Báo cáo thí nghiệm kỹ thuật xử lý chất thải rắn

Trang 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Trang 4 BÀI 1: KHỐI LƯỢNG RIÊNG CHẤT THẢI RẮN1.. Cơ sở lý thuyết Trang 6 BÀI 2: THÀNH PHẦN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN    BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN GVHD: NGUYỄN HỮU VIỆT Lớp: L04 – Nhóm 1 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022 DANH SÁCH THÀNH VIÊN STT HỌ VÀ TÊN MSSV 1912837 1 Đoàn Ngọc Danh 1912718 1911289 2 Đoàn Thị Thanh Bình 1914156 1914803 3 Phạm Duy Hùng 1914978 4 Lê Nhật Minh 5 Phan Thanh Quang 6 Phạm Thanh Sun MỤC LỤC BÀI 1: KHỐI LƯỢNG RIÊNG CHẤT THẢI RẮN 4 1 Cơ sở lý thuyết 4 2 Trình tự thí nghiệm 4 3 Kết quả thí nghiệm 4 BÀI 2: THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN 6 1 Cơ sở lý thuyết 6 2 Trình tự thí nghiệm 6 3 Kết quả thí nghiệm 6 BÀI 3: PHƯƠNG PHẤP Ủ PHÂN COMPOST CÁC CHẤT THẢI RẮN CÓ THÀNH PHẦN HỮU CƠ 8 1 Cơ sở lý thuyết 8 2 Trình tự thí nghiệm 8 3 Kết quả thí nghiệm 9 BÀI 4: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT 16 1 Cơ sở lý thuyết .16 2 Trình tự thí nghiệm .16 3 Kết quả thí nghiệm 16 BÀI 1: KHỐI LƯỢNG RIÊNG CHẤT THẢI RẮN 1 Cơ sở lý thuyết Khối lượng riêng là khối lượng vật chất trên một đơn vị thể tích, tính bằng lb/ft3, lb/yd3 hoặc kg/m3 Khối lượng riêng của chất thải rắn sinh hoạt sẽ rất khác nhau tùy từng trường hợp: Rác để tự nhiên không chứa trong thùng, rác chứa trong thùng và không nén, rác có chứa trong thùng và nén Do đó, số liệu khối lượng riêng của chất thải của chất thải rắn sinh hoạt chỉ có ý nghĩa khi được ghi chú kèm theo phương pháp xác định khối lượng riêng Phương pháp sử dụng: kỹ thuật ngẫu nhiên và kỹ thuật “một phần tư” 2 Trình tự thí nghiệm 3 Kết quả thí nghiệm - Thể tích thùng: V = 75 lít = 0.075 m3 - Khối lượng thùng: MT = 2.1 kg - Khối lượng rác: MR = 13.7 kg - Khối lượng thùng và rác: M = 13.7 + 2.1 = 15.8 kg - Khối lượng riêng rác: ρrác= M −MT V =15.8−2.1 0.075 =182.67( kg/ m3) BÀI 2: THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN 1 Cơ sở lý thuyết Phương pháp thường sử dụng nhất là kỹ thuật lấy mẫu ngẫu nhiên và kỹ thuật “một phần tư” (quarter technique) 2 Trình tự thí nghiệm 3 Kết quả thí nghiệm - Khối lượng rác tổng: MR = 13.7 kg Thành phần Khối lượng (kg) Phần trăm khối lượng (%) Nhựa 0.8 5.84 Xốp 0.1 0.73 Ni lông 1.2 8.76 Giấy 1.3 9.49 Hữu cơ 10 72.99 Rác thải nguy hại 0.2 1.46 Kim loại 0.1 0.73 Tổng 13.7 100 Phầntrăm khối lượng từng loại rác (%)= M từngloại rác ×100 % MR Nhận xét: Thành phần rác thải được phân tích khá đa dạng Trong đó thành phần hữu cơ chiếm phần trăm khối lượng lớn nhất (72.99%) Thành phần chiếm khối lượng thấp nhẩt là kim loại và xốp (0.73%) BÀI 3: PHƯƠNG PHẤP Ủ PHÂN COMPOST CÁC CHẤT THẢI RẮN CÓ THÀNH PHẦN HỮU CƠ 1 Cơ sở lý thuyết Phân hữu cơ (Compost) là các chất hữu cơ đã được phân hủy và tái chế thành một phân bón để cải tạo đất Phương pháp ủ compost có thể áp dụng cho quy mô vừa, nhỏ và mang lại hiệu quả cao nhằm tái sinh chất thải phục vụ cho các mục đích bổ sung dinh dưỡng cho ngành nông nghiệp a Đặc điểm Rác được ủ thành đống hoặc thành luống, nổi lên trên mặt đất hoặc chìm dưới hố, hoặc nửa nổi nửa chìm b Đối tượng áp dụng - Rác thải sinh hoạt, rác thải sản xuất của các làng nghề, loại giàu tinh bột: chế biến sắn, làm bún… - Phế thải công nghiệp: vỏ hạt cà phê, bã thân cây mía, công nghiệp giấy… - Phế thải nông nghiệp và chăn nuôi: rơm rạ, chất thải gia súc, gia cầm… 2 Trình tự thí nghiệm - Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu: chất thải sinh hoạt sau khi tiếp nhận được đưa lên dây chuyền phân loại, nguyên liệu ủ là thành phần chất thải hữu cơ dễ phân hủy - Bước 2: Bổ sung vi sinh, chất dinh dưỡng: thành phần chất thải hữu cơ dễ phân hủy được bổ sung thêm vi sinh, chất dinh dưỡng, độ ẩm phù hợp, tạo điều kiện tối ưu cho quá trình phân hủy của vi sinh vật - Bước 3: Ủ lên men: sau khi bổ sung phụ gia, hỗn hợp nguyên liệu hữu cơ được nạp vào bể ủ với thời gian ủ lên men khoảng 21 ngày thì dỡ bể để đưa ra nhà ủ chín - Bước 4: Ủ chín: thời gian ủ chín khoảng 18 ngày trong nhà ủ - Bước 5: Tinh chế mùn compost: Sàn tuyển lấy mùn compost tinh có kích thước nhỏ hơn 9mm - Bước 6: Phối trộn phụ gia (N, P, K…) kiểm tra chất lượng mùn compost tinh trước và sau khi bổ sung thành phần dinh dưỡng, tỷ lệ thích hợp cho từng loại cây trồng - Bước 7: Đóng bao phân hữu cơ: đóng bao theo khối lượng khác nhau: 10kg, 20kg, 25kg, 30kg, 50kg…theo đúng mẫu đã quy định - Bước 8: Tiêu thụ sản phẩm Quy trình ủ được thể hiện ở lưu đồ sau: 3 Kết quả thí nghiệm a Độ ẩm - Sấy petri ở nhiệt độ từ 100oC - 105oC, để trong bình hút ẩm đến nhiệt độ trong phòng (20 - 45 phút), xác định khối lượng hộp đựng mẫu (m3) - Cân khoảng 5,0 g rác đã được làm khô trong không khí trên cân phân tích, cho vào petri, xác định khối lượng lượng rác và petri (m1) - Sấy petri có mẫu rác trong tủ sấy ở nhiệt độ từ 100oC - 105oC đến khối lượng không đổi - Làm nguội petri có mẫu rác trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng (20 – 45 phút) - Lấy petri có mẫu rác ra khỏi bình hút ẩm, xác định ngay khối lượng bằng cân phân tích (m2) Độ ẩm( %)= m1−m2 ×100 m1−m3 Trong đó: - m1: Khối lượng petri có mẫu rác trước khi sấy, (g) - m2: Khối lượng petri có mẫu rác sau khi sấy, (g) - m3: Khối lượng petri, (g) Kết quả: Mẫu Ngày 7 Ngày 14 Ngày 38 m1 (g) 50.0267 65.5321 51.2240 m2 (g) 45.5418 61.1653 48.1861 m3 (g) 44.1743 58.9393 46.1448 Độ ẩm (%) 76.63 66.24 59.81 Nhận xét: Độ ẩm là yếu tố quan trọng trong quá trình ủ phân Nếu độ ẩm quá thấp, vi sinh vật sẽ không thể di chuyển vận chuyển dinh dưỡng Độ ẩm cũng đóng vai trò là môi trường diễn ra các phản ứng Tuy nhiên nếu độ ẩm quá cao, hàm lượng oxy cần cho vi sinh vật sẽ không thể được đáp ứng cho quá trình hiếu khí, dẫn đến các phản ứng kỵ khí gây mùi Độ ẩm thích hợp là từ 40 - 65% Độ ẩm sau 3 tuần của quá trình ủ phân là 59.81%, quá trình ủ phân tốt b pH - Lấy 1 thể tích mẫu (khoàng 10ml) - Thêm 1 thể tích H2O hoặc KCl, NaF (hay CH3COONa) gấp 5 lần thể tích mẫu - Lắc đều trong vòng 30 phút - Để yên trong 2h - Lắc nhẹ để phân tán huyền phù đồng đều Đo pH của dung dịch Kết quả: Mẫu Ngày 7 Ngày 14 Ngày 38 pH 6 6.5 8 c OM - Cân khoảng 0,05g đến 0,2g mẫu đã được xử lý chính xác đến 0,0001g, có hàm lượng không quá 50mg các bon, cho vào Erlen chịu nhiệt dung tích 250 ml, thêm khoảng 10ml H2O để thấm ướt và trộn đều mẫu - Thêm 10ml dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7 1N - Thêm 20ml H2SO4 đậm đặc từ ống đong, lắc nhẹ, trộn đều - Đun trên bếp đến khi mẫu được phân hủy hoàn toàn - Thêm 100ml nước cất và 10ml H3PO4 85% - Tiến hành đồng thời mẫu trắng (thay mẫu bằng 10ml H2O cất) để so sánh - Thêm 3 giọt chỉ thị màu và chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 1N bằng dung dịch muối Fe2+0,5M tới màu của