Luận án tiến sĩ kỹ thuật tài nguyên nước - Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt xám bằng laterit

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHƯƠNG THỊ HAI YEN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THAI SINH HOẠT XÁM TẠI CHO BANG VAT LIEU LATERIT (ĐÁ ONG) LUẬN ÁN TIEN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGHIÊN CỨU KHẢ NANG XỬ LÝ NƯỚC THÁI SINH HOẠT XÁM TẠI CHO. BANG VAT LIEU LATERIT (ĐÁ ONG) Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Mã số 62580212 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HOC 1.TS Phạm Thị Minh Thư 2.TS Nguyễn Thị Kim Cúc HÀ NỘI, NĂM 2016 LỜI CAM DOAN “ác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào và dưới bit kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tả liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghỉ ngu tả iệu tham khảo đúng quy định “Tác giả luận án cia Khương Thị Hải Yến LỜI CÁM ƠN “Tác giả xin trần trọng cảm ơn PGS.TS Phạm Thị Minh Thư, PGS.TS Nguyễn Thị Kim Cc và các thầy cô, bạn bẻ, ding nghiệp, gia đỉnh đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho Luận n tiến sĩ này, Te giá cũng xin cấm ơn TS Nguyễn Thị Hằng Nga đã nhiệt tình giúp đỡ trong suốt quá trình làm luận án.

Cảm ơn trường Đại Học Thủy Lợi là nơi NCS theo học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho quá trình học tập và nghiên cứu; cảm. sơn trường Cao ding Xây dựng Công trinh Đô thị là nơi NCS công tác đã giúp đỡ rất nhiễu trong việc xây dựng và vận hành các mô hình thí nghiệm, thực nghiệm và xét "nghiệm mẫu nước. Đặc bit, luận én la công trình của tác giả đình ting cha ~ cũng là người thầy đã đồng hành cùng tác giả trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu nhưng. đã đột ngột ra đi mà không thể hứng kiến thành quả mà tác giả đã lục đạt được Do thời gian nghiền cứu có han nên luận án không tránh khỏi sai sốt, ác giá rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô, các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp.

“Xin trân trọng cảm on! MỤC LỤC LỎI CAM DOAN i DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.1 Tính cấp thiết của để tines .2 Mục tiêu của nghiên cứu 1. Mục tiêu chung 1. Mục tigu cụ thể 1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu, 13.1 Đối tượng nghiên cứu 1.2 Phạm vi nghiên cứu.4 Phương pháp nghiên cứu L5.

Những đồng gópm 1. Tính mới của luận án, 1. Giátj khoa học 1. Giá trị thực tiễn.6 Cấu trúc của luận án CHƯƠNG | TONG QUAN VE CÁC VAN DE NGHIÊN CUU 1.1 Nước thai xắm, 6 1.

Khai niệm chung. Các phương pháp xử lý nước thai xám.13 Các công tình nghiên cứu trong và ngoài ước về xử lý nước thải xâm. Đá ong và ứng dung đả ong trong lĩnh vực xử lý nước thải 1B 1.1 Sơ lược về đá ong (lateri), 13 1. Khoáng vit trong đá ong cổ ich cho quá trinh xử lý một số chất 6 nhiễm cổ trong nước thải 15 1.3 Những công trình nghiên cứu trong và ngoài nước ứng dung đá ong trong lĩnh vực xử lý nước thải 21 1.3 Kỹ thuật Xếp lớp đa ng 2 13.1 Khái niệm chung, _—¬ _—¬ 27 13.2 Các công trình nghiên cứu về kỹ thuật xếp lớp đa ng được thực hiện trong phòng thi nghiệm, 28 1.

Các công trình thực tễn ứng dung kỹ thuật xếp lớp da ting trong lĩnh vực xử lý nước thải 33 CHUONG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC, VAT LIEU VA PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU XỬ LY NƯỚC THAI XÁM BANG ĐÁ ONG THEO KY THUẬT XÉP LỚP.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu xử lý nước thải xim bằng đá ong theo kỹ thuật lớp đất đa tang.1 Quá trình hip phụ.2 Quá trình phân hủy sinh học.2 Vậtiệu nghiên cứu, 33 2.1 Déong tự nhiên (VLI).2 Đá ong biển tinh nhiệt (VL2) 5 2.3 Phương pháp nghiên cứu 58 2.1 Lấy va bảo quản mẫu nước thải. 58 2⁄32 Bồ tríthínghiệm 59 CHƯƠNG 3 KET QUA NGHIÊN CUU XU LÝ NƯỚC THAI XÁM BANG DA ONG THEO KỸ THUAT XEP LỚP ĐA TANG T71 3. Tính chất nước thải xám nha cao tang trên địa bản thành pho Ha Nội.2 _ Kết quả nghiên cứu mô hình xếp lớp da ting quy mô phòng thi nghiệm.1 Sự di chuyển cua dong nước qua các lớp đá ong 5 3.2 Xác định hệ số tốc độ phân hủy chất hữu cơ nền (qua thông số BODs, COD) và chuyển hóa ni (qua thông số NIL,'-N) theo số lớp đá ong trong hệ thống xếp lớp da ting, 94 3.3 Kết quả nghiên cứu mô hình thứ nghiệm (pilot) xứ lý tại chỗ nước thai sinh hoạt xâm của nhà BS ~ Yên Thường, 103 3.1 Xác định số lượng lớp vit ligu cằn thiết để xử lý nước thai sinh hoạt xám nhà B5 - Yên Thường 103 3.2 Xác định kích thước mô hình thục nghiệm (pilot) theo lưu lượng nước thải sinh hoạt xám cần xử lý.3 Qué tình khởi động mô hình thử nghiệm (pilot) 105 3.34 Kắt quả nghiên cứu mô hình thử nghiệm xử lý tai chỗ nước thải xám cho nhà BS ~ Yên Thường 106 3. Giải pháp công nghệ xử lý nước thải xám bằng đá ong theo kỹ thuật xếp lớp.

đang Hà KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ H6 1 Kếuận n6 "mẽ. DANH MỤC CÁC CONG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BO nọ TÀI LIEU THAM KHẢO 120 DANH MỤC CÁC HÌNH ANH.1: Sơ đỗ thoát nước trong các nhà cao ting 6 Hình 1.2: Công trình xử lý nước thải xảm tại Jordan " Hình 1.3: Xây dựng bể lọc dé xử lý nước thải xám tại An Độ [18] " Hình 1.4: Sơ đồ xử lý nước thải xám nhà B23-DH Cần Thơ.5: Đá ong tự nhiên.6: Cầu trúc không gian tinh thé Bruxit 16 Hình L7: Câu trúc không gian tinh thé Gibbsit "7 Hình 1.8: Cấu trúc không gian tinh thé Bochmit "7 Hình 1.9: Cấu trúc không gian tinh thé lepidocrokit va goethite.10: Cấu trúc không gian tinh thể montmorillonit.11: Sơ để câu tạo hệ thing xếp lớp dating m Hình 1.12: Sự chuyển động của dng nước qua các đơn vị đất 42] 29 Hình 1.13: Mi quan hg giữa tả trọng thủy lực và thời gian lưu nước [39] 32 Hình 1.14: Hệ thống xếp lớp da tầng xử lý nước thải xm tại Nhật [45] 34 Hình 1.15: Sơ đồ hệ thong xếp lớpđa ting tại Nhật Bản [46].16: Hệ thống xếp lớp đa tang xử lý nước thai sinh hoạt tại Thái Lan [45).17: Xử lý nước thải sinh hoạt và nước sông tại Philipin va Indonesia [46] .1: Quá trình hấp phụ của đá ong [48] 39 Hình 2.2: Điểm tích điện không của một khoáng vật là 6,6 39 Hình 2.3: Sơ đỏ biểu diễn cấu trúc lớp kép có thể đánh dấu sự khác nhau giữa thé bÈ mặt và thE Zeta.4: Đường hip phụ đẳng nhiệt Langmuir; tơ =l/q-.5: Sự phụ thuộc của C, 1g và C, : : „44 Hình 2.6: Các trang thái tổn tại của amoni theo pH 47 Hình 2.7: Anh hưởng của ph dn các dang tên tai của sit 48 Hình 2.8: Ảnh hưởng của nồng độ oxi đến quả tri phân hùy nit 50 Hình 2.9: Kết quả do XRD của mẫu đá ong khu vục Thạch Thất, Hà Nội 54 Hình 2.10: Sắt tập trung cao chiếm hầu hết hạt sét trong đá ong.11: Vi cấu trú của để ong. eo SS Hình 2.12: Vật iệu dé ong te nhiên (VLI) 35 Hình 2.13: Đường cong DSC khi nung nóng latert (đá ong) đến 1300°C [02|.14; Cấu trúc bề mặt của dé ongtrước và sau khi nung (Ảnh chụp SEM - đô phóng đại 25.15: Vật liệu đá ong nung biển tính nhiệt (VL2) vs 58 Hình 2.16: Mô hình xếp lop it dating quy mô phòng thi nghiêm 60 Hình 2.17: Mô hình MSL 60 Hình 2.18: Mô hình MSL3.19: Hệ thống phân phối 60 Hình 2.20; Mô hình thử nghiệm MSL6-PL.21: Mặt cắt mô hình thử nghiệm MSL6-PL.1: Mô phỏng dong nước di chuyển trong các lop đó ong 15 Hình 3.2: Dòng nước di chuyển trong mô hình thí nghiệm: 15 Hình 3.3: Sự thay đổi nồng độ BOD trước và sau khi xử lý qua các mô hình thí nghiệm của NTNH.4: Sự thay đổi nông độ BOD, rước và sau khi sử lýqua cúc mô hình th nghiệm của NTPL.5: Sự thay đôi nồng độ COD trước va sau xử lý qua các mồ hình thi nghiệm cia NINB 8 Hình 3.6: Sự thay đổi nồng độ COD trước và sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm. của NTPL si Hình 3.7: Sự thay đổi nồng độ NH,"-N trước và sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm của NTNB 82 Hình 3.8: Sự thay đổi sản độ NH`-N trước và sau xử lý qua các l hình thí nghiệm của NTPL.9: Sự thay đội nàng độ NO, -N trước và sau xử lý qua các mô hinh thí nghĩ của NTNB 84 Hình 3.10: Sự thay đổi nồng độ NOs-N trước và sau xử ý qua các mô hình thí nghiệm của NTPL 34 Hình 3.11: Sự thay đôi nồng độ NO;~N trước và sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm.

của NINH, 86 Hình 3.12: Sự thay đổi nồng độ NO.~N trước vi sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm của NTPL %6 Hình 3.13: Sự thay đổi nông độ T-N rước và sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm cia NINH, 87 Hình 3,14: Sự thay đổi nông độ T-N trước và sau xử lý qua các mô hình thi nghiệm, của NTPL 87 Hình 3.15: Ảnh hưởng của pH đến sự hắp phụ các ion trên bề mặt đá ong 89 Hình 3.16: Cơ chế cân bằng điện tích trong việc keo tụ chit rin lo lửng, 89 Hinh 3.17: Sự thay đổi nông độ PO,*-P trước và sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm của NTNB.18: Sự thay đôi nông độ PO,`-P trước và sau xù lý qua các mô hình thí nghiệm của NTPL 90 Hin 3.19: Sự chuyển hóa và hấp thy PO."-P của vi sinh vật [15] % Hình 320: Sự thay đ sông độ T-P trước và sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm của NTNH.21: Sự thay đôi nồng độ T-P trước và sau xử lý qua các mô hình thí nghiệm của NIPL.22: Đẳng bắp phy P bing đá ongở 25°C và pH = 6 93 Hình 3.23: Mỗi quan hệ giữa nông độ BOD, và số lớp dé ong có trong mô hình.24; Mối quan hệ giữa nông độ COD và sé lớp đã ong có trong mô hình.25: Mối quan hệ giữa InCOC và số lớp đá ong có trong mô hit 100 Hình 3.26: Cơ chế làm việc của hệ thing MSL với đá ong Lim vật 102 Hình 3.27: Sự biến đổi nông độ cia NH,"-N, NOs, NOs” trong giai đoạn khỏi động mô hình pilot 106 Hình 3.28: Độ pH của nước thải xâm trước và sau xử ý qua mô hình thử nghiệm.