Luận văn Nghiên cứu nước ép rác bằng phương pháp hoá lý và lọc kị khí

3 /d) V : thể tích thiết bị (m3) Hiệu quả sử dụng của thể tích thiết bị sẵn có tuỳ thuộc vào : Các động học cơ bản phân huỷ chất ô nhiễm. Động học của sự phát triển sinh khối Nồng độ sinh khối trong thiết bị Tốc độ vận chuyển vật chất vào sinh khối Tốc độ loại vật chất trên đơn vị thể tích thiết bi (kgCOD / m3.d) : khi vận hành Rv = A.X A : hoạt tính sinh khối (kgCOD / kgVSS.d) X : nồng độ sinh khối (kgVSS / m3) Rv tối đa khi A tối đa và X tối đa Quá trình phân huỷ kị khí các chất VFA có tải trọng gấp 4 - 5 lần khi so với quá trình phân huỷ kị khí các chất phức tạp hơn như tinh bột và protein. Đó là do VFA có Y nhỏ hơn khi so với các chất cacbohydrat và có tỷ lệ vi khuẩn methane trong sinh khối cao hơn. Tốc độ tải trọng hữu cơ thể tích thường thể hiện tính kinh tế của quá trình. Để đạt tốc độ tải trọng cao nước thải pha loãng được đưa qua thiết bị với thời gian lưu nước ngắn, chất ô nhiễm được phân huỷ sinh học đạt tiêu chuẩn thải ra với thời gian ngắn hơn nhiều và sinh khối được ổn định với lưu lượng lớn. Nước thải đậm đặc đòi hỏi thời gian lưu nước dài hơn một cách tương xứng để đạt được hiệu quả xử lý mong muốn. Các phân tử đơn giản như các acid hữu cơ, rượu, đường có thể được trao đổi chất trong vòng vài phút đến vài giờ nếu hoạt tính sinh khối đủ mạnh do đó cho phép thời gian lưu nước ngắn, tốc độ tải trọng cao cho dù nồng độ BOD thấp. Các chất phức tạp hơn như tinh bột và protein có thể đòi hỏi thời gian thuỷ phân lâu cùng với thời gian lưu nước dài hơn và thể tích thiết bị lớn hơn. Nồng độ vật chất và mức độ thích nghi của sinh khối cũng tác động đến tốc độ phân huỷ chất ô nhiễm. Nước thải càng pha loãng thì khả năng tạo độ kiềm tự nhiên càng thấp. Độ kiềm bổ sung cần được cung cấp. Dạng thiết bị cũng kiểm soát chất lượng đầu ra. Kiểu vận hành dòng chảy nút sẽ tác động mạnh, đặc biệt là chất ô nhiễm có giá trị Ks cao. Kiểu vận hành chia bậc hoặc dòng chảy nút làm tăng chất lượng đầu ra. Kiểu sinh trưởng lơ lửng có khuynh hướng thoát sinh khối nhiều hơn kiểu sinh trưởng dính bám. Quá trình xử lý kị khí tiếp xúc Quá trình kị khí tiếp xúc khí tương tự hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí gồm hai giai đoạn: Phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn. Lắng hoặc tuyển nổi tách riêng phần cặn sinh học và nước thải sau xử lý. Bùn sinh học sau khi tách tuần hoàn trở lại bể phân huỷ kị khí. Do lượng sinh khối của quá trình có thể kiểm soát được, không phụ thuộc vào lưu lượng nước thải, vì vậy thời gian lưu bùn có thể khống chế được và không liên quan tới thời gian lưu nước. Hàm lượng VSS trong bể tiếp xúc kị khí do động trong khoảng 4000 – 6000 mg/l. Hệ thống tiếp xúc kị khí sử dụng lắng trọng lực phụ thuộc nhiều vào tính chất bông bùn. Các bọt khí biogas sinh ra trong quá trình phân huỷ kị khí thường bám dính vào các hạt bùn làm giảm tính lắng của các hạt bùn. Do đó để tăng khả năng lắng của bùn trước đó thường đặt một hệ thống tách khí