Nghiên cứu công nghệ BAC- BSF xử lý nước thải khu công nghiệp sóng thần 1 cho mục đích tái sinh

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình kết hợp BAC-BSF (gồm cột lọc than hoạt tính - BAC và theo sau là cột lọc cát sinh học - BSF) đối với nước thải khu công nghiệp Sóng Thần 1 cho mục đích tái sinh. Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể lựa chọn tải trọng thuỷ lực 1 – 3 m3 /m2 h.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu công nghệ BAC- BSF xử lý nước thải khu công nghiệp sóng thần 1 cho mục đích tái sinhTạp chí Khoa học công nghệ và Thực phẩm 14 (1) (2018) 20-28NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BAC - BSF XỬ LÝ NƯỚC THẢIKHU CÔNG NGHIỆP SÓNG THẦN 1CHO MỤC ĐÍCH TÁI SINHPhạm Ngọc Hòa*Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM*Email: hoapn@cntp.edu.vnNgày nhận bài: 15/6/2017; Ngày chấp nhận đăng: 16/01/2018TÓM TẮTNghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình kết hợp BAC-BSF (gồm cộtlọc than hoạt tính - BAC và theo sau là cột lọc cát sinh học - BSF) đối với nước thải khu côngnghiệp Sóng Thần 1 cho mục đích tái sinh. Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể lựa chọn tảitrọng thuỷ lực 1 – 3 m3/m2h cho phương án tái sinh nước vì ở tải trọng này hiệu quả của quátrình tương đối tốt và ổn định, cụ thể hiệu quả xử lý nhu cầu oxy hóa học (COD) đạt 78,2%(15,0 ± 5,0 mg/L), độ màu 81,2% (18 ± 5 Pt-Co), nitơ tổng đạt 58,7% (5,0 ± 1,0 mg/L),photpho tổng đạt 61,2% ứng với tải trọng thuỷ lực 2 m3/m2h. Khi áp dụng BAC-BSF để táisinh nước thải khu công nghiệp Sóng Thần 1, nước thải sau xử lý có thể đạt yêu cầu chấtlượng nước tái sinh với chất lượng thấp và trung bình, nhưng tổng số coliform và độ màucòn cao. Do đó, để áp dụng nước sau xử lý cho quá trình tái sinh với chất lượng cao cần tăngcường khả năng khử tổng lượng carbon hữu cơ (TOC), khử màu đồng thời khử đục trước khivào BAC.Từ khóa: BAC, BSF, nước thải công nghiệp, tái sử dụng nước thải.1. MỞ ĐẦUXử lý nước bậc cao giữ một vai trò quan trọng trong xử lý nước thải công nghiệp và đôthị để đạt chất lượng nước tái sinh và bảo vệ sức khoẻ cộng đồng. Hầu hết các công nghệ táisinh nước thải hiện tại có nguồn gốc từ các công nghệ sử dụng trong xử lý nước và xử lýnước thải.Hấp phụ than hoạt tính là một giải pháp rất hữu hiệu trong việc loại bỏ các chất ô nhiễmhữu cơ trong nước và nước thải. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả cao thì chi phí cho than vàtái sinh than lớn. Công nghệ than hoạt tính sinh học (Biological activated carbon - BAC)thường được sử dụng trong xử lý nước cấp và nước thải bậc cao sử dụng than hoạt tính dạnghạt (GAC) trong đó quá trình hấp phụ và phân huỷ sinh học xảy ra đồng thời. GAC được ứngdụng rộng rãi như là vật liệu giá thể cố định do diện tích bề mặt riêng lớn [1]. BAC được sửdụng để loại bỏ các hợp chất carbon hữu cơ hoà tan (DOC), bao gồm mùi, màu, các sảnphẩm phụ của hoá chất khử trùng, thuốc trừ sâu [2].Ngoài ra, BAC có thể kết hợp với các quá trình oxy hoá bậc cao như ozone, tia cực tímđể xử lý DOC trong nguồn nước thô [3-6]. Do đó, than hoạt tính sinh học là một công nghệphù hợp trong xử lý nước thải tái sử dụng.BSF (Bio-sand filter) lọc cát sinh học được sử dụng nhiều trong quá trình sau xử lý bậchai nhằm nâng cao chất lượng nước sau xử lý với chi phí thấp [7].20Nghiên cứu công nghệ BAC-BSF xử lý nước thải khu công nghiệp Sóng Thần 1…Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình kết hợp BACBSF đối với nước thải công nghiệp sau xử lý bậc hai đạt chất lượng nước tái sinh thấp đếntrung bình.2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Nội dung nghiên cứuNghiên cứu này thực hiện 2 nội dung chính được thể hiện trong Hình 1.Nội dung nghiên cứuNội dung 1: Đánh giá khả năng xử lýmô hình kết hợp BAC  BSFNội dung 2: Đánh giá lựa chọn chất lượng nướctái sinh khi ứng dụng công nghệ BAC  BSF(BSF nối tiếp BAC)(KCN Sóng Thần 1)Đánh giá dựa trên hiệu quả xử lý của nội dung 1và các tiêu chuẩn tái sinh nướcMô hình BAC  BSFVận hành:Tải trọng thủy lực ở các tải trọng 1;2; 3; 5 m3/m2hHình 1. Nội dung nghiên cứu2.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Đánh giá khả năng xử lý của mô hình kết hợp BAC  BSF (mô hình BAC nối tiếp môhình BSF)Mô hình nghiên cứu: Mô hình kết hợp BAC nối tiếp BSF. Mô hình bể thiết kế bằng ốngnhựa được thể hiện trong Hình 2 bao gồm 2 cột: Cột BAC có đường kính D = 168 mm, chiềucao h = 1,2 m. Cột BSF có đường kính D = 140 mm, chiều cao h = 0,8 m (Hình 2, 3 và 4).Vật liệu nghiên cứu: Mô hình nghiên cứu sử dụng than, cát lọc, sỏi được thể hiện trongBảng 1, Hình 5 và 6.Bảng 1. Các loại vật liệu được sử dụng cho mô hìnhSTTVật liệuPhương pháp xử lý vật liệu1Than hoạt tính sinh học gáodừa dạng hạtChọn than hoạt tính sinh học gáo dừa dạng hạt, có kíchthước 4-8 mm.2Cát lọc sinh học3Sỏi đỡChọn sỏi đều nhau, có kích thước 2-3 mm4Nước thảiNước thải được lấy từ khu xử lý nước thải khu côngnghiệp Sóng Thần 1, sau công trình xử lý sinh họcChọn cát thạch anh màu trắng, dạng hạt, có kích thước1-2 mm21Phạm Ngọc HòaHình 2. Mô hình kết hợp BAC → BSFHình 3. Cột BACHình 5. Than hoạt tính dạng hạtHình 4. Cột BSFHình 6. Cát lọcĐịa điểm nghiên cứu:Nghiên cứu được tiến hành trên mô hình đặt tại phòng thí nghiệm trường Đại học LạcHồng.Vận hành mô hình:Tiến hành thí nghiệm chạy mô hình kết hợp BAC  BSF với các thông số pH (8,1 ± 0,2),TN (13,3 ± 1,5 mg/L), TP (1,15 ± 0,5 mg/L), độ màu (95 ± 5 Pt-Co) ...