Tài liệu đánh giá khả năng xử lý amoni trong nước thải sinh hoạt bằng than hoạt tính biến tính

TRƯ NG I H C TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯ NG HÀ N I KHOA MÔI TRƯ NG NGUY N TH THANH ÁN T T NGHI P ÁNH GIÁ KH NĂNG X LÝ AMONI TRONG NƯ C TH I SINH HO T B NG THAN HO T TÍNH BI N TÍNH HÀ N I, 2016 TRƯ NG I H C TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯ NG HÀ N I KHOA MÔI TRƯ NG NGUY N TH THANH ÁN T T NGHI P ÁNH GIÁ KH NĂNG X LÝ AMONI TRONG NƯ C TH I SINH HO T B NG THAN HO T TÍNH BI N TÍNH Chuyên ngành : K thu t ki m soát ô nhi m Môi trư ng Mã ngành : D510406 NGƯ I HƯ NG D N: Th.S Ph m Th H i Th nh Th.S Lê Thu Th y HÀ N I, 2016 L I C M ƠN V i lòng bi t ơn sâu s c, tôi xin g i l i c m ơn chân thành t i ThS. Lê Thu Th y – công tác t i trư ng i h c Tài nguyên và Môi trư ng Hà N i cùng ThS. Ph m Th H i Th nh công tác t i phòng Công ngh x lý nư c – Vi n Công ngh Môi trư ng – Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi t Nam ã nhi t tình giúp gian làm , t o i u ki n thu n l i cho tôi trong su t th i án t i cơ quan và cho tôi nh ng ki n th c quý báu trong quá trình nghiên c u tôi có th hoàn thi n bài án này. Sau cùng tôi xin ư c g i l i c m ơn t i gia ình và b n bè, nh ng ngư i thân yêu ã luôn hi n tôi trong quá trình h c t p và th c án. hoàn thành giúp ng viên, giúp án này ngoài s tìm tòi nghiên c u c a b n thân, s c a nh ng ngư i xung quanh c bi t là nh ng ngư i th y, nghi p ã óng góp m t ph n không nh trong nghiên c u này. Tôi xin chân thành c m ơn! Hà N i, tháng 03 năm 2016 Sinh viên Nguy n Th Thanh ng M CL C L I C M ƠN DANH M C T VI T T T ....................................................................... 1 DANH M C B NG ..................................................................................... 2 DANH M C HÌNH ...................................................................................... 3 M U ....................................................................................................... 6 CHƯƠNG 1. T NG QUAN ........................................................................ 6 1.1. T ng quan v nư c th i sinh ho t ............................................................ 7 1.1.1. Hi n tr ng ô nhi m nư c th i sinh ho t ................................................ 7 1.1.2. Thành ph n, c trưng và hi n tr ng x lý nư c th i sinh ho t ............. 8 1.2. T ng quan v quá trình h p ph và than ho t tính ................................. 11 1.2.1. Khái ni m h p ph .............................................................................. 11 1.2.2. Ch t h p ph ...................................................................................... 11 1.2.3. Than ho t tính và ng d ng c a nó trong cu c s ng ........................... 12 1.2.4. M t s phương pháp x lý amoni trong nư c th i sinh ho t ............... 16 CHƯƠNG 2. TH C NGHI M ................................................................. 20 2.1. i tư ng nghiên c u ............................................................................ 20 2.2. M c tiêu nghiên c u .............................................................................. 20 2.3. D ng c thi t b , hóa ch t c n thi t cho nghiên c u ............................... 20 2.4. Phương pháp nghiên c u ....................................................................... 21 2.4.1. Chu n b v t li u................................................................................. 21 2.4.2. Phương pháp xác nh amoni theo phương pháp tr c ph thao tác b ng tay (TCVN 6179 -1: 1996 - ISO 7150-1: 1984 (E)). ..................................... 21 2.4.3. Xây d ng ư ng chu n xác nh amoni trong phòng thí nghi m ........ 23 2.4.4. Phương pháp tính toán t i tr ng h p ph và t i tr ng h p ph c c i c a than ho t tính và than ho t tính bi n tính ............................................... 24 2.4.5. i u ki n kh o sát kh năng x lý amoni trên mô hình tĩnh ............... 27 2.4.6. i u ki n kh o sát kh năng x lý amoni trên mô hình 1 ng .............. 27 CHƯƠNG 3. K T QU NGHIÊN C U .................................................. 28 3.1. Kh o sát th i gian h p ph c c i x lý amoni b ng than ho t tính bi n tính b ng phương pháp h p ph tĩnh............................................................. 29 3.2. Kh o sát t i tr ng h p ph amoni c a than ho t tính bi n tính t axit HNO3 8M và bazo NaOH 0,5M b ng mô hình h p ph tĩnh ......................... 31 3.3. So sánh kh năng h p ph amoni c a than ho t tính v t li u AC0 và than ho t tính bi n tính v t li u AC1 .................................................................... 34 3.4. Kh o sát kh năng x lý amoni c a than ho t tính bi n tính b ng mô hình ng v i n ng dòng vào và t c dòng vào khác nhau ........................... 35 3.5. Kh o sát kh năng x lý amoni c a than ho t tính bi n tính v i nư c th i sinh ho t c ng th i trư c khi x ra sông Tô L ch – Hà N i ........................ 42 K T LU N ................................................................................................. 46 KI N NGH ................................................................................................ 44 TÀI LI U THAM KH O........................................................................ 475 2 DANH M C T DO VI T T T : Là lư ng oxy hoà tan trong nư c c n thi t cho s hô h p c a các sinh v t nư c BOD : Là lư ng oxy c n thi t vi sinh v t oxy hoá các ch t h u cơ COD : Là lư ng oxy c n thi t oxy hoá các h p ch t hoá h c trong nư c TSS : T ng ch t r n lơ l ng QCVN : Quy chu n Vi t Nam BTNMT : B Tài nguyên Môi trư ng 3 DANH M C B NG B ng 1.1. Các thông s ô nhi m chính c a nư c th i sinh ho t ...................... 9 B ng 1.2. M t s ch t h p ph i n hình...................................................... 11 B ng 2.1. D ng c thi t b c n thi t cho nghiên c u ..................................... 20 B ng 2.2. B ng k t qu d ng ư ng chu n xác nh n ng N-NH4+ ......... 23 B ng 3.1. nh hư ng c a th i gian n hi u su t h p ph ........................... 29 B ng 3.2. nh hư ng c a th i gian n hi u su t h p ph ........................... 30 B ng 3.3. T i tr ng h p ph c a v t li u AC0 b ng mô hình tĩnh.................. 32 B ng 3.4. T i tr ng h p ph c a v t li u AC1 b ng mô hình tĩnh.................. 33 B ng 3.5. K t qu phân tích amoni b ng mô hình và t c ng v i n ng dòng là 2 ml/phút (0,12 l/gi )........................................................ 36 B ng 3.6. K t qu phân tích amoni b ng mô hình và t c ng v i n ng ng v i n ng 30 mgN/l dòng là 2 ml/phút (0,12 l/gi )........................................................ 37 B ng 3.8. So sánh hi u xu t x lý amoni các n ng B ng 3.9. K t qu phân tích amoni b ng mô hình và t c 20 mgN/l dòng là 2 ml/phút (0,12 l/gi )........................................................ 36 B ng 3.7. K t qu phân tích amoni b ng mô hình và t c 10 mgN/l khác nhau .............. 38 ng v i n ng 20 mgN/l dòng là 3 ml/phút (0,18 l/gi )........................................................ 40 B ng 3.10. So sánh hi u xu t x lý amoni B ng 3.11. K t qu phân tích amoni t c dòng khác nhau............. 41 t 1 b ng mô hình ng t c dòng là 2 ml/phút (0,12 l/gi ) ................................................................................... 43 B ng 3.12. K t qu phân tích amoni t 2 b ng mô hình ng t c dòng là 2 ml/phút (0,12 l/gi ) ................................................................................... 41 4 DANH M C HÌNH Hình 2.1. ư ng chu n xác Hình 2.2. ư ng h p ph xác N-NH4+ ....................................... 24 nh n ng ng nhi t Langmuir............................................ 25 Hình 2.3. th nh các h ng s trong Langmuir ............................ 26 Hình 3.1. th bi u di n th i gian h p ph c c i amoni c a v t li u than ho t tính AC0................................................................................................ 30 Hình 3.2. th bi u di n th i gian h p ph c c i amoni c a v t li u than ho t tính AC1................................................................................................ 31 Hình 3.3. th phương trình Langmuir c a v t li u than ho t tính AC0 ..... 32 Hình 3.4. th phương trình Langmuir c a v t li u than ho t tính bi n tính AC1 b ng axit HNO3 8M và bazo NaOH 0,5M ............................................. 34 Hình 3.5. th bi u di n n ng c t v i n ng khác nhau ............................................................................ 38 Hình 3.6. Bi u Hình 3.7. so sánh hi u xu t x lý amoni khác nhau .. 39 cân b ng ng v i th tích dung d ch qua 20 mgN/l v i t c dòng 3 ml/phút ................................... 40 Hình 3.8. Bi u so sánh hi u xu t x lý amoni th bi u di n n ng c t v i 2 ml/phút Hình 3.10. các n ng th bi u di n n ng c t v i n ng Hình 3.9. cân b ng ng v i th tích dung d ch qua dòng khác nhau .. 41 cân b ng ng v i th tích dung d ch qua t 1 .............................................................................. 40 th bi u di n n ng c t v i 2 ml/phút t c cân b ng ng v i th tích dung d ch qua t 2 .............................................................................. 45 5