Báo cáo thí nghiệm môn học kỹ thuật xử lý khí thải bài 1 xử lý bụi bằng thiết bị cyclone

  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×3020 /     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.(hps://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