hay có thể bổ sung một ít chất keo tụ đẩy nhanh quá trình tạo bông. Tải trọng chất hữu cơ từ 0.5 – 10 kg/m3.ngày với thời gian lưu nước từ 12 h đến 5 ngày. Quá trình xử lý kị khí sinh trưởng bám dính Bể lọc kị khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh vật kị khí sống bám trên bề mặt. Giá thể đó có thể là đá sỏi, than, vòng sứ, tấm nhựa … Dòng thải phân bố đều từ dưới lên tiếp xúc với màng vi sinh trên giá thể. Do khả năng bám dính tốt với màng vi sinh dẫn tới lượng vi sinh trong bể tăng lên và thời gian lưu bùn kéo dài. Vì vậy thời gian lưu nước nhỏ, có thể vận hành ở tải lượng cao. Lọc kị khí với giá thể là đá thường bị tắc do các chất lơ lửng hoặc màng vi sinh không bám dính bị giữ lại giữa các khe rỗng. Giá thể là vật liệu nhựa tổng hợp có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao (95%) nên vi sinh dễ bám dính và chúng dần thay thế cho đá sỏi. Tỉ lệ riêng diện tích bề mặt/thể tích của vật liệu thông thường dao động trong khoảng 100 đến 200 m2/m3 . Trong bể lọc khí do dòng quanh co đồng thời do tích luỹ sinh khối vì vậy rất dễ gây ra các vùng chết và dòng chảy ngắn. Để khắc phục tình trạng này có thể bố trí thêm hệ thống xáo trộn bằng khí biogas thông qua hệ thống phân phối khí bố trí dưới lớp vật liệu. Sau thời gian vận hành các chất rắn không bám dính gia tăng trong bể. Điều đó chứng tỏ khi hàm lượng SS sinh ra tăng lên, hiệu quả xử lý giảm xuống do thời gian lưu thực tế ngắn lại. Chất rắn không bám dính có thể lấy ra khỏi hệ thống bằng cách xả đáy và rửa ngược. Tổng quan về màng vi sinh vật Sự tạo thành màng sinh học là một quá trình 3 bước, bị ảnh hưởng mạnh bởi các tính chất bề mặt của giá thể, các loài của thời kì đầu tạo màng: Pha sinh sản: các VSV bám dính một cách lỏng lẻo lên trên bề mặt và các chỗ lồi lõm của giá thể. Pha ổn định: bài tiết glycocalyc (polysaccharides) đưa đến tạo thành môi trường thuận lợi cho vi chuẩn bám vào. Pha phát triển: màng màng sinh học phát triển đến một chiều dày giới hạn. Pha đầu tiên là bước nhạy cảm nhất, bởi vì VSV không gắn chặt mà chỉ bám dính một cách lỏng lẻo lên trên bề mặt giá thể. Do đó độ rỗng và độ gồ ghề của bề mặt giá thể đóng một vai trò quan trọng trong suốt pha đầu tiên này. Trong khi đó ở pha thứ hai khi một màng màng sinh học hoàn chỉnh được tạo thành trên bề mặt đã được ổn định bởi các polymer, các tính chất bề mặt của giá thể không đóng vai trò quyết định nữa. Do đó để khởi động nhanh, các giá thể với bề mặt rỗng hoặc gồ ghề là cần thiết và cũng có lợi khi đã vận hành ổn định bởi vì các lỗ rỗng và gồ ghề bảo vệ vi chuẩn chống lại các lực xén. Các đặc trưng của giá thể lý tưởng: Các yêu cầu chung: tỷ số giữa diện tích /thể tích cao, bề mặt rỗng và gồ ghề cho phép vi chuẩn bám vào, độ ổn định cơ học cao, giá thành rẽ. Lọc kị khí: mật độ khối lượng riêng thấp, độ rỗng cao tránh nghẹt, chi phí lắp đặt thấp. . Quá trình tiêu thụ cơ chất được mô tả bởi công thức chung như sau: Màng kị khí:Chất hữu cơ + nguyên tố vết à sinh khối của vi khuẩn + sản phẩm cuối. Động học phản ứng trong màng vi sinh vật : Những phân tích lý thuyết cho thấy động học phản ứng trong màng vi sinh vật phức tạp hơn rất nhiều so với động học của quá trình bùn hoạt tính ;bởi vì tốc độ phản ứng làm sạch nước trong quá trình bùn hoạt tính chỉ chịu ảnh hưởng của tốc độ trao đổi chất của vi sinh vật .Trong khi đó trong quá trình màng sinh vật các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng bao gồm :tốc độ vận chuyển cơ chất vào màng vi sinh vật bởi quá trình khuếch tán phân tử và tốc độ phản ứng sinh học của vi sinh vật . Ngoài ra phản ứng thủy phân các chất hữu cơ cao phân tử trên bề mặt của màng vi sinh vật thành những chất hữu cơ có phân tử lượng thấp hơn để chúng có thể khuếch tán vào trong màng vi sinh cũng là một yếu tố hạn chế của tốc độ phản ứng sinh hóa trong quá trình màng vi sinh vật. Cơ chế của quá trình loại bỏ cơ chất trong hệ thống màng vi sinh vật có thể được miêu tả như sau : nước thải chảy qua bề mặt màng vi sinh vật với vận tốc chảy đều ,cơ chất có khối lượng phân tử nhỏ dễ dàng từ nước thải tiếp xúc với màng vi sinh vật và được vận chuyển vào màng theo cơ chế khuếch tán phân tử .Trong màng vi sinh vật diễn ra quá trình tiêu thụ và trao đổi chất bởi vi sinh vật . Những sản phẩm cuối cùng của quá trình phản ứng sinh học đi ngược trở ra khỏi màng .Như vậy quá trình tiêu thụ và làm sạch nước bởi màng vi sinh vật bị ảnh hưởng bởi các bước sau : Vận chuyển cơ chất vào màng vi sinh vật từ chất lỏng tiếp xúc với màng . Quá trình khuếch tán phân tử chuyển cớ chất vào màng vi sinh vật . Tiêu thụ cơ chất bởi màng vi sinh vật . Vận chuyển sản phẩm cuối ra khỏi màng . Phương trình động học của phản ứng sinh học Mô hình động học hình thức (3.1) Công thức trên đúng khi S>>E như vậy có nghĩa là công thức chỉ sử dụng được trong khoảng thời gian đầu của quá trình xử lý. Trong đó: S: nồng độ cơ chất tham gia phản ứng E: nồng độ của men vi sinh V: thể tích nước trong mô hình m: khối lượng vật liệu đệm Với phản ứng bậc n: (3.1) (3.2) Dựa vào điều kiện biên ta có: (3.2) Đặt (3.3) Để xác định bậc phản ứng ta tiến hành đo nồng độ cơ chất theo thời gian tại các thời điểm S0, S(T1), S(T2).Trong đó: T1 ứng với X1 = 40%; T2 ứng với X2 = 60%. Ta chọn kết quả tại 2 thời điểm này bởi vì trên đường cong phân hủy cơ chất ứng với hiệu quả xử lý 40% và 60% vi sinh vật đang nằm trong pha log (S>>E) thoả điều kiện của phương trình. (3.3) (3.4) Ứng với độ chuyển hoá 40% và 60% dựa theo ta lập bảng T1/T2 theo n. Từ thí nghiệm trên mô hình xác định được thời gian để quá trình xử lý đạt 40% và 60% ta xác định được dựa vào bảng ta xác định được n. k được xác định bằng công thức: (3.5) Từ các kết quả của phương trình ta xác định được bậc phản ứng n,và xác định k theo công thức đã trình bày ở trên Nội dung và phương pháp nghiên cứu Sơ lược về phương pháp luận nghiên cứu Các bước cơ bản được thực hiện trong quá trình nghiên cứu Tìm hiểu về thành phần và tính chất nước rác mới. Căn cứ vào tính chất và thành phần đã xác định, đánh giá sơ bộ khả năng xử lý của từng phương pháp xem có khả thi không. Tiến hành làm thí nghiệm và chạy mô hình để thu thập số liệu. Từ những kết quả phân tích số liệu, giải thích và rút ra kết luận dựa trên cơ sở lý thyết đã học. Xác định thành phần và tính chất nước rác ban đầu Bảng 4. 3 Thành phần tính chất nước rác mới Thông số Đơn vị Kết quả phân tích pH - 4.0 - 5.7 BOD mg/l 15500 - 32000 COD mg/l 19000 - 40000 TSS mg/l 6500 - 14500 VSS mg/l  3000 - 8500 Tổng P mg/l 46 - 100 N_org mg/l 1200 - 2400 N_NH3 mg/l 110 - 325 NO3- mg/l 10 – 60 Độ cứng mg/l 1800 - 3800 Calci mg/l 700 - 1600 Mg mg/l 1100 – 2200  Độ kiềm mgCaCO3/l 0– 3500 Độ axit mgCaCO3/l  7000 – 9000 VFA meq/l 350 – 400 Thí nghiệm jartest Mục đích thí nghiệm jartest này là đi xem xét tại pH nào là tối ưu. Ứng với pH tối ưu đó, hàm lượng phèn bao nhiêu là tối ưu. Với các nồng độ COD, hiệu quả keo tụ là bao nhiêu. So sánh kết quả thí nghiệm của một số loại phèn. Mô hình thí nghiệm Mô hình Jartest gồm 6 cánh khuấy, mỗi cánh khuấy có tốc độ khuấy từ 0 – 200 vòng/phút, tốc độ của các cánh khuấy được điều chỉnh cùng một lúc. Mỗi cánh khuấy có kích thước 25 x 75 mm. Mô hình được sản xuất bởi VELP (Italy). Hình 4. 1 Mô hình thí nghiệm jartest Trình tự tiến hành thí nghiệm Chất dùng để thực hiện keo tụ ở đây là phèn Bách Khoa (hay phèn bùn) được điều chế từ bã thải bùn đỏ của nhà máy hoá chất Tân Bình gồm 15.09% Fe2(SO4)3.9H2O và 70.63% Al2(SO4)3.18H2O), phèn sắt (FeSO4,FeCl3), phèn nhôm (Al2(SO4)3). Trình tự thí nghiệm xác định pH tối ưu Lấy 300 ml nước thải cho vào cốc 500 ml, cho hàm lượng phèn đã xác định trước bằng thí nghiệm pretest, khuấy nhanh cho phèn trộn đều với nước thải khoảng 30 giây đến 1 phút.Thay đổi pH ở các cốc khác nhau. Điều chỉnh nước rác trong khoảng pH thích hợp với từng loại phèn bằng xút hoặc acid. Hoá chất dùng là NaOH 6N, H2SO4 10% Sau khi điều chỉnh pH đến giá trị nhất định, cho vào cốc 3 giọt polyme, đặt cốc vào thiết bị jartest khuấy với tốc độ 15 vòng/phút trong 15 phút, tiếp đến để lắng 30 phút và đem phần nước trong bên trên phân tích các chỉ tiêu của mẫu. pH tối ưu là pH có COD nhỏ và có giá thành kinh tế nhất. Xác định hàm lượng phèn tối ưu Lấy pH tối ưu ở thí nghiệm trên, thay đổi lượng phèn ở các cốc cho thí nghiệm này. Mỗi cốc gồm 300 ml nước thải, điều chỉnh pH bằng hoá chất dùng trong thí nghiệm pH tối ưu. Cho vào cốc đã khuấy đều 3 giọt polyme, đặt cốc vào thiết bị jartest khuấy với tốc độ 15 vòng/phút trong 15 phút, tiếp đến để lắng 30 phút và đem phần nước trong bên trên phân tích các chỉ tiêu của mẫu. Hàm lượng phèn tối ưu ứng với cốc có giá trị COD nhỏ nhất. Thí nghiệm sục khí Mục đích thí nghiệm là đánh giá khả năng khử N_NH3 và N_hữu cơ nước sau keo tụ . Theo dõi quá trình thay đổi COD và Calci còn lại. Theo dõi quá trình biến đổi pH và mối liên hệ của pH với các chỉ tiêu khác để xác định thời gian lưu nước hợp lý. Mô hình thí nghiệm Mô hình thí nghiệm là xô nhựa dung tích 15 lít, dung tích 7.5 lít. Máy sục khí loại dùng cho hồ cá và 8 cục đá bọt nhằm phân phối khí đều. Hình 4.2 Mô hình thí nghiệm sục khí Tiến hành thí nghiệm Nước rác sau khi keo tụ ở pH 10 với phèn FeSO4, để lắng. Lấy phần nước trong cho vào mô hình và tiến hành sục khí.Sau các khoảng thời gian định sẵn, lấy mẫu đo các chỉ tiêu N_NH3, N_hữu cơ lúc vào và kết thúc, Calci, COD và pH. Thí nghiệm kết thúc khi N_NH3 gần bằng 0. Thí nghiệm khuấy kị khí Nước rác mới được cho vào và theo dõi khả năng xử lý sinh học.Mục đích thí nghiệm này khảo sát thời gian lưu nước trong bể đến giá trị pH thích hợp trước khi vào bể lọc kị khí. Theo dõi quá trình axit hóa diễn ra trong quá trình lưu nước và hiệu quả xử lý COD. Mô hình thí nghiệm Mô hình thí nghiệm là bình nhựa 20 lít, đậy kín, có cánh khuấy môtơ lắp phía trên. Bình có van lấy nước kiểm tra chỉ tiêu mỗi ngày. Hình 4.3 Mô hình thí nghiệm khuấy kị khí Tiến hành thí nghiệm Nước rác mới lấy mẫu cho vào bình khuấy kị khí cùng với bùn. Nâng pH lên 5.5 (đây là pH thích hợp cho vi khuẩn axit hóa phát triển). Hàm lượng bùn là 15 kg MLSS/m3, bùn được lấy từ bể UASB của nhà máy bia Việt Nam (bùn bông), và một hàm lượng nhỏ bùn bể Biogas (đã nuôi thích nghi với nước rác). Trước khi lấy số liệu, Ta cho chạy mô hình thích nghi. Khi kết quả ổn định, bắt đầu chạy mô hình lấy kết quả. Thay đổi các nồng độ COD khác nhau cho phù hợp tính chất nước rác không ổn định, theo dõi các giá trị pH, COD, VFA (và Calci) theo khoảng thời gian thích hợp. Thí nghiệm lọc kị khí tĩnh Mục đích thí nghiệm theo dõi hiệu quả xử lý nước rác bằng phương pháp sinh học. Theo dõi thời gian lưu nước của mỗi tải trọng COD khác nhau, chọn thời gian lưu thích hợp để chạy mô hình động. Theo dõi khả năng xử lý của từng bể lọc khác nhau trong hệ thống 3 bể lọc nối tiếp. Mô hình thí nghiệm Mô hình thí nghiệm tĩnh được làm bằng mica gồm 3 ngăn nối tiếp với kích thước: Các thông số vật liệu lọc: Kích thước vật liệu đệm: dài x rộng x cao = 30 x 15 x 30 ( cm x cm x cm) Thể tích nước: 45 L. Hình 4.4 Mô hình thí nghiệm lọc kị khí Tiến hành thí nghiệm Nước rác sau bể khuấy kị khí được pha loãng với nước ra (tỉ lệ 1:1) cho vào mô hình. Sau đó nước được bơm tuần hoàn trong suốt thời gian khảo sát trên mô hình. Khi quá trình xử lý đạt đến mức ổn định, nước được xả ra ngoài thông qua các van xả đáy và tăng nồng độ COD nước thải mới. Để tăng nhanh quá trình thích nghi, thúc đẩy quá phát triển của màng vi sinh vật, tại thời điểm ban đầu nước thải được bổ sung bùn lấy từ hệ thống UASB của nhà máy bia Việt Nam và bùn Biogas theo tỉ lệ sao cho tỉ lệ bùn 10 kg MLSS/m3. Hệ thống gồm 3 bể nối tiếp tạo thành quá trình lọc 3 bậc. Tuy nhiên do điều kiện phòng thí nghiệm nên hệ thống hệ thống đang chạy mô hình tĩnh là thiết bị khuấy trộn gián đoạn 1 bậc (lưu lượng bơm tuần hoàn 12 l/h). Giai đoạn thích nghi. Bùn nuôi lấy từ hệ thống UASB của nhà máy bia Việt Nam và bể Biogas theo tỉ lệ 2:1 với hàm lượng khoảng 10 – 15 kg/m3. Giai đoạn thích nghi bắt đầu với nồng độ COD 2500 mg/l. Giai đoạn tăng nồng độ. Tăng nồng độ COD từ 2500 mg/l lên 3500 mg/l, 5000 mg/l, 10000 mg/l, 15000 mg/l. Thời gian lưu xác định khi hiệu quả xử lý hầu như không thay đổi. Mỗi nồng độ khảo sát pH, COD, N_NH3, VFA. Kết quả nghiên cứu và bàn luận Kết quả nghiên cứu thí nghiệm keo tụ nước rác vào Kết quả thí nghiệm keo tụ đối với phèn Bách Khoa (phèn bùn) Nồng độ COD 20000 mg/l Bảng 5.11. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 1 (phèn bùn) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.01 4.07 5.03 6.03 7.02 8.05 9.06 Hàm lượng phèn, mg/l - 1400 1400 1400 1400 1400 1400 COD, mg/l 19365 18762 17215 17592 17825 18253 18587 E COD, % - 3.11 11.10 9.16 7.95 5.74 4.02 Độ đục,FTU 2835 2781 2654 2564 2614 2631 2632 Độ màu,Pt_Co 9834 8976 8567 8597 8615 8654 8639 Calci, mg/l 786 786 786 786 786 724 684 E Calci, % - 0.00 0.00 0.00 0.00 7.89 12.98 Đồ thị 5.11. COD trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 1 (phèn bùn) Đồ thị 5.12. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 1 (phèn bùn) Đồ thị 5.13. Calci trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 1 (phèn bùn) Bảng 5.12. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.01 5.03 5.06 4.98 4.95 5.01 5.07 5.03 Hàm lượng phèn, mg/l - 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 COD, mg/l 19365 18121 17503 17004 16880 16464 16725 16983 E COD, % - 6.42 9.62 12.19 12.83 14.98 13.63 12.30 Độ đục,FTU 2835 2751 2643 2571 2498 2230 2365 2371 Độ màu,Pt_Co 9834 8865 8796 8765 8654 8564 8623 8693 Calci, mg/l 786 786 786 786 786 786 786 786 E Calci, % - 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Đồ thị 5.14. COD trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu Đồ thị 5.15. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) Đồ thị 5.16. Calci trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) Bảng 5.13. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.01 4.55 5.01 5.52 6.03 6.51 7.01 Hàm lượng phèn, mg/l - 2200 2200 2200 2200 2200 2200 COD, mg/l 19365 18562 16437 16830 16931 17103 17542 E COD, % - 4.15 15.12 13.09 12.57 11.68 9.41 Độ đục,FTU 2835 2765 2664 2614 2635 2687 2698 Độ màu,Pt_Co 9834 8976 8546 8597 8653 8652 8649 Calci, mg/l 786 786 786 786 786 786 762 E Calci, % - 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.05 Đồ thị 5.17. COD trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Đồ thị 5.18. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Đồ thị 5.19. Calci trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Nồng độ COD 30000 mg/l Bảng 5.14. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn bùn) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 3.98 4.03 5.05 6.02 7.01 8.05 9.02 Hàm lượng phèn, mg/l - 1600 1600 1600 1600 1600 1600 COD, mg/l 29356 27864 24032 24971 25163 25587 26105 E COD, % - 5.08 18.14 14.94 14.28 12.84 11.07 Độ đục,FTU 3156 2881 2654 2664 2714 2731 2732 Độ màu,Pt_Co 9752 8976 8567 8597 8615 8654 8639 Calci, mg/l 986 986 964 948 932 924 896 E Calci, % - 0.00 2.23 3.85 5.48 6.29 9.13 Đồ thị 5.110. COD trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn bùn) Đồ thị 5.111. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn bùn) Đồ thị 5.112. Calci trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn bùn) Bảng 5.15. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 3.98 5.01 5.03 5.04 5.02 5.07 5.04 5.03 Hàm lượng phèn, mg/l - 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 COD, mg/l 29356 24864 24326 24107 23564 23018 23759 24103 E COD, % - 15.30 17.13 17.88 19.73 21.59 19.07 17.89 Độ đục,FTU 3156 2732 2721 2716 2681 2632 2641 2681 Độ màu,Pt_Co 9752 8659 8632 8604 8573 8542 8561 8693 Calci, mg/l 986 986 986 986 986 986 986 986 E Calci, % - 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Đồ thị 5.113. COD trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) Đồ thị 5.114. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn n) Đồ thị 5.115. Calci trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn bùn) Bảng 5.16. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 3.98 4.52 5.01 5.55 6.02 6.54 7.01 Hàm lượng phèn, mg/l - 2400 2400 2400 2400 2400 2400 COD, mg/l 29356 24365 22953 22134 23651 23879 24134 E COD, % - 17.00 21.81 24.60 19.43 18.66 17.79 Độ đục,FTU 3156 2698 2676 2643 2694 2713 2723 Độ màu,Pt_Co 9752 8659 8532 8517 8562 8581 8593 Calci, mg/l 986 948 934 934 926 916 916 E Calci, % - 3.85 5.27 5.27 6.09 7.10 7.10 Đồ thị 5.116. COD trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Đồ thị 5.117. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Đồ thị 5.118. Calci trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn bùn) Đánh giá kết quả Qua thí nghiệm keo tụ nước rác bằng phèn bùn (phèn Bách Khoa) ta thấy: pH tối ưu nằm trong khoảng 5 – 5.5 Hàm lượng phèn trong khoảng 2200 – 2400 mg/l Với nồng COD thay đổi trong khoảng 10000 mg/l. Điều này cho thấy hàm lượng phèn không phụ thuộc lớn lắm vào giá trị COD. Hiệu của quá trình keo tụ này không thay đổi trong khoảng pH lớn nên thí nghiệm này chỉ khảo sát ΔpH đến 0.5. Hiệu quả xử lý COD ở đây rất thấp (cao nhất đạt 24% với nồng độ COD cao). Điều này được giải thích với lý do nồng độ COD cao cùng với hàm lượng cặn cao, keo tụ tốt hơn nhờ vào hàm lượng cặn này. Trong khi đó hiệu quả xử lý calci hầu như bằng 0, tại pH này calci được khử chủ yếu do quá trình keo tụ còn bản thân Calci chỉ kết tủa ở pH cao. Khi hàm lượng keo tụ cao hơn hàm lượng keo tụ giới hạn, các phức chất có thể làm đổi ngược điện tích hạt keo. Vậy, dùng phèn bùn không hiệu quả. Kết quả thí nghiệm keo tụ phèn FeCl3 Nồng độ COD 20000 mg/l Bảng 5.17. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn FeCl3) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.08 7 8 9 10 11 12 Hàm lượng phèn, mg/l - 1000 1000 1000 1000 1000 1000 COD, mg/l 19756 17965 17654 16321 15987 15210 16163 E COD, % - 9.07 10.64 17.39 19.08 23.01 18.19 Độ đục,FTU 2356 1956 1964 1723 1425 1235 1256 Độ màu,Pt_Co 9156 8765 8702 7210 6854 6231 6321 Calci, mg/l 824 786 724 628 468 422 402 E Calci, % - 4.61 12.14 23.79 43.20 48.79 51.21 Đồ thị 5.119. COD trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.120. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.121. Calci trong thí nghiệm khoả sát pH tối ưu (phèn FeCl3) Bảng 5.18. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.08 11.02 11.1 11.06 11.04 11.03 11.08 Hàm lượng phèn, mg/l - 1100 1250 1400 1550 1700 1850 COD, mg/l 19756 15246 14879 14398 13589 13965 15654 E COD, % - 22.83 24.69 27.12 31.22 29.31 20.76 Độ đục,FTU 2356 1413 1356 1306 1284 1287 1426 Độ màu,Pt_Co 9156 7525 7103 6894 6987 6421 7894 Calci, mg/l 824 432 420 412 386 394 424 E Calci, % - 47.57 49.03 50.00 53.16 52.18 48.54 Đồ thị 5.122. COD trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.123. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.124. Calci trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) Bảng 5.19. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu lần 2 (phèn FeCl3) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.08 9.5 10 10.5 11 11.5 12 Hàm lượng phèn, mg/l - 1550 1550 1550 1550 1550 1550 COD, mg/l 19756 16287 15365 14213 13590 14654 15165 E COD, % - 17.56 22.23 28.06 31.21 25.83 23.24 Độ đục,FTU 2356 1786 1654 1562 1528 1580 1632 Độ màu,Pt_Co 9156 6231 5742 5634 5628 5632 5721 Calci, mg/l 824 465 421 421 386 386 364 E Calci, % - 43.57 48.91 48.91 53.16 53.16 55.83 Đồ thị 5.125. COD trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn FeCl3) Đồ thị 5.126. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn FeCl3) Đồ thị 5.127. Calci trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu lần 2 (phèn FeCl3) Nồng độ COD 30000 mg/l Bảng 5.110. Kết quả thí nghiệm xác định pH tối ưu (phèn FeCl3) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.05 7.03 8 9.05 10.01 10.98 12 Hàm lượng phèn, mg/l - 1050 1050 1050 1050 1050 1050 COD, mg/l 31251 24727 23430 23272 22776 21926 22638 E COD, % - 20.88 25.03 25.53 27.12 29.84 27.56 Độ đục,FTU 6080 3142 2749 1796 1435 1327 1315 Độ màu,Pt_Co 14268 13562 13256 8697 7523 7419 7598 Calci, mg/l 1423 1283 1122 962 836 778 795 E Calci, % - 9.84 21.15 32.41 41.28 45.32 44.13 Đồ thị 5.128. COD trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.129. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.130. Calci trong thí nghiệm khảo sát pH tối ưu (phèn FeCl3) Bảng 5.111. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) Thí nghiệm Mẫu vào Mẫu sau keo tụ pH 4.05 11.02 11.1 11.06 11.04 11.03 11.08 11.07 Hàm lượng phèn, mg/l - 1050 1200 1350 1500 1650 1800 2000 COD, mg/l 31251 22060 21604 21263 20816 20141 21387 21838 E COD, % - 29.41 30.87 31.96 33.39 35.55 31.56 30.12 Độ đục,FTU 6080 1413 1356 1306 1284 1287 1426 1472 Độ màu,Pt_Co 14268 7525 7103 6987 6753 6421 7245 7316 Calci, mg/l 1423 782 775 769 765 750 767 767 E Calci, % - 45.02 45.56 45.97 46.23 47.28 46.13 46.07 Đồ thị 5.131. COD trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.132. Độ màu và độ đục trong thí nghiệm khảo sát hàm lượng phèn tối ưu (phèn FeCl3) Đồ thị 5.133. Calci trong thí nghiệm khảo sá