.png)
LỜI MỞ ĐẦU
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người. Nước trong tự nhiên bao gồm toàn bộ nước từ các đại dương, biển vịnh sông hồ, ao suối, nước ngầm... Trên trái đất nước ngọt chiếm một tỉ lệ rất nhỏ so với nước mặn. Nước mặt rất cần thiết cho sự sống và phát triển, nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào các phản ứng sinh hóa và tạo nên các tế bào mới. Vì vậy, có thể nói rằng ở đâu có nước thì ở đó có sự sống.
Nước được dùng cho đời sống, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ. Sau khi sử dụng thì nước trở thành nước thải và chúng sẽ 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 các ngành công, nông nghiệp… Chúng đã để lại rất nhiều hậu quả phức tạp, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Vấn đề này đang là mối nguy đáng lo ngại rất nhiều người cũng như rất nhiều quốc gia trên thế giới.
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người. Nước trong tự nhiên bao gồm toàn bộ nước từ các đại dương, biển vịnh sông hồ, ao suối, nước ngầm... Trên trái đất nước ngọt chiếm một tỉ lệ rất nhỏ so với nước mặn. Nước mặt rất cần thiết cho sự sống và phát triển, nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào các phản ứng sinh hóa và tạo nên các tế bào mới. Vì vậy, có thể nói rằng ở đâu có nước thì ở đó có sự sống.
Nước được dùng cho đời sống, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ. Sau khi sử dụng thì nước trở thành nước thải và chúng sẽ 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 các ngành công, nông nghiệp… Chúng đã để lại rất nhiều hậu quả phức tạp, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Vấn đề này đang là mối nguy đáng lo ngại rất nhiều người cũng như rất nhiều quốc gia trên thế giới.
Ở Việt Nam hiện nay toàn bộ nước thải sinh hoạt chưa được xử lý và được thải bỏ ra sông, hồ, ao các con kênh, rạch... Vì vậy, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước và bốc mùi khó chịu, làm mất cảnh quan và ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của con người và các loài động thực vật sống gần khu vực xã thải.
Với tình trạng ô nhiễm nguồn nước như hiện nay ở nước ta. Qua những môn mà chúng tôi đã học và được sự hướng dẫn nhiệt tình của giảng viên đã cho chúng tôi những kiến thức và kinh nghiệm để chúng tôi có thể hoàn thành đồ án với việc áp dụng sử dụng vật liệu đệm trong mô hình AAO, hiệu quả xử lý cao làm giảm nồng độ ô nhiễm của nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng.
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các hoạt động dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vui chơi giải trí… Nước thải sinh hoạt của hộ gia đình thường được chia làm 2 loại: nước thải từ nhà vệ sinh chứa các chất ô nhiễm chủ yếu là các chất hữu cơ, các loại vi sinh vật gây bệnh và nước thải từ các quá trình tắm, giặt, nấu ăn với các thành phần chất ô nhiễm không đáng kể. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng của nước thải sinh hoạt thường là COD, N, P. Trong đó hàm lượng N và P là rất lớn trong nước thải sinh hoạt, nếu không được loại bỏ thì chúng sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa.
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các hoạt động dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vui chơi giải trí… Nước thải sinh hoạt của hộ gia đình thường được chia làm 2 loại: nước thải từ nhà vệ sinh chứa các chất ô nhiễm chủ yếu là các chất hữu cơ, các loại vi sinh vật gây bệnh và nước thải từ các quá trình tắm, giặt, nấu ăn với các thành phần chất ô nhiễm không đáng kể. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng của nước thải sinh hoạt thường là COD, N, P. Trong đó hàm lượng N và P là rất lớn trong nước thải sinh hoạt, nếu không được loại bỏ thì chúng sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa.
Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ các loại chất không tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nước, việc xử lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt thích hợp thường được căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nước thải, căn cứ dựa vào chất thải sinh hoạt sau khi đã phân loại. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp xử lý thông dụng nhưng vẫn còn gặp những hạn chế nhất định như: phương pháp hóa học có nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với quy mô lớn, các hệ thống xử lý hoá lý thì lại quá phức tạp và khó vận hành…
Đối với việc xử lý nước thải sinh hoạt có yêu cầu đầu ra không quá khắt khe đối với chỉ tiêu N và P, quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính là quá trình xử lý sinh học thường được ứng dụng nhất.
Trong quá trình nghiên cứu các phương pháp xử lý chúng tôi đã tìm hiểu được mô hình AAO. Mô hình AAO là một trong những mô hình kết hợp các phương pháp sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt: sau khi xử lý cấp 1 nước thải sẽ được chảy vào bể bùn hoạt tính yếm khí (Anaerobic Tank), tiếp đến sẽ chảy vào bể vi sinh hiếu khí (Aerobic), vi sinh vật sống bám trên các hạt bùn trong các bể, tại đây sẽ diễn ra quá trình vi sinh vật oxi hoá chất hữu cơ tốc độ cao, sau quá trình này thì các chất vô cơ và hữu cơ có trong nước thải vì thế mà giảm dần, quá trình này đặc biệt giảm đi đáng kể hàm lượng Nitơ tổng (Total- Nitrogen) và Photpho tổng ( Total – Phosphase).
2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Ứng dụng công nghệ AAO kết hợp lớp vật liệu đệm để xử lý nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất hữu cơ cao.
Ứng dụng công nghệ AAO kết hợp lớp vật liệu đệm để xử lý nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất hữu cơ cao.
3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Nội dung nghiên cứu
3.1. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Tìm hiểu lý thuyết về công nghệ AAO.
Nội dung 2: Thiết kế, lắp đặt mô hình công nghệ AAO kết hợp lớp vật liệu đệm.
Nội dung 3: Nuôi bùn sinh họa và chạy thích nghi mô hình.
Nội dung 4: Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng các thí nghiệm.
Nghiên cứu khả năng loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt.
Nghiên cứu khả năng loại bỏ Nitơ trong nước thải sinh hoạt.
Nghiên cứu khả năng loại bỏ Photpho trong nước thải sinh hoạt.
Nội dung 5: Xử lý số liệu và giải thích.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
Nội dung 2: Thiết kế, lắp đặt mô hình công nghệ AAO kết hợp lớp vật liệu đệm.
Nội dung 3: Nuôi bùn sinh họa và chạy thích nghi mô hình.
Nội dung 4: Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng các thí nghiệm.
Nghiên cứu khả năng loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt.
Nghiên cứu khả năng loại bỏ Nitơ trong nước thải sinh hoạt.
Nghiên cứu khả năng loại bỏ Photpho trong nước thải sinh hoạt.
Nội dung 5: Xử lý số liệu và giải thích.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu chất lượng nước thải.
Phương pháp tổng hợp tài liệu.
Phương pháp chuyên gia: hỏi ý kiến và tư vấn của thầy cô, anh chị trong ngành.
Phương pháp vẽ đồ thị: lập đồ thị theo dõi chất lượng nước trước và sau xử lý.
Phương pháp thống kê và xử lý số liệu.
4. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
4.1. Ý nghĩa khoa học
4.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu kết hợp quá trình tăng trưởng vi sinh lơ lửng và bám dính trong cùng một hệ thống của quá trình AAO nhằm tăng cường hiệu quả xử lý giảm chi phí vận hành và xây dựng.
Theo dõi khả năng xử lý của hệ thống AAO với nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất hữu cơ cao trong thực tế.
Mô hình AAO cải tiến có chất lượng và khả năng xử lý cao hơn.
Nghiên cứu kế thừa các nghiên cứu về quá trình AAO trong xử lý nước thải trong và ngoài nước.
Kết quả nghiên cứu của đề tài được thu thập từ quá trình nghiên cứu thực nghiệm có căn cứ khoa học rỏ ràng.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Theo dõi khả năng xử lý của hệ thống AAO với nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất hữu cơ cao trong thực tế.
Mô hình AAO cải tiến có chất lượng và khả năng xử lý cao hơn.
Nghiên cứu kế thừa các nghiên cứu về quá trình AAO trong xử lý nước thải trong và ngoài nước.
Kết quả nghiên cứu của đề tài được thu thập từ quá trình nghiên cứu thực nghiệm có căn cứ khoa học rỏ ràng.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Mặc dù nước thải sinh hoạt có nồng độ chất ô nhiễm thấp và lưu lượng thải ra lớn nên mức độ gây ô nhiễm rất cao. Công nghệ AAO có ưu điểm xử lý triệt để đồng thời COD, Nitơ, Photpho trong một hệ thống nhằm đáp ứng yêu cầu xả thải nghiêm ngặt theo tính chất môi trường Việt Nam hiện tại và trong tương lai.
Áp dụng thích hợp cho các công trình xử lý nước thải sinh hoạt vừa và nhỏ, chi phí đầu tư vận hành thấp, tiết kiệm diện tích xây dựng, chi phí xây dựng.
Đưa mô hình AAO vào sử dụng rộng rãi trong thực tế do:
Chi phí thiết kế cũng như vận hành của hệ thống thấp.
Chi phí năng lượng ít hơn và vận hành thuận lợi.
Mô hình đơn giản nhưng hiệu quả xử lý cao.
Mô hình có khả năng xử lý cao do quá trình màng có thể loại bỏ chất ô nhiễm rộng hơn vì chuỗi thức ăn dài trong màng sinh học có số lượng phong phú và sự hiện diện của nhiều loài vi sinh khác nhau của metozoa, protozoa, vi khuẩn và nấm.
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Công nghệ AAO với sợi vật liệu đệm ở trong nghiên cứu này là quá trình mang bản chất sinh trưởng bám dính bao gồm các giai đoạn kỵ khí (Anaerobic) nối tiếp thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Oxic). Đây là quá trình khác biệt so với quá trình AAO với hệ bùn hoạt tính truyền thống, đó là sinh khối phát triển và dính bám vào bề mặt chất mang. Việc ứng dụng công nghệ AAO với sợi vật liệu đệm trong xử lý nước thải sinh hoạt là điểm mới của nghiên cứu.
Áp dụng thích hợp cho các công trình xử lý nước thải sinh hoạt vừa và nhỏ, chi phí đầu tư vận hành thấp, tiết kiệm diện tích xây dựng, chi phí xây dựng.
Đưa mô hình AAO vào sử dụng rộng rãi trong thực tế do:
Chi phí thiết kế cũng như vận hành của hệ thống thấp.
Chi phí năng lượng ít hơn và vận hành thuận lợi.
Mô hình đơn giản nhưng hiệu quả xử lý cao.
Mô hình có khả năng xử lý cao do quá trình màng có thể loại bỏ chất ô nhiễm rộng hơn vì chuỗi thức ăn dài trong màng sinh học có số lượng phong phú và sự hiện diện của nhiều loài vi sinh khác nhau của metozoa, protozoa, vi khuẩn và nấm.
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Công nghệ AAO với sợi vật liệu đệm ở trong nghiên cứu này là quá trình mang bản chất sinh trưởng bám dính bao gồm các giai đoạn kỵ khí (Anaerobic) nối tiếp thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Oxic). Đây là quá trình khác biệt so với quá trình AAO với hệ bùn hoạt tính truyền thống, đó là sinh khối phát triển và dính bám vào bề mặt chất mang. Việc ứng dụng công nghệ AAO với sợi vật liệu đệm trong xử lý nước thải sinh hoạt là điểm mới của nghiên cứu.
6. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài chỉ đo đạc khả năng xử lý của hệ thống với các chỉ tiêu như: NH3, PO4, COD, SVI. Vì mục tiêu của hệ thống là xử lý nước thải sinh hoạt và các loại nước thải có thành phần chất hữu cơ cao nên các chỉ tiêu trên luôn là thành phần quan trọng trong nước thải sinh hoạt. Dựa trên các chỉ tiêu đó có thể đánh giá được khả năng xử lý của hệ thống AAO vì hệ thống tối ưu xử lý các chỉ tiêu nêu trên.
Đề tài chỉ đo đạc khả năng xử lý của hệ thống với các chỉ tiêu như: NH3, PO4, COD, SVI. Vì mục tiêu của hệ thống là xử lý nước thải sinh hoạt và các loại nước thải có thành phần chất hữu cơ cao nên các chỉ tiêu trên luôn là thành phần quan trọng trong nước thải sinh hoạt. Dựa trên các chỉ tiêu đó có thể đánh giá được khả năng xử lý của hệ thống AAO vì hệ thống tối ưu xử lý các chỉ tiêu nêu trên.
