Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
Trang
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH ẢNH vi
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 2
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2
1.2.2. Nội dung nghiên cứu 2
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài 2
CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI 3
2.1. Các dạng tồn tại của Nitơ trong môi trường nước 3
2.2. Nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước 4
2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt 4
2.2.2. Nguồn nước thải công nghiệp 5
2.2.3. Nguồn thải từ nông nghiệp và chăn nuôi 6
2.2.4. Nước rác 8
2.3. Ảnh hưởng của các hợp chất chứa Nitơ đến môi trường 8
2.3.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng 8
2.3.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường 9
2.3.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước 10
CHƯƠNG 3: BẢN CHẤT CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 11
3.1. Sơ lược về chu trình của Nitơ trong môi trường nước tự nhiên 11
3.2. Các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng
dụng để xử lý nước và nước thải 14
3.2.1. Quá trình amon hóa 14
3.2.1.1 Amon hóa urê 14
3.2.1.2 Amon hóa protein 14
3.2.2. Quá trình nitrate hóa 15
3.2.2.1. Giai đoạn nitrite hóa 16
3.2.2.2. Giai đoạn nitrate hóa 16
3.2.3. Quá trình phản nitrate 16
3.2.4. Quá trình oxy hóa kỵ khí amoni (Anammox) 18
3.2.4.1. Hóa sinh học của Anammox 18
3.2.4.2. Vi sinh học của Anammox 19
3.2.5. Quá trình đồng hóa Nitơ ở thực vật nước 19
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 23
4.1. Một số ứng dụng của quá trình nitrat hóa để xử lý Nitơ trong nước và
nước thải 23
4.1.1. Bể Aerotank kết hợp Nitrat hóa 24
4.1.2. Bể lọc sinh học kết hợp Nitrate hóa 25
4.1.3. Đĩa quay sinh học kết hợp Nitrat hóa 26
4.2. Một số ứng dụng của quá trình khử nitrate để xử lý Nitơ trong nước và nước
thải 27
4.2.1. Bể anoxic 27
4.2.2. Bể lọc sinh học 29
4.3. Tổ hợp các quá trình nitrate hóa và khử nitrate để loại bỏ Nitơ trong nước
và nước thải 29
4.3.1. Hệ xử lý khử nitrate đặt trước 31
4.3.2. Hệ xử lý nitrate đặt sau 31
4.3.3. Hệ tổ hợp Bardenpho 32
4.4. Các ứng dụng của quá trình Anammox 32
4.4.1. Nguyên lý chung 32
4.4.2. SHARON và quá trình kết hợp SHARON-Anammox 32
4.4.3. CANON 33
4.4.4. OLAND 33
4.4.5. SNAP 34
4.5. Ứng dụng thực vật bậc thấp hấp thu hợp chất nito trong nước thải 34
4.5.1. Xử lý nước thải bằng tảo 34
4.5.2. Bèo tây 37
4.5.3. Hệ xử lý trồng thảm lau sậy 49
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 42
5.1. Kết luận 42
5.2. kiến nghị 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam trong thời gian gần đây diễn ra rất nhanh chóng cùng với sự phát triển của công nghiệp. Tỉ lệ dân số vì thế cũng tăng theo cùng với tốc độ đô thị hóa, kết quả là nước thải từ các thành phố, khu dân cư tập trung, khu công nghiệp cũng không ngừng gia tăng với khối lượng lớn. Đối với nhiều loại nước thải có hàm lượng các chất dinh dưỡng như Nitơ, phospho cao, việc xử lý để loại ra các thành phần này trước khi xả ra môi trường là một yêu cầu quan trọng, nhằm hạn chế sự ô nhiễm nước ngầm, nước mặt.
Cùng với nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp cũng chứa nhiều loại hợp chất phức tạp (vô cơ, hữu cơ). Một trong các dạng hợp chất gây nên sự ô nhiễm nước phải kể đến là các hợp chất chứa Nitơ. Nếu hàm lượng Nitơ có trong nước xả ra sông, hồ cao quá mức sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa kích thích sự bùng nổ nhanh chóng của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước và cạn kiện oxy hòa tan, đe dọa hệ sinh thái nước. Bởi vậy, Nitơ là yếu tố cần được loại bỏ.
Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý Nitơ gồm phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý và phương pháp sinh học. Trong các phương pháp trên, việc áp dụng các quá trình sinh học để xử lý nước thải có chứa hợp chất Nitơ là vấn đề cần được chú ý và đẩy mạnh hơn nữa. Đây là phương pháp dùng vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy nhằm tạo ra các sản phẩm có lợi như carbonic, nước và các chất vô cơ khác, do vậy là phương pháp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
Trong thực tế các phương pháp sinh học để loại bỏ Nitơ đã và đang áp dụng tại một số hệ thống xử lý nước thải, nhưng các tài liệu có liên quan còn rời rạc, tản mạn, chưa được nghiên cứu nhiều, tài liệu còn rời rạc chưa sắp xếp lại thành hệ thống có tính logic chặt chẽ. Đó cũng là lý do để đề tài “tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải” ra đời.
1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng bổ sung, tìm hiểu, sắp xếp, lựa chọn tài liệu làm cơ sở lý thuyết cho phương pháp loại Nitơ bằng quá trình sinh học.
1.2.2. Nội dung nghiên cứu
• Nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và ảnh hưởng đến môi trường.
• Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải.
• Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước và nước thải.
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu
Do đề tài chỉ hình thành trên cở sở lý thuyết mà không tiến hành thí nghiệm hay tiến hành làm thực nghiệm nên phương pháp nghiên cứu ở đây chủ yếu là phương phương pháp hồi cứu:
Trong quá trình thực hiện đề tài, tiến hành thu thập, sưu tầm các thông tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các tạp chí, sách báo, giáo trình, internet,…từ đó các kiến thức sẽ được lựa chọn và tổng hợp lại làm cơ sở cho quá trình thực hiện đề tài.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
Khóa luận được thực hiện trên cơ sở lý thuyết tìm hiểu các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải, tổng hợp lại các tài liệu quan có từ trong sách, báo, giáo trình, với mong muốn bổ sung và hoàn chỉnh hơn các vấn đề có liên hoan đến phương pháp loại bỏ Nitơ bằng quá trình sinh học..
CHƯƠNG 2
NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA NITƠ TRONG NƯỚC
VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG
2.1. Các dạng tồn tại của các hợp chất chứa Nitơ trong nước
Nguyên tố Nitơ là thành phần luôn có mặt trong cơ thể động, thực vật sống và trong thành phần các hợp chất tham gia quá trình sinh hóa. Đồng thời nó cũng tồn tại ở nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ trong các sản phẩm công nghiệp và tự nhiên.
Nguyên tố Nitơ có thể tồn tại ở bảy trạng thái hóa trị, từ dạng khử (N-3) là amoniac đến dạng oxy hóa (N+5) là nitrat. Bảng 2.1. ghi các trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ và hợp chất hóa học thay mặt cho trạng thái hóa trị đó.
Hợp chất Công thức hóa học Hớa trị
Amoni/amoniac NH4+/NH3 -3
Khí nitơ N2 0
Dinitơ oxit N2O +1
Nitơ oxit NO +2
Nitrite NO2--N +3
Nitơ dioxit NO2 +4
Nitrate NO3--N +5
Bảng 2.1 Trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ trong hợp chất hóa học
Trong môi trương nước tự nhiên không bị ô nhiễm, các hợp chất amoniac, hợp chất hữu cơ chứa Nitơ, dạng khí, nitrat và nitrit có nồng độ không đáng kể. Tuy vậy chúng là nguồn Nitơ cho phần lớn sinh vật đất và nước. Vi sinh vật sử dụng nguồn Nitơ kể trên vào tổng hợp axit amin, protein, tế bào và chuyển hóa năng lượng. Trong các quá trình đó, hợp chất Nitơ thay đổi hóa trị và chuyển hóa thành các hợp chất hóa học khác.
Nguồn phát thải hợp chất Nitơ vào môi trường rất phong phú: từ các chất thải rắn, khí thải, nước thải nhưng quan trọng nhất là từ phân và chất bài tiết trong nước thải sinh hoạt.
2.2. nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước thải
2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt
Thành phần Nitơ trong thức ăn của người và động vật nói chung chỉ được cơ thể hấp thu một phần, phần còn lại được thải ra dưới dạng rắn (phân) và các chất bài tiết khác (nước tiểu, mồ hôi).
Nguồn nước thải từ sinh hoạt gồm: nước vệ sinh, tắm, giặt, nước rửa rau, thịt, cá, nước từ bể phốt, từ khách sạn, nhà hàng, các dịch vụ công cộng như thương mại, bến tàu xe, bệnh viện, trường học, khu du lịch, vui chơi, giải trí. Chúng thường được thu gom vào các kênh dẫn thải. Hợp chất Nitơ trong nước thải bao gồm amoniac, protein, peptit, axit min cũng như các thành phần khác trong chất thải rắn và lỏng. Mỗi người hằng ngày tiêu thụ 5 – 16g Nitơ dưới dạng protein và thải ra khoảng 30% trong số đó. Hàm lượng Nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân 8 lần. Các hợp chất chứa Nitơ, đặc biệt là protein, và urea trong nước tiểu bị thủy phân rất nhanh tạo thành amoni/amoniac. Trong các bể phốt xảy ra các quá trình phân hủy yếm khí các chất thải, làm giảm lượng carbon hữu cơ nhưng không làm giảm hợp chất Nitơ đáng kể. Chỉ một phần nhỏ tham gia vào cấu trúc tế bào vi sinh vật. Hàm lượng hợp chất Nitơ trong nước thải từ các bể phốt cao hơn so với các nguồn thải chưa qua phân hủy yếm khí.
Trong nước thải sinh hoạt, nitrate và nitrite có hàm lượng rất thấp do nồng độ oxy hòa tan và mật độ vi sinh tự dưỡng thấp. Thành phần amoni chiếm 60 – 80% hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt.
Nồng độ hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt biến động theo lưu lượng nguồn thải: mức độ sử dụng nước của cư dân, mức độ tập trung các dịch vụ công công, thời tiết, khí hậu trong vùng, tập quán ăn uống sinh hoạt…
Bảng 2.3 Sau đây thể hiện các đặc trưng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt bao gồm cả ô nhiễm bởi các hợp chất chứa Nitơ.
Bảng 4.3. Cơ chế xử lý các thành phần ô nhiễm trong nước thải của
hệ thực vật lau, sậy
Thành phần tạp chất Cơ chế xử lý
Cặn không tan Lắng, lọc, hấp phụ
BOD Lắng, lọc, phân hủy tạo ra sản phẩm CO2, H2O, NH3 do các vi sinh vật bám trên cây, rễ và lớp đệm.
Hợp chất Nitơ Chủ yếu do Nitrate hóa – khử Nitrate
Kim loại nặng Kết tủa do thay đổi pH, lắng và hấp phụ trên màng vi sinh bám trên cây và rễ.
Vi khuẩn gây bệnh Lắng, lọc, chết, tiêu diệt lẫn nhau. Chât kháng sinh tiết ra từ rễ và thân cây chết.
(Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007)
Do vậy, việc áp dụng phương pháp xử lý nước thải bằng lau sậy sẽ rất hiệu quả. Cánh đồng lau sậy có thể được làm như sau: lợi dụng các vùng đất bỏ hoang chia làm nhiều ô, diện tích mỗi ô khoảng 0,4ha và có cấu tạo gồm: trên cùng là lau sậy được trồng với mật độ 20 cây/m2 trên lớp đất và phân. Lớp tiếp theo là cát 0,1 mét, rồi đến lớp sỏi cỡ lớn dày 0,55 mét và sỏi nhỏ 0,25 mét. Ở độ sâu 0,7 mét, cứ cách 10 mét đặt các ống thoát nước đường kính 100 mm.
Tải trọng lọc trên cánh đồng lau sậy đạt 750 m3/ha/ngày. Quy trình hoạt động: nước thải tập trung từ bồn chứa được bơm vào bãi thấm qua “bộ lọc” là tấm thảm rễ lau sậy, sau đó tiếp tục thấm qua các lớp vật liệu lọc, rồi chảy xuống các ống thoát nằm phía dưới và thải ra tự nhiên. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B. Độ pH và các chỉ số sinh hoá ổn định cho phép vi sinh vật hoạt động bình thường, riêng chất rắn lơ lửng đạt loại A (50mg/l).
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
5.1. Kết luận
Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học là phương pháp xử lý rất hiệu quả cùng với các phương pháp hóa học và hóa lý. Trong 7 tuần thực hiện khóa luận, các vấn đề đã được tìm hiểu và trình bày trong khóa luận bao gồm:
Tìm hiểu nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường.
Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải.
Một số ứng dụng điển hình của các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước và nước thải.
Việc hiểu biết rõ các đặc điểm trên sẽ giúp cho quá trình thiết kế cũng như vận hành các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học được dễ dàng và hiệu quả hơn.
5.2. Đề xuất
Hiện nay, hầu như các tài liệu về phương pháp sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải còn và nằm tản mạng trong một số giáo trình, sách,…khác nhau nên đó là hạn chế đó là vấn đề khó khăn hiện nay.
Do đó, cần tập hợp lại các vấn đề chung khi xử lý Nitơ bằng các phương pháp hóa lý, hóa học và sinh học, đồng thời có thể tập hợp các vấn đề có liên quan đến xử lý phospho trong nước thải bằng phương pháp sinh học.
Khi đó, những tài liệu còn thiếu về quá trình sẽ được bổ sung đầy đủ hơn, cho ta cái nhìn rõ nét hơn về phương pháp xử lý Nitơ và phospho trong nước thải.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
Trang
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH ẢNH vi
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 2
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2
1.2.2. Nội dung nghiên cứu 2
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài 2
CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI 3
2.1. Các dạng tồn tại của Nitơ trong môi trường nước 3
2.2. Nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước 4
2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt 4
2.2.2. Nguồn nước thải công nghiệp 5
2.2.3. Nguồn thải từ nông nghiệp và chăn nuôi 6
2.2.4. Nước rác 8
2.3. Ảnh hưởng của các hợp chất chứa Nitơ đến môi trường 8
2.3.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng 8
2.3.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường 9
2.3.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước 10
CHƯƠNG 3: BẢN CHẤT CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 11
3.1. Sơ lược về chu trình của Nitơ trong môi trường nước tự nhiên 11
3.2. Các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng
dụng để xử lý nước và nước thải 14
3.2.1. Quá trình amon hóa 14
3.2.1.1 Amon hóa urê 14
3.2.1.2 Amon hóa protein 14
3.2.2. Quá trình nitrate hóa 15
3.2.2.1. Giai đoạn nitrite hóa 16
3.2.2.2. Giai đoạn nitrate hóa 16
3.2.3. Quá trình phản nitrate 16
3.2.4. Quá trình oxy hóa kỵ khí amoni (Anammox) 18
3.2.4.1. Hóa sinh học của Anammox 18
3.2.4.2. Vi sinh học của Anammox 19
3.2.5. Quá trình đồng hóa Nitơ ở thực vật nước 19
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 23
4.1. Một số ứng dụng của quá trình nitrat hóa để xử lý Nitơ trong nước và
nước thải 23
4.1.1. Bể Aerotank kết hợp Nitrat hóa 24
4.1.2. Bể lọc sinh học kết hợp Nitrate hóa 25
4.1.3. Đĩa quay sinh học kết hợp Nitrat hóa 26
4.2. Một số ứng dụng của quá trình khử nitrate để xử lý Nitơ trong nước và nước
thải 27
4.2.1. Bể anoxic 27
4.2.2. Bể lọc sinh học 29
4.3. Tổ hợp các quá trình nitrate hóa và khử nitrate để loại bỏ Nitơ trong nước
và nước thải 29
4.3.1. Hệ xử lý khử nitrate đặt trước 31
4.3.2. Hệ xử lý nitrate đặt sau 31
4.3.3. Hệ tổ hợp Bardenpho 32
4.4. Các ứng dụng của quá trình Anammox 32
4.4.1. Nguyên lý chung 32
4.4.2. SHARON và quá trình kết hợp SHARON-Anammox 32
4.4.3. CANON 33
4.4.4. OLAND 33
4.4.5. SNAP 34
4.5. Ứng dụng thực vật bậc thấp hấp thu hợp chất nito trong nước thải 34
4.5.1. Xử lý nước thải bằng tảo 34
4.5.2. Bèo tây 37
4.5.3. Hệ xử lý trồng thảm lau sậy 49
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 42
5.1. Kết luận 42
5.2. kiến nghị 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam trong thời gian gần đây diễn ra rất nhanh chóng cùng với sự phát triển của công nghiệp. Tỉ lệ dân số vì thế cũng tăng theo cùng với tốc độ đô thị hóa, kết quả là nước thải từ các thành phố, khu dân cư tập trung, khu công nghiệp cũng không ngừng gia tăng với khối lượng lớn. Đối với nhiều loại nước thải có hàm lượng các chất dinh dưỡng như Nitơ, phospho cao, việc xử lý để loại ra các thành phần này trước khi xả ra môi trường là một yêu cầu quan trọng, nhằm hạn chế sự ô nhiễm nước ngầm, nước mặt.
Cùng với nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp cũng chứa nhiều loại hợp chất phức tạp (vô cơ, hữu cơ). Một trong các dạng hợp chất gây nên sự ô nhiễm nước phải kể đến là các hợp chất chứa Nitơ. Nếu hàm lượng Nitơ có trong nước xả ra sông, hồ cao quá mức sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa kích thích sự bùng nổ nhanh chóng của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước và cạn kiện oxy hòa tan, đe dọa hệ sinh thái nước. Bởi vậy, Nitơ là yếu tố cần được loại bỏ.
Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý Nitơ gồm phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý và phương pháp sinh học. Trong các phương pháp trên, việc áp dụng các quá trình sinh học để xử lý nước thải có chứa hợp chất Nitơ là vấn đề cần được chú ý và đẩy mạnh hơn nữa. Đây là phương pháp dùng vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy nhằm tạo ra các sản phẩm có lợi như carbonic, nước và các chất vô cơ khác, do vậy là phương pháp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
Trong thực tế các phương pháp sinh học để loại bỏ Nitơ đã và đang áp dụng tại một số hệ thống xử lý nước thải, nhưng các tài liệu có liên quan còn rời rạc, tản mạn, chưa được nghiên cứu nhiều, tài liệu còn rời rạc chưa sắp xếp lại thành hệ thống có tính logic chặt chẽ. Đó cũng là lý do để đề tài “tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải” ra đời.
1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng bổ sung, tìm hiểu, sắp xếp, lựa chọn tài liệu làm cơ sở lý thuyết cho phương pháp loại Nitơ bằng quá trình sinh học.
1.2.2. Nội dung nghiên cứu
• Nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và ảnh hưởng đến môi trường.
• Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải.
• Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước và nước thải.
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu
Do đề tài chỉ hình thành trên cở sở lý thuyết mà không tiến hành thí nghiệm hay tiến hành làm thực nghiệm nên phương pháp nghiên cứu ở đây chủ yếu là phương phương pháp hồi cứu:
Trong quá trình thực hiện đề tài, tiến hành thu thập, sưu tầm các thông tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các tạp chí, sách báo, giáo trình, internet,…từ đó các kiến thức sẽ được lựa chọn và tổng hợp lại làm cơ sở cho quá trình thực hiện đề tài.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
Khóa luận được thực hiện trên cơ sở lý thuyết tìm hiểu các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải, tổng hợp lại các tài liệu quan có từ trong sách, báo, giáo trình, với mong muốn bổ sung và hoàn chỉnh hơn các vấn đề có liên hoan đến phương pháp loại bỏ Nitơ bằng quá trình sinh học..
CHƯƠNG 2
NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA NITƠ TRONG NƯỚC
VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG
2.1. Các dạng tồn tại của các hợp chất chứa Nitơ trong nước
Nguyên tố Nitơ là thành phần luôn có mặt trong cơ thể động, thực vật sống và trong thành phần các hợp chất tham gia quá trình sinh hóa. Đồng thời nó cũng tồn tại ở nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ trong các sản phẩm công nghiệp và tự nhiên.
Nguyên tố Nitơ có thể tồn tại ở bảy trạng thái hóa trị, từ dạng khử (N-3) là amoniac đến dạng oxy hóa (N+5) là nitrat. Bảng 2.1. ghi các trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ và hợp chất hóa học thay mặt cho trạng thái hóa trị đó.
Hợp chất Công thức hóa học Hớa trị
Amoni/amoniac NH4+/NH3 -3
Khí nitơ N2 0
Dinitơ oxit N2O +1
Nitơ oxit NO +2
Nitrite NO2--N +3
Nitơ dioxit NO2 +4
Nitrate NO3--N +5
Bảng 2.1 Trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ trong hợp chất hóa học
Trong môi trương nước tự nhiên không bị ô nhiễm, các hợp chất amoniac, hợp chất hữu cơ chứa Nitơ, dạng khí, nitrat và nitrit có nồng độ không đáng kể. Tuy vậy chúng là nguồn Nitơ cho phần lớn sinh vật đất và nước. Vi sinh vật sử dụng nguồn Nitơ kể trên vào tổng hợp axit amin, protein, tế bào và chuyển hóa năng lượng. Trong các quá trình đó, hợp chất Nitơ thay đổi hóa trị và chuyển hóa thành các hợp chất hóa học khác.
Nguồn phát thải hợp chất Nitơ vào môi trường rất phong phú: từ các chất thải rắn, khí thải, nước thải nhưng quan trọng nhất là từ phân và chất bài tiết trong nước thải sinh hoạt.
2.2. nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước thải
2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt
Thành phần Nitơ trong thức ăn của người và động vật nói chung chỉ được cơ thể hấp thu một phần, phần còn lại được thải ra dưới dạng rắn (phân) và các chất bài tiết khác (nước tiểu, mồ hôi).
Nguồn nước thải từ sinh hoạt gồm: nước vệ sinh, tắm, giặt, nước rửa rau, thịt, cá, nước từ bể phốt, từ khách sạn, nhà hàng, các dịch vụ công cộng như thương mại, bến tàu xe, bệnh viện, trường học, khu du lịch, vui chơi, giải trí. Chúng thường được thu gom vào các kênh dẫn thải. Hợp chất Nitơ trong nước thải bao gồm amoniac, protein, peptit, axit min cũng như các thành phần khác trong chất thải rắn và lỏng. Mỗi người hằng ngày tiêu thụ 5 – 16g Nitơ dưới dạng protein và thải ra khoảng 30% trong số đó. Hàm lượng Nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân 8 lần. Các hợp chất chứa Nitơ, đặc biệt là protein, và urea trong nước tiểu bị thủy phân rất nhanh tạo thành amoni/amoniac. Trong các bể phốt xảy ra các quá trình phân hủy yếm khí các chất thải, làm giảm lượng carbon hữu cơ nhưng không làm giảm hợp chất Nitơ đáng kể. Chỉ một phần nhỏ tham gia vào cấu trúc tế bào vi sinh vật. Hàm lượng hợp chất Nitơ trong nước thải từ các bể phốt cao hơn so với các nguồn thải chưa qua phân hủy yếm khí.
Trong nước thải sinh hoạt, nitrate và nitrite có hàm lượng rất thấp do nồng độ oxy hòa tan và mật độ vi sinh tự dưỡng thấp. Thành phần amoni chiếm 60 – 80% hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt.
Nồng độ hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt biến động theo lưu lượng nguồn thải: mức độ sử dụng nước của cư dân, mức độ tập trung các dịch vụ công công, thời tiết, khí hậu trong vùng, tập quán ăn uống sinh hoạt…
Bảng 2.3 Sau đây thể hiện các đặc trưng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt bao gồm cả ô nhiễm bởi các hợp chất chứa Nitơ.
Bảng 4.3. Cơ chế xử lý các thành phần ô nhiễm trong nước thải của
hệ thực vật lau, sậy
Thành phần tạp chất Cơ chế xử lý
Cặn không tan Lắng, lọc, hấp phụ
BOD Lắng, lọc, phân hủy tạo ra sản phẩm CO2, H2O, NH3 do các vi sinh vật bám trên cây, rễ và lớp đệm.
Hợp chất Nitơ Chủ yếu do Nitrate hóa – khử Nitrate
Kim loại nặng Kết tủa do thay đổi pH, lắng và hấp phụ trên màng vi sinh bám trên cây và rễ.
Vi khuẩn gây bệnh Lắng, lọc, chết, tiêu diệt lẫn nhau. Chât kháng sinh tiết ra từ rễ và thân cây chết.
(Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007)
Do vậy, việc áp dụng phương pháp xử lý nước thải bằng lau sậy sẽ rất hiệu quả. Cánh đồng lau sậy có thể được làm như sau: lợi dụng các vùng đất bỏ hoang chia làm nhiều ô, diện tích mỗi ô khoảng 0,4ha và có cấu tạo gồm: trên cùng là lau sậy được trồng với mật độ 20 cây/m2 trên lớp đất và phân. Lớp tiếp theo là cát 0,1 mét, rồi đến lớp sỏi cỡ lớn dày 0,55 mét và sỏi nhỏ 0,25 mét. Ở độ sâu 0,7 mét, cứ cách 10 mét đặt các ống thoát nước đường kính 100 mm.
Tải trọng lọc trên cánh đồng lau sậy đạt 750 m3/ha/ngày. Quy trình hoạt động: nước thải tập trung từ bồn chứa được bơm vào bãi thấm qua “bộ lọc” là tấm thảm rễ lau sậy, sau đó tiếp tục thấm qua các lớp vật liệu lọc, rồi chảy xuống các ống thoát nằm phía dưới và thải ra tự nhiên. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B. Độ pH và các chỉ số sinh hoá ổn định cho phép vi sinh vật hoạt động bình thường, riêng chất rắn lơ lửng đạt loại A (50mg/l).
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
5.1. Kết luận
Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học là phương pháp xử lý rất hiệu quả cùng với các phương pháp hóa học và hóa lý. Trong 7 tuần thực hiện khóa luận, các vấn đề đã được tìm hiểu và trình bày trong khóa luận bao gồm:
Tìm hiểu nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường.
Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải.
Một số ứng dụng điển hình của các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước và nước thải.
Việc hiểu biết rõ các đặc điểm trên sẽ giúp cho quá trình thiết kế cũng như vận hành các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học được dễ dàng và hiệu quả hơn.
5.2. Đề xuất
Hiện nay, hầu như các tài liệu về phương pháp sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải còn và nằm tản mạng trong một số giáo trình, sách,…khác nhau nên đó là hạn chế đó là vấn đề khó khăn hiện nay.
Do đó, cần tập hợp lại các vấn đề chung khi xử lý Nitơ bằng các phương pháp hóa lý, hóa học và sinh học, đồng thời có thể tập hợp các vấn đề có liên quan đến xử lý phospho trong nước thải bằng phương pháp sinh học.
Khi đó, những tài liệu còn thiếu về quá trình sẽ được bổ sung đầy đủ hơn, cho ta cái nhìn rõ nét hơn về phương pháp xử lý Nitơ và phospho trong nước thải.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: