BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Trung tâm Học ĐÁNH liệu ĐH Cần ThơHIỆU @ Tài QUẢ liệu họcXỬ tập nghiên cứu GIÁ LÝ ĐỂ THU HỒI NITƠ VÀ PHOTPHO LÀM PHÂN BÓN CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC TIỂU HUBER GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Trần Khưu Tiến SINH VIÊN THỰC HIỆN Châu Ngọc Ánh (MSSV: 1032768) Ngành: Kỹ Thuật Môi Trường - Khoá: 29 Tháng 12/2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KTMT&TNN CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần thơ, ngày 25 tháng năm 2007 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NĂM HỌC : 2006 - 2007 Họ tên cán hướng dẫn: Trần Khưu Tiến Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ ĐỂ THU HỒI NITƠ VÀ PHOTPHO LÀM PHÂN BÓN CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC TIỂU HUBER Địa điểm thực : Khoa công nghệ & Nhà Huber - Dự án SANDSED II Khu II - ĐạI Học Cần Thơ Sinh viên thực : Châu Ngọc Ánh; Lớp: KTMT 29; MSSV: 1032768 Mục đích đề tài : Trung - Đánh giá hiệu hệ thống xử lý thu hồi chất dinh dưỡng nước tiểu làm phân bón: hiệu xử lý Nitơ, hiệu xử lý Photpho, ưu nhược điểm… -Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu hoạt động hệ thống So sánh hiệuĐH công nghệ@ nàyTài với liệu phương pháp hiệnnghiên có tâm- Học liệu Cần Thơ học tập cứu Các nội dung giới hạn đề tài - CHƯƠNG I: Giới thiệu - CHƯƠNG II: Lược khảo tài liệu - CHƯƠNG III: Phương pháp phương tiện - CHƯƠNG IV: Kết thảo luận - CHƯƠNG V: Kết luận kiến nghị Các yêu cầu hổ trợ: - Phòng thí nghiệm môn Kỹ thuật môi trường Tài nguyên nước - Cán dự án Sansed Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài (dự trù chi tiết đính kèm): 400.000đồng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN DUYỆT CỦA BỘ MÔN SINH VIÊN THỰC HIỆN DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP LỜI CẢM TẠ Thấm thoát thời gian năm năm đại học trôi qua, có ngày hôm nhờ công lao nuôi dưỡng cha mẹ dạy bảo tận tình thầy cô Công lao to lớn nguyên ghi lòng tạc dạ, làm hành trang suốt đời để nhắc nhở thân không phụ lòng người yêu thương tin tưởng Nhân đây, xin chân thành gởi lời cảm tạ biết ơn sâu sắc đến: • Xin cảm ơn đấng sinh thành người thân hết lòng quan tâm, chăm sóc động viên vật chất lẫn tinh thần suốt trình học tập thực đề tài • Cảm ơn tập thể quý Thầy Cô phòng thí nghiệm Hoá kỹ thuật môi trường, Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường & Tài Nguyên Nước, Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành đề tài • Xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Khưu Tiến tận tình hướng dẫn, hết lòng dạy chỉnh sửa để luận văn hoàn chỉnh, tốt đẹp • Cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ tận tình chuyên gia dự án hợp tác Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu SANSED, đặc biệt kỹ thuật viên Andreas Schwarz cô Samantha Antonini • Và chân thành cảm ơn tất bạn bè lớp KTMT29 khuyến khích giúp đỡ nhiều suốt thời gian qua Cuối xin kính chúc quý thầy cô dồi sức khoẻ, công tác tốt để tiếp tục cống hiến cho nghiệp giáo dục trường Chúc bạn sinh viên lớp KTMT29 gặt hái nhiều thành công tương lai Thân chào Cần thơ, ngày 17 tháng 12 năm 2007 Sinh viên thực Châu Ngọc Ánh LỜI NÓI ĐẦU Để phát triển trồng nông nghiệp, phân bón yếu tố thiếu, giá phân bón hoá học ngày tăng lên người nông dân bắt đầu ý đến việc sử dụng phân hữu Nước tiểu từ lâu xem chất thải lại chứa lượng đáng kể chất dinh dưỡng có giá trị với trồng Vì vậy, thu gom nước tiểu để xử lý chuyển hoá chúng thành dạng thích hợp, dễ sử dụng nước tiểu người trở thành