Nghiên cứu sử dụng thân lục bình làm giá thể dính bám kết hợp công nghệ bùn hoạt tính trong xử lý nước thải Công ty TNHH giấy AFC, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu sử dụng thân lục bình làm giá thể dính bám kết hợp công nghệ bùn hoạt tính trong xử lý nước thải Công ty TNHH giấy AFC, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh đánh giá khả năng sử dụng thân lục bình làm giá thể trong xử lý nước thải ngành sản xuất bột giấy và giấy thông qua nghiên cứu dựa trên hai mô mình: Mô hình bùn hoạt tính đối chứng và mô hình bùn hoạt tính có kết hợp giá thể.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu sử dụng thân lục bình làm giá thể dính bám kết hợp công nghệ bùn hoạt tính trong xử lý nước thải Công ty TNHH giấy AFC, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THÂN LỤC BÌNH LÀM GIÁ THỂ DÍNH BÁM KẾT HỢP CÔNG NGHỆ BÙN HOẠT TÍNH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY TNHH GIẤY AFC, XÃ VĨNH LỘC B, HUYỆN BÌNH CHÁNH, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tạ Trung Kiên, Quách Liên Đạt, Vũ Trí Dũng Viện Khoa học Ứng dụng, Trường Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh (HUTECH) GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn TÓM TẮT Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng thân lục bình làm giá thể trong xử lý nước thải ngành sản xuất bột giấy và giấy thông qua nghiên cứu dựa trên hai mô mình: mô hình bùn hoạt tính đối chứng và mô hình bùn hoạt tính có kết hợp giá thể. Qua đó cũng đánh giá khả năng xử lý nước thải ngành sản xuất bột giấy và giấy bằng công nghệ bùn hoạt tính. Xác định độ hiệu quả khi xử lý COD, SS, pH trong nước thải của ngành sản xuất bột giấy và giấy. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý khi sử dụng giá thể COD đạt cao nhất là 74,33%, SS nằm trong khoảng 1100 – 2000 mg/l so với mô hình bùn hoạt tính đối chứng lần lượt COD đạt 72%, SS tăng cao dao động 1200 – 2200 mg/l. Từ khoá: Bùn hoạt tính, giá thể, hiệu quả xử lý, 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành giấy với đặc tính của một dòng thải giàu chất hữu cơ và khá nguy hại, thì vấn đề xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận được quan tâm đặc biệt khi mà trong giai đoạn hiện nay, các giải pháp quản lý (ISO 14001, Sản xuất sạch hơn…) chưa thể áp dụng nhuần nhuyễn và mang hiệu quả tối ưu bằng các giải pháp kỹ thuật ở nước ta. Vì vậy, nhiều giải pháp thực tiễn đã mang lại hiệu quả trong việc giảm nhẹ tác động của dòng thải ngành sản xuất. Công nghệ sinh học hiếu khí làm được điều đó. Cũng với bản chất là xử lý hiếu khí, nhưng xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng lơ lửng sẽ mang theo một lượng đáng kể vi sinh vật ra ngoài khi nước thải đã qua xử lý. Do vậy, một trong những biện pháp mang lại hiệu quả xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là nâng cao mật độ vi sinh vật trong hệ thống. Và sinh trưởng dính bám sẽ góp phần đảm bảo điều này. Là quá trình xử lý sinh học trong đó sinh khối tồn tại và phát triển trong môi trường xử lý dưới dạng màng bám vào giá thể - đạt hiệu quả cao và có nhiều lợi điểm trong công nghệ xử lý nước thải do phần lớn vi sinh vật bám vào giá thể nên không bị cuốn ra ngoài. Nhận thức điều đó, tìm kiếm một cơ hội để kết hợp hai quá trình: tăng trưởng lơ lửng và tăng trưởng dính bám là cần thiết và việc tìm kiếm vật liệu làm giá thể vừa rẻ, vừa khả thi cũng hết sức quan trọng. Thân lục bình (được phơi khô) - một loại vật phẩm rất phổ biến trong đời sống nông thôn có thể đáp ứng được yêu cầu trên. 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 617
a. Nội dung nghiên cứu - Tiến hành phân tích các chỉ tiêu đầu vào của nước thải sản xuất giấy sau khi lấy từ Công Ty TNHH Giấy AFC, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Minh. - Tiến hành chạy mô hình thí nghiệm và phân tích các chỉ tiêu đầu ra với các chế độ tải trọng khác nhau để tìm ra khoảng nồng độ xử lý tối ưu nhất đối với giá thể nghiên cứu. - Đưa ra các số liệu mà thân lục bình có khả năng xử lý đối với loại nước thải ngành sản xuất giấy và bột giấy. b. Phương pháp nghiên cứu i.Phương pháp luận Nước thải từ nhà máy sản xuất giấy và bột giấy giàu chất hữu cơ và khá nguy hại. Cần phải có biện pháp nhằm giảm thiểu và hạn chế sự ô nhiễm tăng cao của các chỉ tiêu về môi trường. Công nghệ sinh học hiếu khí lơ lửng được áp dụng nhờ sử dụng giá thể để làm hạn chế và giảm thiểu COD và giúp ổn định SS có trong nước thải. Tiến hành trên hai mô hình đối chứng và sử dụng giá thể để đánh giá tính hiệu quả của công nghệ sinh học hiếu khí. ii.Phương pháp cụ thể Phương pháp điều tra khảo sát Khảo sát đánh giá, điều tra hiện trạng môi trường nước tại Công ty TNHH giấy AFC, xã Vĩnh Lộc B, huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp xây dựng mô hình đối chứng - Xây dựng mô hình mô phỏng với quy mô nhỏ nhằm phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm môi trường có trong nước thải sản xuất giấy bằng phương pháp bùn hoạt tính kết hợp sử dụng giá thể dính bám là thân lục bình. - Xây dựng 2 mô hình: + Mô hình bùn hoạt tính truyền thống + Mô hình bùn hoạt tính kết hợp sử dụng giá thể thân lục bình Phương pháp tổng hợp tài liệu Tham khảo các nghiên cứu trước đây và các tài liệu tổng hợp có liên quan đến việc xử lý nước thải giàu dinh dưỡng và hàm lượng SS và đưa ra mô hình xử lý hiệu quả Tổng hợp các tài liệu, nội dung liên quan, phân loại và tổng hợp các nội dung cho vấn đề cần giải quyết 618
c. Mô hình nghiên cứu 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU a. Mô hình bùn hoạt tính (mô hình đối chứng) i.Giai đoạn thích nghi 400 80 350 70 60 300 50 Hiệu suất (%) 250 40 mg/l 30 200 20 150 10 100 0 -10 50 -20 0 -30 1 2 3 4 5 6 7 Ngày CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Hình 2. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD của mô hình bùn hoạt tính trong giai đoạn thích nghi ii.Giai đoạn tăng tải trọng 400 80 400 80 60 60 Hiệu suất (%) Hiệu suất (%) 300 300 40 40 mg/l mg/l 200 20 200 20 0 0 100 100 -20 -20 0 -40 0 -40 1 2 3 4 1 2 3 4 Ngày Ngày CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Hiệu suất (%) A. Tĩnh B. Động Hình 3. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD với thời gian lưu nước 12h 619
350 80 350 80 300 300 60 60 Hiệu suất (%) Hiệu suất (%) 250 250 200 40 200 40 mg/l mg/l 150 20 150 20 100 100 0 0 50 50 0 -20 0 -20 1 2 3 4 1 2 3 4 Ngày Ngày CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Hiệu suất (%) A. Tĩnh B. Động Hình 4. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD với thời gian lưu nước 6h b. Mô hình bùn hoạt tính kết hợp giá thể i.Giai đoạn thích nghi 400 80 350 60 300 Hiệu suất (%) 250 40 mg/l 200 20 150 0 100 50 -20 0 -40 1 2 3 4 5 6 7 Ngày CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Hình 5. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD của mô hình bùn hoạt tính kết hợp giá thể trong giai đoạn thích nghi ii.Giai đoạn tăng tải trọng 400 80 400 100 Hiệu suất (%) 60 300 Hiệu suất (%) 300 50 mg/l 40 200 mg/l 200 20 0 100 0 100 0 -50 -20 1 2 3 4 0 -40 1 2 3 4 Ngày Ngày CODtrước xử lý (mg/l) CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Hiệu suất (%) A. Tĩnh B. Động Hình 6. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD của mô hình bùn hoạt tính kết hợp giá thể với thời gian lưu nước 12h 620
400 80 400 100 60 80 Hiệu suất (%) Hiệu suất (%) 300 300 40 60 mg/l mg/l 200 20 200 40 0 20 100 100 -20 0 0 -40 0 -20 1 2 3 4 1 2 3 4 Ngày Ngày CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) CODtrước xử lý (mg/l) CODsau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Hiệu suất (%) A. Tĩnh B. Động Hình 7. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD của mô hình bùn hoạt tính kết hợp giá thể với thời gian lưu nước 6h c. So sánh hiệu quả của hai mô hình i. So sánh hiệu suất xử lý COD ở giữa 2 mô hình 200 150 Hiệu suất (%) 100 50 0 1 2 3 4 -50 Ngày MH bùn hoạt tính MH kết hợp Hình 8. Đồ thị biểu diễn hiệu xuất xử lý COD của 2 mô hình tai trọng 1.2kgCOD/ngày Nhận xét: Nhìn chung, hiệu suất xử lý COD của mô hình bùn hoạt tính có phần ổn định hơn mô hình kết hợp do thời gian thích nghi của VSV ngắn hơn. Còn đối với mô hình kết hợp, vì trong mô hình còn có bổ sung giá thể, cần phải có thời gian để hình thành lớp màng vi sinh trên giá thể nên trong thời gian 1 - 2 ngày đầu thì hiệu quả xử lý COD hầu như chưa đạt nhưng khi qua đến ngày thứ 3 - 4 thì hiệu quả xử lý bắt đầu tăng lên 72% và cao hơn so với mô hình bùn hoạt tính do lớp màng vi sinh đã hình thành. Tuy nhiên, ơ mức tải trọng này thì hiệu suất xử lý của 2 mô hình chênh lệch không nhiều. 200 Hiệu suất (%) 100 0 1 2 3 4 -100 Ngày MH bùn hoạt tính MH kết hợp Hình 9. Đồ thị biểu diễn hiệu xuất xử lý COD của 2 mô hình tải trọng 2.4kgCOD/ngày 621
Nhận xét: Tương tự như trên, diễn biến hiệu suất xử lý ở mức tải trọng 2.4kgCOD/ngày của mô hình kết hợp cũng theo chiều hướng tăng dần sau ngày thứ 2 và hiệu suất xử lý đã tăng cao hơn 2 mức tải trọng 1.2kgCOD/ngày (74.3%) và cao hơn mô hình bùn hoạt tính đơn giản (69.3%). Và mô hình bùn hoạt tính có dấu hiệu quá tải vì hiệu suất xử lý đã thấp hơn so với hiệu suất xử lý ở mức tải trọng 1.2kgCOD/ngày. Bảng 1. Hiệu suất xử lý COD qua các mức tải trọng của hai mô hình Tải trọng Hiệu suất xử lý COD (%) (kgCOD/ngày) Mô hình bùn hoạt tính Mô hình kết hợp 1.2 72 72.7 2.4 69.3 74.3 Nhận xét: Qua bảng trên, nhận thấy qua các mức tải trọng thì hiệu suất xử lý COD của mô hình kết hợp luôn cáo hơn so với mô hình bùn hoạt tính đối chứng. Ở 2 mức tải trọng 1.2 kgCOD/ngày thì hiệu quả xử lý của hai mô hình chênh lệch nhau không nhiều, trong đó đối với mô hình bùn hoạt tính thì mức tải trọng 1.2kgCOD/ngày là mức tải trọng tối ưu (khi tăng lên mức tải 2.4kgCOD/ngày thì có biểu hiện quá tải, hiệu suất xử lý giảm). Tuy nhiên ở mức tải trọng 2.4kgCOD/ngày lại là mức tải trọng tối ưu của mô hình kết hợp vì khi đó mô hình đã hình thành lớp màng vi sinh nên khả năng chịu tải của mô hình kết hợp cao hơn mô hình bùn hoạt tính truyền thống. ii.So sánh biến thiên nồng độ SS giữa 2 mô hình Bảng 2. Nồng độ SS của 2 mô hình ở tải trọng 1.2kgCOD/ngày Ngày Thời gian Tải trọng SS (mg/l) (h) (kgCOD/ngày) Mô hình bùn hoạt tính Mô hình kết hợp 1 12 1.2 1700 1840 2 12 1.2 1500 1403 3 12 1.2 2010 1780 4 12 1.2 2200 1985 Nhận xét: Đối với mức tải trọng 1.2kgCOD/ngày thì biến thiên nồng độ SS của mô hình bùn hoạt tính có kết hợp giá thể có phần ổn định hơn so với mô hình bùn hoạt tính truyền thống. Nồng độ SS của mô hình bùn hoạt tính có xu hướng giảm trong ngày đầu nhưng tăng dần nhưng không đều ở ngày thứ 3 và thứ 4. 622
Còn với mô hình bùn hoạt tính kết hợp giá thể thì nồng độ SS tăng đều sau ngày thứ 2 và nồng độ SS của mô hình kết hợp luôn thấp hơn so với mô hình bùn hoạt tính truyền thống. Bảng 3. Nồng độ SS của 2 mô hình ở tải trọng 2.4kgCOD/ngày Ngày Thời gian Tải trọng SS (mg/l) (h) (kgCOD/ngày) Mô hình bùn hoạt tính Mô hình kết hợp 1 6 2.4 1550 1490 2 6 2.4 1530 1410 3 6 2.4 1950 1805 4 6 2.4 2015 1802 Nhận xét: Cũng tương tự như trên, ở mức tải trọng này thì biến thiên nồng độ SS của cả hai mô hình đều có xu hướng giảm trong ngày đầu tiên và tăng dần sau ngày thứ 2 và nồng độ SS của mô hình bùn hoạt tính có kết hợp giá thể hầu như thấp hơn so với mô hình bùn hoạt tính và dao động trong khoảng 1400 - 1800 mg/l. d. KẾT LUẬN Như vậy, thân lục bình có khả năng làm giá thể kết hợp cho bể bùn hoạt tính trong xử lý nước thải ngành sản xuất giấy và bột giấy. Sau quá trình nghiên cứu trên hai mô hình: mô hình bùn hoạt tính đối chứng và mô hình bùn hoạt tính có kết hợp giá thể, thu được một số kết quả như sau: - Đối với mô hình bùn hoạt tính đối chứng: Hiệu quả xử lý COD đạt cao nhất là 72% ứng với thời gian lưu nước là 12h và tải trọng là 1.2kgCOD/ngày. Về chỉ tiêu SS, đối với mô hình bùn hoạt tính truyền thống thì nồng độ SS hầu như không giảm mà tăng cao, dao động trong khoảng 1200 - 2200 mg/l. - Đối với mô hình bùn hoạt tính kết hợp giá thể: Hiệu quả xử lý COD đạt cao nhất là 74,33% ứng với thời gian lưu nước là 6h và tải trọng là 2.4kgCOD/ngày. Về chỉ tiêu SS, đối với mô hình bùn hoạt tính có kết hợp giá thể thì nồng độ SS cũng không giảm nhưng trong suốt quá trình nghiên cứu cho thấy nồng độ SS luôn thấp hơn mô hình bùn hoạt tính truyền thống và dao động trong khoảng 1100 - 2000 mg/l. - Riêng đối với chỉ tiêu pH thì hầu như đều cho kết quả trung tính trong suốt quá trình nghiên cứu cho cả hai mô hình. 623
- Về kết quả tính toán các thông số động học cho thấy các thông số động học của mô hình bùn hoạt tính có kết hợp giá thể và mô hình bùn hoạt tính truyền thống không chênh lệch nhau nhiều. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Hồng Lan Chi – Lâm Minh Triết, 2003, Vi sinh vật Môi Trường, NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh. [2] Hoàng Huệ, 1996, Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng Hà Nội. [3] Hoàng Huệ, 2002, Thoát nước tập 2: xử lý nước thải, NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội. [4] Hồng Văn Huệ, 2004, Công nghệ Môi Trường – Tập 1: Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội. [5] Lâm Vĩnh Sơn, 2008, Bài giảng Thực hành xử lý nước thải, Trường ĐH Kĩ Thuật Công Nghệ TP.HCM. [6] Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục. [7] Nguyễn Văn Phước, 2004, Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP.HCM. [8] Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hoàng Hải, 2003, Lý thuyết và mô hình hoá quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội. [9] Trần Hiếu Nhuệ, 1990, Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, Trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội. 624