Phương Pháp Xác Định Thể Tích Rỗng Ebb Cải Tiến

mùi và ức chế sự phát triển của nhóm vi khuẩn Coliform trong chất thải. Thành phần các VSV có trong chế phẩm gồm: Bacillus subtilis, Lactobacillus và Sacharomyces cereviciae , Mật độ VSV hữu hiệu là 108 CFU/gam [68,69].

2.4. Phương pháp phân tích

2.4.1. Phương pháp xác định COD

Xác định COD bằng các phương pháp Kalidicromat theo ISO 6060 : 1989 Standard Method. Trên thiết bị Thermoreactor TR320, Merck- Đức.

- Cách tiến hành:

Lấy 2 ml mẫu nước thải mẫu cho vào ống COD. Cho thêm 1ml K2Cr2O7 và 3 ml Ag2SO4. Đóng nắp và ghi lại kí hiệu mẫu. Làm tương tự một mẫu trắng. Cho ống COD vào bếp đun mẫu để phá mẫu trong 2h, sau đó để nguội. Đổ dung dịch vào bình tam giác và cho 1 đến 2 giọt chỉ thị màu feroin. Việc chuẩn độ bằng muối Morth kết thúc khi dung dịch chuyển từ màu xanh mực sang màu đỏ nâu.

- Tính toán kết quả:

Hàm lượng COD có trong mẫu nước được tính theo công thức sau:

COD=[C − CMorth].Cm.8000 (mg/L)

Trong đó:

C là thể tích dung dịch muối Morth tiêu tốn dùng để chuẩn mẫu trắng (ml) CMorth : thể tích dung dịch muối Morth tiêu tốn dùng để chuẩn mẫu (ml) Cm: nồng độ đương lượng của dung dịch muối Morth

8000: hệ số chuyển đổi sang mg O2/l

- Tính hiệu suất xử lý COD H = (Cvào – Cra) x 100/Cvào

- Tính thời gian lưu T = V/Qvào

- Tính tải lượng COD

L = Cvào (mg/L) x Qvào (L/ngày)/(V x 1000)

Trong đó:

T: Thời gian lưu nước thải (giờ)

V: Thể tích nước trong bể phản ứng (lít) Q: Lưu lượng (lít/giờ)

H: Hiệu suất xử lý (%)

Cvào : Nồng độ COD (mg/L) Cra : Nồng độ COD (mg/L)

L: Tải lượng COD (kg/m3.ngày)

2.4.2. Phương pháp xác định Amoni

+ Xác định NH4+ bằng phương pháp Phenat (standard Method 1995), so màu trên máy UV – 2450 (Shimazu, Nhật Bản).

+ Cách tiến hành: dùng bình định mức 25ml, trong đó chứa: Thể tích mẫu lấy phân tích; dung dịch phenol 11,1%; dung dịch Natrinitroproside và dung dịch oxi hóa tương ứng là 1ml; 0,5 ml; 0,5 ml và 1,25 ml. Định mức bằng nước cất tới vạch 25 ml. Để trong ánh sáng dịu 45 phút sau đó đem so màu ở 630 nm.

2.5. Chế tạo vật liệu EBB cải tiến

2.5.1. Phương pháp xác định độ rỗng của vật liệu

2.5.1.1. Phương pháp xác định thể tích rỗng EBB cải tiến

Xác định lượng phối trộn của các vật liệu bằng cân điện tử LP7516LCD New, sau đó trộn khô hỗn hợp vật trong vòng 5 phút, mục đích là cho cát và xi măng bám đều trên bề mặt các vật liệu khác. Định lượng nước bằng ống đong thủy tinh Duran và trộn đều hỗn hợp vật liệu một lần nữa trong 5 phút. Quan sát bằng mắt thường và đánh giá độ kết dính của hỗn hợp vật liệu trước khi tiến hành đưa vào khuôn. Việc xác định hàm lượng phối trộn khô được tiến hành trong hai lần, theo Bảng 2.2.

Bảng 2. 2. Hàm lượng phối trộn hỗn hợp vật liệu khô.

Lần

Vật liệu
Cát (%)	Keramzit (%)	Zeolit (%)	Than (%)	Xi măng (%)
1	14	22	28	14	22
2	14	36	14	14	22

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 143 trang tài liệu này.

Sau khi xác định được hàm lượng gắn kết các vật liệu và hàm lượng phối trộn nước, nghiên cứu đúc thử nghiệm các khối EBB cải tiến nhằm xác định tính hiệu quả của sản phẩm và chọn ra được hàm lượng phối trộn vượt trội nhất. Việc theo dõi và thực nghiệm được tiến hành trong điều kiện nhiệt độ phòng, lấy oxy tự nhiên. Mô hình thực nghiệm cho thí nghiệm EBB cải tiến được thể hiện ở Hình 2.2.

Nước thải đầu vào

Bể và khối rắn EBB cải tiến

Đầu ra

Bơm định lượng

Hình 2. 2. Sơ đồ thực nghiệm EBB cải tiến.

Thực nghiệm được tiến hành trên hệ thí nghiệm với tổng thể tích của bể chứa nước thải là 38 lít. Trong đó, thể tích hữu ích là 19 lít. Nước thải sinh hoạt được lấy tại cống thải ở phường Nghĩa Đô, Cầu Giấy và được đổ vào bể số 1. Tại đây nước thải sinh hoạt được đưa sang bể số 3 bằng một bơm định lượng (2). Nước thải trong bể 3 tự động chảy qua các khối vật liệu EBB cải tiến. Các chỉ tiêu COD, NH4+ được lấy và phân tích theo dõi hành ngày với dải lưu lượng từ 0,5 đến 5 L/giờ. Thể tích xốp của vật liệu EBB cải tiến được tính toán theo TCVN 7572-6:2006.

Bước 1: Tính khối lượng thể tích xốp được tính bằng công thức

ρvx = m2 – m1 (kg/m3)

ρvx: Khối lượng thể tích xốp của vật liệu (g/m3) m1: Khối lượng thùng đong (kg)

m2: Khối lượng thùng đong có mẫu vật liệu (kg) V: Thể tích thùng đong (m3)

Bước 2: Độ rỗng của vật liệu được tính bằng công thức

Vh = ( 1 - ρvx ) . 100%

ρv . 1000

ρv : Khối lượng thể tích của vật liệu (g/cm3)

ρvx : Khối lượng thể tích xốp của vật liệu (kg/m3)

2.5.1.2. Phương pháp xác định diện tích bề mặt EBB cải tiến

Nghiên cứu sử dụng kính hiển vi điện tử quét SEM (Scanning Electron Microscopy) để tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử hẹp quét trên bề mặt mẫu. Chùm điện tử sẽ tương tác với các nguyên tử nằm gần hoặc tại bề mặt mẫu vật sinh ra các tín hiệu (bức xạ) chứa các thông tin về hình ảnh của bề mặt mẫu, thành phần nguyên tố, và các tính chất khác như tính chất dẫn điện.

Thông thường buồng chứa mẫu của SEM khá nhỏ, tuy nhiên trong các máy SEM đặc biệt có buồng rộng, có thể đo mẫu có đường kính đạt tới 200 mm, chiều cao khoảng 50 mm. Mẫu phải đặt trong buồng chân không để thu được hình ảnh điện tử thứ cấp có độ phân giải cao, áp suất buồng khoảng 10-5 ÷10-6 torr.

Để thu được các thông tin về mẫu trung thực nhất, việc chuẩn bị mẫu đo rất quan trọng. Đối với các mẫu không dẫn điện như than, kezamzit, zeolite, cát, xi măng để giảm hiện tượng tích điện phát sinh khi chiếu tia X vào, bề mặt mẫu cần được phủ một lớp mỏng cacbon (đối với mẫu thông thường) và phải làm ổn định các mẫu bằng các dung dịch hãm, tiêm hoặc nhúng mẫu các chất aldehydes, osmium tetroxide, tannic acid, hoặc thiocarbohydrazide, hay nhúng mẫu với dung dịch 1,5% glutaraldehyde gồm 0,1 M cacodylic acid buffer (pH 7,3) và ủ qua đêm trong 4oC.

2.5.2. Phương pháp xác định hàm lượng phối trộn nước

Hàm lượng nước được xác định tối ưu thông qua kinh nghiệm thêm hay bớt nước của từng mẻ đúc EBB cải tiến, nhằm kiểm soát nghiêm ngặt để tránh tình trạng phối trộn quá khô dẫn đến liên kết không đảm bảo hay phối trộn quá nhiều nước dẫn đến tình trạng xi măng, cát sẽ bị trôi ra hoặc bị bít tắc cục bộ.

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

Hàm lượng 1

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

Nghiên cứu đã đưa ra 3 hàm lượng nước 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 2.3.

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

2.5.3. Thực nghiệm chế tạo EBB cải tiến

Qua các đánh giá, lựa chọn vật liệu và những phương pháp phân tích để tạo ra vật liệu EBB cải tiến, nghiên cứu đưa ra công thức chế tạo vật liệu như Hình 2.3.

Ví dụ như, hỗn hợp vật liệu để sản xuất EBB cải tiến là 10 kg, vậy trong đó vật liệu cát chiếm 14 % tương ứng là 0,14 × 10 = 1,4 kg; vật liệu kezamzit chiếm 36

% tương ứng là 0,36 × 10 = 3,6 kg; vật xi măng chiếm 14% tương ứng là 1,4 kg, tương tự than hoạt tính 1,4 kg và vật liệu zeolit chiếm 0,22 × 10 = 2,2 kg. Sau khi xác định hàm lượng phối trộn, hỗn hợp được đưa vào máy trộn bê tông Mini (MTBT 350 L, động cơ 2,2 kw/220v) để đảo khô, thời gian để trộn khô mất 15 phút, vật liệu cát và xi măng sẽ bám đều vào các vật liệu trơ như sỏi kezamzit, zeolit và than hoạt tính. Tiếp đó, cho nước sạch vào hỗn hợp đã được đảo đều, lượng nước đưa vào tính 120 ml/ 300 g vật liệu. Sau khi trộn ướt 5 phút, hỗn hợp được đưa vào khuôn ép với lực ép từ 10 đến 20 kg/cm3. Sau 24 giờ, xi măng làm kết dính giữa các vật liệu, tháo khuôn và tiến hành làm khô vật liệu EBB cải tiến.

Hình 2. 3. Sơ đồ thực nghiệm sản xuất EBB cải tiến

2.6. Đánh giá đặc trưng của vật liệu EBB cải tiến.

2.6.1. Phương pháp cấy vi sinh vào vật liệu EBB cải tiến

Máy thổi khí

Bể cấy VSV

Sau khi tiến hành đúc và phơi khô sản phẩm trong 24 giờ, 50 viên EBB cải tiến được đưa đi ngâm rửa nhằm mục đích rửa sạch các cặn bẩn bám trên khối và các lớp bụi xi măng còn chưa bám trên khối EBB cải tiến.

Vật liệu

Hình 2. 4. Cấy VSV vào EBB cải tiến

Thời gian cấy vi sinh lên khối EBB từ chế phẩm Sagi - Bio2 trong vòng 10 ngày. EBB cải tiến được đưa vào bể cấy với dung tích 50 lít. Kết quả định tính thể hiện trong Hình 2.4.

Với mật độ vi sinh 108 CFU/ml, nghiên cứu đưa vào bể cấy vi sinh 50 ml chế phẩm Sagi – Bio2 kèm theo trong bể cấy là một bơm đảo trộn nước bên trong nhằm tăng cường hiệu quả bám dính và sinh trưởng của VSV, bổ sung dinh dưỡng cho VSV theo tỷ lệ BOD:N:P là 100:5:1 và theo dõi hàng ngày bằng mắt thường.

(i) Quá trình cấy vi sinh

Quá trình nuôi cấy VSV gồm 2 khâu: nuôi và cấy

+ Nuôi: tạo quá trình đảm bảo và duy trì những điều kiện thuận lợi nhất cho sự hoạt động và phát triển của VSV.

+ Cấy: tạo những thao tác chuyển VSV từ môi trường đang sống sang môi trường thuận lợi hơn cho sự phát triển của chúng.

- Định lượng VSV trong mẫu thí nghiệm

- Phương pháp định lượng VSV bằng phương pháp đếm số khuẩn lạc trên thạch đĩa [70,71]

+ Pha loãng mẫu

 Hút 1 ml màng bám trên EBB cải tiến cho vào ống nghiệm thứ nhất có chứa 9 ml nước cất vô trùng.

 Trộn đều dung dịch bằng cách hút lên rồi thổi xuống 3 lần. Độ pha loãng mẫu lúc này là 10-1

 Tiếp tục hút 1 ml ở ống nghiệm thứ nhất cho vào ống nghiệm thứ hai chứa 9 ml nước cất vô trùng.

 Trộn đều và độ pha loãng lúc này là 10-2

 Tiếp tục như vậy để có mẫu ở các độ pha loãng 10-3, 10-4, 10-5....

Tùy theo nồng độ VSV ước đoán trong mẫu mà tiến hành pha loãng mẫu với các tỷ lệ khác nhau

+ Cách tiến hành

 Chuẩn bị môi trường thạch đĩa: môi trường MPA, Czapek, Hansen được khử trùng ở 1 atm trong 30 phút, đổ vào các đĩa petri vô trùng, chờ thạch đông và khô mặt thạch

 Ghi vào đáy đĩa petri có môi trường thạch thích hợp với từng loại VSV các thông tin:

 Nồng độ pha loãng

 Ngày cấy

 Dùng pipetman gắn đầu côn vô trùng lấy từ các độ pha loãng thích hợp nhỏ vào mỗi đĩa peptri 0,1 ml ( tương ứng với 2 giọt dịch), mỗi độ pha loãng được lặp lại 3 lần. Dùng que gạt vô trùng dàn đều dịch tế bào lên khắp mặt thạch.

 Các đĩa petri đã được cấy dịch tế bào, gói kín và đặt úp ngược đĩa trong tủ ấm 37oC. Sau 24 giờ đếm số khuẩn lạc trong mỗi đĩa.

- Cách đếm

 Lấy bút chì kẻ hai đường vuông góc dưới đáy đĩa petri và đánh thứ tự từng vùng I, II, III, IV.

 Đếm số khuẩn lạc trong từng vùng và đánh dấu khuẩn lạc đã đếm

 Số lượng tế bào VSV trong 1 ml mẫu được tính theo công thức sau đây:

Trong đó:

Số lượng tế bào

𝑚𝑙 𝑚ẫ𝑢

𝑛

× 𝐷

𝑣

định

n: Số khuẩn lạc trung bình trong một đĩa petri ở một độ pha loãng nhất

v: Thể tích dịch mẫu đem cấy D: Hệ số pha loãng

2.6.2. Phương pháp xác định ảnh hưởng pH đến VSV và hiệu suất xử lý COD trong vật liệu EBB cải tiến

Để tiến hành thực nghiệm, chế phẩm Sagi – Bio 2 được cấy vào EBB cải tiến. Trong thực nghiệm này, điều quan trọng là xác định số lượng VSV trong vật liệu EBB cải tiến ở các mức độ pH khác nhau.

Xem tất cả 143 trang.

Ngày đăng: 03/09/2022