v
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn iii
Tóm tắt v
Mục lục vi
Danh sách các bảng ix
Danh sách các hình x
Danh sách các chữ viết tắt xi
Phần I. Giới thiệu 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích, mục tiêu 1
1.3. hạn chế của đề tài 1
1.4. Yêu cầu 2
Phần II. Tổng quan tài liệu 3
2.1. Tổng quan về thành phần và tính chất nước rỉ rác 3
2.1.1. Đặc tính nước rác 3
2.1.2. Quá trình hình thành nước rác 3
2.1.3. Thành phần và tính chất nước rác 4
2.1.4. Tác động của nước rác 6
2.1.4.1. Tác động của chất hữu cơ 6
2.1.4.2. Tác động của các chất lơ lửng 7
2.1.4.3. Tác động lên môi trường đất 7
2.2. Tổng quan về các quá trình xử lý nước 7
2.2.1. Các phương pháp xử lý nước 7
2.2.1.1. Xử lý sơ bộ để không thải, tuần hoàn nước rác 7
2.2.1.2. Xử lý sơ bộ để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị 8
2.2.1.3. Xử lý để xả ra nguồn tiếp nhận 8
2.2.2. Nguyên tắc chung về xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 10
2.2.3. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí11
2.2.3.1. Nguyên tắc 11
2.2.3.2. Phương pháp xử lý bằng bùn hoạt tính 14
vi
2.2.3.3. Phân loại các loại hệ thống xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính theo thủy động
học trong hệ thống 15
2.2.4. Aeroten hoạt động gián đoạn tứng mẻ - Sequencing Batch Reactor (SBR) 15
2.2.4.1. Nguyên tắc hoạt động 15
2.2.4.2. Các giai đoạn trong một bể 15
2.3. Tổng quan về ứng dụng của chế phẩm Sanjiban, sản phẩm của công nghệ sinh học
trong xử lý nước rác 17
2.3.1. Sự phát triển cần thiết của các biện pháp sinh học trong xử lý nước rác. 17
2.3.2. Các đặc tính và ứng dụng của Sanjiban MicroActive trong xử lý môi trường 17
2.3.3. Các loại sản phẩm dùng trong xử lý nước thải 18
2.3.4. Sản phẩm Sanjiban MicroActive 8000 Chem Bio- Treat 18
2.3.4.1. Giới thiệu 18
2.3.4.2. MicroActive - 8000 hoạt động kiểu xử lý sinh hóa 18
2.3.4.3. Đặc tính sản phẩm 19
Phần III. Phƣơng pháp và vật liệu thí nghiệm 20
3.1 .Thời gian và địa điểm 20
3.2 . Vật liệu thí nghiệm 20
3.3 .Mô hình nghiên cứu 21
3.3.1. Mô hình khuyến cáo của nhà sản xuất chế phẩm 21
3.3.2. Mô hình thí nghiêm 22
3.3.3. Các yêu cầu trong quá trình chạy mô hình 22
3.4 .Phương pháp thí nghiệm 23
3.4.1. Thí nghiệm với bùn hoạt tính chưa ổn định 23
3.4.1.1. Vật liệu 23
3.4.1.2. Phương pháp 23
3.4.1.3. Các mô hình 23
3.4.2. Thí nghiệm với bùn hoạt tính ổn định 24
3.4.2.1. Vật liệu 24
3.4.2.2. Phương pháp 24
3.4.2.3. Các mô hình 25
3.5. Phương pháp phân tích mẫu 25
3.6. Phương pháp xử lý số liệu 26
vii
Phần IV. Kết quả và thảo luận 27
4.1 . Kết quả các đợt thí nghiệm 27
4.1.1. Mô hình với bùn hoạt tính chưa ổn định 27
4.1.1.1. Mô hình A 27
4.1.1.2. Mô hình B 28
4.1.1.3. Thảo luận chung với mô hình chạy bùn chưa ổn định 29
4.1.2. Mô hình với bùn hoạt tính ổn đinh 30
4.1.2.1. Mô hình C 30
4.1.2.2. Mô hình D 31
4.1.2.3. Thảo luận về mô hình với bùn hoạt tính ổn định 33
4.2 .Nhận xét chung về các kết quả thu được từ các đợt thí nghiệm 34
4.2.1. Hàm lượng COD, BOD đầu vào 34
4.2.2. Hàm lượng chế phẩm bổ sung 34
4.2.3. Thời lượng sục khí sau khi cho chế phẩm vào mô hình xử lý. 34
Phần V. Thảo luận và đề nghị 35
Phần VI. Tài liệu tham khảo 36
Phụ lục 37
viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Thành phần và tính chất nước rác điển hình 6
Bảng 2.2. Phạm vi ứng dụng các phương pháp xử lý sinh học nước thải 9
Bảng 3.1. Hàm lượng chế phẩm bổ sung cho các nghiệm thức tương ứng 24
Bảng 3.2. Hàm lượng chế phẩm bổ sung cho các nghiệm thức tương ứng 25
Bảng 4.1. Kết quả mô hình thí nghiệm A 27
Bảng 4.2. Kết quả mô hình thí nghiệm B 28
Bảng 4.3. Kết quả mô hình thí nghiệm C 30
Bảng 4.4. Kết quả mô hình thí nghiệm D 31
ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Mô hình cân bằng lưu lượng 3
Hình 2.2. Sơ đồ chuyển hoá vất chất hữu cơ trong tự nhiên 11
Hình 2.3. Sơ đồ tổng quát chuyển hóa chất bẩn trong công trình xử lý nước thải bằng
phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí 12
Hình 2.4. Sơ đồ cân bằng BOD trong hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học hiếu khí 13
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính 14
Hình 2.6. Các giai đoạn hoạt động của Aeroten gián đoạn 16
Hình 3.1. Mô hình khuyến cáo được dùng với chế phẩm Sanjiban 21
Hình 3.2. Mô hình dùng cho thí nghiệm 22
Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình B 28
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình C 30
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình D sau 22 giờ 32
Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình D sau 70 giờ 32
x
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD: Biochemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hóa
COD: Chemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy hóa học
SBR: Sequencing Batch Reactor- bể sục khí hoạt động từng mẻ
EM: effective microorganism, vi sinh vật hữu hiệu
PV: Sanjiban culture concentrate microbial probiotic- chế phẩm
sinh học vi sinh được cô đặc, dạng lỏng, được thu nhận từ quá trình lên men.
Sanjiban MicroActive là chế phẩm sinh học dạng lỏng, được
chiết xuất từ quá trình lên men vi sinh phức tạp.
1
PHẦN I. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Cùng với sự gia tăng dân số trên thế giới hiện nay, rác thải sinh hoạt ngày càng
gia tăng, gây ra ô nhiễm trầm trọng đến các môi trường sống. Do đó, xử lý rác thải là
việc cần làm nhất hiện nay. Tuy nhiên, song song với vấn đề xử lý rác là vấn đề xử lý
nước rò rỉ từ bãi rác hay còn được gọi là nước rỉ rác.
Hiện nay, lượng nước rác rỉ ra hằng ngày tại các bãi chôn lấp rất lớn khoảng
1.000 m
3
, chưa kể đến lượng nước rác còn tồn đọng trong nhiều năm qua tại các bãi
vẫn chưa được xử lý. Với lượng nước rỉ rác lớn như vậy đã gây khó khăn cho việc xử
lý cũng như gây ô nhiễm môi trường xung quanh khu vực bãi chôn lấp, đặc biệt là gây
ô nhiễm nguồn nước ngầm. Do vậy, vấn đề xử lý nước rỉ rác đang là vấn đề cần được
quan tâm nhất.
Từ nhiều năm nay, một số công nghệ xử lý nước thải đã được dùng trong xử lý
nước rỉ rác nhưng kết quả sau xử lý vẫn chưa đạt theo mong muốn. Để đáp ứng phần
nào trong xử lý nước rỉ rác, công nghệ sinh học phát triển đã góp phần đưa ra thị
trường những sản phẩm mang tính chất sinh học (probiotic), những chế phẩm có khả
năng xử lý môi trường. Các loại chế phẩm này cũng đang được ứng dụng khá nhiều
như: EM, Zymplex… để có thể nâng cao hiệu quả xử lý và đạt được kết quả theo
mong muốn.
Sanjiban là một sản phẩm mới của Trans Asia International- Ấn Độ, có những
khả năng xử lý nước rỉ rác [9]. Để đánh giá được hiệu quả xử lý của chế phẩm, chúng
tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu:
“Đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm Sanjiban MicroActive trong xử lý
nước rỉ rác dựa trên mô hình Aerotank hoạt động gián đoạn từng mẻ- Sequencing
Batch Reactor (SBR).”
1.2. Mục đích
Đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm Sanjiban MicroActive trong xử lý nước rỉ
rác trên mô hình Aerotank hoạt động gián đoạn từng mẻ- SBR.
2
1.3. Hạn chế của đề tài
Quy trình công nghệ xử lý nước rác phải là sự kết hợp các công nghệ xử lý khác
nhau: xử lý hóa học, xử lý hóa lý, xử lý sinh học. Do thời gian thực hiện có hạn và
mục đích chính của đề tài là đánh giá hiệu quả xử lý của chế phẩm nên đề tài chỉ nêu
ra một khâu nhỏ trong công nghệ xử lý nước rác và không đi sâu nghiên cứu hết các
quy trình xử lý nước rác hiện nay.
