Khóa luận Nghiên cứu xử lý nước thải giàu hợp chất hữu cơ bằng lọc sinh học kết hợp thực vật

54 trang huongle 600

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu xử lý nước thải giàu hợp chất hữu cơ bằng lọc sinh học kết hợp thực vật", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_nghien_cuu_xu_ly_nuoc_thai_giau_hop_chat_huu_co_ba.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu xử lý nước thải giàu hợp chất hữu cơ bằng lọc sinh học kết hợp thực vật

Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo Th.s Bùi Thị Vụ - Bộ môn Kỹ thuật Môi trường, Đại học Dân lập Hải Phòng, người đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài này. Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong Khoa môi trường và toàn thể các thầy cô đã dạy em trong suốt khóa học tại trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người thân đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học và làm khóa luận. Việc thực hiện khóa luận là bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, do thời gian và trình độ có hạn nên bài khóa luận của em không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy cô giáo và các bạn góp ý để khóa luận của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, Ngày 18 tháng 11 năm 2011 Sinh viên Vũ Thị Thoa Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 1
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2 1.1. Khái niệm, phân loại và thành nƣớc thải phần của nƣớc thải 2 1.1.1. Nƣớc thải 2 1.1.2. Phân loại nƣớc thải 2 1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nƣớc 3 1.2.1. Chỉ tiêu vật lý 4 1.2.2. Chỉ tiêu hóa lý 5 1.2.3. Chỉ tiêu hóa học 7 1.2.4. Chỉ tiêu sinh học 8 1.3. Tổng quan về nƣớc thải chợ 8 1.3.1. Chợ - nguồn ô nhiễm môi trƣờng đô thị 8 1.3.2. Đặc điểm nƣớc thải chợ 9 1.3.3. Ảnh hƣởng của nƣớc thải chợ đến con ngƣời và môi trƣờng xung quanh 10 1.4. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 11 1.4.1. Phƣơng pháp xử lý cơ học 11 1.4.2. Phƣơng pháp xử lý hoá lý 12 1.4.3. Phƣơng pháp xử lý hoá học 12 1.4.4. Phƣơng pháp xử lý sinh học 13 1.5. Xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp sử dụng thực vật thuỷ sinh 16 1.5.1. Xử lý nƣớc thải giàu hợp chất hữu cơ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí 16 1.5.2. Xử lý nƣớc thải giàu hợp chất hữu cơ bằng thực vật thuỷ sinh 19 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 22 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.2.1. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 22 2.2.2. Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu trong nƣớc thải 22 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 2
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 2.3. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ bằng phƣơng pháp lọc sinh học kết hợp thực vật thuỷ sinh 28 2.3.1. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí 28 2.3.2. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ bằng thực vật thuỷ sinh 31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1. Kết quả về đặc tính nƣớc thải giàu chất hữu cơ 34 3.2. Kết quả xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng lọc sinh học hiếu khí 34 3.2.1. Kết quả về ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý COD 35 3.2.2. Kết quả về ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý + NH4 39 3.3. Kết quả xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng thực vật thuỷ sinh 44 3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất xử lý bằng thực vật thuỷ sinh 44 3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 3
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COD : Nhu cầu oxi hóa học (Chemical Oxigen Demand) BOD : Nhu cầu oxi sinh hóa (Biochemical Oxigen Demand) BOD5 : Nhu cầu oxi sinh hóa trong vòng 5 ngày DO : Hàm lƣợng oxi hòa tan (Dissolved Oxigen) SS : Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid) T – N : Tổng Nitơ T – P : Tổng Photpho + NH4 : Amoni VSV : Vi sinh vật QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ tài nguyên và Môi trƣờng KLVL : Khối lƣợng vật liệu Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 4
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn COD 25 Bảng 2.2. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn Amoni 27 Bảng 3.1. Đặc tính nƣớc thải tại chợ Đổng Quốc Bình, Nguyễn Bình - Ngô Quyền - Hải Phòng 34 Bảng 3.2. Kết quả xử lý COD (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 10g/l 35 Bảng 3.3. Kết quả xử lý COD (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 15g/l 37 Bảng 3.4. Kết quả xử lý COD (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 20g/l 38 + Bảng 3.5. Kết quả xử lý NH4 (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 10g/l 40 + Bảng 3.6. Kết quả xử lý NH4 (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 15g/l 41 + Bảng 3.7. Kết quả xử lý NH4 (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 20g/l 43 Bảng 3.8. Kết quả xử lý COD (mg/l) bằng thực vật thuỷ sinh 44 Bảng 3.9. Kết quả ảnh hƣởng mật độ che phủ đến hiệu suất xử lý COD bằng thực vật thủy sinh 46 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 5
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Bể lọc sinh học hiếu khí 17 Hình 1.2. Hình ảnh về bèo tây 20 Hình 2.1. Đƣờng chuẩn xác định thông số COD 25 + Hình 2.2. Đƣờng chuẩn xác đinh thông số Amoni NH4 28 Hình 2.3. Hình ảnh xơ dừa trƣớc xử lý nƣớc thải 29 Hình 2.4. Hình ảnh xơ dừa sau xử lý nƣớc thải 30 Hình 2.5. Hệ thống xử lý nƣớc thải chợ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm 30 Hình 2.6. Hình ảnh bể thực vật 32 Hình 3.1. Hiệu suất xử lý COD (%) trong bể hiếu khí với KLVL là 10g/l 36 Hình 3.2. Hiệu suất xử lý COD (%) trong bể hiếu khí với KLVL là 15g/l 37 Hình 3.3. Ảnh hƣởng của thời gian đến COD sau xử lý trong bể hiếu khí với KLVL là 20g/l 39 + Hình 3.4. Hàm lƣợng NH4 sau xử lý tại bể hiếu khí với KLVL là 10g/l 40 + Hình 3.5. . Hàm lƣợng NH4 sau xử lý tại bể hiếu khí với KLVL là 15g/l 42 + Hình 3.6. . Hiệu suất xử lý NH4 (%) trong bể hiếu khí với KLVL là 20g/l 43 Hình 3.7. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất xử lý COD bằng thực vật thủy sinh 45 Hình 3.8. Khảo sát ảnh hƣởng của mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý 46 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 6
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường MỞ ĐẦU Việt nam đang bƣớc vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá nền kinh tế, nhằm đạt mục tiêu chiến lƣợc là trở thành một nƣớc công nghiệp tiến tiến vào năm 2020. Song song với các hoạt động để đạt mục tiêu đó, một trong những nhiệm vụ không thể thiếu phần quan trọng là bảo vệ môi trƣờng và phát triển bền vững nền kinh tế. Nếu không đƣợc sự quan tâm của chính quyền, cũng nhƣ ngƣời dân, môi trƣờng sống sẽ ngày càng giảm sút, đặc biệt là môi trƣờng nƣớc. Nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm nƣớc thải là do quá trình sử dụng của con ngƣời trong các hoạt động sống hay sản xuất, làm thay đổi tính chất và thành phần nƣớc ban đầu. Các chất thải này khi thải ra môi trƣờng nƣớc, gây mùi hôi thối, làm chậm quá trình chuyển hóa và hòa tan oxi vào nƣớc, dinh dƣỡng hóa nƣớc mặt, làm cản trở quá trình sinh trƣởng và phát triển của sinh vật. Cũng nhƣ tất cả các tỉnh và thành phố trong cả nƣớc, Hải Phòng cũng đang phải đối mặt với sự ô nhiễm môi trƣờng ngày càng nghiêm trọng. Nƣớc thải tại các chợ trên địa bàn thành phố Hải Phòng đang là một vấn đề đáng quan tâm. Hầu hết các chợ đều hoạt động một cách tự do, nƣớc thải đƣợc tạo ra đều không đƣợc xử lý mà đổ thải trực tiếp ra ngoài môi trƣờng, làm ô nhiễm một nghiêm trọng đến nguồn nƣớc xung quanh, cũng nhƣ ảnh hƣởng đến sức khỏe của con ngƣời. Các chợ hiện nay chƣa có các công trình xử lý hợp vệ sinh vì chi phí xử lý cao hoặc quá cồng kềnh, kỹ thuật quá cao. Vì vậy việc tìm ra biện pháp xử lý nƣớc thải chợ hiệu suất là rất cần thiết. Hiện nay, xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng phƣơng pháp sinh học đƣợc coi là phƣơng pháp thân thiện với môi trƣờng và đƣợc ứng dụng nhiều ở các nƣớc trên thế giới. Đây là công nghệ xử lý nƣớc thải dựa trên hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ có trong nƣớc thải mang lại hiệu quả cao, chi phí thấp, dễ vận hành. Quá trình phát triển của vi sinh vật xảy ra trong các điều kiện có sự chuyển hoá năng lƣợng tế bào vi sinh vật nhờ các quá trình sinh học. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: Nghiên cứu xử lý nước thải giàu hợp chất hữu cơ bằng lọc sinh học kết hợp thực vật” đã đƣợc lựa chọn làm khoá luận tốt nghiệp. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 7
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Khái niệm, phân loại và thành phần của nƣớc thải [4,5,7] 1.1.1. Nước thải Nƣớc là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con ngƣời. Nƣớc trong tự nhiên bao gồm toàn bộ các đại dƣơng, biển, vịnh, sông, hồ, ao suối, nƣớc ngầm, hơi nƣớc ẩm trong đất và trong khí quyển. Trên trái đất nƣớc biển và đại dƣơng chiếm 97%, nƣớc băng đá ở hai cực chiếm 2%. Nƣớc ngọt dạng lỏng chiếm khoảng 1% tổng lƣợng nƣớc. Nhƣ vậy, chỉ có khoảng 0,03% lƣợng nƣớc trên hành tinh là có thể sử dụng đƣợc. Nƣớc cần cho mọi sự sống và phát triển. Nƣớc giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào các phản ứng hoá sinh và tạo nên các tế bào mới. Vì vậy, có thể nói rằng ở đâu có nƣớc là ở đó có sự sống. Nƣớc đƣợc dùng cho đời sống, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ. Sau khi sử dụng nƣớc trở thành nƣớc thải, bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau. Ngày nay, cùng với sự bùng nổ dân số và tốc độ phát triển cao của công nông nghiệp đã để lại nhiều hậu quả phức tạp, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. Vấn đề này đang đƣợc nhiều sự quan tâm của mọi ngƣời, mọi quốc gia trên thế giới. Nƣớc thải là chất lỏng đƣợc thải ra sau quá trình sử dụng của con ngƣời nhƣ sinh hoạt, dịch vụ, chế biến, công nghiệp, chăn nuôi và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng. 1.1.2. Phân loại nước thải Thông thƣờng nƣớc thải đƣợc phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng  Nước thải sinh hoạt: nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cƣ nhƣ: khu vực đô thị, trung tâm thƣơng mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở Thông thƣờng, nƣớc thải sinh hoạt của hộ gia đình đƣợc chia làm hai loại chính nƣớc đen và nƣớc xám. Nƣớc đen là nƣớc thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Nƣớc xám là nƣớc phát sinh từ quá trình rửa, tắm, giặt với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trƣng thƣờng thấy ở nƣớc thải sinh hoạt là BOD, COD, Nitơ và Phốt pho. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 8
