Nghiên cứu và đánh giá xử lý lọc sinh học bằng giá thể xơ dừa và dây cước nhựa trong xử lý nước thải sinh hoạt

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO ÑAÏI HOÏC DLKTCN TP.HCM COÄNG HOAØ XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT NAM ÑOÄC LAÄP – TÖÏ DO – HAÏNH PHUÙC ------------------- KHOA: Moâi tröôøng & Coâng ngheä sinh hoïc BOÄ MOÂN: Coâng ngheä sinh hoïc NHIEÄM VUÏ ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP HOÏ VAØ TEÂN: Voõ Minh Maãn MSSV: 105111041 NGAØNH: Coâng ngheä sinh hoïc LÔÙP: 05DSH Ñaàu ñeà Luaän vaên toát nghieäp: - Nghieân cöùu vaø ñaùnh giaù xöû lí loïc sinh hoïc baèng giaù theå xô döøa vaø day cöôùc nhöïa trong xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït Nhieäm vuï (yeâu caàu veà noäi dung vaø soá lieäu ban ñaàu): a. Toång quan veà nöôùc thaûi sinh hoaït b. Nghieân cöùu chaïy moâ hình vaø keát quaû nghieân cöùu c. So saùnh keát quaû vaø keát luaän Ngaøy giao Luaän vaên toát nghieäp: 01/04/2009 Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï: 30/06/2009 Hoï vaø teân ngöôøi höôùng daãn: Phaàn höôùng daãn: 1/ Th.s Laâm Vónh Sôn 100% 2/ Noäi dung vaø yeâu caàu Luaän vaên toát nghieäp ñaõ ñöôïc thoâng qua Boä moân Ngaøy 25 thaùng 6 naêm 2009 Ngöôøi höôùng daãn chính (kyù vaø ghi roõ hoï teân) CHUÛ NHIEÄM BOÄ MOÂN (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) NGÖÔØI HÖÔÙNG DAÃN CHÍNH (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) PHAÀN DAØNH CHO KHOA, BOÄ MOÂN Ngöôøi duyeät (chaám sô boä): Ñôn vò: Ngaøy baûo veä: Ñieåm toång keát: Nôi löu tröõ Luaän vaên toát nghieäp: LÔØI CAÛM ÔN Ñeå hoaøn thaønh ñöôïc ñoà aùn toát nghieäp naøy, em ñaõ nhaän ñöôïc söï giuùp ñôõ taän tình cuûa taát caû caùc thaày, coâ trong khoa moâi tröôøng-coâng ngheä sinh hoïc. Thaày, coâ ñaõ truyeàn ñaït cho em nhöõng kieán thöùc quyù baùu trong nhöõng naêm hoïc tröôùc ñeå em coù theâm kieán thöùc thöïc hieän ñoà aùn naøy. Em xin chaân thaønh caûm ôn caùc anh chò taïi thí nghieäm ñaõ taïo ñieàu kieän cho em laøm thí nghieäm taïi ñaây. Ñaëc bieät, em xin chaân thaønh caûm ôn thaày Laâm Vónh Sôn ñaõ taän tình höôùng daãn, giaûng daïy, giuùp ñôõ, ñoäng vieân em trong quaù trình laøm ñoà aùn naøy. Cuoái cuøng, em xin ñöôïc baøy toû loøng bieát ôn ñeán gia ñình, nhöõng ngöôøi luoân ñoäng vieân, taïo ñieàu kieän cho em hoïc taäp vaø thöïc hieän ñoà aùn cuûa mình. Vì thôøi gian laøm ñoà aùn toát nghieäp coù giôùi haïn neân trong ñoà aùn naøy vaãn coøn nhieàu thieáu soùt, raát mong söï ñoùng goùp cuûa quyù thaày coâ vaø caùc baïn. Sinh vieân thöïc hieän Voõ Minh Maãn MUÏC LUÏC Lôøi caûm ôn Danh muïc caùc baûng Danh muïc caùc hình Chöông 1: MÔÛ ÑAÀU 1.1. Ñaët vaán ñeà 1 1.2. Ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa ñeà taøi 1 1.3. Muïc ñích yeâu caàu cuûa ñeà taøi 2 1.4. Noäi dung nghieân cöùu 2 1.5. Phöông phaùp nghieân cöùu 2 1.6. Phaïm vi nghieân cöùu 2 Chương 2: TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT 2.1. Toång quan veå nöôùc thaûi sinh hoaït 3 2.1.1. Khaùi quaùt veà hieän traïng nöôùc thaûi sinh hoaït 3 2.1.2. Nhöõng aûnh höôûng cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït ñeán ñôøi soáng cuûa con ngöôøi 2.1.2.1. Ñeán moâi tröôøng töï nhieân 4 2.1.2.2. Ñeán moâi tröôøng nhaân taïo 5 2.1.3. Ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït 5 2.1.3.1. Thaønh phaàn vaät lí 5 2.1.3.2. Thaønh phaàn hoùa hoïc 6 2.2. Toång quan veà caùc phöông phaùp xöû lí nöôùc thaûi sinh hoaït 6 2.2.1. Phöông phaùp cô hoïc 6 2.2.2. Phöông phaùp hoùa lí 7 2.2.3. Phöông phaùp keát tuûa – taïo boâng 8 2.2.4. Phöông phaùp trung hoøa 8 2.2.5. Phöông phaùp haáp thuï 9 2.2.6. Phöông phaùp oxi hoùa khöû 9 2.2.7. Phöông phaùp oxy hoùa ñieän hoùa 9 2.2.8. Phöông phaùp sinh hoïc 11 2.2.8.1. Xöû lí hieáu khí 11 a. Heä thoáng buøn hoaït tính 11 b. Hoà suïc khí 14 c. Suïc khí 15 d. Phin loïc nhoû gioït 19 e. Toå hôïp ñóa quay sinh hoïc 21 f. Löïa choïn phöông phaùp xöû lí hieáu khí 22 2.2.9. Phöông phaùp khöû truøng 25 2.3. Caùc vi sinh vaät tham gia vaøo quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi 26 2.3.1. Vi khuaån (Bacteria) 27 2,3.2. Virus vaø thöïc khuaån theå 32 2.3.3. Vi naám(Fungi) 32 2.3.4 Naám men 33 2.3.5. Naám moác 34 2.3.6. Taûo (Algae) 34 2.3.7. Nguyeân sinh ñoäng vaät (Protozoa) 35 2.4. Lòch söû nghieân cöùu vaø öùng duïng phöông phaùp sinh tröôûng gaén keát trong xöû lyù nöôùc thaûi 36 2.4.1 Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hieáu khí vôùi sinh tröôûng gaén keát 36 2.4.2 Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp kò khí vôùi sinh tröôûng gaén keát 38 2.4.3 Vaät lieäu laøm giaù theå 40 Chöông 3: PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU VAØ KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU 3. Phöông phaùp nghieân cöùu 45 3.1. Phöông phaùp luaän 45 3.1.1. Cô sôû lyù thuyeát cuûa quaù trình sinh hoïc 45 3.1.2. Cô sôû lyù thuyeát veà khaû naêng dính baùm 47 3.1.3. Giaù theå vaø moâ hình nghieân cöùu 48 3.1.3.1. Giaù theå 48 3.1.3.2. Moâ hình 48 3.1.3.3. Caùc thieát bò phuï trôï 49 a. Maùy bôm khí 49 b. Thieát bò phaân phoái khí 49 3.2. Vaän haønh 49 3.3. Keát quaû nghieân cöùu 51 3.3.1. Giaù theå söû duïng laø xô döøa 51 3.3.1.1. Tieán haønh chaïy thích nghi 51 3.3.1.2.Thöïc hieän quaù trình taêng taûi troïng ( chaïy moâ hình tónh) 52 3.3.1.3. Quaù trình taêng taûi troïng ( giai ñoaïn chaïy moâ hình ñoäng) 59 3.3.2. Giaù theå cöôùc nhöïa 64 3.3.2.1. Keát quaû giai ñoaïn thích nghi 64 3.3.2.2.Thöïc hieän quaù trình taêng taûi troïng ( chaïy moâ hình tónh) 65 3.3.2.3. Quaù trình taêng taûi troïng ( giai ñoaïn chaïy moâ hình ñoäng) 73 CHÖÔNG 4: SO SAÙNH VAØ KEÁT LUAÄN 4.1. So saùnh 78 4.1.1. So saùnh keát quaû quaù trình chaïy thích nghi giaù theå 78 4.1.2. So saùnh giai ñoaïn taêng taûi troïng (chaïy moâ hình tónh) 79 4.1.2.1. Vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 24h 79 4.1.2.2. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 12h 82 4.1.2.3. öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 6h 85 4.1.2.4. Öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 4h 88 4.1.2.5. Öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 2h 92 4.1.3. So saùnh giai ñoaïn taêng taûi troïng (chaïy moâ hình ñoäng) 95 4.1.3.1. Uùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 24h 95 4.1.3.2. Uùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 12h 98 4.1.3.3. Öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 6h 102 4.2. Keát luaän 105 4.3. Kieán nghò 105 4.4. Ñeà xuaát quy trình coâng ngheä 106 Taøi lieäu tham khaûo Phuï luïc DANH MUÏC BAÛNG Baûng 2.1: Taûi troïng chaát baån theo ñaàu ngöôøi 4 Baûng 22.: ÖÙùng duïng caùc coâng trình cô hoïc trong xöû lí nöôùc thaûi 7 Baûng 2.3: ÖÙùng duïng caùc quaù trình hoùa lí trong xöû lí nöôùc thaûi 10 Baûng 2.4: Caùc quaù trình sinh hoïc duøng trong xöû lí nöôùc thaûi 22 Baûng 2.5. Tính chaát vaät lí cuûa moät soá vaät lieäu duøng cho loïc nhoû gioït 41 DANH MUÏC HÌNH Hình 2.1. Sô ñoà heä thoáng buøn hoaït tính ñôn giaûn 11 Hình 2.2. Sô ñoà heä thoáng buøn hoaït tính thoâng thöôøng 12 Hình 2.3. Caáu taïo hoà hieáu khí (treân) vaø hoà phöùc taïp (döôùi) 14 Hình 2.4. Khueách taùn boït khí nhoû vaø trung bình 16 Hình 2.5. Khueách taùn boït khí lôùn, thoâ 16 Hình 2.6. Phaùc hoïa heä thoáng suïc khí tónh 17 Hình 2.7. Heä thoáng suïc khí baèng tuabin 17 Hình 2.8. Sô ñoà suïc khí beà maët noåi 18 Hình 2.9. Phaùc hoïa suïc khí beà maët baèng choåi quay 18 Hình 2.10. Maët caét cuûa maøng sinh khoái sinh tröôûng lieân keát 19 Hình 2.11. Vaät lieäu ñôõ ñieån hình cuûa phin loïc nhoû gioït 20 Hình 2.12. Phaùc hoïa phin loïc nhoû gioït 20 Hình 2.13. Sô ñoà toå hôïp ñóa quay sinh hoïc 21 Chöông 1 MÔÛ ÑAÀU 1.1. Ñaët vaán ñeà Ngaøy nay, vaán ñeà moâi tröôøng ñang raát ñöôïc quan taâm, ñaëc bieät laø vaán ñeà nöôùc thaûi trong caùc quaù trình saûn xuaát coâng nghieäp, trong quaù trình sinh hoaït. Haàu heát nöôùc thaûi töø caùc khu daân cö, nhaø maùy, xí nghieäp cheá bieán, saûn xuaát khi xaû thaûi vaøo moâi tröôøng ñeàu chöa ñaït tieâu chuaån cho pheùp (TCCP), ñaõ daãn ñeán chaát löôïng moâi tröôøng ngaøy caøng bò suy thoaùi nghieâm troïng, ñaëc bieät laø chaát löôïng moâi tröôøng nöôùc. 1.2. Ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa ñeà taøi Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc laø moät phöông phaùp ñang raát ñöôïc öa duøng vì chi phí cho coâng ngheä naøy reû hôn so vôùi nhöõng coâng ngheä khaùc vaø ít gaây taùc haïi phuï ñeán chaát löôïng nöôùc sau khi xöû lyù. Trong ñoù, vieäc söû duïng nhöõng giaù theå dính baùm ñeå vi sinh vaät phaùt trieån daãn ñeán taêng khaû naêng taêng hieäu quaû xöû lyù. Xô döøa vaø cöôùc nhöïa laø vaät lieäu coù theå tìm thaáy hoaëc ñöôïc mua moät caùch deã daøng treân ñaát nöôùc chuùng ta. Chuùng ta coù theå taän duïng xô trong lôùp voû quaû döøa ñeå taïo thaønh moät loaïi vaät lieäu coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi, trong ñoù loaïi nöôùc thaûi chuùng ta quan taâm laø nöôùc thaûi sinh hoaït. Vôùi ñaëc tính tôi xoáp, xô döøa coù khaû naêng laøm giaù theå cho vi sinh vaät dính baùm trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït baèng phöông phaùp sinh hoïc hieáu khí. Vieäc öùng duïng naøy cuõng chæ môùi ñöôïc nghieân cöùu gaàn ñaây nhöng noù ñaõ môû ra cho chuùng ta moät höôùng ñi môùi trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi. Tuy nhieân ñeå söû duïng loaïi xô döøa vaø cöôùc nhöïa laøm giaù theå dính baùm ñaït hieäu quaû toát nhaát thì vieäc nghieân cöùu so saùnh hieäu quaû söû duïng xô döøa vaø cöôùc nhöïa laøm giaù theå trong xöû lyù sinh hoïc hieáu khí laø raát caàn thieát. Töø ñoù ta coù theå tìm ra loaïi giaù theå thích hôïp nhaát trong vieäc laøm giaù theå dính baùm cuûa coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït ñeå chaát löôïng nöôùc thaûi naøy ñaït tieâu chuaån cho pheùp. 1.3. Muïc ñích yeâu caàu cuûa ñeà taøi Ñaùnh giaù so saùnh khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït baèng phöông phaùp sinh hoïc baùm dính hieáu khí vôùi giaù theå laø xô döøa vaø daây cöôùc nhöïa ñöôïc boù laïi coù ñöôøng kính d = 2,5 mm, chieàu cao h = 15 mm. 1.4. Noäi dung nghieân cöùu Tieán haønh phaân tích caùc chæ tieâu ñaàu vaøo cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït sau khi laáy töø chung cö Ngoâ Taát Toá, phöôøng 25, quaän Bình Thaïnh. Tieán haønh chaïy moâ hình thí nghieäm vaø phaân tích caùc chæ tieâu ñaàu ra vôùi nhieàu cheá ñoä thuûy löïc khaùc nhau ñeå tìm ra khoaûng noàng ñoä xöû lyù toái öu nhaát ñoái vôùi töøng loaïi giaù theå nghieân cöùu. Ñöa ra caùc soá lieäu maø giaù theå coù khaû naêng xöû lyù ñoái vôùi loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït. 1.5. Phöông phaùp nghieân cöùu Xaây döïng moâ hình moâ phoûng beå xöû lyù vôùi kích thöôùc nhoû ñaët trong phoøng thí nghieäm. Vaän haønh moâ hình moâ phoûng vôùi giaù theå laø xô döøa vaø cöôùc nhöïa theo caùc cheá ñoä taûi troïng khaùc nhau. Kieåm nghieäm caùc ñaëc tính oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi tröôùc vaø sau xöû lyù ñeå ñaùnh giaù hieäu quaû xöû lyù. Caùc chæ tieâu caàn kieåm tra thöôøng xuyeân laø COD, pH, SS 1.6. Phaïm vi nghieân cöùu Moâ hình trong phoøng thí nghieäm. ÖÙùng duïng ñoái vôùi beå sinh hoïc hieáu khí. Aùp duïng cho loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït. Chương 2 TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT 2.1. Toång quan veå nöôùc thaûi sinh hoaït 2.1.1. Khaùi quaùt veà hieän traïng nöôùc thaûi sinh hoaït Nöôùc thaûi sinh hoaït laø nöôùc ñöôïc thaûi boû sau khi söû duïng cho caùc muïc ñích sinh hoaït cuûa coäng ñoàng: taém, giaët giuõ, taåy röûa, veä sinh caùc nhaân…chuùng thöôøng ñöôïc thaûi ra töø caùc caên hoä, cô quan, tröôøng hoïc, beänh vieän, chôï, vaø caùc coâng trình coâng coäng khaùc. Löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa moat khu daân cö phuï thuoäc vaøo daân soâ, vaøo tieâu chuan caáp nöôùc vaø ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng thoaùt nöôùc. Tieâu tieâu chuan nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa caùc khu daân cö ñoâ thò thöôøng laø 100 ñeán 250 l/ngöôøi.ngaøy ñeâm ( ñoái vôùi caùc nöôùc ñang phaùt trieån) vaø töø 150 ñeán 500 l/ ngöôøi.ngaøy ñeâm ( ñoái vôùi caùc nöôùc phaùt trieån). Ôû nöôùc ta hieän nay, tieâu chuan caáp nöôùc dao ñoäng töø 120 ñeán 180 l/ ngöôøi.ngaøy ñeâm. Ñoái vôùi khu vöïc noâng thoân, tieâu chuan caáp nöôùc dao ñoäng töø 50 ñeán 100 l/ngöôøi.ngaøy ñeâm. Thoâng thöôøng tieâu chuan nöôùc thaûi sinh hoaït laáy baèng 80 ñeán 100% tieâu chuan nöôùc caáp. Nöôùc thaûi sinh hoaït töø caùc trung taâm thöôøng ñöôïc thoaùt baèng heä thoáng thoaùt nöôùc daãn ra caùc soâng raïch, coøn caùc vuøng ngoaïi thaønh vaø noâng thoân do khoâng coù heä thoáng thoaùt nöôùc neân nöôùc thaûi thöôøng ñöôïc thoaùt töï nhieân vaøo caùc ao hoà hoaëc thoaùt baèng caùc bieän phaùp töï thaám. Ngoaøi ra, löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa khu daân cö coøn phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän trang thieát bò veä sinh nhaø ôû, ñaëc ñieåm khí haäu thôøi tieát vaø taäp quaùn sinh hoaït cuûa ngöôøi daân. Baûng 2.1: Taûi troïng chaát baån theo ñaàu ngöôøi Chæ tieâu chaát oâ nhieãm Heä soá phaùt thaûi Caùc quoác gia gaàn guõi vôùi Vieät Nam Theo tieâu chuaån Vieät Nam (TCXD-51-84) Chaát raén lô löûng (SS) 70 -145 50 - 55 BOD5 ñaõ laéng 45 - 54 25 - 30 BOD20 ñaõ laéng - 30 - 35 COD 72 - 102 - N-NH4+ 2.4 - 4.8 7 Phospho toång soá 0.8 - 4.0 1.7 Daàu môõ 10 - 30 - 2.1.2. Nhöõng aûnh höôûng cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït ñeán ñôøi soáng cuûa con ngöôøi 2.1.2.1. Ñeán moâi tröôøng töï nhieân Nöôùc thaûi sinh hoaït gay ra söï oâ nhieãm moâi tröôøng töï nhieân do caùc thaønh phaàn oâ nhieãm: - COD, BOD: söï khoaùng hoùa, oån ñònh chaát höõu cô tieâu thuï moat löôïng lôùn vaø gay thieáu huït oxy cuûa nguoàn tieáp nhaän daãn ñeán aûnh höôûng cuûa heä sinh thaùi moâi tröôøng nöôùc. neáu oâ nhieãm quaù möùc ñieàu kieän yeám khí coù theå hình thaønh. Trong quaù trình phaân huûy yeám khí sinh ra caùc saûn phaåm nhö H2S, NH3, CH4…laøm cho nöôùc coù muøi hoâi thoái vaø laøm giaûm pH cuûa moâi tröôøng nöôùc nôi tieáp nhaän. - SS: laéng ñoäng ôû nguoàn tieáp nhaän gay ñieàu kieän yeám khí - Nhieät ñoä: nhieät ñoä nöôùc thaûi sinh hoaït thöôøng khoâng gay aûnh höôûng ñeán ñôøi soáng cuûa thuûy sinh vaät. - Vi khuaån gaây beänh: gay ra caùc beänh lan truyeàn baèng ñöôøng nöôùc tieåu nhö: tieâu chaûy, ngoä ñoäc thöùc aên, vaøng da… - N, P: nay laø nhöõng nguyeân toá dinh döôõng ña löôïng. Neáu noàng ñoä trong nöôùc quaù cao daãn tôùi hieän töôïng phuù döôõng hoùa, ñoù laø söï phaùt trieån buøng phaùt cuûa caùc loaïi taûo, laøm cho caùc noàng ñoä oxi trong nöôùc raát thaáp vaøo ban ñeâm gay ngaït thôû vaø gay chaát caùc thuûy sinh vaät, trong khi ñoù ban ngaøy noàng ñoä oxi raát cao do quaù trình hoâ haáp cuûa taûo thaûi ra. - Maøu: maøu ñuïc hoaëc ñen, gay maát myõ quan - Daàu môõ: gaây muøi, ngaên caûn khueách taùn oxi 2.1.2.2. Ñeán moâi tröôøng nhaân taïo Beân caïnh söï oâ nhieãm moâi tröôøng töï nhieân, thì nöôùc thaûi noùi chung, nöôùc thaûi sinh hoaït noùi rieâng khi chöa qua xöû lí maø ñöôïc xaû tröïc tieáp ra moâi tröôøng seõ gay maát mó quan khu vöïc. Ñoù laø chöa keå ñeán vieäc phaùt sinh caùc loaïi dòch beänh laï, aûnh höôûng ñeán söùc khoûe cuûa ngöôøi daân. Veà maët xaõ hoäi thì noù seõ gaây ra söï baát an vaø thieáu tin töôûng vaøo caùc cô quan quaûn lí, töø ñoù seõ keùo theo nhieàu heä luïy tieâu cöïc. 2.1.3. Ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït Thaønh phaàn nöôùc thaûi ñöôïc chia thaønh 2 nhoùm chính: 2.1.3.1. Thaønh phaàn vaät lí: Theo traïng thaùi lí hoïc: caùc chaát baån trong nöôùc thaûi ñöôïc chia thaønh 3 nhoùm: + Nhoùm 1: goàm caùc chaát khoâng tan ôû daïng lô löûng kích thöôùc lôùn ( nhöõng haït coù ñöôøng kính > 10-1 mm) vaø ôû daïng huyeàn phuø, nhuõ töông, boït ( nhöõng haït coù ñöôøng kính töø 10-1 ñeán 10-4mm) + Nhoùm 2: goàm caùc chaát ôû daïng keo ( nhöõng haït coù kích thöôùc töø 10-4 ñeán 10-6 mm) + Nhoùm 3: goàm caùc chaát hoøa tan ôû daïng phaân töû. Nhöõng haït naøy coù ñöôøng kính < 10-6 mm. chuùng khoâng taïo thaønh pha rieâng bieät maø trôû thaønh heä moät pha hay coøn goïi laø dung dòch thaät. 2.1.3.2. Thaønh phaàn hoùa hoïc: Thaønh phaàn hoùa hoïc: bieåu thò daïng caùc chaát baån trong nöôùc thaûi coù caùc tính chaát hoùa hoïc khaùc nhau, ñöôïc chia thaønh 3 nhoùm: Thaønh phaàn voâ cô: caùt, seùt, xæ. Acid voâ cô, caùc ion cuûa muoái phaân li…( khoaûng 42% ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït) Thaønh phaàn höõu cô: caùc chaát coù nguoàn goác töø ñoäng vaät, thöïc vaät, caën baû baøi tieát…( chieám khoaûng 58%) + Caùc chaát chöùa Nito: ure, protein, amin, acid amin + Caùc hôïp chaát hidrocacbon: môõ, xaø phoøng, cellulose… + Caùc hôïp chaát coù chöùa phosphor, löu huyønh Thaønh phaàn sinh hoïc: naám men, naám moác, taûo, vi khuaån… Hình 3.1 sô ñoà minh hoïa veà thaønh phaàn vaät lí vaø hoùa hoïc nöôùc thaûi sinh hoaït 2.2. Toång quan veà caùc phöông phaùp xöû lí nöôùc thaûi sinh hoaït: Caùc loaïi nöôùc thaûi ñeàu chöùa taïp chaát gay oâ nhieãm raát khaùc nhau: töø caùc loaïi chaát raén khoâng tan, ñeán nhöõng loaïi chaát khoù tan hoaëc tan ñöôïc trong nöôùc, xöû lí nöôùc thaûi laø loaïi boû caùc taïp chaát ñoù, laøm saïch laïi nöôùc hoaëc thaûi vaøo nguoàn hay taùi söû duïng. Ñeå ñaït ñöôïc nhöõng muïc ñích ñoù chuùng ta thöôøng döïa vaøo ñaëc ñieåm cuûa töøng loaïi taïp chaát ñeå löïa choïn phöông phaùp xöû lí thích hôïp. Thoâng thöôøng coù caùc phöông phaùp xöû lí sau: + Xöû lí baèng phöông phaùp cô hoïc + Xöû lí baèng phöông phaùp hoùa lí + Xöû lí baèng phöông phaùp sinh hoïc + Phöông phaùp khöû truøng 2.2.1. Phöông phaùp cô hoïc: Xöû lí nöôùc thaûi baèng phöông phaùp cô hoïc thöïc chaát laø aùp duïng caùc löïc vaät lí ñeå loaïi boû caùc taïp chaát cô hoïc khoâng tan ra khoûi nöôùc thaûi baèng caùch gaïn loïc, loïc, laéng. Caùc coâng trình xöû lí trong phöông phaùp cô hoïc goàm coù: song chaén raùc, beå laéng caùt, beå vôùt daàu, môõ, beå laéng, beå loïc,… vaø moãi coâng trình ñôn vò naøy ñeàu coù nhieäm vuï khaùc nhau vaø hoã trôï nhau ñeå loaïi boû caùc taïp chaát cô hoïc töông öùng trong nöôùc thaûi. Baûng 2.2: ÖÙùng duïng caùc coâng trình cô hoïc trong xöû lí nöôùc thaûi Caùc coâng trình Öùng duïng Löôùi chaén raùc Taùch caùc chaát raén thoâ vaø coù theå laéng Nghieàn raùc Nghieàn caùc chaát raén thoâ ñeán kích thöôùc nhoû hôn ñoàng nhaát Beå ñieàu hoøa Ñieàu hoøa löu löôïng vaø taûi troïng BOD vaø SS Laéng Taùch caùc caën laéng vaø neùn buøn Loïc Taùch caùc haït caën lô löûng coøn laïi sau xöû lí sinh hoïc hoaëc hoùa hoïc Maøng loïc Töông töï nhö quaù trình loïc,taùch taûo töø nöôùc thaûi sau hoà oån ñònh Vaän chuyeån khí Boå sung vaø taùch khí Bay hôi vaø bay khí Bay hôi caùc hôïp chaát höõu cô bay hôi töø nöôùc thaûi Nguoàn: PGS. PTS Hoaøng Hueä - 1996 - Xöû lí nöôùc thaûi – Nhaø xuaát baûn xaây döïng 2.2.2. Phöông phaùp hoùa lí: Thöïc chaát cuûa phöông phaùp hoùa lí laø ñöa vaøo nöôùc thaûi chaát phaûn öùng naøo ñoù ñeå gay taùc ñoäng tôùi caùc chaát baån, bieán ñoåi hoùa hoïc, taïo thaønh caùc chaát khaùc döôùi daïng caën hoaëc chaát hoøa tan nhöng khoâng ñoäc haïi hay gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. Caùc phöông phaùp hoùa lí thöôøng öùng duïng ñeå xöû lí nöôùc thaûi keo tuï, haáp thu, trích li, bay hôi, tuyeån noåi… Caên cöù vaøo ñieàu kieän ñòa phöông vaø yeâu caàu veä sinh maø phöông phaùp hoùa lí laø giaûi phaùp cuoái cuøng hoaëc laø giai ñoaïn xöû lí sô boä cho caùc giai ñoaïn xöû lí tieáp theo. 2.2.3. Phöông phaùp keát tuûa – taïo boâng: Quaù trình keo tuï taïo boâng ñöôïc öùng duïng ñeå loaïi boû caùc chaát raén lô löûng vaø caùc haït keo coù kích thöôùc raát nhoû ( 10-7 – 10-8 cm ). Caùc chaát naøy toàn taïi ôû daïng khueách taùn vaø khoâng theå loaïi boû baèng quaù trình laéng vì raát toán raát nhieàu thôøi gian. Ñeå taêng hieäu quaû laéng, giaûm bôùt thôøi gian laéng cuûa chuùng thì ta neân theâm vaøo nöôùc thaûi moät soá hoùa chaát nhö pheøn nhoâm, pheøn saét, polymer… caùc chaát naøy coù taùc duïng keát dính caùc chaát kheách taùn trong dung dòch thaønh caùc haït coù kích côõ vaø tyû troïng lôùn hôn neân seõ laéng nhanh hôn. Caùc chaát keo tuï duøng laø pheøn nhoâm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4).12H2O, NH4Al(SO4).12H2O ; pheøn saét: Fe2(SO4)3.2H2O,FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chaát keo tuï khoâng phaân li, daïng cao phaân töû coù nguoàn goác thieân nhieân hay toång hôïp. Trong khi tieán haønh quaù trình keo tuï, taïo boâng can chuù yù: - pH cuûa nöôùc thaûi - Baûn chaát cuûa heä keo - Söï coù maët cuûa caùc ion trong nöôùc - Thaønh phaàn cuûa caùc chaát höõu cô trong nöôùc - Nhieät ñoä 2.2.4. Phöông phaùp trung hoøa: Nöôùc thaûi thöôøng coù nhöõng giaù trò pH khaùc nhau. Muoán nöôùc thaûi ñöôïc xöû lí toát baèng phöông phaùp sinh hoïc phaûi tieán haønh trung hoøa vaø ñieàu chænh pH veà vuøng 6,6 – 7,6. Trung hoøa baèng caùch duøng caùc dung dòch acid hoaëc muoái acid, caùc dung dòch kieàm hoaëc acid kieàm ñeå trung hoøa dòch nöôùc thaûi. Trung hoøa baèng troän laãn chaát thaûi Trung hoøa baèng boå sung caùc taùc nhaân hoùa hoïc Trung hoøa nöôùc thaûi baèng acid baèng caùch loïc qua vaät lieäu coù taùc duïng trung hoøa. 2.2.5. Phöông phaùp haáp thuï: Phöông phaùp haáp thuï ñöôïc duøng ñeå loaïi heát caùc chaát baån hoøa tan vaøo nöôùc maø phöông phaùp xöû lí sinh hoïc cuøng caùc phöông phaùp khaùc khoâng loaïi boû ñöôïc vôùi haøm löôïng raát nhoû. Thoâng thöôøng nay laø caùc hôïp chaát hoøa tan coù ñoäc tính cao hoaëc caùc chaát coù muøi, vò vaø maøu raát khoù chòu. Caùc chaát haáp phuï thöôøng duøng laø: than hoaït tính, ñaát seùt hoaït tính, silicagen, keo nhoâm, moät soá chaát toång hôïp hoaëc chaát thaûi trong saûn xuaát, nhö xæ tro, xæ maït saét… trong soá naøy than hoaït tính ñöôïc duøng phoå bieán nhaát. Than hoaït tính coù hai loaïi daïng: boat vaø daïng haït ñeàu ñöôïc duøng ñeå haáp phuï. 2.2.6. Phöông phaùp oxi hoùa khöû: Ñeå laøm saïch nöôùc thaûi ngöôøi ta coù theå söû duïng caùc chaát oxi hoùa nhö clo ôû daïng khí vaø hoùa loûng, dioxit clo, clorat canxi, hypoclorit canxi va natri, kali permanganate, kali bicromat, peoxythyro, oxy cuûa khoâng khí, ozon… Trong quaù trình oxy hoùa, caùc chaát ñoäc haïi trong nöôùc thaûi ñöôïc chuyeån thaønh caùc chaát ít ñoäc hôn vaø taùch ra khoûi nöôùc. quaù trình naøy tieâu toán moät löôïng lôùn caùc taùc nhaân hoùa hoïc, do ñoù quaù trình oxy hoùa hoùa hoïc chæ ñöôïc duøng trong nhöõng tröôøng hôïp khi caùc taïp chaát gay nhieãm baån trong nöôùc thaûi khoâng theå taùch baèng nhöõng phöông phaùp khaùc. 2.2.7. Phöông phaùp oxy hoùa ñieän hoùa: Phöông phaùp oxy hoùa ñieän hoùa ñöôïc duøng ñeå xöû lí nöôùc thaûi sinh hoaït, vôùi muïc ñích khöû caùc chaát coù trong nöôùc thaûi ñeå thu hoài caën quyù (kim loaïi) treân caùc ñieän cöïc anot. Phöông phaùp naøy duøng xöû lí nöôùc thaûi xi maï Niken, maï baïc hay caùc nhaø maùy taåy gæ kim loaïi, nhö ñieän phaân dung dòch chöùa saét sunfat vaø acid sunfuric töï do baèng maøng trao ñoåi ion seõ phuïc hoài 80 – 90% acid sunfuric vaø thu hoài boat saét vôùi khoái löôïng laø 20 – 25kg/m3 dung dòch. Neáu xöû lí baèng phöông phaùp ñieän phaân thì nöôùc thaûi coù theå duøng laïi ñöôïc, vaø dung dòch acid sunfuric coù theå duøng laïi cho quaù trình ñieän phaân sau. Baûng 2.3: ÖÙùng duïng caùc quaù trình hoùa lí trong xöû lí nöôùc thaûi Quaù trình Öùng duïng Khuaáy troän Khuaáy troän hoùa chaát vaø chaát khí vôùi nöôùc thaûi vaø giöõ caën ôû traïng thaùi lô löûng Taïo boâng Giuùp cho vieäc taäp hôïp caùc haït caën nhoû vaø caùc haït caën lôùn hôn ñeå coù theå taùch ra baèng laéng trong löïc Tuyeån noåi Taùch haït caën lô löûng nhoû vaø caùc haït coù tyû troïng xaáp xæ tæ troïng cuûa nöôùc, hoaëc söû duïng ñeå neùn buøn sinh hoïc Haáp thuï Taùch caùc chaát höõu cô khoâng ñöôïc xöû lí baèng caùc phöông phaùp hoùa hoïc thoâng thöôøng hoaëc baèng phöông phaùp sinh hoïc. Noù cuõng ñöôïc duøng ñeå taùch kim loaïi naëng khöû chlorine cuûa nöôùc thaûi tröôùc khi xaû vaøo nguoàn Khöû truøng: - Baèng Clo - Baèng ClO2 - Baèng BrCl2 - Baèng Ozon - Baèng tia UV Phaù huûy choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh Khöû Chlorine Taùch Clo coøn laïi sau quaù trình clo hoùa 2.2.8. Phöông phaùp sinh hoïc: 2.2.8.1. Xöû lí hieáu khí Trong quaù trình hieáu khí, toùm taét phaûn öùng xaûy ra nhö sau: Taïp chaát höõu cô + oâxy = teá baøo môùi + CO2 + H2O Nöôùc thaûi cheá bieán thuûy saûn raát ít khi caàn phaûi boå sung caùc chaát dinh döôõng (nhö nitô, phoâtpho), nhöng vieäc cung caáp ñaày ñuû oxy laø raát quan troïng ñeå heä thoáng hoaït ñoäng coù hieäu quaû. Caùc quaù trình hieáu khí cô baûn bao goàm: heä thoáng buøn hoaït tính, hoà nöôùc, boä loïc nhoû gioït, vaø toå hôïp ñóa quay sinh hoïc. Caùc quaù trình hieáu khí naøy ñöôïc moâ taû cuøng vôùi caùc phöông tieän duøng ñeå suïc khí. a. Heä thoáng buøn hoaït tính Xuaát hieän ôû Anh töø ñaàu theá kyû 20 vaø ñöôïc mang teân naøy vì buøn (khoái caùc vi sinh vaät) ñöôïc taïo ra, seõ phaân huûy hieáu khí vaø oån ñònh löôïng taïp chaát raén trong nöôùc thaûi. Hình 2.1 laø sô ñoà heä thoáng buøn hoaït tính ñieån hình. Ñoái vôùi caùc heä thoáng lôùn, ñaëc bieät laø khi döï kieán löôïng nöôùc thaûi thay ñoåi nhieàu, neân thieát keá heä thoáng vôùi nhieàu beå laéng vaø beå suïc khí. Soá löôïng beå phuï thuoäc vaøo löôïng nöôùc thaûi. Hình 2.1. Sô ñoà heä thoáng buøn hoaït tính ñôn giaûn Löôïng taïp chaát höõu cô coøn laïi sau quaù trình xöû lyù sô boä do laéng, loïc vaø tuyeån noåi chaûy vaøo beå phaûn öùng trong ñoù coù chöùa caùc vi sinh vaät (buøn hoaït tính) vaø ñöôïc suïc khí lieân tuïc. Sau ñoù hoãn hôïp chaûy sang beå laéng thöù caáp, taïi ñaây, caùc sinh khoái laéng xuoáng. Nöôùc thaûi ñaõ qua xöû lyù ñöôïc xaû ra sau khi khöû truøng coøn moät phaàn sinh khoái ñöôïc löu chuyeån ngöôïc trôû laïi beå suïc khí. Phaûi löu chuyeån sinh khoái ñeå ñaûm baûo ñuû löôïng vi sinh vaät phaân huûy taïp chaát höõu cô caøng nhanh caøng toát. Löôïng sinh khoái tuaàn hoaøn phuï thuoäc vaøo nhu caàu phaân huûy nhanh vaø söï caàn thieát ñeå vi khuaån keát tuï ñaït yeâu caàu sao cho quaù trình laéng thöù caáp coù theå phaân taùch heát sinh khoái. Neáu sinh khoái ñöôïc giöõ laâu trong heä thoáng, khaû naêng keát tuï cuûa chuùng cao leân vì chuùng baét ñaàu taïo ra buøn cellulo taïo ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå keát tuï. Caùc heä thoáng buøn hoaït tính thoâng duïng nhaát laø: beå khuaáy troän löu chuyeån thoâng thöôøng vaø beå khuaáy troän löu chuyeån lieân tuïc, trong ñoù nöôùc thaûi ñöôïc troän moät caùch trieät ñeå (hình 2.1). Trong quaù trình löu chuyeån thoâng thöôøng, nöôùc thaûi löu chuyeån doïc theo beå suïc khí, vôùi doøng chaûy “dích daéc” nhôø caùc taám chaén höôùng doøng (hình 2.2). Nhu caàu oxy khi duøng phöông phaùp naøy cao nhaát ôû ñaàu vaøo vì ôû ñaây coù nhieàu taïp chaát höõu cô nhaát. Hình 2.2. Sô ñoà heä thoáng buøn hoaït tính thoâng thöôøng Trong quaù trình troän trieät ñeå, caùc doøng vaøo ñöôïc daãn töø caùc ñieåm khaùc nhau ñeå taïo tính ñoàng nhaát cho hoãn hôïp; neáu troän ñeàu, nöôùc thaûi coù ñaëc tính ñoàng nhaát trong toaøn boä beå phaûn öùng vaø seõ oån ñònh hôn khi ñaûo troän (do caùc doøng vaøo ñaõ ñöôïc hoøa troän trong beå). Ñoái vôùi nöôùc thaûi cheá bieán thuûy saûn, phaûi ñaûo troän khi maät ñoä taïp chaát höõu cô hoaëc khi löu löôïng nöôùc thaûi ñaït cao nhaát. Coù theå laøm giaûm löu löôïng toái ña baèng caùch ngaên giöõ nöôùc thaûi laïi trong caùc beå xöû lyù sô boä. Xöû lyù baèng buøn hoaït tính thoâng thöôøng caàn theå tích cuûa beå phaûn öùng nhoû hôn neáu vaãn ñaûm baûo ñeå doøng chaûy “ dích daéc” laø doøng chaûy eâm aû thaønh lôùp maø ñieàu naøy thöôøng khoâng xaûy ra. Trong taát caû caùc heä thoáng buøn hoaït tính, vieäc taùch sinh khoái khoûi chaát loûng vaø ñöa trôû laïi moät phaàn vaøo heä thoáng sao cho maät ñoä vi sinh vaät töông ñoái cao ñeå coù theå phaân huûy taïp chaát höõu cô trong thôøi gian ngaén. Vì vaäy coù 2 thôøi gian löu giöõ khaùc nhau: thôøi gian löu giöõ nöôùc () laø tyû soá giöõa theå tích beå phaûn öùng (V) vaø löu löôïng nöôùc thaûi (Q): = V/Q vaø thôøi gian löu giöõa sinh khoái () laø tyû soá giöõa sinh khoái coù trong beå phaûn öùng vaø khoái löôïng sinh khoái thaûi ra trong 1 ngaøy. thöôøng khoaûng 3-6 giôø trong khi khoaûng 3-15 ngaøy. Thôøi gian löu giöõ khaùc nhau vì taát caû nöôùc thaûi ñaõ loïc ñeàu ñöôïc xaû nhöng chæ moät phaàn nhoû buøn ñöôïc thaûi ra. Coù theå xaû thaúng buøn töø beå laéng hoaëc xaû bôùt moät phaàn nöôùc ra töø beå phaûn öùng tröôùc khi vaøo beå laéng. Caùc heä thoáng buøn hoaït tính thöôøng loaïi boû ñöôïc 85-95% löôïng taïp chaát höõu cô. Yeáu toá chính ñeå heä thoáng hoaït ñoäng thaønh coâng laø vaän haønh toát vaø caàn phaûi ñaøo taïo ngöôøi vaän haønh. Thieát bò naøy phuø hôïp vôùi caùc xí nghieäp cheá bieán qui moâ lôùn, vaän haønh quanh naêm nhöng khoâng phuø hôïp vôùi caùc xí nghieäp cheá bieán qui moâ nhoû, vaän haønh theo muøa vì thieát bò naøy phaûi hoaït ñoäng lieân tuïc ñeå duy trì heä vi sinh vaät. b. Hoà suïc khí Hoà suïc khí thöôøng laø ao ñaøo vaø hoaït ñoäng khoâng coù quaù trình löu chuyeån taïp chaát raén trong heä thoáng, ñaây laø ñieåm khaùc cô baûn so vôùi heä thoáng buøn hoaït tính. Coù 2 loaïi hoà phoå bieán: hoà pha troän toaøn boä (lô löûng hoaøn toaøn) trong ñoù noàng ñoä taïp chaát raén vaø oxy hoøa tan khaù ñoàng ñeàu, caû chaát raén vaø khoái vi sinh vaät ñeàu khoâng laéng; hoà troän phöùc hôïp (hieáu khí-kî khí hoaëc coøn goïi laø lô löûng moät phaàn). Trong hoà phöùc hôïp, coâng suaát cuûa caùc maùy khuaáy thaáp laøm chaát raén tích tuï ôû döôùi ñaùy vaø seõ bò phaân huûy kî khí, trong khi phaàn chaát raén lô löûng phía treân ñöôïc phaân huûy hieáu khí (hình 2.3). Coâng suaát ñieän cuûa caùc maùy khuaáy duøng trong hai hoà naøy khaùc nhau, hoà hieáu khí 2,5-6W/m3; hoà troän phöùc hôïp 0,8-1W/m3. Vì ôû ngoaøi trôøi neân veà muøa ñoâng nhieät ñoä nöôùc trong hoà xuoáng thaáp laøm cho maät ñoä vi sinh hoaït ñoäng yeáu, thaäm chí bò ñoùng baêng. Tuy nhieân cuõng coù theå khaéc phuïc moät phaàn nhöôïc ñieåm naøy baèng caùch ñaøo hoà saâu. Caùc hoà saâu naøy caàn coù nôi phaân laéng thöù caáp, coù theå ôû daïng ao noâng hoaëc beå laéng thoâng thöôøng. Hình 2. 3. Caáu taïo hoà hieáu khí (treân) vaø hoà phöùc taïp (döôùi) Neáu söû duïng beå laéng ñaøo döôùi ñaát, caàn coù ñuû thôøi gian ñeå chaát raén laéng vaø cuõng phaûi coù ñuû ñieàu kieän ñeå tích tuï buøn. Coù nhieàu khaû naêng seõ gaây muøi khoù chòu do buøn laéng phaân huûy vaø taûo coù theå phaùt trieån leân beà maët laøm cho haøm löôïng chaát raén lô löûng trong nöôùc thaûi taêng. Coù theå xöû lyù muøi baèng caùch ñaøo beå saâu toái thieåu 2m, löu giöõ chaát loûng khoâng quaù 12 ngaøy ñeå haïn cheá söï phaùt trieån cuûa taûo. Trong heä thoáng hoà phöùc hôïp, chaát raén tích tuï doïc theo thaønh vaø ôû caùc goùc beå hieáu khí, coøn trong hoà pha troän toaøn boä, caùc chaát naøy taäp trung giöõa caùc thieát bò suïc khí. Taïp chaát raén tích tuï seõ phaân huûy ôû döôùi ñaùy nhöng do moät phaàn khoâng coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc neân luoân hình thaønh caën, vì vaäy caàn ñònh kyø loaïi boû löôïng chaát raén tích tuï naøy. c. Suïc khí Heä thoáng laøm thoaùng nhö ôû treân caàn coù oxy ñeå hoaït ñoäng. Tuøy theo ñaëc ñieåm cuûa quaù trình, coù theå duøng caùc thieát keá khaùc nhau. Coù theå cung caáp oxy tôùi heä thoáng buøn hoaït tính baèng suïc khí khueách taùn, khuaáy tro._.än baèng tuabin, thieát bò suïc khí tónh hoaëc thieát bò khueách taùn boït khí thoâ treân beà maët. Hai loaïi cuoái cuøng ñöôïc söû duïng trong hoà suïc khí. Heä thoáng suïc khí khueách taùn (hình 2.4) ñöôïc chia thaønh khueách taùn boït khí kích thöôùc nhoû, trung bình vaø thoâ hoaëc lôùn. Thieát bò khueách taùn boït khí nhoû ñöôïc laøm töø caùc nguyeân lieäu xoáp (haït oâxít silic hoaëc oâxit nhoâm lieân keát baèng coâng ngheä goám hoaëc nhöïa) taïo ra nhöõng boït khí raát nhoû ôû beà maët roäng giuùp chuyeån oxy töø khoâng khí tôùi nöôùc thaûi. Thieát bò khueách taùn boït khí côõ trung bình coù daïng oáng coù ñuïc loã hoaëc oáng ñöôïc boïc baèng nhöïa hoaëc baèng sôïi ñan. Khueách taùn boït khí thoâ laø nhöõng thieát bò coù loã roãng vôùi nhieàu daïng khaùc nhau ñeå choáng bò taéc (hình 2.5). Hình 2.4. Khueách taùn boït khí nhoû vaø trung bình Hình 2.5. Khueách taùn boït khí lôùn, thoâ Khi söû duïng thieát bò khueách taùn boït khí nhoû hoaëc mòn, phaûi duøng khoâng khí ñaõ loïc saïch buïi ñeå traùnh bò taéc. Maëc duø thöïc hieän quaù trình trao ñoåi oxy coù phaàn ít hieäu quaû hôn nhöng thieát bò khueách taùn boït khí thoâ vaãn ñöôïc öa duøng hôn vì khoâng sôï buïi laøm taéc, giaù thaønh vaø yeâu caàu baûo döôõng thaáp. Chuùng thöôøng ñöôïc ñaët doïc theo caùc khoang chöùa khí, gaàn ñaùy beå suïc khí. Thieát bò suïc khí tónh (hình 2.6) laø caùc oáng thaúng ñöùng coù lôùp maøng boïc ngoaøi vaø ñaët ôû ñaùy beå suïc khí. Khoâng khí neùn doàn töø ñaùy caùc oáng leân laøm hoãn hôïp khí vaø nöôùc thoaùt ra khoûi maøng boïc, thöïc hieän quaù trình trao ñoåi oxy. Thieát bò naøy ñöôïc söû duïng chuû yeáu trong caùc hoà suïc khí. Hình 2.6. Phaùc hoïa heä thoáng suïc khí tónh Suïc khí baèng tuabin laø moät trong nhöõng thieát bò thoâng duïng vaø ñôn giaûn nhaát. Thieát bò naøy coù heä thoáng caùnh quaït tuabin daãn ñoäng baèng ñoäng cô ñieän quay vôùi toác ñoä cao phía treân caùc oáng hoaëc voøng, töø ñoù khí neùn ñöôïc xaû ra (hình 2.7). Boït khí töø caùc oáng phaân taùn theo voøng quay cuûa tuabin. Tuøy theo ñoä saâu cuûa beå suïc khí, moät truïc coù theå coù nhieàu caùnh quaït. Tuabin coù chöùc naêng duy trì lôùp vi sinh vaät ôû traùng thaùi lô löûng, phaân taùch vaø phaân taùn boït khí, trong ñoù phaân taùn boït khí toán naêng löôïng nhaát. Hình 2.7. Heä thoáng suïc khí baèng tuabin Caùc thieát bò suïc khí beà maët thoâng duïng nhaát ñöôïc ñaët treân moät giaøn noåi (hình 2.8) vaø goàm moät caùnh quaït ñaët trong oáng naâng, caùnh quaït ñöôïc daãn ñoäng töø moät ñoäng cô khoâng bò nhuùng trong nöôùc. Caùnh quaït huùt chaát loûng töø döôùi phun leân beà maët beå. Quaù trình trao ñoåi oxy dieãn ra töø khoâng khí qua phaàn nöôùc ñöôïc phun leân vaø tôùi beà maët nöôùc bò xaùo troän quanh thieát bò. Hình 2.8. Sô ñoà suïc khí beà maët noåi Moät loaïi thieát bò suïc khí beà maët khaùc coù teân goïi laø thieát bò suïc khí ”choåi quay” bao goàm caùc caùnh quaït ñaët treân caùnh quay (hình 2.9). Thoâng thöôøng nhöõng thieát bò naøy phaûi coù caùc taám höôùng doøng chaûy vaø baûo ñaûm vaän toác doøng xoaùy. Tyû leä trao ñoåi oxy baèng caùc thieát bò suïc khí khaùc nhau dao ñoäng töø 0,7-1,4 kg oxy/kwh khi duøng trong nöôùc thaûi thöïc teá. Haàu heát caùc catalogue ñöa ra coâng suaát lôùn hôn raát nhieàu, vì nhöõng trò soá naøy döïa treân caùc thí nghieäm ôû ñieàu kieän chuaån (duøng nöôùc maùy saïch ôû 200C vaø khoâng coù oxy hoøa tan ôû thôøi ñieåm baét ñaàu thí nghieäm). Khi choïn thieát bò suïc khí, caàn phaûi hieåu ñuùng caùc trò soá ñoù vaø phaûi yeâu caàu cung caáp heä thoáng chuyeån ñoåi sang cho nöôùc thaûi thöïc teá ñeå ñaùnh giaù ñuùng tyû leä trao ñoåi. Hình 2.9. Phaùc hoïa suïc khí beà maët baèng choåi quay d. Phin loïc nhoû gioït Phin loïc nhoû gioït laø moät trong caùc quaù trình sinh tröôûng lieân keát phoå bieán nhaát. Trong heä thoáng naøy, sinh khoái khoâng lô löûng nhö trong quaù trình xöû lyù baèng buøn hoaït tính hoaëc hoà suïc khí maø haàu heát caùc vi sinh vaät ñeàu lieân keát vôùi vaät lieäu ñôõ ñeå phaùt trieån (hình 2.10). Hình 2.10. Maët caét cuûa maøng sinh khoái sinh tröôûng lieân keát Vi sinh vaät baùm treân thaønh haáp thuï caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi töø maøng nöôùc xung quanh vaø phaân huûy chuùng. Oxy töø khoâng khí khueách taùn qua maøng nöôùc vaø xaâm nhaäp vaøo sinh khoái. Vì vaät theå höõu cô taêng tröôûng lôùp sinh khoái daøy hôn vaø lôùp beân trong cuûa sinh khoái khoâng ñuû oxy cuõng nhö chaát dinh döôõng seõ taùch khoûi vaät lieäu ñôõ, treân vaät lieäu ñôõ moät lôùp môùi baét ñaàu phaùt trieån. Thöôøng vi sinh vaät taùch ra ôû daïng moät cuïc lôùn vaø laéng ñoïng töông ñoái nhanh so vôùi caùc sinh khoái lô löûng. Khoâng khí löu chuyeån giöõa caùc khe cuûa vaät lieäu ñôõ. Coù theå duøng ñaù soûi xeáp tuøy tieän ñeå laøm vaät lieäu ñôõ (kích thöôùc töø 5 – 10cm). Caùc caáu kieän laøm töø nhöïa deûo (hình 2.11) gaàn ñaây trôû neân thoâng duïng hôn do troïng löôïng nheï, phaân phoái doøng chaûy ñeàu hôn, khoaûng troáng vaø dieän tích tieáp xuùc rieâng lôùn hôn. Hình 2.11. Vaät lieäu ñôõ ñieån hình cuûa phin loïc nhoû gioït Phin loïc nhoû gioït laø beå löu chuyeån xeáp ñaày caùc vaät lieäu ñôõ saâu töø 1-2,5m hoaëc 10m neáu duøng vaät lieäu ñôõ toång hôïp. Ñaùy beå phaûi ñuû khoûe ñeå chòu ñöôïc vaät lieäu ñôõ vaø ñöôïc thieát keá ñeå thu nhaän nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù. Nöôùc thaûi sau xöû lyù hoaëc ñöôïc phun baèng caùc voøi phun ñaët caùch ñeàu nhau hoaëc phoå bieán hôn laø baèng tay ñoøn phaân phoái quay (hình 2.12). Nöôùc thaûi thaám qua lôùp vaät lieäu ñôõ, haáp thuï taïp chaát höõu cô vaø phaân huûy sinh khoái trong khi nöôùc chaûy xuoáng ñaùy vaø ñöôïc thu gom ñi. Hình 2.12. Phaùc hoïa phin loïc nhoû gioït Ñoái vôùi vaät lieäu ñôõ treân ñoù coù sinh khoái phaùt trieån, tyû leä khoaûng troáng vaø dieän tích beà maët laø caùc ñaëc tính quan troïng; thoâng soá thöù nhaát caàn ñeå ñaûm baûo khoâng khí löu chuyeån toát, thoâng soá thöù hai caàn ñeå taïo ñieàu kieän cho sinh khoái baùm vaøo caøng nhieàu caøng toát ñeå phaân huûy caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Maëc duø chi phí ban ñaàu cao hôn nhöng vaät lieäu ñôõ toång hôïp nheï coù nhieàu khoaûng troáng vaø dieän tích beà maët lôùn hôn. Thoâng thöôøng, khoâng khí löu chuyeån töï nhieân, nhöng ñoái vôùi nöôùc thaûi bò oâ nhieãm naëng phaûi söû duïng phöông phaùp thoâng gioù cöôõng böùc coù hoaëc khoâng tuaàn hoaøn nöôùc thaûi sau beå laéng. Söï caàn thieát phaûi tuaàn hoaøn phuï thuoäc vaøo möùc ñoä baån cuûa nöôùc thaûi vaø löôïng oxy ñeán sinh khoái. Phaûi thöïc hieän tuaàn hoaøn khi BOD5 cuûa nöôùc thaûi caàn xöû lyù vöôït quaù möùc 500mg/l. Gioáng nhö caùc heä thoáng xöû lyù sinh hoïc khaùc, nhieät ñoä thaáp laøm giaûm khaû naêng phaân huûy sinh hoïc cuûa phin loïc nhoû gioït. Ôû nhöõng vuøng laïnh coù theå phaûi che phuû kín caùc phin naøy. Hieäu quaû khöû BOD5 phuï thuoäc nhieàu vaøo löôïng taïp chaát höõu cô nhöng thöôøng ñaït khoaûng 45-70% cho phin loïc moät laàn vaø coù theå tôùi 90% neáu loïc hai laàn. e. Toå hôïp ñóa quay sinh hoïc Toå hôïp ñóa quay sinh hoïc (RBC) laø moät daïng khaùc cuûa quaù trình sinh tröôûng lieân keát, trong ñoù sinh khoái baùm vaøo ñóa (ñöôøng kính 3,5m) quay vôùi vaän toác 1-3voøng/phuùt khi ngaäp chìm tôùi 40% trong nöôùc thaûi (hình 2.13). Caùc ñóa ñöôïc laøm töø vaät lieäu deûo, nheï, coù theå gaäp laïi ñöôïc. Hình 2.13. Sô ñoà toå hôïp ñóa quay sinh hoïc Khi tieáp xuùc vôùi khoâng khí, sinh khoái lieân keát haáp thuï khoâng khí; khi ngaäp trong nöôùc, chuùng haáp thuï chaát höõu cô. Moät sinh khoái coù kích thöôùc 1-4mm phaùt trieån treân beà maët phaàn thöøa bò taùch khoûi ñóa baèng löïc caét vaø taùch khoûi chaát loûng ôû traïng thaùi lô löûng cuõng coù chuùt ít khaû naêng khöû taïp chaát höõu cô. Toác ñoä quay treân 3voøng/phuùt hieám khi ñöôïc aùp duïng do toán naêng löôïng vaø khoâng laøm taêng quaù trình trao ñoåi oxy. Tyû leä giöõa beà maët ñóa vaø löôïng chaát loûng thöôøng laø 5 l/m2. Ñoái vôùi nöôùc thaûi oâ nhieãm naëng, söû duïng nhieàu heä thoáng ñóa quay (xöû lyù nhieàu laàn). Ôû nhieät ñoä moâi tröôøng thaáp phaûi duøng hoäp baûo veä ñóa. Caùc heä thoáng naøy hoaït ñoäng bình thöôøng khi khoâng coù löu chuyeån nöôùc thaûi. Ñieän naêng tieâu thuï khoaûng 2kW/1000m3/ngaøy. RBC ñöôïc duøng ñeå naâng caáp caùc heä thoáng duøng buøn hoaït tính, thay theá ñóa duøng trong caùc beå suïc khí. f. Löïa choïn phöông phaùp xöû lí hieáu khí Coù moät soá yeáu toá (ngoaøi caùc yeáu toá kinh teá) aûnh höôûng ñeán vieäc löïa choïn heä thoáng xöû lyù hieáu khí. Khoâng coù moät quyeát ñònh hoaëc giaûi phaùp chung nhaát naøo ñeå löïa choïn heä thoáng caàn söû duïng (hoaëc thaäm chí coù duøng heä thoáng suïc khí hay khoâng). Döôùi ñaây laø moät soá yeáu toá chuû yeáu: dieän tích ñaát duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi (ñoâi khi ñoù laø yeáu toá quyeát ñònh); khaû naêng vaän haønh khoâng lieân tuïc laø raát quan troïng ñoái vôùi caùc xí nghieäp cheá bieán thuûy saûn khoâng hoaït ñoäng lieân tuïc hoaëc chæ hoaït ñoäng theo muøa vuï; xem xeùt kyõ naêng caàn thieát ñeå vaän haønh moät phöông phaùp xöû lyù vaø chi phí (caû chi phí vaän haønh vaø ñaàu tö) ñoâi khi cuõng laø yeáu toá quyeát ñònh Baûng 2.4: Caùc quaù trình sinh hoïc duøng trong xöû lí nöôùc thaûi Loaïi Teân chung Aùp duïng Quaù trình hieáu khí Sinh tröôûng lô löûng Quaù trình buøn hoaït tính Thoâng thöôøng(doøng taåy) Xaùo troän hoaøn toaøn Laøm thoaùng theo baäc Oxi nguyeân chaát Beå phaûn öùng hoaït ñoäng Giaùn ñoaïn OÅn ñònh chaát tieáp xuùc Laøm thoaùng keùo daøi Keânh oxi hoùa Beå saâu Beå saâu – saâu Nitrat hoùa sinh tröôûng lôû löûng Hoà laøm thoaùng Phaân huûy hieáu khí Khoâng khí thoâng thöôøng Oxi nguyeân chaát Khöû BOD chöùa Cacbon(nitrat hoùa) Nitrat hoùa Khöû BOD – chöùa Cacbon(nitrat hoùa) oån ñònh, khöû BOD – chöùa Cacbon Sinh tröôûng gaén keát Beå loïc sinh hoïc Thaùp taûi – nhoû gioït Cao taûi Loïc treân beà maët xuø xì Ñóa tieáp xuùc sinh hoïc quay. Beå phaûn öùng vôùi khoái vaät lieäu Quaù trình loïc sinh hoïc hoaït tính Khöû BOD chöùa cacbon-nitrat hoùa Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon-nitrat hoùa Khöû BOD chöùa cacbon-nitrat hoùa Keát hôïp quaù trình sinh tröôûng lô löûng vaø gaén keát Loïc nhoû gioït – vaät lieäu raén tieáp xuùc Quaù trình buøn hoaït tính – loïc sinh hoïc Quaù trình loïc sinh hoïc – buøn hoaït tính noái tieáp nhieàu baäc Quaù trình trung gian Anoxic Sinh tröôûng lô löûng Sinh tröôûng gaén keát Sinh tröôûng lô löûng khöû nitrat hoùa. Maøng coá ñònh khöû nitrat hoùa Khöû nitrat hoùa Quaù trình kò khí Sinh tröôûng lô löûng Sinh tröôûng gaén keát Leân men phaân huûy kò khí Taùc ñoäng tieâu chuan moät baäc Cao taûi moät baäc Hai baäc Quaù trình tieáp xuùc kò khí Lôùp buøn lô löûng kò khí höôùng leân (UASB) Quaù trình loïc kò khí OÅån ñònh, khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon OÅn ñònh chaát thaûi vaø khöû nitrat hoùa OÂån ñònh chaát thaûi-khöû nitrat hoùa Quaù trình keáp hôïp hieáu khí – trung gian Anoxic – kò khí Sinh tröôûng lô löûng Keát hôïp sinh tröôûng lô löûng, sinh tröôûng gaén keát Quùa trình moät baäc hoaëc nhieàu baäc, caùc quaù trình coù tính chaát khaùc nhau Quaù trình 1 baäc hoaëc nhieàu baäc Khöû BOD chöùa cacbon-nitrat hoùa, Khöû nitrat hoùa, khöû phosphor Khöû BOD chöùa cacbon-nitrat hoùa, khöû nitrat hoùa, khöû phosphor Quaù trình ôû hoà Hoà hieáu khí Hoà baäc ba Hoà tuøy tieän Hoà kò khí Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon-nitrat hoùa Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon (oån ñònh chaát thaûi-buøn) Nguoàn: PGS.TS Löông Ñöùc Phaåm -2003- Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi baèng bieän phaùp sinh hoïc – Nhaø Xuaát Baûn Giaùo Duïc 2.2.9. Phöông phaùp khöû truøng Nöôùc thaûi sau khi xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc coøn chöùa khoaûng 105-106 vi khuaån trong 1 ml. haàu heát caùc loaïi vi khuaån coù trong nöôùc thaûi khoâng phaûi laø vi truøng gaây beänh, nhöng khoâng loaïi tröø khaû naêng toàn taïi moät vaøi loaïi vi khuaån gaây beänh naøo trong nöôùc thaûi ra nguoàn caáp nöôùc, hoà bôi, hoà nuoâi caù thì khaû naêng lan truyeàn beänh seõ raát cao, do ñoù phaûi coù bieän phaùp tieät truøng nöôùc thaûi tröôùc khi xaû ra nguoàn tieáp nhaän. Caùc bieän phaùp tieät truøng nöôùc thaûi phoå bieán hieän nay laø: - Duøng Clo hôi bay qua thieát bò ñònh löôïng Clo - Duøng hypoclorit – canxi daïng boät – Ca(ClO)2 – hoøa tan trong thuøng dung dòch 3-5% roài ñònh löôïng vaøo beå tieáp xuùc. - Duøng hydrochloric – natri – nöôùc Javel NaClO - Duøng Ozon, Ozon ñöôïc saûn xuaát töø khoâng khí do maùy taïo Ozon ñaët trong nhaø maùy xöû lí nöôùc thaûi. Ozon saûn xuaát ra ñöôïc daãn ngay vaøo beå hoøa tan vaø beå tieáp xuùc. - Duøng tia cöïc tím UV do ñeøn thuûy ngaân aùp löïc thaáp saûn ra. Ñeøn phaùt tia cöïc tím ñaët ngaäp trong möông coù nöôùc thaûi chaûy qua. - Töø tröôùc ñeán nay, khi tieät truøng nöôùc thaûi hay duøng Clo hôi vaø caùc hôïp chaát cuûa Clo vì Clo laø hoùa chaát ñöôïc caùc ngaønh coâng nghieäp duøng nhieàu, coù saün treân thò tröôøng, giaù thaønh chaáp nhaän ñöôïc, hieäu quaû tieät truøng cao. Nhöng nhöõng name gaàn nay caùc nhaø khoa hoïc ñöa ra khuyeán caùo haïn cheá duøng Clo ñeå tieät truøng nöôùc thaûi vì: + Löôïng Clo dö 0,5mg/l trong nöôùc thaûi ñeå ñaûm baûo söï an toaøn vaø oån ñònh cho quaù trình tieät truøng seõ gay haïi ñeán caù vaø caùc sinh vaät nöôùc coù ích khaùc. + Clo keát hôïp vôùi Hydrocacbon thaønh hôïp chaát coù haïi cho moâi tröôøng soáng. - Trong quaù trình xöû lí nöôùc thaûi, coâng ñoaïn khöû khuaån thöôøng ñöôïc ñaët ôû cuoái quaù trình, tröôùc khi laøm saïch nöôùc trieät ñeå vaø chuan bò ñoå vaøo nguoàn. 