ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Thị Bích Phƣơng KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC SÔNG KIM NGƢU CỦA MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ PHÙ HỢP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Thị Bích Phƣơng KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC SÔNG KIM NGƢU CỦA MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ PHÙ HỢP Chun ngành: Hóa mơi trƣờng Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ đƣợc hoàn thành phịng thí nghiệm Hóa Mơi Trƣờng, khoa Hóa học – trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên Hà Nội Tôi xin giành lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới PGS.TS Trần Hồng Côn tin tƣởng giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn PGS TS Trần Hồng Côn cho nhiều ý kiến quý báu thời gian làm thực nghiệm vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn thầy khoa Hóa, đặc biệt mơn Hóa Mơi Trƣờng tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn tới anh chị bạn bè phịng phân tích Hóa Mơi Trƣờng, đặc biệt bạn Trần Phƣơng Nhật Thủy – University of science and technology of Ha Noi – Undergraduate School giúp đỡ nhiều suốt thời gian vừa qua Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè ln động viên, giúp đỡ tơi thời gian học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 10 tháng 08 năm 2015 Học viên Lê Thị Bích Phƣơng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 1.1 Vai trò quan trọng nước đời sống 1.2 Giới thiệu sông Kim Ngưu 1.2.1 Lịch sử sông Kim Ngưu 1.2.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn lưu vực sông Kim Ngưu 1.2.3 Hiện trạng ô nhiễm sông Kim Ngưu 1.3 Một số phương pháp thông dụng xử lý nước thải sinh hoạt 1.3.1 Keo tụ hóa học 1.3.2 Xử lý phương pháp sinh học 13 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 16 2.1 Mục tiêu, nội dung nghiên cứu 16 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 16 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 16 2.2.1 Hóa chất 16 2.2.2 Dụng cụ 17 2.2.3 Thiết bị 17 2.3 Phương pháp xác định số tiêu nước thải 17 2.3.1 Xác định TSS 17 2.3.2 Xác định số COD phương pháp bicromat 17 2.3.3 Xác định nồng độ Amoni nước thải phương pháp Nessler 19 2.3.4 Xác định Nitrat phương pháp Brucine 21 2.3.5 Xác định hàm lượng Nitrit nước thải 23 2.3.6 Xác định Photphat phương pháp so màu vanađat 25 2.3.7 Xác định Coliform phương pháp đếm khuẩn lạc 27 2.4 Lấy mẫu bảo quản mẫu 30 2.5 Xử lý nước thải phương pháp keo tụ hóa học 30 2.5.1 Keo tụ phèn nhôm 30 2.5.2 Keo tụ PAC 31 i 2.6 Xử lý nước sông Kim Ngưu phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí 31 2.6.1 Chuẩn bị sinh khối 31 2.6.2 Xử lý sinh học hiếu khí 32 CHƢƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Một số tiêu nước sông Kim Ngưu 33 3.2 Xử lý nước sông Kim Ngưu phèn nhôm PAC 35 3.2.1 Hiệu suất xử lý TSS, độ đục phèn nhôm PAC 36 3.2.2 Hiệu suất xử lý COD phèn nhôm PAC 38 3.2.3 Hiệu suất xử lý Amoni phèn nhôm PAC 39 3.2.4 Hiệu suất xử lý Nitrit phèn nhôm PAC 40 3.2.5 Hiệu suất xử lý Nitrat phèn nhôm PAC 40 3.2.6 Hiệu suất xử lý Photphat phèn nhôm PAC 41 3.2.7 Hiệu suất xử lý Coliform phèn nhôm PAC 42 3.3 Tốc độ lắng bùn xử lý nước sông Kim Ngưu phèn nhôm PAC 43 3.4 Tối ưu hóa nồng độ phèn nhơm PAC xử lý nước sông Kim Ngưu 46 3.5 Xử lý nước sông Kim Ngưu phương pháp vi sinh hiếu khí 47 3.5.1 Hiệu suất loại bỏ COD phương pháp vi sinh hiếu khí 48 3.5.2 Hiệu suất loại bỏ amoni phương pháp vi sinh hiếu khí 49 3.6 Thảo luận 49 3.7 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý nước sông Kim Ngưu 53 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 59 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các hóa chất vơ đƣợc sử dụng phổ biến trình keo tụ kết tủa xử lý nƣớc thải…………………………………………… 10 Bảng 2.1 Kết đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn COD ……………………… 19 Bảng 2.2 Cách pha dung dịch chuẩn NH4+ nồng độ từ – 5mg/L………………20 Bảng 2.3 Kết đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn amoni ……………………….21 Bảng 2.4 Cách pha dung dịch chuẩn NO3- nồng độ từ – 2mg/L……………….22 Bảng 2.5 Kết đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn nitrat ……………………… 23 Bảng 2.6 Cách pha dung dịch chuẩn NO2- nồng độ từ 0-1mg/L 24 Bảng Kết đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn nitrit 25 Bảng Cách pha dung dịch chuẩn photphat nồng độ từ 0-18mg/L 26 Bảng Kết đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn photphat .27 Bảng 10 Thành phần chất môi trƣờng nuôi cấy Endo 28 Bảng Kết phân tích số tiêu nƣớc sông Kim Ngƣu 34 Bảng Hiệu suất xử lý TSS phèn nhôm PAC .36 Bảng 3 Hiệu suất xử lý độ đục phèn nhôm PAC 37 Bảng Hiệu suất xử lý COD phèn nhôm PAC 38 Bảng Hiệu suất xử lý Amoni phèn nhôm PAC .39 Bảng 11 Hiệu suất xử lý nitrit phèn nhôm PAC 40 Bảng 12 Hiệu suất xử lý Nitrat phèn nhôm PAC 40 Bảng 13 Hiệu suất xử lý photphat phèn nhôm PAC .41 Bảng 14 Hiệu suất xử lý Coliformcủa phèn nhôm PAC .42 Bảng 15 pH nƣớc sau xử lý keo tụ phèn nhôm PAC .51 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Nƣớc thải đƣợc xả sơngKim Ngƣu qua họng cống Hình 1.2 Sơng Kim Ngƣu đen ngòm với hàng ngàn họng cống ngày đêm xả nƣớc thải chƣa qua xử lý vào sông Hình Hiện tƣợng keo tụ bơng tụ (hạt màu sẫm tính bền) Hình 2.1 Đƣờng chuẩn xác định nồng độ COD 19 Hình 2.2 Đƣờng chuẩn xác định nồng độ Amoni 21 Hình 2.3 Đƣờng chuẩn xác định nồng độ nitrat 23 Hình 2.4 Đƣờng chuẩn xác định nồng độ nitrit 25 Hình 2.5 Đƣờng chuẩn xác định nồng độ photphat 27 Hình 2.6 Quy trình lọc mẫu 29 Hình 3.1 Hiệu suất xử lý TSS phèn nhôm PAC……………………… 36 Hình 3.2 Hiệu suất xử lý độ đục phèn nhơm PAC………………………37 Hình 3.3 Hiệu suất xử lý COD Alum PAC…………………………… 38 Hình 3.4 Hiệu suất xử lý Nitrat phèn nhơm PAC……………………… 41 Hình 3.5 Hiệu suất xử lý phophat Phèn nhôm PAC…………………… 42 Hình 3.6 Hiệu suất xử lý Coliform phèn nhơm PAC………………… 43 Hình 