Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp giá thể sinh học di động (MBBR)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -------------- o0o -------------- PHẠM LÊ HOÀNG DUY MSHV : 09250500 KHÓA : 2009 CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIÁ THỂ SINH HỌC DI ĐỘNG (MBBR) TP.HCM - 03/2012 Luận văn Thạc Sĩ i Phạm Lê Hoàng Duy CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. NGUYỄN TẤN PHONG Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS. MAI TUẤN ANH Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. LÊ HOÀNG NGHIÊM Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh ngày 28 tháng 02 năm 2012 . Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp giá thể sinh học di động (MBBR) Luận văn Thạc Sĩ ii Phạm Lê Hoàng Duy TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 14 tháng 02 năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên Học viên: PHẠM LÊ HOÀNG DUY Ngày, tháng, năm sinh: 02/11/1986 Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường MSHV: 09250500 Nơi sinh: TPHCM. I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIÁ THỂ SINH HỌC DI ĐỘNG (MBBR) II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Xác định tải trọng COD vận hành thích hợp của mô hình ứng với các tải trọng thí nghiệm tăng dần 1 kg COD/m3.ngày ; 1.5 kg COD/m3.ngày và 2 kg COD/m3.ngày tương ứng với thời gian lưu 10h, 7h và 4h. - So sánh hiệu suất xử lý với mô hình không có giá thể. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 14/02/2011. Ngày 31/12/2011. V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS. NGUYỄN TẤN PHONG TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TS. NGUYỄN TẤN PHONG CN BỘ MÔN QL. CHUYÊN NGÀNH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp giá thể sinh học di động (MBBR) Luận văn Thạc Sĩ iii Phạm Lê Hoàng Duy LỜI CẢM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy giáo, cô giáo Khoa Môi Trường - Trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM. Trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường, các thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những tri thức quý báu giúp tác giả hoàn thành chương trình đào tạo và Luận văn thạc sĩ. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Nguyễn Tấn Phong, trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu khoa học. Xin chân thành cảm ơn tập thể các anh chị nhân viên Phòng thí nghiệm, Khoa môi trường, trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ trong nghiên cứu và phân tích thử nghiệm. Cảm ơn GS. Kenji Furukawa, Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University, Japan đã hỗ trợ công nghệ và chuyên môn sâu về kỹ thuật giá thể sinh học di động. Đồng thời, cảm ơn tổ chức JICA, Nhật Bản, đã hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu này. Và cuối cùng, xin được biết ơn cha mẹ, anh em trong gia đình, biết ơn tất cả các anh chị, các bạn lớp cao học Công nghệ Môi Trường K2008, K2009 các bạn lớp đại học K.2006, K.2007 trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM đã động viên, giúp đỡ, đồng hành trong suốt hai năm học vừa qua và trong quá trình thực hiện luận văn. Trân trọng cảm ơn ! Tp. HCM, ngày 31 tháng 12 năm 2011 Phạm Lê Hoàng Duy Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp giá thể sinh học di động (MBBR) Luận văn Thạc Sĩ iv Phạm Lê Hoàng Duy TÓM TẮT Công nghệ bùn hoạt tính sinh học truyền thống được sử dụng khá phố biến để xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam. Tuy nhiên, công nghệ này khá cũ kỹ và hiệu suất xử lý của nó không cao. Công nghệ giá thể sinh học di động có hiệu quả xử lý cao bởi vì nguyên tắc hoạt động của công nghệ này dựa trên cả 2 môi trường lơ lửng và dính bám. Trong nghiên cứu này, tác giả thiết kế hệ thống gồm có 2 bể thiếu khí và hiếu khí. Trong đó, quá trình thiếu khí (nghèo oxy) sẽ diễn ra quá trình khử nitrat và quá trình nitrat hóa sẽ xảy ra tại môi trường hiếu khí. Ngoài ra, cả 2 quá trình này còn xảy ra tại lớp sinh khối bám trên giá thể, trong lớp sinh khối này tồn tại cả 3 môi trường, kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí. Nghiên cứu được tiến hành ở 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu chỉ thực hiện tuần hoàn nước thải từ bể hiếu khí trở về bể thiếu khí với tỷ lệ bằng lưu lượng đầu vào, hiệu quả xử lý trung bình ở giai đoạn đầu ở cả 3 tải trọng tương đối tốt, tuy nhiên quá trình nitrat hoá và khử nitrat diễn ra không tốt, trong đó BOD5 là 86,5 %,; COD là 85,9%; TSS là 75,0 %, N-NH4+ là 44,5%, PO43-là 31,4%. Do đó, nghiên cứu tiếp tục thực hiện ở giai đoạn 2 bằng cách tăng tuần hoàn nước thải từ bể hiếu khí trở về bể thiếu khí bằng ba lần lưu lượng đầu vào, hiệu quả xử lý trung bình ở cả 3 tải trọng (1 kg COD/m3.ngày; 1.5 kg COD/m3.ngày và 2 kg COD/m3.ngày) là khá cao; trong đó BOD5 là 86,2 %,; COD là 85,5%; TSS là 89,5%, N-NH4+ là 80,7%, PO43- là 20%, ở giai đoạn này quá trình nitrat hoá và khử nitrat diễn ra rất hiệu quả. Thời gian lưu ở tại trọng cuối của thí nghiệm 2 kg COD/m3.ngày là 4 giờ, điều này có thể giúp ích cho việc giảm diện tích xây dựng của bể lắng, giúp tiết kiệm một phần chi phí trong việc xây dựng và vận hành, do đó, công nghệ nàyrất phù hợp cho những khu vực bị hạn chế về diện tích. Hệ thống xử lý bằng giá thể sinh học di động không những hữu ích cho việc xử lý các chất hữu cơ màcòn diễn ra tốt quá trình nitrat hóa và khử nitrat. Chính vì những ưu điểm mà công nghệ này có thể được thay thế cho công nghệ Aerotank truyền thống để xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư và đô thị có diện tích đất xây dựng bị hạn chế ở Việt Nam trong tương lai. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp giá thể sinh học di động (MBBR) ... - tailieumienphi.vn