Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG\ NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH xử LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG HỆ THỐNG BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THỊ THANH THÚY Lo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG

\

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH xử LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG HỆ THỐNG BÙN

HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ

Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THỊ THANH THÚY

Long Xuyên, tháng 8 năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG

\

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH xử LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG HỆ THỐNG BÙN

Chương 1 MỞ ĐÀU

Úng dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt là một trong nhữngphương pháp được áp dụng phổ biến hiện nay ở các công trình xử lý nước thải Đặcđiểm của phương pháp sinh học là có thể loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải nhờ hoạtđộng của vi sinh vật Các sinh vật này sống bám dính trong các bông bùn, sơ dừa, giábám plactis lấy chất hữu cơ có trong nước thải làm chất dinh dưỡng

Theo nhận định Lâm Minh Triết (2006) xử lý nước thải bằng phương pháp sinh họcđược xem là phương pháp có nhiều ưu điểm Tuy nhiên, hiệu quả xử lý nước thải bằngphương pháp sinh học còn phụ thuộc vào tải lượng nạp, tốc độ tiêu thụ chất hữu cơ vàcác dưỡng chất khác với hàm lượng cần thiết cho sự sống của vi sinh vật Ngày nay cónhiều công trình sinh học như hồ sinh học, cánh đồng tưới, đất ngập nước nhưng bùnhoạt tính vẫn được xem là công trình thể hiện rõ quá trình loại bỏ chất hữu cơ trongnước thải nhờ hoạt động của vi sinh vật Công trình bùn hoạt tính hiếu khí được xem làcông trình xử lý chính trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Tuy nhiên để xâydựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thì cần phải có nguồn kinh phí lớn mà khôngphải nơi nào cũng có thể đáp ứng được

Mục đích đề tài “Nghiên cứu mô hình xử thải sinh hoạt bằng hệ thong bùn hoạt tỉnh

hiếu khỉ” để xác định hiệu suất xử lý và hệ số phân hủy nội bào, hệ số sản lượng bùn

qua các thời gian lưu nước 4 giờ, 6 giờ, 8 giờ Kết quả nghiên cứu là giá trị thực nghiệmchọn thiết kế thể tích bể, lượng bùn hoàn lưu, cho bể bùn hoạt tính hiếu khí khuấy trộnhoàn toàn Hiện tượng quá tải lượng nạp chất ô nhiễm dẫn đến hiệu suất xử lý nước thảiđầu ra không đạt Tiêu chuẩn hoặc kích thước lớn so với tải lượng nạp của nước thải dẫnđến chi phí xây dựng hệ thống xử lý cao Qua đó cho thấy việc thực hiện đề tài nghiêncứu này là rất cần thiết

1

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt

2.1.1 Khái niệm nước thải sinh hoạt

Ngày nay vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt không còn là vấn đề mớiđối với toàn xã hội Hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt trở thành một vấn đề nóngđòi hỏi các nhà nghiên cứu phải tìm ra các phương pháp xử lý và tái sử dụng nước thảithích hợp, Để bắt đầu nghiên cứu việc định nghĩa nước thải sinh hoạt là rất quantrọng Hiện tại, có nhiều khái niệm khác nhau về nước thải sinh hoạt nhưng theo LâmMinh Triết (2008), nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho cácmục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân, Chúng thườngđược thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình côngcộng khác Nước thải ở các đô thị được thoát qua hệ thống thoát nước và dẫn ra cácsông Để xác định lưu lượng nước thải cho một khu vực thì giá trị thường được ướclượng trên số dân của khu vực và theo Trần Đức Hạ (2006) thì lượng nước thải sinhhoạt vào khoảng 80% - 90% so với lưu lượng nước cấp

2.1.2 Thành phần lý hóa học của nước thải

Nước thải chứa rất nhiều loại hợp chất rất khác nhau, với số lượng và nồng độ thay đổicũng khác nhau Có thể phân loại tính chất nước thải như sau:

❖ Tính chất vật lý

Theo Nguyễn Văn Phước (2006) tính chất vật lý của nước thải dựa trên các chỉ tiêu nhưmàu sắc, mùi, nhiệt độ, lưu lượng, Màu nước thải mới có màu hơi nâu sáng khi nhiễmkhuẩn hoặc trong nước thải xảy ra các phản ứng dẫn đến nước thải biến đổi nên thường

có màu đen Bên cạnh màu sắc nước thải còn phát sinh mùi, mùi có trong nước thải sinhhoạt là do có khí sinh ra từ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hay có một số chấtđưa thêm vào trong nước thải thường có mùi mốc, nếu nhiễm khuẩn thì nó sẽ chuyểnsang mùi trứng thối do sự tạo thành H2S trong nước Nhiệt độ của nguồn nước thảithường cao hơn nhiệt độ nguồn nước ban đầu, bởi vì có sự gia nhiệt vào nước từ các đồdùng trong gia đình và máy móc Ngoài ra dòng nước thấm qua đất và lượng nước mưa

đổ xuống là nhân tố mới làm thay đổi nhiệt độ của nước thải Ngoài các yếu tố trên lưulượng cũng được xem là một trong những tính chất vật lý của nước thải

❖ Tính chất hóa học

Các thông số mô tả tính chất hóa học nước thải theo nhận định Nguyễn Văn Phước(2006) biểu hiện thông qua các thông số như pH, COD, các chất khí hòa tan, các họpchất N, p, các chất rắn:

pH: Không gây ô nhiễm nhưng đóng vai trò là thông số đặc trưng quan trọng cho biếtmức độ nhiễm bẩn và xác định sự cần thiết phải điều chỉnh trước khi xử lý nước thảibằng phương pháp sinh học Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi các quá trình hòa tanhoặc keo tụ, làm tăng, giảm vận tốc các phản ứng hóa sinh xảy ra trong nước Đe xử lýnước thải có hiệu quả thì pH chỉ nằm trong khoảng 6,5 - 9

Nhu cầu oxi hóa học: COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa hóa học cácchất hữu cơ trong nước thành CO2 và H20 Hàm lượng COD trong nước thải thườngnăm trong khoảng 200 - 500 mg/L

Hợp chất chứa N: Nước thải sinh hoạt chứa hàm lượng lớn các hợp chất N Phần lớn Ntrong nước thải sẽ chuyển sang dạng N hữu cơ hay N-NH3 Nồng độ N trong nước thảithường 20-85 mg/L Trong đó N hữu cơ thường ở khoảng 8-35 mg/L, còn nồng độ N-NH3 thường từ 12 - 50 mg/L.

Photpho: Nhân tố cần thiết cho hoạt động sinh hóa, nhưng chỉ hiện diện với một số tốithiểu, hoặc loại bỏ sau quá trình xử lý bậc hai số lượng photpho dư thừa gây rối loạndòng chảy và làm tăng trưởng quá mức các loại tảo Nồng độ p thường trong khoảng 6 -

20 mg/L

Các chất rắn: Các chất ô nhiễm trong nước thải có thể được xem là chất rắn Mục đíchcủa việc xử lý nước thải là loại bỏ chất rắn hoặc chúng chuyển sang dạng ổn định hơn

và dễ xử lý Nồng độ tổng các chất rắn trong nước thải thường < 1200 mg/L

2.2 Cơ sở lý thuyết quá trình sinh học hiếu khí

Theo Nguyễn Văn Phước (2006) nguyên tắc của phương pháp là sử dụng các vi sinh vậthiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải có đầy đủ oxi hòa tan ở nhiệt độ, pH,các chất dinh dưỡng thích họp Hoạt động sống vi sinh vật hiếu khí bao gồm quá trìnhdinh dưỡng và quá trình phân hủy Quá trình dinh dưỡng vi sinh vật sử dụng các chấthữu cơ, các chất dinh dưỡng và các nguyên tố khoáng vi lượng kim loại để xây dựng tếbào mới tăng sinh khối và sinh sản Quá trình phân hủy vi sinh vật oxi hóa phân hủy cácchất hữu cơ hòa tan hoặc ở dạng các hạt keo phân tán nhỏ thành nước và CO2 hoặc tạo

3

Vi khuẩn Chức năng

khác và phần nitrat hóa

(Nguồn: Bảo cảo chuyên đề công nghệ môi trường, 2009).