3.7 Sự phụ thuộc bùn lắng vào thời gian xử lý PAC……… 44 Hình 3.8 Sự phụ thuộc bùn lắng vào thời gian xử lý phèn nhơm 45 Hình 3.9 Nồng độ tối ƣu phèn nhôm xử lý COD…………………… 46 Hình 3.10 Nồng độ tối ƣu PAC việc xử lý COD…………………… 47 Hình 3.11 Hiệu xuất xử lý COD phƣơng pháp sinh học hiếu khí…………48 Hình 3.12 Hiệu xuất xử lý Amoni phƣơng pháp sinh học hiếu khí……….49 Hình 3.13 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc sơng Kim Ngƣu…………… 53 iv KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng PAC Poly Alminiun Chloride Poly nhôm clorua v vi MỞ ĐẦU Nƣớc thải sinh hoạt vấn đề quan trọng thành phố lớn đông dân cƣ, quốc gia phát triển Riêng quốc gia trình phát triển kinh tế - xã hội, cơng nghiệp hóa, đại hóa nhƣ Việt Nam, với trình độ khoa học cơng nghệ chƣa cao, hệ thống cống rãnh nƣớc cịn tình trạng thơ sơ, khơng hợp lý, không theo kịp đà phát triển dân số thành phố lớn nhƣ: thành phố Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Nha Trang, Đà Nẵng, … việc xử lý nƣớc thải sinh hoạt tạo nên sức ép lớn mơi trƣờng Tính đến năm 2005, nƣớc có 722 thị với tổng số dân 25 triệu ngƣời (bằng 27% dân số nƣớc) với tổng lƣợng nƣớc thải sinh hoạt sản xuất chƣa qua xử lý xử lý không đạt tiêu chuẩn môi trƣờng 3.110.000 m3/ngày[2, 9] Lƣợng nƣớc thải đƣợc xả trực tiếp vào nguông nƣớc sông, hồ, biển ven bờ[2] Mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm Việt Nam ngày trầm trọng, nều tình trạng khơng chấm dứt nguồn nƣớc mặt khơng cịn sử dụng đƣợc thời gian không xa Thủ đô Hà Nội thành phố có tốc độ thị hóa cao nƣớc, trung tâm trị, kinh tế, văn hóa – xã hội nƣớc, với tốc độ tăng trƣởng cao nhiều mặt nhƣ: công nghiệp dịch vụ, với tốc độ tăng dân số nhanh ngày làm cho môi trƣờng ô nhiễm trầm trọng Hệ thống thoát nƣớc nội thành Hà Nội bao gồm nhiều kênh mƣơng bốn sơng nƣớc sơng Tơ Lịch, sơng Kim Ngƣu, sông Lừ sông Sét với tổng chiều dài gần 40 km có 29,7 km kênh mƣơng hở Hệ thống sông, kênh mƣơng bị bồi lắng, thu hẹp nhiều đoạn bị lấn chiếm, đổ rác thải bừa bãi, đặc biệt rác thải xây dựng Theo báo cáo trạng môi trƣờng thành phố Hà Nội năm 2005 ngày hệ thống cống nƣớc bốn sơng tiếp nhận khoảng 370.000 – 400.000 m3 nƣớc thải sinh hoạt thêm vào khoảng 100.000 m3 nƣớc thải cơng nghiệp, dịch vụ bệnh viện Vậy mà tổng lƣợng nƣớc thải công nghiệp đƣợc xử lý Hà Nội đạt 20 – 30%, có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nƣớc thải; 36/400 đƣợc xử lý thứ cấp phƣơng pháp sinh học hiếu khí để loại bỏ COD amoni khỏi nƣớc thải 3.5.1 Hiệu suất loại bỏ COD phƣơng pháp vi sinh hiếu khí 250 nồng độ COD (mg/L) 200 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 thời gian (phút) Hình 3.11 Hiệu suất xử lý COD phƣơng pháp sinh học hiếu khí Từ hình ta thấy, dùng phƣơng pháp sinh học hiếu khí để loại bỏ COD khỏi nƣớc đạt hiệu cao Sau 480 phút nồng độ COD đạt tiêu chuẩn Việt Nam nƣớc thải loại B 48 3.5.2 Hiệu suất loại bỏ amoni phƣơng pháp vi sinh hiếu khí 20 18 16 nồng độ amoni (mg/L) 14 12 10 0 100 200 300 400 500 600 thời gian (phút) Hình 3.12 Hiệu xuất xử lý Amoni phƣơng pháp sinh học hiếu khí Từ hình ta thấy, dùng phƣơng pháp sinh học hiếu khí để loại bỏ amoni khỏi nƣớc đạt hiệu cao Sau 480 phút nồng độ amoni đạt tiêu chuẩn Việt Nam nƣớc thải loại B 3.6 Thảo luận - Luận văn nghiên cứu việc xử lý số chất ô nhiễm nƣớc sông Kim Ngƣu phƣơng pháp keo tụ hóa học với chất keo tụ phèn nhôm PAC, nồng độ 49 chất keo tụ nhƣ tăng dần: 64; 128; 256;320 384mg/L Sau xử lý phƣơng pháp keo tụ hóa học tiêu TSS, độ đục, nitrat, nitrit photphat đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2; tiêu COD, amoni giảm nhƣng chƣa đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2 Đặc biệt Colifrom, việc xử lý đạt hiệu xuất cao (phèn nhôm – 88,17%, PAC – 95,69% ) nhƣng vƣợt đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2 Điều đƣợc giải thích lƣợng Coliform nƣớc sông Kim Ngƣu cao - Từ kết nghiên cứu rằng, trình keo tụ hóa học phèn nhơm PAC khơng xử lý đƣợc amoni nƣớc sông Kim Ngƣu Nhƣ đề cập trƣớc đó, chất keo tụ có tác dụng trung hịa điện tích hạt keo, sau trung hịa điện tích hạt keo có điều kiện tiếp cận gần để tạo tập hợp lớn Khi sử dụng chất keo tụ phèn nhôm PAC chất keo tụ mang điện tích dƣơng (Al3+), amoni (NH4+) mang điện tích dƣơng; chúng mang điện dƣơng nên chúng không hút (tiếp cận gần nhau) để tạo thành tập hợp lớn bị lắng xuống Do mà phƣơng pháp keo tụ hóa học khơng loại bỏ đƣợc amoni Và việc tìm phƣơng pháp khác xử lý amoni nƣớc sông Kim Ngƣu để đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2 cần thiết - Khi xử lý nƣớc phƣơng pháp keo tụ hóa học với chất keo tụ phèn nhôm PAC, kết chứng minh PAC xử lý hiệu so với phèn nhôm Sở dĩ nhƣ hàm lƣợng Al2O3 PAC (30 – 36%) cao phèn nhôm (15%); trải qua bƣớc hình thành polymer (bƣớc chậm) nên tốc độ keo tụ lớn bƣớc tạo kết tủa Al(OH)3 vơ định hình thuận lợi, điều kiện nhiệt độ không cao; cấu trúc phân tử polymer có chứa sẵn anion SO42-, Cl- với mật độ lớn nên phân ky mạng polymer có mật độ điện tích dƣơng cao, khả hấp phụ (do mạch dài, tƣơng tác hóa học lớn) trung hịa hạt huyền phù mang điện tích âm tốt 50 Bảng 10 pH nƣớc sau xử lý keo tụ phèn nhôm PAC Nồng độ chất kết tủa (mg/L) 64 128 256 320 384 pH mẫu nƣớc Sau xử lý phèn nhôm Sau xử lý PAC 7,51 7,60 7,43 7,55 7,30 7,42 7,18 7,29 6,94 7,03 Từ kết bảng cho ta thấy pH nƣớc thải sau xử lý phèn nhôm thấp so với xử lý PAC, điều tƣơng quan tốt với tốc độ mức độ thủy phân phèn PAC PAC sản phẩm có thủy phân trƣớc thủy phân chậm ta cho vào nƣớc Ngƣợc lại, cho phèn nhơm vào nƣớc bị thủy phân nhanh chóng khơng kiểm sốt đƣợc pH đạt đến giá trị định Nhìn chung, pH nƣớc sau xử lý có pH thấp so với trƣớc xử lý (pH = 7,53), điều phù hợp phèn PAC thủy phân làm tăng nồng độ H+ nƣớc nên pH giảm - Các kết nghiên cứu cho thấy, lƣợng bùn sinh keo tụ hóa học phèn nhơm lớn lƣợng bùn sinh keo tụ hóa học PAC Điều đƣợc giải thích do: ngồi việc