1.4. Yêu cầu
Xác định hàm lượng chế phẩm tối ưu
Kiểm tra sự ổn định của mô hình xử lý
Xác định hiệu quả xử lý thông qua các chỉ tiêu của nước thải:
COD
BOD
pH
3
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về thành phần và tính chất nƣớc rỉ rác
2.1.1 Đặc tính của nƣớc rác
Nước rỉ rác là nước rò rỉ từ bãi rác, có mùi hôi nồng nặc, màu đen đậm. Các kết
quả phân tích trước đây cho thấy nước rỉ rác bị ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vi sinh, chất
rắn lơ lửng, nitơ và phospho rất nặng, môi trường nước có dấu hiệu chứa kim loại nặng
nhưng chưa ở mức ô nhiễm.
Nước rác là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô
nhiễm ở dạng hòa tan hoặc lơ lửng từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp. Nước
rác được hình thành khi độ ẩm của nước rác vượt quá độ giữ nước (độ giữ nước của
chất thải rắn là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không sinh ra
dòng thấm, hướng xuống dưới tác dụng của của trọng lực) [6].
2.1.2 Quá trình hình thành nƣớc rác
Nước rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp. Nó có thể thấm vào rác
theo một số con đường sau (hình 2.1):
Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp.
Nước rò rỉ thoát ra
ngoài
Ống thoát nước rò rỉ
Nước chảy tràn bề mặt
Rãnh thoát nước
Lượng nước trong rác và lớp
đất phủ bề mặt
Nước mưa
Nước chảy tràn bề mặt
Bốc hơi
Nước mạch ngầm
thấm vào
Hình 2.1. Mô hình cân bằng lưu lượng nước
cho 1 bãi rác
4
Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác.
Nguồn nước mặt thấm vào qua các cạnh của ô rác.
Nước từ các khu vực khác chảy qua, có thể thấm xuống ô chôn rác.
Nước mưa thấm trên bề mặt khu vực chôn lấp
Lượng nước có sẵn trong bãi rác là nhỏ nhất so với các nguồn khác. Nước từ
những khu vực khác chảy qua bãi chôn lấp cần phải thu gom bằng hệ thống thoát
nước. Hệ thống thoát nước không chỉ bảo vệ những khu vực chôn lấp rác khỏi bị xói
mòn trong thời gian hoạt động mà còn tiêu thoát lượng nước thừa ngấm vào ô rác và
tạo ra nước rác. Đối với nước mưa, không có cách nào để ngăn chặn không cho chúng
chảy vào ô rác, nhưng có thể hạn chế được lượng nước mưa ngấm vào ô rác bằng cách
trồng lại thảm thực vật sau khi bãi rác đã đóng lại. Nước rỉ rác thường tích đọng lại ở
đáy của bãi rác.
2.1.3 Thành phần và tính chất của nƣớc rỉ rác
Thành phần của nước rỉ rác thay đổi rất lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác
nhau: thành phần rác, tuổi bãi rác, chế độ vận hành của bãi rác, chiều cao chôn lấp,
thời tiết, điều kiện thủy văn khu vực, hoạt động hóa học, sinh học, độ ẩm, nhiệt độ,
pH, mức độ ổn định…
Do đó việc tổng hợp và đặc trưng hóa thành phần trong nước rác là rất khó. Để
biết rõ hơn về sự biến thiên của các thành phần nước rác cần tìm hiểu quy trình phân
hủy chất thải rắn ở ô chôn lấp. Quá trình này diễn ra 3 giai đoạn và quá trình phân hủy
chất hữu cơ xảy ra trong giai đoạn 2 và 3.
Giai đoạn 1- giai đoạn ổn định: Quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra nhanh
chóng, khoảng một vài tuần hoặc lâu hơn. Khi khí oxy có sẵn trong bãi rác được
sử dụng hết (trừ những vùng gần bề mặt) thì pha phân hủy hiếu khí sẽ ngưng, tạo
ra một lượng CO
2
, H
2
đáng kể (có thể lên đến 20% thể tích) đặc biệt ở các khu
chôn lấp khô ráo.
Giai đoạn 2- giai đoạn acid: Các vi sinh vật kỵ khí tùy tiện thủy phân và lên
men cellulose, các chất có thể phân hủy tạo ra các hợp chất hữu cơ đơn giản, hòa
tan: acid béo bay hơi (acid béo làm tăng giá trị của BOD
5
) và ammonia.
Giai đoạn này có thể kéo dài sau một vài năm, nước rác ở giai đoạn này có
BOD cao (thường hơn 10.000 mg/l), tỷ số BOD/ COD lớn hơn 0,7 cho thấy thành
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét