TỔNG QUAN
- Khái niệm, phân loại và thành phần của nước thải
- Nước và nước thải
- Phân loại nước thải
- Thành phần của nước thải sinh hoạt
- Các thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt
- Hàm lượng các chất rắn
- Độ pH
- Màu sắc
- Độ đục
- Hàm lượng oxy hoà tan DO (mg/l)
- Nhu cầu oxy hoá học COD (mg/l)
- Hàm lượng Nitơ
- Hàm lượng phốtpho
- Chỉ số vi sinh
- Các phương pháp cơ bản xử lý nước thải sinh hoạt
- Phương pháp cơ học
- Phương pháp hóa học, hóa lý
- Phương pháp xử lý sinh học
- Xử lý nước thải giàu chất hữu cơ bằng phương pháp lọc sinh học kị khí kết hợp thảm thực vật
- Lọc sinh học kị khí
- Xử lý nước thải bằng sử dụng thảm thực vật
- Phương pháp sử dụng lọc sinh học kị khí kết hợp thảm thực vật
Phương pháp hóa học và hóa lý xử lý nước thải. Thực chất của biện pháp xử lý nước thải sinh học là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Vi sinh vật trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng.
Giai đoạn phân hủy: Trong nước thải, các chất hữu cơ cao phân tử bị phân hủy bởi các enzym ngoại bào do vi sinh vật tiết ra. Là cột chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý các chất hữu cơ cacbonat trong nước thải. Nó dựa trên hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí đối với quá trình phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải.
Để tăng hiệu quả của quá trình xử lý nước thải giàu chất hữu cơ, người ta thường kết hợp phương pháp sinh học kỵ khí với thực vật.
ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP
Đối tượng nghiên cứu
- Mục đích nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu
Sử dụng thực vật để xử lý nước có nhiều ưu điểm như thân thiện với môi trường, chi phí thấp và ổn định, làm tăng giá trị sinh học, cải thiện môi trường sinh thái địa phương. Sử dụng thực vật để làm phân hữu cơ hoặc nguyên liệu thủ công cho làng nghề và tạo cảnh quan đẹp. Tuy nhiên cũng có một số nhược điểm như khi phát triển quá mạnh có thể làm tắc dòng chảy, che phủ mặt nước, cản trở ánh sáng chiếu tới mặt nước.
Phương pháp lọc sinh học kỵ khí cho kết quả tương đối cao, hiệu suất làm sạch đạt hơn 50%. Tuy nhiên, phải có một chế độ làm sạch hoàn chỉnh, nên việc lựa chọn kết hợp xử lý bổ sung bằng thực vật từ tre nước để giảm chi phí xây dựng hệ thống lọc sinh học, thiết bị làm sạch bằng thực vật cũng thân thiện với môi trường, chi phí thấp và bền vững, đồng thời đồng thời làm tăng tính đa dạng sinh học và tạo cảnh quan môi trường sinh thái địa phương. Nước thải sau khi được xử lý thực bì bằng cây tre nước đạt tiêu chuẩn nước thải loại B-QCVN, có thể thải ra ao, hồ tạo môi trường sạch đẹp.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp khảo sát thực địa
- Phương pháp lấy mẫu nước thải sinh hoạt
- Phương pháp Pilot
- Phương pháp phân loại, hệ thống hoá lý thuyết
- Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu
- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
- Dụng cụ
- Hóa chất
- Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) bằng phương pháp lập đường chuẩn
- Xác định pH
- Xác định amoni (NH 4
Sau đó, mẫu nước được đưa về phòng thí nghiệm và phân tích ngay các chỉ tiêu cần nghiên cứu theo quy định. Đó là phương pháp xây dựng và thử nghiệm một hệ thống (thử nghiệm quy trình trên một mô hình nhỏ) trước khi đưa hệ thống vào hoạt động nhằm phát hiện ra những thiếu sót có thể xảy ra và tìm cách khắc phục để triển khai hệ thống trong thực tế. Phân loại là phương pháp sắp xếp có hệ thống các tài liệu khoa học theo từng khía cạnh, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cùng dấu hiệu bản chất và cùng hướng phát triển.
Hệ thống hóa là phương pháp tổ chức kiến thức một cách có hệ thống, cho phép xem xét đối tượng nghiên cứu một cách đầy đủ và chi tiết hơn. Phân tích tài liệu là phương pháp nghiên cứu văn bản, tài liệu bằng cách phân tích từng mặt, từng phần để hiểu đầy đủ, trọn vẹn vấn đề, từ đó lựa chọn thông tin cho đề tài nghiên cứu. Phương pháp tổng hợp là liên kết mọi mặt, mọi bộ phận của thông tin từ các lý thuyết đã thu thập được để tạo thành một hệ thống lý luận mới, đầy đủ và chuyên sâu về đối tượng nghiên cứu.
Phân tích tài liệu chuẩn bị cho việc tổng hợp nhanh và chọn lọc thông tin phù hợp, tổng hợp để phân tích sâu hơn. Đây là phương pháp nghiên cứu với việc phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm nhằm đưa ra kết luận chính xác nhất cho việc đánh giá chất lượng môi trường nước tại vị trí lấy mẫu và đề xuất biện pháp làm sạch phù hợp cho hiệu quả xử lý cao nhất. Sau đó nếu vẽ sự phụ thuộc của ABS vào nồng độ COD ta sẽ được đường chuẩn.
Khi đo mật độ quang ABS cần tránh hiện tượng đục và bọt khí, vì những yếu tố này có thể làm sai lệch kết quả phân tích. Kết quả thu được bằng phương pháp xử lý số liệu theo đường chuẩn xác định COD, ta thu được kết quả phân tích COD của mẫu cần phân tích. Kết quả thu được bằng phương pháp xử lý số liệu theo đường chuẩn xác định amoni ta thu được nồng độ amoni của mẫu cần phân tích.
Quy trình thực nghiệm
- Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học quy mô phòng thí nghiệm
- Khái quát mô hình
- Nguyên lí làm việc của hệ thống xử lí nước thải giàu chất hữu cơ bằng lọc kị khí kết hợp thảm
Bể điều hòa có dung tích 20 lít, được bố trí phía trên để nước chảy sang các bể tiếp theo, có đường dẫn nước chảy sang bể kỵ khí, trên đường dẫn có van điều chỉnh, chịu trách nhiệm điều tiết lượng nước và kiểm tra thời gian lắng của nước thải. Khoảng cách từ lớp lọc đến miệng bể là 7 cm, khoảng không gian này chứa khí sinh học kỵ khí. Trên đường ống nước ra có 3 van, van chủ điều khiển 2 van sau, 1 van điều khiển đường ống dẫn nước vào bể cá, 1 van điều khiển lượng nước đưa ra kiểm soát nước vào bể lọc kỵ khí.
Mô hình hệ thống xử lý nước thải bằng lọc sinh học kỵ khí kết hợp xử lý bổ sung bằng thảm thực vật tre nước. Van một chiều sau bể kỵ khí và bể không kiến trúc thủy 12. Nước thải vào bể lọc kỵ khí đi từ trên xuống dưới tiếp xúc với bùn lơ lửng phía trên lớp vật liệu lọc rồi tiếp xúc lớp vật liệu lọc với các vi sinh vật kỵ khí bám dính.
Các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải được hấp thụ và phân hủy, bùn được giữ lại trong các lỗ rỗng của vật liệu lọc. Đồng thời nồng độ khí này rất cao cũng gây hại cho vi sinh vật kỵ khí. Vì vậy sau một thời gian xử lý cần tháo van xả để xả lượng khí này ra ngoài.
Lấy mẫu trong bể lọc sinh học kỵ khí, đến khi giá trị COD nằm trong khoảng 250-300 mg/l thì tiến hành xử lý bổ sung bằng cách mở van cho nước chảy sang bể nuôi. Để kiểm tra khả năng xử lý nước thải của bể lọc sinh học kỵ khí tiến hành lấy mẫu và đo các thông số COD, NH4. Để kiểm tra khả năng xử lý bổ sung bằng thảm thực vật, các mẫu được lấy và đo COD, NH4.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- Khảo sát đặc tính của nước thải giàu hợp chất hữu cơ
- Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp lọc sinh học kị khí
- Mẫu nước thải sinh hoạt ngày 16/09/2011 (Mẫu 1)
- Mẫu nước thải sinh hoạt ngày 20/09/2011 (Mẫu 2)
- Mẫu nước thải sinh hoạt ngày 21/09/2011 (Mẫu 3)
- Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật từ cây thủy trúc
- Đối với COD
- Đối với NH 4
- Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học kị khí kết hợp thảm thực vật từ
- Mẫu nước thải ngày 21/09/2011 (Mẫu 3)
- Mẫu nước thải ngày 24/09/2011 (Mẫu 4)
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu suất xử lý COD, NH4. Sự biến thiên nồng độ COD theo thời gian sau lọc kỵ khí Đối với NH4. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng cây tre nước.
Như vậy, để tiến hành bước tiếp theo là xử lý bằng thực vật từ tre nước, chúng tôi lựa chọn nước thải đầu vào là nước đã qua bể lọc sinh học kỵ khí sau 6 giờ. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học kỵ khí kết hợp với thảm thực vật từ cây tre nước. Theo dõi khả năng xử lý của bể lọc sinh học kỵ khí theo thời gian, sau 6 giờ nước thải được chuyển sang bể kiến trúc trong 2 ngày, kết quả phân tích được thể hiện ở bảng 3.7.
Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống lọc sinh học kỵ khí kết hợp thảm thực vật (mẫu 4). Ghi chú: Việc kết hợp phương pháp làm sạch bằng lọc sinh học kỵ khí với thảm thực vật tre trong nước đã mang lại kết quả làm sạch khá tốt đối với nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất hữu cơ cao. Nhận xét chung: Qua bảng số liệu và hình vẽ ta thấy hệ thống xử lý nước thải qua lọc sinh học kết hợp với thảm thực vật tre nước đạt hiệu quả lọc cao, thời gian lưu nước với bể ngắn. .
Tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải trên mô hình thí nghiệm với công đoạn xử lý chính là lọc sinh học kỵ khí thông qua lớp vật liệu lọc là đá dăm, sỏi, cát kết hợp với thảm thực vật tre nước. Phương pháp xử lý lọc sinh học kỵ khí kết hợp với thảm thực vật có ưu điểm là vận hành đơn giản, kinh tế. Việc xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp lọc kỵ khí kết hợp thực vật cho hiệu quả xử lý khá tốt.
Vì vậy, có thể tiến hành thanh lọc kỵ khí theo đợt rồi xả nước thải vào kênh để làm sạch tiếp. Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống lọc sinh học kỵ khí kết hợp thảm thực vật (mẫu 4).