dung dịch thay đổi đột ngột OC %= V ×(a−b) ×3 ×100 ×100 × K a ×75 ×1000 × m Trong đó: - V: Thể tích dung dịch K2Cr2O7 (ml) - a: Thể tích dung dịch muối Mohr chuẩn độ mẫu trắng (ml) - b: Thể tích dung dịch muối Mohr chuẩn độ mẫu thực (ml) - m: Khối lượng mẫu cân để xác định tính bằng gam (g) - 3x100: Đương lượng gam của Cacbon tính bằng gam (g) - 100/75 Hệ số quy đổi (do phương pháp này có khả năng oxy hóa 75% tổng lượng OC) - K: Hệ số khô kiệt K = 1 %OM =%OC ×2.2 Trong đó: - 2.2: Hệ số chuyển đổi Cacbon hữu cơ sang chất hữu cơ Kết quả: Mẫu Mẫu trắng Ngày 7 Ngày 14 Ngày 38 Khối lượng mẫu (g) 0 0.0152 0.0105 0.0113 V K2Cr2O7 (ml) 10 Fe2+ 0.5N (ml) 10 10 10 OC (%) 17.8 3 9.9 17.1 OM (%) - 218.81 169.07 13.92 - 481.38 338.14 27.84 d TKN - Cân 0.1 – 0.5g mẫu đất đã được chuẩn bị cho vào bình phá mẫu - Cho 50ml dung dịch phá mẫu đã được pha sẵn vào bình cầu, tráng thành bình để lôi kéo hết mẫu xuống phần dung dịch lỏng - Đặt lên bếp phá mẫu - Đun đến khi xuất hiện khói trắng (mẫu không vượt quá 370oC) - Sau khi mẫu đã mất màu đen và chuyển sang màu xanh, trong suốt, không còn sôi nữa thì ngưng (Nếu mẫu vẫn có màu đen thì tắt bếp, để nguội sau đó tiếp tục cho 50ml dd phá mẫu vào phá tiếp) - Để bình phá mẫu thật nguội đến nhiệt độ phòng, hòa tan mẫu bằng 50ml nước cất - Cho toàn bộ mẫu vào bình chưng cất NH3, sau đó thêm 50 ml dd Na2S2O3 vào bình - Chưng cất mẫu bằng thiết bị chưng cất trong 8 phút (thời gian chưng cất có thể thay đổi tùy vào loại thiết bị) - Hấp thụ bằng Beaker 500ml có chưa 50 ml dd acid Boric (H3BO3) - Chuẩn độ dung dịch đã hấp thụ bằng H2SO4 0,02N, dừng chuẩn độ khi dd chuyển từ màu vàng (xanh) sang màu tím hồng N (mg /kg)=V × N × 14.01×1000 m Trong đó: - N: Nồng độ đương lượng acid dùng để chuẩn độ, N (H2SO4) = 0.02N - V: Thể tích acid dùng để chuẩn độ (ml) - m: Khối lượng mẫu phân tích (g) Mẫu Ngày 7 Ngày 14 Ngày 38 V H2SO4 (ml) 5.1 2.5 1.1 m (g) 0.1 0.1 0.1 N (mg/kg) 7050 3102 14382 Nhận xét: Hàm lượng N tổng giảm dần theo thời gian BÀI 4: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT 1 Cơ sở lý thuyết Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp đốt là phương pháp xử lý cuối cùng được áp dụng cho một số loại chất thải nhất định không thể xử lý bằng các biện pháp khác Đây là giai đoạn oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy không khí, trong đó rác độc hại được chuyển hóa thành khí và các thành phần không cháy được 2 Trình tự thí nghiệm 3 Kết quả thí nghiệm Nhiệt độ Khối lượng Khối lượng Khối lượng Khối Khối lượng rác cốc+rác(g) sau nung (g) (oC) cốc (g) lượng rác sau nung (g) 27,3493 22,5500 400 22,3696 29,1600 25,2533 (g) 0,1804 500 25,1700 40,6397 33,6800 4,9797 0,0833 600 33,5827 44,9500 36,8400 3,9900 0.0973 700 36,7700 40,2426 32,7800 7,0570 0,0700 800 32,7181 42,2100 36,4260 8,1800 0,0619 900 35,4000 7,5245 1,0260 6,8100 Ta có bảng hiệu suất xử lý: Nhiệt độ (oC) 400 500 600 700 800 900 Hiệu suất (%) 96,38 97,91 98,62 99,14 99,18 84,93 Ta có đồ thị thể hiện mối tương quan giữa nhiệt độ và hiệu suất như sau: Biểu đồ tương quan giữa nhiệt độ và hiệu suất 105 100 f(x) = − 0.02 x + 105.85 R² = 0.26 95 Hiệu suất (%) 90 85 80 75 300 400 500 600 700 800 900 1000 Nhiệt độ (oC) Nhận xét: Qua biểu đồ có thể thấy nhiệt độ càng cao hiệu suất đốt càng tăng Tuy nhiên ở 900oC hiệu suất lại giảm đột ngột Kết quả này có thể do sai sót trong quá trình thao tác, thời gian đốt không đủ