Trang chủ / Xử Lý Nước Thải

Các Nghiên Cứu Về Bể Keo Tụ Điện Hóa Và Bể Usbf

khuẩn M nằm trong khoảng thích hợp cho điều kiện hoạt động của hệ thống. Tỷ lệ F/M dùng để kiểm soát quá trình oxi hóa sinh hóa và sinh khí bằng cách duy trì sự phát triển của hệ vi sinh vật ở giai đoạn log hay ở giai đoạn phân hủy nội bào.

Theo Lê Hoàng Việt (2002), công thức F/M như sau:


F / M

S0 Q * S0


Trong đó:

* X V * X

θ: thời gian tồn lưu nước trong bể bùn hoạt tính (d) F/M: tỷ lệ thức ăn trên số lượng vi khuẩn (day-1)

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 154 trang tài liệu này.

S0: BOD hoặc COD của nước thải đầu vào (mg/L hoặc g/m3) Q: lưu lượng nước thải nạp vào bể (m3/d)

V: thể tích bể phản ứng (m3)

X: hàm lượng vật chất rắn bay hơi (VSS) trong bể (mg/L hoặc g/m3)

Tỉ lệ F/M của bể bùn hoạt tính hoạt động theo kiểu truyền thống trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 (Lê Hoàng Việt, 2002).

2.2.4.6.2 Nhu cầu dưỡng chất

Để đảm bảo cho vi sinh vật hoạt động tốt thì nguồn dinh dưỡng cho chúng có thể theo tỷ lệ BOD : N : P = 100 : 5 : 1. Đối với các công trình hiếu khí dài ngày thì tỷ lệ BOD : N : P = 200 : 5 : 1 (Lương Đức Phẩm, 2007). Trong trường hợp thiếu N, P ta có thể cân đối dưỡng chất bằng cách thêm vào các muối amôn và photphat.

2.2.4.6.3 Tuổi bùn (thời gian lưu tồn tế bào)

Theo Lê Hoàng Việt (2002), tuổi bùn, hay thời gian lưu tồn tế bào (c) được tính bằng công thức:

V * X

c Q * X Q * X


Trong đó:

w w e e

c: thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể theo thể tích (d) V: thể tích của bể (m3)

X: hàm lượng VSS trong bể (mg/l) Qw: lưu lượng bùn thải bỏ (m3/d)

Qe: lưu lượng nước thải đầu vào (m3/d)

Xw: hàm lượng VSS trong bùn thải bỏ (mg/l)

Xe: hàm lượng VSS trong nước thải đầu ra (mg/l)

Đối với nước thải công nghiệp nên duy trì tuổi bùn từ 15 - 30 ngày (Lâm Minh Triết - Lê Hoàng Việt, 2009).

2.2.4.6.4 Hàm lượng vi sinh vật

Phần chất rắn bay hơi trong chất rắn lơ lửng trong hỗn dịch nước thải được thể hiện bởi MLSS. MLSS bao gồm những chất hữu cơ vi sinh cũng như những vi sinh vật sống và đã chết. Nồng độ bùn hoạt tính trong bể giới hạn ở mức1500 - 4000 mg/l.

Theo Trịnh Xuân Lai (2002), ta có:

Nếu: S0 < 100 (mg/L) => X < 1500 (mg/L)

S0 = 100 - 150 (mg/L) => X < 2000 (mg/L) S0 = 150 - 200 (mg/L) => X < 2800 (mg/L) S0 > 200 (mg/L) => X = 2800 - 4000 (mg/L)

Với S0 là nồng độ chất nền đi vào bể và X là nồng độ bùn hoạt tính trong bể. Tuy nhiên, các giá trị thực nghiệm từ công ty ECOfluid cho thấy nồng độ bùn hoạt tính của bể nằm trong khoảng 4000 - 6000 mg/l.

2.2.4.6.5 Thời gian lưu nước

Trong hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ bùn hoạt tính cổ điển là tách rời 2 quá trình: hiếu khí và lắng ra riêng biệt thì ở mỗi bể có thời gian lưu như sau:

+ Bể bể bùn hoạt tính: theo Trịnh Xuân Lai (2002) thì thời gian lưu nước của bể bùn hoạt tính thường nằm trong khoảng 6 - 15h.

+ Bể lắng: thời gian lưu nước trong bể lắng tốt nhất là khoảng từ 1,5 - 2,5h

(Metcalf and Eddy, 2003).

