Luận án Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp lọc sinh học

Tên luận án:

RESEARCH ON THE LEACHATE TREATMENT BY ELECTROCOAGULATION METHOD COMBINED WITH BIOLOGICAL FILTRATION

Ngành:

Environmental Engineering

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu giải pháp xử lý nước rỉ rác, một vấn đề môi trường nghiêm trọng do lượng chất thải, đặc biệt là chất thải sinh hoạt, ngày càng tăng. Nước rỉ rác có nồng độ ô nhiễm cao (COD lên tới 70000 mg/l, TSS 2000 mg/l, nitơ 3000 mg/l) và gây ảnh hưởng xấu đến môi trường nước và không khí. Các kỹ thuật xử lý hiện tại ở Việt Nam còn nhiều hạn chế về hiệu quả và chi phí.

Đề tài đề xuất và nghiên cứu sự kết hợp của phương pháp điện hóa keo tụ (EC) và lọc sinh học (BF) để tăng cường hiệu quả xử lý nước rỉ rác. Phương pháp EC được đánh giá cao về khả năng loại bỏ kim loại nặng, hợp chất phốt pho, phenol, hydrocarbon và vi sinh vật gây bệnh, dễ tự động hóa và giảm thiểu lượng bùn thải. Trong khi đó, phương pháp BF hiệu quả trong xử lý các hợp chất lơ lửng (TSS), tổng nitơ (TN) và BOD5, đặc biệt khi sử dụng các vật liệu hữu cơ xốp có diện tích bề mặt lớn, thúc đẩy quá trình khử nitrat.

Mục tiêu nghiên cứu bao gồm xác định các điều kiện tối ưu cho quá trình EC bằng điện cực sắt (mật độ dòng J = 3,896 mA/cm², thời gian điện phân = 60 phút, pH ban đầu = 7-8, khoảng cách điện cực = 1 cm), với hiệu quả xử lý COD đạt 72-77%, amoni 23-25%, TSS 38-40% và màu 71-72%. Điện cực sắt cho hiệu quả xử lý COD, TSS và màu tốt hơn điện cực nhôm, trong khi hiệu quả loại bỏ amoni của điện cực nhôm cao hơn một chút. Nhu cầu tiêu thụ năng lượng của quá trình EC là 12,83 KWh/m³.

Đối với quá trình lọc sinh học BF sau EC, luận án xác định các điều kiện phù hợp: chế độ sục khí/không sục khí là 15/105 phút và tải lượng amoni đầu vào không vượt quá 0,16 kg/m³.ngày để đảm bảo nồng độ nitơ đầu ra đạt tiêu chuẩn VN 25: 2009/MONRE cột B2. Hiệu quả xử lý COD, amoni, TSS và màu của quá trình BF lần lượt là 73,77 ± 0,65%; 98,88 ± 0,01%; 83,34 ± 0,53% và 16,70 ± 0,75%.

Kết quả tổng hợp cho thấy, hệ thống kết hợp EC và BF đạt hiệu quả xử lý COD khoảng 91,70%, amoni 97,77%, TSS 87,65% và màu 75,89%, đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam. Luận án đã đóng góp vào việc xác định hiệu quả của quá trình EC bằng điện cực sắt so với điện cực nhôm và chứng minh tính khả thi của việc kết hợp EC với hệ thống lọc sinh học ở quy mô phòng thí nghiệm.

Mục lục chi tiết:

• INTTRODUCTION
  • 1. Rationale of the study:
  • 2. Study object:
  • 3. Study content:
• CHAPTER 1. OVERVIEW
  • 1.1 Leachate
    • 1.1.1. Leachate characteristics and composition
    • 1.1.2. Impact of leachate on the environment and people
  • 1.2. Electrocoagulation overview
    • Mechanism of electrocoagulation process
  • 1.3. Bio-filter overview
    • 1.3.1. Mechanism of bio-filter process
    • 1.3.2. Theoretical basis of nitrogen treatment in wastewater by biological processes
    • 1.3.3. Combining methods in leachate treatment
• CHAPTER 2. STUDY OBJECT, SCOPE AND METHODS
  • 2.1. Study object and scope
    • 2.1.1. Study object
    • 2.1.2. Study scope
  • 2.2. Study Methods
    • 2.2.2. Experimental method of electrocoagulation.
    • 2.2.3. Experimental methods of bio-filter
• CHAPTER 3. RESULTS AND DISCUSSIONS
  • 3.1. Study on leachate treatment by electrocoagulation
    • 3.1.1. Effect of current density and electrolysis time to COD, ammonium, TSS and color treatment efficiency with iron electrodes.
    • 3.1.2. Effects of initial pH in leachate on COD, ammonium, TSS and color treatment efficiencies with iron electrodes.
    • 3.1.3. Effects of iron electrodes distance to COD, ammonium, TSS and color treatment efficiencies
    • 3.1.4. Comparison the COD, ammonium, TSS and color treatment efficiencies between iron and aluminum electrodes.
    • Some comments on the leachate treatment by EC
  • 1.2 Study on leachate treatment by bio-filter method
  • 3.2.1. Effect of aeration modes on COD, ammonium, TSS and color treatment efficiencies by bio-filter process
  • 3.2.2. Effect of input loads on COD, ammonium, nitrate, TSS and color treatment efficiencies by biological filtration process
    • 3.2.2.1. Effect of input loads on COD treatment efficiency.
    • 3.2.2.2. Effect of input loads on ammonium treatment efficiency
    • 3.2.2.3. Effect of input loads on nitrate treatment efficiency
    • 3.2.2.4. Effect of input loads on TSS treatment efficiency
    • 3.2.2.5. Effect of input loads on color treatment efficiency
  • Comments on the research process of leachate treatment by BF method
  • Comments on the research process of leachate treatment by EC method in combination with BF
• CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS
  • CONCLUSION
  • RECOMMENDATIONS
• NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS
• LIST OF PUBLISHED WORKS RELATED TO THE THESIS