Luận án Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác theo hướng thu hồi nito và tiết kiệm năng lượng

Tên luận án:

Thông tin này không có trong văn bản được cung cấp.

Ngành:

Thông tin này không có trong văn bản được cung cấp.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án nghiên cứu và đề xuất một công nghệ tích hợp hóa lý, hóa học và sinh học để xử lý nước rác, với mục tiêu thân thiện môi trường, tiết kiệm năng lượng và tận thu nguồn dinh dưỡng. Bối cảnh là sự gia tăng ô nhiễm chất thải đô thị ở Việt Nam, nơi các phương pháp xử lý amoni truyền thống trong nước rác (như Stripping hay hóa học) gặp hạn chế về chi phí cao, ô nhiễm thứ cấp và kìm hãm quá trình sinh học. Công nghệ kết tinh MAP (Magnesium Ammonium Phosphate) được xem là giải pháp tiềm năng để giải quyết vấn đề này.

Công nghệ được đề xuất bao gồm ba công đoạn chính. Đầu tiên là quá trình tách nitơ và phốt pho bằng phương pháp kết tinh MAP. Nghiên cứu đã xác định các điều kiện tối ưu cho quá trình này, cho phép thu hồi khoảng 51-52% amoni ở pH 9.0 dưới dạng tinh thể MAP có kích thước khoảng 502 µm, dễ dàng tách bằng lắng. Lượng MAP thu được dao động từ 1,43-2,34 g/lít nước rác. MAP này có thể được sử dụng làm phân bón nhả chậm, đồng thời giảm yếu tố ức chế cho các giai đoạn xử lý sinh học tiếp theo.

Sau giai đoạn tách MAP, nước rác được xử lý bằng công nghệ sinh học tích hợp hai bước: xử lý yếm khí và xử lý thiếu khí. Giai đoạn yếm khí đạt hiệu quả xử lý 88,7% COD và thu được biogas với hiệu suất 0,345 lít/gCODCH. Giai đoạn thiếu khí, sử dụng vật liệu đệm là xỉ than, đạt hiệu quả xử lý 46-55% COD, 50-60% TN và 54-65% TP.

Cuối cùng, nước rác được xử lý qua bãi lọc trồng cây sử dụng cây riềng hoa (Canna Lily). Với thời gian lưu tối ưu là 54 giờ, bãi lọc đạt hiệu quả xử lý 76% BOD5, 50% TN và 63% TP. Nước thải sau xử lý đáp ứng quy chuẩn QCVN 25-2011/BTNMT, cột B2. Công nghệ tổng hợp này cho thấy hiệu quả kinh tế cao, với nhu cầu điện năng thấp (ước tính 1,54 kWh/m³ nước rác), chỉ bằng khoảng 7,2% so với công nghệ Stripping và 6,4% so với công nghệ oxy hóa nâng cao, đồng thời mang lại giá trị thẩm mỹ.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu của luận án
  • 3. Nội dung nghiên cứu
  • 4. Đối tượng nghiên cứu
  • 5. Phương pháp nghiên cứu
  • 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
  • 7. Những kết quả khoa học đạt được và đóng góp mới của luận án

• Chương 1. TỔNG QUAN

  • 1.1 Đặc trưng của nước rác
  • 1.2 Tình hình nghiên cứu xử lý nước rác
  • 1.2.1 Một số công nghệ xử lý nước rác trên thế giới
  • 1.2.2 Công nghệ xử lý nước rác ở Việt Nam
  • 1.3. Tổng quan nghiên cứu về MAP

• Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 2.2 Phân tích lựa chọn phương pháp xử lý nước rác với công nghệ đơn giản, tiêu tốn ít năng lượng và chi phí thấp
  • 2.3 Thiết bị và vật liệu nghiên cứu
  • 2.3.1 Thiết bị nghiên cứu tách MAP
  • 2.3.1.1 Mô tả kết cấu và nguyên lý hoạt động
  • 2.3.2 Thiết bị tích hợp yếm khí, thiếu khí
  • 2.3.2.1 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của thiết bị tích hợp yếm khí - thiếu khí
  • 2.3.3 Thiết bị mô phỏng bãi lọc trồng cây
  • 2.3.3.1 Kết cấu thiết bị
  • 2.4 Phương pháp thống kê xử lý số liệu thực nghiệm

• Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Tách nitơ tạo tinh thể MAP (bước 1)
  • 3.1.1 Nghiên cứu quá trình tạo MAP trong môi trường giả định
  • 3.1.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ Amoni ban đầu
  • 3.1.1.2 Ảnh hưởng của độ pH tới quá trình tạo MAP
  • 3.1.1.3 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới quá trình tạo MAP
  • 3.1.1.4 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn tới hiệu quả tạo MAP
  • 3.1.1.5 Thiết lập phương trình hồi quy mô tả mối quan hệ của nồng độ amoni ban đầu, pH, thời gian phản ứng và tốc độ khuấy trộn tới hiệu quả tách Amoni tạo MAP
  • 3.1.1.6 Ảnh hưởng của pH, thời gian phản ứng và tốc độ khuấy đến kích thước tinh thể MAP trong môi trường giả định
  • 3.1.1.7. Kết quả phân tích MAP trong môi trường giả định
  • 3.1.2 Nghiên cứu tách nitơ trong nước rác bãi chôn lấp Đá Mài
  • 3.1.2.1 Đối tượng nghiên cứu
  • 3.1.2.2 Ảnh hưởng của hàm lượng NH4+ ban đầu
  • 3.1.2.3 Ảnh hưởng của mầm tinh thể
  • 3.1.2.4 Tách nitơ trong nước rác bằng kết tinh MAP
  • 3.1.2.5 Kết quả phân tích MAP trong nước rác
  • 3.2 Nghiên cứu xử lý nước rác bằng phương pháp sinh học (bước 2)
  • 3.2.1 Nghiên cứu xử lý yếm khí nước rác
  • 3.2.1.1 Ảnh hưởng của COD dòng vào
  • 3.2.1.2 Ảnh hưởng của thời gian lưu
  • 3.2.1.3 Ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng
  • 3.2.2 Nghiên cứu xử lý nước rác bằng lọc thiếu khí
  • 3.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của COD dòng vào
  • 3.2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu
  • 3.2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của thể tích đệm
  • 3.2.3 Nghiên cứu xử lý bằng bãi lọc trồng cây
  • 3.2.3.1 Ảnh hưởng của thời gian lưu
  • 3.2.3.2 Ảnh hưởng của COD dòng vào
  • 3.2.3.3 Ảnh hưởng của tổng nitơ dòng vào
  • 3.3 Nghiên cứu xử lý với dòng liên tục bằng công nghệ kết hợp tách MAP- sinh học (yếm - thiếu khí - bãi lọc trồng cây)
  • 3.3.1 Đặc trưng nước thải dòng vào
  • 3.3.2 Kết quả nghiên cứu xử lý với dòng liên tục bằng công nghệ kết hợp
  • 3.4 Đề xuất công nghệ xử lý nước rác theo hướng thu hồi nitơ và tiết kiệm năng lượng
  • 3.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ (Hình 3.17)
  • 3.4.2. So sánh với một số công nghệ hiện hành

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết luận
  • 2. Kiến nghị