Tuy nhiên, bể USBF gồm 3 ngăn: thiếu khí, hiếu khí và lắng. Mỗi ngăn có nhiệm vụ khác nhau nên ứng với mỗi ngăn thì thời gian lưu sẽ khác nhau. Tổng thời gian lưu của bể USBF xử lý nước thải giết mổ là 10h (Lê Ngọc Cẩm Vân, Nguyễn Thị Diễm, 2010).

2.2.4.6.6 Nồng độ oxi hòa tan (DO)

Oxi thường có hiệu suất hòa tan thấp và thường phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, nồng độ muối trong nước thải…Trong quá trình xử lý, các vi sinh vật sử dụng oxi hòa tan để oxi hóa sinh hóa, đồng hóa các chất dinh dưỡng và chất nền (BOD, N, P) cần

thiết cho sự sống, sinh sản và tăng trưởng của chúng. Vì vậy, giữ được oxi hòa tan trong nước thải trong suốt quá trình xử lý là vấn đề quan trọng.

Theo Lâm Minh Triết - Đỗ Hồng Lan Chi (2005) thì nồng độ oxi hoà tan duy trì trong ngăn hiếu khí là lớn hơn 2 mg/l, thấp nhất là 1,3 mg/l. Đối với ngăn thiếu khí DO nhỏ hơn 1mg/l.

2.2.4.7 Các nghiên cứu về bể keo tụ điện hóa và bể USBF

2.2.4.7.1 Các nghiên cứu về bể keo tụ điện hóa

Nghiên cứu của Zarouala, Azzia, Saiba và Chainetb (2005) về việc xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp EC đã đạt được kết quả: hiệu suất xử lý COD đạt từ 84 – 100%.

Nghiên cứu của Moh Faiqun Ni’am, Fadil Othman, Johan Sohaili và Zulfa Fauzia (2006) về việc xử lý nước thải thuộc da bằng phương pháp EC đã đạt được kết quả: hiệu suất xử lý SS 92,3%, độ đục 81,25%.

Nghiên cứu của Ramesh Babu, Bhadrinarayana, Meera Sheriffa Begum và Anantharaman (2007) về việc xử lý nước thải thuộc da bằng phương pháp EC đã đạt được kết quả: hiệu suất xử lý TSS 72%, BOD5 63%, COD 68%, Crôm 76%.

2.2.4.7.2 Các nghiên cứu về bể USBF

Ở ngoài nước: công nghệ USBF đã nghiên cứu, thí nghiệm và phát triển từ những năm 1950. Vào những năm 1997 người ta đã xây dựng các công trình nghiên cứu về bể USBF và cho hiệu quả xử lý khá cao. Hiệu quả xử lý cụ thể của một công trình xử lý nước thải Pinzolo ở Italy như sau: TSS 92,2%; COD 93,4%; BOD5 96%; NH4-N 96,3%; và P 67,6% (Lawrence K.Wang - Nazih K.Shammas - Yung Tse Hung, 2009).

Ở trong nước: hiện nay công nghệ USBF được nghiên cứu để xử lý nước thải đô thị. Ở nước ta có một số nghiên cứu về công nghệ này:

+ “Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị bằng công nghệ sinh học cải tiến USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration)” được báo cáo tại Hội Nghị khoa học tháng 12- 2005, trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia TP.HCM và đăng tuyển tập các kết quả nghiên cứu khoa học 5 năm (2000 - 2005) khoa môi trường.

+ “Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị bằng công nghệ bùn hoạt tính cải tiến USBF” đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ (trọng điểm Đại Học Quốc Gia). Kết quả nghiên cứu trong báo cáo này thì hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm khá cao, nước thải

sau xử lý có thể đạt tiêu chuẩn loại A theo TCVN 5945 : 1995. Hiệu quả xử lý cụ thể của một số chỉ tiêu như : SS 96%; COD 97,5%; BOD5 99,2%; N 96,6% và P 95,24%.

2.2.4.8 Các ứng dụng bể USBF trong và ngoài nước

Ứng dụng trong nước: công nghệ USBF được Vietnam Green Environment (Vnxanh) ứng dụng nhằm xử lý triệt để nước thải cho khách sạn, tòa nhà cao cấp, một số công trình ứng dụng USBF:

+ Khách sạn Novotel Phan Thiết - Bình Thuận;

+ Resort Aquaba Mũi Né - Bình Thuận;

+ Khu Du lịch Sinh Thái An Viên - Nha Trang;

+ Tòa nhà Sapphire - TP.HCM;

+ Cụm Công nghiệp Kiến Thành - Long An;

+ Khu Dân cư Bắc Rạch Chiếc - TP.HCM;

+ Nhà máy nhuộm DK Vina (Hàn Quốc) - Bình Dương;

+ Nhà máy nước tương An Kim Thành - Long An.

