mô tả hệ thống xử lý nước rỉ rác gò cát hiện hữu và các quá trình - thiết bị khử cod trong nước rỉ rác bằng phương pháp hoá học
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (589.93 KB, 26 trang )
ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HCM ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HCM
SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VIỆN KTNĐ&BVMT
___________________ ______________
B
B
Á
Á
O
O
C
C
Á
Á
O
O
C
C
H
H
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N
Đ
Đ
Ề
Ề
Chuyên đề
:
M
M
Ô
Ô
T
T
Ả
Ả
H
H
Ệ
Ệ
T
T
H
H
Ố
Ố
N
N
G
G
X
X
Ử
Ử
L
L
Ý
Ý
N
N
Ư
Ư
Ớ
Ớ
C
C
R
R
Ỉ
Ỉ
R
R
Á
Á
C
C
G
G
Ò
Ò
C
C
Á
Á
T
T
H
H
I
I
Ệ
Ệ
N
N
H
H
Ữ
Ữ
U
U
V
V
À
À
C
C
Á
Á
C
C
Q
Q
U
U
Á
Á
T
T
R
R
Ì
Ì
N
N
H
H
–
–
T
T
H
H
I
I
Ế
Ế
T
T
B
B
Ị
Ị
K
K
H
H
Ử
Ử
C
C
O
O
D
D
T
T
R
R
O
O
N
N
G
G
N
N
Ư
Ư
Ớ
Ớ
C
C
R
R
Ỉ
Ỉ
R
R
Á
Á
C
C
B
B
Ằ
Ằ
N
N
G
G
P
P
H
H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G
P
P
H
H
Á
Á
P
P
H
H
Ó
Ó
A
A
H
H
Ọ
Ọ
C
C
THỰC HIỆN: TS. TRẦN ỨNG LONG
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 11/2007
NỘI DUNG BÁO CÁO
PHẦN 1 MÔ TẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC GÒ CÁT HIỆN
HỮU
I. SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
II. BẢNG KÍCH THƯỚC CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CHÍNH
III. BẢNG DANH MỤC THIẾT BỊ
PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ KHỬ COD
TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
I. NGHIÊN CƯÚ CỦA KHOA MÔI TRƯỜNG - TRƯỜNG ĐẠI
HỌC BÁCH KHOA, TP HỒ CHÍ MINH
II.
NGHIÊN CƯÚ CỦA TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ & QUẢN
LÝ MÔI TRƯỜNG - CENTEMA
III. NGHIÊN CƯÚ CỦA TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
VÀ MÔI TRƯỜNG - ECHEMTECH
IV. NGHIÊN CƯÚ CỦA TRUNG TÂM TƯ VẤN CÔNG NGHỆ
VÀ MÔI TRƯỜNG - CTA
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
1
PHẦN 1
MÔ TẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC RỈ RÁC GÒ CÁT HIỆN HỮU
I. SƠ ĐỒ KHỐI
Trạm xử lý nước rỉ rác tại công trường xử lý rác Gò Cát Tp. HCM hiện hữu được
thiết kế theo sơ đồ sau:
XỬ LÝ
BẬC 1
XỬ LÝ
BẬC 2
XỬ LÝ
BẬC 3
XỬ LÝ
BẬC 4
Khử Canxi
Trung hòa
Nước rỉ rác thô
Phân hủy sinh học kỵ khí trong bể UASB
Xử lý tiền khử Nitơ trong bể anoxic
Phân hủy sinh học hiếu khí trong bể aeroten
Xử lý hậu khử nitơ trong bể anoxic
Lắng
Keo tụ, tạo bông bằng FeCl
3
và polyme
Lắng
Lọc cát
Lọc Micro
Lọc NANO
Ra nguồn tiếp nhận
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
2
II. BẢNG KÍCH THƯỚC CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CHÍNH
STT TÊN CÔNG TRÌNH
KÍCH THƯỚC (*)
(L x W x H) (m)
VẬT
LIỆU
SỐ
LƯỢNG
A Xử lý bậc 1
1 Bể phân phối ĐK x H = 0.6 x 2.5 SUS 304 01 bể
2 Bể trộn 1 5.25 x 4 x 3.2 BTCT 01 bể
3 Bể trộn 2 5.25 x 2 x 3.2 BTCT 01 bể
4 Tháp khử canxi ĐK1/ĐK2xH=3.29/1.64
x 4.75
SUS 304 01 bể
5 Bể UASB 10 x 10 x 5.5 BTCT 02 bể
B Xử lý bậc 2
6 Bể tiền khử Nitơ 10 x 10 x 5.5 BTCT 01 bể (cải
tạo từ bể
UASB cũ)
7 Bể làm thoáng ĐK x H =18 x 4.5 Thép,
bọc lót
HDPE
01 bể
8 Bể hậu khử nitơ 8 x 8 x 4 BTCT 01 bể
9 Bể lắng 8 x 8 x 4 BTCT 01 bể
10 Bể nén bùn 4 x 4 x 4 BTCT 01 bể
11 Bể bùn 1.9 x 1.8 x 3.2 BTCT 01 bể
12 Bể bùn sệt 1.9 x 1.8 x 3.2 BTCT 01 bể
13 Bể nước dư 1.9 x 1.8 x 3.2 BTCT 01 bể
14 Bể nước sau xử lý 1.9 x 1.8 x 3.2 BTCT 01 bể
C Xử lý bậc 3
15 Thiết bị hóa lý
(PCTU), gồm
+ Bể keo tụ
+ Bể tạo bông
+ Thiết bị lắng tấm
nghiêng
+ Trộn tĩnh
5.5 x 2 x 2.6 Thép,
sơn bảo
vệ epoxy
01 bộ
D Xử lý bậc 4
16 Thiết bị lọc cát Diện tích lọc 1.2m2 FRP 04 bộ
17 Thiết bị lọc Micro 08 bộ
18 Thiết bị lọc Nano 10 bộ
Ghi chú:
(*) : Kích thước lọt lòng của bể
L: Chiều dài bể W: Chiều rộng bể H: Chiều cao bể ĐK: Đường kính bể
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
3
III. BẢNG DANH MỤC THIẾT BỊ CHÍNH
STT TÊN THIẾT BỊ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT
SỐ
LƯỢNG
A Xử lý bậc 1
1 Bơm nước thải đến hệ
thống xử lý bậc 2
Bơm chìm
Q=28m
3
/h, H=12m,
P=2HP/380V/3pha
01 cái
2 Bơm nước thải vào bể
UASB
Bơm chìm
Q=90m3/h, H=13m,
P=8.7HP/380V/3pha/50Hz
01 cái
3 Bơm chuyển hóa chất Qmax=11m3/h, Hmax=13m,
380V/3pha/50Hz
01 cái
4 Bơm định lượng Bơm màng
Qmax = 120l/phút, H=20m,
220V/50Hz
01 cái
5 Lưu lượng kế Thang đo: 15-150m3/hr
Thể hiện tốc độ dòng chảy
Thể hiện tổng lưu lượng
02 cái
6 Lưu lượng kế Thang đo : 24 -240m3/h
Thể hiện tốc độ dòng chảy
Thể hiện tổng lưu lượng
01 cái
7 Lưu lượng kế Thang đo : 54 – 540m3/h
Thể hiện tốc độ dòng chảy
Thể hiện tổng lưu lượng
01 cái
8 Máy khuấy hóa chất P=0.5HP/380V/50Hz 01 cái
9 Máy khuấy trộn nước đầu
ra UASB với nước rác
P=3HP/380V/3pha/50Hz 01 cái
10 Thiết bị trộn tĩnh
(trộnnước thải đầu vào bể
UASB với hóa chất)
Đường kính: 100mm
Chiều dài: 400mm
Vật liệu : SUS304
01 cái
11 Bộ điều chỉnh pH Thang đo: 0 – 14
Độ phân giải : ±0.01
Độ chính xác : ±0.05
01 bộ
12 Bồn pha dung dịch
Na
2
CO
3
Thể tích : 1000lít
Vật liệu : FRP
01 cái
13 Bồn chứa dung dịch
Na
2
CO
3
Thể tích : 5000lít
Vvật liệu: FRP
01 cái
14 Hộp phân chia nước đầu
vào bể UASB
Đường kính : 1000mm
Chiều cao : 300mm
Vật liệu : SUS304
06 cái
15 Tủ điện điều khiển các
thiết bị của giai đoạn xử
lý bậc 1
- 01 cái
B Xử lý bậc 2
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
4
STT TÊN THIẾT BỊ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT
SỐ
LƯỢNG
1 Máy thổi khí – AB01A/B Kiểu root, Q=35.4Nm3/min
H=0.5kg/cm2,P=60HP/3pha/380
V/50Hz
02 máy
2 Máy khuấy chìm –
SM01A/B/C
Công suất : 0.5m3/sec
H=25m,P=3HP/3pha/380V/50Hz
03 máy
3 Máy khuấy chìm –
SM02A/B/C
Công suất : 0.5m3/sec
H=25m,P=3HP/3pha/380V/50Hz
03 máy
4 Máy khuấy chìm –
SM03A/B
Công suất : 0.5m3/sec,
H=25m,P=3HP/3pha/380V/50Hz
02 máy
5 Dàn ống phân phối khí –
ABD01
ống chính: 300mm
ống phụ : 90mm
01 hệ
thống
6 Đầu dẫn khí Lưu lượng: 152m3/hr/cái
Vật liệu: SUS304
28 cái
7 Đầu khuếch tán khí bọt
khí mịn
Kiểu ống
Lưu lượng: 6m3/hr
708 cái
8 Thiết bị cào bùn bể lắng-
SC01
Tốc độ:0.12rpm
Vật liệu: thép, sơn chống ăn mòn
01 cái
9 Thiết bị cào bùn bể nén
bùn – SC02
Tốc độ : 0.1rpm
Vật liệu: thép, sơn chống ăn mòn
01 cái
10 Bơm bùn tuần hoàn –
P01
Bơm chìm
Q=20m3/giờ,H=15m,P=2HP/3pha
/380V/50Hz
01 máy
11 Bơm bùn dư – P02 Bơm chìm
Q=10m
3
/h,H=15m,P=1.5HP,
/3pha/380V/50Hz
01 máy
12 Bơm nước sau xử lý –
P03
Bơm chìm
Q=
20m3/hr,H=15m,P=2HP/3pha/380
V/50Hz
01 máy
13 Bơm nước dư – P04 Bơm chìm
Q=10m3/hr,H=15m,P=1.5HP/3ph
a/380V/50Hz
01 máy
14 Bơm bùn sệt – P05 Bơm chìm
Q=10m3/hr,H=15m,P=1.5HP/3ph
a/380V/50Hz
01 máy
15 Bơm định lượng – P06 Bơm màng
Q=150l/hr,H=20m,P=0.2HP/1pha/
220V/50Hz
01 máy
16 Bơm tuần hoàn – P07 Bơm chìm
Q=100m3/hr,H=10m,P=10HP/3p
ha/380V/50Hz
01 máy
17 Bơm trung chuyển – P08 Bơm chìm 01 máy
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
5
STT TÊN THIẾT BỊ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT
SỐ
LƯỢNG
Q=150m3/hr,H=10m,P=15HP/3p
ha/380V/50Hz
18 Bộ điều chỉnh pH- pHC Khoảng đo: 0 – 14
Độ phân giai: 0.01
01 cái
19 Đồng hồ đo lưu lượng –
F01
Khoảng đo: 0 – 30m3/hr 01 cái
20 Máy đo oxy hòa tan –
DO
Khoảng đo: 0 – 20mg/l
Độ phân giải: 0.01
01cái
C Xử lý bậc 3
1 Bể chứa hóa chất -
ChT31
Thể tích : 5000lít
Vật liệu: FRP
01cái
2 Bể chứa hóa chất –
ChT32
Thể tích:2000lít
Vật liệu: FRP
01cái
3 Bể chứa hóa chất –
ChT33
Thể tích: 1000lít
Vật liệu: FRP
01 cái
4 Bể chứa hóa chất –
ChT34
Thể tích: 2000lít
Vật liệu : FRP
01 cái
5 Bộ điều chỉnh pH – pHC Khoảng đo: 0- 14
Độ phân giải: 0.01
01 bộ
6 Bơm định lượng – P31 Q=50l/hr,H=20m,P=0.15HP/1pha/
220V/50Hz
Điện : 220V, 1pha, 50Hz, 0.15HP
01 máy
7 Bơm định lượng – P32 Q=50l/hr,H=20m,P=0.15HP/1pha/
220V/50Hz
01 máy
8 Bơm trung chuyển hóa
chất – P33
Q=12m3/hr,H=12m,P=1HP/3pha/
380V/50Hz
01 máy
9 Bơm định lượng – P34 Q=50l/hr,H=20m,P=0.15HP/1pha/
220V/50Hz
01 máy
10 Bơm bùn – P35 Q=1m3/hr,H=25m,
P=3HP/3pha/380V/50Hz
01 máy
11 Máy khuấy nhanh – M31 V=300rpm,
P=0.5HP/3pha/380V/50Hz
01máy
12 Máy khuấy chậm – M32 V=5rpm,
P=0.5HP/3pha/380V/50Hz
01 máy
13 Máy khuấy hoá chất –
M33
V=300rpm,
P=1HP/3pha/380V/50Hz
01 máy
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
6
PHẦN 2
TỔNG QUAN CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ KHỬ COD TRONG NƯỚC
RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
Do điều kiện của đề tài, chúng tôi chỉ tổng hợp lại các nghiên cưú khử COD trong
nước rỉ rác bằng phương pháp hóa học của các đơn vị tham gia đề tài nghiên cứu xử
lý nước rỉ rác do Sở Khoa Học Công Nghệ TP. HCM tài trợ :
- Khoa Môi Trường, Đại Học Bách Khoa TP. HCM
- Trung tâm Công nghệ & Quán Lý Môi Trường - CENTEMA
- Trung Tâm Công Nghệ Hóa Học Và Môi Trường – ECHEMTECH
- Trung tâm Tư Vấn Công Nghệ và Môi Trường – CTA
I. NGHIÊN CƯÚ CỦA KHOA MÔI TRƯỜNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH
KHOA, TP HỒ CHÍ MINH
I.1. NGHIÊN CƯÚ TRÊN QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
I.1.1 PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ
a. Đối tượng nghiên cứu: Nước rác Gò Cát sau khi xử lý sinh học hiếu khí
Hình I.1: Mô hình thí nghiệm keo tụ
b. Hóa chất sử dụng
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
7
Sử dụng hóa chất công nghiệp
• Phèn Bách Khoa (sản xuất từ bùn đỏ)
• Phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O (đối chứng)
• H
2
S0
4
97%
• Polyme (Anion) 0,1%
c. Kết quả nghiên cứu
* Giá trị pH tối ưu
Kết quả khảo sát pH tối ưu trên một số mẫu nước rác được trình bày ở hình I.2
Hình I.2 Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả khử COD
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
8
Nhận xét: Giá trị pH thích hợp đối với quá trình keo tụ dao động trong khoảng 5 –
5.5. Tại pH này, hiệu quả xử lý COD đạt đến 62%.
* Liều lượng phèn tối ưu
Xác định hàm lượng phèn thích hợp ở các TN khác nhau, tương ứng CODv dao
động từ 300 – 5.000 mg/l. Lượng phèn tối ưu ứng với các COD thí nghiệm có COD
vào khác nhau được trình bày ở hình I.3
Hình I.3 Sự tương quan giữa lượng phèn keo tụ và COD vào
Nhận xét
- pH thích hợp cho keo tụ: 5-5,5
- Phương pháp keo tụ có khả năng xử lý 50-62% COD; 90% - 94% độ màu, nước
từ nâu thẩm chuyển sang vàng nâu.
- Nước rác có COD càng cao đòi hỏi lượng phèn sử dụng cho keo tụ càng lớn
I.1.2 PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
a. Đối tuợng nghiên cưú
Nước rác sau xử lý sinh học và sau keo tụ
b. Hóa chất sử dụng
Sử dụng hóa chất công nghi
ệp
• FeSO
4
.7H
2
O bùn (sản xuất từ bả thải bùn đỏ)
• H
2
O
2
50%
• H
2
S0
4
• NaOH
• Polyme (Anion) 0,1%
c. Kết quả nghiên cưú
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
9
* Quá trình oxy hóa một bậc
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
300 350 400 450 500 550 600
CODo - CODr, mg/l
H2O2, mg/l
Hình I.4 Khả năng xử lý COD theo liều lượng hoá chất oxy hoá
Nhận xét kết quả thí nghiệm:
- Lượng hóa chất phụ thuộc vào COD cần xử lý. COD càng cao thì hàm lượng H
2
O
2
càng lớn.
- COD sau keo tụ 629 mg/l nếu chỉ oxy hóa một bậc thì phải dùng lượng hoá chất là
7500mg/l phèn sắt ứng với 6 ml/l H
2
O
2
cho xử lý nước rác đạt COD<100 mg/l.
Lượng hóa chất sử dụng trong trường hợp này là quá lớn nên cần nghiên cứu tiếp
quá trình oxy hoá nhiều bậc.
- Oxi hóa một bậc có khả năng giảm COD đến tiêu chuẩn thải, nhưng khi COD cao,
lượng hóa chất tiêu hao lớn, do đó không khả thi về mặt kinh tế.
* Quá trình oxy hóa nhiều bậc
Tiến hành khảo sát phản ứng oxy hoá nhiều bậc nhằm giảm lượng hoá chất sử dụng.
Kế
t quả thí nghiệm được trình bày ở bảng I.1
Bảng I.1 Khảo sát quá trình oxy hóa nhiều bậc
Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3
COD
sđtụ
(mg/l)
Phèn
sắt
(mg/l)
H
2
O
2
(mg/l)
COD
bậc1
(mg/l)
Phèn
sắt
(mg/l)
H
2
O
2
(mg/l)
COD
bậ
c2
(mg/l)
Phèn
sắt
(mg/l)
H
2
O
2
(mg/l)
COD
bậc3
(mg/l
)
245 1000 500
135
- -
-
- -
-
500 250
175
500 250
110
- -
-
418 2000 1000
113
1000 500
186
1000 500
92
629 4500 1500
112
1500 500
256
1500 500
120
1500 500 356 1500 500 118 1500 500 100
Nhận xét
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
10
Quá trình oxy hóa nhiều bậc có khả năng xử lý nước rác đạt tiêu chuẩn B với chi phí
giảm 30-50% so với quá trình oxy hóa 1 bậc và liều lượng hoá chất oxy hóa phụ
thuộc vào COD sau keo tụ.
COD
keo tụ
< 300 mg/l : oxy hóa 1 bậc
COD
keo tụ
: 300 – 650 mg/l , oxy hóa 2 – 3 bậc
Với liều lượng hóa chất thích hợp cho mỗi bậc phản ứng là: phèn sắt 1.500mg/l;
H
2
O
2
500mg/l.
* Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0,25 0,5 1 1,5 2 6
Thôøi gian, h
COD, mg/l
TN1
TN2
Hình I.5 Khảo sát hiệu quả khử COD theo gian oxy hóa
Nhận xét:
Thời gian oxy hóa thích hợp khoảng 1 giờ với hiệu quả xử lý COD là 64% và đạt
giá trị ổn định ở các giờ kế tiếp.
