Luận văn Nghiên cứu quy trình xử lý và tái sử dụng chất thải từ quá trình mài đá trong sản xuất đá nhân tạo

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1. Tổng quan về chất thải từ quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo 2

1.1.1. Đặc điểm của chất thải từ quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo 2

1.1.2. Ảnh hưởng của chất thải từ quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo 3

1.1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 4

1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp 4

1.2.1. Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp hiện nay 4

1.2.2. Xử lý nước thải theo phương pháp đông tụ - keo tụ 7

1.2.3. Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý 12

1.3. Tổng quan về công nghệ sản xuất gạch bê tông nhẹ 12

1.3.1. Khái quát chung về gạch bê tông nhẹ 12

1.3.2. Tình hình sản xuất và nhu cầu sử dụng gạch bê tông nhẹ 15

1.3.3. Công nghệ sản xuất gạch bê tông bọt từ bột đá thải 16

Chương 2: THỰC NGHIỆM 24

2.1. Dụng cụ – Hoá chất 24

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1. Phương pháp phân tích TSS trong nước thải 24

2.2.2. Phương pháp xác định độ pH của nước thải 25

2.2.3. Phương pháp xác định tổng số coliform trong nước thải 25

2.2.4. Phương pháp phân tích kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước thải 25

2.2.5. Phương pháp phân tích hàm ẩm của bột đá thải 26

2.2.6. Phương pháp xác định khối lượng thể tích của gạch bê tông bọt 26

2.2.7. Phương pháp xác định cường lực nén của gạch bê tông nhẹ 27

 

docx93 trang | Chia sẻ: mimhthuy20 | Ngày: 22/09/2020 | Lượt xem: 350 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu quy trình xử lý và tái sử dụng chất thải từ quá trình mài đá trong sản xuất đá nhân tạo, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ượt quá 0,2% khối lượng mẫu). Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng thí nghiệm, rồi tiến hành thử. Tiến hành thử: Xác định chính xác kích thước mẫu thử bằng thước lá kim loại; cân khối lượng mẫu thử, chính xác đến 1gam. Tính kết quả: Khối lượng thể tích (ρv) của viên mẫu, tính bằng kg/m3 theo công thức: Trong đó: m: là khối lượng mẫu sau khi sấy khô, tính bằng gam l, b, h: là chiều dài, rộng; cao mẫu thử, tính bằng milimét Kết quả là giá trị trung bình cộng của 3 mẫu thử, làm tròn tới 10 kg/m3. 2.2.7. Phương pháp xác định cường lực nén của gạch bê tông nhẹ Cường lực nén của gạch bê tông nhẹ được xác định theo tiêu chuẩn TCXDVN 317: 2004 [7]. Nguyên lý: Xác định lực nén lớn nhất làm phá huỷ một đơn vị diện tích chịu lực của mẫu gạch bên tông nhẹ. Dụng cụ và thiết bị thử: Máy cắt; máy nén có thang lực thích hợp để khi nén, tải trọng phá huỷ mẫu, nằm trong khoảng từ 20% - 80% tải trọng lớn nhất của thang lực nén đã chọn. Sai số lực đo không lớn hơn 2%; bay; chảo; trộn hồ ximăng; thước lá kim loại, có vạch chia tới 1mm; các miếng kính hình vuông có chiều dài cạnh không nhỏ hơn 150mm; tủ sấy 300°C có bộ phận điều chỉnh và ổn định nhiệt độ. Chuẩn bị mẫu thử: mẫu thử là 5 viên hình lập phương có kích thước mỗi cạnh: 100±4mm, được cắt từ 5 viên gạch bê tông nhẹ khác nhau. Trộn hồ ximăng có độ dẻo tiêu chuẩn, trát lên 2 mặt chịu nén của viên mẫu, dùng miếng kính là phẳng cả 2 mặt sao cho không còn vết lõm và bọt khí, chiều dày lớp trát không lớn hơn 3mm. Hai mặt trát phải phẳng và song song với nhau. Sau khi trát, mẫu được đặt trong phòng thí nghiệm không ít hơn 72 giờ rồi tiến hành thử. Tiến hành thử: đo kích thước hai mặt chịu nén của mẫu thử, chính xác tới 1mm. Đặt mẫu thử lên thớt dưới của máy nén, tâm mẫu thử trùng với tâm của thớt nén. Tốc độ tăng tải bằng 0,06 N/mm2±0,02N/mm2 trong 01giây đến khi mẫu bị phá huỷ, ghi tải trọng phá huỷ lớn nhất. Sau khi mẫu bị phá huỷ, chọn 3 mảnh vỡ có thể tích từ 40 cm3 đến 80 cm3 để xác định độ ẩm. Tính kết quả: Cường độ nén (Rn) của viên mẫu được tính bằng N/mm2 theo công thức: Trong đó: Pn: là lực nén phá huỷ mẫu, tính bằng Niutơn S: là diện tích chịu nén của viên mẫu, tính bằng mm2 α: là hệ số tính đổi kết quả thử nén các viên mẫu bê tông có độ ẩm khác độ ẩm chuẩn (10%). Giá trị α được qui định trong bảng 2.1. Bảng 2.1 - Giá trị hệ số α theo độ ẩm của mẫu gạch bê tông bọt thực nghiệm Giá trị độ ẩm, % Hệ số α Giá trị độ ẩm, % Hệ số α 0 0,8 15 1,05 5 0,9 20 1,10 10 1,0 ≥ 25 1,15 Chú thích: Khi độ ẩm của mẫu thử khác với các giá trị độ ẩm trong bảng 2.1 thì có thể dùng phương pháp nội suy để tính. Tính trung bình cộng các kết quả thử. Loại bỏ giá trị có sai lệch lớn hơn 15% so với giá trị trung bình. Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình cộng của các giá trị còn lại, làm tròn tới 0,1 N/mm2. 2.2.8. Phương pháp phân tích ảnh hiển vi điện tử quét SEM Ảnh SEM được chụp trên thiết bị phân tích ảnh hiển vi điện tử quét của hãng Hitachi SEM S-4800, Nhật Bản. Ảnh SEM được chụp tại bề mặt bóng của vật liệu ở chế độ phóng đại 500 lần. 2.2.9. Phương pháp đo độ bóng của bề mặt đá ốp lát nhân tạo Độ bóng của bề mặt sản phẩm đá ốp lát nhân tạo được xác định theo tiêu chuẩn ISO 2813: 1994 – Tiêu chuẩn xác định độ bóng của các vật liệu phi kim loại trên máy đo độ bóng IG 320, Horiba, Nhật Bản. Góc đo được lựa chọn là góc 60° cho bề mặt vật liệu có độ bóng trung bình (độ bóng nằm trong khoảng 10 ÷ 70 GU). 2.2.10. Quy trình chuẩn bị mẫu hóa chất xử lý nước thải tại phòng thí nghiệm - Chuẩn bị dung dịch hóa chất keo tụ: Cân khoảng 5 gam chất keo tụ PNC vào 01 lít nước sạch công nghiệp (nồng độ 5 g/lít) và được khuấy đều bằng máy khuấy cơ học cho đến khi hóa chất PNC tan hoàn toàn. - Chuẩn bị dung dịch chất trợ lắng PAA: Cân khoảng 0,5 gam chất trợ lắng PAA vào 1 lít nước sạch công nghiệp và khuấy đều bằng máy khuấy cơ học cho đến khi PAA tan hoàn toàn. Duy trì khuấy liên tục trong quá trình sử dụng dung dịch này. - Quy trình xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm: Mẫu nước thải được lấy vào cốc thủy tinh có dung tích 1 lít. Dung dịch chất keo tụ đã chuẩn bị với các nồng độ khác nhau được đưa vào cốc chứa nước thải và khuấy đều trong thời gian 30 giây. Sau đó, tiếp tục thêm dung dịch PAA đã chuẩn bị theo tỷ lệ đã chọn vào bình xử lý nước thải và dùng đũa thủy tinh khuấy đều trong thời gian 30 giây. Sau đó dừng khuấy và chờ để các bông keo tụ lắng xuống đáy cốc trong thời gian 10 phút. Lấy mẫu nước đã xử lý để phân tích hàm lượng lơ lửng và các thông số kỹ thuật khác. 2.2.11. Quy trình tái sử dụng nước thải trong quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo Nước thải từ quá trình mài được thu về hố thu thông qua hệ thống đường ống và rãnh thoát nước. Tại hố thu, một lượng nước thải ở phía trên sẽ được hệ thống bơm chuyển lên các cyclon ở bên trong silo xử lý nước thải, hóa chất xử lý sẽ được bơm vào bên trong cyclon để phản ứng keo tụ và quá trình lắng của các hạt chất rắn lơ lửng được thực hiện trong các cyclon này. Các hạt chất rắn sau khi lắng xuống sẽ nằm dưới đáy của cyclon, nước thải sau xử lý sẽ ở phía trên đỉnh của cyclon trong silo xử lý và được chuyển sang các silo chứa nhờ nguyên lý chảy tràn. Nước thải sau xử lý ở các silo chứa tiếp tục được lắng để loại bớt các hạt chất rắn lơ lửng xuống phía đáy silo, nước ở phía trên của silo chứa sẽ được đưa về các đường ống cấp nước đầu vào cho dây chuyền mài bằng phương pháp chảy tràn từ silo. Tại dây chuyền mài, hệ thống bơm sẽ làm việc để cấp nước cho quá trình mài đá ốp lát nhân tạo theo lưu lượng nước yêu cầu. 2.2.12. Quy trình dưỡng hộ gạch bê tông bọt Mẫu gạch bê tông bọt sau khi kết thúc quá trình đổ khuôn được cắt thành viên có kích thước 400 x 200 x 100 mm được dưỡng hộ bằng tưới nước lên toàn bộ bề mặt với tần suất 2 lần/ngày. Sau thời gian dưỡng hộ bằng tưới nước 7 ngày, các mẫu gạch bê tông bọt sẽ được bọc kín bằng nilon và để lưu trong kho có mái che trong thời gian 21 ngày. Kết thúc 28 ngày dưỡng hộ, mẫu gạch bê tông bọt được lấy ra để xác định các thông số kỹ thuật như cường lực nén, tỷ trọng khi khô. Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Nghiên cứu đặc điểm của các chất thải trong quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo 3.1.1. Nghiên cứu đặc điểm của nước thải từ quá trình mài sản phẩm đá ốp lát nhân tạo 3.1.1.1. Hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS trong nước thải chủ yếu là các hạt thạch anh mịn và nhựa polyeste không no đã đóng rắn hoàn toàn. Bên cạnh đó, nước thải từ quá trình mài còn chứa một lượng nhỏ hạt mài silic cacbua. Để xác định TSS trong nước thải đã sử dụng thiết bị lọc chân không, màng lọc có kích thước lỗ 0,2 µm, phương pháp thực nghiệm được nêu ở mục 2.2.1. TSS phụ thuộc vào năng suất mài, kết quả phân tích tổng TSS (TSS) ở 05 mẫu nước thải ở các thời điểm khác nhau được trình bày ở hình 3.1. Trong đó, mẫu 1 (W1) được lấy tại thời điểm dây chuyền đang mài định cỡ và mài bóng sản phẩm có sử dụng hạt thạch anh có kích thước lớn (kích thước hạt thạch anh trong sản phẩm lên tới 30 ÷ 5.0 mm); mẫu 2 (W2) lấy tại thời điểm dây chuyền đang mài bóng; mẫu 3 (W3) lấy tại thời điểm dây chuyền mài định cỡ sản phẩm có sử dụng hạt thạch anh có kích thước hạt trung bình (kích thước hạt thạch anh trong sản phẩm lớn nhất0,5 ÷ 2,0 mm); mẫu 4 (W4) lấy tại thời điểm dây chuyền mài bóng sản phẩm hạt nhỏ (kích thước hạt thạch anh trong sản phẩm lớn nhất 0,4÷ 0,6 mm) và mẫu 5 (W5) lấy tại thời điểm dây chuyền mài định cỡ và mài bóng các sản phẩm hạt nhỏ với năng suất mài rất lớn. Hình 3.1: Hàm lượng TSS của một số mẫu nước thải Kết quả trên hình 3.1 nhận thấy, TSStrong nước thải từ quá trình mài khá lớn, TSS nằm trong khoảng 6850 ÷ 12480 mg/lít.So với tiêu chuẩn về nước xả thải trong QCVN40, TSS trong nước thải từ quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo rất lớn, không đáp ứng yêu cầu về TSS của nước thải khi thực hiện xả thải (yêu cầu TSS ≤ 50 mg/l). Từ hình 3.1 cho thấy, với các mẫu nước thải của quá trình mài định cỡ sản phẩm thường có tổng TSS rất lớn, ngược lại, mẫu nước thải của quá trình mài bóng thường có tổng TSS thấp. 3.1.1.2. Kích thước hạt chất rắn lơ lửng Kích thước hạt chất rắn lơ lửng phụ thuộc vào đặc điểm phân bố kích thước hạt trong sản phẩm đá nhân tạo và chế độ mài. TSS trong nước thải có kích thước khá nhỏ, thông thường kích thước hạt ≤ 100 mm và dải kích thước chủ yếu tập trung ở trong khoảng ≤ 45 mm (chiếm tới 90-95% khối lượng). Kết quả phân tích kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước thải được trình bày trong bảng 3.1. Bảng 3.1: Sự phân bố kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước thải Phân bố kích thước hạt, mm Tỷ lệ, % W1 W2 W3 W4 W5 0,1 ÷ 1,0 12,59 18,83 26,67 31,19 45,68 1,0 ÷ 10 24,21 19,35 24,56 33,42 22,60 10 ÷ 20 18,49 12,71 21,68 20,59 15,91 20 ÷ 45 37,27 43,28 20,54 11,12 11,44 ≥ 45 7,20 5,83 6,45 3,68 2,374 Từ kết quả trên bảng 3.1 nhận thấy, mẫu nước thải từ quá trình mài các sản phẩm có kích thước hạt lớn, chất rắn lơ lửng có kích thước hạt lớn hơn mẫu nước thải trong trường hợp mài các sản phẩm sử dụng hạt kích thước nhỏ. 3.1.1.3. Màu sắc Màu sắc của nước thải thường bị thay đổi theo màu sắc của mẫu sản phẩm đá ốp lát nhân tạo sản xuất tại dây chuyền. Khi trên dây chuyền sản xuất các sản phẩm tối màu, nước thải có màu đậm, khi sản xuất sản phẩm màu trắng, nước thải có màu sáng hơn. Dưới đây là hình ảnh một số mẫu nước thải có màu thay đổi khi sản xuất các sản phẩm khác nhau. Hình 3.2: Hình ảnh một số mẫu nước thải chưa xử lý 3.1.1.4. Một số chỉ tiêu khác Đã tiến hành phân tích một số thông số kỹ thuật của 05 mẫu nước thải được lấy ở các thời điểm khác nhau trong quá trình sản xuất đã nêu ở mục 3.1.1.1. Kết quả phân tích các thông số kỹ thuật của các mẫu nước thải được trình bày ở bảng 3.2. Bảng 3.2: Kết quả phân tích một số thông số kỹ thuật của nước thải STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính QCVN40 Kết quả W1 W2 W3 W4 W5 1 Độ màu Co-Pt ≤ 50 56 61 76 63 87 2 pH 6 ÷ 9 8,32 8,25 8,35 8,41 8,28 3 BOD5 (20°C) mg/l ≤ 50 20,2 22,4 19,9 20,8 20,5 4 COD mg/l ≤ 150 123,5 112,7 105,2 98,8 110,5 5 Tổng dầu mỡ, mg/l ≤ 5 KPH KPH KPH KPH KPH 6 Clo dư mg/l ≤ 1 KPH KPH KPH KPH KPH 7 Tổng Nitơ mg/l ≤ 20 12,36 10,87 14,25 11,35 12,63 8 Tổng phốt pho mg/l ≤ 4 1,23 2,34 3,01 2,11 2,85 9 Tổng Coliforms MPN/100ml ≤ 3000 5050 4863 5120 4968 5006 Từ kết quả trình bày trên bảng 3.2 nhận thấy: Hàm lượng COD và BOD5 của nước thải nằm trong điều kiện về tiêu chuẩn xả thải của nước thải, vì vậy, quá trình xử lý sẽ không cần quan tâm đến chỉ số này. Ngoài ra, một số chỉ tiêu khác như tổng dầu mỡ, tổng clo, Nitơ hay tổng photpho đều đạt yêu cầu theo QCVN 40. Tuy nhiên, độ màu cũng như tổng số coliforms của mẫu nước đang vượt quá chỉ tiêu của tiêu chuẩn nước xả thải. 3.1.2. Đặc điểm của bột đá thải từ quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo 3.1.2.1. Hàm ẩm Một số bột đá thải sau tại các thời điểm khác nhau khi đã qua hệ thống ép lọc khung bản đã được tiến hành phân tích hàm ẩm, kết quả phân tích được thể hiện trên hình 3.3. Hình 3.3: Hàm ẩm của một số mẫu bột đá thải sau khi qua máy ép bùn Từ kết quả trình bày trên hình 3.3 nhận thấy bột đá thải có độ ẩm thay đổi nằm trong khoảng từ 29- 33%. 3.1.2.2. Phân bố kích thước hạt của bột đá Một số mẫu bột đá thải thu được ở một số thời điểm khác nhau đã tiến hành phân tích phân bố kích thước hạt trong quá trình sản xuất theo phương pháp đã trình bày ở mục 2.2.4. Kết quả phân tích được trình bày ở bảng 3.3. Bảng 3.3: Sự phân bố kích thước hạt của bột đá thải Phân bố kích thước hạt, mm Tỷ lệ, % M1 M2 M3 M4 M5 0,1 ÷ 1,0 11,22 15,68 16,67 14,51 16,63 1,0 ÷ 10 25,39 24.62 24,56 22,12 19,15 10 ÷ 20 30,35 25,89 21,68 25,34 22,71 20 ÷ 45 21,12 21,35 20,54 29,33 30,09 ≥ 45 11,92 12,46 6,45 8,70 11,42 Kết quả trình bày trên bảng 3.3 cho thấy: Bột đá thải có kích thước hạt khá nhỏ, khoảng 90% kích thước hạt ≤ 45 µm, còn lại khoảng 10% kích thước hạt phân bố ở dải hạt từ 45 ÷ 100 µm. 3.1.2.3. Màu sắc Màu sắc của bột đá thải thay đổi phụ thuộc vào màu của sản phẩm được gia công mài trên dây chuyền sản xuất. Tuy nhiên, do lượng bột đá thải thường được trộn lẫn với nhau ở các ca sản xuất, vì vậy đa số các mẫu bột đá có màu trắng đục đến màu ghi sáng. 3.1.2.4. pH của hỗn hợp bột đá có hàm ẩm 50% Theo kết quả phân tích hàm ẩm của các mẫu bột đá thải đã trình bày ở mục 3.1.2.1 cho thấy, hàm ẩm của bột đá thải sau khi qua hệ thống lọc sơ bộ nằm trong khoảng 29 – 33%. Để sử dụng bột đá thải trong sản xuất gạch bê tông bọt, thường phải đưa thêm nước sạch công nghiệp và đánh tơi để tạo ra hỗn hợp có độ ẩm 50% để dễ dàng cho quá trình vận chuyển hỗn hợp bột đá thải bằng hệ thống bơm. Đã tiến hành phân tích pH của một số mẫu bột đá thải. Các mẫu bột đá thải này được đưa vào nước sạch công nghiệp để tạo ra hỗn hợp có độ ẩm 50% trước khi phân tích pH. Kết quả phân tích được trình bày trên hình 3.4. Hình 3.4: Kết quả phân tích giá trị pH của một số mẫu bột đá thải Kết quả trên hình 3.4 nhận thấy: Bột đá thải có pH thay đổi nằm trong khoảng từ 8,19 ÷ 8,42. pH của các mẫu bột đá thải đều có giá trị > 7, điều này có thể được giải thích là do trong thành phần của bột đá thải có tới hơn 90% khối lượng bột thạch anh. Trong bột thạch anh có chứa hàm lượng nhỏ các tạp chất là các hợp chất oxit kim loại như Na2O, K2O, BaO, CaOcác oxit này khi gặp nước sẽ tạo ra các hydroxit kim loại tan trong nước. Ngoài ra, trong sản phẩm đá ốp lát nhân tạo có sử dụng một khối lượng nhỏ các bột màu là các oxit kim loại, đây là nguyên nhân dẫn đến hỗn hợp bột đá thải trong nước thường có tính kiềm. 3.2. Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải để tái sử dụng trong quá trình mài hoàn thiện đá ốp lát nhân tạo Nước thải sau khi xử lý được tái sử dụng trong quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo được gọi là nước tuần hoàn. Để đảm bảo khả năng tái sử dụng trong quá trình mài sản phẩm đá ốp lát nhân tạo, nước tuần hoàn phải thỏa mãn các chỉ tiêu được trình bày trên bảng 3.4. Ngoài ra, một số các chỉ tiêu khác như: hàm lượng BOD5, COD, tổng Phốt pho, tổng hàm lượng Nitơphải đạt yêu cầu theo quy chuẩn QCVN40: 2011. Bảng 3.4: Tiêu chuẩn của nước tuần hoàn sử dụng trong quá trình mài đá ốp lát nhân tạo STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Tiêu chuẩn yêu cầu 1 Độ màu Co-Pt ≤ 50 2 pH 6 ÷ 9 3 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l ≤ 80 4 Kích thước hạt chất rắn lơ lửng µm ≤ 45 5 Tổng Coliforms MPN/100ml ≤ 2000 Tổng chất rắn lơ lửng và kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong mẫu nước tuần hoàn là hai thông số kỹ thuật quan trọng nhất của với mục đích tái sử dụng trong quá trình mài đá ốp lát nhân tạo, vì nó liên quan đến trực tiếp đến chất lượng bề mặt và độ bóng bề mặt sản phẩm đá ốp lát nhân tạo. Ngoài ra, độ pH của nước tuần hoàn cần được kiểm soát để đảm bảo không ảnh hưởng đến hoạt tính của các hóa chất xử lý nước và tránh hiện tượng hoen rỉ các thiết bị xử lý, các đường ống chứa nước cấp cho dây chuyền mài. Bên cạnh đó, độ màu và tổng số coliforms của nước tuần hoàn cần được kiểm soát để không ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của các sản phẩm sáng màu và chất lượng sản phẩm trong quá trình lưu kho, bảo quản. Với các đặc điểm của nước thải từ quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo và tiêu chuẩn của nước tuần hoàn sử dụng trong quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo đã trình bày trên bảng 3.4 cho thấy: trong nước thải có chứa chủ yếu là các hạt thạch anh có kích thước nhỏ, mịn, hàm lượng các hợp chất hữu có có khả năng phân hủy rất thấp nên để xử lý nước thải sẽ lựa chọn phương pháp lắng. Tuy nhiên, để đẩy nhanh tốc độ lắng của các hạt chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ (kích thước ≤ 45 µm) cần sử dụng phương pháp keo tụ kết hợp với chất trợ lắng. Có nhiều loại hóa chất keo tụ và chất trợ lắng có thể được sử dụng trong quá trình xử lý nước thải, tuy nhiên trong đề tài này chỉ trình bày kết quả nghiên cứu xử lý nước thải bằng hệ chất keo tụ trợ lắng PNC và PAA. Do PNC là chất keo tụ có nhiều ưu điểm vượt trội so với một số chất keo tụ khác trên thị trường như: hiệu quả keo tụ tăng nhanh, không làm đục nước khi sử dụng hàm lượng vượt quá tiêu chuẩn, hàm lượng ion dư trong nước không độc hại; bên cạnh đó, PAA là chất trợ lắng có hiệu quả tăng tốc độ lắng rất nhanh, đáp ứng yêu cầu về tốc độ cung cấp nước tuần hoàn cho quá trình mài đá ốp lát nhân tạo. 3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của TSS trong nước thải đến chất lượng nước thải sau xử lý 3.2.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của TSS trong nước thải đến các thông số của nước thải sau xử lý Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của TSS trong nước thải đến chất lượng nước thải sau xử lý. Hàm lượng chất keo tụ PNC nguyên chất để xử lý các mẫu nước thải lựa chọn là 30 mg/l; hàm lượng chất trợ lắng PAA được lựa chọn là 1,5 mg/l. Quy trình xử lý các mẫu nước thải trong phòng thí nghiệm được trình bày ở mục 2.1.10. Hàm lượng chất rắn đầu vào của các mẫu nước thải lần lượt là: 6500 (D1); 7800 (D2); 9200 (D3);10500 (D4) và 12300 mg/l (D5) được xác định theo phương pháp xác định TSS trong mẫu nước được trình bày ở mục 2.2.1. Mẫu nước thải thử nghiệm có phân bố kích thước tương tự nhau, kết quả phân tích phân bố kích thước hạt của các mẫu nước thải được trình bày ở bảng 3.5. Bảng 3.5: Sự phân bố kích thước hạt của các mẫu nước thải trước khi xử lý Phân bố kích thước hạt, mm Tỷ lệ, % D1 D2 D3 D4 D5 0,1 ÷ 1,0 26,67 27,18 26,97 28,59 27,83 1,0 ÷ 10 24,56 24.60 24,56 23,21 23,35 10 ÷ 20 21,68 22,91 22,23 22,09 21,71 20 ÷ 45 20,54 21,44 20,54 21,27 20,18 ≥ 45 6,45 3,87 5,70 4,84 6,93 Kết quả phân phân tích TSS trong mẫu nước thải trước và sau khi xử lý được trình bày ở hình 3.5. Hình 3.5: Tổng TSS của các mẫu nước thải trước và sau xử lý với tổng TSS đầu vào khác nhau Từ kết quả trình bày trên hình 3.5 nhận thấy. Ở cùng quy trình xử lý và các điều kiện về nồng độ hóa chất và thời gian xử lý, khi TSS ban đầu trong nước thải càng cao thì TSS của mẫu nước thải sau xử lý cao và không đạt tiêu chuẩn để tái sử dụng trong quá trình mài hoàn thiện đá ốp lát (tiêu chuẩn yêu cầu TSS ≤ 80 mg/l). Có thể giải thích kết quả nêu trên như sau: Khi TSS trong nước thải lớn, cần sử dụng hàm lượng lớn chất xử lý bao gồm chất keo tụ và chất trợ lắng và thời gian xử lý kéo dài để các bông keo có đủ thời gian để lắng xuống đáy bình. Trong điều kiện thí nghiệm ở mục này, với hàm lượng chất keo tụ PNC là 45 mg/l và PAA là 1,5 mg/l phù hợp với TSS đầu vào của hai mẫu nước thải D1 và D2 với hàm lượng chất rắn đầu vào tương ứng là 6500; 7800 mg/l. Để xử lý các mẫu nước thải có TSS cao đạt được tiêu chuẩn về hàm lượng chất rắn của nước tái sử dụng, cần tiếp tục tiến hành các thí nghiệm thay đổi tỷ lệ hóa chất xử lý và thời gian xử lý, các thí nghiệm này sẽ được trình bày ở các phần tiếp theo. Kết quả tính toán hiệu suất xử lý nước thải được trình bày ở bảng 3.6. Bảng 3.6: Ảnh hưởng của TSS đến hiệu suất của quá trình xử lý nước thải Tên mẫu Tổng TSS Hiệu suất xử lý, % Trước xử lý Sau xử lý D1 6500 68,5 98,94 D2 7800 78,6 98,99 D3 9200 96,3 98,95 D4 10500 118,4 98,87 D5 12300 154,5 98,74 Từ kết quả trên bảng 3.6 cho thấy: Hiệu suất xử lý nước thải bằng hệ chất keo tụ PNC và chất trợ lắng PAA ở điều kiện thí nghiệm đã tiến hành cho hiệu suất xử lý cao, ở tất cả các mẫu đã thí nghiệm, hiệu suất xử lý đều đạt ~99%. 3.2.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của TSS trong nước tuần hoàn đến độ bóng bề mặt đá TSS trong nước tuần hoàn ảnh hưởng rất lớn đến khả năng gia công mài bóng sản phẩm đá ốp lát nhân tạo. Nếu TSS lớn, bề mặt sản phẩm đá sau khi mài khó đạt độ bóng cao. Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của 05 mẫu nước tuần hoàn có hàm lượng cặn lơ lửng khác nhau ở thí nghiệm mục 3.2.1.1 với TSS lần lượt là 68,5; 78,6; 96,3; 118,4 và 154,5 mg/l đến độ bóng bề mặt sản phẩm đá ốp lát nhân tạo sau khi mài, các mẫu nước có 100% kích thước hạt ≤ 45 µm. Trong thí nghiệm này đã lựa chọn sản phẩm đá ốp lát nhân tạo có sử dụng kích thước hạt trung bình, chế độ mài và thời gian mài như nhau. Kết quả thí nghiệm được trình bày ở hình 3.6. Từ kết quả trên hình 3.6 nhận thấy: khi hàm lượng cặn lơ lửng trong mẫu nước sử dụng để gia công mài hoàn thiện đá ốp lát nhân tạo càng cao thì độ bóng bề mặt sản phẩm đá ốp lát giảm. Điều này được giải thích như sau: Hàm lượng cặn lơ lửng trong mẫu nước cao, trong quá trình mài sẽ làm giảm hiệu suất mài của đá mài, đặc biệt là ở giai đoạn mài bóng. Hàm lượng cặn trong nước mài lớn còn gây nguy cơ xước bề mặt sản phẩm, do đó độ bóng bề mặt sản phẩm đá ốp lát giảm. Hình 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng cặn lơ lửng của nước tuần hoàn đến độ bóng bề mặt sản phẩm đá ốp lát sau khi mài Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước thải đến chất lượng nước thải sau xử lý 3.2.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước thải đến chất lượng nước thải sau xử lý Trong phần này, đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước thải đến hàm lượng hóa chất xử lý nước thải (chất keo tụ và chất trợ lắng) để đạt được TSS đầu ra tiêu chuẩn của nước thải đã xử lý có khả năng tái sử dụng cho quá trình mài hoàn thiện các sản phẩm đá ốp lát nhân tạo (TSS ≤ 80 mg/lít nhằm đảm bảo độ bóng bề mặt sản phẩm > 50 GU). Đã tiến hành thí nghiệm xử lý các mẫu nước thải có phân bố kích thước hạt khác nhau. TSS trong các mẫu nước thải có giá trị xấp xỉ nhau là 9200 mg/l. Hàm lượng chất keo tụ PNC để xử lý các mẫu nước thải lựa chọn là 30 mg/l; hàm lượng chất trợ lắng PAA được lựa chọn là 1,5 mg/l. Quy trình xử lý các mẫu nước thải được trình bày ở mục 2.12. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên bảng 3.7. Bảng 3.7: Sự phân bố kích thước dải hạt của mẫu nước thải trước khi xử lý Phân bố kích thước hạt, mm Tỷ lệ, % M1 M2 M3 M4 M5 0,1 ÷ 1,0 12,59 18,83 26,67 34,19 45,68 1,0 ÷ 10 24,21 19,35 24,56 30,42 22.60 10 ÷ 20 18,49 12,71 21,68 20,59 15,91 20 ÷ 45 37,27 43,28 20,54 11,12 11,44 ≥ 45 7,20 5,83 6,45 3,68 2,374 Kết quả phân tích TSS trong mẫu nước thải sau xử lý được trình bày ở hình 3.7. Hình 3.7: Ảnh hưởng của kích thước hạt chất rắn lơ lửng đến hàm lượng chất rắn của nước thải sau xử lý Từ hình 3.7 nhận thấy: Kích thước hạt chất rắn lơ lửng ban đầu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước sau xử lý, đặc biệt là TSS có kích thước hạt ≤ 1,0 mm. Ở mẫu M1 và M2, với tỷ lệ hạt chất rắn lơ lửng có kích thước nằm trong dải 0,1 ÷ 1,0 mm thấp (tỷ lệ dải hạt tương ứng là 12,59 và 18,83%), nước thải sau xử lý có TSS thấp, TSS của hai mẫu nước sau xử lý lần lượt là 65,4 và 72,2 mg/l, đạt yêu cầu về về chỉ tiêu TSS để tái sử dụng trong quá trình sản xuất đá ốp lát nhân tạo. Khi tỷ lệ chất rắn lơ lửng có dải hạt 0,1 ÷ 1,0 mm tăng lên 26,67% ở mẫu M3, nước thải sau xử lý có TSS cao (TSS sau xử lý đạt 96,3 mg/l). Hai mẫu nước thải M5 và M6 với tỷ lệ dải hạt 0,1 ÷ 1,0 mm tương ứng là 34,19 và 45,68%, TSS của mẫu nước sau xử lý lần lượt là 123,8 và 160,2 mg/l. Kết quả này có thể được giải thích như sau: Đối với mẫu nước thải có kích thước hạt chất rắn lơ lửng lớn, chúng dễ dàng lắng với tốc độ lắng nhanh nên ở cùng tỷ lệ hóa chất xử lý và thời gian xử lý, mẫu nước sau xử lý có thể đạt được TSS thấp. Ngược lại, nếu kích thước hạt nhỏ, chúng sẽ khó keo tụ và kết bông nên làm giảm tốc độ lắng của các hạt, do đó TSS trong nước sau xử lý ở mức cao. Kết quả tính toán ảnh hưởng của sự phân bố kích thước hạt lơ lửng trong mẫu nước thải đến hiệu suất xử lý nước thải được trình bày ở bảng 3.8. Bảng 3.8: Ảnh hưởng của sự phân bố kích thước hạt lơ lửng trong mẫu nước thải đến hiệu suất xử lý Tên mẫu Tổng TSS Hiệu suất xử lý, % Trước xử lý Sau xử lý M1 9200 65,4 99,28 M2 9200 72,2 99,21 M3 9200 96,3 98,95 M4 9200 123,8 98,65 M5 9200 160,2 98,25 Từ kết quả trên bảng 3.8 cho thấy: Hiệu suất xử lý nước thải ở các mẫu đều đạt ở mức cao từ 98,25 ÷ 99,28%, tuy nhiên, khi mẫu nước thải có chứa tỷ lệ các hạt chất rắn lơ lửng có kích thước hạt mịn lớn (kích thước hạt ≤ 1 µm), hiệu suất xử lý nước giảm. Ảnh hưởng của kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước mài đến chất lượng bề mặt đá ốp lát nhân tạo Kích thước hạt chất rắn lơ lửng trong nước tuần hoàn sử dụng trong quá trình mài có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt của sản phẩm đá ốp lát sau khi mài hoàn thiện. Kích thước hạt lơ lửng càng lớn, bề mặt đá càng khó đạt độ bóng cao và nguy cơ bị xước bề mặt rất lớn. Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt chất rắn lơ lửng của nước mài đến độ bóng bề mặt sản phẩm đá ốp lát nhân tạo [4]. TSS của mẫu nước sau xử lý là khoảng 73 -78 mg/l; MS1 (năng suất mài 120 tấm/ca), MS2 nNăng suất mài 140 tấm/ca) và MS3 (năng suất mài 170 tấm/ca); kích thước hạt chất rắn lơ lửng của các mẫu nước sau xử lý được trình bày ở bảng 3.9. Bảng 3.9: Sự phân bố kích thước hạt của các mẫu nước sau xử lý Phân bố kích thước hạt, mm Tỷ lệ, % MS1 MS2 MS3 0,1 ÷ 1,0 50,56 3

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxluanvanthacsi_dinhdangword_34_8562_1869774.docx
Tài liệu liên quan