Tư Liệu Thống Kê Ban Đầu Ở Dạng Vô Thứ Nguyên

lớn đến tiêu thức kết quả (thông số đầu ra), được kí kiệu là y: là thông số đầu ra (trong luận án này là hiệu suất xử lý độ màu, COD, TOC).

* Đánh giá mức độ chặt chẽ của mối liên hệ tương quan:

Việc đánh giá mức độ chặt chẽ của mối liên hệ tương quan được thực hiện thông qua việc tính toán hệ số tương quan bội, các hệ số tương quan riêng phần đối.

* Phương pháp tương quan bội

Phương trình hồi quy tuyến tính bội sau được sử dụng:

yˆ b0 b1 x1 b2 x2  ... bk xk

(2.11)

b0, b1, b2,.... bk là các biến thực của phương trình hồi quy.

Phương trình (2.15) là một bề mặt với k = 2 và là một siêu diện với k > 2. Bề mặt hay siêu diện thường gọi là mặt đáp ứng trong không gian yếu tố. Tư liệu thống kê ban đầu được chỉ ra ở bảng 2.4.

Bảng 2.4. Tư liệu thống kê ban đầu có thứ nguyên

STT

thí nghiệm

x1	x2	…	xk	y
1 2 3 . . . N	x11	x21	…	xk1	y1
	x12 x13	x22 x23	… … .	xk 2 xk 3	y2 y3
	.	.	.	.	.
	.	.	.	.	.
	. x1n	. x2n	…	. xkn	. yn

Có thể bạn quan tâm!

• Các Nghiên Cứu Xử Lý Nướ C Rỉ Rá C Bằng Ozon Ở Viêṭ Nam
• Sơ Đồ Thí Nghiệm Xử Lý Nước Rỉ Rác Bằng Ozon Đơn Hoặc Perozon
• Đặc Điểm Đệm Sứ Được Sử Dụng Trong Nghiên Cứu
• Ảnh Hưởng Của Ph Đến Tỉ Lệ Bod5/cod Sau Xử Lý Bằng Ozon Đơn Bàn Luận:
• Nghiên Cứu Xử Lý Các Chất Hữu Cơ Trong Nước Rỉ Rác Bằng Perozon
• Ảnh Hưởng Thời Gian Phản Ứng Đến Độ Màu Sau Xử Lý Bằng Perozon

Xem toàn bộ 224 trang tài liệu này.

s

Ta chuyển từ dạng có thứ nguyên sang dạng vô thứ nguyên bằng cách chuẩn hóa tất cả các giá trị của các đại lượng ngẫu nhiên theo các công thức:

y0 yi y ;

x0 x ji x j

(2.12)

s

i

y

x

i = 1, 2, …, n; j = 1, 2, …, k

ji

x j

trong đó,

y0 ,

0 là các giá trị được chuẩn hóa của thông số đầu ra và các thông số

i

ji

đầu vào tương ứng. y ,

x j là những giá trị trung bình;

sy ,

s là độ lệch chuẩn.

x

j

sy 

; sx j 

(2.13)



n

( y y)

2

i

i1

n 1

i1

n 1

(x x )2

n

j i j

Kết quả ta có tư liệu thống kê ban đầu ở dạng vô thứ nguyên trong bảng 2.5.

Bảng 2.5. Tư liệu thống kê ban đầu ở dạng vô thứ nguyên

STT

Thí nghiệm

x0 1	x0 2	…	x0 k	y 0
1 2 3 . . . N	x0 11 x0 12 x0 13 . . . x0 1n	x0 21 x0 22 x0 23 . . . x0 2n	… … … . . . …	x0 k1 x0 k 2 x0 k 3 . . . x0 kn	y 0 1 y 0 2 y 0 3 . . . y 0 n

Ở dạng vô thứ nguyên thì:

j

x 0  0 ;

j

y 0  0 và

s 0  1 ;

x

j

sy0 1

(2.14)

Hệ số tương quan mẫu (do số thí nghiệm n có hạn) trong trường hợp này

bằng:

*  1

n

0 0 ;

r* 1

n

x0 x0

(2.15)

y x

r 0 0

n 1 yi x ji

x0 x0

n 1 li mi

j i1 l m i1

l, m = 1, 2, 3, …, k; l ≠ m

Các hệ số tương quan tính theo công thức (2.15) cũng bằng các hệ số tương

quan giữa các biến có thứ nguyên

r * và

y x j

r * .

xl xm

r* nằm trong khoảng (-1; 1), tức là -1 ≤ r* ≤ 1. r* = 1 (hoặc r* = -1): quan hệ hàm số,

r* = 0: giữa hai đại lượng không có mối liên hệ tương quan,

r* → 1 (hoặc r* → -1): giữa hai đại lượng có mối liên hệ càng chặt chẽ. Phương trình hồi quy giữa các biến được chuẩn hóa không có số hạng tự do:

yˆ0a x0a x0 ... a x0

(2.16)

1 1 2 2 k k

a0, a1, a2,.... ak là các chuẩn hóa của phương trình hồi quy.

