Đề tài Nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải của công ty cổ phần kỹ nghệ thực phẩm Việt Nam – Vifon bằng mô hình keo tụ, tạo bông và mô hình lắng

taïo thaønh maø caùc ion H+ cuõng goùp phaàn vaøo vieäc xaùc ñònh hieäu quaû treân. Caùc ion H+ ñöôïc giaûi phoùng seõ ñöôïc khöû baèng ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc (ñöôïc ñaùnh giaù baèng HCO3-). Neáu ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc thaáp khoâng ñuû ñeå hoøa tan ion H+ thì caàn thöïc hieän kieàm hoùa nöôùc. Chaát thoâng duïng nhaát ñeå kieàm hoùa nöôùc laø voâi(CaO). Ngoaøi ra coøn coù theå söû duïng soâda (Na2CO3) hoaëc suùt (NaOH). Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tu, taïo boâng khi söû duïng pheøn nhoâm. Trò soá pH cuûa nöôùc. Trò soá pH cuûa nöôùc coù aûnh höôûng lôùn vaø nhieàu maët ñeán quaù trình keo tuï. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi ñoä hoøa tan nhoâm hydroxit, ñaây laø moät hydroxit löôõng tính ñieån hình. Trò soá pH quaù cao hoaëc quaù thaáp ñeàu aûnh höôûng khaû naêng hoøa tan cuûa Al(OH)3 vaø haøm löôïng nhoâm dö trong nöôùc taêng leân. Neáu pH < 5,5 Al(OH)3 ñoùng vai troø laø moät chaát kieàm, löôïng Al3+ trong nöôùc taêng: Al(OH)3 + 3H+ à Al3+ + 3H2O Neáu pH taêng cao ñeán hôn 7,5, Al(OH)3 coù vai troø nhö moät axit laøm cho goác AlO2- trong nöôùc xuaát hieän: Al(OH)3 + OH- à AlO2- + 2H2O Neáu pH > 9, ñoä hoøa tan cuûa Al(OH)3 nhanh choùng taêng lôùn taïo thaønh dung dòch muoái nhoâm. Khi trong nöôùc coù SO42-, trong phaïm vi pH = 5,5 ÷ 7, trong keát tuûa coù muoái sunfat kieàm raát ít hoøa tan. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi ñieän tích haït keo nhoâm hydroxit. Trò soá pH ñoái vôùi tính naêng mang ñieän cuûa haït keo coù aûnh höôûng raát lôùn. Khi 5 < pH <8, noù mang ñieän döông, caáu taïo cuûa ñaùm keo hình thaønh do söï phaân huyû cuûa nhoâm sunfat. Khi pH < 5, noù mang ñieän döông vaø haáp phuï SO42-. Khi pH ~8, noù toàn taïi ôû hình thaùi hydroxit trung tính, do vaäy maø keát tuûa deã daøng nhaát. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi caùc chaát höõu cô trong nöôùc. Chaát höõu cô trong nöôùc nhö thöïc vaät bò thoái röõa, khi pH thaáp, dung dòch keo cuûa axit humic mang ñieän tích aâm, chaát keo tuï deã daøng ñöôïc khöû. Khi pH cao, noù trôû thaønh muoái axit humic deã tan, hieäu quaû khöû keùm. Vì vaäy neáu söû duïng muoái naøy, pH thích hôïp nhaát laø 6 ÷ 6,5. Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi toác ñoä keo tuï dung dòch keo. Khi duøng muoái keo laøm chaát keo tuï, trò soá pH toái öu naèm trong giôùi haïn 6,5 ÷ 7,5. Quy luaät noùi chung laø pH töông ñoái thaáp thì thích hôïp nhaát. Ñeå khöû ñi vaät huyeàn phuø vaø dung dòch keo töï nhieân thì pH gaàn baèng 8 laø thích hôïp nhaát, vì Al(OH)3 deã laéng xuoáng. Löôïng duøng chaát keo tuï. Tuyø ñieàu kieän cuï theå khaùc nhau, phaûi thöïc hieän chuyeân moân ñeå tìm ra löôïng pheøn toái öu cho töøng loaïi nöôùc.Nhìn chung löôïng pheøn thöôøng laø 0,1÷0,5mgñl/l, neáu duøng Al2 (SO4)3.18H2O thì töông ñöông 10 ÷ 50 mg/l. Nhö vaäy, neáu haøm löôïng chaát huyeàn phuø trong nöôùc caøng lôùn thì löôïng chaát keo tuï caøng lôùn. Nhieät ñoä nöôùc. Khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, nhieät ñoä nöôùc aûnh höôûng lôùn ñeán hieäu quaû keo tuï. Khi nhieät ñoä thaáp nhaát(< 50C), boâng sinh ra to, xoáp, chöùa nhieàu nöôùc, laéng chaäm, hieäu quaû thaáp. Nhieät ñoä thích hôïp nhaát laø 25 ÷ 300C. Taïp chaát trong nöôùc. Ñaây laø yeáu toá troïng yeáu aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï. Toác ñoä khuaáy toát nhaát laø töø nhanh chuyeån sang chaäm. Khi hoãn hôïp keo tuï ñöôïc hình thaønh, khoâng neân khuaáy quaù nhanh, vì boâng pheøn khoâng nhöõng khoù lôùn maø coøn coù theå ñaùnh vôõ nhöõng boâng pheøn ñaõ ñöôïc hình thaønh. Toác ñoä hoån hôïp cuûa nöôùc vaø chaát keo tuï. Ion ngöôïc daáu (HCO3-, SO42-, Cl-) laø moät trong caùc taïp chaát aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï. Moâi chaát tieáp xuùc. Khi thöïc hieän quaù trình keo tuï neáu trong nöôùc duy trì moät lôùp caën buøn nhaát ñònh, quaù trình xaûy ra nhanh, toác ñoä keát tuûa nhanh hôn. Cho neân hieän nay thieát bò duøng ñeå keo tuï hoaëc xöû lyù baèng keát tuûa khaùc, phaàn lôùn ñeàu coù thieát keá theâm lôùp buøn. 5.1.3 Moâ taû moâ hình. Hình 5.1 Moâ hình thieát bò Jartest Thieát bò goàm 6 caùnh khuaáy quay cuøng toác ñoä. Nhôø hoäp soá, toác ñoä quay coù theå ñieàu chænh ñöôïc ôû daõy 10 ÷ 150 voøng/phuùt ( rpm). Caùnh khuaáy coù daïng turbine goàm 2 baûng phaúng naèm cuøng moät maët phaúng thaúng ñöùng. Caùnh khuaáy ñaët trong 6 beakers dung tích 1 lít chöùa cuøng moät maãu nöôùc thoâ trong moät ñôït thí nghieäm. 5.1.4 Coâng taùc chuaån bò thieát bò vaø duïng cuï. Duïng cuï thí nghieäm. 6 beaker 1000 ml. - 6 beaker 250ml Pipet 1ml, 25 ml, - Ñuõa thuûy tinh Giaøn caùnh khuaáy jartest - Maùy ño ñoä haáp thu(ABS) Hoaù chaát. NaOH 0,5N Pheøn nhoâm 5% Dung dòch PAC 30%. 5.1.5 Tieán haønh thí nghieäm xaùc ñònh lieàu löôïng pheøn vaø pH toái öu. Xaùc ñònh sô boä löôïng pheøn toái öu. Laáy 200ml maãu nöôùc thaûi cho vaøo beaker vaø cho chaát keo tuï vaøo vôùi löôïng taêng nhoû. Sau moãi laàn taêng löông chaát keo tuï, khuaáy troän nhanh 1 phuùt, sau ñoù khuaáy chaäm trong 3 phuùt. Treâm löôïng chaát keo tuï cho ñeán khi thaáy boâng caën hình thaønh, ghi nhaän haøm löôïng pheøn naøy. Xaùc ñònh pH toái öu. Laáy 1000 ml nöôùc maùy cho vaøo moãi beaker 1000 ml. Ño ñoä maøu cuûa caùc coác. Chuaån bò saün saøng theå tích dung dòch keo tuï (pheøn nhoâm 5%) öùng vôùi noàng ñoä pheøn ñaõ choïn ban ñaàu vaø caùc theå tích dung dòch kieàm ñeå cho ra caùc giaù trò pH khaùc nhau töø 4 ÷ 7 trong caùc beaker. Ñaët caùc beaker vaøo thieát bò khuaáy Jartest, chænh caùc caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 140 voøng/ phuùt trong 20 phuùt. Giaûm toác ñoä coøn 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt, ñoàng thôøi cho vaøo moät löôïng chaát trôï laéng PAC 30% vaøo. Taét maùy khuaáy. Ñeå laéng tónh trong 30 phuùt.Sau ñoù laáy maãu treân beà maët xaùc ñònh ñoä maøu. Giaù trò pH toái öu laø giaù trò öùng vôùi maãu coù ñoä maøu thaáp nhaát. Töø keát quaû thí nghieäm seõ keát luaän ñöôïc pH toái öu töông öùng vôùi ñoä maøu thaáp nhaát. Xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu. Sau khi xaùc ñònh ñöôïc khoaûng pH toái öu, vieäc löïa choïn haøm löôïng pheøn toái öu ñöôïc tieán haønh döïa treân pH ñoù. ÔÛ ñaây choïn pH toái öu nhö thí nghieäm tröôùc pH = 7 Laáy 1000 ml nöôùc maùy cho vaøo moãi beaker 1000 ml. Ño ñoä maøu cuûa caùc coác. Cho löôïng pheøn theo thöù töï taêng daàn töø 0.5 ÷ 3 mg/l vaøo caùc beaker theo thöù töï töø beaker 1 ñeán beaker 5. Vì haøm löôïng pheøn ñöa vaøo moãi beaker khaùc nhau neân ñeå giöõ pH coá ñònh laø 6.0 phaûi thay ñoåi löôïng NaOH cho phuø hôïp ñeå ñaït pH toái öu töông öùng vôùi caùc lieàu löôïng pheøn khaùc nhau. Ñaët caùc beaker vaøo thieát bò Jartest, môû caùc caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt, sau ñoù quay chaäm ôû toác ñoä 40 voøng/phuùt trong voøng 15 phuùt ñoàng thôøi cho theâm moät löôïng chaát trôï laéng PAC 30% vaøo caùc beaker. Taét maùy khuaáy, ñeå laéng tónh trong voøng 30 phuùt. Sau ñoù laáy maãu nöôùc laéng(lôùp nöôùc phía treân) ñeå ño ñoä maøu. Lieàu löôïng pheøn toái öu laø lieàu löôïng öùng vôùi maãu coù ñoä maøu thaáp nhaát. Töø keát quaû thí nghieäm seõ keát luaän ñöôïc haøm löôïng pheøn toái öu töông öùng vôùi ñoä maøu. 5.2 MOÂ HÌNH QUAÙ TRÌNH LAÉNG. 5.2.1 Muïc ñích. Xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn ôû caùc hieäu quaû laéng toång coäng khaùc nhau. Xaùc ñònh thôøi gian laéng ôû caùc hieäu quaû laéng toång coäng khaùc nhau. 5.2.2 Cô sôû lyù thuyeát quaù trình laéng. Laéng laø quaù trình taùch khoûi nöôùc caën lô löûng hoaëc boâng caën hình thaønh trong giai ñoaïn keo tuï taïo boâng. Trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc caáp, quaù trình laéng ñöôïc öùng duïng: Laéng caën phuø sa khi nöôùc maït coù haøm löôïng phuø sa lôùn vaø laéng caïn nöôùc thoâ tröôùc khi loïc coù ñoä ñuïc thaáp. Laéng boâng caën pheøn/polymer trong coâng ngheä khöû ñuïc vaø maøu nöôùc maët. Laéng boâng caën voâi- magieâ trong coâng ngheä khöû cöùng baèng hoùa chaát. Laéng boâng caën saét vaø mangan trong coâng ngheä khöû saét vaø mangan. Trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi, quaù trình laéng ñöôïc öùng duïng: Laéng caùt, saïn, maûnh kim loaïi, thuyû tinh, xöông, haït seùt ôû beå laéng caùt. Loaïi boû chaát lô löûng ôû beå laéng ñôït 1. Laéng buøn hoaït tính hoaëc maøng vi sinh vaät ôû beå laéng ñôït 2. Baûng 5.1: Caùc daïng tính chaát laéng cuûa caùc haït. Daïng laéng Quaù trình ÖÙng duïng/nôi xaûy ra Laéng rôøi raïc (loaïi 1) Laø quaù trình laéng cuûa caùc haït trong hoån hôïp huyeàn phuø ôû noàng ñoä thaáp. Caùc haït khoâng keo tuï, söï töông taùc giöõa caùc haït khoâng ñaùng keå. Loaïi caùc soûi ra khoûi nöôùc thaûi. Laéng boâng ( loaïi 2) Laø quaù trình laéng cuûa caùc haït keát tuï trong hoån hôïp huyeàn phuø hôi loaõng, do caùc haït raén keát hôïp laïi vôùi nhau laøm taêng khoái löôïng haït laéng vaø toác ñoä laéng taêng trong quaù trình laéng Loaïi moät phaàn chaát raén lô löûng trong xöû lí nöôùc thaûi chöa xöû lí ñöôïc trong caùc coâng trình xöû lí laéng sô caáp vaø phaàn treân cuûa caùc beå thöù caáp. caùc loaïi boâng tuï keo tuï trong caùc beå laéng cuõng ñöôïc khöû baèng loaïi laéng naøy . (Baûng 5.1: Caùc daïng tính chaát laéng cuûa caùc haït. ) Daïng laéng Quaù trình ÖÙng duïng/nôi xaûy ra Laéng caûn trôû ( loaïi 3) Laø quaù trình laéng cuûa caùc haït lô löûng trong hoån hôïp huyeàn phuø coù noàng ñoä cao(>1000 mg/l). Trong ñoù löïc töông taùc giöõa caùc haït caûn trôû söï laéng cuûa caùc haït beân caïnh.Vì vaäy caùc haït coù khuynh höôùng duy trì vò trí khoâng ñoåi vôùi caùc haït khaùc.Caû khoái haït nhö moät theå thoáng nhaát laéng xuoáng . Xaûy ra ôû coâng trình laéng thöù caáp. Laéng neùn ( loaïi 4) Laø quaù trình laéng cuûa caùc haït trong hoån hôïp huyeàn phuø coù noàng ñoä ôû möùc taïo neân moät caáu truùc, taïi ñoù caùc haït raén laéng chæ do söï neùn eùp cuûa caùc caáu truùc ñoù. Söï eùp naøy xaûy ra do troïng löïc cuûa caùc haït raén lieân tieáp theâm vaøo bôûi söï laéng cuûa chuùng töø lôùp loûng ôû phía treân. Toác ñoä laéng neùn nhoû hôn toác ñoä laéng töï do, do xuaát hieän doøng chaát loûng ñi ngöôïc leân vaø ñoä nhôùt cuûa moâi tröôøng lôùn. Thöôøng xaûy ra trong lôùp döôùi cuûa khoái buøn naèm saâu döôùi ñaùy beå laéng thöù caáp hay thieát bò laøm ñaëc buøn ( Theo giaùo trình Tính Toaùn Thieát Keá Caùc Coâng Trình Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Ñoä Thò Vaø Coâng Nghieäp – Laâm Minh Trieát chuû bieân). Hai ñaïi löôïng quan troïng trong vieäc thieát keá beå laéng chính laø toác ñoä laéng vaø toác ñoä chaûy traøn. Ñeå thieát keá moät beå laéng lyù töôûng, ñaàu tieân ngöôøi ta xaùc ñònh toác ñoä laéng cuûa haït caàn ñöôïc loaïi vaø khi ñoù ñaët toác ñoä chaûy traøn nhoû hôn toác ñoä laéng. Quaù trình laéng ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc haït keát dính vôùi nhau trong suoát quaù trình laéng. Do quaù trình taïo boâng xaûy ra neân caùc boâng caën taêng daàn kích thöôùc vaø toác ñoâ laéng taêng. Khoâng coù moät coâng thöùc toaùn hoïc thích hôïp naøo ñeå bieåu thò quaù trình laéng naøy. Vì vaät ñeå xaùc ñònh coù caùc thoâng soá thieát keá laèn daïng naøy, ngöôøi ta xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn vaø thôøi gian laéng ôû hieäu quaû khöû boâng caën cho tröôùc töø thí nghieäm coät laéng. Töø ñoù nhaân vôùi heä soá quy moâ ngöôøi ta coù ñöôïc toác ñoä chaûy traøn vaø thôøi gian laéng thieát keá. 5.2.3 Moâ taû moâ hình. Hình 5.2: Moâ hình coät laéng. Moâ hình coät laéng coù kích thöôùc 0.15m x 0.15m x 2m, doïc theo chieàu cao töø 0.1m, 0.3m, 0.5m, ..., 1.7m, 1.9m cuûa coät laéng coù boá trí caùc van thu nöôùc. 5.2.4 Coâng taùc chuaån bò thieát bò vaø duïng cuï. Duïng cuï thí nghieäm: OÁng nghieäm 10 ml: 3O oáng. - Erlen 100, 125 ml: 10 caùi. Pheãu loïc : 10 caùi. - Pipet 10ml : 1 caùi. Giaáy loïc - Thuøng nöôùc 45 lít. Hoaù chaát: NaOH: 24 g pha thaønh 500 ml dd NaOH 0,5N. - Al2(SO4)3.18H2O: 97,36 g pha thaønh 500ml dd Al2(SO4)3.18H2O, C = 5%. 5.2.5 Tieán haønh thí nghieäm. Vôùi hoaù chaát taïi phoøng thí nghieäm. Duøng thuøng chöùa coù theå tích 45 lít cho nöôùc thaûi ñaày, tuaàn töï cho hoùa chaát vaøo theo thöù töï: cho NaOH vaøo, khuaáy ñeàu, cho tieáp pheøn nhoâm, khuaáy ñeàu cho hoùa chaát tan heát trong nöôùc. Ñeå cho hoãn hôïp nöôùc phaûn öùng trong 15 – 30 phuùt. Caét 80 mieáng giaáy loïc, ñaùnh soá töø 1 – 80, ñem saáy khoâ trong 30 phuùt ôû 1050C. Sau ñoù huùt aåm trong voøng 15phuùt, caân khoái löôïng m0 cuûa moãi tôø giaáy. Ñem ñoå nöôùc vaøo coät laéng. Laàn löôït laáy maãu nöôùc vaø kieåm tra löôïng SS ôû caùc thôøi ñieåm khaùc nhau vaø ñoä saâu khaùc nhau. Moái laàn laéng xong thöïc hieän saáy giaáy loïc, huùt aåm vaø caân m1 ñeå tính haøm löôïng SS baèng coâng thöùc sau: Trong ñoù: M1: khoái löôïng giaáy sau khi loïc ( g). M0: khoái löôïng giaáy tröôùc khi loïc (g). VMAU: theå tích nöôùc thaûi cho qua giaáy loïc ( ml). Vôùi hoaù chaát taïi Coâng ty VIFON. Dung dòch keo tuï Al2(SO4)3 ,C = 10% (72 lít Al2(SO4)3 / 42 m3nöôùc thaûi) Dung dòch taïo boâng A_Polymer vôùi noàng ñoä C = 0,1%. Dung dòch NaOH vôùi noàng ñoä C = 10%. 5.3 KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM. 5.3.1 Moâ hình quaù trình keo tuï, taïo boâng. Xaùc ñònh sô boä löôïng pheøn toái öu. Baûng 5.2 : Keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh sô boä löôïng pheøn toái öu. Coác 1 2 3 4 5 6 Nöôùc thaûi(ml) 200 200 200 200 200 200 Pt – Co ban ñaàu 2250 2250 2250 2250 2250 2250 Pheøn Al 5%(ml) 1,25 2,7 4,15 7,05 9,5 11 PAC 30 %(ml) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Pt – Co sau 1430 780 475 323 403 560 Hieäu quaû xöû lyù(%) 36,44 65,33 78,89 85,64 82,09 75,11 Ñoà thò 5.1 :Ñoà thò bieåu dieãn ñoä maøu sau xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn Al2(SO4)3.18H2O, C = 5% thay ñoåi. Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 5.1 ta thaáy ñoä maøu cuûa caùc beaker sau xöû lyù giaûm daàn töø beaker soá 1 ñeán soá 4 vôùi giaù trò töông öùng laø 1430, 780, 475 vaø 323, nhöng beaker soá 5 vaø 6 thì ñoä maøu coù chieàu höôùng taêng leân. Ñieàu ñoù cho thaáy giaù trò pheøn nhoâm (Al2(SO4)3.18H2O, C = 5%) thay ñoåi taêng daàn nhöng khoâng coù nghóa laø ñoä maøu giaûm daàn sau xöû lyù. Ñoà thò 5.2: Ñoà thò bieåu dieãn giaù trò COD sau xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3.18H2O, C = 5% thay ñoåi. à Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 5.2 ta thaáy giaù trò COD giaûm daàn trong caùc baeker 1, 2, 3, 4 ñeán baeker soá 5 vaø thì giaù trò COD taêng leân. Ñieàu ñoù cho ta thaáy löôïng pheøn nhoâm töø 1,2ml ñeán 7,05ml thì laøm giaûm oâ nhieãm trong nöôùc thaûi cuûa Coâng ty VIFON, nhöng neáu löôïng pheøn taêng hôn giaù trò 7,05 thì goùp phaàn laøm taêng söï oâ nhieãm trong nöôùc thaûi cuûa Coâng ty VIFON. Ñoà thò 5.3: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu suaát xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3.18H2O, C = 5% thay ñoåi. à Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 5.3 ta thaáy hieäu suaát xöû lyù ôû baeker soá 4 laø cao nhaát ( 85.64%) öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm laø 7.05 ml. Ñaây cuõng chính laø löôïng pheøn nhoâm toái öu trong thí nghieäm sô boä, laø cô sôû cho thí nghieäm xaùc ñònh pH toái öu. Xaùc ñònh giaù trò pH toái öu. Baûng 5.3: Keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh pH toái öu. Coác 1 2 3 4 5 6 Nöôùc thaûi(ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Khuaáy nheï baèng ñuõa thuûy tinh Ño ñoä maøu cuûa caùc coác ôû böôùc soùng 455 nm Pt – Co ban ñaàu 2250 2250 2250 2250 2250 2250 Pheøn Al 5%(ml) 31,725 31,725 31,725 31,725 31,725 31,725 NaOH 0,1N (ml) 0 13 28 35 32 30 pH ra 4 4,47 5,18 6,92 6,1 55,3 Khuaáy nhanh 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt PAC 30 %(ml) 1 1 1 1 1 1 Khuaáy chaäm 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt Ñeå laéng trong 30 phuùt Pt – Co 260 190 50 25 40 120 Hieäu quaû xöû lyù(%) 88,44 91,56 97,78 98,89 98,22 94,67 Ñoà thò 5.4: Ñoà thò bieåu dieãn ñoä maøu sau xöû lyù öùng vôùi giaù trò pH thay ñoåi. à Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 5.4 ta thaáy ñoä maøu cuûa caùc baeker 1, 2, 3, 4 coù chieàu höôùng giaûm roû reät töø 260, 190, 50, 25 töông öùng vôùi giaù trò pH töø 4; 4,47; 5,18; 6,92, coøn caùc beaker 5 vaø 6 thì laïi coù ñoä maøu laïi taêng öùng vôùi giaù trò pH 6,1 vaø 55,3. Nhö vaäy giaù trò pH thích hôïp ôû ñaây laø 6,92 vôùi ñoä maøu sau xöû lyù laø 25. Hình 5.5: Ñoà thò bieåu dieãn giaù trò COD sau xöû lyù öùng vôùi giaù trò pH thay ñoåi. à Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 5.5 ta thaáy noàng ñoä COD giaûm daàn ôû caùc baeker soá 1, 2, 3, 4 vôùi giaù trò töông öùng laø 1050,56; 580,16; 470,4; 392, coøn baeker soá 5 vaø 6 thì taêng leân ñeán 548,8 vaø 705,6. Ñieàu ñoù cho thaáy giaù trò pH thích hôïp nhaát cho quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi cuûa Coâng ty VIFON laø 6,92. Hình 5.6: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu suaát xöû lyù öùng vôùi giaù trò pH thay ñoåi. à Nhaän xeùt: Töø keát quaû thí nghieäm vaø ñoà thò treân ta thaáy giaù trò pH toái öu ôû beaker soá 4 vôùi pH = 6,92 vaø ñaït hieäu suaát xöû lyù laø 98,89%. Xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu. Baûng 5.4: Keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh pheøn Al2(SO4)3.18H2O, C = 5 % toái öu. Coác 1 2 3 4 5 6 Nöôùc thaûi(ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Khuaáy nheï baèng ñuõa thuûy tinh Ño ñoä maøu cuûa caùc coác ôû böôùc soùng 455 nm Pt – Co ban ñaàu 2250 2250 2250 2250 2250 2250 Pheøn Al 5%(ml) 15 20 25 30 35 40 NaOH 0,1N (ml) 22 25 31 40 47 55 H2SO4 0.5N(ml) 1.5 0.5 0 0 0 0 pH ra 6,45 6,45 6,47 6,5 6,48 6,48 Khuaáy nhanh 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt PAC 30 %(ml) 1 1 1 1 1 1 Khuaáy chaäm 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt Ñeå laéng trong 30 phuùt Pt – Co 23 10 18 19 20 26 Hieäu quaû xöû lyù(%) 98,98 99,56 99,20 99,16 99,11 98,84 Ñoà thò 5.7: Ñoà thò bieåu dieãn ñoä maøu sau xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3.18H2O, C = 5 % thay ñoåi. à Nhaän xeùt: Töø ñoà thò 5.7 ta thaáy ñoä maøu sau xöû lyù giaûm raát thaáp, ñieàu ñoù chöùng toû vôùi löôïng pheøn thay ñoåi töø 15, 20, 25, 30, 35, 40 ml raát thích hôïp cho vieäc xaùc ñònh pheøn toái öu. Ñoà thò 5.8: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu suaát xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3.18H2O, C = 5 % thay ñoåi. à Nhaän xeùt: Töø keát quaû thí nghieäm vaø ñoà thò treân ta thaáy löôïng pheøn toái öu laø ôû beaker soá 2 vôùi löôïng pheøn töông öùng 20 ml vaø ñaït hieäu suaát xöû lyù laø 99,56%. Ñoà thò 5.9: Ñoà thò bieåu dieãn giaù trò COD sau xöû lyù öùng vôùi löôïng pheøn nhoâm Al2(SO4)3.18H2O, C = 5 % thay ñoåi. à KEÁT LUAÄN: Giaù trò pH thích hôïp cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi laø pH = 6,5 ÷7. Löôïng pheøn toái öu laø: 20 ml Al2(SO4)3.18H2O (C = 5 %)/1.000 ml nöôùc thaûi thì hieäu quaû xöû lyù ñaït toái ña (99,56 %). Löôïng PAC ( C = 30%): 1 ml PAC / 1.000 ml nöôùc thaûi. 5.3.2 Moâ hình quaù trình laéng. Keát quaû laéng laàn 1. Baûng 5.5: Keát quaû quaù trình laéng (laàn 1). Ñoä Cao (m) Thôøi gian ( phuùt) 1' 5' 15' 20' 30' 40' 45' 60' 90' 0.1 2850 6770 4550 5420 5780 6930 7120 6470 2370 0.3 1480 1340 1040 340 480 1030 540 490 210 0.5 650 2330 760 160 350 850 540 110 90 0.7 270 630 970 260 60 1090 340 130 150 0.9 410 860 640 410 220 970 300 100 130 1.1 1080 510 580 220 530 890 380 320 160 1.3 780 890 510 170 100 630 360 310 70 1.5 310 740 460 850 820 770 390 190 460 1.7 1010 550 570 800 130 760 330 130 240 1.9 600 590 810 140 100 610 170 120 710 Baûng 5.6: Hieäu suaát xöû lyù SS ( laàn 1). Ñoä cao(m) Thôøi gian ( phuùt) 5' 15' 20' 30' 40' 45' 60' 90' 0.1 -138 -60 -90 -103 -143 -150 -127 17 0.3 9 30 77 68 30 64 67 86 0.5 -258 -17 75 46 -31 17 83 86 0.7 -133 -259 4 78 -304 -26 52 44 0.9 -110 -56 0 46 -137 27 76 68 1.1 53 46 80 51 18 65 70 85 1.3 -14 35 78 87 19 54 60 91 1.5 -139 -48 -174 -165 -148 -26 39 -48 1.7 46 44 21 87 25 67 87 76 1.9 2 -35 77 83 -2 72 80 -18 à Nhaän xeùt: Töø baûng 5.6 ta thaáy hieäu suaát xöû lyù SS chæ taêng cao ôû thôøi gian 30 phuùt. Keát quaû laéng laàn 2. Baûng 5.7: Keát quaû quaù trình laéng ( laàn 2) Ñoä cao (m) Thôøi gian ( phuùt) 1' 5' 15' 20' 30' 40' 45' 60' 90' 0.1 3190 5690 5130 5620 340 10640 19490 18980 1030 0.3 1600 1520 1410 580 530 430 1050 90 960 0.5 1440 680 1390 800 710 210 420 150 890 0.7 1840 1780 1240 890 740 550 600 350 450 0.9 2150 3120 1170 890 810 570 230 2420 450 1.1 1640 340 80 620 1000 180 60 730 680 1.3 1990 760 160 450 740 110 50 800 390 1.5 2420 990 450 680 1110 60 30 900 330 1.7 1790 840 510 580 890 250 30 800 200 1.9 1650 500 810 500 980 170 330 190 110 Baûng 5.8: Hieäu suaát xöû lyù SS ( laàn 2) Ñoä cao(m) Thôøi gian ( phuùt) 5' 15' 20' 30' 40' 45' 60' 90' 0.1 -78 -61 -76 89 -234 -511 -495 68 0.3 5 12 64 67 73 34 94 40 0.5 53 3 44 51 85 71 90 38 0.7 3 33 52 60 70 67 81 76 0.9 -45 46 59 62 73 89 -13 79 1.1 79 95 62 39 89 96 55 59 1.3 62 92 77 63 94 97 60 80 1.5 59 81 72 54 98 99 63 86 1.7 53 72 68 50 86 98 55 89 1.9 70 51 70 41 90 80 88 93 à Nhaän xeùt: Döïa vaøo baûng 5.8 ta thaáy hieäu suaát xöû lyù SS chæ taêng cao ôû thôøi gian 45 phuùt. Keát quaû trung bình 2 laàn laéng. Baûng 5.9: Hieäu suaát xöû lyù SS (%) trung bình 2 laàn. Ñoä cao(m) Thôøi gian ( phuùt) 5' 15' 20' 30' 40' 45' 60' 90' 0.1 -108 -60 -83 -7 -188 -330 -311 42 0.3 7 21 70 67 52 49 81 63 0.5 -103 -7 60 48 27 44 86 62 0.7 -65 -113 28 69 -117 21 66 60 0.9 -77 -5 29 54 -32 58 32 74 1.1 66 71 71 45 53 81 63 72 1.3 24 63 78 75 57 76 60 86 1.5 -40 17 -51 -55 -25 36 51 19 1.7 49 58 44 69 55 83 71 83 1.9 36 8 73 62 44 76 84 38 Vôùi hieäu suaát laéng SS ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: Trong ñoù: R – Hieäu quaû laéng ôû moät ñoä saâu töông öùng vôùi moät thôøi gian laéng. C1 – haøm löôïng SS ôû thôøi gian t vaø ñoä saâu h ( mg/l). C0 – Haøm löôïng ban ñaàu. Döïa vaøo baûng hieäu quaû laéng treân, ta döïng ñoà thò hieäu suaát laéng vôùi truïc hoaønh bieåu dieãn thôøi gian laáy maãu, truïc tung bieåu thò ñoä saâu. Noäi suy caùc ñöôøng cong laéng ñöôïc tính baèng caùch noái caùc ñieåm coù cuøng hieäu suaát laéng. Ta coù ñöôïc bieåu ñoà noäi suy ñöôøng cong hieäu quaû laéng nhö sau: Ñoà thò 5.10: Ñoà thò noäi suy ñöôøng cong hieäu quaû laéng. Töø giao ñieåm caùc ñöôøng cong laéng vaø truïc hoaønh, ta xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn theo coâng thöùc sau: Trong ñoù: H: chieàu saâu coät ( 2 m). ti: thôøi gian laéng maãu ñöôïc xaùc ñònh töø giao ñieåm ñöôøng cong hieäu quaû laéng vaø truïc hoaønh ( phuùt). Baûng 5.10: Toác ñoä chaûy traøn öùng vôùi thôøi gian löu nöôùc. Ti (phuùt) 44 52 60 90 H (m) 2 2 2 2 V0 (m/phuùt) 0,045 0,038 0,034 0,022 Veõ ñöôøng cong thaúng ñöùng töø ti. caét caùc ñöôøng cong laéng ta coù caùc chieàu cao H1, H2, töông öùng vôùi caùc trung ñieåm ñoaïn thaúng giöõa ñöôøng ti vaø caùc ñöôøng cong hieäu quaû. Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian tI ñöôïc tính nhö sau: Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian 44 phuùt laø: Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian 52 phuùt laø: Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian 59,5phuùt laø: Hieäu quaû laéng toång coäng ôû thôøi gian 90 phuùt laø: Sau khi tính toaùn ta coù baûng sau: Baûng 5.11: Hieäu quaû laéng theo thôøi gian löu nöôùc. chieàu cao (m) Thôøi gian löu nöôùc (phuùt) 44 52 59,5 90 H1 1,92 1,89 1,84 1,55 H2 1,74 1,67 1,57 H3 1,56 1,35 H4 1,38 Hieäu suaát laéng (%R) 66,79 67,69 75,24 72,43 Baûng 5.12: Toång hôïp caùc soá lieäu cuûa quaù trình laéng. Ti (phuùt) 44 52 59,5 90 H (m) 2 2 2 2 V0 (m/phuùt) 0,045 0,038 0,034 0,022 Töø caùc soá lieäu tính toaùn treân ta döïng bieåu ñoà hieäu quaû laéng theo thôøi gian laéng vaø vaän toác chaûy traøn töông öùng vôùi thôøi gian laéng. Baûng 5.13 Hieäu quaû laéng theo thôøi gian laéng. ti ( phuùt) 44 52 59,5 90 R (%) 66,79 67,69 75,24 77,43 Ñoà thò 5.11: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû laéng theo thôøi gian laéng. Choïn hieäu quaû laéng laø 75%, theo phöông trình y = 14.367Ln(x) + 13.485 (R2 = 0.9268) à 0,75 = 0,1437*ln(t) + 0,1349. à 0,1437*ln(t) = 0,6151. à ln (t) = 4,28. à t = 72 ( phuùt). Ta thaáy ñeå hieäu suaát laéng ñaït 75% thì thôøi gian caàn thieát cho quaù trình laéng laø 72 phuùt. Do thôøi gian laéng töông quan vôùi vaän toác chaûy traøn neân ñeå xaùc ñònh vaän toác chaûy traøn khi hieäu quaû laéng ñaït 75% ta veõ ñoà thò bieåu dieãn söï töông quan giöõa vaän toác chaûy traøn vaø thôøi gian laéng. Baûng 5.14 Vaän toác chaûy traøn töông öùng vôùi theo thôøi gian laéng. ti ( phuùt) 44 52 59,5 90 Vo ( m/phuùt) 0,045 0,038 0,034 0,022 Ñoà thò 5.12: Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû laéng theo toác ñoä chaûy traøn. Vôùi thôøi gian laéng laø 72 phuùt döïa vaøo phöông trình y = -74.155Ln(x) - 196.06 ( R2 = 0.947 ). à 72 = -74.155Ln(x) - 196.06 à -74.155Ln(x) = 268,06 à ln(V0) = -3.61. à V0 0,03(m/phuùt). Ta nhaän thaáy ñeå hieäu quaû laéng ñaït 75% thì thôøi gian caàn thieát cho quaù trình laéng laø 72 phuùt vaø vaän toác chaûy traøn laø 0,03 (m/phuùt). Ñoà thò 5.13: Ñoà thò hieäu quaû laéng theo t