Luận án tiến sĩ về xử lý nước thải sinh hoạt xám bằng vật liệu laterit đá ong

• Tác giả: Khương Thị Hải Yến
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Minh Thư
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Xám Bằng Vật Liệu Laterit Đá Ong
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Nước thải xám
• 1.2. Khái niệm chung. Các phương pháp xử lý nước thải xám
• 1.3. Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về xử lý nước thải xám
• 1.4. Đá ong và ứng dụng đá ong trong lĩnh vực xử lý nước thải
• 1.4.1. Sơ lược về đá ong (laterit)
• 1.4.2. Khoáng vật trong đá ong có ích cho quá trình xử lý một số chất ô nhiễm có trong nước thải
• 1.4.3. Những công trình nghiên cứu trong và ngoài nước ứng dụng đá ong trong lĩnh vực xử lý nước thải
• 1.5. Kỹ thuật xếp lớp đa tầng
• 1.5.1. Khái niệm chung
• 1.5.2. Các công trình nghiên cứu về kỹ thuật xếp lớp đa tầng được thực hiện trong phòng thí nghiệm
• 1.5.3. Các công trình thực tiễn ứng dụng kỹ thuật xếp lớp đa tầng trong lĩnh vực xử lý nước thải
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÁM BẰNG ĐÁ ONG THEO KỸ THUẬT XẾP LỚP
• 2.1. Cơ sở khoa học nghiên cứu xử lý nước thải xám bằng đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng
• 2.1.1. Quá trình hấp phụ
• 2.1.2. Quá trình phân hủy sinh học
• 2.2. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2.1. Đá ong tự nhiên (VL1)
• 2.2.2. Đá ong biến tính nhiệt (VL2)
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Lấy và bảo quản mẫu nước thải
• 2.3.2. Bố trí thí nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÁM BẰNG ĐÁ ONG THEO KỸ THUẬT XẾP LỚP ĐA TẦNG
• 3.1. Tính chất nước thải xám nhà cao tầng trên địa bàn thành phố Hà Nội
• 3.2. Kết quả nghiên cứu mô hình xếp lớp đa tầng quy mô phòng thí nghiệm
• 3.2.1. Sự di chuyển của dòng nước qua các lớp đá ong
• 3.2.2. Xác định hệ số tốc độ phân hủy chất hữu cơ nền (qua thông số BOD5, COD) và chuyển hóa NH4 (qua thông số NH4-N) theo số lớp đá ong trong hệ thống xếp lớp đa tầng
• 3.3. Kết quả nghiên cứu mô hình thử nghiệm (pilot) xử lý tại chỗ nước thải sinh hoạt xám của nhà BS - Yên Thường
• 3.3.1. Xác định số lượng lớp vật liệu cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt xám nhà BS - Yên Thường
• 3.3.2. Xác định kích thước mô hình thử nghiệm (pilot) theo lưu lượng nước thải sinh hoạt xám cần xử lý
• 3.3.3. Quá trình khởi động mô hình thử nghiệm (pilot)
• 3.3.4. Kết quả nghiên cứu mô hình thử nghiệm xử lý tại chỗ nước thải xám cho nhà BS - Yên Thường
• 3.4. Giải pháp công nghệ xử lý nước thải xám bằng đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nước thải sinh hoạt xám đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng trong quản lý môi trường tại Việt Nam. Theo thống kê, nước thải xám chiếm đến 69% tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt. Đặc điểm của nước thải xám là nồng độ ô nhiễm thấp hơn so với nước thải đen, chủ yếu chứa chất hữu cơ và chất dinh dưỡng. Việc xử lý nước thải xám không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn có thể tái sử dụng cho các mục đích khác. Đá ong, một loại vật liệu tự nhiên có sẵn tại nhiều vùng ở Việt Nam, đã được nghiên cứu và chứng minh khả năng xử lý nước thải hiệu quả. Việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải bằng đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng có thể mở ra hướng đi mới trong việc xử lý nước thải sinh hoạt xám, giảm áp lực cho các nhà máy xử lý nước thải tập trung.

II. Mục tiêu của nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt xám bằng vật liệu đá ong theo kỹ thuật xếp lớp đa tầng. Cụ thể, nghiên cứu sẽ đánh giá tính chất nước thải sinh hoạt xám từ một số nhà cao tầng tại Hà Nội, xác định hiệu quả xử lý của đá ong trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm như BOD, COD, và nitơ. Nghiên cứu cũng sẽ thiết kế mô hình thử nghiệm để xử lý nước thải tại chỗ, nhằm đảm bảo nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép và có thể tái sử dụng cho các mục đích khác, góp phần vào việc tiết kiệm nguồn nước và bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp thu thập và phân tích mẫu nước thải sinh hoạt xám từ các nhà cao tầng. Các thông số như BOD, COD, T-N, T-P, NH4-N, và TSS sẽ được phân tích theo các tiêu chuẩn hiện hành. Mô hình thí nghiệm sẽ được xây dựng với từ 3 đến 7 lớp đá ong tự nhiên, nhằm đánh giá hiệu suất xử lý và hệ số phân hủy sinh học. Ngoài ra, mô hình thử nghiệm (pilot) sẽ được thiết kế để xử lý nước thải tại chỗ, từ đó xác định khả năng xử lý thực tế của đá ong trong điều kiện cụ thể.

IV. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy đá ong có khả năng xử lý nước thải sinh hoạt xám hiệu quả. Các thông số ô nhiễm như BOD, COD, và nitơ đều giảm đáng kể sau khi đi qua các lớp đá ong. Hiệu suất xử lý đạt yêu cầu cho phép, cho thấy khả năng tái sử dụng nước sau xử lý. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc áp dụng kỹ thuật xếp lớp đa tầng giúp tăng cường hiệu quả xử lý, đồng thời giảm thiểu hiện tượng tắc nghẽn do cặn bã tích tụ. Điều này mở ra cơ hội cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ này trong xử lý nước thải tại các khu đô thị.

V. Giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị khoa học mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao. Việc sử dụng đá ong, một vật liệu địa phương, giúp giảm chi phí và tăng tính bền vững trong xử lý nước thải. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt xám bằng đá ong có thể được áp dụng tại nhiều khu vực khác nhau, đặc biệt là ở những nơi có nguồn nước thải lớn nhưng chưa có hệ thống xử lý hiệu quả. Điều này góp phần bảo vệ môi trường, giảm ô nhiễm và tiết kiệm nguồn nước cho tương lai.