Báo cáo Nghiên cứu và xây dựng mô hình bể lắng lamella ứng dụng trong xử lý nước và nước thải phục vụ giảng dạy ngành công nghiệp môi trường (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu và xây dựng mô hình bể lắng lamella ứng dụng trong xử lý nước và nước thải phục vụ giảng dạy ngành công nghiệp môi trường (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH BỂ LẮNG LAMELLA ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC VÀ NƯỚCS K C 0 0 0 2 8 1 THẢI PHỤC VỤ GIẢNG DẠY NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: T2011- 95 S K C 0 0 3 3 5 9 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH BỂ LẮNG LAMELLA ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI PHỤC VỤ GIẢNG DẠY NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ : T2011- 95 Chủ nhiệm đề tài: HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG TP.HỒ CHÍ MINH, 2011
3. MỤC LỤC Tóm tắt Mục lục Danh mục các hình Danh mục các bảng CHƢƠNG 1 : PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề 6 1.2. Nội dung và ý nghĩa của đề tài 6 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu 6 1.2.2. Nội dung nghiên cứu 6 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Lý thuyết keo tụ tạo bông và lắng 7 2.1.1. Lý thuyết keo tụ - tạo bông 7 2.1.2. Hóa chất keo tụ 7 2.1.3. Chất keo tụ điển hình 9 2.2. Lý thuyết bể lamella 13 2.2.1. Bể lamella 13 2.2.2. Một số ứng dụng của bể lamella trong xử lý nước 14 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3.1. Tính toán thiết kế mô hình 16 3.2. Mô tả mô hình và nguyên vật liệu sử dụng 17 3.2.1. Mô tả mô hình 17 3.2.2. Nguyên vật liệu sử dụng 19 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, BÀN LUẬN 4.1. Kết quả thí nghiệm 20 4.1.1. Thiết kế bài giảng 20 4.1.2. Vận hành thử nghiệm với nước sông Đồng Nai 25 4.1.3. Vận hành thử nghiệm với nước thải đô thị 29 1
4. 4.2. Nhận xét 32 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận 33 5.2. Kiến nghị 33 Tài liệu tham khảo Phụ lục 2
5. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 1 Khả năng hòa tan của phèn nhôm và sắt 5 2 Các dạng tấm lắng lamella 14 3 Sử dụng tấm lắng lamella trong bể Aerotank để tuần hoàn bùn 14 4 Sử dụng tấm lắng để tiền lắng MLSS 15 5 Mô tả mô hình lamella kết hợp keo tụ tạo bông 16 6 Kích thước mô hình lamella 18 7 Mô hình bể lamella 19 8 Tấm lắng lamella 19 9 Mối quan hệ giữa pH và độ đục trong xử lý nước sông 26 10 Mối quan hệ giữa lượng phèn và độ đục của mẫu nước sau jartest trong xử lý nước sông 27 11 Hiệu quả xử lý độ đục của mô hình theo thời gian trong XL nước sông 29 12 Mối quan hệ giữa pH và độ màu trong xử lý nước thải đô thị 29 13 Mối quan hệ giữa lượng phèn và hiệu quả xử lý của mẫu nước sau jartest trong xử lý nước thải đô thị 30 14 Hiệu quả xử lý độ đục của mô hình theo thời gian trong xử lý nước thải đô thị 31 3
6. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tên bảng Trang 1 Số liệu thí nghiệm xác định pH tối ưu trong xử lý nước sông 26 2 Số liệu xác định lượng phèn tối ưu trong xử lý nước sông 27 3 Số liệu vận hành mô hình xử lý nước sông theo thời gian 28 4 Số liệu thí nghiệm xác định pH tối ưu trong xử lý nước thải đô thị 29 5 Số liệu xác định lượng phèn tối ưu trong xử lý nước thải đô thị 30 6 Số liệu vận hành mô hình xử lý nước thải đô thị theo thời gian 32 4
7. CHƢƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Thế giới: Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra đây vài thí dụ tiêu biểu. Anh Quốc: Ðầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch. Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt. Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bâle năm 1986) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. Ở Hoa Kỳ tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Ðại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng. Việt Nam Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại. Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề dối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng. Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 6
8. 9-11; chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu ôxy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1 và 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư. Mức độ ô nhiễm nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn. Tại cụm công nghiệp Tham Lương, thành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính 500.000 m3/ngày từ các nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm, dệt. ở thành phố Thái Nguyên, nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 và hàm lượng NH4 là 4mg/1, hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt nhuộm ở Bắc Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng ngàn m3/ngày không qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường trong khu vực. Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương). Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nặng. Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương nước thải sinh hoạt cũng không được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép (TCCP), các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; Ô xy hoà tan (DO) đều vượt từ 5- 10 lần, thậm chí 20 lần TCCP. Ô nhiễm sông Đồng Nai, Sài Gòn: 7