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Trong nƣớc thải sinh hoạt, hàm lƣợng Nitơ và Phospho rất lớn, nếu không đƣợc loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nƣớc thải bị phú dƣỡng – một hiện tƣợng thƣờng xảy ra ở nguồn nƣớc có hàm lƣợng Nitơ và Phospho cao, trong đó các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nƣớc trở nên ô nhiễm.  Nước thải công nghiệp: xuất hiện khi khai thác và chế biến các nguyên liệu hữu cơ và vô cơ. Trong sản xuất công nghiệp, nƣớc đƣợc sử dụng nhƣ nguyên liệu, phƣơng tiện sản xuất, nƣớc còn đƣợc dùng để giải nhiệt, làm nguội thiết bị, làm sạch bụi và khí độc hại. Ngoài ra đƣợc sử dụng để vệ sinh công nghiệp, cho nhu cầu tắm rửa, ăn ca của công nhân. Nhu cầu về cấp nƣớc và lƣợng nƣớc thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình, công nghệ sản xuất, loại và thành phần nguyên vật liệu  Nước thải đô thị: nƣớc thải đô thị là một thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố, đó là hỗn hợp của các loại nƣớc kể trên và nƣớc mƣa.  Nước thải tự nhiên: nƣớc thải tự nhiên là loại nƣớc thải có nguồn gốc từ thiên nhiên. Chúng có thành phần và tính chất bị biến đổi so với nƣớc sạch nên không đƣợc con ngƣời sử dụng. Nhƣ nƣớc mƣa chảy tràn trên bề mặt công trình, nƣớc lũ  Nước thải chợ: nƣớc thải chợ bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật. Lƣợng chất hữu cơ chiếm 50 – 60% tổng các chất bao gồm các chất hữu cơ thực vật nhƣ: cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy và các chất hữu cơ động vật nhƣ chất thải bài tiết của động vật, xác động vật Lƣợng chất vô cơ trong nƣớc thải gồm cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nƣớc là nguồn ô nhiễm đặc biệt. Con ngƣời trực tiếp sử dụng nguồn nƣớc nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho ngƣời nhƣ bệnh lỵ, thƣơng hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đƣờng tiết niệu, tiêu chảy cấp tính. 1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nƣớc [1,2,3,5] Đánh giá chất lƣợng nƣớc cũng nhƣ mức độ ô nhiễm nƣớc, cần dựa vào một số thông số cơ bản để so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần nƣớc thải. Cụ thể là thông qua các chỉ tiêu vật lý, chỉ tiêu hóa lý, chỉ tiêu hóa học, chỉ tiêu sinh học. Việc xác định các chỉ tiêu của nƣớc sẽ cho phép đánh giá mức độ ô nhiễm của nƣớc, biện pháp xử lý thích hợp và hiệu quả của phƣơng pháp xử lý nƣớc. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 9
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 1.2.1. Một số chỉ tiêu vật lý  Nhiệt độ Nhiệt độ đóng một vai trò nhất định trong đời sống của vi sinh vật. Đồng thời nhiệt độ có tham gia vào quá trình phân hủy các hợp chất trong nƣớc. Nhiệt độ của nƣớc thay đổi theo mùa, theo các thời điểm trong ngày. Ở nƣớc ta, nƣớc bề mặt có khoảng dao động từ 14,3oC – 33,5oC, nhiệt độ nƣớc ngầm ít biến đổi hơn, từ 24oC – 27oC. Nguồn gốc gây ra ô nhiễm nhiệt chính là nƣớc thải trong quá trình sản xuất của con ngƣời , đã đem theo một lƣợng nhiệt nhất định, theo dòng nƣớc thải ra ngoài môi trƣờng. Nhiệt độ trong các loại nƣớc thải này thƣờng cao hơn 10oC – 25oC so với nƣớc thƣờng. Nhiệt độ của nƣớc ảnh hƣởng đáng kể đến chế độ hòa tan oxi vào nƣớc. Khi nhiệt độ tăng, quá trình oxi hóa sinh hóa các chất hữu cơ xảy ra với cƣờng độ mạnh hơn, độ hòa tan của oxi vào nƣớc lại giảm xuống dẫn tới lƣợng oxi hòa tan giảm. Khi nhiệt độ của nƣớc thấp thì ngƣợc lại.  Mùi Nƣớc tự nhiên không có mùi. Mùi của nƣớc chủ yếu là do sự phân hủy của các hợp chất hữu cơ mà trong thành phần có các nguyên tố nitơ, phốt pho, lƣu huỳnh. Ví dụ nhƣ nƣớc có mùi khai là do các amin (R3N, R2NH, RNH2 ) và photphin (PH3), mùi hôi thối là do H2S, các hợp chất Indol, Scattol (phân hủy từ aminoaxit)  Độ đục Nƣớc sạch thƣờng trong suốt. Nƣớc đục là do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng, ảnh hƣởng tới khả năng quang hợp của các sinh vật, gây giảm thẩm mĩ và làm giảm chất lƣợng nƣớc khi sử dụng. Vi sinh vật có thể bị hấp phụ bởi các hạt rắn lơ lửng, gây khó khăn khi khử khuẩn. Độ đục càng cao nƣớc nhiễm bẩn càng lớn.  Độ dẫn điện Độ dẫn điện của dung dịch tỷ lệ thuận với lƣợng ion có trong nƣớc. Do đó, thông qua độ dẫn điện, ta có thể đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn (qua hàm lƣợng các ion) của nguồn nƣớc. Nƣớc càng ô nhiễm, lƣợng ion có trong dòng nƣớc càng lớn thì độ dẫn điện càng cao. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 10
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 1.2.2. Chỉ tiêu hóa lý  Độ pH Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nƣớc cấp và nƣớc thải. Chỉ số này cho thấy cần thiết phải trung hòa hay không và tính lƣợng hóa chất cần thiết trong quá trình đông tụ, keo tụ và khử khuẩn Độ pH của nƣớc đƣợc đặc trƣng bởi nồng độ ion H+ có trong nƣớc. Tính chất của nƣớc đƣợc xác định theo các giá trị khác nhau của pH: - pH = 7: Nƣớc trung tính. - pH > 7: Nƣớc mang tính kiềm. - pH < 7: Nƣớc mang tính axit. Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi các quá trình hòa tan hoặc keo tụ, làm tăng hay giảm vận tốc của các phản ứng hóa sinh xảy ra trong nƣớc. Giá trị pH cho phép ta quyết định xử lý nƣớc theo những phƣơng pháp thích hợp, hoặc có thể điều chỉnh lƣợng hoá chất cần thiết trong quá trình xử lý nƣớc. Các công trình xử lý nƣớc thải áp dụng các quá trình sinh học hoạt động ở pH nằm trong giới hạn từ 6,5-9,0. Môi trƣờng thuận lợi nhất để vi khuẩn phát triển thƣờng có pH từ 7-8. Các vi khuẩn khác nhau thì có giới hạn pH khác nhau. Ví dụ vi khuẩn nitrit phát triển thuận lợi nhất với pH từ 4,8-8,8 còn vi khuẩn Nitrat phát triển thuận lợi nhất ở pH từ 6,5-9,3, vi khuẩn lƣu huỳnh phát triển tại môi trƣờng pH từ 1- 4. Ngoài ra, pH còn ảnh hƣởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng bằng cách tạo bông cặn bằng phèn nhôm.  Hàm lượng oxi hòa tan (DO)(mg/l) Hàm lƣợng oxi hòa tan trong nƣớc (DO) là lƣợng oxi từ không khí có thể hòa tan vào nƣớc trong điều kiện nhiệt độ, áp suất xác định. Hàm lƣợng oxi hòa tan trong nƣớc phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố nhƣ nhiệt độ, áp suất khí quyển, thành phần các chất trong nƣớc. Đây là một chỉ tiêu quan trọng nhất của nƣớc vì oxi không thể thiếu đối với tất cả các sinh vật sống trên cạn cũng nhƣ dƣới nƣớc, nó duy trì quá trình trao đổi chất, sinh ra năng lƣợng cho sự sinh trƣởng, sinh sản và tái sản xuất. - Bình thƣờng mức oxi hoà tan trong nƣớc khoảng 8 -10 mg/l, chiếm 70 – 85% khí oxi bão hoà. Mức oxi hoà tan trong nƣớc tự nhiên và nƣớc thải phụ thuộc vào mức độ ô Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 11
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của thế giới thuỷ sinh, các hoạt động hoá sinh, hoá học và vật lý của nƣớc. - Việc xác định thông số oxi hoà tan có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì điều kiện hiếu khí trong quá trình xử lý nƣớc thải. Mặc khác lƣợng oxi hoà tan còn là cơ sở của phép phân tích xác định nhu cầu oxi sinh hoá. - Oxi hoà tan trong nƣớc sẽ tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì năng lƣợng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các vi sinh vật sống dƣới nƣớc. Hàm lƣợng oxi hoà tan trong nƣớc phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Khi nhiệt độ tăng DO giảm và vận tốc các phản ứng tăng lên, khi nhiệt độ giảm DO tăng nhƣng ngƣợc lại vận tốc phản ứng giảm. Nếu chỉ số DO thấp nghĩa là nƣớc có nhiều chất hữu cơ, dẫn đến nhu cầu oxi sinh hoá tăng lên, vì vậy việc tiêu thụ oxi trong nƣớc cũng tăng lên. Chỉ số DO cao chứng tỏ trong nƣớc có nhiều rong, tảo tham gia quá trình quang hợp góp phần giải phóng oxi và nƣớc không bị ô nhiễm.  Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD)(mg/l) Nhu cầu oxi sinh hóa là lƣợng oxi cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình oxi hóa các chất hữu cơ trong nƣớc. Phƣơng trình tổng quát: Vi khuẩn Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm cố định. Đơn vị của BOD là mg/l. Chỉ số BOD là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm nƣớc. Chỉ số BOD càng cao, chứng tỏ lƣợng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nƣớc càng lớn. Ngƣời ta xác định lƣợng oxi cần thiết để vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong vòng 5 ngày (BOD5 ) hoặc trong vòng 20 ngày (BOD20).  Nhu cầu oxi hóa học (COD) (mg/l) Nhu cầu oxi hóa hóa học là lƣợng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa toàn bộ các chất hữu cơ trong nƣớc thành CO2 và H2O. Chỉ số COD biểu thị lƣợng chất hữu cơ có thể oxi hóa bằng phƣơng pháp hóa học Đơn vị COD là mg/l. Phƣơng pháp xác định dựa trên phản ứng oxi hóa các chất hữu cơ trong nƣớc của K2Cr2O7 trong môi trƣờng axit H2SO4 98%. Phản ứng này đƣợc thực hiện trong bếp nung ở nhiệt độ 1500C, thời gian tiến hành là 2h. 0 0 + 2-t = 150 C 3+ 3CH2O + 16H + 2Cr2O7 4Cr + 3CO2 + 11H2O Ag S0 2 4 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 12
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 1.2.3. Chỉ tiêu hóa học  Hàm lượng nitơ (N) Hợp chất chứa N có trong nƣớc thải thƣờng là các hợp chất protein và các sản phẩm phân hủy: amon, nitrat, nitrit. Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nƣớc. Trong nƣớc rất cần thiết có một lƣợng nitơ thích hợp, đặc biệt là trong nƣớc thải, mối quan hệ giữa BOD5 với Nitơ và phospho có ảnh hƣởng rất lớn đến sự hình thành và khả năng xử lý sinh học.  Hàm lượng phospho (P) − −2 −3 Photpho tồn tại trong nƣớc dƣới các dạng H2PO4 , HPO4 , PO4 , các pholyphosphat nhƣ Na3(PO3)6 và photpho hữu cơ. Đây là một trong những nguồn dinh dƣỡng cho thực vật dƣới nƣớc. Tuy nhiên với hàm lƣợng Phospho cao thì gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tƣợng phú dƣỡng ở các thủy vực. Hàm lƣợng phospho có thể là thừa trong nƣớc thải làm cho các loại tảo, các loại thực vật lớn phát triển, gây tắc thủy vực. Hiện tƣợng tảo sinh trƣởng mạnh (hiện tƣợng “nƣớc nở hoa”) do nƣớc thừa dinh dƣỡng, thực chất là hàm lƣợng P và N ở trong nƣớc cao. Sau đó tảo và vi sinh vật tự phân hủy, thối rữa làm nƣớc ô nhiễm thứ cấp, thiếu oxi hòa tan và làm cho tôm cá bị chết. Trong xử lý nƣớc thải ngƣời ta chú ý đến hàm lƣợng tổng phospho nhằm xác định tỉ số BOD5 : N: P nhằn chọn phƣơng pháp thích hợp cho quá trình xử lý. Ngoài ra cũng có thể xác lập tỉ số giữa Phospho và Nitơ để đánh giá mức dinh dƣỡng trong nƣớc.  Kim loại nặng Với một hàm lƣợng rất nhỏ kim loại nặng (Fe, Mn, Zn, ) thƣờng đóng vai trò quan trọng cho sự sống. Chúng có tác dụng làm cân bằng quá trình sinh trƣởng phát triển, tham gia vào cấu trúc enzim, ADN, Tuy nhiên khi ở nồng độ cao, chúng lại gây hại cho cơ thể sinh vật. Do vậy cần phải kiểm soát hàm lƣợng các kim loại nặng. 1.2.4. Chỉ tiêu sinh học  Chỉ số vệ sinh (E.coli) Trong nƣớc thải, đặc biệt là nƣớc thải bệnh viện, nƣớc thải vùng du lịch, dịch vụ, khu chăn nuôi nƣớc thải của các lò giết mổ chứa nhiều vi sinh vật sẵn có ở trong phân ngƣời và phân súc vật. Trong đó có thể có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các bệnh về đƣờng tiêu hóa, nhƣ tả, lị, thƣơng hàn, các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm. Trong ruột ngƣời, động vật có vú khác không kể lứa tuổi có những nhóm vi sinh vật cƣ trú, chủ yếu là vi khuẩn. Các vi khuẩn này thƣờng có ở trong phân. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 13
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Vi khuẩn đƣờng ruột gồm 3 nhóm: +Nhóm Coliform đặc trƣng là Escherichia coli (E.coli). + Nhóm Streptococcus đặc trƣng là Streptococcus faecalis. + Nhóm Clostridium đặc trƣng là Clostridium perfringens. Trong các nhóm vi sinh vật ở trong phân ngƣời ta thƣờng chọn E.coli làm vi sinh vật chỉ thị cho chỉ tiêu vệ sinh với lý do: + E.coli đại diện cho nhóm vi khuẩn quan trọng nhất trong việc đánh giá mức độ vệ sinh và nó có đủ tiêu chuẩn lý tƣởng cho vi sinh vật chỉ thị. + Nó có thể xác định theo các phƣơng pháp phân tích vi sinh vật học thông thƣờng trong phòng thí nghiệm và có thể xác định sơ bộ trong điều kiện thực địa. Xác định số lƣợng E.coli có trong mẫu thử đƣợc biểu diễn bằng chỉ số coli và trị số coli. Chỉ số coli là số lƣợng tế bào coli có trong một đơn vị thể tích hoặc một đơn vị khối lƣợng nƣớc. Trị số coli là số đơn vị thể tích hoặc đơn vị khối lƣợng của mẫu thử có một tế bào E.coli. 1.3. Tổng quan về nƣớc thải chợ [7,8] 1.3.1. Chợ - nguồn ô nhiễm môi trường đô thị Chợ là một thành phần không thể thiếu trong không gian các đô thị nƣớc ta hiện nay, đƣợc xây dựng tại những địa điểm, khu vực thích hợp nhằm đáp ứng yêu cầu mua sắm của ngƣời dân. Ở nhiều nơi, các chợ đƣợc xây dựng lâu năm và đang bị xuống cấp, do đó nảy sinh nhiều vấn đề đáng lo ngại. Hệ thống thu gom và thoát nƣớc tại nhiều chợ bị hƣ hỏng nặng cùng với rác thải bị ô nhiễm môi trƣờng xung quanh và làm mất cảnh quan đô thị. Do vậy, nƣớc thải từ chợ trở thành một nguồn đóng góp ô nhiễm đối với môi trƣờng đô thị, nhất là môi trƣờng nƣớc. Hiện tại ở thành phố Hải Phòng, ngoài các chợ tạm có hầu hết ở các khu dân cƣ và các khu công nghiệp, còn có các chợ quy mô lớn nhƣ: chợ Đổ, chợ Cát Bi, chợ Cầu Rào, chợ Sắt, chợ Ga, chợ Hàng, chợ Đổng Quốc Bình đều chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải. Theo Ban Quản lý các chợ, nƣớc thải từ hoạt động kinh doanh buôn bán hàng ngày đều đƣợc thải trực tiếp xuống cống thoát nƣớc thải sinh hoạt, sau đó tự thấm một phần hoặc chảy thẳng vào các kênh rạch rồi đổ ra sông. Tại chợ Đổng Quốc Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 14
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Bình vào buổi sáng và chiều mỗi ngày, khi chợ đông, toàn bộ khu vực bán cá, thịt, rau ở chợ thƣờng xuyên rơi vào tình trạng "quá tải nƣớc thải" do bị ứ, đọng, thoát đi không kịp, nƣớc thải tràn lên cả lối đi, rất nhếch nhác và dơ bẩn Những lúc trời mƣa, toàn bộ khu chợ ngập trong nƣớc thải lầy lội, mùi hôi nồng nặc. Tuy vậy, chợ này hiện vẫn chƣa có khu xử lý nƣớc thải nên nƣớc ô nhiễm vẫn tràn lênh láng khắp nơi rồi mới tới cống thoát nƣớc sinh hoạt. 1.3.2. Đặc điểm nước thải chợ Nƣớc thải chợ hình thành từ các hoạt động rửa hàng hóa, rửa các loại thực phẩm tƣơi sống, vệ sinh nền chợ sau mỗi phiên hay sau mỗi ngày, vệ sinh cá nhân của ngƣời mua - ngƣời bán. Nƣớc thải chợ bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật. Lƣợng chất hữu cơ chiếm 50 – 60% tổng các chất, bao gồm các chất hữu cơ thực vật nhƣ: cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy và các chất hữu cơ động vật nhƣ chất thải bài tiết của ngƣời và động vật, xác động vật Lƣợng chất vô cơ trong nƣớc thải gồm cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ Các vi sinh vật đặc biệt nhƣ: vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nƣớc là nguồn ô nhiễm đặc biệt. Con ngƣời trực tiếp sử dụng nguồn nƣớc nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho ngƣời nhƣ bệnh lỵ, thƣơng hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đƣờng tiết niệu, tiêu chảy cấp tính. Thành phần chủ yếu là các chất ô nhiễm thông thƣờng (chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng, chất hoạt động bề mặt ), không có chất ô nhiễm độc hại. Hàm lƣợng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong nƣớc thải chiếm tỷ lệ cao nên phân hủy tạo mùi hôi rất khó chịu. Khâu thu gom, xử lý nƣớc thải chợ thƣờng ít đƣợc quan tâm khi xây dựng chợ. Các chợ thƣờng ở gần sông hồ, khu vực tập trung đông dân cƣ nên khả năng gây nhiễm bẩn nƣớc, tác động xấu đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời là khá lớn. . Nồng độ chất hữu cơ trong nƣớc thải chợ (thể hiện qua hai thông số COD và BOD5) do vậy việc nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ bằng phƣơng pháp sinh học là giải pháp khả thi. 1.3.3. Ảnh hƣởng của nƣớc thải chợ đến con ngƣời và môi trƣờng xung quanh  Ảnh hưởng tới môi trường không khí. Các tác động tự nhiên nhƣ nắng, mƣa, gió, quá trình phân huỷ các chất hữu cơ có trong nƣớc thải đã gây nên sự ô nhiễm môi trƣờng không khí. Mùi xú uế gây nên sự Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 15
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường khó chịu và thu hút các loại ruồi, nhặng và nhiều loại côn trùng gây bệnh khác. Mùi hôi thối, các khí CH4, H2S, NH3, PH3, các chất hữu cơ dễ bay hơi bay lên gây ô nhiễm môi trƣờng không khí xung quanh, làm mất vệ sinh. Vi sinh vật Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới + Sản phẩm trung gian. Nếu hít phải H2S sẽ tác động lên toàn bộ đƣờng hô hấp, gây ngạt, những cấu trúc sâu hơn sẽ bị phá huỷ sâu sắc và hậu quả có thể để lại là bệnh phù phổi. Nếu tác động trực tiếp lên các niêm mạc và mắt sẽ gây loét viêm nổi sần kết mạc. Khi hít phải một số chất khí hình thành do phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải sẽ gây ra các căn bệnh liên quan đến đƣờng hô hấp nhƣ viêm loét niêm mạc đƣờng hô hấp trên, viêm phổi, viêm phế quản mãn tính, gây bệnh tim mạch, tăng mẫn cảm ở những ngƣời mắc bệnh hen  Ảnh hưởng tới môi trường đất. - Nƣớc thải chợ không qua xử lý đƣợc thải vào môi trƣờng đất, các chất ô nhiễm, chất không tan xâm nhập vào đất làm tắc các lỗ rỗng trong đất dẫn tới đất bị yếm khí, giảm lƣợng oxi, mất cân bằng oxi trong đất và quá trình phân huỷ các chất hữu cơ sẽ tiến triển theo kiểu kị khí, tạo nhiều sản phẩm trung gian độc cho cây trồng nhƣ NH3, H2S, CH4, các andehyt - Các tác nhân sinh học trong nƣớc thải có thể làm ô nhiễm đất, gây bệnh ở ngƣời và động vật nhƣ trực khuẩn lị, thƣơng hàn hoại amip, kí sinh trùng (giun, sán ). Đất trồng thƣờng là môi trƣờng không thuận lợi cho các loại vi khuẩn trên phát triển, chúng sẽ chết sau một thời gian song tuỳ theo mức độ nhiễm bẩn, loại đất và tính chất đất mà một số vi khuẩn có thể tồn tại trong đất đến 4 tuần lễ. Các vi khuẩn này có thể gây ra các bệnh nhƣ nhiễm trùng, bệnh ngoài da, uốn ván cho những ngƣời tiếp xúc, làm việc trên đất ô nhiễm hay bệnh về máu, đƣờng ruốt, ngộ độc thực phẩm khi ăn phải các loại lƣơng thực trồng cấy trên đất ô nhiễm - Trong đất tồn tại các kim loại kiềm và kiềm thổ, chúng rất quan trọng đối với cấu trúc đất và quyết định chất lƣợng lƣơng thực trồng cấy trên đất đó. Nhƣng khi nƣớc thải sinh hoạt thải vào môi trƣờng đất sẽ làm rửa trôi các nguyên tố trên làm mất cân bằng pH, đất bị chua, thiếu hụt các nguyên tố này dẫn tới suy giảm chất lƣợng thực phẩm. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 16
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường - Các kim loại nặng gây độc hại cho cây trồng và các sinh vật có ích trong đất, gây phá huỷ cấu trúc, mất cân bằng về dinh dƣỡng và tích lũy trong rau củ quả cuối cùng theo chuỗi thức ăn đi vào con ngƣời gây ra nhiều loại bệnh tật.  Ảnh hưởng tới môi trường nước. - Nƣớc thải chợ không đƣợc xử lý thải trực tiếp ra các sông, suối, ao, hồ làm cho nguồn nƣớc bị ô nhiễm, gây biến đổi tính chất và chất lƣợng của nguồn nƣớc, mất mĩ quan của đô thị. - Trong nƣớc thải chợ có chứa một lƣợng lớn vi sinh vật gây bệnh, nếu xả thải vào môi trƣờng nƣớc gây ra các bệnh về đƣờng tiêu hoá, viêm loét cho những ngƣời tiếp xúc, sử dụng nguồn nƣớc ô nhiễm. - Hàm lƣợng chất hữu cơ dễ phân huỷ trong nƣớc thải chợ khá cao gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng, bùng phát tảo (thuỷ triều đỏ) làm giảm quá trình quang hợp và trao đổi chất với môi trƣờng bên ngoài, ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển bình thƣờng của sinh vật thuỷ sinh. 1.4. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải [2,3,5,6] Các loại nƣớc thải đều chứa các tạp chất gây ô nhiễm, có tính chất rất khác nhau: từ các loại chất rắn không tan, đến các loại chất khó tan và những hợp chất tan trong nƣớc. Xử lý nƣớc thải là loại bỏ các loại tạp chất đó, làm sạch nƣớc và có thể đƣa nƣớc vào nguồn tiếp nhận hoặc đƣa nƣớc vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phƣơng pháp xử lý căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nƣớc thải. 1.4.1. Phương pháp cơ học Đây là phƣơng phƣơng pháp thƣờng đƣợc dùng để xử lý sơ bộ nƣớc thải trƣớc khi xử lý bằng phƣơng pháp hóa học, hóa lý hay sinh học. Trong nƣớc thải thƣờng có các loại tạp chất rắn có kích cỡ khác nhau bị cuốn theo nhƣ rơm cỏ, mẩu gỗ, bao bì, chất dẻo, giấy, Ngoài ra, còn có các loại hạt lơ lửng dạng huyền phù rất khó lắng. Các công trình xử lý cơ học đƣợc áp dụng rộng rãi là: song/lƣới chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể điều hoà, khuấy trộn, bể lắng, bể tuyển nổi. Mỗi công trình đƣợc áp dụng đối với từng nhiệm vụ cụ thể.  Ưu điểm: - Đơn giản, dễ sử dụng và quản lý - Rẻ, các thiết bị dễ kiếm Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 17
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường - Hiệu suất xử lý sơ bộ tốt  Nhược điểm: - Chỉ hiệu suất với những chất không tan 1.4.2. Phương pháp hoá lý Bản chất của phƣơng pháp hóa lý trong quá trình xử lý nƣớc thải là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để đƣa vào nƣớc thải chất phản ứng nào đó với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dƣới dạng cặn hoặc các chất hòa tan nhƣng không gây độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trƣờng. Giai đoạn xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng các phƣơng pháp cơ học, hóa học, sinh học trong công nghệ xử lý nƣớc thải hoàn chỉnh. Phƣơng pháp này bao gồm: đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ Quá trình lắng cơ học chỉ tách đƣợc những hạt rắn có kích thƣớc lớn còn những hạt rắn có kích thƣớc nhỏ (ở dạng keo) thì không lắng đƣợc. Mục đích của quá trình đông - keo tụ là trung hoà điện tích của các hạt keo sau đó liên kết chúng lại với nhau và tách loại ra khỏi nƣớc. Quá trình trung hoà điện tích là quá trình đông tụ, quá trình tạo thành các bông lớn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ. 1.4.3. Phương pháp hoá học Thực chất của phƣơng pháp hoá học là đƣa vào nƣớc thải chất phản ứng nào đó. Chất này tác dụng với các tạp chất bẩn trong nƣớc thải và có khả năng tách chúng ra khỏi nƣớc thải dƣới dạng cặn lắng hoặc dƣới dạng hoà tan không độc hại nhƣ: - Phƣơng pháp trung hòa nƣớc thải chứa axit hoặc kiềm. Hóa chất sử dụng để trung hòa nhƣ đá vôi, vôi, - Phƣơng pháp oxi hóa: dùng để chuyển chất tan sang dạng không độc, kết tủa đƣợc nhờ các tác nhân oxi hóa mạnh Cl , O3, KMnO4 - Phƣơng pháp trao đổi ion: dùng để tách các kim loại nhƣ Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, V, Mn cũng nhƣ các hợp chất của asen, phospho, xyanua, các chất phóng xạ, các muối trong nƣớc thải nhờ các chất có khả năng trao đổi các ion.  Ưu điểm: - Nguyên liệu (các hoá chất) dễ kiếm trên thị trƣờng. - Dễ sử dụng và quản lý. - Không gian xử lý nhỏ. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 18
