Luận Văn Nghiên cứu khả năng xử lý amoni trong nước cấp bằng hệ lọc chậm

LỜI MỞ ĐẦU

Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật. Không có nước sự sống trên trái đất không thể tồn tại được. Hàng ngày cơ thể người cần từ 3 đến 10 lít nước cho các hoạt động bình thường. Lượng nước này thông qua con đường thức ăn, nước uống đi vào cơ thể để thực hiện quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đó theo đường bài tiết thải ra ngoài.
Ở nước ta, việc sử dụng nước ngầm làm nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt là rất phổ biến. Các nhà máy nước chủ yếu sử dụng nước ngầm làm nguồn nước thô để xử lý, vì nước ngầm có ưu điểm là độ đục thấp và ít vi sinh vật.
Ngày nay, do quá trình phát triển của đời sống xã hội, sự phát triển của công nghiệp và nông nghiệp, nguồn nước ngầm ngày càng bị ô nhiễm như ô nhiễm sắt, mangan, asen, amoni, hợp chất hữu cơ
Ở Hà Nội, phần lớn các nhà máy nước phía Nam đều bị ô nhiễm amoni nặng. Nhà máy nước Tương Mai có mức ô nhiễm amoni khoảng 5-10 mg/L, nhà máy nước Hạ Đình có mức ô nhiễm khoảng
Vấn đề xử lý amoni được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm vì xử lý amoni rất khó khăn, ngay ở một số nước Châu Âu họ cũng chỉ có kinh nghiệm xử lý dưới 10 mg NH4+/L, và phải tới những năm 1980 vấn đề xử lý amoni mới thực hiện tốt. Vấn đề xử lý amoni là vấn đề cấp thiết hiện nay không chỉ ở Việt Nam mà ngay cả trên thế giới.
Hiện nay phần lớn các nhà máy xử lý nước cấp dùng nước ngầm làm nguồn nước thô ở Việt Nam đều sử dụng dây chuyền công nghệ gồm các bước: làm thoáng, lắng tiếp xúc, lọc và clo hoá. Công nghệ này nói chung chỉ xử lý tốt được sắt, mangan, còn amoni thì không rõ hoặc không thể xử lý.
Nếu chúng ta bổ sung vi sinh cho các bể lọc cát và điều chỉnh ở chế độ lọc chậm, các bể này có thể xử lý được amoni hay không, và nếu xử lý được thì tối đa nó có thể xử lý với nồng độ bao nhiêu?
Với mục tiêu nghiên cứu khả năng xử lý amoni của các công nghệ xử lý nước cấp hiện tại khi tiến hành cải tiến ở bể lọc cát, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng xử lý amoni trong nước cấp bằng hệ lọc chậm” để thực hiện khoá luận này.



MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2
1.1 Nguồn gốc amoni trong nước 2
1.1.1 Nguồn thải từ sinh hoạt 2
1.1.2 Nguồn thải từ nghành công nghiệp 2
1.1.3 Nguồn thải từ nghành nông nghiệp, chăn nuôi 3
1.1.4 Nguồn thải từ nước rác 3
1.2 Các tác động có hại của amoni trong nước 4
1.3 Tình hình nghiên cứu 5
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 5
1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 5
1.4 Các phương pháp xử lý amoni có thể áp dụng cho nước cấp [2]. 6
1.4.1 Phương pháp hóa lý 6
1.4.1.1 Clo hoá tới điểm nhảy 6
1.4.1.2 Phương pháp thổi khí ở pH cao 7
1.4.1.3 Phương pháp trao đổi ion 7
1. 4.2. Phương pháp sinh học 8
1.4.2.1 Phương pháp lọc nhỏ giọt [1] 8
1.4.2.2 Phương pháp lọc sinh học kiểu lớp vật liệu mang vi sinh ngập nước [2] 9
1.4.2.3 Phương pháp lọc chậm 9
1.5 Các quá trình chuyển hoá amoni 13
1.5.1 Quá trình nitrat hoá 13
1.5.2 Quá trình khử nitrat 14
Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
2.1 Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu 16
2.2 Phương pháp thực nghiệm 16
2.2.1 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 16
2.2.2 Cấu tạo và các thông số của hệ lọc chậm 16
2.2.2.1 Cấu tạo hệ lọc chậm 16
2.2.2.2 Các thông số của hệ lọc chậm 17
2.2.3 Quá trình làm thí nghiệm 17
2.3 Nội dung nghiên cứu 18
Chương 3-KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 19
3.1 Kết quả khảo sát sự biến đổi thành phần nitơ theo đầu vào và đầu ra 19
3.1.1 Giai đoạn khởi động hệ 19
3.1.2 Giai đoạn bổ sung 5 mg NH4+-N/L 21
3.1.3 Giai đoạn bổ sung 2,5 mg N-NH4+/L 23
3.1.4 Giai đoạn bổ sung 7,5 mg NH4+-N/L 25
3.2 Kết quả khảo sát theo chiều sâu cột lọc 27
3.3 Hiệu suất loại bỏ nitơ, tải xử lý, tải lượng của hệ 31
KẾT LUẬN 32
KIẾN NGHỊ 33


DANH MỤC BẢNG, HÌNH


BẢNG
Bảng 1. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào và đầu ra giai đoạn khởi động 19
Bảng 2. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào và đầu ra giai đoạn bổ sung 21
Bảng 3. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào, đầu ra giai đoạn bổ sung 2,5 mg NH4+-N/L. 23
Bảng 4. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào và đầu ra giai đoạn bổ sung 7,5 mgNH4+-N/L. 25
Bảng 5. Bảng tính các thông số làm cơ sở cho thiết kế một hệ lọc chậm 31
HÌNH
Hình 1. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào, đầu ra giai đoạn khởi động 20
Hình 2. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào và đầu ra giai đoạn bổ sung 5 mg NH4+-N/L. 22
Hình 3. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào và đầu ra giai đoạn bổ sung 2,5 mg NH4+-N/L 24
Hình 4. Diễn biến thành phần nitơ ở đầu vào và đầu ra giai đoạn bổ sung 7,5 mg NH4+-N/L 26
Hình 5. Biến thiên thành phần nitơ theo chiều sâu vật liệu lọc ngày 8/5. 27
Hình 6. Biến thiên thành phần nitơ và chiều sâu vật liệu lọc ngày 9/5 28
Hình 7. Biến thiên thành phần nitơ và chiều sâu vật liệu lọc ngày 12/5 28
Hình 8. Biến thiên thành phần nitơ theo chiều sâu vật liệu lọc ngày 21/4 29
Hình 9. Biến thiên thành phần nitơ theo chiều sâu vật liệu lọc ngày 22/4. 30
Hình 10. Biến thiên thành phần nitơ theo chiều sâu vật liệu lọc ngày 24/4. 30