Ứng dụng ngoài nước: vào năm 1992 công ty ECOfluid ra đời hoạt động dựa trên việc áp dụng công nghệ USBF. Một số công trình ứng dụng công nghệ USBF của công ty ECOfluid như:

+ Sun Peaks Resort;

+ Ski Resort;

+ Pinzolo ở Italy;

+ Budca ở Slovak Republic;

+ Pro Sus ở Italy.


CHƯƠNG 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN

3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện

Địa điểm thực hiện: đề tài được thực hiện tại Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường - Khoa Môi trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trường Đại học Cần Thơ.

Thời gian thực hiện: từ 01/8/2010 đến 14/11/2010.

3.2. Đối tượng thí nghiệm

Nguyên liệu thí nghiệm: là nước thải chế biến thủy sản được lấy từ Công ty Cổ Phần Thủy Sản Bình An.

Địa chỉ công ty: Lô 2.17 Khu Công Nghiệp Trà Nóc II - Thành phố Cần Thơ. Nguyên liệu sản xuất của công ty: cá tra, cá basa.

Vị trí lấy mẫu: Cống xả nước thải của dây chuyền sản xuất 1.

Đặc điểm nước thải: có mùi tanh, màu đỏ, nhiều váng mỡ và chất rắn lơ lửng.


Hình 3 1 Vị trí lấy mẫu nước thải làm thí nghiệm 3 3 Chuẩn bị thí nghiệm 1

Hình 3.1. Vị trí lấy mẫu nước thải làm thí nghiệm


3.3 Chuẩn bị thí nghiệm


3.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm cho bể keo tụ điện hoá


Thí nghiệm 1: thí nghiệm định hướng để xác định loại kim loại làm cực


Tiến hành thí nghiệm định hướng thực tế trên 2 bể keo tụ điện hoá hoạt động theo mẻ với các điều kiện sau:

+ Điểm riêng: Bể 1 có cực dương làm bằng nhôm, cực âm làm bằng sắt.

Bể 2 có cực dương làm bằng sắt và cực âm làm bằng nhôm.

+ Điểm chung: Hai bể cùng chứa 24 lít nước thải, sử dụng dòng điện có hiệu điện thế là 24V, cường độ dòng điện là 1,6A (mật độ dòng điện là 160 A/m2), thời gian lưu nước là 60 phút, khoảng cách giữa hai điện cực ở mỗi bể là 2 cm. Diện tích tiếp xúc của mỗi cặp điện cực là 100 cm2 (tỉ số S/V là 0,4167 m2/m3). Chiều cao hữu dụng của hai bể là 0,94m.

Lưu ý:


S/V là tỉ số giữa tổng diện tích bảng điện cực (hoặc dương, hoặc âm) với thể tích hữu dụng của bể keo tụ điện hóa, trong đó:

- S: Tổng điện tích bảng điện cực (m2)

- V: Thể tích hữu dụng của bể keo tụ điện hóa (m3)

Tỉ số S/V có ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế bể keo tụ điện hóa. Bởi vì, thông số này có thể giúp chúng ta tính toán một cách chính xác tổng diện tích bảng điện cực cần thiết cho từng bể keo tụ điện hóa có thể tích khác nhau ngoài thực tế.


Hình 3 2 Bể keo tụ điện hóa Đây là thí nghiệm định hướng để kiểm chứng 2


Hình 3.2. Bể keo tụ điện hóa


Đây là thí nghiệm định hướng để kiểm chứng lại xem kim loại nào (sắt hoặc nhôm) làm cực tan sẽ tốt hơn đối với đặc tính của nước thải thủy sản. Do đó, để tiết kiệm chi phí chúng tôi chỉ theo dòi diễn biến của 3 chỉ tiêu là pH, COD và SS. Sau khi

phân tích xong các chỉ tiêu trên số liệu sẽ được xử lý và phân tích số liệu để chọn ra kết quả tốt nhất dựa trên các mục tiêu kinh tế và kỹ thuật đã đề ra. Kết quả tốt nhất này sẽ được sử dụng cho các thí nghiệm chính thức ở phía sau.

