chúng ta. Hiện nay, việc quản lý nước thải trong đó có nước thải sinh hoạt là một vấn đề cấp thiết của các nhà quản lý môi trường trên thế giới nói chung và việt Nam nói riêng.Vì vậy cần xây dựng các công trình xử lí nước thải phải đạt các yêu cầu về chất lượng nguồn nước xả ra. Một trong những chỉ tiêu cần phải đạt được là hàm lượng nitơ trong nước thải. Theo QCVN 14 : 2008 thì lượng N-NH 4 + không lớn hơn 5 mg/l với nguồn nước loại A và 10 mg/l với nguồn nước loại B. Hàm lượng nitơ trong nước thải cao làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đến môi trường và với các quá trình xử lí khác trong trạm xử lí nước thải. Ngày nay, có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, nhưng phương pháp sinh học được áp dụng rộng rãi hơn cả. Xuất phất từ những lí do trên, để góp phần nhỏ vào việc bảo vệ môi trường nước, bước đầu tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ AAO cải tiến”. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Vinh K36B - Hóa học 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NITƠ TRONG NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.1. Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt 1.1.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con người như tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn… Ở Việt Nam lượng nước thải này trung bình khoảng 120 – 260lít/người/ngày. NTSH được thu gom từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh doanh, chợ, các công trình công cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm. 1.1.2. Phân loại nước thải sinh hoạt Thông thường nước thải sinh hoạt được chia làm 2 loại chính: Nước đen và nước xám. + Nước đen: Là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm chủ yếu là các chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và các cặn lơ lửng. + Nước xám: Là nước phát sinh từ quá trình tắm, rửa, giặt với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. 1.1.3. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây [...]... được xử lý một cách triệt để chính vì vậy nhiệm vụ đặt ra là nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi công nghệ AAO trong xử lý nước thải sinh hoạt - Đánh giá khả năng xử lý N-amoni và N tổng của phương pháp sinh học yếm khí - hiếu khí – thiếu khí 2.2 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát tổng quan về nước thải sinh hoạt phân tán - Xây dựng mô hình AAO cải tiến quy mô phòng thí nghiệm để xử lý nước thải sinh hoạt phân. .. dụng các vi sinh vật có sẵn trong nước thải hoặc bổ sung thêm các chủng, giống vi sinh vật để nâng cao hiệu suất xử lý nước thải Các phương pháp sinh học có thể được duy trì trong các điều kiện yếm khí (không có oxy), thiếu khí và hiếu khí (bổ sung thêm oxy từ ngoài vào) 1.3.1 Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học Cơ sở lí thuyết của các quá trình sinh học xử lý Nitơ trong nước thải Phương... PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Nước thải sinh hoạt phân tán (Nước thải làm thí nghiệm được lấy từ cống xả Nhà 1H Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam) 2.1.2 Mục đích nghiên cứu Như đã trình bày ở phần tổng quan nguồn nước thải sinh hoạt được thải ra môi trường có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, mặt khác nguồn nước được thải ra... nước thải 1.4 Một số công nghệ xử lý nitơ trong nƣớc thải sinh hoạt phân tán 1.4.1 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ (JOHKASOU)-JKS Nguyễn Thị Vinh 12 K36B - Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Chất dinh dưỡng Máy cấp khí Nước thải sinh hoạt Tách rác Ngăn điều hòa Màng Ngăn vi lọc phản Nitrat Ngăn chứa bùn Ngăn Nitrat hóa và lọc sinh học học Ngăn khử trùng Tiếp... tốt nghiệp CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trƣng của nƣớc thải sinh hoạt trong nghiên cứu Nước thải sinh hoạt được lấy từ (Nước thải làm thí nghiệm được lấy từ cống xả Nhà 1H Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam) Đặc trưng của nước thải trong nghiên cứu được thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.1 Đặc trƣng của nƣớc thải trong nghiên cứu STT Thông số Đơn vị Hàm lượng - 7 – 7,5 1 pH 2 COD mg/l 200... nghiệm xử lý nitơ trong nước thải với quá trình sinh trưởng bám dính được thực hiện trên hệ thống thiết bị thí nghiệm sử dụng vật liệu mang nhựa gấp nếp như hình 2.1 Hệ thống được khởi động bằng phương pháp cấp nước thải liên tục cho hệ thống Nguồn vi sinh vật dùng để cấy vào hệ là bùn từ hệ thiết bị thí nghiệm xử lý nitơ trong phòng thí nghiệm Hình 2.1: Hệ thống thiết bị thí nghiệm Hình 2.2: Sơ đồ hệ. .. - 8 - T-P Từ đặc tính của nước thải cho thấy các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ, Phốtpho, SS, TOC chất tẩy rửa, trong nước thải sinh hoạt hàm lượng Nitơ và phốtpho rất lớn, (từ 50 đến 55%), chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh phát triển Nếu không được xử lý thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng Như vậy nước thải sinh hoạt của đô thị, các khu dân... và linh hoạt bởi thay đổi tải trọng 1.4.4 Công nghệ AAO Nguyễn Thị Vinh 18 K36B - Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp AAO là quy trình xử lý sinh học liên tục ứng dụng nhiều hệ vi sinh vật khác nhau: Hệ vi sinh vật yếm khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý chất thải Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà chất thải được xử lý trước khi xả ra môi trường Trong đó:... AAO cải tiến quy mô phòng thí nghiệm để xử lý nước thải sinh hoạt phân tán - Nghiên cứu ảnh hưởng của N-anoni đầu vào, đầu ra và N tổng đầu vào, đầu ra đến hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt phân tán bằng hệ thống AAO cải tiến 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp tài kiệu kế thừa Phương pháp này được sử dụng nhằm xác định, phân tích, đánh giá điều kiện về tự nhiên, môi trường và được thu thập,... học): loại trừ BOD, loại trừ Nitơ, Phốtpho bằng phương pháp màng sinh học - Ngăn thứ tư: Bể trữ nước đã xử lý - Ngăn thứ năm (bể khử trùng): diệt một số vi khuẩn bằng nước clo, thải nước đã được xử lý ra ngoài Chất lượng xử lý nước thải được quyết định ở ngăn thứ ba phụ thuộc vào chất liệu màng sinh học được sử dụng.Chất lượng màng sinh học càng cao thì hiệu quả xử lý và giá thành JKS càng cao Kỹ thuật . của nitơ trong nước thải 7 1.3 Tổng quan về công nghệ xử lí nitơ trong nước thải sinh hoạt 8 1.3.1. Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt 9 1.3.2. Xử lý Nitơ trong nước thải bằng. pháp sinh học 9 1.4. Một số công nghệ xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt phân tán 12 1.4.1. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ (JOHKASOU)-JKS 12 1.4.2. Công nghệ lọc sinh. khử 60-80% tổng lượng nitơ trong nước thải. 1.4. Một số công nghệ xử lý nitơ trong nƣớc thải sinh hoạt phân tán 1.4.1. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ (JOHKASOU)-JKS

Ngày đăng: 15/07/2015, 07:27

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan