Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Bể sinh học sử dụng màng vi sinh chuyển động (MBBR)

Bể sinh học sử dụng màng vi sinh chuyển động (MBBR)

Tải bản đầy đủ - 0trang

lý và quan trọng hơn tăng thời gian lưu tế bào của chủng loại vi sinh có tốc độ phát

triển chậm. Thay đổi tỷ lệ vật liệu chất mang trong khối phản ứng (thể tích chất

mang chiếm 10 – 70 %) cho phép áp dụng linh hoạt tải lượng bề mặt của hệ xử lý

[56]; đạt được tốc độ xử lý lớn tính theo đơn vị thể tích. Chất mang chuyển động

cho phép tránh hiện tượng gây tắc và tăng cường khả năng trao đổi chất của phần vi

sinh bám trên chất mang, đồng thời cho phép sử dụng oxy hiệu quả hơn do khi

chuyển động chúng ngăn và làm chậm lại các bọt khí thốt ra khỏi nước. Do tăng

cường được hiệu quả xử lý của hệ bằng những giải pháp linh hoạt nên nó còn được

sử dụng để nâng cấp công suất và chất lượng của các hệ xử lý đang hoạt động. Sử

dụng kỹ thuật màng vi sinh chuyển động còn tạo điều kiện cho q trình lắng bùn

tốt hơn do hạ thấp được chỉ số thể tích bùn [29].

Ưu điểm: Hệ thống MBBR khơng cần q trình bùn tuần hồn bùn, vận

hành liên tục mà khơng cần thay thế nguồn vi sinh mới, có khả năng chịu tải trọng

hữu cơ cao và màng sinh học có khả năng thích ứng khi nồng độ chất ơ nhiễm thay

đổi đáng kể,mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao, thiết bị xử lý dễ

vận hành, đa dạng với nhiều loại giá thể khác nhau và có thể vận hành với điều kiện

tải trọng cao, hiệu quả xử lý cao với đặc tính màng biofilm thì hiệu quả xử lý COD,

N, P khá tốt vì màng biofilm vừa có khả năng loại bỏ COD, vừa có khả năng khử

nitơ, phốtpho do màng vi sinh có các lớp hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí. Hiệu quả xử

lý BOD lên tới 90%, N-NH4+ đạt 98-99%, tổng N: 80-85%, Photpho: 95-98%

[39,56].

Nhược điểm: Do vi sinh vật tăng trưởng liên tục và dính bám lên giá thể, nên

khó xác định được thời gian lưu bùn, những vi sinh vật chết sẽ theo dòng nước ra

ngồi, cần cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng vì màng rất dễ bị bong tróc khi

chất dinh dưỡng bị hạn chế hoặc điều kiện khuấy trộn và sục khí khơng đạt yêu

cầu, khi vận hành phải đảm bảo giá thể chuyển động hồn tồn trong bể, khơng có

khu vực chết, cần duy trì độ xáo trộn cần thiết để lớp màng đủ mỏng để tăng khả

năng khuếch tán của cơ chất và oxy vào trong lớp màng.



1.4. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam và Quốc tế

1.4.1. Tình hình nghiên

cứu tại Viêt Nam

Đề tài “Nghiên cứu

khả năng ứng dụng các vật

liệu lưu giữ vi sinh vật dạng

lưới sợi acrylic của Nhật và

sợi polyeste ép thành tấm

sản

xuất tại Việt Nam”. Giải

pháp này được tiến hành trên



Hình 1.19. Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lý

nước ô nhiễm amoni do tác giả Lều Thọ Bách thực

hiện [13]



mơ hình thực nghiệm trong

phòng thí nghiệm và kiểm chứng với nước ngầm thực tế tại nhà máy nước Pháp

Vân.



Tác giả đề tài đã đưa ra sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm bị ô

nhiễm amoni ở các mức độ khác nhau: (a) Nguồn nước ngầm bị ơ nhiễm nhẹ và

trung bình (hàm lượng amoni <11 mgN/L); (b) Nguồn nước ngầm bị ô nhiễm nặng

(hàm lượng amoni > 11 mgN/L).

Đối với nguồn nước ngầm có mức độ ơ nhiễm nhẹ và trung bình (nồng độ

nitơ amoni < 11 mgN/L) chỉ cần bổ sung công đoạn nitrat hóa (hình 1.19a). Ứng

dụng các vật liệu trên sẽ đáp ứng được khả năng nitrat hóa hồn tồn nitơ amoni

đạt tải lượng tối đa là 750 g NH4+-N/m3.ngđ;

Đối với nguồn nước có mức độ ơ nhiễm nặng (nồng độ nitơ amoni> 11

mgN/L) cần tiến hành khử triệt để nitơ amoni theo dây chuyền nêu trên hình 1.19b,

etanol là nguồn các bon thích hợp cho cơng đoạn khử nitrat.

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cũng đã đề xuất được các thông số thiết kế

và vận hành cơ bản nhằm đảm bảo khả năng vận hành ổn định của mô hình với

hiệu suất khử nitơ đáp ứng yêu cầu do Bộ Y tế ban hành. Xử lý nitơ amoni theo sơ

đồ cơng nghệ khử nitrat - nitrat hố có dòng tuần hồn từ 1- 4Q (hình 1.19b) có ưu

điểm là quản lý được lượng cacbon hữu cơ dư từ quá trình khử nitrat, khơng gây tái

ơ nhiễm nước sau xử lý; DO là chỉ tiêu vận hành quan trọng trong q trình nitrat

hóa và khử nitrat. Để đạt được hiệu quả xử lý nitơ cao, cần duy trì nồng độ DO



trong bể nitrat hoá ở mức 3 - 3,5 mg/L. Với cơng nghệ kết nối 2 q trình khử nitrat

- nitrat hóa trên bằng dòng tuần hồn thì cần thiết kế 1 bể hoặc ngăn trung gian

nhằm quản lý và duy trì DO trong bể khử nitrat ở mức thấp.

Đề tài “Nghiên cứu xử lý nitơ amoni trong nước ngầm Hà Nội” [15, 16] do

Nguyễn Văn Khôi, Cao Thế Hà thực hiện, đề tài cấp Thành phố 01C-09/11-2000-2,

được nghiên cứu với qui mô pilot công suất 120 m 3/ngđ tại nhà máy nước Pháp

Vân, cơng trình chủ đạo nhằm xử

lý nitơ amoni là các bể sinh học

có bố trí vật liệu mang vi sinh là

Keramzit kích thước 4-10 mm.

Các kết quả nghiên cứu được

công bố cho thấy với lưu lượng

nhỏ hơn 4 m3/h, hệ đạt năng suất

xử lý 390 gN-NH4+/m3.ngđ, nồng

độ amoni nitơ sau xử lý đạt tiêu

chuẩn Châu Âu là thấp hơn 0,5

mg/L.



Hình 1.20. Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lý

nước ngầm ô nhiễm amoni do tác giả Nguyễn

Văn Khôi, Cao Thế Hà thực hiện [15, 16]



Công nghệ xử lý amoni dựa trên kỹ thuật màng vi sinh cố định, quá trình xử

lý được thực hiện theo 2 bước nitrat hóa và khử nitrat trong các bể riêng biệt. Sơ đồ

dây chuyền cơng nghệ xử lý được trình bày ở hình 1.20.

Mơ hình thực hiện với hàm lượng amoni đầu vào là 20,05 mgN/L. Hiệu quả

xử lý nitơ đạt 47%, hàm lượng amoni đầu ra < 0,5 mg/L; nitrat đầu ra là 2,65 mg/L.

Tuy nhiên vận tốc lọc qua bể sinh học nhỏ, dẫn tới khối tích cơng trình xây

dựng lớn, khơng phù hợp với quy mơ xử lý vừa và lớn. Mặt khác, với vật liệu dạng

này khi màng sinh học phát triển dễ dẫn tới hiện tượng tắc màng, nên thường xuyên

phải rửa lọc. Với dây chuyền công nghệ đề xuất trong nghiên cứu này, cần phải xây

dựng 3 bể xử lý sinh học thực hiện 3 công đoạn xử lý khác nhau nhằm đảm bảo

hiệu quả đầu ra, dẫn đến chi phí xây dựng và vận hành lớn, quản lý phức tạp.

Đề tài “Nghiên cứu xử lý



vi sinh vật ngập nước với vật liệu mang là sợi



nước ngầm nhiễm amoni bằng



Acrylic” [12] được thực hiện bởi nhóm tác giả



phương pháp Nitrification kết hợp



Nguyễn Việt Anh, Phạm Thúy Nga, Nguyễn



với Denitrification trong bể phản



Hữu Thắng, Trần Đức Hạ, Trần Hiếu Nhuệ và



ứng sinh học theo nguyên tắc màng



cộng tác viên.



Hình 1.21. Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử

lý amoni sử dụng giá thể dạng sợi Acrylic

[12]

Sợi Acrylic có cấu tạo giống như sợi len, được kết nối với nhau thành từng

chùm, đặt ngập trong nước làm giá thể cho vi sinh vật dính bám.

Khả năng nitrat hóa hồn tồn nitơ amonivề tiêu chuẩn với HTR = 1 giờ và

đạt tải lượng tối đa là 620 g NH 4+-N/m3.ngđ. Hiệu suất khử nitrat cao và ổn định từ

90,1-98,4% cho nồng độ amoni đầu vào là 20 mgN/L với HRT = 2 giờ. Nếu có đủ

cơ chất, giá thể dạng Acrylic cho phép tạo ra sinh khối có độ đặc cao, hiệu quả xử

lý tốt ngay cả khi tải lượng nitơ lớn.

Tuy nhiên, với phương án này cần phải có chế độ kiểm sốt chặt chẽ về

nồng độ oxi hòa tan, độ pH, độ kiềm và nhiệt độ trong nước; hàm lượng nitrit đầu

ra vẫn ở mức cao, muốn xử lý triệt để cần phải có thêm bước sục khí để tiếp tục

thực hiện q trình nitrat hóa, do đó tiêu tốn năng lượng; mặt khác giá thể vi sinh là

vật liệu dạng sợi Acrylic hoàn toàn nhập ngoại nên giá thành khá đắt đỏ.

1.4.2. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới

Công ty Water & Soil – Phần Lan đề xuất và thiết kế xử lý amoni NMN

Nam Dư. Với việc bổ sung thêm khối cơng trình nitrat hóa và khối bể lọc đợt 2 vào

sau cơng đoạn xử lý sắt và trước khối cơng trình khử trùng. Công nghệ áp dụng

phương pháp MBBR được thiết kế nhằm xử lý nồng độ nitơ amoni đầu vào là

7,4 g/m3 (tính tốn thiết kế với nồng độ tối đa là 14,5 g/m 3), qua đó tồn bộ nitơ

amoni được chuyển hóa thành nitrat bằng các vi khuẩn nitrat hóa [42, 43]. Các hạt



nhựa dạng mì ống được sử dụng làm giá thể lưu giữ bùn nhằm duy trì nồng độ bùn

nitrat hóa thích hợp trong bể nitrat hóa chiếm mật độ 4/5 dung tích bể tương đương

khoảng 70-80%. Dây chuyền công nghệ được thiết kế với công suất 30.000 m 3/ngđ

đảm bảo khả năng nitrat hóa hồn tồn với tải lượng tính tốn tối đa là

504,6 gNH4+-N/m3 vật liệu.ngđ. Hàm lượng amoni sau xử lý là  1,5 mg/L.

Công nghệ màng vi sinh chuyển động (MBBR) vào cuối những năm 1980 và

đầu năm 1990 ở Na-uy [38, 39]. Tính đến thời điểm hiện tại có khoảng hơn 400

nhà máy xử lý nước thải trên thế giới đã áp dụng thành công công nghệ này [29].

J.D. Rouse và cộng sự năm 2005 đã đã thiết kế một mơ hình về phương pháp

màng vi sinh chuyển động xử lý amoni nước thải có nồng độ lớn khoảng 350

mgN/L bằng vật liệu mang PVA-gel của cơng ty Kuraray Nhật Bản (Hình 1.22).

Vật liệu mang vi sinh PVA có dạng

hạt hình cầu, đường kính 4mm, diện

tích bề mặt khoảng 2.500-3.000

m2/m3, tỷ lệ 10-30% thể tích bể. Kết

quả cho thấy tốc độ loại bỏ nitơ

amoni là 40 mgN/L.h. Tuy nhiên với

công nghệ này vẫn cần phải xử lý

tách biệt làm 3 giai đoạn hiếu khí,



Hình 1.22. Mơ hình bể sinh học màng vi

sinh chuyển động sử dụng trong nghiên

cứu của J.D. Rouse, 2005 [28]



thiếu khí và hiếu khí tăng cường.

Cần thiết phải bổ sung cơ chất cho

quá trình khử nitrat.

Zafarzadeh và cộng sự năm

2010 đã đánh giá hiệu suất loại bỏ

nitơ trong nước thải với q trình

nitrat hóa và khử nitrat hóa bằng



Hình 1.23a. Sơ đồ hệ thống MBBR trong

phòng thí nghiệm được sử dụng trong

nghiên cứu của Zafarzadeh, 2010 [29]



công nghệ màng vi sinh chuyển động

(hình 1.23a) [29] sử dụng giá thể vi sinh Kadnes loại K1, có diện tích bề mặt là 500



m2/m3, trọng lượng 152 kg/m3, với tỷ lệ 40-50% dung tích bể.Tỷ lệ tuần hoàn là

300% (3Q).Kết quả cho thấy tốc độ tối đa và trung bình trong bình phản ứng hiếu

khí là 49,9 và 16,6 gNOx-N/kgVSS.ngày, tương tự tốc độ tối đa và trung bình trong



bình phản ứng khử là 156,8 và 40,1 gNOx-N/KgVSS.ngày. Kết quả cho thấy nó có

thể đạt được một phần q trình nitrat hóa khá ổn định với 80 - 85%. Trong điều

kiện tối ưu hiệu quả xử lý trung bình của tổng N, amoni và chất hữu cơ hòa tan đạt

được tương ứng 98,23%; 99,75% và 99,4%.

F. Rogalla và M. Badard (1992) đã nghiên cứu khử nitrat bằng bể lọc nổi

[27]. Vật liệu lọc nổi là nhựa polystyrene có cỡ hạt 2 - 5 mm, chiều cao lớp vật liệu

là 2 m. Trong bể lọc cát, nước nguồn không được chứa clo. Mặt khác, do thời gian

phản ứng sinh học phần nhiều rất ngắn, nên để tăng cường hiệu quả xử lý, cần phải

đưa một phần bùn hoạt tính lấy từ nước thổi rửa bể lọc quay trở lại nguồn nước thô.

Các nghiên cứu của F. Rogalla và các cộng sự trong một mơ hình pilot tại Pháp cho

thấy cần một thời gian phản ứng sinh học là 15 phút để xử lý nguồn nước chứa 70

mg/L nitrat [17, 18]. Phần nhiều các cơng trình xử lý nitrat bằng phương pháp sinh

học ở Châu Âu đều sử dụng bể lọc với lớp vật liệu là than hoạt tính dạng hạt [42].

Hệ lọc với lớp đệm tỏ ra hiệu quả hơn nhiều. Nhờ kết cấu hình chóp ngược

đi từ dưới lên, tốc độ nước dâng sẽ giảm dần và thấp nhất ở vùng thu nước hình trụ

phía trên cùng, ở vùng giữa, sinh khối và vật liệu lọc sẽ lơ lửng, các quá trình xử lý

vi sinh xảy ra ở đây. Vùng trên cùng là vùng có tiết diện chảy cao nhất ứng với tốc

độ nước dâng thấp nhất cho phép sinh khối kết bông và rơi trở lại vùng phản ứng.

Bằng kết cấu này người ta có thể nâng tốc độ lọc lên tới 3 -6 m/h, thời gian lưu

nước chỉ có 5 - 10 phút. Hiệu quả xử lý của phương pháp phụ thuộc vào nhiệt độ và

tốc độ lọc và đạt 20 - 100% (Goodal J.B.,1979), một nhà máy ở Anh, một ở Đức

hiện áp dụng kỹ thuật này [46].

1.4.3. So sánh hiệu quả xử lý của công nghệ MBBR

Kỹ thuật xử lý nước ô nhiễm chất hữu cơ và dinh dưỡng thông dụng đang sử

dụng là phương pháp bùn hoạt tính có lịch sử gần 100 năm, tuy có những ưu điểm

(dễ vận hành, đúc rút được nhiều kinh nghiệm) nhưng hiệu quả (tốc độ) của q

trình thấp do khơng thể tập trung vi sinh vật với mật độ cao và chỉ thích hợp cho

mức độ xử lý cấp hai (tách loại chất hữu cơ tan).

Phương pháp lọc sinh học sử dụng kỹ thuật màng vi sinh cho phép tăng mật

độ vi sinh trên một đơn vị thể tích với mức độ có thể cao hơn tới mười lần so với

kỹ thuật bùn hoạt tính và vì vậy tăng đáng kể hiệu quả xử lý [4]. Mặt khác, trong



màng vi sinh còn diễn ra quá trình tự chọn lọc và tăng cường mật độ của loại vi

sinh có tốc độ phát triển chậm [59,60]. Khó khăn về phương diện vận hành hệ

thống xử lý là hạn chế về quá trình chuyển khối (cung cấp thức ăn cho vi sinh trong

màng có độ dày tới mm) cho vi sinh vật với mật độ cao. Các dạng kỹ thuật phản

ứng tầng lưu thể (fluidized bed), tầng vi sinh chuyển động (Moving Bed Biofilm

Reactor – MBBR ) được nghiên cứu phát triển nhằm thúc đẩy quá trình chuyển

khối trong hệ xử lý, khắc phục những hạn chế của các kỹ thuật sử dụng màng vi

sinh khác như lọc nhỏ giọt. đĩa quay sinh học, lọc ngập tầng tĩnh.

Kỹ thuật tầng chuyển động có hiệu quả thấp hơn tầng lưu thể vì diện tích

chất mang thấp hơn nhưng có lợi thế về mặt vận hành đơn giản, thích hợp với qui

mơ xử lý vùa và nhỏ ở Việt Nam. Kỹ thuật vận hành hệ xử lý tầng lưu thể đồi hỏi

trình độ tự động hóa rất cao.

Đặc điểm quan trọng nhất của kỹ thuật MBBR là sử dụng vật liệu mang có

kích thước khá lớn (cm) để tránh khâu lắng, khối lượng riêng thấp (xấp xỉ với

nước) để duy trì chuyển động mà ít tốn năng lượng, có khả năng tập trung cao vi

sinh Nitrifier trong vật liệu mang và trong chừng mực nhất định thực hiện phản ứng

khử nitrat (đòi hỏi điều kiện thiếu khí) ngay trong điều kiện hiếu khí của hệ xử lý .

[38,39].

Nghiên cứu q trình Nitrat hóa và khử Nitrat đồng thời trong bể hiếu khí

với kỹ thuật MBBR là đối tượng nghiên cứu của cơng trình này nhằm mục đích để

thiết kế các hệ thống xử lý nitơ amoni trong nước ngầm hiệu quá cao, tiết kiệm chi

phí xây dựng và vận hành.

Các công nghệ xử lý sử dụng kỹ thuật màng vi sinh chuyển động cho việc xử

lý amoni hiện nay thường được thiết kế theo 2 sơ đồ nguyên lý như hình 1.23b:



Hình 1.23b. Các sơ đồ nguyên lý xử lý amoni



Theo sơ đồ nguyên lý số 1, cụm xử lý amoni gồm 3 bể nối tiếp thực hiện 3

cơng đoạn xử lý: nitrat hóa, khử nitrat (có bổ sung cơ chất) và sục khí để khử COD

dư thừa. Muốn q trình nitrat hóa xảy ra thì BOD trong nước đầu vào phải nhỏ

hơn 20 mg/l, như vậy khi quá trình khử nitrat diễn ra lại cần phải bổ sung cơ chất

(có thể là đường hoặc rượu CH 3OH, C2H5OH, và CH3COOH) cho vi sinh vật theo

tỷ lệ 2,86 gCOD/gNO3- . Chính vì thế việc bổ sung cơ chất cũng cần phải được

giám sát chặt chẽ về mặt định lượng, nếu khơng sẽ cần có thêm giai đoạn sục khí

để xử lý COD dư thừa, thời gian xử lý sẽ bị kéo dài, số lượng bể phát sinh, cụm xử

lý trở nên cồng kềnh, tăng chi phí đầu tư xây dựng và tiêu tốn năng lượng. Sơ đồ

xử lý này thường được áp dụng với nước đầu vào có hàm lượng amoni thấp hơn 15

mg/l.

Sơ đồ nguyên lý số 2 được sử dụng khi nước đầu vào có hàm lượng amoni

cao, trên 15 mg/l. Ưu điểm của phương án này là tận dụng được cơ chất sinh ra từ

phản ứng nitrat hóa bằng việc tuần hồn nước sau bể nitrat hóa về trước bể khử

nitrat với lưu lượng bằng 1 đến 4 lần lưu lượng nước đầu vào. Điều này có nghĩa là

khơng cần phải bổ sung cơ chất từ bên ngoài vào, và nồng độ nước đầu vào được

pha loãng nhiều lần trong khi mật độ vi sinh không hề thay đổi, dẫn đến hiệu quả

xử lý tốt hơn. Tuy nhiên phương án này lại gặp phải vấn đề lớn về năng liệu tiêu

thụ của bơm tuần hồn, đồng thời khối tích của các cơng trình xử lý sẽ tăng lên từ 2

đến 5 lần so với phương án 1.

Kỹ thuật màng vi sinh dựa vào sự bám dính của vi sinh vật trên bề mặt chất

mang, cho nên với chất mang có diện tích bề mặt càng lớn thì hiệu quả xử lý càng

cao. Tuy nhiên với các loại vật liệu mang hiện nay trên thị trường lại có diện tích bề

mặt thấp, khoảng 200 – 500 m 2/m3, kéo theo mật độ vi sinh thấp, dẫn đến hiệu quả

xử lý kém. Muốn đạt được hiệu quả xử lý cần kéo dài thời gian lưu nước, khối tích

cơng trình lớn. Với các vật liệu được chế tạo có kích thước nhỏ để tăng diện tích bề

mặt, lại dễ dẫn đến hiện tượng bít tắc, và hay bị trơi ra ngồi theo dòng nước.

Hiệu quả xử lý khử nitrat đồng thời trong bể hiếu khí thấp (nhỏ hơn 10%),

nên q trình khử nitrat thường được bố trí thành một bể riêng biệt dưới điều kiện

yếm khí hồn tồn. Trong khi đó, trên bản thân lớp màng vi sinh được hình thành

cũng đã tồn tại và phân chia thành 3 vùng: hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Thực tế,



trên một đối tượng chất mang đã hình thành màng cũng có sự phân chia về vùng

phản ứng. Đây là một khía cạnh quan trọng mà các nghiên cứu trước đây chưa khai

thác được.

Một vấn đề chung cho các đề tài xử lý nước ngầm bị ô nhiễm amoni đã được

thực hiện trước đây, yếu tố về chi phí đầu tư và vận hành ln làm mất đi tính khả

thi của của các dự án, nên các cơng trình nghiên cứu vẫn chỉ có giá trị về mặt lý

thuyết, mà không được triển khai trên thực tế.

1.5. Kết luận chương 1

Những vấn đề còn tồn tại trong cơng nghệ xử lý amoni hiện nay là phải xây

dựng nhiều bể để tách các quá trình xử lý, vật liệu mang sử dụng có tiết diện bề mặt

thấp, tỷ trọng lớn, phải bổ sung cơ chất để khử nitrat hoặc tuần hồn nước, kiểm

sốt nồng độ oxy chặt chẽ, tiêu tốn năng lượng và quản lý vận hành phức tạp.

Vì vậy, hướng nghiên cứu tiếp theo là phải tích hợp được các quá trình xử lý

sinh học trên vật liệu mang vi sinh phù hợp, tích hợp được các bể xử lý dưới dạng

modul thiết bị nhằm giảm tiêu tốn năng lượng và đơn giản trong quá trình quản lý,

vận hành.



CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU



2.1. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Với phạm vi nghiên cứu là nước ngầm vùng Hà Nội, tiến hành khảo sát chất

lượng nước ngầm của các nhà máy, trạm xử lý tại khu vực Hà Nội gồm: mẫu nước

thô chưa qua xử lý, mẫu nước đã qua xử lý và đánh giá hiệu quả xử lý amoni của

các dây chuyền công nghệ xử lý hiện có. Xác định được đặc trưng nước ngầm, các

yếu tố ảnh hưởng và định hướng cho quá trình xây dựng các mơ hình thí nghiệm

trong phòng thí nghiệm với lưu lượng thay đổi từ 10-120 l/h.

Với đối tượng nghiên cứu là hệ thiết bị xử lý amoni sử dụng vật liệu mang di

động DHY, tích hợp với bể lọc tự rửa. Thiết bị này được lắp đặt phía sau bể lọc

nhanh hiện có của nhà máy nước Yên Xá (nước sau lọc và chưa được khử trùng

bằng clo hoạt tính). Cơng suất của pilot hiện trường là 5m 3/h. Các q trình nitrat

hóa và khử nitrat bên trong vật liệu mang trong điều kiện hiếu khí, xác định các

thơng số động học, thơng số tính tốn thơng quá hệ thí nghiệm theo mẻ và liên tục

trong điều kiện phòng thí nghiệm. Triển khai thiết kế và chạy thử pilot hiện trường

để kiểm chứng kết quả và đề xuất bộ thơng số tính tốn, thiết kế hệ thiết bị xử lý

amoni cho nước ngầm.

Sơ đồ nghiên cứu được thiết kế bao gồm 3 ngăn trong đó ngăn số 1 gọi là

MBBR 1, ngăn số 2 gọi là MBBR 2 là 2 bể hiếu khí với vật liệu mang vi sinh

chuyển động nối tiếp nhau, ngăn số 3 là bể lọc nhanh trọng lực sử dụng vật liệu là

cát thạch anh với cơ cấu tự rửa.

2.2. Quan trắc lấy mẫu và Phương pháp phân tích

2.2.1. Quan trắc lấy mẫu

Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu theo TCVN 66631:2011 (ISO 5667-1:2006). Khi khảo sát lựa chọn điểm lấy mẫu cần tính đến các

yếu tố: Điểm lấy mẫu phải đặc trưng mang tính đại diện phù hợp với tiêu chí của

việc đánh giá, khu vực lấy nước ngầm phải đảm bảo vệ sinh, khơng có nước mặt

tràn vào; Điểm lấy mẫu là các giếng khoan có áp hoặc khơng áp; Số lượng và vị trí

lấy mẫu phụ thuộc vào từng đợt quan trắc; Mục đích sử dụng của nguồn nước

Vị trí lấy mẫu: Mẫu được lấy ở các nhà máy xử lý nước cấp cho khu vực dân

cư; Lấy mẫu đúp để đánh giá, và lấy giá trị trung bình; Mẫu được lấy theo các thời



điểm khác nhau; Các thông số quan trắc: Nhiệt độ, pH, amoni, độ kiềm, nitrat,

nitrit, phốt pho, độ ơ xi hóa, ôxi hòa tan.

Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 6663-11:2011 (ISO 5667-11:2009): Đối

với mẫu nước ngầm lấy tại các trạm bơm đang hoạt động, khi lấy phải sục rửa chai

lấy mẫu bằng chính nước đó 3 lần. Sau đó tùy vào chỉ tiêu để có thể lựa chọn

phương pháp phân tích ngay tại hiện trường hoặc đưa về phòng thí nghiệm để phân

tích. Với mẫu thí nghiệm cần phải đưa về phòng phân tích cần được bảo quản bằng

các loại hóa chất tùy thuộc vào chỉ tiêu cần phân tích

Bảo quản và ổn định mẫu theo TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003), tần

suất lấy mẫu ít nhất 02 lần/năm, một lần giữa mùa khơ và một lần giữa mùa mưa.

2.2.2. Phương pháp phân

tích Amoni

Trong môi trường bazo mạnh NH4+ sẽ chuyển thành NH3. NH3 mới hình

thành và NH3 sẵn có trong mẫu nước tác dụng với thuốc thử Nessler hình thành

phức chất có màu vàng hay nâu tùy thuộc vào hàm lượng NH 3. Đo phức màu ở

bước sóng 410 nm. Phép đo quang được thực hiện trên máy DR 2800. Phương

pháp thử theo tiêu chuẩn SMEWW 4500 - NH3 C hoặc SMEWW 4500 - NH3 D.

Nitrit

Trong môi trường axit, ion NO2- phản ứng với axitsunfanilic tạo thành hợp

chất điazo và khi kết hợp với α-naphthylamin hình thành thuốc nhuộm azo có màu

hồng, cường độ màu của hợp chất tỉ lệ thuận với hàm lượng NO 2-. Phức màu được

đo ở bước sóng 520 nm. Phép đo quang được thực hiện trên máy DR 2800. Phương

pháp thử theo tiêu chuẩn TCVN 6178 - 1996 (ISO 6777-1984).

Nitrat

Ion NO3- tác dụng với axit sunfosalixylic (được hình thành do việc thêm

natri salycilate và axit H2SO4 vào mẫu). Ở mơi trường kiềm phức chất có màu ánh

vàng. Đo phức tại bước sóng 410 nm. Phép đo quang được thực hiện trên máy DR

2800. Phương pháp thử theo tiêu chuẩn TCVN 6178 - 1996 (ISO 7890 -1988).

Độ oxy hóa (Chỉ số pecmanganat)

Việc xác định độ oxy hóa của nước trong môi trường axit hoặc môi trường

kiềm được tiến hành: Cho một lượng dư KMnO4 0,1N vào mẫu đã axit hóa hoặc

kiềm hóa. Đun sơi 10 phút sau đó mẫu phản ứng trong môi trường kiềm được axit



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Bể sinh học sử dụng màng vi sinh chuyển động (MBBR)

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×