loại phân hữu giá trị mặt kinh tế mà góp phần giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm tài nguyên Do đó, với vai trò quan trọng việc xử lý nước thải sinh hoạt không loại bỏ chất gây ô nhiễm mà tận dụng nguồn chất dinh dưỡng yêu cầu cần thiết tái sử dụng dưỡng chất nước tiểu, em chọn đề tài “Đánh giá hiệu xử lý để thu hồi Nitơ Photpho làm phân bón hệ thống xử lý nước tiểu Huber” Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Trong trình thực đề tài nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy Trần Khưu Tiến, anh Andreas Schwarz cô Samantha Antonini, chuyên gia dự án hợp tác SANSED Trong trình thực không tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý quý thầy cô bạn Xin chân thành cám ơn Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KTMT & TNN CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: Ths Trần Khưu Tiến Đề tài: Đánh giá hiệu xử lý để thu hồi Nitơ Photpho làm phân bón hệ thống xử lý nước tiểu Huber Sinh viên thực hiện: Châu Ngọc Ánh Lớp: Kỹ Thuật Môi Trường khoá 29 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức LVTN b Nhận xét nội dung LVTN (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Đánh giá nội dung thực đề tài: -Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu * Những vấn đề hạn chế: c Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài (Ghi rõ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có): d Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày tháng năm 200 Cán chấm hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KTMT & TNN CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: Ths Lê Hoàng Việt Đề tài: Đánh giá hiệu xử lý để thu hồi Nitơ Photpho làm phân bón hệ thống xử lý nước tiểu Huber Sinh viên thực hiện: Châu Ngọc Ánh Lớp: Kỹ Thuật Môi Trường khoá 29 Nội dung nhận xét: e Nhận xét hình thức LVTN f Nhận xét nội dung LVTN (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Đánh giá nội dung thực đề tài: -Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu * Những vấn đề hạn chế: g Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài (Ghi rõ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có): h Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày tháng năm 200 Cán chấm phản biện MỤC LỤC Trang Phiếu đăng ký đề tài tốt nghiệp Nhận xét cán hướng dẫn Nhận xét cán phản biện Lời cảm tạ Lời nói đầu Mục lục i Danh sách bảng iv Danh sách hình vi Danh sách từ viết tắt viii Chương I GIỚI THIỆU Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Chương II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Nước tiểu 2.1.1 Sự tiết nước tiểu 2.1.2.Đặc tính nước tiểu 2.1.2.1 Đặc tính lý học nước tiểu 2.1.2.2 Đặc tính hoá học nước tiểu 2.1.3 Giá trị nước tiểu nước thải sinh hoạt 2.2 Hiện trạng sử dụng phân bón nông nghiệp 2.2.1 Vai trò chất dinh dưỡng trồng 2.2.2 Tình hình sử dụng phân bón nông nghiệp 2.2.3 Các hình thức bón phân tác dụng phân bón từ nước tiểu 10 Chương III PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 13 3.1 Địa điểm thời gian thực 13 3.2 Phương pháp phương tiện 13 3.2.1 Phương thức lấy mẫu: 13 3.2.2 Hệ thống xử lý nước tiểu Huber 14 3.2.2.1 Nguyên tắc chung 14 3.2.2.2 Chi tiết quy trình công nghệ 15 3.2.2.3 Chi tiết hệ thống 16 3.2.3 Phương pháp phân tích tiêu 21 3.2.3.1 NTổng: Nitơ hữu – Phương pháp phân hủy chưng cất Kjeldhal 21 3.2.3.2 NH4-N: Phân tích NH +4 phương pháp Kjeldhal 22 3.2.3.3 Ptổng: Phương pháp phân tích – phương pháp Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Thiếc Clorua (SnCl2) 22 3.2.3.4 Phân tích thành phần Photpho mẫu MAP 23 3.2.4 Phương pháp vận hành hệ thống 23 3.2.5 Phương pháp xác định thông số hệ thống 24 3.2.5.1 Xác định lượng MgO cần sử dụng 24 3.2.5.2 Xác định lưu lượng máy bơm P4 P5 theo mức độ mở van 25 3.2.5.3 Xác định hiệu suất hệ thống 25 Chương IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 4.1 Đánh giá hoạt động hệ thống xử lý nước tiểu 29 4.1.1 Khảo sát việc sử dụng nhà vệ sinh sinh viên 29 4.1.2 Đánh giá hiệu thiết bị 30 4.2 Kết xác định thông số cho hệ thống 32 4.2.1 Kết phân tích nước tiểu thô 32 4.2.2 Kết lượng MgO cần sử dụng 32 4.2.3 Xác định lưu lượng máy bơm 33 4.3 Đánh giá hiệu xử lý hệ thống 33 4.3.1 Thí nghiệm với cấp lưu lượng trung bình bơm P4 34 4.3.1.1 Thí nghiệm 34 4.3.1.2 Thí nghiệm 38 4.3.2 Thí nghiệm với cấp lưu lượng nhỏ bơm P4 41 4.3.2.1 Thí nghiệm 41 4.3.2.2 Thí nghiệm 43 4.3 Thí nghiệm với cấp lưu lượng trung bình bơm P4 kết hợp với hoàn lưu nước tiểu 46 Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu 4.3.3.1 Thí nghiệm 46 4.3.3.2 Thí nghiệm 49 Chương V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 5.1 Kết luận 53 5.1.1 Ưu điểm hệ thống 54 5.1.2 Nhược điểm hệ thống 54 5.2 Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 58 10 5600 6000 5460 5000 4000 P tổng(mg/L) NH4+-N(mg/L) 3000 2000 1000 358 389,4 Đầu vào MAP 120 (NH4)2SO4 Hình 4.20 Hàm lượng Photpho đạm amon nước tiểu đầu vào sản phẩm TN6 Bảng 4.41 Kết thu hồi Photpho Nitơ thí nghiệm Lượng Thành phần MAP thu % P2O5 (g) MAP Thành phần % N MAP Nồng độ amon Hiệu suất Lượng (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 thu hồi thu (L) thu (mg/L) amon (%) Trung tâm Thơ @ Tài20liệu học tập nghiên99.82 cứu 127.13Học liệu 40.2ĐH Cần35.2 5460 - Nhận xét thí nghiệm & 6: với việc hoàn lưu nước tiểu trở vào bể thu, kết đạt thí nghiệm tốt so với thí nghiệm 1&2, tương đương với thí nghiệm 3&4 hiệu suất xử lý - Loại >91% photphat khỏi nước tiểu, loại >95% Nitơ thu giữ >53% amon vào dung dịch axit - Đồng thời, tiêu tốn điện so với thí nghiệm thời gian thí nghiệm ngắn 71 Bảng 4.42 Các kết hoạt động hệ thống qua thí nghiệm Thí nghiệm Hiệu suất thu hồi Ptổng (%) 91.25 89.45 92.27 92.0 91.15 91.91 86.08 - 86.88 48.45 99.32 99.82 Thời gian thực thí nghiệm (phút) 335 333 606 595 477 470 Lượng điện tiêu thụ (kWh) 2.5 2.5 9.5 9.5 6.5 6.5 Hiệu suất thu hồi NH4+-N (%) - Nhận xét: So sánh hiệu hiệu suất thí nghiệm, ta thấy kết thu thí nghiệm thí nghiệm vừa đạt hiệu tương đối tốt lại vừa tốn thời gian, vừa tiết kiệm điện Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu 72 Chương V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Kết thúc thời gian thực luận văn tốt nghiệp, đề tài đạt số kết sau: - Xác định số thông số cho hệ thống như: • Thời gian để nhiệt độ đạt 36oC từ 14 → 15 phút • Sau 20 phút bơm NaOH vào • Lượng NaOH cần sử dụng 1200 → 1300mL Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu - Các thông số sử dụng để cài đặt cho hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động như: sau thu nước tiểu vào bể thu, hệ thống nhiệt tự động mở tắt sau 15 phút, phút sau bơm NaOH vào với lượng 1300mL - Qua thí nghiệm xác định hệ thống làm việc thông số sau: • Lưu lượng bơm P4 = 65L/h • Lưu lượng bơm P5 = 69.52L/h • Lưu lượng bơm nén khí = 130m3/h • Thời gian hoàn lưu = 180 phút • Thể tích acid H2SO4 dùng để hấp thu = 20L - Thì kết đạt tương đối tốt: • Hiệu xử lý: photphat tổng > 91%, photphat–ortho > 98%, Nitơ tổng > 95%, amon > 96% • Thời gian thí nghiệm không dài không sử dụng nhiều điện 73 5.1.1 Ưu điểm hệ thống - Hệ thống xử lý nước tiểu theo công nghệ Huber hệ thống xử lý mang tính đột phá mới, đặc biệt việc lắp đặt bồn vệ sinh không trộn lẫn để tách rời nước tiểu từ đầu để xử lý riêng - Hệ thống thiết kế dựa nguyên tắc đơn giản sử dụng công nghệ thu hồi nguồn dưỡng chất quan trọng nước tiểu - Sản phẩm thu có nồng độ chất dinh dưỡng cao, dùng để sản xuất phân bón tiện dụng mang tính kinh tế cao - Hệ thống thích hợp xây dựng nhà máy, xí nghiệp khu nhà chung cư để xử lý lượng lớn nước tiểu thải ngày 5.1.2 Nhược điểm hệ thống Vì công nghệ đại nên từ thiết thực tế nhiều điều chưa phù hợp Nhữngliệu thiếtĐH bị hoạt động @ hiệuTài quảliệu như: học nguồntập thu nước tiểu đầu vào Trung tâm- Học Cần Thơ nghiên cứutừ phòng Ký Túc Xá B23 không đáp ứng yêu cầu, hình điều khiển cảm ứng dễ bị hư hỏng môi trường độ ẩm cao, máy bơm có màng lọc thường xuyên bị nghẹt, số đầu dò mực nước, đầu dò pH nhiệt độ bị hỏng, hệ thống điện không ổn định - Thời gian cho lần tiến hành thí nghiệm dài: kéo dài từ 1→2 ngày, gây thất thoát lượng dưỡng chất định nước tiểu tiêu tốn nhiều điện - Sử dụng lượng tương đối lớn hoá chất cho lần thí nghiệm: 1200mL dung dịch NaOH, 20L axit sulfuric - Cần lượng nước tiểu đầu vào tương đối lớn cho lần thí nghiệm, cần phải có nguồn cung cấp thường xuyên ổn định 5.2 Kiến nghị Do tính lợi ích kinh tế lẫn hiệu bảo vệ môi trường nên đưa cách thức tái sử dụng nước tiểu vào việc tuyên truyền phổ biến cho người sử dụng người nguồn phân bón bền vững tận dụng nguồn dưỡng chất nước tiểu 74 Vì giới hạn thời gian trình độ nên luận văn tạm dừng lại mức độ nghiên cứu sơ bộ, hiệu vận hành hệ thống xử lý nước tiểu Kết đạt chưa nhiều nhiều lý chủ quan khách quan, nên cần có nghiên cứu để tương lai hệ thống phát triển thêm hoàn chỉnh để áp dụng rộng rãi, thực hệ thống xử lý có tính ưu việt cao góp phần bảo vệ môi trường bảo vệ sống Với kết đạt được, người viết xin phép có số kiến nghị sau: - Hệ thống cần phải vận hành thường xuyên để kịp thời phát cố thiết bị hư hỏng, kiểm tra sửa chữa - Đối với thiết bị: • Hộp chứa MgO: phải kín để tránh việc MgO bị bết dính • Bảng điều khiển: nên đặt trước hệ thống để người vận hành vừa điều khiển vừa quan sát hệ thống làm việc • Các máy bơm: nên đặt van đóng mở hay công tắc máy bơm tiệnThơ xử lýtập cố, tháocứu gỡ để Trung tâmphía Học liệuNhư ĐHthếCần @dừng Tài bơm liệuđểhọc nghiên chùi rửa màng lọc sữa chữa Các thiết bị đầu dò mực nước đầu dò pH & nhiệt độ: cần kiểm tra bảo trì thường xuyên • - Tiến hành thêm nhiều thí nghiệm với cấp lưu lượng khác bơm P4, P5, bơm nén khí, hay thay đổi thời gian kết tủa MAP bể kết tủa … nhằm tìm thông số hữu ích, vừa giúp hệ thống đạt hiệu xử lý tốt hơn, vừa đạt hiệu kinh tế: rút ngắn thời gian thí nghiệm, tiết kiệm điện - Cần tính toán hiệu kinh tế cho hệ thống hoạt động, sản phẩm đầu ra: định giá phân bón, tìm nguồn tiêu thụ cho sản phẩm 75 PHỤ LỤC 1: BẢNG THEO DÕI THÍ NGHIỆM Thông tin chung No Thí nghiệm số Ngày Giờ Nhiệt độ môi trường Thể tích nước tiểu vào Tỷ lệ pha loãng Chỉ số đồng hồ điện lúc bắt đầu Chỉ số đồng hồ điện lúc kết thúc Lượng điện tiêu thụ o C L kWh kWh kWh Các thông số thí nghiệm bể kết tủa Khối lượng MgO sử dụng Thời gian khuấy trộn Thời gian kết tủa g phút Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Các tiêu cần phân tích mẫu 1: nước tiểu đầu vào Ptổng Ortho phosphat Ammonia NH4_N (Kjeldahl) Ntotal (Kjeldahl) pH mg/L mg/L mg/L mg/L Các tiêu cần phân tích mẫu 2: nước tiểu sau trình kết tủa Ptổng Ortho phosphat Ammonia NH4_N (Kjeldahl) Ntotal (Kjeldahl) pH mg/L mg/L mg/L mg/L Khối lượng MAP thu