nghiên cứu công nghệ lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "nghiên cứu công nghệ lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh": http://123doc.vn/document/1044495-nghien-cuu-cong-nghe-loc-sinh-hoc-co-vat-lieu-ngap-trong-nuoc-trong-cong-nghe-xu-ly-nuoc-thai-bang-mang-vi-sinh.htm

Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
LỜI CẢM ƠN
CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
CHƯƠNG I MỞ ĐẦU trang
I Đ
ặt vấn đề 1
II. Mục đích 3
III. Đối tượng nghiên cứu 3
IV. Phương pháp nghiên cứu 4
V. Phạm vi nghiên cứu 4
CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1 Nước sạch là gì? 5
2.2 Nước thải là gì? 5
2.2.1 Nước mưa 5
2.2.2. Nước thải sinh hoạt 5
2.2 3 Nước thải công nghiệp 8
2.3 Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật 13
2.4 Các phương pháp xư ûlý nước thải 15
Phạm Thị Huyền
5
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 15
2.4.1.1 Thiết bò chắn rác 15
2.4.1.2 Thiết bò nghiền rác 16
2.4.1.3 Bể điều hoà 16
2.4.1.4 Bể lắng cát 17
2.4.1.5 Bể lắng 17
2.4.1.6 Lọc 18
2.4.1.7 Tuyển nổi, vớt dầu mỡ 18
2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học 18
2.4.2.1 Phương pháp Ozon hoá cũng thuộc loại phương pháp hoá 19
học 20
2.4.2.2 Phương pháp trung hoà 20
2.4.2.3 Phương pháp oxy hoá- khử 20
2.4.2.4 Khử trùng nước thải 21
2.4.2.5 Phương pháp Chlor hoá 21
2.4.2.6 Phương pháp Chlor hoá nước thải bằng Clorua vôi 21
2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý 22
2.4.3.1 Phương pháp keo tụ 22
2.4.3.2 Phương pháp tuyển nổi 22
2.4.3.3 Phương pháp hấp phụ 23
2.4.3.4 Phương pháp trao đổi ion 23
2.4.3.5 Các quá trình tách bằng màng 24
2.4.3.6 Phương pháp điện hoá 25
2.4.3.7 Phương pháp trích ly 25
2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 26
2.4.4.1 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên 28
2.4.4.1.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc 28
Phạm Thị Huyền
6
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
2.4.4.1.2 Cánh đồng tưới nông nghiệp 29
2.4.4.1.3 Hồ sinh học 30
2.4.4.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo 31
2.4.4.2.1 Bể Aeroten 31
2.4.4.2.2 Bể lọc sinh học- Biôphin 33
2.4.4.2.3 Đóa quay sinh học 33
2.4.4.2.4 Bể lọc kỵ khí có lớp cặn lơ lửng( UASB) 33
2.4.4.2.5 Bể khí sinh học: 34
2.4.4.3 Vi sinh học trong nước thải công nghiệp 35
2.4.4.3.1 Vi khuẩn 37
2.4.4.3.2 Virut 39
2.4.4.3.3 Nấm men 40
2.4.4.3.4 Tảo đơn bào 41
2.4.4.3.5 Nguyên sinh động vật 41
2.4.4.3.6 Các sinh vật khác 43
CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC SINH
HỌC NGẬP NƯỚC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 Tổng quan về bể lọc sinh học 44
3.1.1 Đònh nghóa bể lọc sinh học 44
3.1.2 Phân loại lọc sinh học 47
3.2 Lọc sinh học bởi lớp vật liệu lọc ngập trong nước 48
3.2.1 Cấu tạo và quy trình vận hành 48
3.2.2 Tính chất của vật liệu lọc nổi 50
3.2.3 Vi sinh vật trong xử lý 52
3.2.4 Cấu tạo và hoạt động của màng vi sinh vật 55
3.2.4.1 Cấu tạo màng vi sinh 55
3.2.4.2 Quá trình tiêu thụ cơ chất và làm sạch nước thải 56
Phạm Thị Huyền
7
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
3.2.4.2.1 Quá trình tiêu thụ cơ chất diễn ra như sau 56
3.2.4.2.2 Quá trình nitrat hóa 57
3.2.4.2.3 Quá trình khử nitrat 59
3.2.4.2.4 Quá trình khử phostpho 59
3.2.5 Quá trình sinh trưởng, phát triển và suy thoái của màng vi
sinh vật 60
3.2.6 Tắc màng và các biện pháp khắc phục 60
3.2.6.1 Hiện tượng tắc màng 60
3.2.6.2 Cách khắc phục 61
3.2.7 Ưu điểm và nhược điểm 63
3.2.7.1 Ưu điểm 63
3.2.7.2 Nhược điểm 63
3.2.8 Các yếu tố ảnh hưởng tới xử lý 63
3.3 Mô hình thí nghiệm 64
3.3.1 Chuẩn bò 65
3.3.2 Các bước tiến hành 65
3.3.2.1 TN1: xác đònh các thông số bùn 65
3.3.2.2 TN2: chạy giai đoạn thích nghi 66
3.3.2.3 TN3: giai đoạn chạy tónh 66
3.3.2.4 TN4: giai đoạn chạy động 67
3.4: Công thức tính thông số động học 67
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Xác đònh thông số đầu vào của bùn 70
