Tên luận án:
NGHIÊN CỨU CÔNG TRÌNH LỌC ODM-2F ĐỂ LOẠI BỎ CẶN LƠ LỬNG TRONG XỬ LÝ NÂNG CAO NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ NHẰM MỤC ĐÍCH TÁI SỬ DỤNG
Ngành:
Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án nghiên cứu công trình lọc ODM-2F để loại bỏ cặn lơ lửng trong xử lý nâng cao nước thải đô thị nhằm mục đích tái sử dụng cho các hoạt động không ăn uống như chữa cháy, tưới cây, rửa đường. Dân số đô thị tăng nhanh và lượng nước thải lớn đòi hỏi giải pháp xử lý nâng cao để tái chế, giảm ô nhiễm. Công nghệ xử lý nâng cao kết hợp lọc sinh học MBBR (khử chất hữu cơ, dinh dưỡng) và lọc ODM-2F (khử cặn lơ lửng) được xem xét. Vật liệu ODM-2F, có xuất xứ từ Nga, là vật liệu lọc đa năng với khả năng hấp phụ cao, có thể giảm hàm lượng cặn, xử lý hợp chất hữu cơ và thay thế nhiều loại vật liệu lọc truyền thống.
Mục tiêu nghiên cứu bao gồm đánh giá thực trạng tái sử dụng nước thải, xây dựng cơ sở lý thuyết, xác định thông số công nghệ cho công trình lọc ODM-2F thông qua thực nghiệm (phòng thí nghiệm và pilot hiện trường) và ứng dụng phương pháp tính toán vào thiết kế. Phạm vi nghiên cứu là nước thải sinh hoạt đô thị sau trạm xử lý tập trung, tập trung vào khử cặn lơ lửng, kéo dài đến năm 2030, tầm nhìn 2050.
Kết quả nghiên cứu đã lựa chọn được dây chuyền công nghệ xử lý nâng cao phù hợp, chứng minh khả năng lọc cặn tốt của vật liệu ODM-2F (hiệu quả 69-70%) so với cát thạch anh (6-68%). Luận án đã xây dựng phương pháp tính toán công trình lọc ODM-2F theo 5 bước, bao gồm xác định nhu cầu nước tái sử dụng, thời gian chu kỳ lọc, chiều dày lớp lọc, diện tích lọc và số bể lọc. Giải pháp này được đánh giá khả thi về kinh tế - kỹ thuật, mang lại lợi ích môi trường đáng kể như giảm khai thác nước tự nhiên (~41,7% đến ~38,9%) và giảm lượng nước xả thải (~52,1% đến ~50,7%) cho các đô thị. Phương pháp tính toán này có thể ứng dụng trong thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải nâng cao.
Mục lục chi tiết:
MỞ ĐẦU
- 1. Lý do chọn đề tài
- 2. Mục tiêu nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- a) Đối tượng nghiên cứu:
- b) Phạm vi nghiên cứu:
- 4. Nội dung nghiên cứu:
- 5. Phương pháp nghiên cứu
- 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- 7. Kết quả nghiên cứu và các đóng góp mới của Luận án
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NÂNG CAO, GIẢI PHÁP TÁI SỬ DỤNG VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN
- 1.1 Tổng quan về xử lý nâng cao nước thải và công nghệ lọc ODM-2F
- 1.1.1 Mức độ mục đích xử lý nâng cao nước thải
- 1/. Mức độ xử lý nước thải
- 2/. Khái niệm về xử lý nâng cao nước thải.
- 3/ Mục đích xử lý nâng cao nước thải.
- 1.1.2 Một số trạm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị đang hoạt động tại Việt Nam.
- 1.1.3 Công trình lọc nước được ứng dụng trong thực tế.
- 1/. Công nghệ lọc trong xử lý nước cấp và nước thải và ứng dụng.
- 1.1.4. Công nghệ MBBR và khả năng ứng dụng trong xử lý nâng cao nước thải.
- 1.1.5 Công nghệ lọc ODM-2F và ứng dụng.
- a) Các ứng dụng ở nước ngoài:
- b) Các ứng dụng trong nước:
- 1.2 Tổng quan về tái sử dụng nước.
- 1.2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nâng cao nước thải theo các yêu cầu tái sử dụng.
- 1.2.2 Tổng quan về tái sử dụng nước thải tại một số nước trên thế giới
- 1.2.3 Tỏng quan về tái sử dụng nước thảitại Việt nam.
- 1.2.4. Nhận xét đánh giavề xử lý và tái sử dụng nước thải
- 1.3 Tình hình nghiên cứu liên quan.
- 1.4 Những vấn đề cần nghiên cứu giải quyết trong luận án
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ XỬ LÝ VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NÂNG CAO NƯỚC THẢI ĐỂ TÁI SỬ DỤNG TRONG ĐÔ THỊ
- 2.1. Chất lượng nước thải
- 2.1.1 Chất lượng nước thải trước xử lý nâng cao.
- 2.1.2 Chất lượng nước thải sau xử lý nâng cao.
- 2.2 Nguyên tắc, tiêu chí và qui trình lựa chọn công nghệ xử lý nâng cao nước thải.
- 2.3Cơ sở lý thuyết cho xử lý chất hữu cơ, dinh dưỡng và cặn lơ lửng
- 2.3.1 Lý thuyết khử chất hữu cơ và dinh dưỡng.
- 1/. Xử lý loại bỏ BOD
- 2/. Xử lý loại bỏ phốt pho
- 3/. Xử lý loại bỏ ni tơ
- 2.3.2. Một số công nghệ xử lý nâng cao nước thải để khử chất hữu cơ và dinh dưỡng
- 2.3.3 Vật liệu lọc nước, vật liệu đa năng ODM-2F và vật liệu giá thể sinh học di động:
- 1/. Vật liệu lọc nước:
- 2/. Vật liệu lọc đa năng ODM-2F:
- 3/. Vật liệu lọc nổi làm giá thể MBBR:
- 2.3.4Lý thuyết lọc cặn qua lớp vật liệu dạng hạt ODM-2F
- 2.4 Cơ sở lý thuyếtcho nghiên cứu thực nghiệm.
- 2.4.1 Cơ sở lý thuyết đồng dạng.
- 2.4.2 Giả thuyết khoa học cho nghiên cứu thực nghiệm.
- 2.5 Kết luận.
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NÂNG CAO NƯỚC THẢI VÀ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM LỌC ODM-2F
- 3.1 Đề xuất công nghệ xử lý nâng cao nước thải để tái sử dụng cho mục đích chữa cháy, tưới cây, rửa đường trong đô thị.
- 3.2Xây dựng mô hình thí nghiệm
- 3.3 Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu và qui hoạch thực nghiệm
- 3.3.1 Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- a) Mục đích:
- b) Đối tượng nghiên cứu:
- c) Phạm vi nghiên cứu:
- 3.3.2 Các thông số/chỉ tiêu và qui trình thực nghiệm
- 1/Các thông số/chỉ tiêu thực nghiệm:
- 2/. Qui trình thực nghiệm:
- 3.3.3 Phương pháp phân tích, xác định các thông số chỉ tiêu thực nghiệm.
- 3.3.4 Qui hoach thực nghiệm.
- 3.3 Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm lọc ODM-2F
- 1/. Đồ thị phụ thuộc tỉ lệ SS/SS。 và thời gian lọc.
- 2/. Đồ thị phụ thuộc SS – chiều dày lớp lọc x
- 3/. Đồ thị phụ thuộc SS – thời gian lọc t
- 3/. Xử lý kết quả thí nghiệm liên quan đến tổn thất lọc và thời gian lọc.
- 3.4 Kết luận.
CHƯƠNG 4.XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH LỌCODM-2F VÀ ỨNG DỤNG
- 4.1 Xây dựng phương pháp tính toán bể lọc ODM-2F
- 4.1.1 Xác định các thông số lọc và rửa lọc bằng thực nghiệm.
- 4.1.2 Xác định nhu cầu dùng nước tái sử dụng trong đô thị
- 4.2.3Qui trình tính toán thiết kế bể lọc ODM-2F.
- 4.4 Ứng dụng kết quả nghiên cứu đối với trạm XLNT huyện Đan Phượng Phượng, TP Hà Nội.
- 4.4.1 Mô tả trạm xử lý nước thải sinh hoạt.
- 4.4.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nâng cao nước thải.
- 4.3.3Tính toán thiết kế các công trình trong dây chuyền công nghệ xử lý nâng cao nước thải khu đô thị.
- 4.4 Đánh giá lợi ích kinh tế, môi trường giải pháp tái sử dụng nước thải.
- 4.5Bàn luận.
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN