Xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ SBR dòng vào liên tục có sử dụng giá thể
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.96 MB, 94 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TRƯƠNG TRỌNG DANH
XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA BẰNG CÔNG NGHỆ SBR
DÒNG VÀO LIÊN TỤC CÓ SỬ DỤNG GIÁ THỂ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
MÃ NGÀNH: 60 52 03 20
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 8 năm 2016
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: ..............................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1: ....................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2: ....................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày
................ tháng .......... năm ..........
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1 .........................................................
2 .........................................................
3 .............................................................
4 .............................................................
5 .............................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau khi
luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
Trưởng khoa
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
I.
Họ tên học viên: Trương Trọng Danh
MSHV: 7140476
Ngày, tháng, năm sinh: 06/04/1991
Nơi sinh: Khánh Hoà
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã ngành: 60 52 03 20
TÊN ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA BẰNG CÔNG NGHỆ SBR
DÒNG VÀO LIÊN TỤC CÓ SỬ DỤNG GIÁ THỂ
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Thiết kế mô hình ICEAS
Nghiên cứu hiệu quả xử lý của mô hình ICEAS với các tải trọng 0.5; 1.0; 1.5 kg COD/m3.ngày
(không có giá thể) và tải trọng 1.5; 2.0 kg COD/m3.ngày (có giá thể) .
Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình đối với các chỉ tiêu COD, NH4-N, TKN, TN.
Thực hiện thí nghiệm lắng và rút nước để khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến khả năng
lắng của bùn và nồng độ đầu ra.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/08/2015
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2016
V.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG
Tp. HCM, ngày 15 tháng 08 năm 2015
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
Trang iii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luân văn này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến
PGS.TS Nguyễn Tấn Phong người đã tận tình hướng dẫn và tài trợ kinh phí trong suốt
quá trình nghiên cứu.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn các thầy cô trong khoa Môi Trường và Tài Nguyên,
Trường Đại Học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh; đã truyền đạt nhũng kiến thức quý báu,
những kiến thức quý báu đó là nền tảng vững chắc cho tôi thực hiện luận văn này.
Tác giả xin cảm ơn các thầy, cô, anh, chị ở phòng Thí nghiêm Khoa Môi Trường
và Tài Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hiện đề tài khi mô hình
thí nghiệm được hoạt động tại đây.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha, mẹ và các bạn tôi, những
người đã động viên, tạo động lực và đồng hành cùng tôi suốt quá trình thực hiện luân
văn.
Chân thành cảm ơn!
TP. HCM, Tháng 8 năm 2016
Trương Trọng Danh
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang iv
TÓM TẮT
Nghiên cứu sử dụng công nghệ SBR với dòng đầu vào liên tục (ICEAS - SBR)
để xử lý nước thải thuộc da. Mô hình cấu tạo bằng acrylic với thể tích 20 L, nghiên cứu
đã khảo sát hiệu suất xử lý COD và Nitơ đến tải trọng 2.0 kg COD/m3.ngày. Ngoài ra,
ở giai đoạn 2 của thí nghiêm có bổ sung thêm giá thể PVA để so sánh hiệu suất xử lý
giữa các điều kiện hoạt động. Nghiên cứu chỉ ra rằng khi tải trọng tăng thì hiệu quả xử
lý COD, NH4-N, TKN giảm trong khi hiệu suất xử lý TN tăng. Ở tải trọng 1.5 kg
COD/m3.ngày, với điều kiện có hoặc không có giá thể, hiệu suất xử lý đạt được như sau:
COD 83.57% và 79.17%, NH4-N 53.01% và 41.48%, TKN 54.01% và 43.33%, TN
51.48% và 41.72%. Giá thể PVA đã giúp tăng hiệu suất xử lý các chất. Ngoài ra, nghiên
cứu cũng chứng tỏ lưu lượng đầu vào chảy liên tục có ảnh hưởng đến nồng độ các chất
đầu ra nhưng không ảnh hưởng đến khả năng lắng của bùn.