Khối lượng túi lọc trước lọc Khối lượng túi lọc sau lọc g g 76 Các thông số thí nghiệm cột giải phóng cột hấp thu Thể tích nước tiểu vào bồn chứa to trước điều chỉnh to sau điều chỉnh Thời gian đun nóng Nồng độ NaOH Thể tích NaOH cần dùng pH trước điều chỉnh pH sau điều chỉnh Lưu lượng khí Lưu lượng bơm P4 Hoàn lưu nước tiểu Thời gian hoàn lưu Thời gian giải phóng khí Lưu lương bơm P5 Tỷ lệ pha loãng H2SO4 pH axit trước hấp thu pH axit sau hấp thu Thể tích axit lúc đầu TrungThể tâm liệu tíchHọc axit lúc sau ĐH Cần Thơ Thể tích axit tăng lên L C o C phút % mL o m3/h L/h phút phút L/h 1/x L @LTài liệu học tập nghiên cứu L Các tiêu cần phân tích mẫu 3: nước tiểu bơm vào cột giải phóng (sau điều chỉnh pH tăng nhiệt độ) Ammonia NH4_N (Kjeldahl) Ntotal (Kjeldahl) pH mg/L mg/L Các tiêu cần phân tích mẫu 4: nước tiểu đầu khỏi cột giải phóng Ammonia NH4_N (Kjeldahl) Ntotal (Kjeldahl) pH mg/L mg/L Các tiêu cần phân tích mẫu 5: axit sulfuric trước hấp thu Ammonia NH4_N (Kjeldahl) Ntotal (Kjeldahl) pH mg/L mg/L 77 Các tiêu cần phân tích mẫu 6: axit sulfuric sau hấp thu Ammonia NH4_N (Kjeldahl) Ntotal (Kjeldahl) pH mg/L mg/L Ngày : Thí nghiệm : Thời gian (phút) to (oC) VNaOH (mL) pH Trung tâm Học liệu ĐH Cần @nước Tàitiểu liệu học vàaxit nghiên to tập bể thu bể trộn (oC) cứu to ởThơ Thời gian (phút) (oC) 78 PHỤ LỤC 2: TÌNH HÌNH SỬ DỤNG PHÂN ĐẠM VÀ PHÂN LÂN TRONG CÁC NĂM Ở VIỆT NAM Năm Phân đạm Urea Sản xuất Nhập Xuất Tiêu thụ Sản xuất Nhập Xuất Tiêu thụ Sản xuất Nhập Xuất Tiêu thụ Sản xuất Nhập Xuất Tiêu thụ 91/92 92/93 93/94 94/95 95/96 96/97 97/98 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03 42300 57000 60300 71100 79600 94500 117400 109800 231000 35000 46000 49200 48430 504700 806800 73410 900800 805500 1076300 993200 129300 - - - 995300 922900 1186100 1224200 132800 576700 619000 20700 256200 546900 - - - 54130 565000 874900 81370 38000 47500 51000 41080 462800 709700 62380 - - 46000 - - - 44880 508800 754200 67480 - 55700 - 102020 1132600 3000 4200 106320 1063200 59800 29400 23000 35000 46000 762600 666000 896400 869400 103600 79000 - - - - - - 818300 725800 925800 892400 107100 863600 836000 - 49200 Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Amm oniu m phos phat Các loại phân đạm khác - - - - - - - - - - - - 14900 27300 16600 24300 42800 56800 51500 34100 16800 108000 101000 - - - - - - - - - - - - - 14900 27300 16600 24300 42800 56800 51500 34100 16800 108000 101000 - 21600 19000 14300 23600 26800 38800 57600 80400 208000 - - - 10400 12500 8300 35200 49600 56200 61100 73700 23000 38000 32200 - - - - - - - - - - 3000 32000 34200 22600 58800 78200 95000 118700 154100 231000 38000 29200 29200 79 Phân lân Amm oniu m phos phat 16300 15900 Sản xuất 98500 98600 114500 144400 Nhập Xuất Tiêu thụ 48400 84900 50800 97200 - - - - - 146900 18350 165300 241600 32200 Sản xuất - - - - - Nhập Xuất Tiêu thụ 38000 69700 42500 62000 10940 - - - - - 38000 69700 42500 62000 10940 178800 194200 241900 390500 192000 215000 230000 201400 192600 160900 65900 314000 294600 342300 - - - - 3000 4200 3802000 386800 399800 456400 506000 506000 506000 - - - - - - 145200 131500 87200 42900 282000 259000 - - - - - - - 145200 131500 87200 42900 282000 259000 - - - - Sản tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Trung 14400 12000 24400 28000 33000 36000 31000 50000 58000 60000 70000 70000 xuất Các loại phân lân khác Nhập Xuất Tiêu thụ - 14400 - 12000 - 24400 - 28000 - 33000 - 36000 - 31000 - 50000 - 58000 - 60000 - - 3000 4200 70000 70000 80 PHỤ LỤC 3: THÀNH PHẦN CÁC