Đánh Giá Khả Năng Xử Lý Của Vật Liệu Ebb Cải Tiến Đã Chế Tạo

độ tương ứng là 200 mg/L÷350 mg/L và 30 mg/L÷65 mg/L. Nước thải được đưa vào bể phản ứng số (3) bằng 1 bơm định lượng (2). Nước thải trong bể (3) được chạy tự nhiên qua các EBB cải tiến. Các thông số COD và Amoni được xác định hàng ngày cho nước đầu ra và đầu vào, dưới các tốc độ dòng chảy khác nhau từ 0,5 đến 5 L/giờ. Nước thải đầu vào và đầu ra được lấy mẫu và phân tích thông số COD và Amoni hàng ngày, thực nghiệm được tiến hành trong 20 ngày liên tục.

2.7. Đánh giá khả năng xử lý của vật liệu EBB cải tiến đã chế tạo

2.7.1. Đánh giá hiệu quả xử lý nước hồ

- Trước khi chưa có vật liệu EBB cải tiến

Thực nghiệm bước đầu khảo sát xung quanh hồ Khương Thượng bao gồm phía trên bờ và phía trong lòng hồ trong vòng 5 tháng, mỗi tháng lấy mẫu 4 lần, mỗi lần lấy ở 4 điểm cố định trong lòng hồ Hình 2.8.

Hình 2. 8. Khu vực khảo sát và lấy mẫu nước hồ Khương Thượng Khu vực khảo sát trên bờ bao gồm:

+ Các lỗ cống nước thải sinh hoạt của các hộ dân sống xung quanh hồ chảy tràn vào hồ để từ đó đánh giá định tính khối lượng tiếp nhận của hồ đối với nước thải sinh hoạt hàng ngày.

+ Thăm dò ý kiến cộng đồng dân sống xung quanh khu vực hồ để từ đó có được những thông tin cần thiết như lịch sử hình thành hồ, thời gian hoạt động của hồ từ trước đến nay, các biểu hiện của nước hồ theo mùa trong năm.

Khu vực khảo sát trong lòng hồ bao gồm:

+ Định tính các điểm có khả năng nước hồ bị ô nhiễm cao nhất như điểm gần mương nước thải, điểm nhà hàng ăn uống sát hồ, điểm có cống nước thải chảy vào... để từ đó lựa chọn vị trí đặt hệ thống Pilot sao cho phù hợp.

+ Lấy mẫu nước hồ theo định kỳ ở các điểm đã được chọn

- Sau khi có vật liệu EBB cải tiến

Một bè nổi, chứa vật liệu EBB cải tiến, được làm từ ống nhựa PVC (kích thước 140 mm). Các khoang chứa vật liệu được hàn bằng vật liệu thép (CT3) và được cố định sẵn trên bờ. Khi bè được đưa xuống hồ, kiểm tra độ nổi của bè rồi xếp vật liệu EBB cải tiến vào khoang đã được chế tạo.

Để đánh giá được tương đối thực trạng môi trường nước hồ Khương Thượng sau khi đưa vật liệu EBB cải tiến xuống hồ (vị trí 1), việc lấy mẫu được thực hiện trong 2 mùa, mùa mưa và mùa khô trong 8 tuần từ tháng 10 đến tháng 12 năm 2015.

Điểm lấy mẫu được lấy cách bờ 3.0 mét, độ sâu lấy mẫu 1,5 mét. Mẫu nước được đưa vào chai mẫu với dung tích 1,5 lít và được bảo quản trong thùng bảo quản để chuyển về phòng thí nghiệm. Các chỉ số phân tích COD, Amoni, coliform, chlorophyll-a được lấy và phân tích định kỳ.

rác

EBB cải tiến

Đầu ra

Đầu

vào

EBB cải tiến

Bơm định lượng

Máy thổi khí

130

Cột thiếu khí

700

Cột hiếu khí

2.7.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ

Hình 2. 9. Mô hình sử dụng EBB để xử lý nước rỉ rác

Hệ thí nghiệm xử lý nước rỉ rác được thiết kế thông qua các thông số cơ bản trong thành phần của nước rỉ rác như chỉ tiêu COD và NH4+. Trong đó, cột xử lý thiếu khí và hiếu khí được chế tạo từ vật liệu ống nhựa PVC có thể tích xấp xỉ 9,3 L mỗi cột, trong đó chiều cao hữu ích của cột phản ứng A-O là 700 mm và đường kính ống là 130 mm. Thời gian cấp khí vào cột hiếu khí là liên tục với tốc độ thổi khí từ (5) là 90 L/phút Hình 2.9. Vật liệu EBB đã được cấy các chủng VSV từ chế phẩm Sagi – Bio 2. Nước rỉ rác được lấy từ khu chế biến rác thải Phương Đình – Đan Phượng.

Nồng độ COD, và Amoni đầu vào dao động từ 700 – 1600 mg/L và 20-50 mg/L. Theo Hình 2.9, nước rỉ rác được bơm từ bể chứa 1 đến cột thiếu khí 3 bằng bơm định lượng 2. Trong điều kiện thiếu khí, quần thể thể VSV được phát triển để loại bỏ nitơ, photpho thông qua quá trình nitrat hóa và photpho hóa. Sau quá trình phản ứng thiếu khí, nước rỉ rác tràn sang cột 4, nơi các VSV hiếu khí phát triển. Ở cột hiếu khí, quá trình oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ để tổng hợp tế bào mới. Nguồn oxy được cung cấp từ máy bơm 5. Vật liệu EBB cải tiến, được lắp đặt trong cả hai cột thiếu khí và hiếu khí, đóng vai trò làm nơi cư trú cho VSV bám dính, tồn tại, phát triển và phân hủy các thành phần ô nhiễm trong nước rỉ rác. Các chỉ số phân tích COD, Amoni được lấy và phân tích hàng ngày.

2.7.3. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện

Vật liệu EBB đã được cấy các chủng VSV từ chế phẩm Sagi – Bio 2, ở Hình 2.8, nước thải bệnh viện thử nghiệm được đưa vào thùng chứa (1), thông qua bơm định lượng (2) nước thải được đưa sang bể tiếp xúc (cột thiếu khí) (3), tại đây các chủng VSV yếm khí và thiếu khí bám trên vật liệu EBB cải tiến phân hủy một phần các chất ô nhiễm trong nước thải bệnh viện. Nước thải sau quá trình thiếu khí tự chảy tràn sang cột hiếu khí (4). Tại đây các cơ chế như hấp phụ, hấp thụ và VSV, nước thải được xử lý một cách triệt để hơn. Thu thập và đánh giá các số liệu phân tích COD, Amoni, Nitrat, photpho tổng số để tìm ra được các điều kiện tối ưu nhất trong việc xử lý nước thải bệnh viện. Nước thải được lấy từ bệnh viện E Hà Nội có nồng độ COD và Amoni tương ứng là 350 mg/L÷380 mg/L và 32 mg/L÷37 mg/L.

CHƯƠNG 3. KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN

3.1. Chế tạo EBB cải tiến

3.1.1. Kết quả xác thể tích rỗng EBB cải tiến

Bề mặt mẫu các vật liệu để chế tạo EBB cải tiến được quét bằng kính hiển vi điện tử (SEM). Các kết quả ở Hình 3.1 cho thấy, a; b; c; d và e tương ứng với các vật liệu cát, kezamzit, than cabon hóa, xi măng và zeolit được quét gia tốc ở năng lượng

5.0 kV, khoảng cách giữa các khe tinh thể là 5 µm và khoảng cách chụp từ thấu kinh tới các mẫu vật liệu từ 3.9 đến 4.0 mm. Có thể nhận thấy kích thước các hạt vật liệu a, b, c, d, e là không đồng nhất (vô định hình) nên khi kết hợp với nhau, chúng tạo ra một khối xốp và bền chắc (hình f).

Hình 3. 1. Hình ảnh soi kính hiển vi điện tử (SEM) của vật liệu tạo EBB cải tiến (a. Cát; b. Keramzit; c. Than cacbon hóa; d. Xi măng; e. Zeolit; f. Hỗn hợp EBB

cải tiến)

Kết quả xác định độ rỗng của vật liệu EBB cải tiến (Bảng 3.1) là dựa trên tính chất cơ lý, chi phí nguyên liệu và sản xuất của từng loại vật liệu, từ đó xác định khối lượng vật liệu chủ đạo và lựa chọn được độ rỗng phù hợp. Nghiên cứu này, tác giả thay đổi trọng lượng hai thành phần là vật liệu keramzit và xi măng, tổng khối lượng phối trộn các vật liệu được giữ nguyên ở mức 300 (g/1 viên EBB cải tiến).

Bảng 3. 1. Độ rỗng của khối chất rắn EBB chế tạo

Độ rỗng (%)

Vật liệu
Hàm lượng cát (%)	Hàm lượng kezamzit (%)	Hàm lượng xi măng (%)	Hàm lượng than (%)	Hàm lượng zeolit (%)
45	14	22	28	14	22
64	14	36	14	14	22

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 143 trang tài liệu này.

Kết quả Bảng 3.1 cho thấy:

+ Độ rỗng của vật liệu EBB cải tiến 45%, trong đó hàm lượng cát; keramzit; xi măng; than; và zeolit tương ứng là 42 (g) chiếm 14%; 66 (g) chiếm 22%; 84 (g) chiếm 28%;

42 (g) chiếm 14% và 66 (g) chiếm 22%.

+ Độ rỗng của vật liệu EBB cải tiến 64%, trong đó hàm lượng cát; keramzit; xi măng; than; và zeolit tương ứng 42 (g) chiếm 14%; 108 (g) chiếm 36%; 42 (g) chiếm 14%;

42 (g) chiếm 14% và 66 (g) chiếm 22%.

Trong nghiên cứu này, chọn độ rỗng là 64%, với độ rỗng này giúp cho VSV bám dính tốt hơn, bề mặt tiếp xúc lớn hơn nên hiệu quả hấp thụ được sẽ được nâng cao, thời gian tắc nghẽn cục bộ trong khối rắn sẽ lâu hơn so với kết quả độ rỗng 45%. Bên cạnh đó, với hàm lượng hạt keramzit lớn sẽ giúp cho khối EBB xốp hơn, bền chắc hơn. Hàm lượng xi măng thấp sẽ giúp cho khối rắn không bị lấp nhiều lỗ xốp mà vẫn duy trì được tính ổn định và khả năng kết dính vẫn đảm bảo bền chắc.

3.1.2. Kết quả xác định diện tích bề mặt của vật liệu EBB cải tiến

Kết quả đo diện tích bề mặt vật liệu EBB cải tiến (Hình 3.2) bằng thiết bị Horiba SA 9600 do Nhật Bản sản xuất. Phương pháp thực hiện này dựa trên việc xác định lượng khí cần thiết để bao phủ bề mặt của một lớp đơn phân tử. Lượng khí này được xác định từ đường cong hấp phụ đẳng nhiệt của nitơ ở nhiệt độ của nitơ lỏng (77,4 K) theo Brundle, Emmett và Teller (BET) [72] từ đó N2 bị hấp phụ bằng hấp phụ vật lý trên bề mặt chất hấp phụ.

Hình 3. 2. Hình ảnh đo BET của vật liệu EBB cải tiến

Lượng N2 hấp phụ ở một áp suất cho trước được xác định bằng phép đo thể tích hoặc khối lượng. Hình 3.2 cho thấy, diện tích bề mặt, thể tích lỗ và đường kính lỗ của vật liệu EBB cải tiến tương ứng là 251,816 m2/g; 0,583 cc/g và 9,705 nm. Với kích thước này, EBB cải tiến phù hợp cho VSV bám dính và phát triển trên bề mặt vật liệu.

3.1.3. Kết quả xác định hàm lượng nước phối trộn để chế tạo EBB cải tiến

Nghiên cứu đã sử dụng 3 hàm lượng nước khác nhau để phối trộn với các vật liệu để tạo thành sản phẩm EBB cải tiến. Lượng nước đưa vào phối trộn được trình bày trong Bảng 3.2.

Bảng 3. 2. Hàm lượng nước bổ sung để phối trộn

Hàm lượng 1

Hàm lượng 2	Hàm lượng 3
100 ml	120 ml	150 ml

Các tỷ lệ nước phối trộn để chế tạo EBB cải tiến được trình bày trong Bảng

3.2. Khối lượng vật liệu phối trộn của EBB cải tiến được chọn cho độ rỗng 64% tương ứng 300 (g vật liệu). Kết quả đánh giá chất lượng của viên EBB cải tiến được định tính bằng mắt thường để chọn ra được tỷ lệ nước phù hợp nhất mà vẫn giữ được tính ổn định của khối EBB.

+ Với hàm lượng 1 (100 ml nước): Kết quả nghiên cứu nhận thấy sản phẩm sau khi tháo khuôn ra có những biểu hiện như độ liên kết rất kém (Hình 3.3).

Quan sát Hình 3.3 nhận thấy, khi lượng nước không đủ, hiện tượng liên kết các vật liệu kém hiệu quả, dẫn đến hiện tượng vật liệu tự tan giã khi tác động vào một lực rất nhỏ. Chính vì vậy, nghiên cứu loại bỏ tỷ lệ phối trộn nước này.

Tình trạng

thiếu nước

Hình 3. 3. Lượng nước phối trộn để tạo EBB cải tiến 100ml

Hình 3. 4. Lượng nước trộn để tạo EBB cải tiến 120 ml

+ Với hàm lượng 3 (120ml): với lượng nước đưa vào phối trộn là 120 ml, qua mắt thường nghiên cứu thấy rằng bề mặt vật liệu đồng đều, độ liên kết các vật liệu rõ ràng và bền, chắc (Hình 3.4). Kết quả của Viện chuyên ngành bê tông, Viện Khoa học công nghệ xây dựng công bố, diện tích chịu nén thực của EBB cải tiến ở 3,894 (mm2) đạt cường độ nén chịu nén là 2,3 N/mm2. Chính vì vậy, nghiên cứu này chọn lượng nước 120 ml/300 (g) vật liệu để sản xuất và nghiên cứu quá trình xử lý COD, Amoni của EBB cải tiến cho những bước tiếp theo của đề tài.

+ Với hàm lượng 3 (150ml):

Tắc ngẽn

cục bộ

Hình 3. 5.. Lượng nước phối trộn để tạo EBB cải tiến 150 ml.

Kết quả cho thấy, khi lượng nước được tăng thêm 50% so với lượng nước của tỷ lệ 1, thì lúc này xảy ra hiện tượng bề mặt tiếp xúc của sản phẩm EBB cải tiến không đồng đều, lượng xi măng nhão gây ra tắc ứ cục bộ ở phần dưới (Hình 3.5).