vitduc_199x
New Member
Download miễn phí Nghiên cứu ảnh hưởng của nhôm sunfat đến quá trình xử lý chất ô nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong hệ thống thiếu khí - hiếu khí
Hàm lượng nhôm sunfat dùng để kết tủa photpho dễ dàng xác định được bằng
việc sử dụng hệ thống Jar-test tiêu chuẩn. Kết quả tiến hành các thí nghiệm đơn lẻ này
thể hiện trên hình 2. Theo lý thuyết, tỷ lệ mol giữa Al : P là 1 : 1. Tuy nhiên, điều này
không thể đạt được trong thực hành, và tỷ lệ thực tế giữa Al : P luôn lớn hơn 2 [5]. Kết
quả thu được từ thí nghiệm có thể thấy rõ rằng hàm lượng nhôm sunfat cần thiết phải sử
dụng để kiểm soát nồng độ photpho trong dòng thải ra sau xử lý nhỏ hơn 1,0 mg/L là 59
mg/L, tương ứng với tỷ lệ mol giữa Al : P là 2,2 : 1. Kết quả này sẽ được áp dụng để
tính toán hàm lượng nhôm sunfat cần bổ sung vào hệ thống thí nghiệm vận hành
liên tục.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009110
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÔM SUNFAT ĐẾN QUÁ TRÌNH
XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ VÀ CÁC CHẤT DINH DƯỠNG
TRONG HỆ THỐNG THIẾU KHÍ - HIẾU KHÍ
A STUDY ON THE EFFECT OF ALUMINIUM SULFATE ADDITION ON
ORGANIC AND NUTRIENT REMOVAL IN AN ANOXIC-AEROBIC SYSTEM
Đỗ Khắc Uẩn
Sungkyunkwan University, Korea
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Rajesh Banu
Anna University Tirunelveli, India
Ick-Tae Yeom
Sungkyunkwan University, Korea
TÓM TẮT
Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung nhôm sunfat đến quá trình xử lý
các chất hữu cơ (COD) và các chất dinh dưỡng (N, P) trong nước thải tự tạo bằng hệ thống bể
thiếu khí-hiếu khí. Trong thời gian vận hành hơn 200 ngày, nồng độ photpho đầu vào được thay
đổi và tăng dần từ 5,5 mg/L lên 8,5 mg/L. Để kiểm soát nồng độ photpho trong dòng thải ra nhỏ
hơn 1,0 mg/L, nhôm sunfat được bổ sung vào hệ thống với tỷ lệ mol Al
là 2,2:1 và hàm lượng chất kết tủa tăng từ 59 mg/L đến 97 mg/L tương ứng với nồng độ photpho đầu vào. Việc bổ
sung nhôm sunfat vào hệ thống đã làm tăng hiệu suất khử COD từ 91 -95% lên 97-98% với
nồng độ COD nằm trong khoảng 8-12 mg/L. Mặc dù nhôm sunfat không ảnh hưởng đến quá
trình khử nitrat trong ngăn thiếu khí, nhưng có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình nitrat hóa
trong bể hiếu khí. Kết quả là làm giảm hiệu suất xử lý nitơ từ 88% xuống còn 76%.
ABSTRACT
In the present study the effects of addition of aluminium sulfate on the organic and
nutrient removal in synthetic wastewater were carried out by an anoxic-aerobic configuration.
For more than 200 days of operation, influent TP concentrations stepwise increased by 5.5
mg/L to 8.5 mg/L. In order to control effluent TP less than 1.0 mg/L, aluminium sulfate was
added into the system. Alum was used at Al
molar ratio of 2.2:1 and the alum dosage increased by 59 mg/L to 97 mg/L according to the phosphorus concentration in the influent.
With the alum addition, the COD removal efficiency was improved from 91-95% up to 97-98%
with the effluent COD in the range of 8-12 mg/L. The addition of alum did not affect the
denitrification process in the anoxic basin, but it did have a significant influence on the
nitrification in the aerobic basin. As a result, the nitrogen removal efficiency decreased by 88%
down to 76%.
1. Đặt vấn đề
Khi nước thải có nồng độ các chất dinh dưỡng (nitơ và photpho) cao thải vào
các nguồn tiếp nhận (ao, hồ, sông suối,…) sẽ làm cho các loài tảo phát triển mạnh, dẫn
đến hiện tượng phú dưỡng gây ảnh hưởng đến các hệ động thực vật thủy sinh [1]. Vì
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
111
vậy, cần thiết phải xử lý và giảm nồng độ của các chất dinh dưỡng này trước khi xả thải
để ngăn ngừa hiện tượng trên.
Thành phần photpho trong nước thải một phần bị suy giảm do hấp thụ vào sinh
khối (bùn) trong quá trình sinh tổng hợp tế bào, phần còn lại có thể được xử lý bằng
phương pháp kết tủa hóa học . Phương pháp kết tủa hóa học có khả năng loại bỏ 90 -
95% photpho với chi phí chấp nhận được [2]. Trong số các chất tạo kết tủa thông dụng
như nhôm sunfat (Al2(SO4)3.14H2O), sắt (III) clorua (FeCl3.6H2O) và sắt (II) sunfat
(FeSO4.7H2
Nghiên cứu này xác định hiệu quả của việc bổ sung nhôm sunfat đến quá trình
xử lý photpho. Đồng thời nghiên cứu và đánh giá ảnh hưởng của nhôm sunfat đến hiệu
quả xử lý chất hữu cơ và đặc biệt đến quá trình nitrat hóa và khử nitrat trong hệ thống.
O), thì nhôm sunfat có ưu điểm sử dụ ng với tỷ lệ mol thấp, pH tối ưu nằm
trong khoảng 6 - 6,5 gần với pH của nước thải sinh hoạt [3]. Thành phần nitơ trong
nước thải có thể được xử lý bằng phương pháp ôxi hóa-khử sinh học trong hệ thống
thiếu khí - hiếu khí kết hợp. Phương pháp này đã chứng tỏ được khả năng xử lý đạt hiệu
quả cao và có nhiều ưu việt về chi phí vận hành [1]. Trong hệ thống thiếu khí - hiếu khí,
quá trình nitrat hóa xảy ra trong điều kiện hiếu khí nhờ hoạt động của hai nhóm vi
khuẩn đặc trưng (Nitrosomonas và Nitrobacter). Nitrat hình thành trong quá trình nitrat
hóa được chuyển hóa thành khí nitơ nhờ quá trình khử nitrat diễn ra trong bể thiếu khí.
2. Phương pháp thí nghiệm
2.1. Hệ thống thiết bị dùng trong nghiên cứu
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bể thiếu khí - hiếu khí dùng trong nghiên cứu
được mô tả trên hình 1. Các bể phản ứng được chế tạo bằng thủy tinh hữu cơ. Bể thiếu
khí có thể tích 3,75 L (D x R x C = 180 x 100 x 200 mm) và bể hiếu khí có thể tích 4,75
L (D x R x C = 240 x 100 x 200 mm).
Hình 1. Hệ thống thiết bị dùng trong nghiên cứu
Nước thải được bơm vào hệ thống (sử dụng bơm định lượng) với lưu lượng Q =
Nước thải đầu
vào, Q
Đường cấp
khí
Dòng ra
Bùn dư
Dòng tuần hoàn Q1 = 2,5 Q
Dòng tuần hoàn Q2 = 0,5Q
Bể hiếu khí Bể thiếu khí
Bể
lắng
Nhôm sunfat
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
112
900 mL/h. Trong bể hiếu khí, nồng độ ôxi hòa tan (DO) được duy trì ở mức 2,5 - 3,0
mg/L. Hỗn hợp bùn - nước thải từ ngăn hiếu khí được bơm tuần hoàn (lưu lượng Q 1 =
2,5 Q) trở lại ngăn thiếu khí phục vụ cho cho quá trình khử nitrat . Dòng ra khỏi ngăn
hiếu khí được đưa sang bể lắng có thể tích làm việc 2,5 L (D x H = 160 x 125 mm) để
lắng tách bùn. Sau quá trình lắng, nước trong tự chảy tràn ra ngoài. Một phần bùn lắng
được bơm tuần hoàn trở lại ngăn thiếu khí (lưu lượng Q2
2.2. Nước thải và hóa chất sử dụng
= 0,5Q).
Đối tượng dùng trong nghiên cứu này là nước thải tự tạo. Thành phần cơ bản
của nước thải được cho trong bảng 1. Nước thải được chuẩn bị từ ba đến bốn lần trong
mỗi tuần nhằm duy trì nồng độ đầu vào luôn ổn định. Trong giai đoạn ban đầu, tổng
photpho (TP) đầu vào được chuẩn bị với nồng độ 5,5 mg/L, sau đó nồng độ photpho
được tăng dần đến 8,5 mg/L bằng cách tăng khối lượng KH2PO4
Bảng 1. Thành phần cơ bản của nước thải tổng hợp
.
Thành phần Đơn vị Giá trị Ghi chú
Glucoza mg/L 420 COD = 450±5 mg/L
NH4 mg/L Cl 155 TN = 40±1 mg/L.
NaHCO mg/L 3 220
KH2PO mg/L 4 24 - 38 TP = 5,5 - 8,5 mg/L
MnCl2.4H2 mg/L O 0,19
MgSO4.7H2 mg/L O 5,60
FeCl3.6H2 mg/L O 0,88
CaCl2.2H2 mg/L O 1,30
2.3. Thí nghiệm xác định hàm lượng chất kết tủa thích hợp
Sau khi hệ thống vận hành ổn định, hỗn hợp bùn -nước thải trong bể hiếu khí
được sử dụng cho thí nghiệm xác định hàm lượng nhôm sunfat cần thiết để kiềm soát
nồng độ TP trong dòng thải ra nhỏ hơn 1,0 mg/L.
Các thí nghiệm được thực hiện bằng thiết bị Jar-test (Model SJ-10, Young Hana
Tech. Co., LTD). Trong mỗi mẻ thí nghiệm, 1000 mL nước thải đưa vào bình phản ứng.
Nồng độ chất kết tủa thay đổi từ 10 đến 90 mg/L. Giai đoạn khuấy nhanh trong 2 phút ở
tốc độ 200 vòng/phút, tiếp theo là khuấy chậm trong 30 phút với tốc độ 30 vòng/phút.
Sau khi lắng trong 30 phút, tiến hành phân tích tổng photpho để xác định tỷ lệ chất tạo
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
113
kết tủa thích hợp.
2.4. Phương pháp phân tích
Nhu cầu ôxi hóa hóa học (COD), nồng độ chất rắn lơ lửng (MLSS), nồng độ
chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS), tổng photpho (TP), nitrat (NO3-), tổng nitơ (TN) của
nước thải trước và s...