3.3.2 Chuẩn bị thí nghiệm cho bể USBF

Bể USBF hoạt động ở hai điều kiện là có giá bám và không có giá bám. Bên cạnh đó, bể USBF vận hành trong điều kiện nước đầu vào là nước đầu ra của bể keo tụ điện hoá với các thông số hoạt động tốt nhất. Do đó, bể USBF chỉ được vận hành khi tất cả các thí nghiệm của bể keo tụ điện hoá đã được thực hiện xong.

Để tiết kiệm thời gian, thì tất cả các khâu chuẩn bị cho bể USBF phải được thực hiện trước hoặc song song với quá trình thực hiện các thí nghiệm của bể keo tụ điện hoá. Sau đây là các khâu cần phải chuẩn bị cho các thí nghiệm của bể USBF:

Chọn giá bám:

Nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho thí nghiệm và khả năng ứng dụng thực tế khi tìm được loại giá bám đạt hiệu quả xử lý cao, kết hợp với một số tiêu chí như: rẻ tiền, độ rỗng cao, diện tích bề mặt lớn, ít bị bào mòn....nên chúng tôi quyết định chọn bông lọc làm giá bám với độ rỗng là 95%.

Theo Nguyễn Văn Trực (2006), với lượng giá bám chiếm 30% thể tích bình thì có sự khác biệt có ý nghĩa về hiệu suất xử lý. Do đó, với việc sử dụng bông lọc có độ rỗng 95% làm gá bám thì chắc chắn sẽ có một có sự khác biệt có ý nghĩa về hiệu suất xử lý giữa bể USBF có giá bám và bể USBF không có giá bám.

Làm giá bám:

Giá bám được chọn mang về phòng thí nghiệm cắt nhỏ. Sau đó rửa lại bằng nước sạch rồi cho vào thùng nuôi giá bám.

Giai đoạn nuôi bùn và tạo màng vi sinh trên giá bám:

Bùn hoạt tính được lấy từ bể bùn hoạt tính của Công ty Cổ Phần Thủy Sản Bình An. Sau đó cho vào 2 thùng 60L (1 thùng có giá bám và 1 thùng không giá bám).

Giá bám và nước thải được cho vào thùng và sục khí liên tục 24/24h.

Thùng không giá bám dùng để tạo sinh khối cần thiết khi tiến hành thí nghiệm chính thức trên bể USBF.

Thùng có giá bám để tạo màng sinh học khi tiến hành thí nghiệm trên bể USBF. Nước thải được thay định kỳ mỗi ngày 3 lần vào 6h, 14h, 22h.

Sau thời gian nuôi, quan sát thấy màng vi sinh trên giá bám khá tốt thì chúng tôi sẽ tiến hành thí nghiệm chính thức trên bể USBF.


Hình 3.3. Giá bám trước khi tạo màng và sau khi tạo màng

3.4 Phương tiện và cách bố trí thí nghiệm

3.4.1 Phương tiện thí nghiệm

3.4.1.1 Gia công bể keo tụ điện hóa

Mô hình bể keo tụ điện hoá được chỉnh sửa dựa trên mô hình bể lọc sinh học nhỏ giọt của các khoá trước (Nguyễn Y Mơ, 2010). Chúng tôi tiến hành lắp đặt các điện cực và chỉnh sửa mô hình cho hoàn thiện.

Các dụng cụ khác được sử dụng để thực hiện các thí nghiệm như: biến điện (biến điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều), dây dẫn, kim lọai để làm điện cực, công tơ điện để xác định lượng điện năng tiêu thụ (ĐNTT) trong mỗi thí nghiệm.

3.4.1.2 Gia công bể USBF

Gia công 2 mô hình bể USBF:

+ Sử dụng bản vẽ của các khóa trước để gia công 2 bể USBF có kích thước hoàn toàn giống nhau (Lê Ngọc Cẩm Vân - Nguyễn Thị Diễm, 2010).

+ Mô hình thí nghiệm được gia công tại xưởng Cơ khí - Đại Học Cần Thơ.

Các dụng cụ khác được sử dụng để nghiên cứu ngoài mô hình còn có: bình marriott, máy bơm bùn hoàn lưu, máy sục khí, cánh khuấy, thùng chứa nước thải.

..... Xem trang tiếp theo?
⇦ Trang trước - Trang tiếp theo ⇨

Ngày đăng: 29/05/2022