Đề tài Vấn đề xử lý các loại chất thải phát sinh

TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Lời mở đầu Môi trường là một trong những vấn đề mà hiện nay hầu hết ai cũng quan tâm, vấn đề không những tự nó phát sinh mà nguyên nhân chính là do nhu cầu cuộc sống của con người gây ra. Trong nhiều thập niên qua tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng,đó là sự phát thải bừa bãi các chất ô nhiễm vào môi trường mà khôngđược xử lý, gây nên hậu quả nghiêm trọng tác hại đến đời sống toàn cầu. Việt Nam chúng ta đã vàđang chú trọng đến việc cải tạo môi trường và ngăn ngừa ô nhiễm. Tại Thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng ô nhiễm môi trường khá nghiêm trọng, hầu hết các con kênh rạch trong Thành phố đều ô nhiễm nặng nề, những làn khói bụi thoát ra từ các nhà máy, xe cộ đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của người dân. Vấn đề cấp báchđặt ra cho cấp lãnh đạo thành phố hiện nay là cần ngăn chặn các nguồn ô nhiễm và tái tạo lại môi trường thành phố. Tuy nhiên,để ngăn chặn sự ô nhiễm trước tiên phải xử lý các nguồn gây ô nhiễm thải vào môi trường, có nghĩa là các nhà máy, xí nghiệp, các khu thương mại trong quá trình hoạt động và sản xuất phát sinh chất thải phải được xử lý triệt để. Muốn vậy, cần phải ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý triệt để các loại chất thải phát sinh là điều tất yếu phải làm đối với mỗi chúng ta. TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Mục lục CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU .............................................................................................................1 1.1. GIỚI THIỆU ...................................................................................................................1 1.2. MỤC ĐÍCH ....................................................................................................................1 1.3. PHẠM VI ĐỀ TÀI..........................................................................................................1 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...........................................................................................2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN......................................................................................................3 2.1. GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH ............................................................................3 2.1.1. Lịch sử phát triển của quá trình bùn hoạt tính .........................................................3 2.1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính ..................................................................3 2.1.3. Sự tăng trưởng sinh khối..........................................................................................4 2.1.4. Tính chất tạo bông bùn hoạt tính ...........................................................................10 2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH .....................12 2.2.1. Ảnh hưởng của pH .................................................................................................12 2.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ.........................................................................................13 2.2.3. Ảnh hưởng của kim loại nặng ................................................................................13 2.2.4. Ảnh hưởng của các chất dầu mỡ trong nước thải ..................................................14 2.2.5. Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt ............................................................14 2.2.6. Sự lên men của nước thải .......................................................................................15 2.2.7. Nhu cầu oxy ...........................................................................................................15 2.2.8. Lượng dinh dưỡng .................................................................................................15 2.2.9. Tỉ số F/M (Tỉ số thức ăn trên sinh khối) ................................................................18 2.2.10. Lượng bùn tuần hoàn ...........................................................................................18 2.2.11. Thời gian lưu bùn.................................................................................................18 2.3. NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NHỮNG VẤN ĐỀ THƯỜNGGẶP KHI VẬN HÀNH BÙN HOẠT TÍNH ........................................................................................19 2.3.1. Bùn phát triển phân tán (Dispersed growth) ..........................................................19 2.3.2. Bùn không kết dính được (Pinpoint flocs) .............................................................19 2.3.3. Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bulking) ....................................20 2.3.4. Bùn tạo khối nhớt (vicous bulking) hay là sự phát triển của Zoogloeal (Zoogloeal growth).............................................................................................................................22 2.3.5. Bùn nổi (Rising sludge) .........................................................................................24 2.3.6. Bọt váng (Foam/Scum) ..........................................................................................24 a. Bọt ............................................................................................................................26 b. Váng.........................................................................................................................28 2.4. LỊCH SỬ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH BÙN TẠO KHỐI VÀ TẠO BỌT...........................................................................29 2.4.1. Bùn tạo khối ...........................................................................................................29 2.4.2. Bọt váng .................................................................................................................33 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................................36 3.1. NỘI DUNG THỰC HIỆN ............................................................................................36 3.2. THÍ NGHIỆM 1: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNHĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA ............................36 TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO 3.3. THÍ NGHIỆM 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ ........................................................................................................38 3.4. THÍ NGHIỆM 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNHĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ........................................................................................................41 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...........................................................................44 4.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA........................................................................................................................................44 4.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM ..................................................................................................54 4.3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI pHĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM ......................................................................................................................64 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................75 5.1. KẾT KUẬN ..................................................................................................................75 5.2. KIẾN NGHỊ..................................................................................................................75 TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Danh sách các bảng Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật............................................9 Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình bùn hoạt tính ...............................................13 Bảng 2.3 Các chất dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn. .................16 Bảng 2.4 Phần trăm thành phần của các nguyên tố chính trong tế bào vi khuẩn tính trên trọng lượng khô .................................................................................................................................16 Bảng 2.5 Giá trị dinh dưỡng cần thiết để khử BOD (g/kg BOD) ............................................17 Bảng 2.6 Thời gian lưu bùn tiêu biểu cho quá trình bùn hoạt tính ..........................................18 Bảng 2.7 Các loài vi khuẩn dạng sợi thường gặp gây ra hiện tượng bùn tạo khối ..................21 Bảng 2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến bùn khối nhớt .................................................................23 Bảng 2.9 Các dấu hiệu nhận biết có quá trình khử nitrat.........................................................24 Bảng 2.10 Các dạng vi khuẩn gây bọt váng thường gặp .........................................................25 Bảng 2.11 Ảnh hưởng của sự thay đổi về sinh học, hóa học và lý học đến sự hình thành bọt/váng....................................................................................................................................26 Bảng 2.12 Những dạng bọt chính trong bùn hoạt tính .............................................................27 Bảng 2.13 Kiểm soát bọt do thiếu dinh dưỡng ........................................................................33 Bảng 2.14 Kiểm soát bọt do chất béo, dầu mỡ........................................................................35 Bảng 3.1 Các thông số đầu vào của nước thải thuộc da ..........................................................36 Bảng 3.2 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ..................................................................................................................................................36 Bảng 3.3 Số lần pha loãng theo từng tải trọng .........................................................................37 Bảng 3.4 Thể tích dung dịch KH2PO4 cần châm vào các mô hình.........................................38 Bảng 3.5 Các thông số đầu vào của nước thải chế biến men thực phẩm .................................38 Bảng 3.6 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................39 TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Bảng 3.7 Số gam mật rỉ đường tương ứng với từng tải trọng ..................................................39 Bảng 3.8 Thể tích dung dịch dinh dưỡng ứng với mỗi tải trọng .............................................40 Bảng 3.9 Cácđiều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................41 Bảng 3.10 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu .................................................................42 Bảng 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ..............44 Bảng 4.2 COD đầu vào và CODđầu ra trung bình sau khi ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ..............................................................................................45 Bảng 4.3 Biến thiên clorua của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ......47 Bảng 4.4 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ...........48 Bảng 4.5 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ..................................................................................................................................................49 Bảng 4.6 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da .....51 Bảng 4.7 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thayđổi tải trọng đối với nước thải thuộc da..............................................................................................................................................52 Bảng 4.8 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................................54 Bảng 4.9 COD đầu vào, CODđầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm ....................................................................................55 Bảng 4.10 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................57 Bảng 4.11 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................59 Bảng 4.12 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................60 Bảng 4.13 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm .................................................................................................................61 TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Bảng 4.14 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH (pH = 4 – 11) đối với nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................64 Bảng 4.15 COD đầu ra của mô hình pH = 12.........................................................................64 Bảng 4.16 COD đầu vào và CODđầu ra trung bình ổn định của nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................................65 Bảng 4.17 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................................66 Bảng 4.18 Độ đục đầu ra của mô hình pH = 12.......................................................................67 Bảng 4.19 SVI đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm .....68 Bảng 4.20 SVI đầu ra của mô hình pH = 12..........................................................................68 Bảng 4.21 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm.........................................................................................................................................69 Bảng 4.22 Biến thiên MLSS của mô hình pH = 12đối với nước thải chế biến men thực phẩm ..................................................................................................................................................69 Bảng 4.23 Biến thiên pHđầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................71 Bảng 4.24 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm.................................................................................................................................72 TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Danh sách các hình Hình 2.1 Trùng biến hình (amoebae) .........................................................................................5 Hình 2.2 Trùng roi (flagellate)...................................................................................................5 Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate) ............................................................6 Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa) .........................................................7 Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa) .....................................................8 Hình 2.6 Giun tròn sống tự do (free – living nematode) ...........................................................8 Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer)................................................................................................9 Hình 2.8 Bùnở giai đoạn hô hấp nội bào ..................................................................................9 Hình 2.9 Bùn hoạt tính kết bông tốt.........................................................................................11 Hình 2.10 Bùn liên kết yếu ......................................................................................................12 Hình 2.11 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi .........................................................................21 Hình 2.12 Hình minh họa bùn dạng bọt váng Nocardia ..........................................................26 Hình 4.1 CODđầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ...............44 Hình 4.2 CODđầu vào, CODđầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da..............................................................................................................46 Hình 4.3 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da46 Hình 4.4 Cloruađầu ra cúa thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ...........47 Hình 4.5Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da............48 Hình 4.6 Biến thiên SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ..........50 Hình 4.7 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ......51 Hình 4.8 CODđầu ra và clorua đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da .......................................................................................................52 Hình 4.9Độ đục và SVIđầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ....................................................................................................................53 TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Hình 4.10 MLSS trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ....................................................................................................................................53 Hình 4.11 CODđầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (0.3; 0,5; 1,0; 1,5 kg COD/m3.ngày) đối với nước thải chế biến men thực phẩm ..............................................................................55 Hình 4.12 CODđầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (2,0; 4,0; 6,0 kg COD/m3.ngày)đối với nước thải chế biến men thực phẩm ....................................................................................55 Hình 4.13 COD vào, COD ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm ..........................................................................................................56 Hình 4.14 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................57 Hình 4.15Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................58 Hình 4.16 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.........................................................................................................................59 Hình 4.17 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................60 Hình 4.18 CODđầu ra và độ đục đầu ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm ..........................................................................................62 Hình 4.19 SVI và MLSS trung bìnhổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm ...................................................................................................63 Hình 4.20 CODđầu ra khi pH đầu vào thayđổi từ 4 – 11 ......................................................64 Hình 4.21 CODđầu ra của mô hình pH = 12 ..........................................................................65 Hình 4.22 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................66 Hình 4.23Độ đục đầu ra khi pH đầu vào thayđổi từ 4 – 11 ...................................................67 Hình 4.24Độ đục đầu ra của mô hình pH = 12 .......................................................................67 Hình 4.25 Biến thiên SVI khi pHđầu vào thayđổi từ 4 – 11..................................................68 TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Hình 4.26 SVI của mô hình pH = 12 .......................................................................................69 Hình 4.27 Biến thiên MLSS khi pHđầu vào thayđổi .............................................................70 Hình 4.28 MLSS của mô hình pH = 12 ...................................................................................70 Hình 4.29 pHđầu ra khi pH đầu vào thayđổi .........................................................................71 Hình 4.30 SVI trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm.................................................................................................................................72 Hình 4.31 MLSS và CODđầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm ...................................................................................................73 Hình 4.32 CODđầu ra và độ đục đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm ............................................................................................73 Hình 4.33 pHđầu ra trung bình ổn định khi pH đầu vào thayđổi...........................................74 TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Danh sách các từ viết tắt BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá. COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học. DO (Dissolved Oxygen): Nồng độ oxy hoà tan. SS (Suspended Solid): Chất rắn lơlửng. MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): Chất rắn lơlửng trong bùn lỏng. MLVSS (Mix Liquid Volatile Suspended Solids): Chất rắn lơlửng bay hơi trong bùn lỏng. SVI (Sludge Volume Index): Chỉ số thể tích bùn. SRT (Solid Retention Time): Thời gian lưu bùn. F/M (Food – Microorganism ratio): Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật. TN: Hàm lượng Nitơtổng. TP: Hàm lượng Photpho tổng. TSS: Tổng chất rắn lơlửng. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam. CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU TÀI LIỆUCHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. GIỚI THIỆU - Hiện nay, có rất nhiều phương phápđược dùng để xử lý nước thải, bao gồm: cơhọc, hóa lý, sinh học,…Trong đó, phương pháp sinh học đang được coi nhưlà phương pháp hữu hiệu trong lĩnh vực xử lý nước thải vì những ưu điểm của nó như: đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả cao hơn các biện pháp cơhọc, hóa lý,…Quá trình công nghệ này hoạt động dựa trên sự hoạt động của hệ vi sinh vật. Vì vậy, đểcó thể áp dụng hiệu quả phương pháp xử lý này, điều kiện tiên quyết là phải có một quần thể vi sinh vật tốt hay nói theo từ chuyên môn là bùn hoạt tính để phân hủy chất ô nhiễm. - Tuy nhiên, không phải lúc nào bùn cũng có hoạt tính mạnh để xử lý nước thải. Trái lại, các kỹ sưvận hành phải thường xuy