Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUN BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN HỌC: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI LỚP: L02 HỌC KỲ 222, NĂM HỌC 2022 -2023 GVGD: ThS PHAN XUÂN THẠNH Sinh viên thực hiện: Giang Thị Mộng Như - MSSV: 2011773 Lưu Đình Phú - MSSV: 2014137 Nguyễn Bảo Duy - MSSV: 1912895 Phạm Đăng Duy - MSSV: 2012833 TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2023 BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ STT HỌ VÀ TÊN GIANG THỊ MỘNG NHƯ 2011773 Bài & Bài & Tổng hợ p LƯU ĐÌNH PHÚ 2014137 Bài 6 NGUYỄN BẢO DUY 1912895 Bài 2 PHẠM ĐĂNG DUY 2012833 Bài 4 NHIỆM VỤ MSSV MỤC LỤC BÀI 1: XỬ LÝ BỤI BẰNG THIẾT BỊ CYCLONE 1. Nguyên lý hoạt động Cyclone .1 2. Một số nghiên cứu về phương pháp xử lý bụi cyclone 3. Số liệu thô Sơ đồ khối thí nghiệm Tính tốn kết thí nghiệm Trình bày nhận xét/ kiến nghị kết quả Trả lời câu hỏi BÀI 2: HẤP PHỤ 10 1. Nguyên lý hoạt dộng tháp hấp thụ 10 2. Lịch sử nghiên cứu phương pháp hấp phụ 10 3. Sơ đồ khối thí nghiệm số liệu thô .12 3.1 Sơ đồ khối thí nghiệm .12 3.2 Sơ đồ liệu thô 12 Tính tốn kết quả, vẽ biểu đồ, phương trình đường chuẩn 13 Nhận xét kết 14 Trả lời câu hỏi 15 BÀI 3: XỬ LÝ BỤI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC TÚI VẢI 18 1. Nêu nguyên lý hoạt động thiết bị xử lý bụi phương pháp lọc túi vải, rủ bụi khí nén .18 2 Các nghiên cứu có phương pháp lọc túi vải 18 3. Số liệu thô 19 Sơ đồ khối thí nghiệm 20 Tính tốn kết thí nghiệm 20 Nhận xét 21 Trả lời câu hỏi 22 BÀI 4: HẤP THỤ 25 1. Nguyên lý hoạt dộng tháp hấp thụ 25 2. Một số nghiên cứu tiêu biểu phương pháp xử lý 25 3 Trình bày tính tốn số liệu 27 Sơ đồ khối thí nghiệm 32 Nhận xét kết thí nghiệm 32 Trả lời câu hỏi 33 BÀI 6: XỬ LÍ KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 42 1. Nguyên lý hoạt động thiết bị 42 2. Một số nghiên cứu có phương pháp xử lý sinh học. .43 3. Số liệu thô sơ đồ khối thí nghiệm .44 Kết thí nghiệm 47 Nhận xét kết thí nghiệm 51 Trả lời câu hỏi 51 BÀI 1: XỬ LÝ BỤI BẰNG THIẾT BỊ CYCLONE Nguyên lý hoạt động Cyclone Cyclone thiết bị phân loại bụi đượ c sử d ụng để tách hạt bụi từ một luồng khí Thiết bị này hoạt động d ựa nguyên lý vật lý củ a lực ly tâm lực hấ p d ẫn Khi khí chứa b ụi đưa vào cyclone, hướ ng d ẫn theo đườ ng xoắn ốc quay tròn Trong trình xoay, sự khác biệt về tr ọng lực bụi khí dẫn đến hạt bụi bị đẩy xa tr ục quay đẩy tới thành cyclone. Nhờ lực ly tâm, hạt b ụi có trọng lượ ng lớn sẽ b ị hút vào thành dạng xoáy rơi xuống đáy thiết bị, khí đượ c xả từ đầu vào cyclone Cyclone đượ c sử d ụng r ộng rãi ngành công nghiệp để loại bỏ hạt bụi tro, bụi gỗ, bụi than, tác nhân gây nhiễm khác Nó mộ t thiết b ị đơn giản hiệu qu ả trong việc lo ại b ỏ b ụi t ừ khí thải ho ặc khí đượ c x ử lý trướ c xả vào mơi trườ ng Một số nghiên cứu tiêu biểu về phương pháp xử lý bụi cyclone * Nghiên cứ u củ a M Ali et al (2020) Nghiên cứu M Ali et al (2020) cơng bố tạp chí Journal of Cleaner Production với tiêu đề "Performance evaluation of cyclone separators used for fine particulate matter removal from cement manufacturing industries" Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá hiệu qu ả của cyclone việc loại bỏ bụi từ các dịng khí sản xuất từ các nhà máy xi măng. Trong nghiên cứu này, tác giả thực thử nghiệm vớ i ba loại cyclone khác để đánh giá hiệu quả của chúng việc loại bỏ bụi từ dịng khí Kết quả cho thấy r ằng tất cả các loại cyclone có thể loại bỏ được 90% bụi từ dịng khí. Các tác giả thực số phân tích để đánh giá hiệu quả chi phí việc sử d ụng cyclone việc loại bỏ bụi K ết quả cho thấy r ằng việc sử d ụng cyclone phương pháp hiệu quả và tiết kiệm chi phí việ c loại bỏ bụi từ các dịng khí sản xuất từ nhà máy xi măng. Tổng quát, nghiên cứu M Ali et al (2020) ng minh r ằng cyclone phương pháp xử lý bụi r ất hiệu quả trong việc loại bỏ bụi từ các dòng khí sản xuất từ các nhà máy xi măng. * Nghiên cứ u củ a A Rabiul et al (2020) Nghiên cứu A Rabiul et al (2020) công bố tạp chí Journal of Environmental Chemical Engineering với tiêu đề "An experimental investigation of cyclone performance on fine particle removal from steel making flue gas" Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá hiệu qu ả của cyclone việc loại bỏ các hạt nhỏ từ khí thải sản xuất thép. Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử d ụng cyclone đơn giản để loại bỏ hạt nhỏ từ khí thải sản xuất thép Họ đã tiến hành thử nghiệm với loại hạt khác đo lườ ng hiệu suất cyclone việc loại bỏ các hạt này. K ết quả cho thấy r ằng cyclone có thể loại bỏ 80% hạt nhỏ từ khí thải sản xuất thép Ngồi ra, tác giả phân tích yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của cyclone đưa số đề xuất để tối ưu hóa hiệu suất nó. Tổng quát, nghiên cứu A Rabiul et al (2020) cho thấy r ằng cyclone có thể là phương pháp hiệu quả trong việc loại bỏ các hạt nhỏ từ khí thải sản xuất thép Tuy nhiên, cần thêm nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu quả của cyclone áp dụng phương pháp thực tế sản xuất * Nghiên cứ u củ a H L Chen et al (2017) Nghiên cứu H L Chen et al (2017) đượ c cơng bố trên tạp chí Journal of the Air & Waste Management Association v ới tiêu đề "Performance evaluation of a multicyclone for fine particulate matter removal from flue gas" Nghiên cứu tập trung vào đánh giá hiệu quả của multicyclone việc loại bỏ hạt nhỏ từ khí thải Trong nghiên cứu này, tác giả sử d ụng multicyclone vớ i hai tầng để loại bỏ hạt nhỏ từ khí thải Họ thực thử nghiệm với loại hạt khác đo lườ ng hiệu suất c multicyclone việc lo ại b ỏ các hạt này. 2 K ết qu ả cho thấy r ằng multicyclone có thể lo ại b ỏ được 90% hạt nh ỏ từ khí thải Các tác giả phân tích yếu tố ảnh hưởng đến hi ệu quả của multicyclone đưa số đề xuất để tối ưu hóa hiệu suất nó. Tổng quát, nghiên cứu H L Chen et al (2017) chứng minh r ằng multicyclone phương pháp hiệu quả trong việc lo ại b ỏ hạt nhỏ từ khí thải Tuy nhiên, cần thêm nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu quả của multicyclone áp dụng phương pháp thực tế sản xuất Số liệu thô Q = 23 CFM = 39,1 m3/h = 19,55 m3/30p * Lầ n 1000 mg/m3 = 19,55g Khối lượ ng giấy lọc trướ c: mgiấy lọc trướ c = 0,0255g Khối lượ ng giấy lọc sau: mgiấy lọc sau = 0,0260g Kích cỡ hạt (mm) < 0,088 0,088-0,9 0,9-1,6 >1,6 Vào Khối lượ ng (g) 2,8827 12,3407 2,4001 1,9265 Ra Khối lượ ng (g) 1,9156 10,8361 2,0420 1,4522 * Lầ n 1500 mg/m3 = 29,33g Khối lượ ng giấy lọc trướ c: mgiấy lọc trướ c = 0,0256g Khối lượ ng giấy lọc sau: mgiấy lọc sau = 0,0264g Kích cỡ hạt (mm) < 0,088 0,088-0,9 0,9-1,6 >1,6 Vào Khối lượ ng (g) 3,6152 18,0481 4,7622 2,9045 Ra Khối lượ ng (g) 2,9414 15,7638 2,6932 1,6803 3 Sơ đồ khối thí nghiệm Cắt sấy, hút ẩm, cân giấy lọc Cân loại bụi theo tỷ lệ đã chia Tr ộn bụi rải bụi vào ống đầu vào K ết nối nguồn điện bật công tắc lên Chia tỷ lệ các loại bụi tiến hành rây bụi Lấy mẫu cách đặt giấy lọc vào thiết bị lấy mẫu Dùng máy đo lưu lượng dòng khí đầu vào Từ lưu lượng tính đượ c tổng số bụi cân Sau phút lấy giấy lọc sấy, hút ẩm, cân lần Tính tốn kết quả thí nghiệm * Lầ n Nồng độ bụi đầu vào: Cvào = 1000 mg/m3 Lưu lượng khí: Q = 23 CFM = 39,1 m 3/h = 19,55 m3/30p Tổng lượ ng bụi vào: m = 19,55g Thờ i gian lấy mẫu: t = 30p Thể tích: V = (39,1/60)*30 = 19,55m Lưu lượng đầu ra: Q = 2,9 lit/phút Áp dụng vào cơng thức tính nồng độ bụi: * Lầ n = ụ ×1000 Nồng độ bụi đầu vào: Cvào = 1500 mg/m3 Lưu lượng khí: Q = 23 CFM = 39,1 m 3/h = 19,55 m3/30p Tổng lượ ng bụi vào: m = 29,33g Thờ i gian lấy mẫu: t = 5p Thể tích: V = (39,1/60)*30 = 19,55m 4 Lưu lượng đầu ra: Q = 2,9 lit/phút Áp dụng vào cơng thức tính nồng độ bụi: Nồng độ bụi đầu ra: = ụ ×1000 Khối lượ ng giấy lọc Khối lượ ng bụi (g) Nồng độ bụi Trướ c (g) Sau (g) Lần 0,0255 0,0260 0,0005 34,4876 Lần 0,0256 0,0264 0,0008 55,1724 (mg/m3) Hiệu suất thu hồi: Tổng bụi vào (g) Tổng bụi thu hồi (g) Hiệu suất thu hồi (%) Lần 19,55 16.2459 83,10% Lần 29,33 23.0787 78,69% Hiệu suất xử lý: Nồng độ đầu vào Nồng độ đầu (mg/m3) (mg/m3) Lần 1000 34,4876 99,96% Lần 1500 55,1724 99,94% Hiệu suất xử lý (%) Cấp phối hạt: Vào Kích cỡ hạt (mm) < 0,088 0,088-0,9 0,9-1,6 >1,6 Khối lượ ng (g) 3,6152 18,0481 4,7622 2,9045 12,3% 61,5% 16,2% 9,9% 2,9414 15,7638 2,6932 1,6803 12,7% 68,3% 11,7% 7,3% Cấ p phối hạt Ra Khối lượ ng (g) Cấ p phối hạt 5 30 = − × 1 × 20 = 1,34 =×101,2326×10 × 1 0,−0 2×3020 / Câu hỏi 5: K ể tên chất khí nhiễm có thể xử lý dượ c phương pháp hấ p thụ dung mơi dùng để xử lý khí Nêu yếu tố, thông số ảnh hưở ng đến hiệu suất xử lý khí thải phương pháp hấ p thụ - Các chất khí nhiễm có thể xử lý dượ c phương phá p hấ p thụ dung mơi dùng để xử lý khí đó: STT Các chất khí nhiễm Dung mơi dùng để xử lý 1 NH3 H2O, dd axit 2 SO2 H2S, CH3COOH NaOH 3 SO2 CaCO3, H2O, dd amoniac (sunfit bíunfit amon) 4 SO2 với nồng độ cao, H2S Na2CO3 5 Các amin, NH3, etylen oxit H2SO4 6 Hơi benzen, toluen Dung môi hữu cơ 7 Halogen Cl-, F- Clo dùng dd kiềm; HCl dùng nước thu (HCl/Cl2/HF) hồi axit trung hòa dd kiềm; Flo hấp thụ dd kiềm, dd muối amoni, dd cacbonat kali - Các yếu tố, thông số ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý khí thải phương pháp hấp thụ: + Nhiệt độ: Hấp thụ kèm theo tỏa nhiệt làm tăng nhiệt độ hệ thống, điều làm giảm độ hịa tan khí vào chất lỏng Vì cần giảm nhiệt độ q trình. + Áp suất: Độ hịa tan khí chất lỏng tăng áp suất + Dung dịch hấp thụ: Tùy theo sử dụng loại dung dịch hấp thụ mà độ hòa tan vào lỏng nhiều hay ít + Động lực trình truyền khối: Động lực lớn hiệu suất cao + Hệ số Henry: Hệ số Henry nhỏ trình hấp thụ cao + Vận tốc pha: tùy theo sử dụng phương pháp hấp thụ mà vận tốc pha chảy rối hay chảy tầng Thường ta sử dụng thiết bị hấp thụ cho pha chảy rối hiệu suất xử lý cao. + Diện tích tiếp xúc: Diện tích tiếp xúc lớn hiệu suất xử lý cao. + Hệ số góc đường làm việc ( ) : Thông thường lưu lượng nước thực tế lấy từ 30-50% lớn lưu lượng nước tối thiểu BÀI 6: XỬ LÍ KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Nguyên lý hoạt động thiết bị Hệ thống xử lí khí thải phương pháp sinh học hoạt động với nguyên tắc lọc sinh học. Đây phương pháp hấp dẫn để xử lý chất khí có mùi các hợp chất hữu bay có nồng độ thấp. Hệ thống xử lý khí thải phương pháp lọc sinh học cung cấp môi trường cho vi sinh vật phát triển phân hủy chất khí có mùi hôi chất hữu gây bệnh khí thải Hệ thống lọc bao gồm buồng kín chứa vi sinh vật hấp thụ nước, giữ chúng lại nguyên liệu lọc Nguyên liệu lọc thiết kế cho khả hấp thụ nước lớn, độ bền cao, làm suy giảm áp lực luồng khí ngang qua nó. Các chất khí gây ơ nhiễm sẽ được làm ẩm. Sau đó chúng được bơm vào buồng khí bên nguyên liệu lọc Các chất ô nhiễm bị hấp thụ phân hủy Khí thải sau lọc phóng thích vào khí quyền. Cơ chế hoạt động xử lí khí thải phương pháp sinh học Hệ thống xử lý khí thải phương pháp sinh học hay gọi “hệ thống lọc sinh học” Đây hệ thống lọc nhờ hoạt động vi sinh vật để phân hủy chất khí gây hại. Cung cấp mơi trường giúp vi sinh vật phát triển nhờ màng sinh học từ vỏ cây, vỏ dừa để phân hủy các chất hữu cơ có trong khí thải để chuyển thành H2Ovà CO2 Với cách làm này,sẽ giúp tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn để xử lý khí thải. Phương pháp sinh học dễ vận hành sử dụng phương pháp xử lý khí thải khác Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học sẽ có nhiều cách lọc. Chẳng hạn như lọc sinh học tháo rửa, lọc sinh học nhỏ giọt, màng sinh học áp dụng với quy mô rộng rãi việc xử lý rác thải công nghiệp. Một số nghiên cứu có phương pháp xử lý sinh học * Nghiên cứu T.Hanagawa, HW.Qi, T Tokura T.Okubo xử lí khí ammonia phương pháp xử lí sinh học.1 Khí thải từ nhà máy chế biến phân compost chứa lượng lớn amoniac Để xử lý khí amoniac ở tải trọng cao, các thí nghiệm quy mô băng ghế dự bị thực Đầu tiên, vi khuẩn nitrat hóa làm giàu từ đất cố định vật liệu đệm gốm Tất chứa tháp acrylic (đường kính: 100 mm; chiều cao: 190 mm) Nồng độ tốc độ dòng chảy khí amoniac tăng dần cuối cùng là 85 ppm được đưa vào với vận tốc không gian là 800 h(-1) (thời gian lưu (EBRT): 4,5 giây) Tải lượng amoniac 1,0 kg N/m 3 ngày(-1) Khí thải chứa 1,5-2 ppm amoniac Sau đó, hình trụ acrylic khác (đường kính, 50 mm; chiều cao đóng gói, 800 mm) Khí amoniac nồng độ cao (1.000 ppm) đưa vào với vận tốc không gian 96 giờ(-1) (tải lượng amoniac, 1,44 kg N/m 3 ngày(1); EBRT, 37,5 giây) Khí thải chứa ppm amoniac (tỷ lệ loại bỏ, 99,8%) Tháp đệm rửa nước liên tục liên tục, nước thải từ tháp chứa lượng lớn ion amoni nitr at theo tỷ lệ 1:1 Phân tích cân hóa học cho thấy nửa lượng amoniac được đưa vào đã bị oxy hóa thành nitrat và phần cịn lại được chuyển thành ion amoni. Như vậy, khí amoniac đã được xử lý hiệu quả ở tải trọng cao bằng lọc sinh học với vi khuẩn nitrat hóa. * Thí nghiệm lọc sinh học xử lí lượng ammonia cao từ khí ô nhiễm Eloi Morral , Antonio D Dorado và Xavier Gamisans 2 Mô hình máy lọc sinh học dùng để xử lý lượng amoniac cao thời gian tiếp xúc ngắn. Lò phản ứng sinh học thiết kế để hoạt động bể MBBR làm tăng thời gian lưu giữ sinh khối Mơ hình xậy dựng quy mơ phịng thí nghiệm thử nghiệm với nồng độ amoniac đầu vào khác Kanagawa T, Qi HW, Okubo T, Tokura N Biological treatment of ammonia gas at high loading.(hps://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15484772/ ) Eloi Morral , Antonio D Dorado , Xavier Gamisans. A novel bioscrubber for the treatment of high loads of ammonia from polluted gas (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35262894/ ) (60-570 ppmv), thời gian tiếp xúc giây chạy 250 ngày Ảnh hưởng nồng độ oxy hịa tan đến tốc độ nitrat hóa đánh giá Qua thí nghiệm thấy khả loại bỏ NH 3 từ 250 NH3.m3.h-1 tối đa 300 NH3.m3.h-1 Tốc độ nitrat hóa tối đa thu 0,5 kg N.m-3.ngày-1 T ỷ lệ nitrat hóa đạt nitrat hóa phần Để nitrat hóa hồn tồn, tốc độ nitrat hóa giới hạn 0,3 kg N.m -3.ngày-1. Những kết xác nhận hệ thống lọc sinh học kết hợp với MBBR giải pháp thay tốt để xử lý lượng amoniac cao với ưu điểm vượt trội, chẳng hạn trì nồng độ sinh khối phù hợp mà không cần thiết bị phụ trợ. Số liệu thô sơ đồ khối thí nghiệm Hút 10ml dung dịch hấ p thụ vào ống impinger (2 ống) Lấy mẫu khí từ 15p - giờ Ngưng lấy mẫu, d ồn ống dung d ịch lại làm 1, lắc * NH 3 Hút 10ml dung dịch chuyển sang bình định mức 25ml Mẫu tr ắng: 10ml dd hấ p thụ vào bình định mức 25ml Thêm 5ml dd phenol công tác Thêm 2,5ml dd Hypo Chlodride Định mức đến vạch, đậy nắp lắc đề u Đo hấ p thu quang phổ ở λ = 630nm Lập phương trình đường chuẩn NH 3 Sử dụng bình định mức 25 ml thực dãy chuẩn sau: Ký hiệu mẫu 0 1 2 3 4 5 Dd chuẩn (ml) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Dd hấp thu (ml) 10 9.5 9 8.5 8 7.5 Dd đệm (ml) 2 DD Phenol công tác (ml) 5 Dd HypoChloride công tác 2.5 (ml) Định mức tới vạch, đậy nút, lắc Tiến hành đo hấp thu quang phổ * H 2S * Lập phương trình đường chuẩn H 2S Sử dụng bình định mức 25 ml thực dãy chuẩn sau: Ký hiệu mẫu 0 Dd H2S chuẩn (ml) 0 Dd hấp thu (ml) 10 Dung dịch amin làm việc (ml) 1 2 3 4 5 0.25 0.5 0.75 1 1.25 9.75 9.5 9.25 9 8.75 1.5 Dung dịch FeCl3 (giọt) 1 Dung dịch (NH4)2HPO4 (giọt) 1 Định mức tới vạch, Đậy nút, lắc Tiến hành đo hấp thu quang phổ Kết thí nghiệm * NH 3 Phương trình đường chuẩn NH 3 Hàm lượng Amonia (mg) 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 ABS 0,089 0,173 0,244 0,325 0,408 Đồ thị đường chuẩn NH3 0,45 0,408 y = 16,109x + 0,0051 0,4 R² = 0,9992 0,325 0,35 0,3 0,244 S B A 0,25 0,173 0,2 0,15 0,089 0,1 0,05 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 HÀM LƯỢNG Ta có phương trình đường chuẩn y = 16,109x + 0,0051 Nồng độ NH3 khơng khí tính tốn theo công thức: ồ độ / = .. Trong m: hàm lượng NH3 trong ống phân tích theo dãy chuẩn (mg) a: thể tích dung dịch hấp thụ đem hấp thụ mẫu (ml) b: Thể tích dung dịch hấp thụ lấy phân tích (ml) V0: Thể tích khơng khí dktc (Nm3)* * Thể tích khơng khí điều kiện tiêu chuẩn (Nm 3 ) = V P0 = 101,3 kPa = P(áp suất dư đo nhỏ nên coi P 0) Đầu ra Đầu vào Lưu lượng (m3/phút) Giá thể Phân Phân bò Phân bò compost tầng 1 tầng 2 0,0005 0,0005 0,001 0,0005 0,0005 Thời gian lấy mẫu (phút) 15 15 15 15 15 Nhiệt độ (oK) 305 305 305 305 305 0,00733 0,00733 0,01466 0,00733 0,00733 V0 (Nm3) T0 = 298oK Ta có: Đầu Đầu vào Giá thể Phân bò Phân bò vi sinh compost tầng 1 tầng 2 ABS (λ=630nm) 0,973 0,01 0,135 0,15 0,029 Hàm lượng Amonia (mg) 0,0601 0,0003 0,0081 0,0090 0,0015 a (ml) 20 20 20 20 20 b (ml) 10 10 10 10 10 0,00733 0,00733 0,01466 0,00733 0,00733 V0 (Nm3) Phân Nồng độ NH3 (mg/Nm3) 16,3941 Hiệu suất xử lý 0,0830 1,1001 2,4543 0,4048 99,5% 93,3% 85,0% 97,5% * H 2 S Phương trình đường chuẩn H 2S Hàm lượng H2S (mg) 0 0,0025 0,005 0,0075 0,01 0,0125 ABS 0 0,005 0,007 0,01 0,013 0,016 Đồ thị đường chuẩn H2S 0,018 0,016 y = 1,2229x + 0,0009 0,016 R² = 0,9883 0,014 0,012 0,013 0,01 S 0,01 B A 0,008 0,007 0,005 0,006 0,004 0,002 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 HÀM LƯỢNG Ta có phương trình đường chuẩn y = 1,2229x + 0,0009 Nồng độ NH3 khơng khí tính tốn theo cơng thức: Trong ồ độ / = .. a: hàm lượng H2S ống phân tích theo dãy chuẩn (mg) b: thể tích dung dịch hấp thụ đem hấp thụ mẫu (ml) c: Thể tích dung dịch hấp thụ lấy phân tích (ml) V0: Thể tích khơng khí dktc (Nm3) * Thể tích khơng khí điều kiện tiêu chuẩn (Nm 3 ) V 0= P0 = 101,3 kPa = P(áp suất dư đo nhỏ nên coi P 0) T0 = 298oK Đầu ra Đầu vào Lưu lượng (m3/phút) Giá thể Phân Phân bò Phân bò compost tầng 1 tầng 2 0,0005 0,0005 0,001 0,0005 0,0005 Thời gian lấy mẫu (phút) 15 15 15 15 15 Nhiệt độ (oK) 305 305 305 305 305 0,00733 0,00733 0,01466 0,00733 0,00733 V0 (Nm3) Đầu ra Đầu vào Giá thể vi Phân Phân bò Phân bò sinh compost tầng 1 tầng 2 ABS (λ=670nm) 0,004 0,003 0,002 0,04 0,003 Hàm lượng H2S (mg) 0,0025 0,0017 0,0009 0,0320 0,0017 b (ml) 20 20 20 20 20 c (ml) 10 10 10 10 10 V0 (m3) 0,00733 0,00733 0,01466 0,00733 0,00733 Nồng độ H2S (mg/Nm3) 0,6917 0,4685 0,1227 8,7239 0,4685 32,3% 82,3% -1161,2% 32,3% Hiệu suất xử lý Nhận xét kết quả Xử lý tác nhân NH3 - Hiệu suất xử lí tháp mức cao, cao tháp chứa giá thể vi sinh (99,5%) thấp phân bò tầng 1(85%) - Hiệu suất xử lí tháp có tầng phân bò tăng dần từ lên (85% < 97,5%) Vậy tháp lọc sinh học phân bò chứa tầng tối ưu tầng Xử lí tác nhân H2S - Hiệu suất xử lí tháp mức trung bình với cao tháp phân compost (82,3%) thấp giá thể vi sinh (32,3%). - Do nằm mặt phân bò mơi trường yếm khí nên nồng độ H 2S tầng sinh thêm khiến cho cho nồng độ H 2S vượt đầu vào. - Hiệu xuất xử lí tương tự NH3 tại tầng phân bị (hiệu xuất xử lí tăng dần từ tầng lên tầng 2). Trả lời câu hỏi Câu hỏi 1: Trình bày yếu tố việc lựa chọn làm giá thể (vật liệu lọc) Bề mặt phản ứng lớn: giúp tăng khả dịng khí tiếp xúc với lớp biofilms thơng qua xử lý hiệu quả hơn. Hạn chế khả gây vượt áp mức cho phép: điều phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc vật liệu lọc, cần lỗ hổng đủ để dịng khí qua mà khơng bị kẹt lại Điều yêu cầu vật liệu lọc sử dụng phải đồng nhất, khơng dịng khí có thể chỉ đi qua được những phần thấm ướt trong bộ lọc mà bỏ qua những vị trí khác. Cung cấp bề mặt bền vững cho lớp biofilms: đảm bảo thời gian cho vi sinh vật phát triển, từ tăng thời gian lưu tăng hiệu suất xử lý. Ngồi cân nhắc thêm yếu tố như: giá cả, yêu cầu diện tích, độ bền, … vật liệu lọc Câu 2: Trình bày yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lọc sinh học Sự phát triển hệ sinh thái vi sinh vật tồn vật liệu lọc ảnh hưởng phần lớn đến hiệu suất lọc sinh học, yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển vi sinh vật ảnh hưởng đến hiệu suất lọc, chúng bao gồm: ▪ Độ ẩm: Là yếu tố quan trọng, cố định bên bể nước bị bốc Độ ẩm khơng cần thiết cho trình sinh trưởng vi sinh vật mà cịn đóng vai trị quan trọng việc phân hủy số hợp chất hữu kỵ nước Độ ẩm nghèo nàn làm tăng độ độc tố môi trường hạn chế khả năng hấp phụ của lớp biofilm Độ ẩm tối ưu cho bể lọc sinh học khác nhau tùy theo vật liệu lọc sử dụng Độ ẩm tối ưu khoảng 35 -60% để loại bỏ H 2S VOCs Đối với vật liệu đệm chất vô độ ẩm tối ưu khoảng 40 50% ▪ Nhiệt độ: Nên giữ nhiệt độ mức không đổi (từ 15 oC – 40oC, nhiệt độ dịng khí vượt q 40 cần phải tiến hành giải nhiệt trước) do nhiệt độ thay đổi có thể gián đoạn hệ thống dẫn đến xử lý hiệu quả. ▪ Lượng Oxy: Phải đủ vì vi sinh vật hoạt đọng bể lọc chủ yếu là chủng hiếu khí, lượng oxy yêu cầu thường từ – 15% ▪ pH : Mỗi vi sinh vật phát triển tốt trong khoảng pH khác nhau và chúng rất nhạy cảm với thay đổi pH, pH hầu hết có bể lọc dao động từ 6.5 – 8 Q trình hơ hấp hiếu khí vi sinh vật tạo cacbon dioxit làm giảm độ pH, bổ sung thêm NaOH để nâng pH lên. ▪ Dinh dưỡng : việc bổ sung đủ chất dinh dưỡng cho vi sinh giúp loại bỏ chất ô nhiễm tốt hơn trong cùng 1 điều kiện so với thiếu chất dinh dưỡng, đồng thời sẽ hạn chế diện tích mặt chi phí lắp đặt. ▪ Dịng khí đầu vào: Một số loại khí độc dịng khí giết chết vi sinh vật trong bể lọc nên chúng ta cần xử lý chúng trước đưa vào bể lọc, ví dụ như khí HCl, HF khí mang tính axit tuyệt đối không xuất đầu vào, lượng VOC không nên vượt – 5 g/m3 ▪ Bảo dưỡng hệ thống : là cơng việc duy trì tất cả các yếu tố vừa nêu ở mức tối ưu cho vi sinh vật xử lý thay đổi bất lợi cho hệ thống Nên chọn vật liệu lọc có tuổi thọ cao (khoảng 5 năm). Câu hỏi - 4 - 5: Cho thông số thiết kế tháp lọc sinh học sau: Hãy tính thời gian lưu khí thực nghiệm mơ hình biết: Tải trọng thể tích = 50g/m3.h Lọc sinh học nhỏ giọt Thơng số Giá trị Đơn vị Dài × rộng × cao 140 × 140 × 1100 mm3 Chiều cao đệm Đo thực nghiệm mm 7,8 lít Lưu lượng khí đầu vào Af1 Đo thực nghiệm L/phút Vận tốc khí đầu vào Đo thực nghiệm m/phút 0,24 L/phút 0,0105 m/phút Thể tích lớp giá thể Lưu lượng lỏng đầu vào Vận tốc lỏng đầu vào Vtháp = 140 × 140 × 1100 = 21,56×106 mm3 = 21,56 lít. Lưu lượng khí đầu vào máy bơm loại ống dẫn khí đầu vào nên. Af1 = Af2 = 4,5 (lít/phút). Thể tích khí tháp Vkhí = 21,56 – 7,8 = 13,76 lít. Thời gian lưu khí = V khí / Af1 = 13,76/4,5 = 3,1 phút Lọc sinh học dùng giá thể phân bò Thơng số Giá trị Đơn vị 110 × 110 × 1000 mm3 Chiều cao lớp phân 1 145 mm Chiều cao lớp phân 2 130 mm Thể tích lớp phân 1 1,755 Lít Thể tích lớp phân 2 1,573 Lít Tổng thể tích lớp phân V b2 3,3 Lít Lưu lượng khí đầu vào Af2 4,5 L/phút Dài × rộng × cao Vtháp = 110 × 110 × 1000 = 12,1×10 6 mm3 = 12,1 lít Thể tích khí tháp V khí = 12,1 - 3,3 = 8,8 lít Thời gian lưu khí = V khí / Af2 = 8,8/4,5= 1,96 phút Lọc sinh học phân compost Thông số Giá trị Đơn vị 540 × 150 × 150 mm3 Chiều cao lớp phân 170 mm Tổng thể tích lớp phân V b3 3,8 Lít Lưu lượng khí đầu vào Af3 4,5 L/phút Dài × rộng × cao Vtháp = 540 × 150 × 150 = 12,15×106 mm3 = 12,15 lít Thể tích khí tháp V khí = 12,15 - 3,8 = 8,35 lít Thời gian lưu khí = V khí / Af3 = 8,35/4,5= 1,86 phút
Ngày đăng: 20/05/2023, 18:22
Xem thêm:
