Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
Bể UASB : Bể lọc kỵ khí có lớp cặn lơ lửng
BOD5 : Biologycal Oxygen Demand- Nhu cầu oxy sinh hoá trong 5
ngày( mgO2/l H2O)
COD : Chemical Oxygen Demand- Nhu cầu oxy hoá học (mg O2/l
H2O)
DO : Dissolved Oxygen- Lượng oxy hoà tan
MLSS : Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng
SS : Hàm lượng chất rắn lơ lửng
SVI : Sludge Volume Index- Chỉ số thể tích bùn
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
Tp. HCM : Thành phố Hồ Chí Minh
Phạm Thị Huyền
1
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 : Nồng độ các iôn hữu cơ và vô cơ trong nước thải sinh hoạt 6
Bảng 2.2 : Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt 7
Bảng 2.3 : Lưu lượng nước thải ở một số nhà máy điển hình 8
Bảng 2.4:Thành phần hoá học trung bình của một số nước thải công nghiệp.9
Bảng2.5 : thành phần tính chất nước thải sản xuất công ty VISSAN 10
Bảng 2.6 : kết quả phân tích tính chất nước thải ở một số cơ sở sản xuất trên đòa
bàn Tp.HCM (2005) 11
Bảng 2.7 : Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải 19
Bảng 2.8 : Hệ thống các phương pháp và công trình xử lý sinh học nước thải theo
nguyên lý oxy hoá 27
Bảng 2.9: Phạm vi ứng dụng các phương pháp xử lý sinh học nước thải 28
Bảng 2.10: Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật để xử lý nước thải
( theo M. X. Moxitrep 1982) 30
Bảng 3.1 Một số giống chính trong quần thể vi khuẩn 54
Đồ thò 4.6: : Biểu diễn hiệu quả khử COD với thời gian lưu nước 2h 76
Đồ thò 4.7: Đồ thò Ln (CODra/CODvao) theo H ở tải trọng thể tích 1.244
m3/m2.ngày 77
Đồ thò 4.8: Đồ thò Ln (CODra/CODvao) theo H ở tải trọng thể tích 2,488
m3/m2.ngày 78
Đồ thị 4.9: Đồ thò Ln (CODra/CODvao) theo H ở tải trọng thể tích 4,976
m3/m2.ngày 79
Đồ thị 4.10: Biểu diễn mối liên hệ Ln(s) và Ln(Q
L
) 80
Phạm Thị Huyền
4
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
LỜI CẢM ƠN
CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
CHƯƠNG I MỞ ĐẦU trang
I Đ
ặt vấn đề 1
II. Mục đích 3
III. Đối tượng nghiên cứu 3
IV. Phương pháp nghiên cứu 4
V. Phạm vi nghiên cứu 4
CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1 Nước sạch là gì? 5
2.4.3.5 Các quá trình tách bằng màng 24
2.4.3.6 Phương pháp điện hoá 25
2.4.3.7 Phương pháp trích ly 25
2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 26
2.4.4.1 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên 28
2.4.4.1.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc 28
Phạm Thị Huyền
6
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
2.4.4.1.2 Cánh đồng tưới nông nghiệp 29
2.4.4.1.3 Hồ sinh học 30
2.4.4.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo 31
2.4.4.2.1 Bể Aeroten 31
2.4.4.2.2 Bể lọc sinh học- Biôphin 33
2.4.4.2.3 Đóa quay sinh học 33
2.4.4.2.4 Bể lọc kỵ khí có lớp cặn lơ lửng( UASB) 33
2.4.4.2.5 Bể khí sinh học: 34
2.4.4.3 Vi sinh học trong nước thải công nghiệp 35
2.4.4.3.1 Vi khuẩn 37
2.4.4.3.2 Virut 39
2.4.4.3.3 Nấm men 40
2.4.4.3.4 Tảo đơn bào 41
2.4.4.3.5 Nguyên sinh động vật 41
2.4.4.3.6 Các sinh vật khác 43
CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC SINH
HỌC NGẬP NƯỚC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 Tổng quan về bể lọc sinh học 44
3.1.1 Đònh nghóa bể lọc sinh học 44
3.1.2 Phân loại lọc sinh học 47
3.2 Lọc sinh học bởi lớp vật liệu lọc ngập trong nước 48
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Xác đònh thông số đầu vào của bùn 70
4.2 Giai đoạn thích nghi 70
4.3 Giai đoạn chạy tónh 71
4.3.1 Tải trọng 24 giờ 71
4.3.2 Tải trọng 12 giờ 72
Phạm Thị Huyền
8
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
4.3.3 Tải trọng 6 giờ 73
4.3.4 Tải trọng 4 giờ 74
4.3.5 Tải trọng 2 giờ: 76
4.4 Giai đoạn chạy động: 77
4.4.1 Tải trọng 24 giờ với lưu lượng28 lít/ngày 77
4.4.2 Tải trọng 12 giờ với lưu lượng 56 lít/ngày 78
4.4.3 Tải trọng 6 giờ với lưu lượng 112 lít/ ngày 79
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
5.2 Kiến nghò
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: Bảng tiêu chuẩn nước thải Việt Nam 5945:2005
PHỤ LỤC 2: Hình ảnh một số vật liệu lọc
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Phạm Thị Huyền
9
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đề tài tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực rất lớn của bản
thân sinh viên thì sự tận tình hướng dẫn và sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia
đình hết sức quan trọng.