Tuy nhiên không phải vi khuẩn nào cũng có lợi cho quá trình sinh hóa Có hai loại vikhuẩn có hại trong hệ thống hiếu khí Một là vi khuẩn dạng sợi Tilamentous thuờng kếtdính với nhau tạo thành lưới nhẹ nổi trên mặt nước và gây cản trở quá trình lắng Mộtdạng vi khuẩn có hại khác tồn tại trong lượng bọt dư trong các bể phản ứng Sau đây làmột số hình ảnh vi khuẩn có mặt trong bùn hoạt tính hiếu khí

4

Hình 2.1: Pseudomonas Hình 2.2: Desulfovibrio

Hình 2.3: Bacillus Hình 2.4: Nitrosomonas

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến bể bùn hoạt tính hiếu khí

Quá trình xử lý hiếu khí chịu ảnh hưởng của nồng độ bùn hoạt tính tức phụ thuộc vàochỉ số bùn Chỉ số bùn càng nhỏ thì nồng độ bùn đưa vào công trình xử lý càng lớn hoặcngược lại Khi tiến hành quá trình cần phải cung cấp đầy đủ lượng oxi một cách liên tục

sao cho lượng oxi hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt II > 2 mg/L Tải trọng hữu cơ

trong xử lý hiếu khí thường thấp nên nồng độ các chất bẩn hữu cơ qua bể bùn hoạt tính

có BOD toàn phần phải < 1000 mg/L Ngoài ra trong nước thải cũng cần đầy đủ cácnguyên tố vi lượng, nguyên tố dinh dưỡng Các nguyên tố dinh dưỡng theo một tỷ lệthích hợp BODtoànphần:N:P = 100:5:1 hay COD:N:P = 150:5:1 Giá trị pH tối ưu cho đa

số vi sinh vật từ 6,5 - 8,5 pH < 5 sẽ thúc đẩy nấm phát triển Neu pH > 9 sẽ phá hủycân bằng nguyên sinh chất tế bào, vi sinh vật sẽ chết Nước thải có nhiệt độ thích nghivới đa số vi sinh vật tối ưu từ 25° - 37°c hoặc 20° - 80°c thấp nhất vào mùa đông là12°c Ngoài ra quá trình xử lý hiếu khí còn phụ thuộc nồng độ muối vô cơ, lượng chất

lơ lửng chảy vào bể xử lý cũng như các loại vi sinh vật và cấu trúc chất bẩn hữu cơ(Nguyễn Văn Phước, 2006)

5

2.4 Cơ chế phân hủy chất hữu cơ và chu kỳ phát triển của vi khuẩn

2.4.1 Cơ chế phân hủy chất hữu cơ trong nước thải

Quá trình phân hủy và nhu cầu tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải bởi vi sinh vật rấtphức tạp Có thể chia làm ba giai đoạn: Giai đoạn 1 vận chuyển chất hữu cơ đến bề mặt

tế bào, giai đoạn 2 khuếch tán vật chất qua màng bán thấm tế bào, trong trường hợp cầnthiết thủy phân chất hữu cơ tạo thành sản phẩm, có khả năng khuếch tán qua màng tếbào, giai đoạn 3 chuyển hóa sản phẩm khuếch tán kèm theo phát sinh năng lượng vàtổng hợp tế bào mới Các giai đoạn trên có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và quá trìnhchuyển hóa các chất đóng vai trò chính trong quá trình xử lý nước thải

2.4.2 Chu kỳ phát triển của vi khuẩn

Chu kỳ phát triển của vi khuẩn trong bể xử lý theo Lê Hoàng Việt (2000) gồm 4 giaiđoạn như sau:

- Giai đoạn chậm: Xảy ra khi các bể đưa vào hoạt động và bùn các bể khác được cấythêm vào bể Đây là giai đoạn để các vi khuẩn thích nghi với môi trường mới và bắt đầuquá trình phân bào

- Giai đoạn tăng trưởng: Giai đoạn này các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăngnhanh về số lượng Tốc độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phânbào và lượng thức ăn trong môi trường

- Giai đoạn cân bằng: Lúc này mật độ vi sinh vật được giữ ở một số lượng ổn định.Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình tăngtrưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, số lượng vi khuẩn sinh ra bằng số lượng vikhuẩn chết đi

