Xử lý nước thải là gì? Các công bố khoa học về Xử lý nước thải

Trong những năm gần đây, Hà Lan đã nỗ lực đáng kể trong việc phát triển một quy trình xử lý kị khí tinh vi hơn, phù hợp cho việc xử lý các loại chất thải có độ mạnh thấp và cho các ứng dụng với thời gian lưu nước từ 3-4 giờ. Những nỗ lực này đã dẫn đến một loại quy trình bùn hoạt tính lên (UASB) mới, trong các thí nghiệm tại nhà máy thí điểm 6 m³ gần đây, cho thấy khả năng xử lý tải lượng không gian hữu cơ từ 15-40 kg nhu cầu oxy hóa học (COD)·m⁻³/ngày tại thời gian lưu nước 3-8 giờ. Trong nhà máy lớn quy mô 200 m³ đầu tiên của khái niệm UASB, các tải lượng không gian hữu cơ lên đến 16 kg COD·m⁻³/ngày đã có thể được xử lý một cách thỏa đáng với thời gian lưu 4 giờ, sử dụng chất thải củ cải đường làm đầu vào. Các kết quả chính obtained được từ quy trình trong phòng thí nghiệm cũng như trong các thí nghiệm nhà máy thí điểm 6 m³ và quy mô đầy đủ 200 m³ được trình bày và đánh giá trong bài báo này. Sự chú ý đặc biệt được dành cho các đặc điểm vận hành chính của khái niệm phản ứng UASB. Hơn nữa, một số kết quả tạm thời được trình bày từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm liên quan đến việc sử dụng khái niệm phản ứng USB cho quá trình khử nitrat cũng như cho bước hình thành axit trong xử lý kị khí. Đối với cả hai mục đích, quy trình này có vẻ khả thi vì những kết quả rất thỏa đáng liên quan đến khử nitrat và hình thành axit có thể đạt được với các tải lượng thủy lực rất cao (12 ngày⁻¹) và tỷ lệ tải lượng hữu cơ cao, tức là, 20 kg COD·m⁻³/ngày trong các thí nghiệm khử nitrat và 60-80 kg COD·m⁻³/ngày trong các thí nghiệm hình thành axit.

Các mẫu nước đầu vào (chưa qua xử lý) và nước thải (đã qua xử lý) từ 18 nhà máy xử lý nước thải (WWTP) tại 14 đô thị ở Canada đã được phân tích để kiểm tra dư lượng của một số loại thuốc kê đơn và không kê đơn. Nhiều loại thuốc trung tính và axit đã được phát hiện trong nước thải, bao gồm các chất giảm đau/kháng viêm, chất điều hòa lipid và thuốc chống động kinh, carbamazepine. Dư lượng đã được chiết xuất từ nước thải bằng phương pháp chiết xuất pha rắn, sau đó hoặc là methyl hóa và phân tích các thuốc axit bằng sắc ký khí/kỹ thuật khối phổ, hoặc phân tích trực tiếp các thuốc trung tính bằng sắc ký lỏng/kỹ thuật khối phổ nối tiếp. Các thuốc giảm đau/kháng viêm như ibuprofen và naproxen, cũng như chất chuyển hóa của axit acetylsalicylic, axit salicylic, thường được phát hiện trong nước thải cuối với nồng độ μg/L. Chất điều hòa lipid axit clofibric và thuốc giảm đau/kháng viêm diclofenac không được phát hiện trong bất kỳ mẫu nước thải cuối nào, điều này không nhất quán với dữ liệu từ châu Âu. Tiền chất của axit clofibric, clofibrate, không được kê đơn rộng rãi như một chất điều hòa lipid ở Canada. Tuy nhiên, các chất điều hòa lipid bezafibrate và gemfibrozil đã được phát hiện trong một số mẫu nước đầu vào và nước thải. Các thuốc hóa trị liệu ifosfamide và cyclophosphamide cùng với thuốc chống viêm phenazone không được phát hiện trong mẫu nước đầu vào hoặc nước thải, nhưng thuốc giãn mạch pentoxyfylline đã được phát hiện với nồng độ ng/L trong một số nước thải cuối. Sự phổ biến của carbamazepine với nồng độ cao tới 2.3 μg/L có thể được giải thích bởi việc sử dụng loại thuốc này cho các mục đích điều trị khác ngoài điều trị động kinh và khả năng chống lại việc loại bỏ trong các nhà máy xử lý nước thải. Tỷ lệ loại bỏ ibuprofen và naproxen dường như tăng cao ở các nhà máy xử lý nước thải có thời gian lưu giữ thủy lực cho nước thải lớn hơn 12 giờ.