MƠ ÛĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Nước là chất không thể thiếu đối với sự sống trên trái đất. Cùng với sự phát
triển của nền văn minh nhân loại qua quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa loài
người đang đứng trước hiểm họa của vấn đề ô nhiễm môi trường. Trong đó ô
nhiễm nguồn nước là một trong những vấn đề nóng bỏng nhất. Để tiến tới một xã
hội phát triển bền vững, nhiều tổ chức quốc tế và hầu hết các quốc gia trên thế giới
đều có những chương trình và hành động cụ thể nhằm bảo vệ môi trường sinh thái
của nước mình cũng như môi trường toàn cầu. Trong xu thế đó ở nước ta đã ban
hành luật bảo vệ môi trường và các quy luật cũng như triển khai nhiều chương
trình hành động cụ thể để bảo vệ môi trường.
Để giảm thiểu tác động xấu đến môi trường, đảm bảo phát triển bền vững thì
ngoài việc áp dụng các biện pháp nhằm giảm thiểu tại nguồn sử dụng tiết kiệm và
hiệu quả tài nguyên thiên nhiên thì giải pháp xử lý cuối đường ống luôn đóng vai
trò quan trọng trong nhiệm vụ bảo vệ môi trường nói chung và bảo vệ nguồn nước
nói riêng. Chính vì lẽ đó nhiều nhà khoa học, công nghệ đã được tập trung vào
nghiên cứu và đưa ra các giải pháp nhằm giảm thiểu các tác động xấu tới môi
trường do các hoạt động của đời sống và sản xuất gây nên. Một trong những xu
hướng nghiên cứu thu hút nhiều sự quan tâm của giới khoa học đó là xử lý nước
Phạm Thị Huyền
12
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
thải. Nước thải được tạo ra từ nhiều loại hoạt động khác nhau của xã hội và vì vậy
chúng có tính chất rất khác nhau tùy thuộc vào nguồn thải. Nhưng có một điểm
chung là khả năng gây ô nhiễm nguồn nước đe dọa trực tiếp tới con người cũng
như môi trường sinh thái.
Để giải quyết những vấn đề nêu trên đã có nhiều biện pháp. Trong đó có:
p dụng công nghệ mới không có hoặc có ít nước thải.
Loại trừ hoặc giảm phế thải công nghiệp vào nước thải sản xuất.
p dụng hệ thống tuần hoàn, tái sử dụng nước sản xuất.
Trong phạm vi của bài tiểu luận tốt nghiệp “ nghiên cứu công nghệ lọc sinh
học với vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi
sinh” . Tôi tiến hành nghiên cứu nhằm đưa ra mô hình xử lý nước thải ứng dụng
lọc sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải thực phẩm.
1.2 Mục đích
Để bảo vệ môi trường cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp
làm cho môi trường ngày càng bò ô nhiễm nghiêm trọng ảnh hưởng tới đời sống
và sức khoẻ của con người. Trong đó, môi trường nước đang bò ô nhiễm nặng.
Nhằm nâng cao đời sống cho người dân đòi hỏi nước phải sạch sẽ đảm bảo yêu
cầu y tế. Do đó, việc xử lý nước thải là rất cần thiết đối với các nước cũng như
Việt Nam. Công nghệ lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước nhằm loại
bỏ các chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước trong nước thải mang lại nguồn nước
sạch nhằm bảo vệ môi trường và con người.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện qua việc tìm hiểu các phương
pháp xử lý nước thải trong công nghệ xử lý nước thải. Các phương pháp xử lý
nước thải sử dụng phổ biến hiện nay đặc biệt là phương pháp xử lý nước thải
bằng phương pháp sinh học
Phạm Thị Huyền
14
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
Nghiên cứu quá trình lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước trong công
nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp vi sinh ứng dụng cho xử lý nước thải sinh
hoạt và nước thải thực phẩm mang lại hiệu quả cao
Bài khoá luận bao gồm các chương sau:
Chương I: Mở đầu
Chương II: Tổng quan về xử lý nước thải
Chương III: Nghiên cứu công nghệ lọc sinh học ngập nước trong xử lý nước
thải.
Chương IV: Kết quả thực nghiệm và thảo luận
sinh học. Tuỳ theo phương pháp sử dụng vàtuỳ theo nguồn gốc mà nước thải có
những tính chất lý học, hoá học và sinh học rất khác nhau. Nhìn chung, nước thải
là những loại nước thường chứa các hợp chất hoá học cao hơn nước tự nhiên, có
sự biến đổi màu sắc về bản chất vật lý và khu hệ sinh vật trong đó.s
2.2.1 Nước mưa
Đây là loại nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo các chất
cặn bã, dầu mỡ…khi đi vào hệ thống thoát nước.
Những nơi có mạng lưới cống thoát riêng biệt: mạng lưới cống thoát nước
mưa. Nước thải đi về nhà máy xử lý gồm: Nước sinh hoạt, nước công nghiệp và
nước ngầm thâm nhập, nếu sau những trận mưa lớn không có hiện tượng ngập
úng cục bộ, nếu có nước mưa có thể chảy tràn qua nắp nay các hố ga chảy vào hệ
thống thoát nước thải. Lượng nước thâm nhập do thấm từ nước ngầm và nước mưa
có thể lên đến 470 m3/ ha.ngày.
Nơi có mạng cống chung vừa thoát nước thải vừa thoát nước mưa. Đây là
trường hợp hầu hết các thò trấn, thò xã, thành phố của nước ta. Lượng nước chảy
về nhà máy gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm xâm
nhập và một phần nước mưa.
2.2.2 Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của cộng đồng như tắm gội, giặt giũ, tẩy rửa…chúng đã được thải ra từ
Phạm Thị Huyền
17
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
các căn hộ, cơ quan, trường học… Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư phụ
thuộc vào mùa, tháng trong năm, giờ trong ngày. Các loại nước thải sinh hoạt
chứa nhiều tạp chất vô cơ, hữu cơ dễ phân huỷ và nhiều loại vi khuẩn gây bệnh.
Đặc tính của nước sinh hoạt tương đối ổn đònh. Tập quán sinh hoạt của dân ở mỗi
đòa phương ảnh hưởng tới thành phần tính chất, khối lượng nước thải và chế độ
thải nước. Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới thành phần, tính chất nước thải sinh
hoạt là: thành phần tính chất hoá lý của nước cấp, tiêu chuẩn thải nước, các loại
Các chất có trong nước
thải( mg/l)
Mức độ ô nhiễm
Cao Trung bình Thấp
- Tổng chất rắn
- Chất rắn hoà tan
- Chất rắn không hoà tan
- Tổng chất rắn lơ lửng
- Chất rắn lắng
- BOD5
- DO
- Tổng nitơ
- Nitơ hữu cơ
- Nitơ ammoniac
- NO2
- NO3
- Clorua
- Độ kiềm
- Chất béo
- Tổng photpho
1000
700
300
600
12
300
0
85
35
50
10
15
0
0,1
15
50
0
-
( Nguồn: Mackenzio L. Davis, Susan J. MActen, Principles of Environmental Engineering and Science)
Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trò điển hình như sau: COD=
500 mg/l, BOD
5
= 250 mg/l, SS- 220 mg/l, photpho= 8 mg/l, nitơ NH
3
và nitơ hữu
cơ= 40 mg/l, pH= 6.8, TS= 720 mg/l.
Như vậy, nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi
khi vượt cả yêu cầu cho quá trình xử lý sinh học. Thông thường các quá trình xử
lý sinh học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ; BOD: N: P= 100: 5: 1
Phạm Thị Huyền
19
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
2.2.3 Nước thải công nghiệp
Tuỳ thuộc vào loại hình sản xuất công nghiệp, nước được cung cấp sử dụng
vào những mục đích sau:
• Nước dùng cho xử lý nguyên liệu
• Nước dùng cho vệ sinh máy móc, phân xưởng
• Nước dùng cho quá trình sản xuất( cho quá trình công nghệ)
• Nước dùng làm nguội máy móc thiết bò.
Tuỳ theo tính chất công nghệ mà lượng nước cung cấp và nước thải khác
1 lít bia
1 tấn củ cải đường
1 tấn sữa
-
1 tấn sản phẩm
1 tấn
1 tấn
1 tấn
1 tấn
-
-
-
-
5,65 lít
10- 20 m
3
5- 6 lít
-
4,5
-
-
100 m
3
1000-4000
-
-
-
-
( nguồn: GTZ (1989) wastewater technology springer verlag berlin Heidelberg)
Phạm Thị Huyền
6
7
8
9
10
BOD5 mg/l
COD mg/ l
Tổng chất rắn mg/ l
Chất rắn lơ lửng mg/
Nitơ tổng số mg/ l
Photpho mg/ l
pH
Dầu mỡ mg/ l
Clorua mg/ l
Phenol
1000
1900
1600
300
50
12
7
-
-
-
1400
2100
3300
1000
150
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
chứa rất nhiều các chất không thích hợp cho phương pháp sinh học. Trong nhiều
loại nước thải nhà máy hoá chất còn chứa những chất độc hại ( kim loại nặng
chẳng hạn).
Do đó, việc xử lý các loại nước thải công nghiệp thường phải có những
phương pháp riêng tương ứng.
Bảng2.5 : thành phần tính chất nước thải sản xuất công ty VISSAN
STT
Chỉ
tiêu
Đơn
vò
Kết quả
TCVN
5945:
1995
loại B
NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6
1 pH 6,56 7,53 7,64 7,62 6,88 7,25
5,5– 9
2 COD mg/l 640 2840 5760 3800 1200 3000
100
3 BOD
5
mg/l 510 995 3695 3695 702 1100
50
4 SS mg/l 415 1980 565 575 810 720
100
5
N-
SS
1 Xí nghiệp chăn
nuôi heo Phước
Long
Quận 9 Chăn
nuôi heo
Nước rửa
chuồng
trại
1153 807 5988
2 Chi nhánh Cty
Sài Gòn Xanh
Quận 9 Kem,
Yahourt
Nước
giải
nhiệt,
rửa
1158 1021 148
3 Công ty giấy
Bình Chiểu
Thủ
Đức
Giấy xe Nước
thải sản
xuất
660 356 577
4 Công ty
Samsung
Thủ
Cống
chung
436 165 5
8 HTX-SX-TM
Tấn Thành
Củ Chi Cao su NT sau
sản xuất
2431 1327 13
9 Công ty TNHH
CBTP huynh
đệ Tề Hùng
Củ Chi Nông
sản
Cống
chung
1371 891 11
10 DNTN nhuộm Quận 8 Dệt, NT sản 2460 1220 15
Phạm Thị Huyền
23
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
Thành Công nhuộm
vải
xuất, rửa
thiết bò
11 XN nước chấm
Nam Dương
Quận 8 Nước
tương,
tương ớt
Cống
xuất
1029 183 960
15 Bánh Hỷ Lâm
Môn
Quận 5 - Cống
chung
1527 750 148
16 Công ty CPTP
Bình Tây
Quận 6 Mì, bún,
cháo ăn
liền
Cống
chung
6570 3150 144
17 Công ty TNHH
SX TM Giấy
Thiên Trí
Hoc
Môn
Giấy xeo NT vào 2182 1200 1070
18 Nhà máy thuốc
lá SG (cơ sở 2)
Quận 4 Thuốc lá NT sinh
hoạt
530 260 4390
19 Công ty CP
dược phẩm và
dòch vụ y tế
Khánh Hội
sinh trưởng: r
g
= dX/ dt= 0.
Gần cuối giai đoạn này tế bào vi sinh vật mới bắt đầu sinh trưởng tức tăng
về kích thước, thể tích và trọng lượng do tạo ra như protein. Axit nucleic, men
proteinaza, amilaza nhưng chưa tăng về số lượng.
Vùng 2: Giai đoạn sinh sản theo cách nhân đôi tế bào ( theo cấp số nhân)/
pha số mũ (pha log).
Trong pha log chất dinh dưỡng đáp ứng đầy đủ cho vi sinh vật sinh trưởng và
phát triển theo luỹ thừa. Sinh trưởng và sinh sản đạt mức độ cao nhất. Sinh khối
và khối lượng tế bào tăng theo phương trình: N= N
0
x 2
n
( n là số lần phân chia tế
bào của N
0
tế bào ban đầu). Tốc độ sinh trưởng tăng tỷlệ thuận với X ( từ đó có
đường cong hàm mũ) theo phương trình:
Phạm Thị Huyền
25
Copyright: Tài liệu đại học ©