I. Giới thiệu về Luận Văn Thạc Sĩ
Luận Văn Thạc Sĩ với chủ đề 'Ứng Dụng Mô Hình Pilot UMBR Xử Lý Nước Thải Bệnh Viện Nhiệt Đới' được thực hiện bởi Trần Trung Tín tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh. Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng Mô Hình Pilot UMBR để xử lý nước thải từ Bệnh Viện Nhiệt Đới, nhằm tối ưu hóa các thông số vận hành như IR, Q, RAS, và SRT. Mục tiêu chính là nâng cao hiệu quả xử lý các chất hữu cơ (COD, BOD5), Nitơ, và Photpho trong nước thải bệnh viện.
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Nước thải từ Bệnh Viện Nhiệt Đới chứa nhiều chất độc hại và vi sinh vật gây bệnh, đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng và môi trường. Hệ thống xử lý nước thải hiện tại của bệnh viện không đáp ứng được yêu cầu về hiệu quả và công suất. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng Công Nghệ UMBR là cần thiết để giải quyết vấn đề này.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu nhằm xác định các thông số vận hành tối ưu của Mô Hình Pilot UMBR để xử lý nước thải bệnh viện, bao gồm thời gian lưu nước (HRT), tỷ lệ tuần hoàn nội bộ (IR), tỷ lệ tuần hoàn bùn (RAS), và thời gian lưu bùn (SRT). Kết quả mong đợi là đạt hiệu suất xử lý cao đối với các chất ô nhiễm chính.
II. Tổng quan về Công Nghệ UMBR
Công Nghệ UMBR (Upflow Multi-Layer Bioreactor) là một hệ thống xử lý nước thải tích hợp nhiều quá trình sinh học trong một bể, bao gồm kỵ khí, thiếu khí, và hiếu khí. Công nghệ này được thiết kế để xử lý hiệu quả các chất hữu cơ, Nitơ, và Photpho trong nước thải, đồng thời tiết kiệm năng lượng và diện tích so với các phương pháp truyền thống.
2.1 Nguyên lý hoạt động của UMBR
Mô Hình UMBR hoạt động dựa trên nguyên lý dòng chảy ngược, kết hợp các quá trình kỵ khí, thiếu khí, và hiếu khí trong một bể duy nhất. Quá trình này giúp tăng hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm, đặc biệt là Nitơ và Photpho, thông qua các phản ứng sinh học phức tạp.
2.2 Ưu điểm của Công Nghệ UMBR
Công nghệ UMBR mang lại nhiều ưu điểm như hiệu suất xử lý cao, tiết kiệm năng lượng, và giảm thiểu diện tích xây dựng. Đặc biệt, công nghệ này phù hợp với các loại nước thải có nồng độ chất hữu cơ và dinh dưỡng cao, như nước thải bệnh viện.
III. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc thiết kế và vận hành Mô Hình Pilot UMBR với công suất 30m3/ngày. Các thông số vận hành như IR, Q, RAS, và SRT được điều chỉnh để đánh giá hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm. Phương pháp phân tích hóa học và sinh học được sử dụng để đo lường các chỉ tiêu chất lượng nước thải.
3.1 Thiết kế mô hình nghiên cứu
Mô hình nghiên cứu được chia thành ba giai đoạn, với mười thí nghiệm khác nhau. Các thí nghiệm này tập trung vào việc tìm kiếm các thông số vận hành tối ưu, bao gồm tỷ lệ tuần hoàn nội bộ (IR), lưu lượng nước thải (Q), tỷ lệ tuần hoàn bùn (RAS), và thời gian lưu bùn (SRT).
3.2 Phương pháp phân tích
Các chỉ tiêu chất lượng nước thải như COD, BOD5, Nitơ, và Photpho được phân tích bằng các phương pháp hóa học và sinh học tiêu chuẩn. Kết quả phân tích được xử lý bằng phần mềm Excel để đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình.
IV. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy Mô Hình Pilot UMBR đạt hiệu suất xử lý cao đối với các chất ô nhiễm chính trong nước thải bệnh viện. Các thông số vận hành tối ưu được xác định là Q = 20m3/ngày, IR = 150%, RAS = 75%, và SRT = 12 ngày. Hiệu suất xử lý đạt được lần lượt là 94% đối với BOD5, 93% đối với COD, và 95% đối với Nitơ.
4.1 Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm
Kết quả cho thấy Mô Hình UMBR đạt hiệu suất xử lý cao đối với các chất hữu cơ (COD, BOD5) và các chất dinh dưỡng (Nitơ, Photpho). Đặc biệt, hiệu suất xử lý Nitơ đạt 95%, trong khi hiệu suất xử lý Photpho đạt 61%.
4.2 Đánh giá thông số vận hành tối ưu
Các thông số vận hành tối ưu được xác định là Q = 20m3/ngày, IR = 150%, RAS = 75%, và SRT = 12 ngày. Những thông số này giúp đạt được hiệu suất xử lý cao nhất và ổn định trong quá trình vận hành mô hình.
V. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của Công Nghệ UMBR trong việc xử lý nước thải bệnh viện. Các thông số vận hành tối ưu được xác định giúp nâng cao hiệu suất xử lý và giảm thiểu chi phí vận hành. Kết quả nghiên cứu là cơ sở quan trọng để áp dụng công nghệ này trong thực tế, đặc biệt là tại các bệnh viện có nhu cầu xử lý nước thải cao.
5.1 Kết luận
Mô Hình Pilot UMBR là một giải pháp hiệu quả để xử lý nước thải bệnh viện, đặc biệt là đối với các chất hữu cơ và dinh dưỡng. Các thông số vận hành tối ưu giúp đạt được hiệu suất xử lý cao và ổn định.
5.2 Kiến nghị
Cần tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng Công Nghệ UMBR trong các loại nước thải khác, như nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt. Đồng thời, cần phát triển các giải pháp để tối ưu hóa chi phí vận hành và bảo trì hệ thống.
