Tóm tắt luận án Tiến sĩ Môi trường: Nghiên cứu phát triển công nghệ yếm khí cao tải tuần hoàn nội IC (internal circulation)

Luận án này tập trung mô phỏng quá trình tuần hoàn nội (khí kéo nước) để xác định: Lượng nước (QN) được kéo lên bởi mỗi lượng khí (QK); và khả năng khuấy trộn của khí sinh ra và nước tuần hoàn. Từ đó, tính toán cơ cấu tuần hoàn trong hệ IC. Trong luận án cũng trình bày kết quả thử nghiệm chế tạo mô hình hệ IC quy mô phòng thí nghiệm nhằm xác định năng lực xử lý của hệ IC khi vận hành hệ thống với nước thải chăn nuôi lợn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Môi trường: Nghiên cứu phát triển công nghệ yếm khí cao tải tuần hoàn nội IC (internal circulation)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Trần Mạnh Hải NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ YẾM KHÍ CAO TẢI TUẦN HOÀN NỘI- IC (INTERNAL CIRCULATION)Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trườngMã số: 9.52.03.20 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2019Luận án được hoàn thành tại : - Phòng ứng dụng và chuyển giao công nghệ, Viện Công nghệ môi trường (IET) - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam VAST). - Phòng Công nghệ môi trường, Trung tâm nghiên cứu công nghệ môi trường và phát triển bền vững (CETASD) – Trường Đại học Khoa học tự nhiên (HUS). - Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Cao Thế Hà Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Nguyễn Hoài Châu Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấpHọc viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 2019Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU Trong lịch sử phát triển, có 4 loại kỹ thuật xử lý yếm khí đãđược ứng dụng là: (1) bồn phản ứng khuấy trộn đều – CSTR, (2) kỹthuật phản ứng tiếp xúc - AC, (3) kỹ thuật dòng chảy ngược qua lớpbùn yếm khí – UASB và (4) kỹ thuật tầng bùn hạt giãn nở - EGSB vàkỹ thuật tuần hoàn nội - IC. Trong khoảng 40 năm trở lại đây nhiềucông trình áp dụng kỹ thuật yếm khí cao tải với các thiết kế khácnhau được áp dụng [2]. Các tài liệu tham khảo cho thấy IC cùng vớiEGSB là 2 thiết bị xử lý yếm khí có năng suất cao nhất và tiên tiếnnhất hiện nay, kỹ thuật IC có khả năng chịu tải và có năng suất caonhất trong các kỹ thuật hiện có [3]. Do vậy tốc độ tăng trưởng củacác hệ IC rất cao. Năm 1997 cả thế giới mới có 32 hệ IC, tới năm2007 trên thế giới đã có tới 2266 hệ, đến năm 2015 ước tính số lượngcác hệ yếm khí cao tải được lắp đặt đã vượt quá 4000 hệ [4]. Một đặc điểm quan trọng của các kỹ thuật xử lý vi sinh là sựkhuấy trộn, tăng khuấy trộn làm tăng khả năng tiếp xúc của vi sinhvật với chất ô nhiễm nên hiệu quả chuyển hóa tăng. Các kỹ thuậtUASB và EGSB sử dụng năng lượng của khí sinh ra và dòng tuầnhoàn chất lỏng (bằng bơm tuần hoàn) để tăng khả năng khuấy trộn.Kỹ thuật IC sử dụng khí sinh ra để tuần hoàn nước. Đây chính là ưuthế làm cho IC có hiệu quả xử lý cao trong khi lại tiêu thụ ít nănglượng hơn (vìkhông dùng bơm tuần hoàn). Để nghiên cứu chế tạothành công hệ IC, điểm mấu chốt là cần nghiên cứu chế tạo các cơcấu tự tuần hoàn không cần năng lượng bên ngoài (bơm tuần hoàn),sử dụng quá trình kéo nước bằng khí tự sinh để tuần hoàn hỗn hợpbùn và nước thải. Hiện nay, các tài liệu hướng dẫn thiết kế hệ UASB tương đốiphổ biến nhưng tài liệu về các kỹ thuật tuần hoàn nước như IC đượccông bố rất ít. Ví dụ, trong cuốn chuyên khảo mới nhất về công nghệsinh học xử lý nước thải “Handbook of Biological WastewaterTreatment, 2012” [5] có tới 14 ví dụ tính thiết kế hệ UASB kèm lờigiải chi tiết mà không có ví dụ nào về các hệ tiên tiến kiểu EGSB vàIC. Do vậy, để thúc đẩy ứng dụng hệ IC ở Việt Nam cần phải có cácnghiên cứu để xác định các thông số cơ bản phục vụ việc thiết kế vàchế tạo thiết bị. Luận án này tập trung mô phỏng quá trình tuần hoàn nội (khíkéo nước) để xác định: (i) lượng nước (QN) được kéo lên bởi mỗi 2lượng khí (QK); và(ii) khả năng khuấy trộn của khí sinh ra và nướctuần hoàn. Từ đó, tính toán cơ cấu tuần hoàn trong hệ IC. Trong luậnán cũng trình bày kết quả thử nghiệm chế tạo mô hình hệ IC quy môphòng thí nghiệm nhằm xác định năng lực xử lý của hệ IC khi vậnhành hệ thống với nước thải chăn nuôi lợn. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng hệ xử lý yếm khí tuần hoàn nội (IC)trong xử lý nước thải giàu hữu cơ, cụ thể là: (i) Xác lập quan hệ giữa các thông số thiết kế thường dùng (vídụ: tải lượng, tốc độ nước dâng) với các thông số thiết kế hệ IC (vídụ: kích thước ống lên, chiều cao vùng phản ứng). (ii) Xác định mối tương quan giữa tải lượng và năng suất xử lýcủa hệ yếm khí IC trong trường hợp NTCNL. (iii) Xác định khả năng khuấy trộn trong hệ bằng khí sinh ra. (iv) Xác định giá trị các thông số (chiều cao thiết bị, chiều caovùng phản ứng, đường kính thiết bị, kích thước ống lên) phục vụthiết kế hệ yếm khí IC. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Thực nghiệm xác định tỷ lệ K bằng lượng nướcđược kéo lên bởi mỗi lượng khí (K) ở các mức ngập nư ...