I.2. NGHIÊN CƯÚ TRÊN QUY MÔ PILOT, CÔNG SUẤT 10M
3
/NGÀY
1.2.1 Sơ đồ khôi công nghệ xử lý nước rỉ rác trên quy mô pilot do Khoa công
nghệ môi trường ĐHBK, Tp HCM nghiên cưú
Nước sau
UASB
Zeolite Keo tụ Oxy hóa Trung
hòa
Lọc cát
Đầu ra
Tuần hoàn, tỉ lệ 1:1
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
11
1.2.2. Kết quả vận hành pilot quy mô 10m
3
/ngày
Bảng I.1 Kết quả xử lý nước rác trên mô hình liên tục
COD, mg/l N-NH
3
, mg/l
Ngày
Vào
Sau sục khí +
zeolite
Sau keo tụ
Sau oxy
hóa
Sau xử lý
1
2
3
4
5
6
7
8
10.980
9.876
10.245
9.786
9.922
10.231
8.975
8.989
242
194
190
211
189
192
236
194
178
121
98
101
90
118
103
98
106
75
62
54
45
60
66
58
6
10
5
7
12
6
4
5
II. NGHIÊN CƯÚ CỦA TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI
TRƯỜNG-CENTEMA
II.1 NGHIÊN CỨU TRÊN QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
II.1.1 PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ
a. Đối lượng nghiên cứu
Nước rỉ rác Gò Cát sau xử lý sinh học hiếu khí
b. Hóa chất sử dụng
• Phèn sắt FeCl
3
• H
2
S0
4
• NaOH
c. Kết quả thí nghiệm
Nước rỉ rác sử dụng trong thí nghiệm hóa lý được lấy từ sau mô hình sinh học có
nồng độ các chất ô nhiễm được trình bày trong bảng II.1.
Bảng II.1 Thành phần NRR sau mô hình sinh học hiếu khí
Thành phần Đơn vị Giá trị
pH - 6,6 - 6,8
TDS mg/L 5.740-6.613
Độ kiềm mgCaCO
3
/l 300 - 325
COD mg/L 1.579 – 2.100
N-NH
3
mg/L 0-1
N-NO
2
mg/L 0-0.5
N-NO
3
mg/L 30-35
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
12
0
500
1000
1500
2000
6,8 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
pH
COD, mg/ L
0
500
1000
1500
2000
0 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3
FeCl3, kg/m3
COD, mg/ L
Lignin và tanin mg/L 60-72
Humic mg/L 900-1.080
Kết quả thí nghiệm xử lý nước rỉ rác sau xử lý sinh học bằng phương pháp hóa lý
được trình bày trong Hình II.1
Hình II.1 Kết quả xử lý bằng phương pháp keo tụ.
Nhận xét:
- Hiệu quả xử lý ở quá trình keo tụ đối với nước rỉ rác sau xử lý sinh học đạt tối
ưu ở giá trị pH 3,5 với liều lượng FeCl
3
là 1kg/m
3
, đạt hiệu quả xử lý COD 80%
(COD giảm từ 1.757 xuống 360mg/L).
- Lượng bùn sinh ra từ quá trình keo tụ rất nhiều, lượng bùn sau khí để lắng
30phút chiếm 20% thể tích.
II.1.2 PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA FENTON
a. Đối tuợng nghiên cưú
Nước rỉ rác đã được xử lý bằng phương pháp sinh học, keo tụ tạo bông, lọc cát
b. Hóa chất sử dụng
• H
2
S0
4
• NaOH
• H
2
O
2
• FeSO
4
c. Kết quả thí nghiệm
Giá trị pH tối ưu
- Kết quả thí nghiệm cho thấy ở giá trị pH = 3 thì hiệu quả khử COD là cao nhất
(giảm từ 352 mg/l xuống còn 242 mg/l đạt 31%), tại giá trị pH = 2 Hiệu quả khử
COD là thấp nhất (chỉ đạt 14%), khi tăng dần pH lên 4 hiệu quả khử COD giảm chỉ
còn 22%.
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
13
0
50
10 0
15 0
200
250
300
350
234
pH
Độ màu (Pt-Co)
Độ màu biểu kiến Độ màu thực Độ màu sau khi nâng pH kết tủa Fe
200
220
240
260
280
300
320
340
360
234
pH
COD (mg/l
)
Hình II.2 Biến thiên COD theo pH.
- Quá trình Fenton không chỉ khử COD mà còn loại bỏ được một phần độ màu.
Kết quả biến thiên độ màu theo pH được trình bày trong Hình III.3
- Từ kết quả độ màu cho thấy với mẫu nước pH = 2 thì độ màu sau Fenton là thấp
nhất (giảm từ 298 Pt-Co xuống còn 128 Pt-Co đạt 57%). Còn độ màu ở pH = 3
là cao nhất (giảm từ 298 Pt-Co xuống 220 Pt-Co chỉ đạt 26%). Và ở pH = 4 độ
màu giảm từ 298 Pt-Co xuống còn 142 Pt-Co đạt 52%.
-
Hình II.3 Biến thiên độ màu theo pH.
Liều lượng chất oxy hoá tối ưu
- Kết quả thí nghiệm cho thấy liều lượng H
2
O
2
tối ưu đối với phản ứng Fenton là
400 mg H
2
O
2
/lít nước thải
Kết quả thí nghiệm được trình bày trong Hình II.4.
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
14
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0506080100
Lượng chất xúc tác (mg/l)
COD (mg/l)
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
0 400 800 1200 2400
Lượng H
2
O
2
(mg/L)
COD (mgO
2
/L)
Hình II.4 Biến thiên COD theo nồng độ H
2
O
2
.
Liều lượng chất xúc tác tối ưu:
- Tỉ lệ Fe
2+
: H
2
O
2
tối ưu đối với nước rỉ rác đã qua quá trình keo tụ được xác định là
0,15:1 mol/mol.
Hình II.5 Biến thiên COD theo nồng độ chất xúc tác.
Kết luận
Các thông số tối ưu được lựa chọn đối với xử lý nước rỉ rác sau keo tụ bằng quá
trình oxy hóa nâng cao với áp dụng của hệ Fenton với pH là 3, liều lượng H
2
O
2
là
400mg/l, với liều lượng chất xúc tát Fe
2+
là 100mg/l. Tỉ lệ Fe
2+
và
H
2
O
2
là 0,15:1
mol/mol. Hiệu quả xử lý COD đạt 52%. (COD từ 435 mgO
2
/l xuống 210mgO
2
/l ),
và độ màu 102 (đạt hiệu quả 67%) Pt-Co.
II.1.3 PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA PEROXON
a. Đối tuợng nghiên cưú
Nước rỉ rác đã qua quá trình keo tụ với FeCl
3
b. Hóa chất sử dụng
•
H
2
O
2
•
O
3
• NaOH
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
15
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
0 200 250 300 350
Lượng H
2
O
2
(mg/L)
COD (mgO
2
/L)
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
0 280 350 420 490 560 630
Lượng O
3
(mg/L)
COD (mgO
2
/L)
• H
2
SO
4
c. Kết quả thí nghiệm
Hình II.6 Peroxon xác định H
2
O
2
tối ưu. Hình II.7 Peroxon xác định lượng
O
3
tối ưu.
- Lượng H
2
O
2
tối ưu cho quá trình Peroxon đối với nước rỉ rác đã qua quá trình keo
tụ là 250mg/L.
- Tỉ lệ mol tối ưu giữa H
2
O
2
:O
3
là 0,5:1,3, nồng độ COD và độ màu còn lại sau quá
trình oxy hóa Peroxon tương ứng là 185mgO
2
/L và 55Pt-Co, hiệu quả xử lý tương
ứng đạt 49 và 80%.
II.1.4 PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ THAN HOẠT TÍNH
a. Đối tượng thí nghiệm
Nước rỉ rác sử dụng cho mô hình hấp phụ than hoạt tính là nước rỉ rác sau fenton
và được lọc qua bể lọc cát trước khi dẫn vào mô hình than họat tính.
b. Vật liệu sử dụng
Thí nghiệm được thực hiện với 2 loại than:
1) Than hoạt tính có ký hiệu LRCG suất xứ từ
Mỹ có các đặc tính kỹ thuật:
Kích thước hạt : 2x3 mm
Tỉ trọng : 0,50 – 0,52g/ml
Diện tích bề mặt : 900 – 950m
2
/g
Độ tro tối đa : 8 – 10%
Độ ẩm khi đóng gói : 3%
2) Than hoạt tính PVC Việt Nam
Kích thước hạt : 2x3 mm
Tỉ trọng : 0,52 – 0,54g/ml
Diện tích bề mặt : 900 – 950m
2
/g
Độ tro tối đa : 8 – 10%
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
16
0
50
100
150
200
250
300
0
7.5
18.8
27.0
31.4
54.
0
84.
2
1
14.
3
167.
0
206.
6
249.
9
295.2
347.9
408.2
468.5
528.
8
589.
1
649.
4
709.
6
769.9
830.2
890.5
Thể tích nước lọc qua (L)
COD,mg/
L
3
4
5
6
7
8
0
7.5
1
8
.8
27.
0
3
1
.4
54.
0
8
4
.2
114.3
1
6
7
.
0
206.6
2
4
9
.9
2
9
5.2
347.9
4
0
8
.
2
468.5
5
2
8
.
8
589.1
6
4
9
.4
7
0
9.6
769.9
8
3
0
.
2
890.5
Thể tích nước lọc qua (L)
pH
Độ ẩm khi đóng gói : 3%
3) Trung Quốc
Kích thước hạt 4x12 mm
c. Kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm được thể hiện trong hình II.8, II.9.
Hình II.8 Kết quả vận hành mô hình than hoạt tính LRCG.
Hình II.9 Diễn biến pH của quá trình hấp phụ than hoạt tính LRCG.
Nhận xét:
- Nước rỉ rác đi qua lớp than hoạt tính, hiệu quả xử lý COD đạt được 92% (CODvào
= 244, COD ra = 20mgO
2
/L) vào thời điểm đạt được thể tích nước rỉ rác lọc qua
than hoạt tính là 2,5 L và pH tăng từ 5,3 lên 7,2. Khi pH dao động ở giá trị 7,5, giá
trị trung bình của COD là 75mgO
2
/l.
- Liều lượng than sử dụng 1mg than/0,31 mgCOD.
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
17
II.4 NGHIÊN CƯÚ TRÊN QUY MÔ PILOT
II.4.1 Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước rỉ rác do Trung Tâm Công nghệ và
Quản Lý Môi trường nghiên cưú
Kênh 15
Bể điều hòa
Bể đuổi khí
Bể hấp phụ than hoạt tính
Bể lọc cát
Hồ hiếu khí + lắng
Bể lắng 2
Bể phản ứng 1(Keo tụ)
Bể tạo bông 1
Bể lắng 1
Bể phản ứng 2
Nước rỉ rác
H
2
SO
4
FeCl
3
H
2
SO
4
H
2
O
2
FeSO
4
Bể trung gian
NaOH
Máy thổi khí
Bể chứa bùn
Máy ép bùn
Bể chứa bùn
Tuần hoàn bùn
Chôn lấp
Bể UASB
Bể oxy hóa(Fenton)
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
18
1142
0000
1706
496
89
1472
1163
314
196
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
Vào Ra
Stripping
Ra hiếu khí Ra keo tụ Ra Fenton Ra than
hoạt tính
Công đoạn
mg/
L
N-NH3 COD
II.4.2 Kết quả vận hành pilot
Kết quả vận hành mô hình pilot qua các công đoạn được trình bày trong Hình II.10.
Hình II.10 Nồng độ COD trung bình và N-NH
3
trung bình qua các công đoạn xử lý.
Nhận xét đối với cụm xử lý hóa lý
*Công đoạn keo tụ
Sau xử lý nước trong có màu hơi vàng, nồng độ đầu ra dao động khoảng 314–
344mgO
2
/L, hiệu quả xử lý đạt 70-73%.
* Công đoạn oxy hóa Fenton
Lượng hóa chât sử dụng:
- Chất oxy hóa H
2
O
2
: 0,4kg/m
3
- FeSO
4
: 0,1kg/m
3
NRR
- pH =3
Sau khi qua công doạn oxy hóa Fenton, nước sau lắng trong và có màu vàng rơm
nhạt, nồng độ COD đầu ra dao động khoảng 180–210mgO
2
/L, hiệu quả xử lý đạt 39-
43%.
* Công đoạn hấp phụ bằng than hoạt tính
Khối lượng than hoạt tính sử dụng là 0,5kg than/m
3
nước rỉ rác có nồng độ COD
180-210mgO
2
/L
Sau xử lý bằng than hoạt tính, nồng độ COD của nước rỉ rác đạt tiêu chuẩn cho phép
xả vào nguồn tiếp nhận (COD<100mgO
2
/L)
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
19
III. NGHIÊN CƯÚ CỦA TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI
TRƯỜNG- ECHEMTECH
III.1 NGHIÊN CƯÚ TRÊN QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
III.1.1 PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ – TẠO PHỨC – FENTON
a. Đối tuợng nghiên cưú
Nước rỉ rác thô, sau khi xử lý phân hủy sinh học kỵ khí trong bể UASB ở hệ thống
xử lý Gò Cát.
b. Hóa chất sử dụng
Chất keo tụ Polyferric sulfat (PFS) do Viện Công nghệ Hóa học (Trung tâm khoa
học tự nhiên và công nghệ Quốc gia) nghiên cứu chế tạo và cung cấp. Nồng độ
Fe(III) trong dung dị
ch PFS ~12% (TL), pH < 2, tỷ trọng 1,4.
c. Kết quả thí nghiệm
* Bước keo tụ
Kết quả cho thấy, lượng PFS sử dụng càng nhiều, % COD được xử lý loại bỏ càng
cao, nhưng với lượng PFS từ 300-400 mg/L, mức độ có tăng không nhiều, từ 53-
55% (hình III.1)
* Bước phân hủy kiểu như Fenton
Kết quả cho thấy, để thực hiện quá trình oxi hóa kiểu như Fenton, chỉ cần cho thêm
một lượng H
2
O
2
khoảng 500 mg/L đã có thể đạt hiệu quả xử lý rất cao, đến ~76% so
với chỉ thực hiện quá trình keo tụ đơn thuần bằng PFS chỉ đạt được ~53%.
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
20
III.1.2 QUÁ TRÌNH PEROXON
a. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cưú quá trình xử lý bằng Peroxon là nước rỉ rác Gò cát đã được xử
lý bằng quá trình phân hủy sinh học và quá trình keo tụ - tạo phức – Fenton.
b. Hóa chất
Hóa chất sử dụng là hóa chất công nghiệp, gồm:
- H
2
O
2
- Khí Ozon
c. Kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm thể hiện trên hình III.2.
Hình III.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý COD (% so với mẫu
M
UASB
)
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
21
III.2 NGHIÊN CƯÚ TRÊN QUY MÔ PILOT CÔNG SUẤT 15-20 M
3
/NGÀY
III.2.1 Sơ đồ khối công nghệ xử lý
III.2.2 Kết quả vận hành mô hình
Bảng III.1- Sự biến đổi COD qua từng modun thiết bị công nghệ lắp đặt tại Gò Cát
Thứ
tự
Modun thiết bị công nghệ COD, mg/L Hiệu quả xử lý,
%COD
1 Phân hủy sinh học kỵ khí
UASB
3.060 0
2 Hoàn thiện xử lý sinh học kỵ
khí
2809 8,2
3 Keo tu - Tạo phức - Fenton 858 72,0
4 Phân hủy hóa học AOP
(Peroxon)
159 94,8
5,6,7 Xử lý Nitơ (3 công đoạn) 80,0 97,4
Sự biến đổi COD của nước rỉ rác qua các modun thực hiện các quá trình xử lý khác
nhau được minh họa trên hình III.3
Xử l
ý
hoàn thi
ệ
n sinh h
ọ
c
k
ỵ
khí
Tổ h
ợp
xử l
ý
keo t
ụ
-t
ạ
o
p
hức - fenton
Xử l
ý
hóa học ox
y
hóa nân
g
cao Peroxon
Xử l
ý
ni
t
ơ b
ằ
n
g
sinh học và hóa học
Thi
ế
t b
ị
l
ọ
c cá
t
Bể UASB
(
hi
ệ
n hữu
)
Nước sau xử l
ý
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
22
Hình III.3 Mức độ giảm COD qua các modun xử lý của ECHEMTECH
I- UASB; II- Modun xử lý hoàn thiện sinh học kỵ khí; III- Modun xử lý Keo tụ- Tạo
phức- Fenton; IV- Modun xử lý hóa học oxi hóa nâng cao PEROXON; V- Modun
xử lý nitơ
IV. NGHIÊN CƯÚ CỦA TRUNG TÂM TƯ VẤN CÔNG NGHỆ VÀ MÔI
TRƯỜNG - CTA
IV.1 NGHIÊN CƯÚ TRÊN QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
IV.1.1 PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ
a. Đối tuợng nghiên cưú
Nước rỉ rác đã qua xử lý sinh học kỵ khí và hiếu khí
b. Hóa chất sử dụng
- Sử dụng dung dị
ch keo tụ cho Trung tâm CTA cung cấp với tỷ lệ 6-7lít/m
3
nước rỉ
rác
c. Kết quả thí nghiệm
Sau keo tụ, COD giảm được 71.4% so với nước rỉ rác từ quá trình xử lý hiếu khí (từ
700mg/l xuống còn 200mg/l) và giảm xuống khoảng 99% so với COD của nước rỉ
rác ban đầu.
IV.1.2 PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
a. Đối tượng nghiên cưú
Nước rỉ rác đã qua xử lý sinh học kỵ khí, hiếu khí và keo tụ
b. Hóa chát sử dụng
- H
2
O
2
- FeSO
4
- NaOH
- H
2
SO
4
Báo cáo chuyên đề: Mô tả hệ thống xử lý NRR Gò Cát hiện hữu
và các quá trình - thiết bị khử COD trong NRR bằng phương pháp hóa học
Thực hiện: TS. Trần Ứng Long
23
c. Kết quả nghiên cưú
Sau khi oxy hóa 2 lần, COD giảm khoảng 55% so với COD của nước sau keo tụ .
IV.2 NGHIÊN CƯÚ TRÊN QUY MÔ PILOT CÔNG SUẤT 10-15 M
3
/NGÀY
IV.2.1 Sơ đồ khối quy trình xử lý
IV.2.2 Kết quả vận hành pilot
Kết quả vận hành thực tế ở bãi rác Đông Thạnh thể hiện trong bảng IV.1 và hình
IV.1:
Bảng IV.1 Kết quả vận hành thực tế ở bãi rác Đông Thạnh
Xử lý sơ
bộ
Bể yếm khí
Túi thu khí
bio
g
as
Bể hiếu khí
Tháp
khử nitơ
1
Bể keo tụ
Thiết bị
lọc
Bể oxyhóa
Nâng pH
Tháp
khử nitơ
2
Trung hòa
Xả thải
Thổi
khí