- Giai đoạn chết: Trong giai đoạn này số lượng vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lượng vikhuẩn được sinh ra, do đó mật độ vi sinh vật trong bể giảm nhanh Giai đoạn này có thể

do các loài có kích thước khả kiến hoặc là đặc điểm của môi trường

2.5 Hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí

2.5.1 Hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn

Quy trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính được thực hiện ở Anh từ năm 1914 đượcduy trì và phát triển Ngày nay hệ thống này có nhiều cải tiến về hình dạng theo LêHoàng Việt (2002) hệ thống bùn hoạt tính gồm bể bùn hoạt tính và bể lắng Trongnghiên cứu này chọn bể bùn hoạt tính hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn và bể lắng đứng đểnghiên cứu

Bẻ bùn hoạt tính được khuấy trộn bởi thiết bị sục khí cơ học Lượng chất hữu cơ và nhucầu oxi hóa để oxi hóa chúng đồng nhất theo suốt chiều dài của bể Sau thời gian lưunước bể bùn nước sẽ chuyển qua bể lắng đứng Bể lắng đứng là bể chứa hình trụ có đáy

V ị

c

Bể bùrhoạt tính

Bê lắng Dòng ra

Bùn hoạt tính tuần hoàn

Hình 2.5: Hệ thong bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn

2.5.2 Vận hành hệ thống bùn hoạt tính

Chuẩn bị lượng bùn cần thiết cho vào khởi động các công trình sinh học theo trình tựsau Trước tiên cho một phần nước thải với nồng độ BOD khoảng 200 - 250mg/L chảyqua công trình Bùn lắng tại bể lắng đợt 2 được tuần hoàn liên tục về bể bùn hoạt tính.Bùn hoạt tính sẽ tăng theo thời gian Theo sự gia tăng của bùn có sự xuất hiện của nitrit

và nitrat, tăng dần lượng nước cần xử lý hoặc giảm độ pha loãng Bùn hoạt tính có thểthu từ bùn sông hoặc ao hồ không nhiễm bẩn dầu mỡ hay dầu khoáng Trước khi chovào bể aeroten, bùn sông hoặc ao hồ phải được loại sơ bộ các tạp khoáng nặng Bùnđược trộn với nước sau thời gian lắng ngắn 3 - óphút được đổ vào bể aeroten Tại đóbùn được thổi khí, không cần nước Sau khi chuẩn bị bùn cho nước thải vào bể ban đầuvới lượng nhỏ, sau đó theo mức độ tích lũy bùn, tăng dần cho đến khi đạt lưu lượngthiết kế

2.5.3 Các thông số kiểm tra trong quá trình vận hành

Lưu lượng quyết định khả năng chịu tải của hệ thống và tải lượng bề mặt của bể lắng.Cần đảm bảo lưu lượng ổn định trước khi vào công trình sinh học Tỉ số F/M thích hợp

là 6,5 - 8,5 pH cao do quá trình chuyển hóa N thành N-NH3 tốt, khả năng đệm cao.Cách khắc phục dao động pH này là cần cung cấp đủ dinh dưỡng, hàm lượng hữu cơ,hạn chế quá trình phân hủy nội bào, sử dụng hóa chất tăng độ kiềm BOD/COD > 0,5thích họp cho quá trình phân hủy sinh học Chất dinh dưỡng N, p đối với nước thải sinhhoạt không cần bổ sung thêm

Trong quá trình vận hành bể bùn hoạt tính có thể gặp các sự cố gây ảnh hưởng đến hiệusuất xử lý Bảng 2.2 sẽ thống kê các sự cố thường gặp, nguyên nhân và hậu quả từ các

kính 10 - 20 Ị.tm.

Hậu quả

Hiệu suất bể lắng được 2thấp, nước khỏi bể bịđục, không có vùng lắngtrong Lượng bùn tuầnhoàn ít

Bông bùn mịn, bùn không Bông bùn thường có hình cầu Chỉ số SVI thấp, nước ra

100/íírt Nguyên nhân do sựphân chia các bông bùn lớn,thiếu thức ăn

Bùn tạo khối

Bùn nổi

Các vi khuẩn dạng sợi pháttriển quá mức làm bùn lắngkém

Trong bể lắng đợt 2 diễn raquá trình khử nitrat hóa sinh

ra khí N2, khí N2 di chuyểnlên trên kéo theo các bôngbùn hoạt tính trên bề mặtnước

SVI cao Khó duy trìnồng độ bùn cần thiếttrong bể sục khí Khảnăng tách nước của bùngiảm

Hình thành lóp bùn hoạttính trên bề mặt nước

Norcadia spp Những chấthoạt động bề mặt không bịthoái hóa

Nhày do bùn tạo khối không Bùn chứa nhiều polymer

phải do vi khuẩn dạng sợi ngoại bào làm bùn xốp Vi

sinh vật hiện diện với sốlượng lớn trong lóp màngngoại bào

Gây mùi thối Làm tăng

ra Lóp bọt váng sẽ giữlại một lóp bùn hoạt tínhlàm ảnh hưởng đến thờigian lưu bùn

2.5.4 Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt

Sông Kim Ngưu là một trong dòng sông cổ của Hà Nội nước sông có màu đen sẫm, cónhiều cặn lơ lửng và bốc mùi Qua tìm hiểu Trịnh Lê Hùng (2002) cho thấy rằng hàmlượng chất hữu cơ cao mà vi sinh vật có thể xử lý được, hàm lượng COD cao vượt giớihạn cho phép, hàm lượng NH3 không cao nhưng góp phần cùng với khí H2S và một sốchất hữu cơ dễ bay hơi khác tạo mùi, NO2’, NO3' không đáng kể Với hàm lượng cácchất như trên nước thải sông Kim Ngư có thể xử lý bằng hệ thống bùn hoạt tính hiếu khímột bậc Hệ thống bể phản ứng gồm 2 bể tròn đồng tâm lồng vào nhau, giữa hai bể ốngtrụ làm bằng vách ngăn Bẻ phản ứng nằm trong có dung tích 100 lít Bể lắng nằm ngoài

có dung tích 150 lít

Chú thích:

1: Đường dẫn nước thải

2: Đường dẫn nước sau khi lắng sơ bộ vào bể phản ứng

3: Đương dẫn hồi lưu

4: Ống dẫn khí

5: Đường thải bùn

V,, v2, V3, V4: Các van điều tiết

9

Ket quả thử nghiệm với thời gian lưu nước 6 giờ cho thấy hiệu suất xử lý cao nhất là41,4% Ket quả thử nghiệm thời gian lưu 7,5 giờ hiệu suất xử lý 66,3% Thử nghiệm vớithời gian lưu 10 giờ có hiệu suất xử lý 81,4% Qua các kết quả thử nghiệm trên chothấy Thời gian lưu nước dài hơn làm cho nước sau xử lý có chất lượng tốt hơn Tuynhiên thời gian lưu nước tăng tới một giá trị xác định thì hiệu suất xử lý COD sẽ tăng rấtchậm hoặc không tăng nữa Căn cứ vào các thí nghiệm trên chọn thời gian lưu nướclOgiờ.

Bên cạnh xác định hiệu suất xử lý nước thải thì xác định thông số động học đối với xử

lý nước thải sinh hoạt là rất cần thiết theo nghiên cứu của Lâm Minh Triết (2008) thựchiện 4 thí nghiệm trên mô hình hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí xáo trộn hoàn toàn vớithời gian lưu nước 7 giờ và tải lượng nạp COD cho 4 thí nghiệm là 126 mg/L, giá trịCOD sau xử lý cho 4 đợt thí nghiệm 5,2 mg/L, 7,3 mg/L, 10,5 mg/L, 11,5 mg/L Sửdụng phương pháp hồi quy tìm được hệ số sản lượng tế bào Y = 0,362 mgVSS/mg, hệ

cơ chất tối đa k = 1,8 ngày'1

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nước thải sinh hoạt lấy tại cống thải cạnh cầu Duy Tân của phường Mỹ Long, thànhphố Long Xuyên, tỉnh An Giang

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu hiệu suất xử lý và giá trị các thông số động học đối với nước thải sinhhoạt qua hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí có thời gian lưu nước bể bùn hoạt tính từ 4 - 8giờ

3.3 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt trong 4ngày bằng hệ thống bùn hoạt tínhhiếu khí có lượng bùn hoạt tính khác nhau cho 3 thí nghiệm (thí nghiệm có thời gian lưunước 4 giờ, 6 giờ, 8 giờ)

- Xác định thông số động học cho quá trình bùn hoạt tính hiếu khí cho 3 thí nghiệm

3.4 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập thông tin vị trí thu mẫu nước thải sinh hoạt thực hiện đề tài nghiên cứu

- Thiết kế mô hình hệ thống bùn hoạt tính

COD khi chưa qua hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí và sau khi qua hệ thống bùn hoạttính ở 3 thí nghiệm

- Xác định thông số động học quá trình bùn hoạt tính cho 3 thí nghiệm

- Nhận xét và kết luận hiệu quả xử lý, thông sổ động học của 3 thí nghiệm

3.5 Thòi gian nghiên cứu

- Thời gian bắt đầu thực hiện đề tài 04/2010

- Thời gian kết thúc thực hiện đề tài 07/2010

3.6 Địa điểm thực hiện

Phòng thí nghiệm Khoa Kỹ Thuật - Công Nghệ - Môi Trường, Trường Đại Học AnGiang

3.7 Vật liệu nghiên cứu

- Nước thải sinh hoạt

- Các dụng cụ thí nghiệm

- Mô hình hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí

- Các thiết bị phòng thí nghiệm: Tủ sấy, bộ lọc, cân phân tích, nồi hút ẩm, máyHach và các dụng cụ khác trong quá trình phân tích

- Hóa chất: Fe(NH4)2(S04)2.6H20, axit H2S04 đậm đặc, Fe(NLLt)2(S04)2.6H20, HgS04,

K2Cr207, Ag2S04

11

Thí nghiệm Thòi gian

thực hiện

Thòi gian lưu nước

Thông số xác định

♦> Vị trí lấy nước thải sinh hoạt và phương pháp phân tích

Cổng thải có đường kính ống 0600 mm luôn có nước thải từ phường Mỳ Long đổ rasông Cống không bị ngập khi nước sông lớn thường ngày (ngoại trừ con nước cuốitháng) Vị trí tưong đối thuận lợi cho việc lên xuống lấy nước thải

Để xác định rõ vị trí thu mẫu trong quá trình nghiên cứu vị trí thu mẫu được biểu diễntrên bản đồ ở hình 3.1

Vị trí lấy mẫu nước thực hiện đề tài

Hình 3.1: Bản đồ địa lý phường Mỹ Long, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang

❖ Cách thu mẫu và bảo quản mẫu

Bình chứa mẫu được rửa sạch, trên bình có ghi rõ thời gian lấy mẫu Tráng bình thumẫu bằng nước cần lấy mẫu hai lần, thu mẫu vào bình khi thấy không còn bọt khí nổilên, nước đã đầy bình, đậy nắp lại và nhấc bình lên

Dụng cụ chứa mẫu và điều kiện bảo quản được thực hiện theo TCVN qui định đối vớicác thông số thông dụng pH, DO xác định bằng máy Hach tại vị trí lấy mẫu, COD và

Ngọc Sương, 2006)

❖ Phương pháp phân tích các thông số

- Độ pH: pH được xác bằng máy Hach.

- DO: Xác định giá trị DO bằng máy Hach.

+ Lọc mẫu qua giấy lọc đã được chuẩn bị

+ Sấy giấy và cặn đã lọc ở nhiệt độ 103°C-105°C đến trọng lượng không đổi

+ Làm nguội trong bình hút ẩm 20phút

+ Cân và ghi trọng lượng

+ Tính hàm lượng chất rắn lơ lửng

mi: khối lượng giấy lọc và cặn (g)

mo! khối lượng giấy lọc (g)

+ Thêm 2-3 giọt chỉ thị ferroin dung dịch chuyển sang màu xanh lam

+ Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch FAS 0,01 N đến màu nâu đỏ Ghi lại thể tích FAS

đã dùng

+ Làm mẫu trắng với 5 mL nước cất 2 lần thay cho mẫu và thực hiện các bước trên

13

+ Tính kết quả

X(mg/L)=[ Vo-Vi) X N X 8000 X F]/

V

Vi: Thể tích FAS dùng để chuẩn độ cho mẫu

N: Nồng độ FAS đã được kiểm tra

Hình 3.2: Mô hình hệ thống bùn hoạt tỉnh hiếu khí

Xác định hiệu suất xử lý cũng như các thông số động học theo Lâm Minh Triết (2008)xác định thông số động học cho quá trình bùn hoạt tính sử dụng hai phương trình tìmthông số động học từ số liệu thí nghiệm thu được hai phương trình có dạng phươngtrình đường thẳng y = ax + b