4.2 Giai đoạn thích nghi 70
4.3 Giai đoạn chạy tónh 71
4.3.1 Tải trọng 24 giờ 71
4.3.2 Tải trọng 12 giờ 72
Phạm Thị Huyền
8
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
4.3.3 Tải trọng 6 giờ 73
4.3.4 Tải trọng 4 giờ 74
4.3.5 Tải trọng 2 giờ: 76
4.4 Giai đoạn chạy động: 77
4.4.1 Tải trọng 24 giờ với lưu lượng28 lít/ngày 77
4.4.2 Tải trọng 12 giờ với lưu lượng 56 lít/ngày 78
4.4.3 Tải trọng 6 giờ với lưu lượng 112 lít/ ngày 79
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
5.2 Kiến nghò
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: Bảng tiêu chuẩn nước thải Việt Nam 5945:2005
PHỤ LỤC 2: Hình ảnh một số vật liệu lọc
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Phạm Thị Huyền
9
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đề tài tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực rất lớn của bản
thân sinh viên thì sự tận tình hướng dẫn và sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia
đình hết sức quan trọng.
Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy Lâm Vónh Sơn đã trực tiếp hướng
dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện khoá luận, em đã được thầy cô trong khoa Môi
Trường và Công Nghệ Sinh Học giúp đỡ rất nhiều. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc đến các thầy cô – những người đã hết lòng truyền đạt kiến thức quý báu cho
em có được ngày hôm nay.
Em cũng cảm ơn sự chia sẻ của các bạn cùng khoá và các anh chò lớp trên.
Chính nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy cô và các bạn em đã vượt qua những
khó khăn trong thời gian qua. Hơn nữa trong quá trình thực hiện khoá luận em đã
học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm quý báu.
Em xin chân thành cảm ơn !
Phạm Thị Huyền
10
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
SVTH : Phạm Thò Huyền
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LỌC SINH HỌC CÓ
LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC TRONG CÔNG
NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG MÀNG VI SINH
GVHD : Ths. Lâm Vónh Sơn
Phạm Thị Huyền
11
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
SVTH : Phạm Thò Huyền
MSSV : 207111020
TP.HCM, tháng 8 năm 2010
CHƯƠNG I
MƠ ÛĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Nước là chất không thể thiếu đối với sự sống trên trái đất. Cùng với sự phát
triển của nền văn minh nhân loại qua quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa loài
người đang đứng trước hiểm họa của vấn đề ô nhiễm môi trường. Trong đó ô
nhiễm nguồn nước là một trong những vấn đề nóng bỏng nhất. Để tiến tới một xã
hội phát triển bền vững, nhiều tổ chức quốc tế và hầu hết các quốc gia trên thế giới
đều có những chương trình và hành động cụ thể nhằm bảo vệ môi trường sinh thái
của nước mình cũng như môi trường toàn cầu. Trong xu thế đó ở nước ta đã ban
hành luật bảo vệ môi trường và các quy luật cũng như triển khai nhiều chương
trình hành động cụ thể để bảo vệ môi trường.
Để giảm thiểu tác động xấu đến môi trường, đảm bảo phát triển bền vững thì
ngoài việc áp dụng các biện pháp nhằm giảm thiểu tại nguồn sử dụng tiết kiệm và
hiệu quả tài nguyên thiên nhiên thì giải pháp xử lý cuối đường ống luôn đóng vai
trò quan trọng trong nhiệm vụ bảo vệ môi trường nói chung và bảo vệ nguồn nước
nói riêng. Chính vì lẽ đó nhiều nhà khoa học, công nghệ đã được tập trung vào
nghiên cứu và đưa ra các giải pháp nhằm giảm thiểu các tác động xấu tới môi
trường do các hoạt động của đời sống và sản xuất gây nên. Một trong những xu
hướng nghiên cứu thu hút nhiều sự quan tâm của giới khoa học đó là xử lý nước
Phạm Thị Huyền
12
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
thải. Nước thải được tạo ra từ nhiều loại hoạt động khác nhau của xã hội và vì vậy
chúng có tính chất rất khác nhau tùy thuộc vào nguồn thải. Nhưng có một điểm
chung là khả năng gây ô nhiễm nguồn nước đe dọa trực tiếp tới con người cũng
như môi trường sinh thái.
Để giải quyết những vấn đề nêu trên đã có nhiều biện pháp. Trong đó có:
 p dụng công nghệ mới không có hoặc có ít nước thải.
 Loại trừ hoặc giảm phế thải công nghiệp vào nước thải sản xuất.
 p dụng hệ thống tuần hoàn, tái sử dụng nước sản xuất.
 Xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn.
Tùùy thuộc vào từng loại nước thải và dựa trên những yêu cầu nhất định mà
người ta lựa chọn sử dụng một phương pháp nào đó hoặc kết hợp nhiều phương
pháp với nhau. Mỗi phương pháp xử lý nước thải đều có những ưu việt và hạn chế.
Không thể nào có duy nhất một phương pháp duy nhất cho tất cả các loại nước
thải. Để lựa chọn một phương pháp cần phải có những hiểu biết chung về môi
trường và những kiến thức về các nguyên lý cơ bản cũng như công nghệ của
phương pháp đó. Trên cơ sở đó mới có thể đưa ra giải pháp thích hợp. Tuy nhiên,
xuất phát từ yêu cầu của sự phát triển thiên thiện, hài hòa với môi trường và
những ưu điểm vượt trội của phương pháp sinh học, điều đầu tiên phải tính đến là
sử dụng phương pháp sinh học.
Nhiều nơi thế giới như hệ thống xử lý bằng hoạt tính, hệ thống xử lý kỵ khí
kiểu UASB; các kiểu dạng khác nhau của lọc sinh học kỵ khí và hiếu khí; hệ thống
xử lý kết hợp kỵ khí/ hiếu khí; hệ thống kết hợp xử lý bằng bùn hoạt tính với thực
vật thủy sinh, hệ thống sử dụng tảo xử lý nước thải thu sinh khối. Tuy nhiên, những
hệ thống này được nghiên cứu và đưa vào thực tế ứng dụng cho các cơ sở xử lý
quy mô lớn với cơ sở hạ tầng tốt, công việc thu gom nước thải thực hiện dễ dàng.
Với những nước đang phát triển như Việt Nam thì việc xây dựng hệ thống thu gom
nước thải sinh hoạt về các cơ sở xử lý tập trung quy mô lớn là rất tốn kém và có
Phạm Thị Huyền
13
Khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ: Lâm Vĩnh Sơn
thể nói khó có thể thực hiện trong tương lai gần. Thêm vào đó nước thải sinh hoạt
của cộng đồng dân cư nhỏ thì việc thu gom lại càng trở nên khó khăn hơn do
khoảng cách lớn từ nguồn thải tới trạm xử lý. Đối với các cơ sở công nghệ quy mô
nhỏ, cơ sở sản xuất tại các làng nghề đặc biệt là cơ sở sản xuất thực phẩm quy mô
nhỏ đang tạo ra sức ép rất lớn đối với môi trường do nước sản xuất gây ra. Một
trong những nguyên nhân gây ra tình trạng này là do trình độ công nghệ của
những cơ sở này thấp, thiết bị lạc hậu, chắp vá nên lượng nước thải ra trên một đơn
vò sản phẩm lớn.
Trong phạm vi của bài tiểu luận tốt nghiệp “ nghiên cứu công nghệ lọc sinh
học với vật liệu ngập trong nước trong công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi
sinh” . Tôi tiến hành nghiên cứu nhằm đưa ra mô hình xử lý nước thải ứng dụng
lọc sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải thực phẩm.
1.2 Mục đích
Để bảo vệ môi trường cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp
làm cho môi trường ngày càng bò ô nhiễm nghiêm trọng ảnh hưởng tới đời sống
và sức khoẻ của con người. Trong đó, môi trường nước đang bò ô nhiễm nặng.
Nhằm nâng cao đời sống cho người dân đòi hỏi nước phải sạch sẽ đảm bảo yêu
cầu y tế. Do đó, việc xử lý nước thải là rất cần thiết đối với các nước cũng như
Việt Nam. Công nghệ lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước nhằm loại
bỏ các chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước trong nước thải mang lại nguồn nước
sạch nhằm bảo vệ môi trường và con người.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện qua việc tìm hiểu các phương
pháp xử lý nước thải trong công nghệ xử lý nước thải. Các phương pháp xử lý
nước thải sử dụng phổ biến hiện nay đặc biệt là phương pháp xử lý nước thải
bằng phương pháp sinh học
Phạm Thị Huyền
14