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
ABSTRACT
A continuous-flow sequencing batch reactor known as the intermittent cycle
extended aeration system - sequencing batch reactor (ICEAS - SBR) was used to
investigate the treatability of the tannery wastewater. A model made from poly acrylic
with a capacity of 20 liters was utilized to evaluate COD and nitrogen removal while the
loading rate increased up to 2.0 kg COD/m3.day. The polyvinyl alcohol (PVA) media
was used to compare with the non-media condition. It is shown that when loading rate
increased, the COD, NH4-N, TKN removal efficiency decreased while the TN one
increased. At the loading rate of 1.5 kg COD/m3.day with or without media, the removal
efficiency was 83.57% and 79.17% COD, 53.01% and 41.48% NH4-N, 54.01% and
43.33% TKN, 51.48% and 41.72% TN, respectively. It proved that PVA media helped
increasing the removal efficiency. On the other hand, it is illustrated that the continuous
influent flow had influence on effluent sustances’ concentration whereas it didn’t have
any effects on sludge settlement.
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang vi
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập -Tự do - Hạnh phúc
LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên học viên: Trương Trọng Danh
Ngày tháng năm sinh: 06/04/1991
MSHV: 7140476
Giới tính: Nam
Nơi sinh: Khánh Hoà
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Tên đề tài: Xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ SBR dòng vào liên tục có sử dụng
giá thể
Ngày bắt đầu: 15/08/2015
Ngày hoàn thành: 30/06/2016
Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Tấn Phong
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Những kết quả và số liệu trong luận
văn chưa được ai công bố dưới bất cứ hình thức nào. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm
trước Nhà trường về sự cam đoan này.
HCM, ngày 08 tháng 7 năm 2016
Trương Trọng Danh
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang
vii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. iii
TÓM TẮT .................................................................................................................... iv
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. X
DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... xii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. xiv
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1
1.1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .................................................................. 1
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................ 2
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................ 2
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................................... 3
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC, THỰC TIỄN VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ....... 3
1.5.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................... 3
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................... 3
1.5.3. Tính mới của đề tài .................................................................................. 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ........................................................................................ 5
2.1. .............................................................................................................
TÔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THUỘC DA .......................................................... 5
2.1.1. Thành phần, tính chất nước thải thuộc da:............................................... 5
2.1.2. Thông tin về công ty Đặng Tư Ký: .......................................................... ố
2.1.3. Công ty Đặng Tư Ký và hiện trạng xử lý: ............................................. 6
2.1.4........................................................................................................
Các thông số chính của nước thải thuộc da ................................................................ 11
2.2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SBR VÀ GIÁ THỂ DI ĐỘNG .............. 14
2.2.1. Công nghệ xử lý theo mẻ SBR: ............................................................. 14
2.2.2. Quá trình nitrat hóa ................................................................................ 16
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang
viii
2.2.3. Quá trình khử Nitrat............................................................................... 18
2.2.4. Sử dụng giá thể di động trong xử lý nước thải ...................................... 20
2.3. TÔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ICEAS:................................................... 21
2.3.1. Giới thiệu về các công nghệ cải tiến từ công nghệ SBR ....................... 21
2.3.2. ICEAS: ................................................................................................... 25
2.3.3. Một số thông số thiết kế và vận hành bể ICEAS: ................................. 27
2.3.4. So sánh giữa công nghệ ICEAS và SBR: ............................................. 28
2.4. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN: ............................................................. 31
CHƯƠNG III: MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 33
3.1. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM: ........................................................................... 33
3.1.1. Thiết kế mô hình: ................................................................................... 33
3.1.2. Mô hình thí nghiệm: .............................................................................. 35
3.1.3. Giá thể.................................................................................................... 36
3.1.4. Sinh khối: ............................................................................................... 37
3.1.5. Nước thải: .............................................................................................. 37
3.1.6. Điều kiện vận hành: ............................................................................... 37
3.2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH: ................................................................... 38
3.2.1. Đo giá trị pH, DO và TDS: .................................................................... 38
3.2.2. ĐogiátrịCOD: ........................................................................................ 38
3.2.3. ĐogiátrịNitơKjeldahlTKN:.................................................................... 39
3.2.4. Đo hàm lượng Amonia NH4-N: ............................................................ 39
3.2.5. Hàm lượng NitratNƠ3-N: ...................................................................... 40
3.2.6. Hàm lượng Nitrit NƠ2-N: ..................................................................... 40
3.2.7. Chỉ số bùn lắng SVI: ............................................................................. 40
3.2.8. Hàm lượng MLSS:................................................................................. 41
3.2.9. Hàm lượng MLVSS: .............................................................................. 41
3.3. THÍ NGHIỆM LẮNG VÀ RÚT NƯỚC: .................................................... 42
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 46
4.1. GIAI ĐOẠN THÍCH NGHI CỦA MÔ HÌNH ICEAS: ................................ 46
4.2. GIAI ĐOẠN VẬN HÀNH ........................................................................... 47
4.2.1. Khả năng xử lý COD: ............................................................................ 48
4.2.2. Khả năng xử lý NH4-N: ........................................................................ 50
4.2.3. Khả năng xử lý TKN: ............................................................................ 53
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang
ix
4.2.4. Khả năng xử lý TN: ............................................................................... 55
4.2.5. Nhận xét chung ...................................................................................... 58
4.2.6. Sinh khối bùn:.........................................................................................59
4.3. THÍ NGHIỆM LẮNG ....................................................................................60
4.4. THÍ NGHIỆM RÚT NƯỚC ..........................................................................61
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 63
5.1. KẾT LUẬN: ...................................................................................................63
5.2. KIẾN NGHỊ: ..................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
PHỤ LỤC
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang X
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AOB
Ammonium Oxidation Bacteria - Vi khuẩn oxy hóa ammonia
ASBR
Anaerobic Sequencing Batch Reactor - Be SBR kị khí
BOD
Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hoá
bsCOD
biodegradable soluable COD - COD hòa tan dễ phân hủy sinh học
Cyclic Activated Sludge System - Hệ thống xử lý bùn hoạt tính tuần
CASS
hoàn
CENTENMA Trung tâm công nghệ môi trường Tp.HCM
COD
Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học
DAT
Demand Aeration Tank - Bể sục khí liên tục
Demand Aeration Tank - Intermittent Aeration Tank - công nghê
DAT- IAT
DAT-IAT
DO
Dissolved Oxygen - Oxy hòa tan
HRT
Hydraulic Retention Time - Thời gian lưu nước
IAT
Intermittent Aeration Tank - Be sục khí gián đoạn
Intermittent Cycle Extended Aeration System - B1-' SBR dòng vào
ICEAS
liên tục
IDEA
Intermittent Decanted Extended Aeration - Công nghệ IDEA
MLSS
Mixed liquor suspended solids
MLVSS
Mixed liquor volatile suspended solids
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang X
NOB
Nitrite Oxidation Bacteria - Vi khuẩn oxy hóa ammoni thành niừat
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang xi
SBR
Sequencing Batch Reactor - B^ phản ứng theo mẻ
ss
Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng
TKN
Total Kjedahl Nitrogen - Tổng nitơ Kjedahl
TN
Total Nitrogen - Tổng nitơ
TSS
Total Suspended Solids - Tổng chất rắn lơ lửng
alternative biological treatment - ƯNited TANK (Công nghệ
ƯNITANK
UNITANK)
VFA
Volatile fatty acids (Acid béo dễ bay hơi)
vss
Volatile Suspended Solids
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang xii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Đặng Tư Ký ......................................8
Hình 2.2: Sơ đồ các pha của bể SBR ...........................................................................16
Hình 2.3: Chu trình chuyển hóa Nitơ ..........................................................................19
Hình 2.4: Một số loại giá thể ....................................................................................... 20
Hình 2.5: Các quá trình xử lý trên giá thể ...................................................................20
Hình 2.6: Sơ đồ các pha của CASS .............................................................................22
Hình 2.7: cấu tạo bể IDEA .......................................................................................... 22
Hình 2.8: Mô hình DAT- IAT .................................................................................... 23
Hình 2.9: Sơ đồ các pha của bể ƯNITANK ................................................................ 24
Hình 2.10: Sơ đồ pha của bể SBR kị khí .....................................................................24
Hình 2.11: Pha phản ứng của bể ICEAS .....................................................................26
Hình 2.12: Pha lắng của bể ICEAS ........................................................................... 26
Hình 2.13: Pha rút nước bể ICEAS ........................................................................... 27
Hình 2.14: Nước đầu ra có ss thấp ..............................................................................30
Hình 2.15: Một ví dụ về hệ thống rút nước của ICEAS .............................................30
Hình 3.1: cấu tạo mô hình nghiên cứu.........................................................................34
Hình 3.2: Mô hình nghiên cứu ttong phòng thí nghiệm ............................................. 35
Hình 3.3: PVA trước khi sử dụng ............................................................................... 36
Hình 3.4: PVA sau khi sử dụng 1 tháng ..................................................................... 36
Hình 3.5: Bề mặt bên ttong giá thể PVA .....................................................................36
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang
xiii
Hình 4.1: Các thông số ở giai đoạn thích nghi ............................................................46
Hình 4.2: Hiệu suất xử lý COD ...................................................................................48
Hình 4.3: Tổng hợp hiệu suất xử lý COD ...................................................................50
Hình 4.4: Hiệu suất xử lý NH4-N................................................................................51
Hình 4.5: Tổng hợp hiệu suất xử lý NH4-N ................................................................52
Hình 4.6: Hiệu suất xử lý TKN ...................................................................................53
Hình 4.7: Tổng hợp hiệu suất xử lý TKN ....................................................................54
Hình 4.8: Hiệu suất xử lý TN ......................................................................................55
Hình 4.9: Tổng hợp hiệu suất xử lý TN.......................................................................55
Hình 4.10: Nồng độ NO2-N và NO3-N đầu vào và đầu ra .........................................57
Hình 4.11: Thí nghiệm rút nước ..................................................................................62
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang
14
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Đặc tính nước thải thuộc da ......................................................................... ố
Bảng 2.2: Thành phần nước thải thuộc da của công ty Đặng Tư Ký ........................... 9
Bảng 2.3: Một số thông số vận hành bể ICEAS ........................................................ 28
Bảng 4.1: Bảng tóm tắt về MLSS và MLVSS (2 giai đoạn) ...................................... 59
Bảng 4.2: Bảng tóm tắt về MLSS và MLVSS (giai đoạn 2) ...................................... 59
Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm lắng ............................................................................. 60
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 1
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1.
TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm đầu thế kỉ 21, tốc độ công nghiệp hoá của Việt Nam ngày càng
phát triển, nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành công nghiệp phát
triển mạnh. Vì thế, hàng ngày lượng nước thải không nhỏ được thải ra nguồn tiếp nhận
mà chưa qua hệ thống xử lý.
Nước thải ngành thuộc da cũng không nằm ngoài sự ảnh hưởng tới môi trường
và sức khoẻ cộng đồng. Để có một tấm da thành phẩm, từ một tấm da sống nguyên liệu
phải hải qua một quá trình biến đổi hoá lý phức tạp, sử dụng nhiều nước, hoá chất, chất
tổng hợp, chất tự nhiên. Hỗn hợp các hoá chất dư thừa, các sản phẩm chuyển hoá từ
chúng và các cặn bã ở dạng hoà tan hay phân tán trong nước cùng tạo ra các chất thải
lỏng, chất thải rắn và chất thải khí. Ở mỗi công đoạn khác nhau thì dòng thải đều có đặc
trưng về thành phần chất ô nhiễm riêng: công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, tẩy lông thì nước
thải mang tính kiềm. Trong công đoạn làm xốp, thuộc thì nước thải lại mang tính axit.
Hầu hết nước thải sau hệ thống xử lý chất lượng thải đầu ra không ổn định đặc
biệt là hàm lượng nitơ, photpho trong nước thải cao. Bên cạnh đó, chi phí vận hành cho
các công nghệ xử lý nitơ, photpho trong nước thải hiện tại còn khá cao, chủ yếu liên
quan đến nhu cầu cung cấp oxy và các thành phần hữu cơ. Vì vậy, việc tìm kiếm một
giải pháp thích hợp để xử lý nitơ, photpho trong nước thải là đáng được quan tâm.
Công nghệ SBR dòng vào liên tục - ICEAS (Intermittent Cycle Extended
Aeration System) là công nghệ cải tiến từ công nghệ SBR, được bắt đầu nghiên cứu ở
Úc từ những năm 80 (Ouyang., 1995). Hiện tại, công nghệ ICEAS được phát triển bới
công ty SANITAIRE và đã có gần 1000 bể ICEAS được lắp đặt trên toàn thế giới
(SANITAIRE, 2015). Tuy nhiên, công nghệ ICEAS lại chưa được phổ biến ở Việt Nam.
Với dòng vào liên tục, ICEAS có thể khắc phục được những nhược điểm do đầu vào
gián đoạn của SBR truyền thống như: ổn định nồng độ sinh khối trong bể, giảm lưu
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 2
lượng bơm đầu vào, ...
Ngoài ra, các công trình xử lý sinh học với các loại giá thể đang được ứng dụng
rộng rãi nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của các hệ thống hiện tại. Ưu điểm của giá thể
sinh học là nâng cao sinh khối bùn, chất lượng bùn cũng như tốc độ xử lý ở cộng đồng
sinh khối trên bề mặt giá thể.
Đề tài “Xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ SBR dòng vào liên tục có sử
dụng giá thể” được thực hiện với mục đích kết hợp các giải pháp xử lý nước thải trong
cùng một bể phản ứng có thể xử lý nước thải nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng nhằm
giảm chi phí xử lý so với các công trình trước đó nhằm góp phần vào nâng cao giá trị
sản xuất của các doanh nghiệp thuộc da.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.
•
Đánh giá hiệu suất xử lý COD, NH4-N, TKN, TN của mô hình nghiên cứu tại
các tải trọng khác nhau.
•
Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến khả năng lắng của bùn và nồng
độ đầu ra.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.
•
Đối tượng nghiên cứu: Nước thải thuộc da ở bể lắng 1 (sau keo tụ) của
Công ty thuộc da Đặng Tư Ký (KCN Lê Minh Xuân).
•
Phạm vi nghiên cứu: Nước thải thuộc da chứa thành phần hữu cơ (BOD5, COD)
và dinh dưỡng cao.
1.4.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• Nghiên cứu hiệu quả xử lý các chỉ tiêu COD, NH4-N, TKN, TN của mô hình
ICEAS với các tải ửọng 0.5; 1.0; 1.5 kg COD/m3.ngày (không có giá thể PVA)
và tải ửọng 1.5; 2.0 kg COD/m3.ngày (có giá thể PVA) với thời gian lưu 12h,
chu kỳ 8h tương ứng với pha sục khí, khuấy trộn 711, pha lắng 0.5h, pha rút
nước 0.5h.
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 3
• Thiết kế và vận hành công trình thực tế.
• Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến khả năng lắng của bùn và sự
thay đổi nồng độ đầu ra trong pha rút nước.
1.5.
Ý NGHĨA KHOA HỌC, THỤC TIỄN VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1.
Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu là cơ sở lý thuyết cho quá trình kết hợp công nghệ ICEAS với giá
thể di động để xử lý COD, NH4-N, TKN, TN trong nước thải thuộc da, là cơ sở cho
các quá trình nghiên cứu kết hợp tiếp theo nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả xử lý
COD, NH4-N, TKN, TN.
1.5.2.
Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành chế
biến thuộc da đa dạng đang gặp bài toán cần giải quyết hiện nay là xử lý chất hữu cơ
và dinh dưỡng với công nghệ kết hợp và giá thành hợp lý.
1.5.3.
Tính mới của đề tài
Tuy đã có gần 1000 bể ICEAS được xây dựng trên toàn thế giới, tuy nhiên, hầu
hết các bể chủ yếu xử lý nước thải tập trung hoặc sinh hoạt và cũng chưa có nghiên
cứu nào về việc sử dụng ICEAS để xử lý nước thải thuộc da. Ngoài ra, công nghệ
ICEAS cũng chưa phổ biến ở Việt Nam. Mô hình nghiên cứu sử dụng giá thể di động
với diện tích bề mặt riêng lớn làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải,
vi sinh vật dính bám lên giá thể làm tăng mật độ sinh khối so với quá trình lơ lửng
thông thường. Do đó, đây sẽ là một đề tài mới và hứa hẹn có tính thực tiễn cao.
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1.
TỔNG QUAN VÈ NƯỚC THẢI THUỘC DA
2.1.1. Thành phần, tính chất nước thải thuộc da:
Đặc trưng nước thải sản xuất gồm:
+ Rửa, ngâm (hồi tươi): Nước thải nhiễm BOD, COD, ss, cr.
+ Ngâm vôi, Tẩy lông, rửa, Nạo bạc nhạc, Rửa vôi, Rửa: Nước thải có độ kiềm, BOD,
Sunphit, ss cao.
+ Ngâm axít: Nước thải nhiễm axit, DS.
+ Thuộc Crom: Nước thải nhiễm axit, Crom.
+ Rửa: Nước thải nhiễm axit, Crom.
+ Nhuộm ăn dầu: Nước thải nhiễm Crom, dầu, màu, BOD, COD, ss.
+ Hãm và rửa: Nước thải nhiễm màu, BOD.
- Nhìn chung nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm, dung
môi hữu cơ, hàm lượng TS, ss, độ màu, chất hữu cơ cao.
- Nước thải thuộc da phức tạp do đặc tính của nó là tập hợp của nhiều dòng thải có tính
chất khác nhau, có thể phản ứng với nhau:
+ Các dòng thải mang tính kiềm là nước thải từ công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử
lông.
+ Nước thải của công đoạn làm xốp, thuộc Crom mang tính axit.
Do đó, cần phải phân riêng dòng thải xử lý sơ bộ trước khi xử lý chung, cụ thể là tách
riêng dòng ngâm vôi chứa Suníĩt và dòng thuộc da chứa Crom.
COD của nước thải khá cao, tỷ lệ BOD/COD lớn, có thể áp dụng biện pháp xử lý sinh
học. Tuy nhiên, cần tiến hành xử lý hóa lý nhằm loại ss và các chất độc hại trước khi vào
công trình xử lý sinh học.
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 5
Bảng 2.1. Đặc tính nước thải thuộc da (Lương Đức Phẩm, 2007)
Lượng nước
Công đoạn
pH
TS (g/L) ss (g/L)
BOD5(mg/L)
thải m3/tấn da
Hồi tươi
2.5-4.0
7.5-8.0
8-28
2.5-4
1100-2500
Ngâm vôi
6.5 -10
10-12.5
16-45
4.5-6.5
6000 - 9000
Khử vôi
7.0-8.0
3.0-9.0
1.2-12
0.2-1.2
1000 - 2000
Thuộc tannin
2.0-4.0
5.0-6.8
8-50
5-20
6000 -12000
Làm xốp
2.0-3.0
2.0-4.0
16-45
0.6-6
600 - 2200
Thuộc Crom
4.0-5.0
2.6-3.2
2.4-12
0.3-1
800 -1200
Dòng tổng
30-35
7.5-10
10-25
1.2-6
2000 - 3000
2.1.2. Thông tin về công ty Đặng Tư Ký:
-
Tên công ty: Công ty TNHH Thuộc da Đặng Tư Ký.
-
Tên quốc tế: DANG TƯ KY LEATHER co., LTD.
-
Địa chỉ: H25 - 26 - 27 - 24A đường số 3, khu công nghiệp Lê Minh Xuân, xã Lê
Minh Xuân, huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh.
-
Giấy phép kinh doanh số: 0302825247; ngày cấp 19/12/2002.
-
Ngày hoạt động: 01/02/2003.
2.1.3. Công ty Đặng Tư Ký và hiện trạng xử lý:
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 6
I
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 7
Chà láng
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Đặng Tư Ký
- Căn cứ trên dây truyền sản xuất và đặc điểm, tính chất của dòng thải trong quá trình thuộc
da, ta có thể chia nước thải thuộc da thành các dòng thải chính là:
> Dòng thải chứa vôi - sunfua (có tính kiềm); Đây là dòng thải thu được từ quá trình
tẩy lông, ngâm vôi, rửa vôi. Nước thải có độ kiềm, BOD, sunphua, ss cao.
> Dòng thải chứa Crôm (có tính axit); Đây là dòng thải thu được từ quá trình thuộc da,
thuộc lại. Nước thải có tính axit, hàm lượng Crôm khá cao, TDS lớn.
> Nước thải rửa da và các dòng thải khác: Đây là dòng thải thu được từ các quá trình
rửa da, thành phần nước thải chủ yếu chứa BOD, COD, ss.
> Công đoạn hồi tươi: Các chất gây ô nhiễm gồm mỡ, bạc nhạc, diềm da, cặn vôi, lông
là các chất thải rắn. Chất thải lỏng có hàm lượng BOD, COD, ss, cr, sunfua cao.
> Công đoạn thuộc: các axit, muối Crôm, chất thuộc, hàm lượng BOD, COD, ss...
> Hoàn thành ướt: ép nước, bào, xẻ da, trung hòa, thuộc lại, nhuộm ăn dầu: mùn
bào, diềm da, nước chứa Crôm, tannin, chất chống mốc, BOD, COD, ss ...
> Hoàn thành khô: sấy, hồi ẩm, vò mềm, hau chuốt. Chất thải chứa kim loại
nặng...., cặn bã chất trau chuốt.
-
Nhìn chung nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm,
dung môi hữu cơ, hàm lượng TS, ss, độ màu, chất hữu cơ cao.
-
Lượng nước thải mỗi ngày:
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 8
> Nước thải sản xuất: 50 m3/ngàyđêm
> Nước thải sinh hoạt: 10 m3/ngàyđêm
Bảng 2.2: Thành phần nước thải thuộc da của công ty Đặng Tư Ký (sau
xử lý hóa lý)
STT
Thông số
Giá trị
Đơn vị
1
pH
7-8
2
COD
2000 - 2500
mg/L
3
NFU-N
600 -1200
mg/L
4
TN
700 - 1400
mg/L
5
TP
2-3
mg/L
6
TSS
800 - 1000
mg/L
• Hiện trạng xử lý nước thải thuộc da:
Công ty sử dụng công nghệ aerotank truyền thống. Nước thải thuộc da được phân thành hai
dòng xử lý sơ bộ trước khi gom chung để xử lý:
a. Đối vói dòng nước thải chứa Crom (1):
+ Nước thải theo hệ thống thoát nước riêng đi qua song chắn rác và lưới chắn rác
đến bể tiếp nhận. Song chắn rác và lưới chắn ráccó tác dụng loại bỏ cặn bẩn, các tạp chất
thô và mịn.
+ Nước thải tiếp tục được bơm đến bể trộn có châm định lượng FeSO4 và nâng pH
tạo môi trường kiềm nhằm tạo ra phản ứng khử Cr6+ thành Cr3+.
+ Nước thải được cho qua bể lắng để loại bỏ kết tủa Cr3+ dưới dạng Cr(OH)3. Sau
đó, nước thải được đưa đến bể điều hòa để tiếp tục công đoạn xử lý chung.
b. Đối vói dòng nước thải ngâm vôi và các dòng thải khác (2):
+ Nước thải ngâm vôi có hàm lượng Suníĩt không cao nên được gom chung với các
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
Trang 9
dòng thải từ công đoạn khác để xử lý.
+ Nước thải được cho qua song chắn rác và lưới chắn rác đế bể tiếp nhận. SCR và
lưới chắn rác dùng để loại bỏ cặn bẩn, thịt mỡ, các tạp chất mịn.
+ Nước thải tiếp tục được bơm lên bể điều hòa để thực hiện công đoạn xử lý chung.
c. Giai đoạn xử lý chung hai dòng nước thải (1) và (2):
- Tại bể điều hòa nước thải được sục khí nhằm oxy hóa Suníĩt thành Sunfat, làm ổn định
nước thải về lưu lượng và nồng độ.
- Tiếp theo nước thải được cho qua bể trộn có châm định lượng phèn và điều chỉnh về pH
thích hợp cho quá trình keo tụ tạo bông.
- Nước thải tiếp tục chảy qua bể keo tụ tạo bông kết hợp với bể lắng 1 để tạo phản ứng keo
tụ loại bỏ độ màu, kết tủa cặn lơ lửng và các hợp chất lắng được.
- Nước thải được cho qua bể lọc sinh học hiếu khí nhằm tiếp tục xử lý BODs, COD, mùi
hôi trong nước thải, ...
- Sau khi xử lý ở bể sinh học hiếu khí nước thải tiếp tục chảy sang bể lắng đợt 2 để loại bỏ
bùn hoạt tính.
- Sau cùng nước thải được cho qua bể khử trùng được châm định lượng Clo để diệt khuẩn
nước xử lý. Sau khi ra khỏi bể khử trùng nước thải đạt tiêu chuẩn 40:2011 loại A, B rồi thải
ra nguồn tiếp nhận.
- Lượng bùn hoạt tính từ bể lắng đợt 2 được tuần hoàn về bể sinh học hiếu khí để duy trì
mật độ của vi sinh vật. Bùn dư được dẫn về bể nén bùn.
2.1.4. Các thông số chính của nước thải thuộc da
a. pH
pH là thông số quan họng đối với nước thải thuộc da. Nó có ảnh hưởng đến hiệu quả
của quá trình xử lý sinh học. Diễn biến sự thay đổi pH trong nước thải thuộc da chịu sự ảnh
hưởng của các yếu tố như: hoạt động của nhóm vi sinh vật kị khí và hiếu khí (làm giảm
pH); quá trình quang tổng hợp của tảo; thực vật thủy sinh (làm tăng pH); quá trình pha
Trương Trọng Danh
GVHD: Nguyễn Tấn Phong