1 _ xe _ Ks J_ J_

u So-S k s K

— = -Y—-Kd

0C x

k : Hệ số sử dụng cơ chất tối đa

Ks: Hằng số bán vận tốc

K(j: Hệ số phân hủy nội bào

Y: Hệ số sản lượng tế bào Y

Ư: Tốc độ sử dụng cơ chất riêng

0C: Lưu lượng bùn tuần hoàn

0: Thời gian lưu bùn

3.8 .3 Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm excel để xử lý số liệu, vẽ biểu đồ hiệu suất xử lý

Chương 4 KÉT QUẢ THẢO LUẬN

4.1 Thí nghiệm 1: Ket quả nghiên cứu xử lý nước thải bằng hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí có thòi gian lưu nước 8 giờ

4.1.1 Chuẩn bị bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính được lấy tại hệ thống xử lý nước thải Công ty Thủy sản NATACO, AnGiang Bùn được lấy trực tiếp từ bể aeroten của hệ thống xử lý đem về phòng thínghiệm tiến hành xác định hàm lượng chất lơ lửng Chạy mô hình để bùn thích nghi vớinước thải sinh hoạt khi bùn có màu nâu vàng, kết bông, lắng nhanh khi đó bùn đã thíchnghi với nước thải sinh hoạt Xác định nồng độ bùn tiến hành các thí nghiệm

SS = Cb=i=^Ọ=10500mg/L

Bùn nuôi cấy ban đầu cho vào mô hình với hàm lượng ss vào khoảng 2500 - 3500mg/L (lấy trung bình 3000 mg/L) Thể tích bể chứa V = 8 lít Muốn hàm lượng bùntrong nước thải là 3000mg/L thì thể tích bùn cần lấy:

ch 10500Cho thể tích bùn đã xác định vào bể bùn hoạt tính tiến hành sục khí và cho nước thảichạy qua hệ thống bùn hoạt tính Bắt đầu cho thí nghiệm là giai đoạn bùn thích nghi vớinước thải sinh hoạt

Chỉ số bùn kiểm soát lượng bùn hoàn lưu

SVI=^M= ”00

MLSS 3020

SVI: Chỉ số thể tích bùn

SV: Thể tích chất rắn lắng trong phểu llít sau 30 phút

MLSS: Lượng chất lơ lửng trong bể phản ứng

Bùn lắng tốt khi SV1 nằm trong khoảng 80-120 mg/L đối với 2000 - 3500 mg/L

4.1.2 Tiến hành thí nghiệm

Lấy 96 lít nước thải trên vị trí cống thải đã xác định Lấy llít nước thải đem phân tíchthông số đầu vào Chọn thời điểm lấy nước thải 10 giờ đem về phòng thí nghiệm xác

ngày hôm sau lấy llít nước thải sau xử lý đem phân tích Tương tự nước thải sau xử lýđược lấy đem phân tích cho ngày thứ 2, thứ 3, thứ 4 Lưu lượng nước thải qua mô hình

hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn 24 lít/ngày.đêm

Hiệusuất (%)

Biếu đồ 4.1: Kết quả xử lý COD cỏ thời gian lưu nước 8 giờ

Nhận xét: Hiệu suất khử COD đối với nước thải có tải lượng ô nhiễm 0,58

❖

Bảng 4.3: Ket quả xử lỷ ss nước thải sinh hoạt có thời gian lưu nước 8 giờ

Biếu đồ 4.2: Kết quả xử lý ss cỏ thời gian lưu nước 8 giờ

Nhận xét:

81,8% và thấp nhất 71,8% Ket quả cho thấy nước thải có sự thay đổi liên tục nên hiệusuất xử lý ss thay đổi trong thời gian theo dõi

4.1.3 Xác định thông số động học qua kết quả theo dõi thí nghiệm 1

Tính toán tìm các giá trị X, y

- Ngày thứ 1

Q w xX r + Q e xX e 8Lx2960mg / L

y=l/u(ngày)

x=l/s

(ngày1)

x=u(ngày1)

Biếu đồ 4.3: Sự biến thiên của l/u theo l/s (thí nghiệm 1)