Nghiên cứu xử lý nước thải thủy sản bằng phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp với bể USBF

Các ngành công nghiệp như: khai thác dầu khí, khai thác than, dệt may, xuất khẩu gạo, xuất khẩu thủy hải sản,… là những ngành thu về nhiều ngoại tệ nhất cho nước ta trong 6 tháng đầu năm 2010. Cụ thể như: xuất khẩu dầu khí đạt 79.9 triệu USD, xuất khẩu than đạt 1.8 tỉ USD (4 tháng đầu năm 2010), xuất khẩu hàng dệt may đạt 4.65 tỉ USD, xuất khẩu gạo đạt 1.396 tỉ USD, xuất khẩu thủy hải sản đạt 1.8 tỉ USD. Bên cạnh đó, các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thương mại – dịch vụ cũng góp một phần đáng kể cho sự phục hồi của nền kinh tế [7; 8; 9; 10; 11].

Trong các loại nước thải thì nước thải của các nhà máy chế biến thủy hải sản là một trong những loại có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước mặt cao nhất. Bởi vì, loại nước thải này có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao.

NỘI DUNG:

Phiếu đề nghị làm luận văn

Nhận xét của cán bộ hướng dẫn ………………………….. i

Nhận xét của cán bộ phản biện ……………………………. ii

Lời cảm ơn …………………………………………………………. iii

Tóm tắt đề tài ……………………………………………………… iv

Mục lục……………………………………………………………….. vii

Danh sách hình …………………………………………………… xii

Danh sách bảng ………………………………………………….. xvi

Danh sách phụ lục ………………………………………………. xvii

Danh sách từ viết tắt…………………………………………….. xx

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ……………………………………….. 1

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ………………………. 4

2.1 Phương pháp xử lý hoá học…………………………………………….. 4

2.1.1 Giới thiệu về phương pháp keo tụ điện hóa……………………. 4

2.1.1.1 Khái niệm …………………………………………………………. 4

2.1.1.2 Đặc điểm của phương pháp keo tụ điện hoá ………. 5

2.1.1.3 Điện hóa học …………………………………………………….. 5

2.1.1.3.1 Khái niệm về phương pháp điện hoá học ….. 5

2.1.1.3.2 Nguyên lý của quá trình điện hoá học ……….. 6

2.1.1.4 Tuyển nổi điện phân …………………………………………… 7

2.1.1.4.1 Khái niệm ………………………………………………… 7

2.1.1.4.2 Cơ chế của quá trình tuyển nổi điện phân ….. 7

2.1.1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi

bằng phương pháp điện phân ………………………………….. 8

2.1.1.4.4 Các thông số kỹ thuật trong thiết kế và vận hành

bể tuyển nổi điện phân ……………………………………………. 8

2.1.1.5 Keo tụ – tạo bông ……………………………………………….. 9

2.1.1.5.1 Khái niệm ………………………………………………… 9

2.1.1.5.2 Cơ chế của quá trình keo tụ ……………………….. 9

2.1.1.5.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ … 9

2.1.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể keo tụ điện hóa … 10

2.1.2.1 Cấu tạo ………………………………………………………………. 10

2.1.2.2 Nguyên tắc hoạt động ………………………………………… 10

2.1.3 Các quá trình diễn ra trong bể keo tụ điện hoá ……………….. 11

2.1.3.1 Các phản ứng điện phân xảy ra ở các điện cực …….. 11

2.1.3.2 Quá trình keo tụ …………………………………………………. 12

2.1.3.3 Quá trình loại bỏ photpho trong nước thải ……………. 12

2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế và vận hành bể keo tụ điện hóa …13

2.1.5 Ưu điểm của phương pháp keo tụ điện hóa ……………………. 14

2.2 Sơ lược phương pháp xử lý sinh học ……………………………….. 15

2.2.1 Giới thiệu về phương pháp xử lý sinh học ……………………….. 15

2.2.1.1 Khái niệm …………………………………………………………… 15

2.2.1.2 Cơ sở của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học … 15

2.2.1.3 Phân loại ……………………………………………………………. 16

2.2.1.3.1 Phương pháp hiếu khí ……………………………….. 16

2.2.1.3.2 Phương pháp thiếu khí ………………………………. 20

2.2.2 Xử lí sinh học kết hợp với giá bám …………………………………. 22

2.2.2.1 Khái niệm xử lí sinh học kết hợp với giá bám ………… 22

2.2.2.2 Sự hình thành màng sinh học ……………………………….. 22

2.2.2.3 Các loại giá bám thường được sử dụng ………………… 23

2.2.2.4 Ưu, khuyết điểm phương pháp xử lí sinh học kết hợp với giá bám … 25

2.2.3 Sơ lược về quá trình lắng và bể lắng ………………………………… 25

2.2.3.1 Quá trình lắng ……………………………………………………… 25

2.2.3.2 Sơ lược về bể lắng ……………………………………………….. 26

2.2.3.3 Tìm hiểu về quá trình lọc qua tầng cặn lơ lửng (ngăn lắng

trong bể USBF) ……………………………………………………………….. 26

2.2.4 Giới thiệu công nghệ USBF …………………………………………….. 27

2.2.4.1 Sơ lược vê công nghệ USBF …………………………………. 27

2.2.4.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể USBF ……… 27

2.2.4.2.1 Cấu tạo ……………………………………………………… 27

2.2.4.2.2 Nguyên tắc hoạt động ………………………………… 27

2.2.4.3 Các quá trình diễn ra trong hệ thống ………………………. 28

2.2.4.3.1 Quá trình khử Cacbon …………………………………. 28

2.2.4.3.2 Quá trình nitrat hóa(Nitrification) và khử nitrat (Denitrification)…29

2.2.4.3.3 Loại bỏ Photpho bằng phương pháp sinh học … 29

2.2.4.3.4 Quá trình lắng trong ngăn lắng ……………………. 30

2.2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của bể USBF … 30

2.2.4.5 Ưu điểm của USBF ……………………………………………….. 31

2.2.4.6 Các thông số thiết kế và vận hành bể USBF …………… 32

2.2.4.6.1 Tỉ lệ thức ăn trên số lượng vi khuẩn F/M ……… 32

2.2.4.6.2 Nhu cầu dưỡng chất ………………………………….. 33

2.2.4.6.3 Tuổi bùn (thời gian lưu tồn tế bào) ……………… 33

2.2.4.6.4 Hàm lượng vi sinh vật ………………………………… 34

2.2.4.6.5 Thời gian lưu nước ……………………………………… 34

2.2.4.6.6 Nồng độ oxi hòa tan (DO) ……………………………. 34

2.2.4.7 Các nghiên cứu về bể keo tụ điện hóa và bể USBF ….. 35

2.2.4.7.1 Các nghiên cứu về bể keo tụ điện hóa …………. 35

2.2.4.7.2 Các nghiên cứu về bể USBF ………………………… 35

2.2.4.8 Các ứng dụng bể USBF trong và ngoài nước …………… 36

CHƯƠNG 3:

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ………. 37

3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện …………………………………………. 37

3.2. Đối tượng thí nghiệm ………………………………………………………… 37

3.3 Chuẩn bị thí nghiệm …………………………………………………………… 37

3.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm cho bể keo tụ điện hoá …………………….. 37

3.3.2 Chuẩn bị thí nghiệm cho bể USBF ……………………………………. 39

3.4 Phương tiện và cách bố trí thí nghiệm ………………………………… 40

3.4.1 Phương tiện thí nghiệm …………………………………………………… 40

3.4.1.1 Gia công bể keo tụ điện hóa …………………………………. 40

3.4.1.2 Gia công bể USBF ………………………………………………… 40

3.4.2 Cách bố trí thí nghiệm …………………………………………………….. 41

3.4.2.1 Bố trí thí nghiệm cho bể keo tụ điện hoá ………………… 41

3.4.2.2 Bố trí thí nghiệm cho bể USBF ……………………………….. 45

3.4.3 Phương pháp và phương tiện phân tích các chỉ tiêu ………….. 48

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN …………………….. 50

4.1 Kết quả thí nghiệm xác định loại kim loại làm điện cực (thí nghiệm 1) … 51

4.1.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………………. 51

4.1.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ……………………… 51

4.1.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………………… 52

4.1.4 Các nhận xét và giải thích ………………………………………………….. 52

4.2 Kết quả thí nghiệm trên bể keo tụ điện hóa ……………………………. 54

4.2.1 Kết quả thí nghiệm xác định thời gian lưu nước (thí nghiệm 2) … 54

4.2.1.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………. 54

4.2.1.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm …………….. 54

4.2.1.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………… 55

4.2.1.4 Các nhận xét và giải thích …………………………………………. 59

4.2.2 Kết quả thí nghiệm xác định khoảng cách của hai điện cực (thí nghiệm 3) … 61

4.2.2.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………. 61

4.2.2.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm …………….. 61

4.2.2.3 Kết quả thí nghiệm ……………………………………………………. 62

4.2.2.4 Các nhận xét và giải thích ………………………………………….. 65

4.2.3 Kết quả thí nghiệm xác định diện tích bảng điện cực (thí nghiệm 4) … 67

4.2.3.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ……………………………….. 67

4.2.3.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ………………. 67

4.2.3.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………….. 68

4.2.3.4 Các nhận xét giải thích ………………………………………………. 71

4.2.4 Kết quả thí nghiệm xác định giá trị hiệu điện thế và cường độ dòng

điện (thí nghiệm 5) ……………………………………………………………………….. 73

4.2.4.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………… 73

4.2.4.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ……………….. 74

4.2.4.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………….. 74

4.2.4.4 Các nhận xét và giải thích …………………………………………… 78

4.3 Kết quả thí nghiệm trên bể USBF có giá bám và bể USBF không có giá bám …79

4.3.1 Kết quả thí nghiệm với tổng thời gian lưu 10h (thí nghiệm 6) …… 79

4.3.1.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào …………………………………. 79

4.3.1.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ……………….. 80

4.3.1.3 Kết quả thí nghiệm ……………………………………………………… 80

4.3.1.4 Các nhận xét và giải thích ……………………………………………. 84

4.3.2 Kết quả thí nghiệm với tổng thời gian lưu 8h (thí nghiệm 7) ……… 85

4.3.2.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………….. 86

4.3.2.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ………………… 86

4.3.2.3 Kết quả thí nghiệm ……………………………………………………… 87

4.3.2.4 Các nhận xét và giải thích ……………………………………………. 90

4.3.3 Kết quả thí nghiệm với tổng thời gian lưu 7h (thí nghiệm 8) …….. 91

4.3.2.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào …………………………………..92

4.3.2.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm …………………. 92

4.3.2.3 Kết quả thí nghiệm ………………………………………………………. 92

4.3.3.4 Các nhận xét và giải thích ……………………………………………. 96

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………………………….. 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

LINK DOWNLOAD