2.3. Caùc vi sinh vaät tham gia vaøo quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi Ôû moãi loaïi nöôùc thaûi thöôøng coù nhöõng vi sinh vaät ñaëc tröng rieâng, phuï thuoäc chuû yeáu vaøo thaønh phaàn vaät chaát coù trong nöôùc thaûi. Phaàn lôùn vi sinh ñoùng vai troø raát quan troïng trong quaù trình chuyeån hoùa, chuùng coù taùc duïng laøm giaûm chaát höõu cô trong nöôùc thaûi, ñoàng thôøi giuùp oån ñònh noàng ñoä chaát höõu cô trong caùc doøng chaûy. Trong nöôùc thaûi soá löôïng vaø chuûng loaïi vi sinh vaät phuï thuoäc nhieàu vaøo nhieàu yeáu toá nhaát laø caùc chaát höõu cô hoøa tan trong nöôùc, caùc chaát ñoäc, pH cuûa moâi tröôøng, nhöõng yeáu toá quyeát ñònh ñeán sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa vi sinh vaät nhö caùc chaát dinh döôõng ña löôïng vaø vi löôïng cuûa chuùng. Do ñoù, ñeâ taêng cöôøng vai troø heä vi sinh vaät hoaït ñoäng trong xöû lyù nöôùc thaûi thì can phaûi thieát keá ñieàu kieän moâi tröôøng phuø hôïp. Nöôùc caøng baån, caøng chöùa nhieàu chaát höõu cô, neáu thích nghi vaø sinh tröôûng ñöôïc thì söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät caøng nhanh. Tuy nhieân, khoâng phaûi taát caû caùc vi sinh vaät ñeàu coù lôïi cho caùc quaù trình chuyeån hoùa trong xöû lí nöôùc thaûi. Neáu nhö ñieàu kieän moâi tröôøng khoâng coøn thích hôïp cho hoaït ñoäng cuûa caùc loaøi vi sinh vaät, hoaëc soá löôïng caùc vi sinh vaät trong heä thoáng xöû lyù taêng ñoät bieán, ñieàu naøy seõ gaây caûn trôû cho quaù trình chuyeån hoùa vaø laøm giaûm hieäu suaát xöû lyù nöôùc thaûi. Trong nöôùc thaûi coù raát nhieàu loaïi vi sinh vaät khaùc nhau: vi khuaån, naám men, naám moác, xoaén theå, xaï khuaån, virus, thöïc khuaån theå…nhöng chuû yeáu laø vi khuaån. Ñaëc bieät nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa caùc xí nghieäp cheá bieán thöïc phaåm, raát giaøu caùc chaát höõu cô, vì vaäy soá löôïng vi sinh vaät trong nöôùc laø raát lôùn. Trong soá naøy chuû yeáu laø vi khuaån, chuùng ñoùng vai troø phaân huûy caùc chaát höõu cô, cuøng vôùi caùc khoaùng chaát khaùc duøng laøm vaät lieäu xaây döïng teá baøo ñoàng thôøi laøm saïch nöôùc thaûi. 2.3.1. Vi khuaån (Bacteria) Vi khuaån ñoùng vai troø quan troïng haøng ñaâu trong caùc beå xöû lyù vì noù chòu traùch nhieäm phaân huûy caùc thaønh phaàn höõu cô trong nöôùc thaûi. Trong caùc beå phaân huûy baèng vi sinh trong ñieàu kieän hieáu khí, moät phaàn chaát thaûi höõu cô seõ ñöôïc caùc vi khuaån hieáu khí vaø hieáu khí khoâng baét buoäc söû duïng ñeå laáy naêng löôïng ñeå toång hôïp caùc chaát höõu cô, coøn laïi thaønh teá baøo vi khuaån môùi. Theo quan ñieåm hieän ñaïi (NCBI – Nation Center for Biotechology Information, 2005) thì vi khuaån bao goàm caùc ngaønh sau nay: Aquificae, thermotogae, defferribacteres, cyanobacteria, proteobacteria, firmicutes, actinobacteria, planetomycetes, chlamydiae/Nhoùm verrucomicrobia, spirochaetes, fibrobacteres/Nhoùm axitobacteria. Bacteroidetes/Nhoùm chlorobia, fusobacteria,dictyoglomy. Vieäc phaân ngaønh döïa treân caùc ñaëc ñieåm hình thaùi, sinh lyù, sinh hoùa, sinh thaùi. Hình 2.14: Aquificae Hình 2.15: Thermotogae Vi khuaån laø sinh vaät ñôn baøo, coù kích thöôùc nhoû töø 0,3-1μm, cô theå chöùa khoaûng 85% laø nöôùc vaø 15% laø caùc khoaøn chaát hay chaát nguyeân sinh. Chaát nguyeân sinh phaàn lôùn laø S, K, Na, Cl vaø moät löôïng nhoû Fe, Si vaø Mg. chuùng ñöùng rieâng reõ hoaëc xeáp thaønh ñoâi, thaønh 4 teá baøo hoaëc hình thaønh khoái vôùi 8 teá baøo, xeáp thaønh chuoãi hoaëc thaønh chuøm. Vi khuaån sinh saûn baèng caùch chia ñoâi teá baøo. Trong ñieàu kieän chaát dinh döôõng, oxi, pH vaø nhieät ñoä moâi tröôøng thích hôïp thì thôøi gian theá heä laø 15-30 phuùt. Caùc vi khuaån trong nöôùc thaûi coù theå chia laøm 4 nhoùm lôùn: nhoùm hình caàu (Cocci) coù ñöôøng kính khoaûng 1-3 mm; nhoùm hình que (Bacillus) coù chieàu roäng khoaûng 0,3-1,5 mm chieàu daøi khoaûng 1-10 mm (ñieån hình cho nhoùm naøy laø vi khuaån E. coli coù chieàu roäng 0,5 mm chieàu daøi 2 mm); nhoùm vi khuaån hình que cong vaø xoaén oác (Spirilla), vi khuaån hình que cong coù chieàu roäng khoaûng 0,6-1,0 mm vaø chieàu daøi khoaûng 2-6 mm; trong khi vi khuaån hình xoaén oác coù chieàu daøi coù theå leân ñeán 50 mm; nhoùm vi khuaån hình sôïi coù chieàu daøi khoaûng 100 mm hoaëc daøi hôn. Caùc vi khuaån ñoùng vai troø quan troïng baäc nhaát trong quaù trình phaân huûy caùc hôïp chaát höõu cô trong töï nhieân cuõng nhö trong caùc beå xöû lyù, bieán chaát höõu cô thaønh chaát oån ñònh taïo thaønh boâng caën deã laéng, laøm saïch nöôùc thaûi trong voøng tuaàn hoaøn vaät chaát Vi khuaån ñöôïc chia thaønh 2 nhoùm chính: Vi khuaån kyù sinh (Paracitic Bacteria) laø vi khuaån soáng baùm vaøo vaät chuû, thöùc aên cuûa noù laø thöùc aên ñaõ ñöôïc vaät chuû ñoàng hoùa, chuùng thöôøng soáng trong ñöôøng ruoät cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät, ñi vaøo nöôùc thaûi theo phaân vaø nöôùc tieåu. Hình 2.15: Paracitic Bacteria Vi khuaån hoaïi sinh (Saprophytic Bacteria) duøng chaát höõu cô khoâng hoaït ñoäng laøm thöùc aên, noù phaân huûy caën höõu cô laøm chaát dinh döôõng ñeå soáng vaø sinh saûn, vaø thaûi ra caùc chaát goàm caën höõu cô coù caáu taïo ñôn giaûn vaø caën voâ cô. Baèng quaù trình hoaït ñoäng nhö vaäy, vi khuaån hoaïi sinh ñoùng vai troø cöïc kì quan troïng trong vieäc laøm saïch nöôùc thaûi. Neáu khoâng coù hoaït ñoäng soáng vaø sinh saûn cuûa vi khuaån, quaù trình phaân huûy seõ khoâng xaûy ra. Coù raát nhieàu loaøi vi khuaån hoaïi sinh, moãi loaøi ñoùng vai troø raát ñaëc bieät trong moãi coâng ñoaïn cuûa quaù trình phaân huûy hoaøn toaøn caën höõu cô coù trong nöôùc thaûi vaø moãi loaøi seõ töï cheát khi hoaøn thaønh quy trình soáng vaø sinh saûn ôû giai ñoaïn ñoù. Hình 2.16: Saprophytic Bacteria Taát caû caùc loaøi vi khuaån kyù sinh vaø hoaïi sinh can coù thöùc aên vaø oxi ñeå ñoàng hoùa. Moät soá loaøi trong soá vi khuaån naøy chæ coù theå hoâ haáp baèng oxi hoøa tan trong nöôùc goïi laø vi khuaån hieáu khí, coøn quaù trình phaân huûy chaát höõu cô cuûa chuùng goïi laø quaù trình hieáu khí hay quaù trình oxi hoùa. Moät soá loaøi khaùc trong soá caùc vi khuaån naøy khoâng theå toàn taïi ñöôïc khi coù oxi hoøa tan trong nöôùc, nhöõng vi khuaån naøy goïi laø vi khuaån kò khí vaø quaù trình phaân huûy goïi laø quaù trình kò khí, quaù trình naøy taïo ra caùc muøi khoù chòu. Coøn moät soá loaøi vi khuaån hieáu khí trong quaù trình phaân huûy chaát höõu cô, neáu thieáu hoaøn toaøn oxi hoøa tan, chuùng coù theå töï ñieàu chænh ñeå thích nghi vôùi moâi tröôøng goïi laø vi khuaån hieáu khí tuøy nghi. Ngöôïc laïi cuõng toàn taïi moät loaøi vi khuaån kò khí, khi coù oxi hoøa tan trong nöôùc chuùng khoâng bò cheát maø laïi laøm quen ñöôïc vôùi moâi tröôøng hieáu khí goïi laø vi khuaån kò khí tuøy nghi. Söï töï ñieàu chænh ñeå thích nghi vôùi moâi tröôøng coù söï thay ñoåi cuûa oxi hoøa tan cuûa vi khuaån hoaïi sinh laø raát quan trong trong quy trình phaân huûy chaát höõu cô cuûa nöôùc thaûi trong caùc coâng trình xöû lyù. Nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán quaù trình hoaït ñoäng vaø sinh saûn cuûa vi khuaån, phaàn löôùn vi khuaån hoaïi sinh hoaït ñoäng coù hieäu quaû cao vaø phaùt trieån maïnh meõ ôû nhieät ñoä töø 20-400C. Moät soá loaøi vi khuaån trong xöû lyù caën phaùt trieån maïnh meõ ôû nhieät ñoä 50-600C. Khi duy trì caùc ñieàu kieän moâi tröôøng: thöùc aên, nhieät ñoä, pH, oxy, ñoä aåm thích hôïp ñeå vi khuaån phaùt trieån thì hieäu quaû xöû lyù sinh hoïc trong coâng trình seõ ñaït hieäu quaû cao nhaát. Tuy nhieân khoâng phaûi taát caû caùc loaøi vi khuaån ñeàu coù lôïi cho quaù trình sinh hoùa, moät vaøi trong soá chuùng laø loaøi gaây haïi, trong ñoù coù hai loaøi vi khuaån tieâu bieåu coù haïi cho heä thoáng. Moät laø caùc daïng vi khuaån daïng sôïi (Filamentous) laø caùc daïng phaân töû trung gian, thöôøng keát vôùi nhau thaønh lôùp löôùi nheï noåi leân maët nöôùc vaø gaây caûn trôû cho quaù trình laéng, laøm cho lôùp buøn ñaùy khoâng coù hieäu quaû, sinh khoái seõ khoâng gaén keát laïi vaø theo caùc doøng chaûy saïch ñaõ qua xöû lyù ra ngoaøi. Moät daïng vi khuaån coù haïi khaùc toàn taïi trong löôïng boït dö thöøa trong caùc beå phaån öùng sinh hoùa, phaùt sinh töø caùc heä thoáng thoâng gioù ñeå tuaàn hoaøn oxi trong heä thoáng. Theo phöông thöùc dinh döôõng, vi khuaån ñöôïc chia laøm 2 loaïi nhö sau: - Vi khuaån dò döôõng (Heterotroph): söû duïng caùc chaát höõu cô laøm nguoàn cacbon dinh döôõng vaø nguoàn naêng löôïng ñeå hoaït ñoäng soáng, xaây döïng vaø phaùt trieån teá baøo. Hình 2.17: Heterotroph - Vi khuaån töï döôõng (Autotroph): coù khaû naêng oxi hoùa chaát voâ cô ñeå thu naêng löôïng vaø söû duïng CO2 laøm nguoàn cacbon cho quaù trình sinh toång hôïp. Trong nhoùm naøy coù vi khuaån nitrate hoùa, vi khuaån saét, vi khuaån löu huyønh… 2,3.2. Virus vaø thöïc khuaån theå: Virus laø nhöõng sinh vaät cöïc nhoû (kích thöôùc khoaûng 20-100nm). Chuùng khoâng coù caáu taïo teá baøo, thaønh phaàn hoùa hoïc raát ñôn giaûn, chæ bao goàm protein vaø acid nucleic, virus chæ chöa AND hoaëc ARÛN, khoâng theå soáng ñoäc laäp maø phaûi soáng kí sinh vaøo teá baøo chuû. Moãi virus coù moät loaïi teá baøo chuû töông öùng, virus baùm vaøo teá baøo chuû roài xaâm nhaäp vaøo noäi baøo, phaàn acid nucleic ñöôïc giaûi phoùng ra khoûi voû boïc. Virus coù nhieàu daïng: virus cuûa ñoäng vaät coù hình quaû caàu, hình tröùng (virus ñaäu gaø), hình hoäp vuoâng hay hình chöõ nhaät (ñaäu boø), hay hình gaäy…virus thöïc vaät coù hình quaû caàu hay hình que daøi( virus ñoám laù, thuoác lao). Söï hieän dieän cuûa virus trong nöôùc thaûi seõ aûnh höôûng khoâng toát cho quaù trình xöû lyù. Thöïc khuaån theå laø virus cuûa vi khuaån, coù khaû naêng laøm tan caùc teá baøo vi khuaån raát nhaïnh. Thöïc khuaån coù hình daùng gioáng quaû chuøy, phaàn ñuoâi caùn coù sôïi moùc ñeå baùm vaøo voû cuûa teá baøo vi khuaån, roài laøm tan moät loã nhoû treân voû teá baøo, phaàn acid nucleic beân trong cuûa virus seõ nhanh choùng xaâm nhaäp vaøo noäi baøo. Trong nöôùc thaûi thöôøng coù nhöõng vi khuaån gaây beänh cho ngöôøi vaø ñoäng vaät, keøm theo coù caû nhöõng thöïc khuaån theå töông öùng vôùi töøng loaïi vi khuaån ñoù. Do ñoù khi thaáy coù thöïc khuaån theå trong nöôùc thaûi ngöôøi ta coù theå keát luaän ñöôïc söï coù maët cuûa vi khuaån töông öùng. 2.3.3. Vi naám (Fungi) Naám coù caáu taïo cô theå ña baøo, hieáu khí, vaø thöôøng thuoäc loaïi cô theå sinh vaät dò döôõng. Chuùng laáy döôõng chaát töø caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Cuøng vôùi vi khuaån, naám chòu traùch nhieäm phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Veà maët sinh thaùi hoïc naám coù hai öu ñieåm so vôùi vi khuaån: naám coù theå phaùt trieån trong ñieàu kieän aåm ñoä vaø pH thaáp. Khoâng coù söï hieän dieän cuûa naám, chu trình cacbon seõ chaäm laïi vaø caùc chaát thaûi höõu cô seõ tích tuï trong moâi tröôøng. Caùc gioáng naám thöôøng gaëp trong nöôùc thaûi laø Saplogeria vaø Leptomus Hình 2.17: Fungi 2.3.4. Naám men Naám men thuoäc cô theå ñôn baøo, chuùng coù hình daïng khoâng oån ñònh, thöôøng laø hình caàu, hình elip, hình baàu duïc vaø caû hình daøi. Teá baøo naám men thöôøng coù kích thöôùc lôùn gaáp 5-10 laàn teá baøo vi khuaån, kích thöôùc trung bình cuûa naám men laø 9-10 µm vaø roäng 2-7 µm. Naám men phaân huûy caùc chaát höõu cô haïn cheá hôn nhöng chuùng coù theå leân men ñöôïc moät soá ñöôøng thaønh röôïu, acid höõu cô, glycerin trong ñieàu kieän kò khí vaø phaùt trieån taêng sinh khoái trong ñieàu kieän kò khí. Hình 2.18: Naám men 2.3.5. Naám moác Naám moác ñöôïc phaân boá roäng raõi trong töï nhieân, chuùng khoâng phaûi laø thöïc vaät cuõng khoâng phaûi laø ñoäng vaät neân chuùng hoaøn toaøn khaùc vôùi vi khuaån vaø naám men. Naám moác coù khaû naêng phaân huûy ñöôïc caùc chaát höõu cô khoù phaân huûy nhö xenlulozo, hemixenlulozo vaø lignin. Noùi chung vi sinh daïng naám coù kích thöôùc lôùn hôn vi khuaån vaø khoâng coù vai troø trong giai ñoaïn phaân huûy ban ñaàu caùc chaát höõu cô trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Maëc duø naám coù theå söû duïng caùc vaät chaát höõu cô tan trong moái quan heä caïnh tranh vôùi caùc vi khuaån, nhöng chuùng döôøng nhö khoâng caïnh tranh toát trong quaù trình sinh tröôûng lô löûng hay ôû ñieàu kieän baùm dính, trong moâi tröôøng bình thöôøng, vì vaäy khoâng taïo thaønh söï can ñoái trong heä thoáng vi truøng hoïc. Noùi caùch khaùc khi khoâng cung caáp ñuû oxi vaø nito hoaëc khi pH quaù thaáp, naám coù theå sinh saûn nhanh, gay ra caùc vaán ñeà aûnh höôûng töông töï nhö caùc vi khuaån daïng sôïi. Hình 2.19: Naám moác 2.3.6. Taûo (Algae) Taûo laø nhoùm vi sinh vaät töï döôõng quang hôïp, coù dieäp luïc vaø coù khaû naêng söû duïng CO2 hoaëc bicacbonat laøm nguoàn cacbon vaø nguoàn nito, phosphor voâ cô ñeå caáu taïo teá baøo döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng maët trôøi. Trong nöôùc giaøu nguoàn N vaø P, ñaëc bieät laø P seõ laø ñieàu kieän raát toát cho taûo phaùt trieån. Nguoàn CO2 coù theå do vi sinh vaät hoaït ñoäng trong nöôùc, phaân huûy caùc chaát höõu cô taïo thaønh cung caáp cho taûo hoaëc töø khoâng khí. Maëc duø taûo khoâng phaûi laø sinh vaät gaây haïi, nhöng chuùng coù theå gaây ra moät soá vaán ñeà trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Taûo phaùt trieån laøm cho nöôùc coù maøu saéc, thöïc chaát laø maøu saéc cuûa taûo. Taûo xanh Aphanizomenon blosaquae, Anabaena microistic…laøm cho nöôùc coù maøu xanh lam. Taûo Oscilatoria rubecens laøm cho nöôùc ngaõ maøu hoàng Khueâ taûo ( Melosira, Navicula) laøm cho nöôùc coù maøu naâu. Chrisophit laøm cho nöôùc coù maøu vaøng nhaït. Taûo phaùt trieån coøn laøm cho nöôùc coù nhieàu muøi khoù chòu nhö muøi coû, muøi thoái… Hình 2.20: Algae 2.3.7. Nguyeân sinh ñoäng vaät (Protozoa) Beân caïnh nhoùm vi khuaån thì nhoùm nguyeân sinh ñoäng vaät cuõng goùp phaàn quan troïng trong caùc quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Chuùng thuoäc vaøo nhoùm ñoäng vaät soáng troâi noåi trong nöôùc, coù caáu taïo cô theå ña baøo, haàu heát soáng hieáu khí hoaëc yeám khí khoâng baét buoäc chæ coù moät soá loaïi soáng yeám khí. Caùc nguyeân sinh ñoäng vaät quan troïng trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi bao goàm caùc cho Amoeba, Flagellate vaø Ciliate. Caùc nguyeân sinh ñoäng vaät naøy coù theå ñöôïc coi nhö laø caùc chaát chæ thò cuûa nöôùc thaûi , vì söï coù maët cuûa chuùng coù nghóa laø buøn hoaït tính thích hôïp vôùi cô chaát coù trong nöôùc thaûi. Caùc nguyeân sinh ñoäng vaät coøn aên caùc vi khuaån vaø caùc vi sinh vaät khaùc. Do ñoù noù ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc can baèng heä vi sinh vaät trong caùc heä thoáng xöû lyù sinh hoïc vaø tieâu dieät caùc vi khuaån gaây beänh trong nöôùc thaûi. 2.4. Lòch söû nghieân cöùu vaø öùng duïng phöông phaùp sinh tröôûng gaén keát trong xöû lyù nöôùc thaûi 2.4.1 Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hieáu khí vôùi sinh tröôûng gaén keát Naêm 1865, taïi Berlin- Ñöùc, baùc só Alexander Mueller ñaõ chöùng minh ñöôïc raèng nöôùc thaûi coù theå ñöôïc loïc saïch bôûi nhöõng sinh vaät soáng coù trong moät coät loïc. Naêm 1868, oâng Edward Frankland, moät thaønh vieân cuûa Hoäi ñoàng Anh ñaõ nghieân cöùu phöông thöùc loïc ñoái vôùi nöôùc thaûi ôû London vôùi moät coät beân trong coù chöùa vaät lieäu daïng taám laøm töø soûi thoâ vaø ñaát coù than buøn. Naêm 1882, Warrington ñaõ chöùng minh raèng coù theå laøm giaûm chaát oâ nhieãm trong nöôùc baèng soûi saïch. Loïc sinh hoïc ñöôïc aùp duïng ñaàu tieân ôû Myõ naêm 1891 vaø ôû Anh naêm 1893. Heä thoáng loïc sinh hoïc ñaàu tieân ñöôïc thieát laäp taïi traïi thöïc nghieäm Lawrence, bang Matsachuseùt, nöôùc Myõ naêm 1891. Naêm 1901, heä thoáng loïc sinh hoïc ñaàu tieân ñöôïc giôùi thieäu aùp duïng taïi Madison, Wisconsin. Ñeán naêm 1940 ôû nöôùc naøy ñaõ coù 60% heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi aùp duïng coâng ngheä loïc sinh hoïc. Naêm 1960, ñóa quay sinh hoïc ñaàu tieân ñöôïc aùp duïng ôû CHLB Ñöùc, sau ñoù ôû Myõ. ÔÛ Myõ vaø Canada, 70% heä thoáng ñóa quay sinh hoïc ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû BOD, 25% ñeå loaïi boû BOD vaø Nitrate, 5% ñeå loaïi boû Nitrate. Nhöõng naêm 1970, loïc sinh hoïc trôû neân phoå bieán ôû nöôùc Ñöùc. Nhöõng naêm 1980, loïc sinh hoïc ñöôïc aùp duïng ñeå xöû lyù söï phaùt thaûi ñoäc chaát vaø söï phaùt taùn chaát oâ nhieãm höõu cô trong coâng nghieäp. Ñeán nhöõng naêm 1990, coù hôn 500 heä thoáng xöû lyù söû duïng bieän phaùp loïc sinh hoïc trong xöû lyù nöôùc ôû Ñöùc vaø Haø Lan. Naêm 1995, Guitonas vaø Alexious ñaõ tieán haønh thí nghieäm söû duïng moät beå loïc sinh hoïc hai giai ñoaïn, hieáu khí vaø kò khí, vôùi giaù theå baèngc haát de._. 25 2246 6.38 3 0.32 24 320 214.3 33.03 2556 6.67 4 0.32 24 320 150.3 53.03 2384 7.16 5 0.32 24 320 101.3 68.34 2094 7.08 6 0.32 24 320 101.8 68.16 2240 7.2 Hieäu suaát (%) COD (mg/l) Hình 3.17: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Vôùi gaùi trò COD ban ñaàu laø 320 mg/l, sau 5 ngaøy xöû lyù coøn 101,3 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 68,34%. - Thôøi gian thích nghi giaù theå laø 5 ngaøy. 3.3.2.2.Thöïc hieän quaù trình taêng taûi troïng ( chaïy moâ hình tónh) a. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 24h Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 24 0.3 300 300 0 160 160 0 6.44 2 24 0.3 300 169 43.6 160 152 5 6.9 3 24 0.3 300 130 56.6 160 146 8.75 7.43 4 24 0.3 300 107.4 64.2 160 132 17.5 7.6 Hieäu suaát (%) COD (mg/l) Hình 3.18: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 300mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát sau 4 ngaøy xöû lyù coøn 107,4 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 64,2%. SS mg/l Hieäu suaát (%) Hình 3.19: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SS vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt - Ñoái vôùi chaát raén lô löûng, hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 17,5% khi böôùc sang ngaøy thöù 4 xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 132 mg/l. b. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 12h Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 12 0.68 340 340 0 210 210 0 6.55 12 0.68 340 282 17 210 200 4.7 2 12 0.68 340 231 32 210 195 7.1 6.7 12 0.68 340 190 44.1 210 170 19 3 12 0.68 340 161.5 52.5 210 145 30.9 6.5 12 0.68 340 132 61.1 210 139 33.8 Hieäu suaát (%) COD (mg/l) Hình 3.20: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lí Nhaän xeùt: - Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 340mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát sau 3 ngaøy xöû lyù coøn 132 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 61,1%. Hieäu suaát (%) SS mg/l Hình 3.21: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SS vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt - Ñoái vôùi chaát raén lô löûng, hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 33,8% khi böôùc sang ngaøy thöù 3 xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 139 mg/l. c. Öùng vôùi thôøi gian löu 6h Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 6 1.16 290 290 0 148 148 0 6.8 6 1.16 290 245.8 15.2 148 142 4.05 2 6 1.16 290 160 44.8 148 125 15.5 7.0 6 1.16 290 149 48.6 148 118 20.2 3 6 1.16 290 122.8 57.6 148 122 17.5 7.3 6 1.16 290 86 70.3 148 129 12.8 Hieäu suaát (%) COD (mg/l) Hình 3.22: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Giaù trò COD giaûm nhanh sau ngaøy ñaàu tieân xöû lyù, sau ñoù chaäm laïi ôû caùc ngaøy tieáp theo. - Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 290mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát sau 3 ngaøy xöû lyù coøn 86 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 70,3%. SS mg/l Hieäu suaát (%) Hình 3.23: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SS vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt - Hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 20,2% khi böôùc sang ngaøy thöù 2 xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 118 mg/l. d. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 4h Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 4 2.22 370 370 0 198 198 0 6.6 4 2.22 370 327.6 11.4 198 175 11.6 4 2.22 370 298 19.4 198 166 16 2 4 2.22 370 195.8 47 198 155 21.7 6..45 4 2.22 370 154 58.3 198 151 23.7 4 2.22 370 143.6 61.1 198 143 27.7 3 4 2.22 370 118.8 67.8 198 137 30.8 6.9 4 2.22 370 110 70.2 198 139 29.7 4 2.22 370 108 70.8 198 137 30.8 COD (mg/l) Hieäu suaát (%) Hình 3.23: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 310mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát sau 3 ngaøy xöû lyù coøn 108 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 70,8%. SS mg/l Hieäu suaát (%) Hình 3.24: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SS vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt - Hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 30,8% khi böôùc sang ngaøy thöù 3 xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 137 mg/l. e. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 2h Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 2 3.84 320 320 0 170 170 0 7.1 2 3.84 320 306 4.7 170 169 0.58 2 3.84 320 292 8.7 170 162 4.7 2 2 3.84 320 188 41.2 170 154 9.4 6.8 2 3.84 320 171 46.6 170 151 11.1 2 3.84 320 154 51.8 170 144 15.2 3 2 3.84 320 140 56.5 170 130 23.5 6.95 2 3.84 320 133 58.4 170 126 25.8 2 3.84 320 130 59.3 170 134 21.1 COD (mg/l) Hieäu suaát (%) Hình 3.25: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 320 mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát sau 3 ngaøy xöû lyù coøn 120,4 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 62,3%. SS mg/l Hieäu suaát (%) Hình 3.26: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SS vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt - Ñoái vôùi chaát raén lô löûng, hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 25,8% sau 2,5 ngaøy xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 126 mg/l. 3.3.2.3. Quaù trình taêng taûi troïng ( giai ñoaïn chaïy moâ hình ñoäng) a. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 24h: Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 24 0.31 310 310 0 140 140 0 6.6 2 24 0.31 310 192 38.0 140 130 7.1 7.12 3 24 0.31 310 106.0 65.8 140 125 10.7 7.16 4 24 0.31 310 98.0 68.3 140 114 18.5 6.6 COD (mg/l) Hieäu suaát (%) Hình 3.27: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Hieäu suaát xöû lyù taêng nhanh trong 2 ngaøy ñaàu tieân, sau ñoù chaäm laïi. - Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 310mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát sau 4 ngaøy xöû lyù coøn 98 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 68.3%. SS mg/l Hieäu suaát (%) Hình 3.28: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SS vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Ñoái vôùi chaát raén lô löûng, hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 18,5% sau 4 ngaøy xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 114 mg/l. b. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 12h Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 12 0.768 384 384 0 125 125 0 7.1 12 0.768 384 336.0 12.5 125 120 4 2 12 0.768 384 240.0 37.5 125 117 6.4 6.9 12 0.768 384 224.0 41.6 125 111 11.2 3 12 0.768 384 208.0 45.8 125 116 7.2 6.6 12 0.768 384 145.0 62.2 125 106 15.2 4 12 0.768 384 97.0 74.7 125 101 19.2 7.2 12 0.768 384 106.0 72.3 125 106 16 COD (mg/l) Hieäu suaát (%) Hình 3.29: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 384 mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát khi böôùc sang ñaàu ngaøy thöù 4 coøn 97 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 74,7%. SS mg/l Hieäu suaát (%) Hình 3.30: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SS vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Ñoái vôùi chaát raén lô löûng, hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 19,2% khi böôùc sang ngaøy thöù 4 xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 101 mg/l. c. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 6h Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng (kgCOD/m3ngñ) CODtröôùc xöû lí) COD(sau xöû lí) Hieäu suaát (%) SSvaøo SSra Hieäu suaát (%) pH 1 6 1.472 368 368 0 110 110 0 6.2 6 1.472 368 320 13.0 110 106 3.6 2 6 1.472 368 224 39.1 110 94 14.5 6.7 6 1.472 368 197.6 46.3 110 100 9 3 6 1.472 368 128.0 65.2 110 98 10.9 6.9 6 1.472 368 114.0 69.0 110 82 25.4 4 6 1.472 368 106.0 71.1 110 96 12.7 7.1 6 1.472 368 102.0 72.2 110 99 10 COD (mg/l) Hieäu suaát (%) Hình 3.31: Bieåu ñoà bieán thieân COD vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt - Vôùi giaù trò COD ban ñaàu laø 368 mg/l, ñaït hieäu suaát cao nhaát vaøo cuoái ngaøy thöù 4ù coøn 102 mg/l, ñaït hieäu quaû xöû lyù laø 72,2%. Hieäu suaát (%) SS mg/l Hình 3.32: Bieåu ñoà bieán thieân haøm löôïng SSCOD (mg/l) vaø hieäu quaû xöû lyù Nhaän xeùt: - Ñoái vôùi chaát raén lô löûng, hieäu quaû xöû lyù ñaït cao nhaát laø 25,4% sau 3 ngaøy xöû lyù. Luùc naøy haøm löôïng chaát raén lô löûng chæ coøn 82 mg/l. SS(mg/l) CHÖÔNG 4 SO SAÙNH VAØ KEÁT LUAÄN 4.1. So saùnh 4.1.1. So saùnh keát quaû quaù trình chaïy thích nghi giaù theå a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian löu Taûi troïng CODtröôùc xöû lí CODsau xöû lí (Cöôùc nhöïa) Hieäu suaát(%) CODsau xöû lí (Xô Döøa) Hieäu suaát(%) 1 24 0.32 320 320 0 320 0 2 24 0.32 320 240 25 192 40 3 24 0.32 320 214.3 33.03 118.4 63 4 24 0.32 320 150.3 53.03 67.7 78.83 5 24 0.32 320 101.3 68.34 70.24 78.05 6 24 0.32 320 101.8 68.16 COD (mg/l) Hình 4.1a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.1b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù COD theo thôøi gian Nhaän xeùt: - Hieäu suaát xöû lí taêng chaäm trong ngaøy ñaàu tieân, sau ñoù taêng nhanh daàn ôû nhöõng ngaøy tieáp theo. - Ôû giaù theå xô döøa ñaït hieäu suaát cao nhaát laø 78,83% vaøo ngaøy thöù 5 cuûa thí nghieäm, giaù theå cöôùc nhöïa ñaït hieäu suaát cao nhaát laø 68,34%. - Hieäu suaát taêng trong nhöõng ngaøy ñaàu tieân vaø giaûm laïi vaøo ngaøy cuoái cuûa thí nghieäm - Thôøi gian thích nghi cuûa giaù theå xô döøa nhanh hôn so vôùi giaù theå cöôùc nhöïa (5 ngaøy so vôùi 6 ngaøy). 4.1.2. So saùnh giai ñoaïn taêng taûi troïng (chaïy moâ hình tónh) 4.1.2.1. Vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 24h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc xöû lí CODsau xöû lí (Cöôùc nhöïa) Hieäu suaát(%) CODsau xöû lí (Xô Döøa) Hieäu suaát(%) 1 24 0.3 300 300 0 300 0 2 24 0.3 300 169 43.6 109 63.6 3 24 0.3 300 130 56.6 70 76.6 4 24 0.3 300 107.4 64.2 77.4 74.2 COD (mg/l) Hình 4.2a: Bieàu ñoà so saùnh bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.2b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù COD theo thôøi gian Nhaän xeùt: - Hieäu quaû xöû lyù taêng nhanh ôû ngaøy ñaàu tieân thí nghieäm sau ñoù taêng tieáp nhöng coù phaàn chaäm laïi so vôùi ngaøy ñaàu tieân. - Töø giaù trò 300 xuoáng coøn 77,4 sau 4 ngaøy thí nghieäm ñoái vôùi giaù theå xô döøa, hieäu suaát ñaït cao nhaát laø 74,2% - Vaø giaûm töø 300 xuoáng coøn 107,4 ñoái vôùi giaù theå cöôùc nhöïa, hieäu suaát chæ ñaït 64,2% - Ôû hình treân cho ta thaáy hieäu quaû xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra (Cöôùc nhöïa) Hieäu suaát SSra (Xô döøa) Hieäu suaát 1 24 0.31 160 160 0 160 0 2 24 0.31 160 152 5 172 -7.5 3 24 0.31 160 146 8.75 156 2.5 4 24 0.31 160 132 17.5 132 17.5 SS (mg/l) Hình 4.3a: Bieåu ñoà bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.3b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaât û xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát taêng chaäm trong 2 ngaøy ñaàu tieân. Ôû giaù theå xô döøa ñaït 8,75%, coøn giaù theå cöôùc nhöïa ñaït 2,5%. Sau ñoù taêng nhanh trong ngaøy cuoái cuøng, ôû giaù theå xô döøa ñaït 17,5% vaø ôû giaù theå cöôùc nhöïa cuõng ñaït 17,5%. - Ñaëc bieät, ôû giaù theå xô döøa hieäu suaát sau 1 ngaøy xöû lí laø -7,5%. Ñieàu naøy do muïn döøa phaân huûy taïo neân. - Döïa vaøo bieåu ñoà treân ta thaáy hieäu suaát xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa vaø cöôùc nhöïa laø baèng nhau sau 4 ngaøy xöû lí. 4.1.2.2. ÖÙng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 12h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc CODsau (Cöôùc nhöïa) Hieäu suaát CODsau (Xô Döøa) Hieäu suaát 1 12 0.68 340 340 0 340 0 12 0.68 340 282 17 257 24.4 2 12 0.68 340 231 32 193.8 43 12 0.68 340 190 44.1 155.7 54.2 3 12 0.68 340 161.5 52.5 135 60.2 12 0.68 340 132 61.1 96 71.7 COD (mg/l) Hình 4.4a: Bieåu ñoà bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.4b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù COD giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát taêng chaäm trong nöûa ngaøy ñaàu tieân xöû lyù, sau ñoù taêng nhanh trong nhöõng ngaøy tieáp theo. - Sau 3 ngaøy xöû lí, ôû giaù theå xô döøa COD coøn laïi laø 96 mg/l (hieäu suaát 71,7%). Ôû giaù theå cöôùc nhöïa COD coøn laïi laø 132 mg/l (hieäu suaát 61,1%). - Hieäu suaát xöû lyù COD cuûa giaù theå xô döøa luoân cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa trong suoát 3 ngaøy xöû lí. b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra Cöôùc nhöïa Hieäu suaát SSra Xô döøa Hieäu suaát 1 12 0.68 210 210 0 210 0 12 0.68 210 200 4.7 187 10.9 2 12 0.68 210 195 7.1 144 31.4 12 0.68 210 170 19 139 33.8 3 12 0.68 210 145 30.9 120 42.8 12 0.68 210 139 33.8 114 45.7 SS (mg/l) Hình 4.5a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.5b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát taêng chaäm sau 1 ngaøy xöû lyù, nhöng taêng nhanh ôû 2 ngaøy tieáp theo. - Sau 3 ngaøy xöû lyù: ôû giaù theå xô döøa haøm löôïng SS coøn laïi 114 mg/l (hieäu suaát 45,7%), vaø ôû giaù theå cöôùc nhöïa laø 139 mg/l (hieäu suaát 33,8%). - Hieäu suaát xöû lyù SS cuûa giaù theå xô döøa cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa. - Ôû thôøi gian löu naøy, hieäu suaát xöû lí SS cuûa 2 giaù theå laø khaù cao. 4.1.2.3. öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 6h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc CODsau (Cöôùc nhöïa) Hieäu suaát CODsau (Xô Döøa) Hieäu suaát 1 6 1.16 290 290 0 290 0 6 1.16 290 245.8 15.2 229 21 2 6 1.16 290 160 44.8 133.6 53.9 6 1.16 290 149 48.6 127 56.2 3 6 1.16 290 122.8 57.6 65.4 77.4 6 1.16 290 86 70.3 58.3 79.8 COD (mg/l) Hình 4.6a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.6b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù COD giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát xöû lyù COD taêng khaù nhanh sau 2 ngaøy xöû lyù. Ñaït 79,3% ôû giaù theå xô döøa vaø 70,3% ôû giaù theå cöôùc nhöïa. - Hieäu suaát xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa. b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra Cöôùc nhöïa Hieäu suaát SSra Xô döøa Hieäu suaát 1 6 1.16 148 148 0 148 0 6 1.16 148 142 4.05 140 5.4 2 6 1.16 148 125 15.5 116 21.6 6 1.16 148 118 20.2 110 25.6 3 6 1.16 148 122 17.5 119 19.5 6 1.16 148 129 12.8 125 15.5 SS (mg/l) Hình 4.7a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.7b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát taêng khaù nhanh sau 2,5 ngaøy xöû lyù, sau ñoù hieäu suaát giaûm laïi ôû nöûa ngaøy cuoái cuøng (ôû caû 2 giaù theå) - Sau 3 ngaøy xöû lyù: ôû giaù theå xô döøa ñaït hieuen suaát cao nhaát 19,5%, ôû giaù theå cöôùc ñaït 17,5%. - Hieäu suaát xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa coù phaàn cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa. 4.1.2.4. Öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 4h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc CODsau Cöôùc nhöïa Hieäu suaát CODsau Xô Döøa Hieäu suaát 1 4 2.22 370 370 0 370 0 4 2.22 370 327.6 11.4 305.2 17.5 4 2.22 370 298 19.4 282.6 23.6 2 4 2.22 370 195.8 47 159 57 4 2.22 370 154 58.3 154 58.3 4 2.22 370 143.6 61.1 151.2 59.1 3 4 2.22 370 118.8 67.8 107.6 70.9 4 2.22 370 110 70.2 97 73.7 4 2.22 370 108 70.8 90 75.6 COD (mg/l) Hình 4.8a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.8b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù COD giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát xöû lyù taêng nhanh ôû 2 ngaøy laáy maãu ñaàu tieân. Ôû caùc laàn laáy maãu cuûa ngaøy thöù 3 ta nhaän thaáy hieäu suaát taêng chaäm trôû laïi (ôû caû 2 giaù theå). - Ôû giaù theå xô döøa ñaït hieäu suaát cao nhaát laø 75,6%; ôû giaù theå cöôùc nhöïa ñaït hieäu suaát cao nhaát laø 70,8%. - Trong suoát quaù trình xöû lyù, hieäu suaát xöû lyù cuûa giaù theå xô ñöa luoân cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa. b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra Cöôùc nhöïa Hieäu suaát SSra Xô döøa Hieäu suaát 1 4 2.22 198 198 0 198 0 4 2.22 198 175 11.6 180 9.09 4 2.22 198 166 16 176 11.1 2 4 2.22 198 155 21.7 165 16.6 4 2.22 198 151 23.7 161 18.6 4 2.22 198 143 27.7 156 21.2 3 4 2.22 198 137 30.8 143 27.7 4 2.22 198 139 29.7 144 27.2 4 2.22 198 137 30.8 148 25.2 SS (mg/l) Hình 4.9a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.9b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát taêng nhanh trong 2 ngaøy ñaàu tieân, sau ñoù chaäm laïi ôû ngaøy cuoái cuøng. - Ôû giaù theå xô döøa ñaït hieäu suaát cao nhaát laø 27,7% sau 2 ngaøy, sau ñoù giaûm trôû laïi ôû ngaøy cuoái cuøng chæ ñaït 25,2% - Ôû giaù theå cöôùc nhöïa ñaït hieäu suaát cao nhaát laø 30,8% sau 2 ngaøy,sau ñoù coù giaûm laïi ôû ngaøy thöù 3 nhöng khoâng ñaùng keå. - Hieäu suaát xöû lí SS cuûa giaù theå cöôùc nhöïa cao hôn giaù theå xô döøa trong suoát 3 ngaøy xöû lyù. 4.1.2.5. Öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 2h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc CODsau Cöôùc nhöïa Hieäu suaát CODsau Xô Döøa Hieäu suaát 1 2 3.84 320 320 0 320 0 2 3.84 320 306 4.7 298.2 6.8 2 3.84 320 292 8.7 280 12.5 2 2 3.84 320 188 41.2 174.3 45.5 2 3.84 320 171 46.6 159 50.3 2 3.84 320 154 51.8 143 55.3 3 2 3.84 320 140 56.5 127.3 60.2 2 3.84 320 133 58.4 124 61.25 2 3.84 320 130 59.3 120.6 62.3 COD (mg/l) Hình 4.10a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.10b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù COD giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát xöû lyù COD taêng nhanh trong 2 ngaøy laáy maãu ñaàu tieân, sau ñoù cuõng taêng nhöng coù phaàn chaäm laïi ôû ngaøy cuoái cuøng. - Ôû giaù theå xô döøa hieäu suaát cao nhaát ñaït 62,3%, ôû giaù theå cöôùc nhöïa hieäu suaát ñaït cao nhaát laø 59,3%. - Hieäu suaát xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa coù phaàn nhænh hôn giaù theå cöôùc nhöïa. b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra Cöôùc nhöïa Hieäu suaát SSra Xô döøa Hieäu suaát 1 2 3.84 170 170 0 170 0 2 3.84 170 169 0.58 168 1.17 2 3.84 170 162 4.7 164 3.5 2 2 3.84 170 154 9.4 144 15.2 2 3.84 170 151 11.1 141 17 2 3.84 170 144 15.2 134 21.1 3 2 3.84 170 130 23.5 120 29.4 2 3.84 170 126 25.8 116 31.7 2 3.84 170 134 21.1 124 27 SS (mg/l) Hình 4.11a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.11b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu suaát xöû lyù SS taêng chaäm ôû ngaøy ñaàu tieân, sau ñoù taêng khaù nhanh ôû 2 ngaøy coøn laïi, vaø giaûm laïi ôû nöûa ngaøy cuoái cuøng (caû 2 giaù theå). - Ôû giaù theå xô döøa hieäu suaát cao nhaát ñaït 31,7%; ôû giaù theå cöôùc nhöïa ñaït 25,8% - Trong 3 ngaøy xöû lyù, hieäu suaát cuûa giaù theå xô döøa luoân cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa 4.1.3So saùnh giai ñoaïn taêng taûi troïng (chaïy moâ hình ñoäng) 4.1.3.1. Uùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 24h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc xöû lí CODsau xöû lí (Cöôùc nhöïa) Hieäu suaát(%) CODsau xöû lí (Xô Döøa) Hieäu suaát(%) 1 24 0.31 310 310 0 310 0 2 24 0.31 310 192 38.0 146.0 52.9 3 24 0.31 310 106.0 65.8 96.0 69.0 4 24 0.31 310 98.0 68.3 73.5 73.5 COD (mg/l) Hình 4.11a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.11b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù COD giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - Hieäu quaû xöû lyù taêng nhanh ôû ngaøy ñaàu tieân thí nghieäm. - Töø giaù trò 310 xuoáng coøn 82 sau 4 ngaøy thí nghieäm ñoái vôùi giaù theå xô döøa, hieäu suaát ñaït cao nhaát laø 73% - Vaø giaûm töø 310 xuoáng coøn 98 ñoái vôùi giaù theå cöôùc nhöïa, hieäu suaát chæ ñaït 68,3% - Ôû hình treân cho ta thaáy hieäu quaû xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra Cöôùc nhöïa Hieäu suaát SSra Xô döøa Hieäu suaát 1 24 0.31 140 140 0 140 0 2 24 0.31 140 130 7.1 132 5.7 3 24 0.31 140 125 10.7 126 10 4 24 0.31 140 114 18.5 118 15.7 SS (mg/l) Hình 4.12a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.12b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt - Ôû caû 2 loaïi giaù theå treân xöû lyù ñaït hieäu suaát khoâng cao. - Giaù theå xô döøa ñaït cao nhaát laø 15,7% ôû ngaøy thí nghieäm thöù 4. - Giaù theå cöôùc nhöïa ñaït 18,5% ôû ngaøy thí nghieäm thöù 4. - Döïa vaøo bieåu ñoà treân ta nhaän thaáy hieäu quaû xöû lí SS cuûa giaù theå cöôùc hôn cao hôn giaù theå xô döøa. 4.1.3.2. Uùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 12h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc CODsau Cöôùc nhöïa Hieäu suaát CODsau Xô Döøa Hieäu suaát 1 12 0.768 384 384 0 384 0 12 0.768 384 336 12.5 304 20.8 2 12 0.768 384 240 37.5 240 37.5 12 0.768 384 224 41.6 208 45.8 3 12 0.768 384 208 45.8 176 54.1 12 0.768 384 145 62.2 118 69 4 12 0.768 384 97 74.7 88 77 12 0.768 384 106 72.3 94 75.2 COD (mg/l) Hình 4.13a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.13b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaátû xöû lyù COD giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt - Hieäu quaû xöû lyù COD ôû caùc laàn laáy maãu coù söï bieán thieân gaàn nhö nhau, ñaït hieäu quaû cao vaø nhanh ôû ngaøy ñaàu tieân cuûa thí nghieäm, söï cheânh leach hieäu suaát xöû lyù roõ nhaát laø ôû ngaøy thöù 3 cuûa thí nghieäm. - Ôû hình treân cho ta thaáy hieäu quaû xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa cao hôn loaïi giaù theå cöôùc nhöïa ôû cuøng 1 thôøi gian löu nöôùc. - Ñaëc bieät, ôû taûi troïng naøy giaù theå cöôùc nhöïa ñaït hieäu suaát xöû lyù cao nhaát trong caùc taûi troïng, ñaït 74.7%. b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra Cöôùc nhöïa Hieäu suaát SSra Xô döøa Hieäu suaát 1 12 0.768 125 125 0 125 0 12 0.768 125 120 4 120 4 2 12 0.768 125 117 6.4 118 5.6 12 0.768 125 111 11.2 112 10.4 3 12 0.768 125 116 7.2 115 8 12 0.768 125 106 15.2 109 12.8 4 12 0.768 125 101 19.2 98 21.6 12 0.768 125 106 16 105 15.2 SS (mg/l) Hình 4.14a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.14b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt - Söï bieán thieân hieäu suaát khoâng cheânh leäch nhau. Coù nhöõng thôøi ñieåm gaàn nhö baèng nhau. - Tuy nhieân hieäu suaát xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa vaãn cao hôn 1 ít so vôùi giaù theå cöôùc nhöïa. 4.1.3.3. Öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 6h a. Baûng so saùnh COD vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng CODtröôùc CODsau Cöôùc nhöïa Hieäu suaát CODsau Xô Döøa Hieäu suaát 1 6 1.472 368 368 0 368 0 6 1.472 368 320 13 304 16 2 6 1.472 368 224 39.1 192 47.8 6 1.472 368 197.6 46.3 176 52.1 3 6 1.472 368 128 65.2 112 69.5 6 1.472 368 114 69 96 73.9 4 6 1.472 368 106 71.1 80 78.2 6 1.472 368 102 72.2 96 73.9 COD (mg/l) Hình 4.15a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân COD giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.15b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù COD giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt - Hieäu suaát xöû lyù taêng nhanh vaø maïnh vaøo ngaøy thöù 2 cuûa thí nghieäm. - Hieäu suaát xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa ôû taûi troïng naøy ñaït cao nhaát, ñaït 78,2% b. Baûng so saùnh haøm löôïng SS vaø hieäu suaát xöû lyù Ngaøy Thôøi gian Taûi troïng SSvaøo SSra Cöôùc nhöïa Hieäu suaát SSra Xô döøa Hieäu suaát 1 6 1.472 110 110 0 110 0 6 1.472 110 106 3.6 104 5.4 2 6 1.472 110 94 14.5 92 16.3 6 1.472 110 100 9 88 10.4 3 6 1.472 110 98 10.9 81 13.8 6 1.472 110 82 25.4 79 28.1 4 6 1.472 110 96 12.7 85 11.9 6 1.472 110 99 10 83 12.8 Bieåu ñoà SS (mg/l) Hình 4.16a: Bieåu ñoà so saùnh söï bieán thieân SS giöõa 2 giaù theå Hieäu suaát (%) Hình 4.16b: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù SS giöõa 2 giaù theå Nhaän xeùt: - ÔÛû giaù theå xô döøa: giaûm maïnh nhaát laø vaøo ngaøy thöù 2 cuûa thí nghieäm, sau ñoù giaûm ñeàu. - Ôû giaù theå cöôùc nhöïa: giaûm xuoáng thaáp nhaát ôû ngaøy thöù 2, sau ñoù taêng laïi vaøo ngaøy thöù 3. Ñieàu naøy chöùng toû lôùp maøng vi sinh vaät baùm treân giaù theå bò bong troùc theo doøng nöôùc laøm cho haøm löôïng SS taêng cao trôû laïi. - Hieäu quaû xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa. 4.2. Keát luaän Döïa vaøo baûng so saùnh, bieåu ñoà treân ta coù theå choïn loaïi giaù theå thích hôïp vôùi töøng khoaûng thôøi gian löu nöôùc ñeå xöû lyù ñaït hieäu quaû toát nhaát. ÔÛ giaù theå xô döøa: hieäu suaát xöû lyù ñaït cao nhaát öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 6h. Cuï theå: COD ñaït hieäu suaát 78,2% ; SS ñaït hieäu suaát 16.3% ( ôû giaù theå cöôùc nhöïa ñaït 72,2% ; SS ñaït 25,4%). ÔÛ giaù theå cöôùc nhöïa: hieäu suaát xöû lyù ñaït hieäu quaû cao nhaát öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 12h. Cuï theå: COD ñaït 74,7% ; SS ñaït 19,2%. (ôû giaù theå xô döøa COD ñaït 77%; SS ñaït 21,6%). Tuy nhieân, so vôùi TCVN 5945:2005 loaïi A thì haøm löôïng COD, SS sau xöû lí cuûa 2 giaù theå vaãn cao hôn töø 2-3 laàn. 4.3. Kieán nghò Vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 4 ngaøy thì hieäu quaû xöû lyù cuûa giaù theå xô döøa cao hôn giaù theå cöôùc nhöïa, thôøi gian thích nghi giaù theå cuõng ngaén hôn. Tuy nhieân, ôû loaïi giaù theå xô döøa thì vaøo ngaøy cuoái cuøng cuûa thí nghieäm giaù trò COD, SS thöôøng taêng trôû laïi maïnh hôn so vôùi loaïi giaù theå cöôùc nhöïa, ñieàu naøy laø do lôùp vi sinh vaät giaø baùm beân ngoaøi bò bong troùc theo doøng nöôùc vaø söï phaân huûy nheï cuûa lôùp muïn döøa. Maët khaùc, söùc beàn cuûa vaät lieäu xô döøa thaáp hôn raát nhieàu so vôùi cöôùc nhöïa tuy hieäu suaát xöû lyù coù cao hôn. Vì vaäy, trong thöïc teá hieä nay ngöôøi ta thöôøng choïn loaïi giaù theå cöôùc nhöïa ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït. Maët khaùc, nöôùc thaûi sinh hoaït sau xöû lí ôû beå aerotank vaãn coøn cao hôn khoaûng 2 laàn so vôùi TCVN 5945:2005 loaïi A, neân sau ñoù ta can tình toaùn theâm nhöõng coâng trình xöû lí tieáp theo ñeå nöôùc thaûi ñaàu ra ñaït tieâu chuaån cho pheùp. 4.4. Ñeà xuaát quy trình coâng ngheä: Nguoàn vaøo Laéng caùt Beå aerotank Laéng sinh hoïc Beå chöùa nöôùc trung gian Khöû truøng Nöôùc ñaàu ra Beå chöùa buøn SCR Thuyeát minh quy trình: Nöôùc thaûi tröôùc khi ñi vaøo beå laéng caùt ñöôïc cho qua song chaén raùc, khi ñoù caùc thaønh phaàn nhö caây, gieû raùch, raùc…bò giöõ laïi vaø ñöôïc thu gom. Sau ñoù, nöôùc thaûi ñi vaøo beå laéng caùt. Beà laéng naøy coù nhieäm vuï taïo thôøi gian löu vaø thu giöõ caùt haït soûi coù kích thöôùc lôùn hôn 0,2mm. Töø ñaây nöôùc thaûi ñöôïc ñöa thaúng qua beå Aerotank. Taïi beå aerotank xaûy ra caùc quaù trình phaân huûy sinh hoïc caùc hôïp chaát höõu cô,voâ cô. Beå hoaït ñoäng theo nguyeân taéc buøn hoaït tính sinh tröôûng lô löûng. Sau ñoù nöôùc thaûi ñi qua beå laéng sinh hoïc. Döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc vaø löïc li taâm, caùc boâng buøn ñöôïc laéng xuoáng ñaùy vaø ñöôïc ruùt ra ngoaøi ñöa vaøo beå chöùa buøn. Nöôùc thaûi töø beå laéng sinh hoïc seõ ñöôïc daãn tôùi beå chöùa nöôùc trung gian ñeå oån ñònh caùc thaønh phaàn, sau ñoù ñi qua beå khöû truøng tröôùc khi ñöôïc thaûi ra ngoaøi. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Traàn Ñöùc Haï, 2002, Xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït quy moâ vöøa vaø nhoû, NXB Khoa hoïc Kyõ thuaät, Haø Noäi. 2. PGS.TS Hoaøng Hueä, 1996, Xöû lyù nöôùc thaûi, NXB Xaây Döïng, Haø Noäi. 3. PGS.TS. Hoaøng Vaên Hueä, 2004, Coâng ngheä moâi tröôøng – Taäp 1: xöû lyù nöôùc thaûi, NXB Xaây Döïng, Haø Noäi. 4. Löông Ñöùc Phaåm, Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc, NXB Khoa hoïc Kyõ thuaät, Haø Noäi. 5. Trung taâm ñaøo taïo ngaønh nöôùc vaø moâi tröôøng, 1999, Soå tay xöû lyù nöôùc taäp 1,2, NXB Xaây Döïng, Haø Noäi. 6. Luaän vaên toát nghieäp, 2005,” Tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi khu daân cö môùi xaõ Phöôùc Khaùnh, huyeän Nhôn Traïch, tænh Ñoàng Nai, coâng suaát 1000m3/ngaøy ñeâm”, Nguyeãn Ñaéc Khaûi. PHUÏ LUÏC Giaù theå xô döøa Giaù theå cöôùc nhöïa Moâ hình toång theå 2 beå Beå cöôùc nhöïa (giai ñoaïn chaïy ñoäng) Beå xô döøa(giai ñoaïn chaïy ñoäng) Nôi laáy nöôùc ñaàu ra (chaïy ñoäng) Đá bọt khí Cách bố trí đá bọt khí Maùy neùn khí Moâ hình 2 beå Beå söû duïng giaù theå xô döøa ._.