Trong thời đại này, công nghệ nano đang ngày càng được ưa chuộng do khả năng giảm kim loại, bán kim loại và oxit kim loại xuống kích thước nano, điều này về cơ bản làm thay đổi các tính chất vật lý, hóa học và quang học của chúng. Hạt nano oxit kẽm là một trong những oxit kim loại bán dẫn quan trọng nhất với nhiều ứng dụng trong lĩnh vực khoa học vật liệu. Tuy nhiên, một số yếu tố như độ pH của hỗn hợp phản ứng, nhiệt độ nung, thời gian phản ứng, tốc độ khuấy, tính chất của chất bao phủ và nồng độ của tiền chất kim loại có ảnh hưởng lớn đến các tính chất của hạt nano oxit kẽm và ứng dụng của chúng. Bài đánh giá này tập trung vào ảnh hưởng của các tham số tổng hợp đến hình thái, pha khoáng vật, tính chất kết cấu, vi cấu trúc và kích thước của hạt nano oxit kẽm. Ngoài ra, bài đánh giá cũng xem xét ứng dụng của oxit kẽm như một chất nano hấp phụ để loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải.

Các hormone steroid estrone (E₁), 17β‐estradiol (E₂), estriol (E₃), 17α‐ethinylestradiol (EE₂), và các dạng liên hợp của chúng đã được khảo sát trong một nhà máy xử lý nước thải nâng cao (STP). Nồng độ estrogen trong mẫu nước và bùn, được thu thập vào tháng 10 năm 2004 và tháng 4 năm 2005, đã được xác định bằng phương pháp sắc ký khí-spectrometric khối lượng và sắc ký lỏng-spectrometric khối lượng giai đoạn tandem. Đồng thời, hoạt tính estrogen được định lượng bằng cách sử dụng các dòng tế bào đáp ứng estrogen (MELN) để điều tra hành vi của tổng thể các hợp chất estrogen. Nồng độ estrogen tại đầu vào dao động từ 200 đến 500 ng/L, với tỷ lệ các dạng liên hợp chiếm hơn 50%. Các estrogen chính trong nước thải đầu vào là E₁ và E₃. Hoạt tính estrogen dao động trong khoảng từ 25 đến 130 ng/L tương đương E₂ (EEQs). Nồng độ estrogen và hoạt tính estrogen đo được ở đầu vào và trong nước thải đã qua xử lý sơ bộ tương tự nhau, cho thấy tác động yếu của quá trình xử lý sơ bộ đối với việc loại bỏ hormone. Ngược lại, cả nồng độ estrogen và hoạt tính estrogen đều giảm trong quá trình xử lý sinh học, với hiệu suất loại bỏ cao (>90%). Estrone, E₂, và EE₂ tồn tại trong nước đã xử lý dưới 10 ng/L, trong khi hoạt tính estrogen thấp hơn 5 ng/L EEQs. Lưu lượng khối lượng estrogen trong nước thải ra và bùn đại diện cho dưới 2% và 4%, tương ứng, của đầu vào. Do đó, phần của estrogen được hấp phụ vào bùn là rất nhỏ, và sự phân hủy sinh học là phương thức chính để loại bỏ estrogen. Cách tiếp cận kết hợp này, so sánh phân tích hóa học và sinh học, cho phép chúng tôi xác nhận rằng hầu hết hoạt tính estrogen xảy ra trong STP này, chủ yếu nhận nước thải sinh hoạt, là do hormone giới.

Bài báo này nhằm mục đích đo lường nồng độ metan hòa tan trong các chất thải từ các phản ứng UASB khác nhau (thí điểm, quy mô demo và quy mô lớn) xử lý nước thải sinh hoạt, nhằm tính toán mức độ bão hòa của khí nhà kính này và đánh giá tổn thất tiềm năng năng lượng trong các hệ thống như vậy. Kết quả cho thấy mức độ bão hòa metan, được tính toán theo định luật Henry, dao động từ ∼1,4 đến 1,7 trong các phản ứng khác nhau, cho thấy metan bị bão hòa quá mức trong pha lỏng. Các kết quả tổng thể chỉ ra rằng tổn thất metan hòa tan trong các chất thải kỵ khí là rất cao, dao động từ 36 đến 41% tổng lượng metan được tạo ra trong phản ứng. Những kết quả này cho thấy có sự tổn thất metan không kiểm soát đáng kể trong các nhà máy xử lý nước thải kỵ khí, điều này ngụ ý rằng cần nghiên cứu các công nghệ nhằm thu hồi khí nhà kính năng lượng này.

Nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm này đã điều tra xem liệu các chủng Escherichia coli kháng hai loại kháng sinh phổ biến là ampicillin và trimethoprim có khả năng kháng lại hai loại chất khử trùng phổ biến trong xử lý nước và nước thải, cụ thể là clo tự do và khử trùng bằng tia cực tím, mạnh hơn so với một chủng E. coli nhạy cảm với kháng sinh tách ra từ bùn thải hay không. E. coli kháng trimethoprim có khả năng kháng clo mạnh hơn một chút so với chủng nhạy cảm với kháng sinh và E. coli kháng ampicillin trong điều kiện nghiên cứu (độ tin cậy 95%), tuy nhiên sự khác biệt này không đáng kể dưới điều kiện clo hóa thông thường áp dụng trong thực tế. Không có sự khác biệt đáng kể về mặt thống kê giữa các hồ sơ đáp ứng liều tia cực tím của các chủng E. coli kháng kháng sinh và nhạy cảm với kháng sinh trong khoảng liều tia cực tím đã thử nghiệm.

GHI NỘI: Việc xử lý nước thải từ nhà máy chưng cất, nước thải axit terephthalic tinh khiết (PTA) và nước glucose tổng hợp đã được thực hiện và các sản phẩm vi sinh hòa tan (SMPs) trong effluent kỵ khí đã được điều tra.

KẾT QUẢ: Phân tích khí sắc ký - khối phổ (GC-MS) cho thấy ngoài các dư lượng phân hủy, các alkane chuỗi dài, ester và axit đã chiếm hầu hết các SMPs có trọng lượng phân tử thấp trong các effluent. Tổng lượng protein và polysaccharide SMPs trong effluent đã tăng từ 50 lên 323 mg L⁻¹ khi tỷ lệ tải hữu cơ (OLR) tăng từ 2.5 lên 10.5 kg m⁻³ d⁻¹; khi COD đầu vào thay đổi từ 5000 lên 10 000 mg L⁻¹, tổng lượng đã tăng từ 54 lên 98 mg L⁻¹ ở OLR khoảng 5 kg m⁻³ d⁻¹.

KẾT LUẬN: Kết quả cho thấy rằng SMPs chiếm một tỷ lệ quan trọng trong các hợp chất hữu cơ trong các effluent kỵ khí; các SMPs có trọng lượng phân tử thấp chủ yếu là alkane chuỗi dài, ester và axit. Các SMPs protein và polysaccharide tăng lên khi OLR tăng, trong khi nồng độ đầu vào cao hơn dẫn đến nồng độ SMPs cao hơn tại cùng một OLR. Từ sự biến đổi của SMPs protein và polysaccharide dọc theo chiều cao của các phản ứng kỵ khí, có thể suy ra rằng các methanogen có thể đã đóng góp nhiều hơn vào việc tiêu thụ SMPs. Bản quyền © 2010 Hiệp hội Công nghiệp Hóa học

Việc đánh giá số lượng chất hoạt động bề mặt anion (AS) trong môi trường đã trở thành một chủ đề nghiên cứu được tiến hành rộng rãi trên toàn thế giới. Tuy nhiên, vẫn còn những câu hỏi quan trọng liên quan đến sự hiện diện của chúng trong nước thải ở Algeria được thải ra Biển Địa Trung Hải. Để lần đầu tiên thực hiện việc giám sát AS trong một nhà máy xử lý nước thải (WWTP) nằm cách Algiers khoảng 30 km về phía tây, bốn điểm lấy mẫu đã được chọn để kiểm tra hành vi của AS và điều tra hiệu quả loại bỏ chất hoạt động bề mặt của WWTP: nước thải chưa xử lý (UW), mẫu đã được làm sạch qua xử lý sơ bộ, mẫu đã được xử lý sinh học và nước đã được xử lý. Để hoàn thành công việc này, một phương pháp quang phổ xác định AS đã được phát triển. Dioctyl sulfosuccinate sodium được chọn làm chất tham khảo do có chi phí thấp và độ phản ứng cao so với các AS khác thường được sử dụng bởi phương pháp này. Các ảnh hưởng của độ pH, thời gian chiết xuất và bước rửa đã được nghiên cứu. Thể tích dung môi đã được tối ưu hóa. Đường cong hiệu chuẩn là tuyến tính và thể hiện hệ số tương quan đáng kể. Giới hạn phát hiện thấp nhất được xác định khoảng 10⁻⁶ M. Các phương pháp xử lý cơ học và sinh học loại bỏ 53 % AS khỏi nước thải trước khi được thải ra môi trường nước. Nồng độ AS thải ra Biển Địa Trung Hải trong khu vực được nghiên cứu đạt khoảng 10⁻⁴ M.