trung hòa chất keo tụ tạo thành tập hợp lớn lắng xuống phèn nhơm thủy phân nhanh PAC nên sau keo tụ lƣợng Al(III) tồn dƣ lớn lắng xuống với bùn làm cho lƣợng bùn nhiều - Khi xử lý keo tụ hàm lƣợng COD, amoni nƣớc cao so với tiêu chuẩn Việt Nam QCVN08-2008/BTNMT, cột B2 Vì luận văn nghiên cứu việc loại bỏ COD amoni phƣơng pháp sinh học hiếu khí Nƣớc thơ sau xử lý phèn nhôm PAC với nồng độ tối ƣu 256mg/L thu đƣợc nƣớc suốt, tiếp tục xử lý phƣơng pháp sinh học thấy hàm lƣợng COD amoni giảm đáng 51 kể Sau 480 phút xử lý, số COD, amoni thấp so với tiêu chuẩn Việt Nam QCVN08-2008/BTNMT, cột B2 nƣớc mặt Vi sinh vật giống nhƣ tất sinh vật sống khác, chúng cần thức ăn cho sinh trƣởng Chúng sử dụng chất cacbon hyđrat nhƣ nguồn lƣợng để sinh trƣởng phát triển tạo thành tập hợp lớn vi sinh vật nên đƣợc gọi q trình sinh khối Các vi sinh vật có khả oxi hóa hợp chất hữu thành sản phẩm đơn giản, sinh khối đƣợc bổ sung kết sau xử lý sinh học hiếu khí hàm lƣợng COD giảm đáng kể Xử lý sinh học hiếu khí loại bỏ đƣợc lƣợng lớn amoni đƣợc giải thích sinh khối sử dụng để xử lý nƣớc phƣơng pháp hiếu khí có chứa vi khuẩn có khả oxi hóa amoni Trong thí nghiệm này, ion amoni mẫu nƣớc đƣợc chuyển đổi (oxy hóa) thành nitrat nitrit nhờ vi sinh vật Nitrosomonas Nitrobacteria Q trình oxi hóa amoni thành nitrat nitrit đƣợc thể phƣơng trình sau: 2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 4H+ + 2H2O 2NO2- + O2 → 2NO3- 52 3.7 Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nƣớc sông Kim Ngƣu Nƣớc sông Kim Ngƣu Song chắn rắc Bể điều hòa Máy khuấy Bể keo tụ Máy thổi khí Phèn nhơm, PAC Bể tạo Bể lắng Bể chứa bùn Bể hiếu khí Bể lắng Máy sục khí Nguồn tiếp nhận Xử lý bùn Hình 3.13 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc sông Kim Ngƣu Nƣớc thải từ cống chảy sông đƣợc thu gom chảy vào bể xử lý, nƣớc thải đƣợc cho qua song chắn rác mục đích để loại bỏ rác Nƣớc thải sau qua song chắn rác đƣợc thu gom vào hố bơm vào bể điều hòa, nƣớc thải 53 đƣợc điều tiết hòa trộn nhƣ cung cấp khí để xáo trộn ổn định lƣu lƣợng nhƣ nồng độ chất có nƣớc thải Sau qua bể điều hòa, nƣớc thải đƣợc bơm qua bể keo tụ, hóa chất nhƣ phèn nhơm PAC đƣợc thêm vào với liều lƣợng Từ bể keo tụ, nƣớc thải chảy qua bể tạo bông, dƣới tác dụng hệ thống cánh khuấy chất bẩn nƣớc dạng lơ lửng đƣợc kết dính thành bơng cặn có khả lắng bể lắng với tố độ nhanh Nƣớc thải từ bể tạo bong trƣớc tự chảy qua bể lắng nhằm tách bơng cặn hình thành bể tạo bơng Tại đây, dƣới tác dụng trọng lực chênh lệch tỉ trọng nƣớc bùn cặn, phần bùn rơi xuống đáy Nƣớc thải sau loại bỏ TSS đƣợc dẫn sang bể trung gian nhằm ổn định lƣu lƣợng nƣớc trƣớc bơm vào bể hiếu khí Nƣớc sau q trình xử lý hóa lý lắng tách cặn đảm bảo loại bỏ phần lớn COD, nitrat, nitrit, photphat coliform đƣợc đƣa sang bể hiếu khí (bể Aeroten) nƣớc thải đƣợc hịa trộn với khơng khí từ máy thổi khí thơng qua hệ thống phân phối khí dƣới bể giúp vi sinh vật dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) phân hủy chất hữu cơ, amoni lại nƣớc thải thành chất vô đơn giản Tại xử lý COD đạt hiệu xuất khoảng 80%, xử lý amoni đạt hiệu xuất khoảng 90% Sau nƣớc đƣợc đƣa sang bể lắng Tại diễn trình phân tách nƣớc bùn hoạt tính Bùn hoạt tính lắng xuống đáy đƣợc dẫn qua bể chứa bùn thông qua hệ thống thu bùn dƣới đáy, cịn nƣớc phía bề mặt đƣa quay trở lại sông Kim Ngƣu Nƣớc thải sau xử lý nhƣ đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2 54 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu khảo sát, luận văn thu đƣợc kết nhƣ sau: - Đã lấy mẫu phân tích đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Kim Ngƣu thời điểm 8-10h sang vào mùa khô đoạn cầu Mai Động Và nhận thấy rằng: nƣớc sơng có pH TSS đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2; số tiêu khác nhƣ COD, N-NH4+, N-NO2-, N-NO3-, P-PO43- cao nhiều so với quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2 - Đã khảo sát khả loại bỏ tác nhân ô nhiễm phƣơng pháp keo tụ, sử dụng chất keo tụ phèn nhôm PAC với nồng độ chất keo tụ giống lần lƣợt 64mg/L, 128mg/L, 256mg/L, 320mg/L 384mg/L Kết cho thấy: hầu hết trƣờng hợp loại bỏ chất ô nhiễm PAC mang lại hiệu tốt so với dùng phèn nhôm để loại bỏ Nồng độ tối ƣu phèn nhôm PAC lần lƣợt 235mg/L 256mg/L Phƣơng pháp keo tụ hóa học phèn nhơm PAC xử lý tốt tiêu TSS, COD, độ đục, nitrat, nitrit photphat nƣớc sông Kim Ngƣu; sau xử lý thông số TSS, độ đục, nitrat, nitrit photphat đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN082008BTNMT, cột B2 Riêng có COD amoni chƣa đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2 - Đã tiến hành xử lý tác nhân ô nhiễm chủ yếu nƣớc sông Kim Ngƣu hợp chất hữu cơ, hợp chất nitơ phƣơng pháp vi sinh hiếu khí Kết cho thấy: sau khoảng tám xử lý, tiêu COD, amoni giảm đáng kể đạt quy chuẩn kỹ thuật chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2 - Dựa kết khảo sát, chúng tơi đề xuất mơ hình xử lý nƣớc sông Kim Ngƣu: xử lý sơ cấp phƣơng pháp keo tụ hóa học với chất keo tụ 55 phèn nhơm PAC; sau xử lý thứ cấp phƣơng pháp vi sinh hiếu khí 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Đình Bảng (2004), Bài giảng chuyên đề “Các phương pháp xử lý nước, nước thải”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Bộ Tài Nguyên Môi trƣờng (2005), Báo cáo trạng môi trường Quốc gia năm 2005, Nhà xuất Hà Nội Đặng Kim Chi (1998), Hóa học mơi trường, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Trần Đức Hạ (2007), Xử lý nước thải đô thị, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Lƣơng Đức Phẩm (2011), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục Việt Nam Nguyễn Văn Phƣớc (2008), Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt cơng nghiệp biện pháp sinh học, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Nguyễn Thị Thu Thủy (2012), Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội, Sở Tài nguyên Môi trƣờng nhà đất (2003), Báo cáo trạng môi trường Thành phố Hà Nội 2003, Nhà xuất Hà Nội Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội, Sở Tài nguyên Môi trƣờng nhà đất (2005), Báo cáo trạng môi trường Thành phố Hà Nội 2005, Nhà xuất Hà Nội Tiếng Anh 10 Aguilar, M, J Saez, et al (2002), “Nutrient removal and sludge production in the coagulation–flocculation process”, Water Research 36(11), pp 2910-2919 11 American Public Health Associations, AWWA (2012) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Water Works Assn 12 Cheng, W.P (2002), “Comparison of hydrolysis/coagulation behavior of polymeric and monomeric iron coagulants in humic acid solution”, Chemosphere 47(9), pp.963-969 57 13 Droste, R.L (1997), Theory and practice of water and wastewater treatment, Wiley New York etc 14 Gebbie, P (2001), Using Polyaluminium coagulants in water treatment, Proc.64th AWIEO Conference 15 Jeppsson, U (1996), Modelling aspects of wastewater treatment processes, Lund University 16 Metcalf, L., H P Eddy, et al (1972) Wastewater engineering: treatment, disposal, and reuse, McGraw-Hill 17 STANLEY E MANAHAN (1999) Environmental Chemistry, Lewis Publisher, Boca Raton, London, New York, Washington D.C 18 Treatment, A W (1995), Principles and Practices of Water Supply Operations, Denver: AWWA 19 Vallero, D (2003), Engineering the risks of hazardous wates, Butterworth – Heinemann 20 Vallero, D (2010), Environmental biotechnology: a biosystems approach, Academic Press 21 Westerhoff, G.P (1968), Coagulation in waste water treatment, Newark College of Engineering 22 Yan, M, D Wang, et al (2007), “Relative importance of hydrolyzed Al (III) species (Ala, Alb, and Alc) during coagulation with polyaluminum chloride: A case study with the typical micro-polluted source waters”, Joumal of Colloid and Interface Science 316(2), pp.482-489 23 Yan, M, D Wang, et al (2008), “Enhanced coagulation with polyaluminum chlorides: role of pH/alkalinity and speciation”, Chemosphere 71(9),pp 16651673 24 Yang, Z., B Gao, et al (2010) “Coagulation performance and residual aluminum speciation of Al2(SO4)3 and polyaluminum chloride (PAC) in Yellow River water treatment”, Chemical Engineering Journal 165(1), pp.122-132 58 PHỤ LỤC QCVN 08 : 2008/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƢỢNG NƢỚC MẶT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Thơng số pH Oxi hịa tan (DO) Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) COD BOD5 200C Amoni (NH4+) (tính theo N) Clorua (Cl-) Florua (F-) Nitrit (NO2-) (tính theo N) Nitrat (NO3-) (tính theo N) Phosphat (PO43-) (tính theo P) Xianua (CN-) Asen (As) Cadimi (Cd) Chì (Pb) Crom III (Cr3+) Crom VI (Cr6+) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Niken (Ni) Sắt (Fe) Thủy ngân (Hg) Chất hoạt động bề mặt Tổng dầu, mỡ Phenol (tổng số) Hóa chất bảo vệ thực vật clo hữu Aldrin + Dieldring Endrin BHC DDT Endosunfan (Thiodan) Lindan mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L Giá trị giới hạn A A1 A2 6-8,5 6-8,5 ≥6 ≥5 20 30 10 15 0,1 0,2 250 400 1,5 0,01 0,02 0,1 0,2 0,005 0,01 0,01 0,02 0,005 0,005 0,02 0,02 0,05 0,1 0,01 0,02 0,1 0,2 0,5 1,0 0,1 0,1 0,5 1,0 0,001 0,001 0,1 0,2 0,01 0,02 0,005 0,005 B B1 5,5-9 ≥4 50 30 15 0,5 600 1,5 0,04 10 0,3 0,02 0,05 0,01 0,05 0,5 0,04 0,5 1,5 0,1 1,5 0,001 0,4 0,1 0,01 B2 5,5-9 ≥2 100 50 25 0,05 15 0,5 0,02 0,1 0,01 0,05 1,0 0,05 2,0 0,1 2,0 0,002 0,5 0,3 0,02 µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L 0,002 0,01 0,05 0,001 0,005 0,3 0,008 0,014 0,13 0,004 0,01 0,38 0,01 0,02 0,015 0,005 0,02 0,4 Đơn vị 59 0,004 0,012 0,1 0,002 0,01 0,35 27 Chlordane Heptachlor µg/L µg/L Hóa chất bảo vệ thực vật phosphor hữu Paration MalationMalation µg/L µg/L 29 30 31 Hóa chất trừ cỏ 2,4D 2,4,5T Paraquat Tổng hoạt độ phóng xạ α Tổng hoạt độ phóng xạ β E.Coli 32 Coliform 28 µg/L µg/L µg/L Bq/L Bq/L MNP/100 ml MNP/100 ml 60 0,01 0,01 0,1 0,1 0,02 0,02 0,2 0,32 0,02 0,02 0,4 0,32 0,03 0,05 0,5 0,4 100 80 900 0,1 1,0 20 200 100 1200 0,1 1,0 50 450 160 1800 0,1 1,0 100 500 200 2000 0,1 1,0 200 2500 5000 7500 10000 Sự phụ thuộc bùn lắng vào thời gian xử lý Alum PAC Thời gian 12 15 18 21 24 27 30 33 36 Thể tích bùn cuối Thể tích nƣớc Thể tích nƣớc (%) 64 mg/L Phèn PAC nhôm 128 mg/L Phèn PAC nhôm 256 mg/L Phèn PAC nhôm 320 mg/L Phèn PAC nhôm 384 mg/L Phèn PAC nhôm 80 52 40 29 20 15 10 8 8 102 98 92 76 62 49 37 28 21 19 18 18 18 92 70 54 39 25 20 17 16 15 14 14 14 14 110 105 98 82 70 58 42 38 35 33 31 31 31 104 72 48 38 33 30 28 26 25 24 23 22 22 126 120 110 99 83 69 58 50 46 44 43 43 43 120 94 71 51 40 34 30 28 27 27 27 27 27 142 138 127 110 95 82 72 66 61 57 54 53 53 134 102 78 58 48 40 36 34 33 32 32 32 32 164 161 155 140 127 117 110 105 102 100 98 97 97 18 14 31 22 43 27 53 32 97 492 482 486 469 478 457 473 447 468 403 98.4% 96.4% 97.2 % 93.8 % 95.6% 91.4% 94.6% 89.4 % 93.6 % 80.6% 61 Thực phƣơng pháp sinh học việc xử lý COD Thời gian (phút) 30 60 90 120 180 240 300 360 420 480 COD (mg /L) Amoni (mg/L) 220.7 236.04 223.83 188.43 164.02 134.27 102.32 71.35 52.66 45.82 40.92 18,25 17.18 15.26 13.55 11.1 7.92 5.75 3.95 3.57 1.94 0.74 62 COD Hiệu suất (%) Amoni Hiệu suất (%) 14.62 25.68 39.16 53.64 67.67 76.14 79.24 81.46 5.87 16.38 25.77 39.18 56.63 68.47 78.37 80.46 89.39 95.97 ... Phƣơng KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC SÔNG KIM NGƢU CỦA MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ PHÙ HỢP Chun ngành: Hóa mơi trƣờng Mã số: 60440120... luận văn: ? ?Khảo sát đánh giá khả xử lý chất ô nhiễm nước sông Kim Ngưu số phương pháp truyền thống đề xuất giải pháp xử lý phù hợp? ?? CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 1.1 Vai trò quan trọng nƣớc đời sống Hơn... khỏi Kim Ngƣu khu vực Kim Liên, Phƣơng Liệt), v.v Sông Kim Ngƣu xƣa tuyến giao thông đƣờng thủy Ngày nay, sông Kim Ngƣu bốn sông nội ? ?ô (sông Tô lịch, sông Lừ, sông Sét sông Kim Ngƣu) đƣợc kè bờ