KHOA MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ N, P, BOD TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG MÔ HÌNH JOKASOU CẢI TIẾN TẠI VIỆT NAM Ở QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM Sinh viên thực hiện
Trang 1KHOA MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ N, P, BOD TRONG NƯỚC THẢI SINH
HOẠT BẰNG MÔ HÌNH JOKASOU CẢI TIẾN TẠI VIỆT NAM Ở QUY
MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Thái
Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Ngô Kim Chi
Ths.Trịnh Thị Thủy
Hà Nội, năm 2014
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG
TRẦN THỊ THÁI
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ N, P, BOD TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT
BẰNG MÔ HÌNH JOKASOU CẢI TIẾN TẠI VIỆT NAM Ở QUY MÔ PHÒNG
THÍ NGHIỆM
HÀ NỘI, 2014
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG
TRẦN THỊ THÁI
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ N, P, BOD TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT
BẰNG MÔ HÌNH JOKASOU CẢI TIẾN TẠI VIỆT NAM Ở QUY MÔ PHÒNG
THÍ NGHIỆM
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường
Mã ngành: 52510406
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS Ngô Kim Chi
Ths Trịnh Thị Thủy
HÀ NỘI, 2014
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với PGS.TS Ngô Kim Chi cùng các anh, chị đang công tác trong phòng Chế biến và Khai thác Tài nguyên Thiên nhiên-Viện Hóa học các Hợp chất Thiên nhiê -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận
Tôi xin chân thành cảm ơn cô Trịnh Thị Thủy đã hướng dẫn tôi hoàn thành đồ
án
Đồng thời tôi xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Môi trường-Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường đã hết mình giảng dạy trong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại trường
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè -những người luôn bên cạnh và ủng hộ tôi trong suốt thời gian qua
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Sinh viên
Trần Thị Thái
Trang 5MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ……… 3
1.1 Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt 3
1.2 Các phương pháp xử lý đồng thời COD, nitơ, phốt pho trong nước thải sinh hoạt 10
1.2.1Quy trình A2/O 11
1.2.2Quy trình Bardenpho (5 giai đoạn ) 11
1.2.3 Quy trình UCT……….……… 12
1.2.4 Quy trình VIP (Virginia Initiative Plant in Norfolk Virginia) 13
1.2.5 So sánh ưu điểm, nhược điểm của các quá trình kết hợp xử lý nitơ và photpho 14 1.3 Hệ thống xử lý nước thải Jokasou 16
1.3.1 Khái niệm jokasou 16
1.3.2 Lịch sử phát triển 16
1.3.3 Công nghệ Jokaso áp dụng cho từng loại nước thải 17
1.3.4 Cấu trúc hệ johkasou : 20
CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM…… ……….… 23
2.1 Đối tượng nghiên cứu: 23
2.2 Mô hình hệ Jokasou ở phòng thí nghiệm: 23
2.2.1 Sơ đồ hệ xử lý nước thải theo mô hình jokasou 23
2.2.2 Quy trình vận hành Jokasou tại phòng thí ngiệm 25
2.2.3 Thành phần các mẫu nước thải sinh hoạt được nghiên cứu: 26
2.3 Lấy mẫu nước thải sinh hoạt 27