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường  Nhược điểm: - Chi phí hoá chất xử lý cao - Có khả năng tạo ra một số chất gây ô nhiễm thứ cấp 1.4.4. Phương pháp xử lý sinh học Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học dựa trên hoạt động của các vi sinh vật có trong nƣớc thải. Các vi sinh vật có khả năng sử dụng chất hữu cơ trong nƣớc thải làm nguồn năng lƣợng và nguồn cacbon để thực hiện quá trình sinh trƣởng và phát triển. a. Điều kiện đưa nước thải vào xử lý sinh học Để quá trình xử lý diễn ra thuận lợi thì phải đảm bảo những điều kiện sau: + Hàm lƣợng các chất độc nhỏ, không chứa hoặc chứa rất ít các kim loại nặng có thể gây chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ vi sinh vật trong nƣớc thải. + Chất hữu cơ có trong nƣớc thải phải là cơ chất dinh dƣỡng nguồn cacbon và năng lƣợng cho vi sinh vật. Các hợp chất hydratcacbon, protein, lipit hòa tan thƣờng là cơ chất dinh dƣỡng rất tốt cho vi sinh vật. + BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 là tỷ lệ chất dinh dƣỡng rất tốt cho vi sinh vật. + Nƣớc thải đƣa vào xử lý sinh học có hai thông số đặc trƣng là COD và BOD. Tỷ số của hai thông số này phải là: COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 thì có thể đƣa vào xử lý sinh học (hiếu khí). Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó có xenlulozo, hemixenlulozo, protein, tinh bột chƣa tan thì phải xử lý sinh học kị khí trƣớc sau đó chuyển sang xử lý sinh học hiếu khí. b. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật - Giai đoạn chậm: xảy ra khi bắt đầu đƣa vào hoạt động, các vi khuẩn đƣa vào môi trƣờng mới nên cần thời gian để thích nghi với môi trƣờng và bắt đầu quá trình phân bào. - Giai đoạn tăng trƣởng: giai đoạn này các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lƣợng. Sau một thời gian, mật độ tế bào tăng nhanh theo cấp số nhân. Tốc độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lƣợng thức ăn trong môi trƣờng. - Giai đoạn cân bằng: lúc này mật độ vi khuẩn đƣợc giữ ở một số lƣợng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất dinh dƣỡng cần thiết cho quá trình sinh trƣởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, số lƣợng vi khuẩn sinh ra bằng số lƣợng vi khuẩn chết đi. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 19
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường - Giai đoạn chết: trong giai đoạn này các chất hữu cơ đã can kiệt, số lƣợng vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lƣợng vi khuẩn sinh ra, do đó mật độ vi khuẩn trong bể giảm nhanh, dẫn đến tạo ra lớp bùn gồm xác các vi sinh vật. c. Xử lý sinh học hiếu khí Nguyên tắc: dựa trên hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong nƣớc thải. Quá trình xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học hiếu khí bao gồm 3 giai đoạn: - Oxi hóa chất hữu cơ: C2H2 + O2 CO2 + H2O + H - Tổng hợp tế bào mới: C2H2 + NH3 + O2 Tế bào vi khuẩn + CO2 + H2O + C2H5NO2 + H - Phân hủy nội bào: C2H5NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + H Trong quá trình này cần phải đảm bảo dinh dƣỡng đầy đủ các thành phần chủ yếu là BOD, N, P theo tỉ lệ tối ƣu nhƣ: BOD5: N: P=100: 5: 1. Trong nƣớc thải, yếu tố cần đƣợc quan tâm chính là thành phần chất hữu cơ (COD) và hợp chất nitơ (chủ yếu là Amoni). Khác với xử lý Amoni, xử lý COD đƣợc thực hiện chỉ qua một bƣớc là tới sản phẩm bền (H2O, CO2) bởi chủng loại vi sinh vật dị dƣỡng có tốc độ phát triển cao. Xử lý Amoni hay hợp chất chứa nitơ phải qua nhiều giai đoạn: oxi hóa Amoni thành nitrit, nitrat với oxi do chủng vi sinh Nitrosomonas và Nitrobacter tiến hành nối tiếp nhau. Giai đoạn tiếp theo là khử nitrit, nitrat về dạng khí nitơ do chủng loại vi sinh vật tùy nghi dị dƣỡng hoạt động chủ yếu ở điều kiện thiếu khí. Thực hiện oxi hóa chất hữu cơ trong quá trình hiếu khí đòi hỏi các điều kiện sau: - Lƣợng oxi hòa tan ở mức 2 - 3 mg/l - Mật độ vi sinh 2 - 4 mg/l - Thời gian lƣu tế bào thấp hơn 10 ngày - pH ở khoảng rộng Trong một số điều kiện nhất định nhƣ ít oxi hòa tan, nồng độ Amoni ban đầu lớn, độ kiềm cao hoặc thời gian lƣu tế bào thấp thì quá trình oxi hóa đến trạng thái trung gian là nitrit đƣợc ƣu tiên và nếu chỉ oxi hóa đến nitrit thì lƣợng oxi cần thiết sẽ ít hơn so với lƣợng oxi cần để oxi hóa đến nitrat, nhƣ vậy đỡ tổn thất lƣợng oxi tiêu hóa để Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 20
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường oxi hóa chất hữu cơ trong giai đoạn tƣơng ứng với quá trình chuyển hóa nitrit thành nitrat. Khác với vi sinh vật xử lý cacbon hiếu khí là loại dị dƣỡng còn vi sinh vật xử lý Amoni là loại tự dƣỡng, sử dụng cacbon từ nguồn vô cơ và có hiệu suất sinh khối thấp. Trong môi trƣờng giàu chất dinh dƣỡng hai loại vi sinh vật tự dƣỡng và dị dƣỡng cùng phát triển. Khi hàm lƣợng cacbon lớn, loại vi sinh dị dƣỡng chiếm ƣu thế. Khi hàm lƣợng nitơ tăng số lƣợng vi sinh vật tự dƣỡng chiếm ƣu thế. d. Xử lý sinh học kỵ khí Nguyên tắc: quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện kị khí do một quần thể vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoạt động không cần sự có mặt của oxi, sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp khí CH4, CO2, NH3, H2S trong đó có tới 65% là CH4. Vì vậy, quá trình này còn gọi là lên men metan và quần thể vi sinh vật ở đây đƣợc gọi chung là các vi sinh vật metan Các vi sinh vật metan sống kị khí hội sinh và là tác nhân phân huỷ các chất hữu cơ nhƣ protein, chất béo, hidratcacbon, xenlulozo và hemixenlulozo thành các sản phẩm có phân tử lƣợng thấp. - Giai đoạn thủy phân: trong nƣớc thải các chất hữu cơ cao phân tử bị phân huỷ bởi các loại enzim ngoại bào đƣợc sinh ra bởi các vi sinh vật. Sản phẩm của giai đoạn này là hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và có khả năng hoà tan đƣợc nhƣ các đƣờng đơn, các peptit, glyxerin, axit béo, axit amin các chất này là nguyên liệu cơ bản cho giai đoạn axit hoá. Quá trình thuỷ phân của một số các chất hữu cơ cao phân tử nhƣ sau: Protein Axit amin Hydrocacbon Các đƣờng đơn Chất béo Axit béo mạch dài Tuy nhiên xenlulozo và ligin rất khó bị thuỷ phân tạo thành các hợp chất hữu cơ đơn giản. - Giai đoạn tạo axit : các vi sinh vật chuyển hoá các sản phẩm phân huỷ trung gian thành các axit hữu cơ, axit béo, rƣợu, các axit amin, glyxein, axeton, H2S, CO2, H2 làm pH của môi trƣờng giảm. Mùi của hỗn hợp lên men rất khó chịu. - Giai đoạn tạo metan: vi khuẩn sinh CH4 là vi khuẩn có vận tốc sinh trƣởng chậm hơn các vi khuẩn ở giai đoạn thuỷ phân và giai đoạn sinh axit. Các vi khuẩn sinh Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 21
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường metan sử dụng axit axetic, metanol, CO2, H2 để sản xuất khí metan. Trong đó axit axetic là nguyên liệu chính với trên 70% metan đƣợc sinh ra từ nó, phần CH4 còn lại đƣợc tổng hợp từ CO2 và H2 trong giai đoạn này, pH của môi trƣờng tăng lên và chuyển sang môi trƣờng kiềm. 1.5. Xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp sử dụng thực vật thuỷ sinh [3,6,7,8] 1.5.1. Xử lý nước thải giàu chất hữu cơ bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí a. Cấu tạo và cơ chế Trong bể lọc hiếu khí, lớp vật liệu lọc có độ rỗng và diện tích bề mặt tiếp xúc lớn nhất trong điều kiện có thể. Nƣớc thải đƣợc hệ thống phân phối từ dƣới lên ngập bề mặt của lớp vật liệu lọc. Trong thời gian ngâm nhƣ vậy nƣớc thải tiếp xúc với màng nhầy gelatin bám quanh vật liệu lọc. Sau một thời gian, chiều dày màng nhầy tăng lên, ngăn cản oxi của không khí khuếch tán vào màng nhầy. Do không có oxi, tại lớp màng sát với bề mặt ngoài cùng của lớp vật liệu lọc, vi khuẩn kị khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy kị khí là CH4 và CO2. Khi lớp màng dày lên, chất hữu cơ đƣợc hấp thụ sẽ thực hiện quá trình trao đổi chất trƣớc khi nó có thể tiếp cận với các vi sinh vật gần bề mặt của môi trƣờng lọc. Kết quả là không có nguồn hữu cơ từ bên ngoài cho cacbon của các tế bào, nên các vi sinh vật gần bề mặt của môi trƣờng lọc chuyển sang giai đoạn tăng trƣởng nội sinh và mất đi khả năng bám vào bề mặt của môi trƣờng lọc. Khi đó chất lỏng rửa trôi lớp màng khỏi môi trƣờng lọc và một lớp màng mới bắt đầu phát triển. Hiện tƣợng mất đi lớp màng đó gọi là lột da và là một chức năng cơ bản của tải trọng hữu cơ để tính cho tốc độ trao đổi chất trong lớp màng. Hiện tƣợng này đƣợc lặp đi lặp lại, nƣớc thải đƣợc làm sạch chất hữu cơ và các chất dinh dƣỡng. Các bể lọc đƣợc xây dựng với một hệ thống thoát nƣớc phía dƣới để thu thập nƣớc đã xử lý và các chất rắn sinh học đã đƣợc tách khỏi môi trƣờng lọc. Hệ thống thoát nƣớc phía dƣới là rất quan trọng vì nó vừa là bộ phận thu nƣớc vừa là một kết cấu rỗng, qua đó không khí có thể lƣu thông. Chất lỏng thu đƣợc sẽ đƣa qua một bể lắng ở trên chất rắn sẽ đƣợc tách khỏi nƣớc thải đã đƣợc xử lý. Trong thực tiễn, một phần nƣớc thu lại từ hệ thống thoát nƣớc phía dƣới hoặc là dòng ra từ bể lắng sẽ đƣợc tuần hoàn lại, thƣờng là để pha loãng chất thải đi vào. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 22
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Sục khí Bể hiếu khí Hình 1.1. Bể lọc sinh học hiếu khí b. Vật liệu lọc Vật liệu lọc tốt nhất là vật liệu lọc có diện tích bề mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích lớn nhất, độ bền cao theo thời gian, giá rẻ và không bị tắc nghẽn. Vật liệu lọc khá phong phú: từ đá dăm, đá cuội, đá ong, vòng kim loại, vòng gốm, than đá, than cốc, gỗ mảnh, chất dẻo Các loại vật liệu nên chọn các loại có kích thƣớc trung bình từ 60 – 100mm. Nếu kích thƣớc vật liệu nhỏ sẽ giảm độ rỗng, gây tắc nghẽn cục bộ. Nếu kích thƣớc lớn hơn thì diện tích mặt tiếp xúc bị giảm nhiều, làm giảm hiệu suất xử lý. Chiều cao lớp vật liệu chọn khoảng 0,4 – 2,5 – 4m, trung bình 1,8 – 2,5m. Phần lớn các vật liệu lọc trên thị trƣờng đáp ứng các yêu cầu sau: - Diện tích riêng lớn thay đổi từ 80 – 220 m2/m3. - Chỉ số chân không cao để tránh lắng đọng (thƣờng lớn hơn 90%). - Nhẹ, có thể sử dụng ở độ cao lớn (từ 4 – 10m hoặc cao hơn). - Có độ bền cơ học đủ lớn. Khi làm việc, vật liệu dính màng sinh học và ngâm nƣớc nặng tới 300 – 350 kg/m3. Để tính toán giá đỡ thƣờng lấy giá trị an toàn là 500 kg/m3. - Quán tính sinh học cao. - Ổn định hóa học. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 23
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường c. Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình lọc sinh học hiếu khí Vật liệu lọc: - Diện tích bề mặt vật liệu tiếp xúc: khi diện tích bề mặt tiếp xúc trên đơn vị thể tích của vật liệu lọc càng lớn thì hiệu suất xử lý nƣớc thải càng cao. Bởi vì, diện tích bề mặt vật liệu lớn, tạo ra giá thể dính bám của màng sinh học với diện tích lớn, số lƣợng vi sinh vật tập trung nhiều, làm tăng tốc độ phân hủy chất hữu cơ của sinh vật. - Kích thƣớc của vật liệu lọc: kích thƣớc thông thƣờng của vật liệu lọc dao động trong khoảng 60 – 100mm. Kích thƣớc hạt lọc lớn hơn sẽ giảm diện tích bề mặt tiếp xúc, và kích thƣớc hạt nhỏ hơn sẽ gây tắc nghẽn hệ thống. Vì vậy, làm giảm hiệu suất nƣớc thải của hệ thống. Chiều cao cột lọc: Chiều cao lớp vật liệu lọc phụ thuộc vào tải trọng của các chất hữu cơ. Tải trọng chất hữu cơ lớn thì yêu cầu về độ cao lớp vật liệu lọc phải đủ lớn để đảm bảo hiệu suất xử lý tốt. Đối với từng loại vật liệu thì chiều cao lớp vật liệu sẽ khác nhau. Trƣớc đây, vật liệu lọc thƣờng là đá dăm, đá cuội thì bể lọc cao khoảng 1 – 2,5m. Ngày nay, sử dụng các tấm nhựa plastic làm vật liệu lọc, bể cao khoảng 9 – 10m. Thông khí ở bể lọc: Bể lọc sinh học hiếu khí làm việc trong điều kiện thoáng khí. Oxi cung cấp cho sự hoạt động của vi sinh vật trên màng sinh học và có tác dụng loại các khí CO2, CH4, H2S đƣợc tạo ra trong quá trình phân hủy. Oxi trong bể lọc hiếu khí có thể đƣợc đƣa vào bằng tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong thông khí tự nhiên, oxi đƣợc khuếch tán vào nƣớc do sự chênh lệch về nhiệt độ của nƣớc thải và không khí. Nếu nhiệt độ của nƣớc thải thấp hơn không khí thì O2 khuếch tán từ trên bề mặt bể xuống đáy bể. Ngƣợc lại, nhiệt độ của nƣớc thải cao hơn không khí thì O2 khuếch tán theo các cửa thông khí dƣới đáy bể đi lên. Trong thông khí nhân tạo, ngƣời ta sử dụng quạt gió, gió thổi cƣỡng bức vào các cửa thông khí dƣới đáy. Ngoài ra có thể sử dụng máy sục khí. Chất dinh dưỡng: Chất dinh dƣỡng phải đủ theo tỉ lệ COD: N: P= 350: 5: 1. Ngoài ra, tỉ lệ C/N đảm bảo từ 25/1 – 30/1 bởi vì các vi khuẩn sử dụng cacbon nhanh hơn sử dụng đạm từ 25 – 30 lần. Các nguyên tố khác nhƣ P, Na, K và Ca cũng quan trọng đối với quá trình sinh khí tuy nhiên C/N đƣợc coi là nhân tố quyết định. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 24
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Nhiệt độ: Nhiệt độ cũng có ảnh hƣởng đáng kể đến chế độ oxi của nƣớc thải. Khi nhiệt độ của nƣớc thải cao, quá trình oxi hóa sinh hóa các chất hữu cơ xảy ra với cƣờng độ mạnh hơn. Khi nhiệt độ nƣớc thải thấp các vi khuẩn hiếu khí tham gia vào quá trình oxi hóa sinh hóa các chất hữu cơ sẽ hoạt động yếu. Do đó qua trình khoáng hóa các chất hữu cơ xảy ra chậm chạp. Do đó, nhiệt độ thích hợp nhất trong khoảng 25 – 350C. pH: pH cao hay thấp đều ức chế hoạt động của vi sinh vật trong nƣớc thải tại các bể lọc, do đó làm giảm hiệu suất xử lý. Vì vậy, để hiệu suất xử lý ít bị ảnh hƣởng pH của nƣớc thải nên đƣa về khoảng 6,8 – 7,5 là thích hợp nhất. d. Ưu điểm và nhược điểm  Ưu điểm: - Giảm việc trông coi. - Khống chế đƣợc quá trình thông khí, không gây mùi. - Chiều cao không bị hạn chế.  Nhược điểm - Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn với cùng một tải lƣợng khối. - Dễ bị tắc nghẽn do tạo bùn. - Rất nhạy cảm với nhiệt độ 1.5.2. Xử lý nước thải giàu chất hữu cơ bằng thực vật thuỷ sinh Thực vật thủy sinh là những loại thực vật sinh trƣởng trong môi trƣờng nƣớc, trong thực tế nó gây nên một số bất lợi cho con ngƣời do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng. Tuy nhiên, có thể sử dụng chúng vào nhiều việc hữu ích nhƣ xử lý nƣớc thải, làm phân compost, làm thức ăn gia súc. Không những có thể giảm thiểu bất lợi từ chúng mà còn thu thêm đƣợc lợi nhuận kinh tế. Thực vật thuỷ sinh dùng cho xử lý nƣớc là các loại cây thủy sinh lƣu niên, thân xốp, rễ chùm nhƣ các loại bèo  Giới thiệu về bèo tây Bèo tây có nguồn gốc từ Venezula, Nam Mỹ. Hiện đang phân bố ở hơn 50 quốc gia trên thế giới. Ở Việt Nam, bèo tây phát triển mạnh, có mặt hầu hết ở khắp các con sông, ao hồ Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 25
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Hình 1.2. Hình ảnh về bèo tây Bèo tây có bộ lá xếp thành hình hoa thị, cuống lá dài đến 30cm hoặc hơn. Lá xốp và phồng ra ở cuống, giúp cây có thể nổi trên mặt nƣớc. Phiến lá hơi tròn hoặc elip, rộng, xanh bóng, chiều ngang có thể lên tới 10cm, đỉnh lá nhọn. Hoa có màu tím nhạt, 6 cánh, trên mỗi cánh có 1 đốm màu vàng. Rễ chùm có màu xanh thẫm, dạng sợi, đầu chóp rễ có sự phân nhánh, tạo thành búi. Bèo tây có sức sinh sản mạnh, 1 cây bèo tây trong 12 tháng có thể đẻ ra hơn 1000 cá thể. Bèo tây chứa nhiều chất dinh dƣỡng nhƣ protit, gluxit, vitamin, và khoáng chất nên đƣợc làm thức ăn cho gia súc, làm phân xanh, làm biogas, làm nguyên liệu giấy Bèo tây phát triển tối ƣu ở 200C - 300C. Phân bố rộng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chính vì thế mà bèo tây phân bố nhiều ở khu vực phía Nam hơn so với phía Bắc nƣớc ta. Bèo tây có thể sống trong môi trƣờng có nồng độ muối tối đa là 2.5% với pH thích hợp là 5 - 9. Cƣờng độ ánh sáng cung cấp cho quá trình quang hợp phải hợp lý. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong nguồn nƣớc thải không đƣợc quá cao.  Vai trò của bèo tây trong xử lý nước thải Rễ của bèo tây ngập trong nƣớc, có đặc điểm là rễ chùm với nhiều sợi rễ nhỏ li ti, diện tích bề mặt lớn nên nó có khả năng hấp phụ chất lơ lửng trong nƣớc rất tốt. Mặt khác nó cũng là giá thể cho vô số các vi sinh vật bám dính vào, các VSV này tiếp xúc với các chất hydrocacbon và phân giải chúng theo kiểu hiếu khí hay kị khí làm sạch môi trƣờng nƣớc. Trong quá trình sinh trƣởng và phát triển, bèo cần một lƣợng lớn các Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 26
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường chất dinh dƣỡng nitơ và photpho nên bèo cũng có vai trò giảm chất dinh dƣỡng trong thủy vực. Lá bèo có khả năng quang hợp tạo ra oxi, một phần oxi đi qua thân xốp xuống rễ cung cấp oxi cho các VSV hiếu khí oxi hóa các chất hữu cơ và thực hiện quá trình nitrat hóa các hợp chất nitrit. Nơi nào không có oxi thì VSV sẽ phân hủy kị khí các hợp chất hữu cơ và thực hiện quá trình phản nitrat các hợp chất của nitơ. Các cá thể bèo tây sống kết lại với nhau tạo thành một khối giúp cho bề mặt nƣớc ít bị xáo trộn, thuận lợi cho khả năng lắng đọng các chất khó tan và làm giảm SS trong nƣớc thải. Các nghiên cứu cho thấy bèo cũng làm giảm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc thải do bèo có khả năng hấp thụ kim loại nặng. Bên cạnh đó, dùng bèo xử lý nƣớc thải làm tăng đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan địa phƣơng, tạo ra những hình ảnh đẹp mắt trên mặt nƣớc, dùng bèo làm thức ăn cho gia súc gia cầm, làm phân xanh  Ưu – nhược điểm của phương pháp sử dụng thực vật thuỷ sinh Dùng thực vật để xử lý nƣớc có nhiều ƣu điểm nhƣ thân thiện với môi trƣờng, chi phí thấp và ổn định, tăng giá trị sinh học, cải tạo môi trƣờng sinh thái địa phƣơng. Tận dụng thực vật để làm phân compost (với hàm lƣợng kim loại ở mức cho phép) hay làm biogas. Bèo tây đƣợc sử dụng làm thức ăn cho gia súc, dùng làm nấm rơm, làm phân chuồng. Trong y học thuốc Nam, lá bèo đem giã với muối rồi đem đắp lên ung nhọt sẽ làm giảm sƣng. Cây bèo tây còn có công dụng thủ công nghiệp. Xơ lục bình phơi khô có thể chế biến để dùng bện thành dây, thành thừng rồi dệt thành chiếu, hàng thủ công, hay bàn ghế. Tuy nhiên cũng có một số nhƣợc điểm nhƣ khi sinh trƣởng quá mạnh, thực vật thuỷ sinh có thể gây tắc nghẽn dòng chảy, che phủ bề mặt gây cản trở ánh sáng chiếu xuống mặt nƣớc. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 27
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu - Nƣớc thải đƣợc sử dụng trong quá trình nghiên cứu là nƣớc thải đƣợc lấy tại miệng cống thải chung của chợ Đổng Quốc Bình - Ngô Quyền - Hải Phòng. Đặc điểm của nƣớc thải chợ là hàm lƣợng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao. - Mục tiêu nghiên cứu: + + Khảo sát đặc tính nƣớc thải chợ Đổng Quốc Bình qua các chỉ tiêu: COD, NH4 , SS, độ đục, pH. + Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải chợ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thực vật thuỷ sinh thông qua các chỉ tiêu COD + và NH4 . 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu a. Phương pháp lấy mẫu ngoài thực địa Đây là phƣơng pháp kiểm định và đánh giá mẫu ngay ngoài hiện trƣờng khảo sát. Phƣơng pháp này thích hợp cho những nơi cần lấy mẫu ở xa, đòi hỏi phải có chuyên môn nghiệp vụ và kinh nghiệm lấy mẫu vì dụng cụ hoá chất phân tích mẫu không đầy đủ nhƣ trong phòng thí nghiệm - Chọn địa điếm lấy mẫu: nƣớc thải đƣợc lấy tại miệng cống thải chung trong chợ Đổng Quốc Bình - Ngô Quyền - Hải Phòng - Tráng rửa thiết bị lấy mẫu, tại vị trí lấy mẫu, tráng bằng nƣớc thải 2 lần trƣớc khi lấy mẫu. b. Phương pháp bảo quản mẫu - Dụng cụ lấy mẫu gồm: + Can nhựa PE chứa nƣớc thải: 2 lít, 20 lít. + Hóa chất bảo quản: H2SO4 đặc + Thùng lạnh. Mẫu nƣớc thải đƣợc đựng trong can nhựa 20 lít. Mỗi can thêm 5ml H2SO4 để bảo quản sau đó đƣợc đƣa về phòng thí nghiệm. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 28
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 2.2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong nước thải a. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu  Hóa chất: Trong quá trình nghiên cứu, đề tài đã sử dụng các loại hóa chất sau: - K2Cr2O7 (Kalidicromat) dạng tinh thể - Ag2SO4 (Bạc sunfat) - HgSO4 (Thủy ngân sufat) - HgCl2 (Thủy ngân clorua) - NaOH (Natri hidroxit) - KOH (Kali hidroxit) - KNaC14H12O6 (Kali natritactrat) - ZnSO4 (Kẽm sunfat) - NH4Cl (Amoni clorua) - KI (Kali iotua) - Dung dịch H2SO4 đặc (98%)  Dụng cụ và thiết bị: - Tủ sấy Model 1430D, Đức. + - Máy trắc quang để xác định các thông số nhƣ: NH4 , COD, - Cân phân tích với độ chính xác 10-4 g, Thụy Sỹ. - Cuvet thủy tinh. - Bếp đun COD reactor của Hatch (Mỹ). - Các bình tam giác, pipet, ống đong, bình định mức, quả bóp, b. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu  Phương pháp xác định pH Tiến hành đo pH bằng giấy quỳ tím. Giá trị của pH đƣợc điều chỉnh đến giá trị phù hợp bằng dung dịch NaOH và H2SO4 loãng.  Xác định chất rắn lơ lửng (SS) - Nguyên tắc: + Sấy giấy lọc ở 1050C tới khối lƣợng không đổi: a (mg) + Lấy 100ml nƣớc thải cho lọc qua giấy lọc đã sấy khô. + Đem sấy khô giấy lọc ở 1050C tới khối lƣợng không đổi: b (mg) Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 29
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường - Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng đƣợc tính theo công thức: SS = (mg/l) Trong đó: SS: Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (mg/l) a,b: khối lƣợng giấy lọc sau và trƣớc khi lọc mẫu (mg/l) 100: Thể tích mẫu đem lọc (ml)  Phương pháp phân tích COD - Định nghĩa: COD là lƣợng oxi cần thiết cho quá trình oxi hoá hoàn toàn các chất hữu cơ trong nƣớc thải thành CO2 và H2O - Nguyên tắc: Để xác định COD ngƣời ta dùng một chất oxi hoá mạnh để oxi hoá chất hữu cơ trong môi trƣờng axit, chất thƣờng đƣợc sử dụng là Kalidicromat (K2Cr2O7). Khi đó xảy ra phản ứng: + 3+ Chất hữu cơ + K2Cr2O7 + H CO2 +H2O + 2Cr Lƣợng Cr3+ tạo thành đƣợc xác định trên máy đo quang. - Pha hoá chất: + Pha dung dịch chuẩn kali hydrophtalat (KHP): Sấy KHP ở t0 = 1050C đến khối lƣợng không đổi. Hòa tan 4,25g KHP trong bình định mức 1 lít và định mức bằng nƣớc cất đến vạch định mức. Dung dịch này ứng với giá trị COD là 5000mg/l. + Cách pha K2Cr2O7 (0,25N)/H2SO4/HgSO4: 0 Sấy K2Cr2O7 ở nhiệt độ 105 C trong vòng 2h để loại bỏ nƣớc. Cân chính xác 10,21g K2Cr2O7 và 33,3g HgSO4 . Hòa tan K2Cr2O4 và HgSO4 trong 833ml nƣớc cất 2 lần vào bình định mức 1l. Sau đó cho thêm 167ml H2SO4 (98%) vào. Lắc đều rồi đậy nắp để sau ít nhất 2 ngày mới đƣợc đem ra sử dụng. + Pha Ag2SO4/H2SO4: cân chính xác 5,5g Ag2SO4. Sau đó hòa tan lƣợng Ag2SO4 này bằng nƣớc cất hai lần vào bình định mức 1lít. Định mức chính xác đến 1lít rồi đậy nắp để sau ít nhất 2 ngày mới đƣợc đem ra sử dụng. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 30
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường - Xây dựng đƣờng chuẩn COD Lấy 7 ống nghiệm dùng để nung COD đánh số lần lƣợt từ 1 đến 7. Cho lần lƣợt vào mỗi ống nghiệm: 0; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,2; 1,5ml dung dịch KHP chuẩn. Sau đó thêm tiếp vào mỗi ống nghiệm 1,5ml dung dịch K2CrO7/H2SO4/HgSO4 và 3,5ml dung dịch Ag2SO4/H2SO4. Tiếp theo cho tiếp vào các ống nghiệm theo thứ tự: 2,5; 2,2; 2; 1,8; 1,6; 1,3; 1 ml nƣớc cất 2 lần. Sau đó đóng nắp thật chặt, lắc đều rồi đem nung trên bếp nung COD ở nhiệt độ 1500C trong 2h; để nguội đến nhiệt độ phòng rồi đem đo màu trên máy đo quang ở bƣớc sóng 600nm với chế độ làm việc 440. Từ mật độ quang đo đƣợc, vẽ đƣờng chuẩn. Bảng 2.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn COD KHP (ml) 0 0,3 0,5 0,7 0,9 1,2 1,5 K2Cr2O7/H2SO4/HgSO4 (ml) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ag2SO4/H2SO4 (ml) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 H2O (ml) 2,5 2,2 2 1,8 1,6 1,3 1 COD (mg/l) 0 600 1000 1400 1800 2400 3000 Abs 0 0,131 0,253 0,353 0,438 0,551 0,705 3500 y = 4215.8x 3000 R2 = 0.9964 2500 Series1 2000 Linear (Series1) COD (mg/l) 1500 1000 500 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Abs Hình 2.1. Đường chuẩn xác định thông số COD Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 31
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường -Trình tự tiến hành với mẫu thực + Lấy 1,5 ml dung dịch K2Cr2O7 (0,25N)/H2SO4/HgSO4 và 3,5 ml Ag2SO4/H2SO4 + Thêm 2,5 ml mẫu cho vào bình phản ứng COD (V=7,5ml) rồi đậy nắp thật chặt, sau đó lắc đều. + Tiến hành nung mẫu trên thiết bị reactor (HACH, USD) tại nhiệt độ 1500C trong 2 giờ. Sau khi nung mẫu, để nguội đến nhiệt độ phòng rồi đem so màu với mẫu trắng qua máy đo quang với chế độ làm việc 440 ở bƣớc sóng 600nm. + Kết quả thu đƣợc đem đi xử lý số liệu theo đƣờng chuẩn của COD ta thu đƣợc kết quả COD của mẫu cần phân tích. +  Phương pháp xác định Amoni (NH4 ) - Nguyên tắc + NH4 trong môi trƣờng kiềm phản ứng với thuốc thử Nessler (K2HgI4) tạo phức màu vàng (NH2Hg2I3), theo phản ứng sau: + NH4 OH NH3 H2O 2K2HgI4 NH3 NaOH NH2Hg2I3 3NaI H2O Cƣờng độ màu phụ thuộc vào hàm lƣợng Amoni trong mẫu nƣớc. Dùng phƣơng pháp trắc quang để xác định nồng độ Amoni có trong mẫu nƣớc. Đo mật độ quang với chế độ làm việc 380 ở bƣớc sóng 425nm. - Pha hoá chất + Thuốc thử Xenhet: cân chính xác 50g kali natritactrat (KNaC14H12O6), hoà tan trong 100ml nƣớc cất. + Thuốc thử Nessler: Nessler A (K2HgI4): hoà tan 36g KI và 13,55g HgCl2 trong 1000ml nƣớc cất hai lần. Nessler B: cân chính xác 50g NaOH hoà tan trong bình định mức 100ml với nƣớc cất định mức chính xác đến 100ml. Dung dịch Nessler: 100ml Nessler A + 300ml Nessler B. Ta để lắng sau đó gạn phần trong, thu đƣợc dung dịch Nessler. Chú ý dung dịch này phải đƣợc đậy kín và bảo quản trong bóng tối và đƣợc để ít nhất sau 2 ngày mới đƣợc sử dụng. + Dung dịch Amoni chuẩn: 0 Cân chính xác 2,97g NH4Cl đã sấy khô ở nhiệt độ 105 C trong thời gian 1h. Sau đó hòa tan bằng nƣớc cất hai lần vào bình định mức 1 lít, lắc đều rồi định mức đến vạch Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 32
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường định mức, ta đƣợc dung dịch Amoni có nồng độ 1g/l. Dùng pipet hút chính xác 5ml + dung dịch NH4 1g/l cho vào bình định mức 1 lít rồi định mức đến vạch định mức, ta + thu đƣợc dung dịch chuẩn có nồng độ 5mg NH4 /l. - Xây dựng đƣờng chuẩn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Amoni: Chuẩn bị bình định mức 100ml ghi theo thứ tự từ: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Lần lƣợt lấy vào bình định mức trên: 0, 2,5, 5, 10, 20, 30, 40, 50 ml dung dịch Amoni chuẩn 5mg + NH4 /l, sau đó thêm vào mỗi bình lần lƣợt là: 50, 47,5, 45, 40, 30, 20, 10, 0 ml nƣớc cất 2 lần. Sau đó thêm 0.5 ml dung dịch Xenhet, lắc đều, thêm tiếp 1ml thuốc thử Nessler, lắc đều, để yên trong 10 phút. Sau đó đem đo bằng máy đo quang tại chƣơng trình 380, bƣớc sóng 425nm. Từ mật độ quang đo đƣợc, vẽ đƣờng chuẩn. Bảng 2.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn Amoni Mẫu 1 2 3 4 5 6 7 8 Vdung dịch Amoni chuẩn 0 2,5 5 10 20 30 40 50 (ml) Vnƣớc cất (ml) 50 47,5 45 40 30 20 10 0 VXenhet (ml) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 VNessler (ml) 1 1 1 1 1 1 1 1 + NH4 (mg/l) 0 0,25 0,5 1 2 3 4 5 Mật độ quang 0 0,035 0,094 0,154 0,27 0,432 0,569 0,698 (Abs) Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 33
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 6 y = 7.0742x 5 R2 = 0.9979 4 Series1 ](mg/l) + 3 Linear (Series1) 4 [NH 2 1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Abs + Hình 2.2. Đường chuẩn xác định thông số Amoni (NH4 ) - Tiến hành với mẫu thực: + Lấy 100ml nƣớc thải cho vào cốc + Cho vào cốc 1ml ZnSO4, điều chỉnh pH đến giá trị 10,5 + Gạn lấy 50ml phần trong, cho vào 0,5ml dd kalitactrat (xenhet) và 0,5ml dd Nessler + Sau 10 phút đem đo trên máy trắc quang ở chƣơng trình 380 bƣớc sóng 425nm. 2.3. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thực vật thuỷ sinh 2.3.1. Nghiên cứu xử lý nước thải chợ bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí a. Vật liệu sử dụng trong bể lọc sinh học Hiện nay, hầu hết các vật liệu dùng làm giá thể cho vi sinh vật bám trong quá trình xử lý sinh học thƣờng có ít nhất một trong 4 nhƣợc điểm sau: đắt tiền, trọng lƣợng lớn, chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy. Xơ dừa là vật liệu có thể tránh đƣợc những bất lợi đó. Trong cuộc sống, xơ dừa có rất nhiều ứng dụng nhƣ sản xuất nệm ngủ, vật liệu trang trí nội thất, phủ xanh đồi trọc, bảo vệ các công trình dƣới biển bởi độ bền lâu bị phân hủy trong nƣớc mặn, cách âm, cách nhiệt Tuy có rất nhiều ứng dụng nhƣng xơ dừa là một phụ phẩm của nông nghiệp rất rẻ tiền và dễ kiếm. Xơ dừa bắt đầu đƣợc nghiên cứu để xử lý nƣớc thải từ năm 1996. Tại Việt Nam, Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Bích (viện nghiên cứu cao su Việt Nam) đã nghiên cứu thành công ứng dụng xơ dừa thô trong xử lý nƣớc thải tại xƣởng chế biến Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 34
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường cao su. Nƣớc thải đƣợc đƣa qua bể kị khí với xơ dừa làm giá thể (xơ dừa đƣợc kết thành chuỗi tiết diện tròn đƣờng kính 20cm, dài 200cm, các chuỗi buộc song song nhau trên một khối chữ nhật) lƣu nƣớc thải trong 2 ngày. Kết quả 90%COD và BOD đƣợc loại bỏ. Mô hình đã đƣợc vận hành thƣờng xuyên từ tháng 9/1999 đến năm 2001. Sau hơn một năm vận hành bể không có hiện tƣợng tắc nghẽn dòng chảy, hiệu xuất xử lý vẫn đạt 90% với cả COD và BOD, hiện tƣợng cuốn trôi vi sinh vật là không đáng kể. Thành phần của xơ dừa chủ yếu là cellulose (khoảng 80%) và liginin (khoảng 18%) nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy. Theo ƣớc tính của các nhà nghiên cứu tuổi thọ của xơ dừa trong bể lọc kị khí khoảng 5 năm. Trong quá trình nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ, nghiên cứu đã chọn xơ dừa để làm vật liệu lọc trong bể lọc hiếu khí. Bởi vì xơ dừa có một số đặc tính sau: - Là vật liệu dễ kiếm, thân thiện với môi trƣờng. - Là vật liệu có khối lƣợng riêng (tỉ trọng) thấp. - Độ bền của vật liệu trong môi trƣờng nƣớc thải cao. - Diện tích tiếp xúc bề mặt lớn. - Rẻ tiền và có sẵn trong tự nhiên. Hình 2.3. Hình ảnh xơ dừa trước xử lý nước thải Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 35
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Hình 2.4. Hình ảnh xơ dừa sau xử lý nước thải b. Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp lọc sinh học quy mô phòng thí nghiệm Trong quá trình nghiên cứu nƣớc thải chợ, tác giả đã tiến hành xây dựng và lắp đặt hệ thống xử lý bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí. Toàn bộ hệ thống xử lý đƣợc thể hiện trên hình Bể điều hòa Bể hiếu khí Sục khí Bể thực vật Hình 2.5. Hệ thống xử lý nước thải chợ bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 36
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường - Bể lọc hiếu khí là thùng plastic có dung tích 45 lít. Để đảm bảo điều kiện oxi, bể không đậy nắp, nƣớc thải đƣợc đƣa vào từ dƣới lên và máy sục khí đƣợc phân bố đều giữa các lớp vật liệu lọc. - Tại bể lọc hiếu khí lắp van lấy mẫu để mẫu lấy nƣớc thải đƣợc lấy ra phân tích. - Các thiết bị của hệ thống đƣợc nối với nhau bằng các ống nhựa 21 và các van xả cặn bằng ống nhựa 21. Ngoài ra hệ thống có đặt thêm các van khóa nƣớc để điều chỉnh lƣợng nƣớc theo ý muốn. Hệ thống đƣợc đặt tại các độ cao khác nhau để cho dòng nƣớc tự chảy. c. Nguyên lý làm việc của hệ thống xử lý nước thải chợ bằng lọc hiếu khí Nƣớc thải đƣợc chảy từ bể điều hòa xuống bể lọc hiếu khí. Lƣu lƣợng dòng vào bể hiếu đƣợc điều chỉnh nhờ van 21 ở giữa đƣờng ống dẫn nƣớc xuống. Nƣớc thải đi vào bể hiếu đƣợc phân phối đều theo diện tích đáy bể. Dòng nƣớc đi từ dƣới lên tiếp xúc với khối bùn lơ lửng ở phía dƣới lớp vật liệu lọc rồi tiếp xúc với xơ dừa có vi khuẩn hiếu khí dính bám. Chất hữu cơ hòa tan trong nƣớc thải đƣợc hấp thụ và phân hủy, bùn cặn đƣợc giữ lại trong khe rỗng của lớp vật liệu lọc. Trong quá trình lọc nƣớc đƣợc ngâm trong bể hiếu khí 24h trƣớc khi đem đi xử lý bằng thực vật. Trong quá trình ngâm, nƣớc thải đƣợc tiếp xúc với màng nhầy gelatin bám quanh vật liệu lọc, đồng thời cũng thực hiện quá trình nitrat hóa (chuyển hóa nitrogen ở dạng NH3 thành NO3 ). Trong bể lọc hiếu khí có hệ thống sục khí cung cấp oxi từ ngoài không khí vào nhằm tăng hàm lƣợng oxi trong nƣớc giúp các vi sinh vật phát triển tốt hơn, tăng hiệu suất xử lý. Sau khi đƣợc lọc trong bể lọc hiếu khí trong 24h nƣớc thải đƣợc đƣa vào giai đoạn xử lý cuối cùng trƣớc khi xả thải là xử lý bằng thực vật thuỷ sinh. 2.3.2. Nghiên cứu xử lý nước thải chợ bằng thực vật thuỷ sinh Nƣớc thải chợ sau khi xử lý qua bể lọc hiếu khí (24h) đƣợc đƣa sang xử lý bằng thực vật thủy sinh Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 37
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Hình 2.6. Hình ảnh bể thực vật Trong đề tài, thực vật thủy sinh đã đƣợc lựa chọn là Bèo Tây. Cách chọn cây bèo tây: qua quá trình nghiên cứu ta thấy cây bèo tây trƣởng thành thích nghi trong việc xử lý nƣớc thải nhất, vì: + Sinh trƣởng nhanh. + Sinh khối cao. + Thích nghi tốt với điều kiện sống khắc nghiệt. + Có khả năng tích lũy một lƣợng lớn kim loại trong cơ thể. Trƣớc khi đƣa vào xử lý,bèo tây cần nuôi trƣớc để thich nghi môi trƣờng nƣớc thải cần xử lý để tránh tình trạng cây bị chết nhằm mang lại hiệu suất xử lý cao. Thực vật làm sạch nƣớc nhờ hai cơ chế là: hấp thụ chất ô nhiễm nhờ hệ thống lá, rễ và thân, xử lý chất hữu cơ nhờ vi sinh vật dính bám trên bề mặt rễ. Lọc nƣớc nhờ hệ thống rễ, lá và thân: rễ thực vật ngập trong nƣớc hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan trong nƣớc chuyển hóa thành các chất dinh dƣỡng cần thiết cho cơ thể thực vật làm giảm lƣợng chất hữu cơ có trong nƣớc thải (làm sạch nƣớc), đồng thời nó còn làm giảm lƣợng chất rắn lơ lửng. Lá và thân xốp ở trên mặt nƣớc có khả năng vận chuyển oxi từ không khí xuống giúp rễ phát triển, đồng thời làm tăng lƣợng oxi hòa tan trong nƣớc thải. Thực vật dùng để xử lý nƣớc thải còn có khả năng hấp thụ các kim loại nặng vào cơ thể. Làm giá thể bám cho sinh vật: trong môi trƣờng nƣớc, rễ của thực vật thƣờng là rễ chùm. Rễ là giá thể sống lý tƣởng của các vi sinh vật trong môi trƣờng nƣớc. Các vi sinh vật bám trên rễ nhƣ một lớp màng vi sinh giúp làm sạch nƣớc. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 38
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Những kim loại đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp này bao gồm: Pd, Cd, Cr, As, Zn, Cu, Ni và các nguyên tố phóng xạ khác. Hiện nay việc xử lý nƣớc thải bằng thực vật đã bắt đầu đƣợc nghiên cứu và thực hiện. Nƣớc ta là một nƣớc có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có hệ thực vật hết sức phong phú và đa dạng. Nhiều loài thực vật nƣớc (bao gồm các loài ngập nƣớc nhƣ rong đuôi chó, thực vật nổi nhƣ bèo, các loài trôi nổi) có khả năng làm sạch các chất ô nhiễm hữu cơ, các chất vô cơ (bao gồm các kim loại nặng). Do vậy việc áp dụng biện pháp xử lý nƣớc thải bằng thực vật áp dụng ở Việt Nam là hết sức thuận lợi nhằm làm sạch đất và nƣớc. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 39
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả về đặc tính nƣớc thải giàu chất hữu cơ Trong quá trình nghiên cứu đề tài, nƣớc thải giàu hợp chất hữu cơ đƣợc lựa chọn là nƣớc thải chợ. Sau khi lấy mẫu nƣớc thải tại miệng cống thải chung của chợ Đổng Quốc Bình, Nguyễn Bình - Ngô Quyền - Hải Phòng, nƣớc thải đƣợc đem về phòng thí nghiệm để phân tích các chỉ tiêu cơ bản. Kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ bản trong khoảng thời gian nghiên cứu đƣợc thể hiện trong bảng 3.1 Bảng 3.1. Đặc tính nước thải tại chợ Đổng Quốc Bình, Nguyễn Bình - Ngô Quyền - Hải Phòng COD NH + SS Thời gian 4 pH (mg/l) (mg/l) (mg/l) Ngày 20/09/2011 895,2 18,92 7,1 297 Ngày 26/09/2011 1014,3 18,34 6,7 289 Ngày 06/10/2011 927,2 18,68 6,5 278 Trung bình 945,57 18.65 6,77 281 QCVN14/2008/BTNMT 100(*) 10 5 - 9 100 (cột B) QCVN14/2008/BTNMT: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt (*):giá trị giới hạn được quy định trong quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (theo QCVN24/2009/BTNMT) Kết quả từ bảng 3.1 cho thấy, nƣớc thải chợ khi không đƣợc xử lý mà đổ thải trực tiếp ra môi trƣờng thì sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trƣờng xung quanh. Bởi vì hầu hết các chỉ tiêu đƣợc phân tích trong thời gian nghiên cứu đều vƣợt quá QCVN14/2008/BTNMT loại B. Cụ thể, thông số COD vƣợt khoảng 8,95 - 10,14 lần + tiêu chuẩn cho phép, chỉ tiêu NH4 vƣợt khoảng 1,834 – 1,892 lần tiêu chuẩn cho phép, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng vƣợt tiêu chuẩn cho phép 2,78 - 2,97 lần, giá trị pH trong thời gian khảo sát nằm trong giới hạn cho phép. Dựa trên các chỉ tiêu phân tích ban đầu, nhận thấy nƣớc thải chợ có hàm lƣợng chất hữu cơ cao và đặc trƣng của nƣớc thải chợ là chứa chất hữu cơ dễ phân hủy, nên phƣơng pháp xử lý thích hợp nhất là xử lý bằng phƣơng pháp sinh học. Cụ thể, phƣơng pháp đƣợc lựa chọn là phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp thực vật thuỷ sinh. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 40
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 3.2. Kết quả xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng lọc sinh học hiếu khí Trong bể lọc hiếu khí, vật liệu lọc đƣợc sử dụng là xơ dừa. Khối lƣợng xơ dừa ảnh hƣởng trực tiếp đến diện tích tiếp xúc bề mặt với nƣớc thải, theo đó nó ảnh hƣởng đến diện tích màng vi sinh vật trong bể lọc sinh học. Vì vậy, khối lƣợng vật liệu lọc sẽ ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý chất hữu cơ trong nƣớc thải. 3.2.1. Kết quả về ảnh hưởng của khối lượng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý COD Nƣớc thải từ bể điều hoà đƣợc đƣa sang bể hiếu khí, tiến hành xử lý tại bể lọc sinh học hiếu khí trong 24h. Trong bể có bố trí hệ thống sục khí để cung cấp oxi đảm bảo vi sinh hiếu khí hoạt động để phân hủy chất hữu cơ. Tại bể hiếu khí, tiến hành khảo sát sự thay đổi COD ở khối lƣợng vật liệu là: 10g/l, 15g/l, 20g/l. a. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý COD với khối lượng vật liệu lọc là 10g/l Khối lƣợng vật liệu lọc ảnh hƣởng rất lớn đến hiệu suất xử lý nƣớc thải tại bể lọc hiếu khí. Vì vậy, đề tài thực hiện khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý chất hữu cơ trong nƣớc thải chợ (thông qua chỉ tiêu COD). Nƣớc thải đƣợc xử lý 24h tại bể lọc hiếu khí với khối lƣợng vật liệu xơ dừa là 10g/lít nƣớc thải. Kết quả về sự biến thiên COD theo thời gian ở bể hiếu khí đƣợc thể hiện trong bảng 3.2 và hình 3.1. Bảng 3.2. Kết quả xử lý COD (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 10g/l CODvào= 895,2mg/l Thời gian xử lý Stt (Ngày 20/09/2011) (h) COD (mg/l) Hiệu suất (%) 1 0 895,2 0 2 2 842,5 5,887 3 4 762,4 14,83 4 6 653,9 26,95 5 8 552,7 38,26 6 20 457,3 48,92 7 22 392,8 56,12 8 24 342,1 61,79 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 41
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 70 60 50 40 30 20 Hiệu suất XL(%) COD suất Hiệu 10 0 0 5 10 15 20 25 30 Thời gian (h) Hình 3.1. Hiệu suất xử lý COD (%) trong bể hiếu khí với KLVL là 10g/l Qua bảng 3.2 và hình 3.1, cho thấy với khối lƣợng vật liệu lọc là 10g/l, tại bể lọc sinh học hiếu khí, hiệu suất xử lý COD tăng liên tục trong 24h xử lý. Cụ thể sau 24h xử lý hiệu suất xử lý đạt cao nhất 61,79% (COD trong nƣớc thải giảm từ 895,2 mg/l xuống 342,1 mg/l). Trong khoảng thời gian 8h đầu tiên xử lý, hiệu suất xử lý tăng rất nhanh từ 0 đến 38,26%. Khi tiếp tục tăng thời gian xử lý lên 24h (tức 16h xử lý tiếp theo), thì hiệu suất xử lý vẫn tiếp tục tăng từ 38,26% đến 61,79%. Tuy nhiên hiệu suất xử lý trong giai đoạn 8 - 24h tăng chậm hơn so với giai đoạn 0 - 8h. Điều này đƣợc giải thích do giai đoạn đầu lƣợng chất hữu cơ dễ phân hủy cao nên vi sinh vật phân hủy nhanh, chuyển sang giai đoạn sau lƣợng chất hữu cơ dễ phân hủy đã giảm đi nhiều, nên giá trị COD ở giai đoạn sau giảm chậm hơn. b. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý COD với khối lượng vật liệu lọc là 15g/l Đề tài tiếp tục tăng khối lƣợng vật liệu lọc trong bể lên 15g/l để xem xét ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý COD. Kết quả của khảo sát sự thay đổi COD tại khối lƣợng vật liệu lọc 15g/l theo thời gian xử lý khác nhau đƣợc thể hiện trong bảng 3.3 và hình 3.2 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 42
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Bảng 3.3. Kết quả xử lý COD (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 15g/l CODvào=1014,3mg/l Thời gian xử lý (Ngày 26/09/2011) STT (h) COD (mg/l) Hiệu suất (%) 1 0 1014,3 0 2 2 943,7 6,96 3 4 836,4 17,54 4 6 723,6 28,66 5 8 602,5 40,6 6 20 469,1 53,75 7 22 425,3 58,07 8 24 341,2 66,36 70 60 50 40 30 20 Hiệu suất XL(%) COD suất Hiệu 10 0 0 5 10 15 20 25 30 Thời gian (h) Hình 3.2. Hiệu suất xử lý COD (%) trong bể hiếu khí với KLVL là 15g/l Dựa trên kết quả của bảng 3.3 và hình 3.2, nhận thấy với khối lƣợng vật liệu lọc là 15g/l, tại bể lọc sinh học hiếu khí, COD liên tục giảm. Hiệu suất xử lý ở khối lƣợng vật liệu 15g/l cao hơn so với khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l ở các thời gian xử lý, cụ thể Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 43
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường sau 24h xử lý hiệu suất xử lý đạt cao nhất 66,36% (COD trong nƣớc thải giảm từ 1014,3mg/l xuống 341,2 mg/l). Tuy nhiên, hiệu suất xử lý COD khi khối lƣợng vật liệu lọc là 15g/l không cao hơn nhiều so với khối lƣợng vật liệu lọc là 10g/l. c. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý COD với khối lượng vật liệu lọc là 20g/l Dựa trên các nghiên cứu ở trên cho thấy, khi khối lƣợng vật liệu lọc càng tăng thì hiệu suất xử lý chất hữu cơ càng tăng, điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết. Với mục đích tăng hiệu suất xử lý chất hữu cơ hơn nữa, đề tài tiếp tục khảo sát với khối lƣợng vật liệu lọc là 20g/lít nƣớc thải. Kết quả xử lý chất hữu cơ trong bể lọc hiếu khí khi khối lƣợng vật liệu lọc là 20g/l đƣợc thể hiện trong bảng 3.4 và hình 3.3. Bảng 3.4. Kết quả xử lý COD (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 20g/l CODvào=927,2 mg/l Thời gian xử lý Stt (Ngày 06/09/2011) (h) COD (mg/l) Hiệu suất (%) 1 0 927,2 0 2 2 848,9 8,45 3 4 746,4 19,5 4 6 638,8 31,1 5 8 536,9 42,09 6 20 409,2 55,87 7 22 355,4 61,67 8 24 285,3 69,23 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 44
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 1000 927.2 900 848.9 800 746.4 700 638.8 (mg/l) 600 536.9 sau XL sau 500 409.2 COD 400 355.4 285.3 300 200 0 2.0 4.0 6.0 8.0 20.0 22.0 24.0 Thời gian (h) Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian đến COD sau xử lý trong bể hiếu khí với KLVL là 20g/l Qua bảng 3.4 và hình 3.3 cho thấy, hiệu suất xử lý COD ở khối lƣợng vật liệu lọc là 20g/l liên tục tăng nhanh. Do khối lƣợng vật liệu tăng làm cho lƣợng giá thể để vi sinh vật bám dính vào cũng tăng lên dẫn đến diện tích lớp màng sinh học tăng, các chất hữu cơ đƣợc tiếp xúc với màng sinh học nhiều hơn và các chất hữu cơ đƣợc phân hủy cũng tăng. Sau 24h hiệu suất xử lý cao nhất đạt 69,23% (COD giảm từ 927,2mg/l xuống còn 285,3 mg/l). Ở khối lƣợng này hiệu suất xử lý của bể hiếu khí đạt cao nhất. + 3.2.2. Kết quả về ảnh hưởng của khối lượng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý NH4 Nƣớc thải từ bể điều hoà đƣợc đƣa sang bể hiếu khí, tiến hành xử lý tại bể lọc + sinh học hiếu khí trong 24h. Ở bể hiếu khí ta khảo sát sự thay đổi NH4 ở khối lƣợng vật liệu là: 10g/l, 15g/l, 20g/l. + a. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý NH4 với khối lượng vật liệu lọc là 10g/l + Kết quả xử lý NH4 với khối lƣợng vật liệu lọc là 10g/l tại bể lọc sinh học hiếu khí đƣợc thể hiện trong bảng 3.5 và hình 3.4 + Bảng 3.5. Kết quả xử lý NH4 (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 10g/l Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 45
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường + [ NH4 vào]=18,92mg/l Stt Thời gian (h) (Ngày 20/09/2011) + [NH4 ] (mg/l) Hiệu suất (%) 1 0 18,92 0 2 2 17,87 5,55 3 4 16,34 13,64 4 6 15,09 20,24 5 8 13,66 27,8 6 20 11,36 39,95 7 22 10,38 45,14 8 24 9,34 50,63 20 18 16 (mg/l) 14 sau XL sau + 4 12 NH 10 8 0 5 10 15 20 25 30 Thời gian (h) + Hình 3.4. Hàm lượng NH4 sau xử lý tại bể hiếu khí với KLVL là 10g/l Dựa trên bảng 3.5 và hình 3.4 cho thấy, với khối lƣợng vật liệu lọc là 10g/l, tại + bể lọc sinh học hiếu khí, hiệu suất xử lý NH4 tăng liên tục trong 24h xử lý. Cụ thể sau Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 46
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường + 24h xử lý hiệu suất xử lý đạt cao nhất 50,63% (NH4 trong nƣớc thải giảm từ 18,926mg/l xuống 9,34 mg/l). + b. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý NH4 với khối lượng vật liệu lọc là 15g/l Đề tài tiếp tục tăng khối lƣợng vật liệu lọc trong bể lên 15g/l để xem xét ảnh + hƣởng của khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý NH4 . Kết quả của khảo sát sự + thay đổi NH4 tại khối lƣợng vật liệu lọc 15g/l theo thời gian xử lý khác nhau đƣợc thể hiện trong bảng 3.6 và hình 3.5 + Bảng 3.6. Kết quả xử lý NH4 (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 15g/l + [ NH4 vào]=18,34mg/l Stt Thời gian (h) (Ngày 26/09/2011) + [NH4 ] (mg/l) Hiệu suất (%) 1 0 18,34 0 2 2 17,03 7,14 3 4 15,56 15,16 4 6 14,23 22,41 5 8 12,84 29,98 6 20 10,62 42,09 7 22 9,39 48,8 8 24 8,62 52,99 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 47
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường 20 18 16 (mg/l) 14 sau XL sau + 4 12 NH 10 8 0 2.0 4.0 6.0 8.0 20.0 22.0 24.0 Thời gian (h) + Hình 3.5. Hàm lượng NH4 (mg/l) sau xử lý tại bể hiếu khí với KLVL là 15g/l Qua bảng 3.6 và hình 3.5, cho thấy khi tăng khối lƣợng vật liệu lọc lên thì hiệu suất xử lý Amoni cũng tăng lên ở tất cả các thời gian xử lý. Khi khối lƣợng vật liệu lọc là + 15g/l, hiệu suất xử lý NH4 tăng liên tục trong 24h xử lý. Cụ thể sau 24h xử lý hiệu suất + xử lý đạt cao nhất 52,99% (NH4 trong nƣớc thải giảm từ 18,34mg/l xuống 8,62 mg/l). Tuy nhiên, so sánh giữa 2 khối lƣợng vật liệu lọc 10g/l và 15g/lít nƣớc thải thì khi khối lƣợng vật liệu lọc 15g/lít nƣớc thải tăng không đáng kể so với 10g/lít nƣớc thải. + c. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu suất xử lý NH4 với khối lượng vật liệu lọc là 20g/l Đề tài tiếp tục tăng khối lƣợng vật liệu lọc trong bể lên 20g/l để xem xét ảnh + hƣởng của khối lƣợng vật liệu lọc đến hiệu suất xử lý NH4 . Kết quả của khảo sát sự + thay đổi NH4 tại khối lƣợng vật liệu lọc 20g/l theo thời gian xử lý khác nhau đƣợc thể hiện trong bảng 3.7 và hình 3.6 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 48
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường + Bảng 3.7. Kết quả xử lý NH4 (mg/l) tại bể lọc hiếu khí với KLVL là 20g/l + [ NH4 vào]=18,68 mg/l STT Thời gian (h) (Ngày 06/10/2011) [NH4+] (mg/l) Hiệu suất (%) 1. 0 18,68 0 2. 2 17,25 7,66 3. 4 15,68 16,06 4. 6 14,08 24,62 5. 8 12,76 31,69 6. 20 10,34 44,64 7. 22 9,39 49,73 8. 24 8,27 55,72 60 50 (%l) + 4 40 30 20 Hiệu suất XLNH suất Hiệu 10 0 0 5 10 15 20 25 30 Thời gian (h) + Hình 3.6. Hiệu suất xử lý NH4 (%) tại bể hiếu khí với KLVL là 20g/l Qua bảng 3.7 và hình 3.6, cho thấy với khối lƣợng vật liệu lọc là 20g/l, tại bể lọc + sinh học hiếu khí, hiệu suất xử lý NH4 tăng liên tục trong 24h xử lý. Cụ thể sau 24h xử Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 49
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường + lý hiệu suất xử lý đạt cao nhất 55,72% (NH4 trong nƣớc thải giảm từ 18,68mg/l xuống 8,27mg/l) 3.3. Kết quả xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ bằng thực vật thuỷ sinh 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất xử lý bằng thực vật thuỷ sinh Sau khi nƣớc thải chợ đƣợc xử lý qua bể lọc hiếu khí, nƣớc thải đƣợc đƣa vào hệ xử lý bằng thực vật. Thực vật đƣợc sử dụng là bèo tây, mật độ bèo tây là: 0,8m2/m2 mặt nƣớc. Để đảm bảo nƣớc thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép thì thời gian xử lý kéo dài. Trong quá trình xử lý nƣớc chợ bằng thực vật, đề tài đã khảo sát sự biến đổi của COD trong 5 ngày. Cứ 24h lấy mẫu để khảo sát các chỉ tiêu một lần. Kết quả xử lý COD bằng thực vật đƣợc thể hiện qua bảng 3.8 và hình 3.7 Bảng 3.8. Kết quả xử lý COD (mg/l) bằng thực vật thuỷ sinh KLVL= 10g/l KLVL= 15g/l KLVL= 20g/l Thời CODvào=342,1mg/l CODvào=351,2mg/l CODvào=285,3mg/l gian (Ngày 21/09/2011) (Ngày 27/09/2011) (Ngày 07/10/2011) (ngày) COD Hiệu COD Hiệu COD Hiệu (mg/l) suất (%) (mg/l) suất (%) (mg/l) suất (%) 0 342,1 0 351,2 0 285,3 0 1 309,2 9,617 304,6 13,27 239,1 16,19 2 261,4 23,59 257,3 26,74 193,5 32,18 3 204,9 40,11 198,1 43,59 145,4 49,04 4 156,1 54,37 145,4 58,6 98,8 65,37 5 133,5 60,98 118,2 66,34 78,3 72,56 Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 50
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Hình 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất xử lý COD bằng thực vật thủy sinh Sau 5 ngày xử lý nƣớc chợ bằng thực vật sử dụng là bèo tây. Hiệu suất xử lý chất hữu cơ trong nƣớc thải khá cao. Thể hiện qua thông số COD của nƣớc thải sau 5 ngày xử lý, đối với nƣớc thải COD đầu vào khác nhau, hiệu suất xử lý COD đều đạt trên 60%. Kết quả nghiên cứu cho thấy, bèo tây có khả năng xử lý chất hữu cơ rất tốt nhờ khả năng hấp thụ chất hữu cơ trong quá trình sống của thực vật và sự hấp thụ chất hữu cơ bởi các vi sinh vật dính bám trên bề mặt rễ của thực vật. 3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý Sau quá trình khảo sát hiệu suất xử lý COD với các khối lƣợng vật liệu khác nhau (từ 10 – 20 g/l) ta tìm đƣợc khối lƣợng vật liệu tối ƣu là 20g/l. Nƣớc thải chợ sau khi đƣợc xử lý tại bể lọc hiếu khí với khối lƣợng xơ dừa là 20g/l, tiến hành đƣa nƣớc thải sang bể nuôi bèo với các mật độ che phủ mặt nƣớc khác nhau. Khảo sát sự thay đổi COD với mật độ bèo che phủ khác nhau (mật độ bèo lần lƣợt là 0,6m2/m2 và 0,8m2/m2). Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý đƣợc thể hiện trong bảng 3.9 và hình 3.8. Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 51
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Bảng 3.9. Kết quả ảnh hưởng mật độ che phủ đến hiệu suất xử lý COD bằng thực vật thủy sinh Mật độ che phủ 0,6m2/m2 Mật độ che phủ 0,8m2/m2 Thời gian COD sau xử Hiệu suất xử lý COD sau xử Hiệu suất xử (ngày) lý (mg/l) COD (%) lý (mg/l) lý COD (%) (0) 285,3 0 285,3 0 1 249,2 12,65 229,4 19,59 2 201,5 29,37 179,6 37,05 3 157,8 44,69 134,5 52,86 4 123,6 56,68 106,8 62,57 5 99,3 65,19 79,59 72,1 Hình 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của mật độ che phủ thực vật đến hiệu suất xử lý Với kết quả trên bảng 3.9 và hình 3.8, ta nhận thấy mật độ che phủ của bèo tây cao đã đạt hiệu quả xử lý chất hữu cơ trong nƣớc thải tốt hơn so với mật độ che phủ nhỏ. Điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, khi quần thể bèo càng nhiều thì khả năng hấp thụ chất hữu cơ của chúng càng cao (với quần thể bèo cùng kích thƣớc và độ trƣởng thành). Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 52
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Trong khuôn khổ đề tài, qua quá trình nghiên cứu em đã thu đƣợc một số kết quả nhƣ sau: - Đánh giá mức độ ô nhiễm chung của nƣớc chợ, các thông số ô nhiễm cơ bản sau: + COD dao động trong khoảng 895,2 – 1014,3 mg/l vƣợt khoảng 8,95 – 10,14 lần tiêu chuẩn cho phép. + pH dao động trong khoảng 6,5 – 7,1 mg/l là đạt tiêu chuẩn cho phép. + SS dao động trong khoảng 278 – 297 mg/l vƣợt khoảng 2,78 – 2,97 lần tiêu chuẩn cho phép. + + NH4 dao động trong khoảng 18,34 – 18,92 mg/l vƣợt khoảng 1,83 – 1,89 lần tiêu chuẩn cho phép. Kết quả trên cho thấy nƣớc thải bị ô nhiễm nặng bởi các thành phần chất hữu cơ. Vì vậy để đảm bảo chất lƣợng nƣớc trƣớc khi thải ra môi trƣờng thì nguồn nƣớc này cần đƣợc xử lý. - Tiến hành nghiên cứu xử lý nƣớc thải chợ trên mô hình hệ thống xử lý nƣớc thải đã xây dựng trong phòng thí nghiệm với vật liệu lọc là xơ dừa và kết hợp với thực vật thủy sinh. Qua kết quả nghiên cứu, rút ra kết luận sau: + Thời gian xử lý kéo dài thì hiệu suất xử lý chất hữu cơ bằng phƣơng pháp sinh học và thực vật càng tăng. + Khối lƣợng vật liệu lọc càng tăng (từ 10 – 20 g/l) thì hiệu suất xử lý chất hữu cơ càng tăng. + Sau thời giam xử lý 24h ở bể lọc hiếu khí và 5 ngày bằng thực vật thủy sinh thì nƣớc thải chợ sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép. 2. Kiến nghị Đề xuất các nghiên cứu tiếp theo. - Khảo sát ảnh hƣởng của oxi tối ƣu cho quá trình xử trong bể lọc hiếu khí để tìm ra lƣợng oxi tối ƣu cho quá trình xử lý. - Nghiên cứu đối với các loại vật liệu lọc khác nhƣ: sỏi nhẹ, cát, đá, vỏ sò, để tìm ra vật liệu lọc tối ƣu. - Nghiên cứu các loài thực vật thủy sinh khác có tác dụng làm sạch nƣớc. Ngoài ra, có thể nghiên cứu các yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến khả năng sống của bèo tây: ánh sáng, hàm lƣợng O2 trong nƣớc thải, Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 53
Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 PGS.TS Đặng Kim Chi (2001), ”Hóa học môi trƣờng” , NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 2 PGS.TS Hoàng Kim Cơ, PGS.TS Lƣơng Đức Phẩm (2001), “Kỹ thuật môi trƣờng”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. [3] Nguyễn Thị Luyến (2010), “Khóa luận tốt nghiệp”, Đại học Dân Lập Hải Phòng, 2010. [4] Trần thị Hƣờng (2009), “Khóa luận tốt nghiệp”, Đại học Dân Lập Hải Phòng. [5] Lƣơng Đức Phẩm (2000), “Công nghệ xử lí nƣớc thải bằng biện pháp sinh học”, NXB Giáo dục, Hà Nội. 6 Nguyễn Thị Ƣớc (2009), “Khóa luận tốt nghiệp”, Đại học Dân Lập Hải Phòng. [7] com.vn [8] Sinh viên: Vũ Thị Thoa − MT1101 54