CHẤT CÓ TRONG NHỮNG MẪU MAP THU ĐƯỢC TỪ THÍ NGHIỆM Thành phần Na2O Đơn vị MAP1 MAP2 MAP3 MAP4 MAP5 MAP6 % 1.43 0.81 0.94 1.22 1.35 0.9 MgO % 23.6 23.83 23.72 23.64 23.59 23.76 Al2O3 % 0.31 0.17 0.2 0.19 0.25 0.34 SiO2 % 0.24 0.23 0.25 0.24 0.22 0.2 P2O5 % 40.17 40.03 40.28 40.13 40.06 40.2 SO3 % 0.012 0.02 0.015 0.022 0.019 0.02 K2O % 0.39 0.27 0.4 0.39 0.29 0.36 CaO % 1.95 1.94 1.93 1.95 1.96 Trung tâm%Học liệu ĐH Cần Thơ 0.01 @ Tài liệu học tập nghiên cứu TiO 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Fe2O3 % 0.13 0.13 0.13 0.12 0.14 0.13 N % 34.9 34.6 34.8 34.7 35.1 35.2 Tổng cộng % 98.242 97.44 97.875 97.962 97.879 97.88 81 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KTMT & TNN CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày 29 tháng 08 năm 2007 ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Năm học 2007 – 2008 Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ ĐỂ THU HỒI NITƠ VÀ PHOTPHO LÀM PHÂN BÓN CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC TIỂU HUBER – KÝ XÁ B23 - ĐẠI HỌC CẦN THƠ Sinh viên thực hiện: Châu Ngọc Ánh MSSV: 1032768 Lớp Kỹ Thuật Môi Trường Khoá 29 Cán hướng dẫn: ThS Trần Khưu Tiến Đặt vấn đề: Để phát triển trồng nông nghiệp, phân bón yếu tố thiếu, giá phân bón hoá học ngày tăng lên người nông dân bắt đầu ý đến việc sử dụng phân hữu Nước tiểu từ lâu xem chất thải lại chứa lượng đáng kể chất dinh dưỡng có giá trị với trồng Trung Học liệugom ĐH Cần @vàTài liệuhoá học tậpthành nghiên cứuhợp, Vì vậy,tâm thu nước tiểu Thơ để xử lý chuyển chúng dạng thích dễ sử dụng nước tiểu người trở thành loại phân hữu giá trị mặt kinh tế mà góp phần giảm thiểu ô nhiễm tiết kiệm tài nguyên Do đó, với vai trò quan trọng yêu cầu cần thiết tái sử dụng dưỡng chất nước tiểu, em chọn đề tài “Đáng giá hiệu xử lý để thu hồi Nitơ Photpho làm phân bón hệ thống xử lý nước tiểu Huber” Mục đích đề tài ¾ Đánh giá hiệu xử lý để thu hồi Nitơ & Photpho làm phân bón hệ thống xử lý nước tiểu Huber ¾ Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu hoạt động hệ thống thực tế ¾ Các ưu nhược điểm công nghệ Huber Địa điểm, thời gian thực ¾ Địa điểm thực hiện: + Phòng thí nghiệm Hoá kỹ thuật môi trường, Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường & Tài Nguyên Nước, Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ + Nhà HUBER - Dự án SANSED – Khu II - Trường Đại Học Cần Thơ ¾ Thời gian thực hiện: từ 04/09/2007 đến 14/ 12/2007 82 Nội dung đề tài Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Lược khảo tài liệu 2.1 Nước tiểu 2.1.1 Sự tiết nước tiểu 2.1.2 Đặc điểm, thành phần, tính chất nước tiểu 2.1.3 Giá trị nước tiểu nước thải sinh hoạt 2.2 Hiện trạng sử dụng phân bón nông nghiệp 2.2.1 Tình hình sử dụng phân bón nông nghiệp Việt Nam 2.2.2 Các hình thức bón phân phân bón từ nước tiểu Chương 3: Phương pháp phương tiện thí nghiệm 3.1 Địa điểm thời gian thực 3.2 Phương pháp phương tiện 3.2.1 Phương thức lấy mẫu 3.2.2 Hệ thống xử lý nước tiểu Huber 3.2.3 Các tiêu cần phân tích: Ntổng, NH4_N, Ptổng nước tiểu P, N sản phẩm (Magie-ammonium–photphat) dạng rắn, dung dịch (NH4)2SO4 Chương 4: Kết thảo luận 4.1 Kết phân tích hàm lượng dưỡng chất nước tiểu 4.1.1 Hàm lượng Ntổng, NH4_N, Ptổng nước tiểu thô 4.1.2 Hàm lượng P, N sản phẩm: MAP dạng rắn, dung dịch Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu (NH4)2SO4 4.2 Hiệu suất hoạt động hệ thống Chương 5: Kết luận kiến nghị Phương pháp thực đề tài Đánh giá hiệu suất hoạt động hệ thống xử lý nước tiểu Huber Phương pháp tiến hành: - Trước tiên tiến hành thu mẫu thử để định hướng phương pháp tiến hành cách bố trí thí nghiệm phân tích tiêu nước tiểu sản phẩm…… - Vận hành hệ thống Huber để xác định trạng hệ thống yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động thực tế thu số mẫu thử nghiệm - Nguyên tắc hoạt động chung hệ thống: thu giữ lại hợp chất Nitơ Photpho có nước tiểu thông qua trình kết tủa, giải phóng khí hấp thụ 83 Nước tiểu Bể chứa Nước tiểu MgO Bể kết tủa MAP(rắn) Sử dụng làm phân bón NaOH, to Nước tiểu Không khí Cột giải phóng Khí NH3 Nước qua xử lý Cột hấp thụ (NH4)2SO4 (lỏng) Dung dịch H2SO4 HìnhHọc 3.3 Sơliệu đồ nguyên tắc hoạt động@ chung hệ thống Trung tâm ĐH Cần Thơ Tàicủa liệu học tập nghiên cứu - Tiến hành vận hành hệ thống lần thí nghiệm phận khác hệ thống với số thông số cần xác định: nhiệt độ, pH, thời gian… - Thay đổi cố định thông số để thu kết khách quan như: cố định lưu lượng khí thay đổi lưu lượng dòng dung dịch vào, dòng khỏi cột ngược lại ™ Thí nghiệm với bể kết tủa - Xác định lượng MgO, lượng NaOH 50% cần sử dụng, thời gian để tăng nhiệt độ ™ Thí nghiệm với cột giải phóng cột hấp thụ - Thông số cố định nước tiểu pH,nhiệt độ, lưu lượng dòng không khí, lưu lượng axit, thể tích dung dịch axit, tỷ lệ dung dịch axit sulphuric nước 1:10 - Thông số thay đổi dòng nước tiểu vào cột giải phóng, thay đổi thời gian hoàn lưu ™ Khi hệ thống vào hoạt động, sau lần thí nghiệm cần lấy mẫu để phân tích đánh giá hiệu suất hoạt động hệ thống 84 Mẫu Vị trí thu mẫu Chỉ tiêu Số lần thu mẫu Dòng vào bể khuấy trộn - kết tủa Ptổng, P-ortho, Trước lần thí TKN, NH4+ nghiệm Bể thu hồi sau khuấy trộn kết tủa Ptổng, P-ortho, Sau TKN, NH4+ nghiệm Bể thu hồi sau tăng nhiệt độ pH TKN, NH4+ Dòng khỏi cột giải phóng TKN, NH4+ Axit sulfuric trước hấp thụ TKN, NH4+ lần thí Sau lần thí nghiệm Sau lần thí nghiệm Sau lần thí nghiệm ™ Kế hoạch tiến độ thực Từ ngày 04/09/2007 → 14/12/2007 Tuần 10 11 12 13 14 Công việc Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Lập đề cương chi tiết Thu mẫu tiến hành phân tích tiêu x x x Vận hành hệ thống, thu mẫu, phân tích đánh gía x x Thu thập số liệu Tổng hợp xử lý số liệu Viết báo cáo CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Trần Khưu Tiến DUYỆT CỦA BỘ MÔN x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x SINH VIÊN THỰC HIỆN Châu Ngọc Ánh DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP 85 [...]... để tái sử dụng Photpho và Nitơ - Kỹ thu t xử lý yếm khí: hệ thống xử lý yếm khí có khả năng sản sinh Biogas từ phân và rác thải sinh hoạt Quy trình xử lý ở nhiệt độ cao có khả năng sản xuất những hợp chất hợp vệ sinh mà có thể sử dụng để cải tạo đất Chính vì những điều vừa trình bày trên đây, đề tài Đánh giá hiệu quả xử lý để thu hồi Nitơ và Photpho làm phân bón của hệ thống xử lý nước tiểu Hubber –... nguồn nước thải từ Ký Túc Xá B23 bằng hệ thống được lắp đặt tại nhà Huber Hệ thống này bao gồm các nhà vệ sinh đặc biệt có thể tách riêng 16 nước tiểu, phân và nước thải sinh hoạt (nước tắm giặt, nấu ăn) và được xử lý bằng các công nghệ của công ty HUBER – CHLB Đức: - Xử lý những loại nước thải sinh hoạt mà đầu ra gần như không có vi sinh và có thể tái sử dụng cho việc tưới tiêu - Xử lý nước tiểu để tái... công nghệ và phương pháp có khác nhau, nhưng nói chung là đều dựa trên nguyên tắc chung là phân lập nước tiểu, rồi thu hồi các dưỡng chất trong nước tiểu (Nitơ, Photpho, Kali…) dưới các hình thức khác nhau làm phân bón 25 - Ở Đức: bón phân từ nước tiểu trên cánh đồng lúa mì cho thấy hiệu quả của phân bón này rất cao nếu tránh được thất thoát đạm và hạn chế tác hại của vi khuẩn.[14] Hình 2.3 Bón phân. .. các bạn sinh viên thu gom nước tiểu vào thùng, mỗi ngày đến từng phòng để thu mẫu, rồi đem về thùng chứa cỡ 1000 L ở nhà Huber 18 – 22/10/2007: thu nước tiểu từ các phòng 1-10 Ký Túc Xá Bạc Liêu 01 – 08/11/2001: thu nước tiểu từ các phòng 1-10 Ký Túc Xá B23 28 Hình 3.1 Thùng chứa nước tiểu trong toilet của KTX Hình 3.2 Bồn chứa nước tiểu ở nhà Huber 3.2.2 Hệ thống xử lý nước tiểu của Huber (Nguồn [8]... nhiệt độ và pH TN6 49 Bảng 4.38 Kết quả phân tích các chỉ tiêu của mẫu TN6 50 Bảng 4.39 Kết quả nồng độ của Ntổng và NH4+-N trong các mẫu TN6 50 Bảng 4.40 Kết quả thí nghiệm 6 51 Bảng 4.41 Kết quả thu hồi Photpho và Nitơ thí nghiệm 5 51 Bảng 4.42 Các hiệu suất của hệ thống 52 12 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ vòng dưỡng chất - hệ thống thu gom, xử lý và tái... trình và công nghệ chuyển hóa nước tiểu thành phân bón, để khi áp dụng vào thực tế cuộc sống, phân bón từ nước tiểu sẽ thực sự mang lại hiệu quả cả kinh tế lẫn môi trường 17 Chu trình quay vòng chất dinh dưỡng khép kín diễn ra liên tục và được biểu diễn bằng hình sau: Nước uống Thực phẩm Bữa ăn Nông nghiệp Chu trình dòng nước Chu trình dưỡng chất Nước cấp Tắm, giặt Phân lập nước tiểu Nước mặt Nước tiểu. .. phân bón từ nước tiểu của 200 học sinh tiểu học để bón cho ruộng ngô Kết quả thu được từ việc thử nghiệm vào mùa xuân 2005 là rất khả quan Các bác sĩ tại địa phương rất hài lòng với kết quả đạt được, đặc biệt là vấn đề vệ sinh của sản phẩm [15] Hình 2.4 Người nông dân Rumani bón phân từ nước tiểu trên ruộng ngô - Một số ứng dụng của phân bón từ nước tiểu ở các quốc gia khác 26 Phân Nước tiểu Vận chuyển... Kết quả thu hồi Photpho và Nitơ thí nghiệm 3 43 Bảng 4.25 Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp thu TN4 44 Bảng 4.26 Quá trình gia tăng nhiệt độ và pH TN4 44 Bảng 4.27 Kết quả phân tích các chỉ tiêu của mẫu TN4 45 Bảng 4.28 Kết quả thí nghiệm 4 45 Bảng 4.29 Kết quả thu hồi Photpho và Nitơ thí nghiệm 4 45 Bảng 4.30 Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp thu. .. nhu cầu của con người Một sự phát triển bền vững ở những nơi thiếu nước là áp dụng xử lý hợp lý của hệ thống vệ sinh cải tiến dựa vào việc tách riêng và xử lý đặc biệt cho từng loại nước thải Những hệ thống này tập trung vào việc tái sử dụng nước thải chứa nhiều dưỡng chất (DeSar = Decentralised Sanitation and Reuse) Trong khuôn khổ dự án SANSED tại Trường Đại học Cần Thơ, các hệ thống xử lý cải tiến... nước tiểu là urochrom (sản phẩm chứa Nitơ) Nước tiểu mới bài tiết thường trong, sau một thời gian ngắn để lắng sẽ tạo thành đám mây vẩn đục Nước tiểu trong vắt khi tiểu được nhiều nước, có màu sẫm khi tiểu ít và ra mồ hôi nhiều Nồng độ nước tiểu càng cao thì màu càng sẫm - Nước tiểu mang tính axit nhẹ tùy thu c vào sức khỏe và chế độ ăn uống - pH bình thường của nước tiểu là [2] • 5.4 – 5.6 trong chế ... - Đánh giá hiệu hệ thống xử lý thu hồi chất dinh dưỡng nước tiểu làm phân bón: hiệu xử lý Nitơ, hiệu xử lý Photpho, ưu nhược điểm… -Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu hoạt động hệ thống So sánh hiệu H... Trần Khưu Tiến Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ ĐỂ THU HỒI NITƠ VÀ PHOTPHO LÀM PHÂN BÓN CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC TIỂU HUBER Địa điểm thực : Khoa công nghệ & Nhà Huber - Dự án SANDSED II Khu... tài Đánh giá hiệu xử lý để thu hồi Nitơ Photpho làm phân bón hệ thống xử lý nước tiểu Hubber – Ký Túc Xá B23 - Đại Học Cần Thơ” xin giới thiệu công nghệ chuyển hóa nước tiểu thành phân bón tìm