2.4 Lấy mẫu của hệ jokasou 27
2.5 Các phương pháp phân tích một số chỉ tiêu của mẫu nước 28
2.6 Hóa chất, Dụng cụ và thiết bị……… ……… 28
Trang 6CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29
3.1 Tìm hiểu Hệ Jyokaoh-25 (Jokasou thiết kế xử lý nước thải 25 người) 29
3.1.1 Cấu tạo 29
3.1.2 Thiết kế chi tiết 29
3.1.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 30
3.2 Quy đổi thực nghiệm giữa COD và BOD: 30
3.3 Kết quả nghiên cứu mẫu giả định 32
3.3.1 Kết quả xử lý mẫu giả định đợt 1: 32
3.3.2 Kết quả xử lý mẫu giả định đợt 2 33
3.3.3Kết quả xử lý mẫu giả định đợt 3 34
3.4 Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt ở khu dân cư 35
3.4.1 Kết quả xử lý mẫu nước thải làng Nghĩa Đô xóm 1 35
3.4.2 Kết quả xử lý mẫu nước thải làng Phú Diễn 36
3.4.3 Kết quả xử lý mẫu nước thải khu dân cư đường Lạc Long Quân 37
3.4.4 Kết quả xử lý mẫu nước thải Khu chung cư Lạc Long Quân 38
3.5 Đánh giá khả năng xử lý của hệ theo thời gian lưu thủy lực 39
3.5.1 Khảo sát về COD 39
3.5.2 Khảo sát về NH4+ và PO43- : 40
3.6 Đề xuất thực hiện hệ Jokasou cải tiến với mô hình hộ gia đình ở Việt Nam… 41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43
Qua quá trình nghiên cứu tôi rút ra được một số kết luận sau : 43
Kiến nghị 43
Tài liệu tham khảo 44
PHỤ LỤC 46
Trang 7DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Lượng các chất một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước 6
Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt trong khu dân cư 6
Bảng 1.3 Tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt đô thị 8
Bảng 1.4 Tiêu chuẩn nước thải từ các khu giải trí 9
Bảng 1.5 Tiêu chuẩn nước thải khu vực dân cư 10
Bảng 1.6 So sánh ưu nhược điểm của các quá trình xử lý nitơ photpho 14
Bảng 2.1 Thông số các chất nghiên cứu……… ….26
Bảng 2.2 Nước thải đầu vào của các khu vực nghiên cứ……… 26
Bảng 2.3 Hóa chất sử dụng để pha nước thải đầu vào ……….28
Bảng 3.1 Thông số thiết kế chi tiết 29
Bảng 3.2 Quy đổi thực nghiệm giữa COD và BOD 31
DANH MỤC HÌNH Hình 1 1 Quy trình A2/O 11
Hình 1 2 Quy trình Bardenpho (5 giai đoạn) 12
Hình 1 3Quy trình UCT 13
Hình 1 4 Quy trình VIP 13
Hình 1 5 Hệ thống xử lý nước thải Jokasou quy mô hộ gia đình 17
Hình 1 6 Jokasou xử lý nước thải nhà vệ sinh 18
Hình 1 7 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải hỗ tạp với quá trình lọc kị khí, hiếu khí tiếp xúc và khử nitrat 19
Hình 3.1 Sơ đồ thiết kế hệ Jokasou……… 30
Trang 8DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1 Kết quả nghiên cứu COD, NH4+ và PO43- của hệ đợt 1 32
Đồ thị 3.2 Kết quả nghiên cứu COD, NH4+ và PO43- của hệ đợt 2 33
Đồ thị 3.3 Kết quả nghiên cứu COD, NH4+ và PO43- của hệ đợt 3 34
Đồ thị 3.4 Kết quả xử lý COD, NH4+ và PO43- của hệ với nước thải làng Nghĩa Đô xóm 1 35
Đồ thị 3.5 Kết quả xử lý COD, NH4+ và PO43- của hệ với nước thải làng Phú Diễn 36
Đồ thị 3.6 Kết quả xử lý COD, NH4+ và PO43- của hệ với nước thải tổ20 ngõ 81 Lạc Long Quân 37
Đồ thị 3.7 Kết quả xử lý COD, NH4+ và PO43- của hệ với nước thải khu chung cư 91A ngõ 81 Lạc Long Quân 38
Đồ thị 3.8 Đánh giá COD qua thời gian lưu khác nhau (giờ) 39
Đồ thị 3.9 Đánh giá NH4+ qua thời gian lưu khác nhau (giờ) 40
Đồ thị 3.10 Đánh giá PO43- qua thời gian lưu khác nhau (giờ)………40
Trang 9DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AA anaerobic
AO anoxic
BOD Nhu cầu oxy sinh hóa, 5 ngày 20oC
COD Nhu cầu oxy hóa học
N-NH4+ Nitơ tính theo amoni
N-NO3 Nitơ tính theo nitrat
O aerobic
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
SS Chất rắn lơ lửng
T-N Tổng nitơ
T-P Tổng photpho
Trang 10MỞ ĐẦU
Việt Nam đang từng bước hoà nhập vào nền kinh tế thế giới, cuộc sống của
con người ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng được đáp ứng đồng nghĩa với
việc thải bỏ chất thải tăng lên Ý thức bảo vệ môi trường không được chú trọng đã kéo
theo hậu quả đáng kể gây ảnh hưởng đến môi trường đặc biệt là ô nhiễm nước ngày
càng trở nên phổ biến Nguyên nhân gây ô nhiễm nước phải kể đến nước thải từ hoạt
động thường ngày của con người do không được xử lý hay xử lý không đạt thải ra môi
trường
Thực tế tại nước ta hiện nay ngày càng nhiều khu dân cư, chung cư, khu đô thị
mới mọc lên cùng với hoạt động kinh tế xã hội đã đòi hỏi phải sử dung một lượng
nước rất lớn Số khu đô thị thực hiện triệt để vấn đề xử lý nước thải là rất ít Theo luật
của nhà nước, nước thải trước khi được thải ra hệ thống sông phải được xử lý đạt tiêu
chuẩn Tuy nhiên, Vấn đề kinh phí còn gặp nhiều khó khăn nên đành phải chấp nhận
việc xả thải nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý hoặc xử lý chưa đạt
Trên thế giới hiện nay có hai xu hướng xử lý nước thải, đó là xử lý tập trung và
xử lý phân tán Mỗi xu hướng đều có những ưu điểm riêng và tùy thuộc vào từng khu
vực Khi chúng ta chưa có một hệ thống thu gom đồng bộ và hoàn chỉnh thì tốt nhất
nên lựa chọn hình thức xử lý phân tán Việc thiết kế hệ thống thu gom và xử lý là rất
cần thiết cho các khu dân cư, ngay cả các khu dân cư mới quy hoạch nhằm cải thiện
môi trường đô thị và phát triển theo hướng bền vững
Ở Nhật Bản, xử lý nước thải sinh hoạt đươc làm triệt để với ứng dụng của hệ thống
xử lý nước thải tại chỗ có tên là JOKASOU Hệ thống này đươc biết đến lần đầu tiên vào
năm 1911, đến năm 1944 đã được đưa vào tiêu chuẩn xây dựng nhà vệ sinh ở Nhật Từ đó
đến nay, hệ Jokasou vẫn luôn được nghiên cứu để hoàn thiện Số dân sử dụng Jokasou
ngày càng tăng, hiện có khoảng 8.600.000 hệ đang hoạt động tại Nhật
Với mục đích học tập kinh nghiệm về hệ xử lý nước thải sinh hoạt JOKASOU
tôi xin đề xuất nghiên cứu đề tài: “Đánh giá hiệu quả xử lý N, P, BOD trong nước
thải sinh hoạt bằng mô hình jokasou cải tiến tại Việt Nam ở quy mô phòng thí
nghiệm” Đề tài được thực hiện tại phòng Chế biến và Khai thác Tài nguyên Thiên
Trang 11nhiên -Viện Hóa học các Hợp chất Thiên nhiên -Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam
Mục tiêu nghiên cứu:
- Đánh giá hiệu quả xử lý N, P, BOD trong nước thải sinh hoạt của hệ Jokasou cải
tiến ở quy mô phòng thí nghiệm
- Đề xuất thực hiện hệ Jokasou cải tiến với mô hình hộ gia đình ở Việt Nam