Các hệ số của phương trình (2.16) được tìm theo phương pháp bình phương tối thiểu từ điều kiện:

n

( y0yˆ0)2 min

tức là



a1

i1

 0 ;

i i



a2

 0 ; … ;

 0

ak

(2.17)

n

n

và hệ phương trình chuẩn có dạng:

n

a (x0)2a

x0 x0

 ... a x0x0

x0 y0

1 1i

i1

2 1i 2i i1

1 1i ki i1

1i i

n

i1

n

a x0 x0

a (x0 )2  ... a x0 x0

x0 y0

(2.18)

1 2i 1i

i1

2 2i

n

n

i1

1

i1

2i ki

2i i

n

i1

…

n

a x0 x0

a x0 x0

 ... a (x0 )2

x0 y0

1 ki 1i

i1

2 ki 2i

n

i1

1 ki

n

i1

ki i

n

i1

Nhân cả hai vế của hệ phương trình (2.18) với hệ số tương quan mẫu r* và do:

1

n 1

, kết quả là sẽ xuất hiện

n 1

x

1 n (xo )2 s2  1

ji0

i1 j

nên hệ phương trình chuẩn (2.8) chuyển về dạng sau:

a a r*

a r*

 ... a r*

r*

1 2 x1x2

3 x1x3

k x1xk

yx1

a r*

a a r*

 ... a r*

r*

(2.19)

1 x2 x1

…

2 3 x21x3

k x2 xk

yx2

a r*

a r*

a r*

 ... a

r*

1 xk x3

2 xk x2

3 xk x3

k yxk

Trong hệ phương trình (2.19)

*

r

xl xm

*

r

xm xl

. Để giải phương trình (2.19) cần sử

dụng máy tính áp dụng một trong những thuật toán đã biết. Sau khi giải hệ (2.19) tìm được các hệ số a1, a2, …, ak ta có thể tìm được hệ số tương quan bội.

a r* a r*  ... a r*

1 yx1 2 yx2

k yxk

R (2.20)

R nằm trong khoảng [0;1], tức là 0 ≤ R ≤ 1.

tính.

Nếu R = 1: giữa Nếu R = 0: giữa

x1 ,

x1 ,

x2 , …, xk

x2 , …, xk

và y có mối liên hệ hàm số.

và y không có mối liên hệ tương quan tuyến

Nếu R → 1: giữa càng chặt chẽ.

x1 ,

x2 , …, xk

và y có mối liên hệ tương quan tuyến tính

Trong phương trình (2.11) thì l = k+1. Từ phương trình (2.16) có thể chuyển

về (2.11) theo các công thức:

sy

b j a j s

; j = 1, 2, …, k

x j

n

b0y bjx j

i1

(2.21)

CHƯƠNG 3. KẾ T QUẢ NGHIÊN CỨ U VÀ THẢ O LUÂN

3.1. TIỀN XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC BẰNG KEO TỤ

Theo nghiên cứ u của môt

số tác giả , cần lươn

g PAC lớn để keo tụ nước r ỉ rác.

Nguyên

Hồng Khánh và côṇ g sư ̣ (2009) [5] đã sử duṇ g PAC từ 100 – 2.000 mg/l, 2

mg/l chất trợ keo A101 để xử lý nư ớc rỉ rác. Nguyên

Ngoc

Lân (2013) [6] cũng sử

dụng lượng PAC đến 3.000 mg/l trong giai đoan

tiền xử lý nước r ỉ rác từ bãi chôn

lấp chất thải rắn Nam Sơn . Hàm lương PAC cao (500 – 5.000 mg/l) cũng được sử

dụng để xử lý nư ớc rỉ rác ở Malaysia b ởi tác giả Lee và cộng sự (2012) [64]. Trong

nghiên cứ u này , qua những thí nghiêm

khảo sát sơ bô ̣ cho thấy , lươn

g chất keo tu

cần sử duṇ g lớn, nếu sử dụng lượng PAC dưới 500 mg/l thì hiệu suất keo tụ chưa đáng kể. Vì nh ững lý do trên , các thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng

PAC đến hiêu

suất keo tu ̣nư ớc rỉ rác cũng đươc

thưc

hiên

ở m ức hàm lươn

g bắt đầu

từ 500 mg/l kết hợp 2 mg/l chất trợ keo A101.

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tu ̣đến hiệu suất keo tụ bằng PAC được thể hiện ở hình 3.1, 3.2 và 3.3.

COD sau keo tụ

4500

4000

COD (mg/l)

3500

3000

2500

2000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Hàm lượng PAC (mg/l)

Hình 3.1. Ảnh hưởng của PAC đến COD nướ c rỉ rác sau xử lý

M àu sau keo tụ

3000

2500

Độ màu (Pt-Co)

2000

1500

1000

500

0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Hàm lượng PAC (mg/l)

Hình 3.2. Ảnh hưở ng củ a PAC đến độ màu nước rỉ rác sau xử ly

SS sau keo tụ

1000

800

SS (mg/l)

600

400

200

0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Hàm lượng PAC (mg/l)

Hình 3.3. Ảnh hưởng PAC đến chấ t rắ n lơ lử ng trong nướ c rỉ rác sau xử ly

Kết quả thí nghiêm

cho thấy , hiêu

suất xử lý tăng khi tăng hàm lư ợng PAC.

Hiêu

suất xử lý COD : 10 - 43%, độ màu: 15 - 76% và SS: 22 - 85%, tuy nhiên, với

hàm lượng PAC 3.000- 4.000 mg/l, hiêu

suất xử lý h ầu như không đổi. Khi hàm

lươn

g PAC tăng lên 3.000 mg/l, hiêu

suất xử lý đ ộ màu và SS cao , đaṭ tương ứ ng

73% và 83%. Đồng thời các chất hữu cơ cũng được xử lý tương đối tốt (43% COD). Hiệu suất xử lý không tăng khi tăng hàm lượng PAC trên 3.000 mg/l.

Hiệu suất xử lý các chất hữu cơ trong nước rỉ rác đạt tối ưu tại mức PAC

3.000 mg /l. Tuy nhiên, nếu sử dụng chất keo tụ ở mức này thì tốn nhiều hóa chất. Trong nghiên cứu này, keo tụ được xác định là giai đoạn xử lý sơ bộ nên không sử

dụng hàm lượng PAC ở mức tối ưu. Mục tiêu của xử lý sơ bộ chủ yếu là loại bỏ SS và một phần nhỏ COD (khoảng 20-30%).

Bảng 3.1. So sánh hiệu suất keo tụ ở 1.500 và 3.000 mg/l

Hàm lượng PAC (mg/l)

Hiệu suất xử lý (%)
Độ màu	COD	SS
1.500	27	26	57
3.000	73	43	83

Với hàm lượng PAC 1.500 mg/l đã xử lý được 57% SS, 26% COD và 27% độ màu. Kết quả trên đã đạt được mục tiêu của giai đoạn tiền xử lý. Vì thế, mức hàm lượng chất keo tụ PAC là 1.500 mg/l, ở pH tự nhiên của nư ớc rỉ rác (cụ thể tại muẫ

nước rỉ rác thí nghiệm này là 8,07) được cho là thích hơp

cho giai đoạn này.

3.2. NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CÁC CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚ C R Ỉ RÁC BẰ NG OZON VÀ PEROZON

3.2.1. Nghiên cứu xử lý các chất hữu cơ trong nước rỉ rác bằng Ozon đơn

a. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH

Trong nghiên cứ u này , ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử l ý các chất hữu

cơ trong nước rỉ rác bằng Ozon đơn (O3) đươc

thưc

hiên

với điều kiên

c ố điṇ h lưu

lươn

g khí cấp để tao

O3 (7l/ph) và cố định thời gian phản ứng (60 phút).

Nước rỉ rác đươc

tiền xử lý bằng keo tụ. Điều kiên

tiền xử lý là PAC: 1.500

mg/l; chất trơ ̣ keo tu ̣A101: 2 mg/l.

Sau keo tu ̣, các chất hữu cơ trong nước rỉ rác đươc đánh giá ảnh hưởng của pH.

xử lý bằng Ozon đơn để

Kết quả thí nghiêm

đươc

thể hiên

ở hình 3.4, 3.5 và 3.6:

Qua các thí nghi ệm nghiên cứ u ảnh hưởng của pH sau 60 phút ph ản ứng cho thấy, khi pH tăng từ 5 đến 9 thì độ màu, COD và TOC đều giảm dần. Tuy nhiên, khi pH trên 9 thì độ màu, COD và TOC sau xử lý cao hơn ở pH 8 và 9. Sau 60 phút

phản ứng, hiêu

suất xử lý đ ộ màu, COD và TOC tương ứ ng là 67 – 76%, 6 – 30%

và 5 – 25%. Như vậy, hiệu suất xử lý các chất hữu cơ trong nước rỉ rác sau 60 phút vẫn chưa đáng kể.

700

650

Độ màu (Pt-Co)

600

550

500

450

400

4 5 6 7 8 9 10

pH

Thí nghiệm 1 Thí nghiệm 2Thí nghiệm 3

Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH đến độ màu sau xử lý bằng Ozon đơn

2600

COD (mg/l)

2200

1800

1400

1000

4 5 6 7 8 9 10

pH

Thí nghiệm 1 Thí nghiệm 2 Thí nghiệm 3

Hình 3.5. Ảnh hưởng của pH đến COD sau xử lý bằng Ozon đơn

1000

900

TOC (mg/l)

800

700

600

500

4 5 6 7 8 9 10

pH

T hí nghiệm 1 T hí nghiệm 2 T hí nghiệm 3

Hình 3.6. Ảnh hưởng của pH đến TOC sau xử lý bằng Ozon đơn