BÀI 2. XỬ LÝ NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ 2.1. GIỚI THIỆU 2.1.1. Mục đích thí nghiệm Trong nước phần lớn các hạt có kích thước lớn dễ dàng loại ra bằng phương pháp cơ học. Tuy nhiên, phương pháp này không loại bỏ được các hạt keo và hạt phân tán nhỏ trong nước. Do đó, để xử lý chúng áp dụng phương pháp keo tụ và tạo bông nhằm gia tăng hiệu quả của quá trình lắng và lọc. Xác định các thông số tối ưu: pH tối ưu. Liều lượng phèn tối ưu. Vận tốc khuấy tối ưu. Thời gian khuấy tối ưu. 2.2. MÔ HÌNH, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 2.2.1. Mô hình Thiết bị Jartest được dùng để khảo sát khả năng keo tụ thành phần cặn lơ lửng trong nước thải. Mô hình gồm một giàn môtor khuấy với cánh phẳng. Tốc độ khuấy có thể điều chỉnh trong khoảng 0 – 200 vòngphút. Mỗi cánh khuấy được đặt trong một beaker có chứa mẫu nước cần phân tích. Hình 2.1. Mô hình Jartest trong phòng thí nghiệm 2.2.2. Thiết bị Bộ Jartest Máy spectrophotometer Máy đo pH 2.2.3. Dụng cụ Beaker 1000 mL. Pipet 5mL, 10mL Đũa thủy tinh 2.2.4. Hóa chất HCl 0,1M và 0,01M NaOH 0,1M và 0,01M FeSO4 5% Dụng cụ Bộ Jartest Máy đo pH Cốc 1000ml Pipet 5ml, 10ml Đũa thủy tinh Hóa chất Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O HCl 0,1M và 0,01M NaOH 0,1M và 0,01M Tiến hành thí nghiệm Xác định liều lượng phèn sơ bộ Lấy 500ml mẫu nước cho vào 3 cốc đánh số 1, 2, 3. Cho phèn nhôm lần lượt vào 3 cốc với khối lượng 1g, 2g, 3g. Sau khi cho phèn nhôm vào, dùng đũa thủy tinh khuấy đều nhanh trong 1 phút. Sau đó khuấy chậm bằng máy Jartest trong 3 phút với vận tốc 30 vòngphút. Đến khi tạo thành kết tủa, nhận thấy cốc 3 với lượng phèn 3g có kết tủa nhiều nhất Liều lượng phèn sơ bộ là 3g. 3.2. Xác định vận tốc khuấy tối ưu Thực hiện các bước tương tự như trên. Cho vào với liều lượng phèn tối ưu Chỉnh về pH tối ưu Khuấy nhanh với vận tốc 100 150 vòngphút (khuấy trong vòng 1 phút) Khuấy chậm (với vận tốc 10, 20, 30vòngphút) Kết quả: V mẫu = 500ml pH tối ưu: 7,5 Cốc KL phèn (g) Thời gian khuấy (phút) Tốc độ khuấy (vòngphút) Độ đục 1 3,004 30 10 12 2 3,005 30 20 9,01 3 3,000 30 30 5,52 Nhận thấy cốc 3 cho độ đục thấp nhất ứng với tốc độ khuấy tối ưu Vậy: Khối lượng phèn tối ưu : 3,000 g Tốc độ khuấy tối ưu: 30 vòngphút. Các thông số nước ban đầu: + Độ đục: 17,7 NTU + pH = 6,97 + TSS KL giấy ban đầu: 0,948g KL giấy sau sấy: 1,02(g) TSS = (m_2m_1)V.1000 = (1,020,948)50.1000 = 1440 (mgl)
BÀI XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SBR 1.1 NGUYÊN TẮC Xử lý nước thải bể phản ứng theo mẻ (SBR - Sequencing Batch Reactor) trình xử lý sinh học hiếu khí, gồm giai đoạn: cấp nước, sục khí, lắng, rút nước (có thể thêm giai đoạn ngừng chu kỳ xử lý) Quá trình oxy hoá sinh học hiếu khí trình xử lý sinh học thực vi sinh vật điều kiện cung cấp đủ oxy Các chất hữu phân hủy ổn định, sản phẩm hợp chất vô đơn giản sinh khối dạng bùn sinh học Bên cạnh chuyển hóa chất dinh dưỡng (ni tơ phốt pho) Các yếu tố ảnh hưởng đến trình phân huỷ sinh học: nhiệt độ, pH, dinh dưỡng, độ mặn, ion, chất độc, DO… 1.2 DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 1.2.1 Dụng cụ thí nghiệm - bình phản ứng dung tích lít có chia vạch máy bơm máy sục khí máy khuấy Máy đo DO pH Ống đong, cốc đong bình tam giác 1.2.2 Hóa chất - NaOH, H2SO4đ, muối Mohr 0.5N, … - … 1.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1.3.1 Chuẩn bị Lắp đặt, kết nối thiết bị thí nghiêm máy bơm - Dùng nước thải sinh hoạt nước thải giả định (dung dịch chứa glucose, có bổ - sung dinh dưỡng nguyên tố khoáng), có giá trị COD = 500mg/l Bùn hoạt tính lấy từ trạm xử lý nước thải, chuẩn bị cách vận hành SBR ổn định tuần trước thực thí nghiệm 1.3.2 Đặt thời gian làm việc SBR - Giai đoạn bơm nước: 10 phút Giai đoạn sục khí: 150 phút Giai đoạn lắng: 30 phút Giai đoạn rút nước: 10 phút Giai đoạn nghỉ hai chu kỳ: 10 phút 1.3.3 Lấy mẫu phân tích Tiến hành lấy mẫu phân tích tiêu COD TS mốc thời gian: 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180 phút 1.3.4 Viết báo cáo nhận xét kết V sau để lắng 30 phút = 73,5 ml • Xđ TSS: khối lượng giấy ban đầu = 0,945 (g) V mẫu đem lọc = 50ml TSS = 1000 = 1000 = 1080 (mg/l) • SVI = = = 68,06 (ml/g) • Xác định COD: COD = (mg/l) V mẫu = 2ml Mẫu Nước thải ban đầu Nước bể sục khí 2 Thể tích muối morh tiêu tốn (ml) 14 15,5 Giá trị COD (mg/l) 280 160 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội Nước sau khỏi bể lắng Mẫu trắng 16 17,5 120 BÀI XỬ LÝ NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ 2.1 GIỚI THIỆU 2.1.1 Mục đích thí nghiệm Trong nước phần lớn hạt có kích thước lớn dễ dàng loại phương pháp học Tuy nhiên, phương pháp không loại bỏ hạt keo hạt phân tán nhỏ nước Do đó, để xử lý chúng áp dụng phương pháp keo tụ tạo nhằm gia tăng hiệu trình lắng lọc Xác định thông số tối ưu: - pH tối ưu - Liều lượng phèn tối ưu - Vận tốc khuấy tối ưu - Thời gian khuấy tối ưu 2.2 MÔ HÌNH, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 2.2.1 Mô hình Thiết bị Jartest dùng để khảo sát khả keo tụ thành phần cặn lơ lửng nước thải Mô hình gồm giàn môtor khuấy với cánh phẳng Tốc độ khuấy điều chỉnh khoảng – 200 vòng/phút Mỗi cánh khuấy đặt beaker có chứa mẫu nước cần phân tích 3 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội Hình 2.1 Mô hình Jartest phòng thí nghiệm 2.2.2 Thiết bị - Bộ Jartest - Máy spectrophotometer - Máy đo pH 2.2.3 Dụng cụ - Beaker 1000 mL - Pipet 5mL, 10mL - Đũa thủy tinh 2.2.4 Hóa chất - HCl 0,1M 0,01M - NaOH 0,1M 0,01M - FeSO4 5% Dụng cụ - Bộ Jartest - Máy đo pH - Cốc 1000ml - Pipet 5ml, 10ml - Đũa thủy tinh Hóa chất - Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O - HCl 0,1M 0,01M - NaOH 0,1M 0,01M Tiến hành thí nghiệm 3.1 Xác định liều lượng phèn sơ - Lấy 500ml mẫu nước cho vào cốc đánh số 1, 2, Cho phèn nhôm lần - lượt vào cốc với khối lượng 1g, 2g, 3g Sau cho phèn nhôm vào, dùng đũa thủy tinh khuấy nhanh phút Sau khuấy chậm máy Jartest phút với vận tốc 30 vòng/phút Đến tạo thành kết tủa, nhận thấy cốc với lượng phèn 3g có kết tủa nhiều Liều lượng phèn sơ 3g 3.2 Xác định vận tốc khuấy tối ưu - Thực bước tương tự - Cho vào với liều lượng phèn tối ưu 4 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội - Chỉnh pH tối ưu - Khuấy nhanh với vận tốc 100 ÷150 vòng/phút (khuấy vòng phút) - Khuấy chậm (với vận tốc 10, 20, 30vòng/phút) Kết quả: V mẫu = 500ml pH tối ưu: 7,5 Cốc KL phèn (g) Thời gian Tốc độ khuấy khuấy (phút) (vòng/phút) 3,004 30 10 3,005 30 20 3,000 30 30 Nhận thấy cốc cho độ đục thấp ứng với tốc độ khuấy tối ưu Vậy: Khối lượng phèn tối ưu : 3,000 g Tốc độ khuấy tối ưu: 30 vòng/phút 5 Độ đục 12 9,01 5,52 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội - Các thông số nước ban đầu: + Độ đục: 17,7 NTU + pH = 6,97 + TSS KL giấy ban đầu: 0,948g KL giấy sau sấy: 1,02(g) TSS = 1000 = 1000 = 1440 (mg/l) BÀI XỬ LÝ NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION 3.1 GIỚI THIỆU 3.1.1 Mục đích thí nghiệm - Khả làm mềm nước hạt nhựa - Xác định khả trao đổi hạt nhựa theo thời gian - Khảo sát ảnh hưởng pH lên trình trao đổi ion - Xác định dung lượng trao đổi hạt nhựa 3.2 MÔ HÌNH, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 3.2.1 Mô hình ống dẫn nước vào hạt cation ống dẫn nước hạt anion 3.2.2 Thiết bị 6 - Máy spectrophotometer - Máy đo pH - Tủ sấy Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội - Cân điện tử 3.2.3 Dụng cụ - Beaker 1000 mL, 500 mL, 100 mL - Pipet mL, 10mL - Erlen 250 mL - Phiễu lọc - Bình định mức 50 mL - Ống đong 100mL 3.2.4 Hóa chất - Giấy lọc - EDTA - HCl - NaOH - Chỉ thị Murexit - Hạt cation - Giấy pH 3.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng pH lên trình trao đổi ion - Chuẩn bị mẫu nước - Xác định độ cứng tổng mẫu nước (độ cứng nước cần thí nghiệm = 300 mgCaCO3/L) - Cho hạt cation cột trao đổi với liều lượng 5g - Dùng HCl 1N NaOH 1N điều chỉnh pH mẫu nước thay đổi sau: 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 7.0; 8.0 - Bơm nước qua cột trao đổi ion với Q = 10L/h - Lấy phần nước sau qua cột trao đổi đem phân tích độ cứng lại nước mCaCO3 = 0,303g pH dd CaCO3 = → pH giảm xuống VHCl cần: 8ml Sau trao đổi ion: pH = lên pH = Thể tích sau trao đổi ion: V = 520ml 7 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội VEDTA chuẩn độ: 2ml Độ cứng ( tính theo mg CaCO3/l) tính theo công thức: CCa2+ = = 20 (mg CaCO3/l) BÀI HẤP PHỤ BẰNG THAN HOẠT TÍNH KHỬ MÀU NƯỚC THẢI Dụng cụ - bình tam giác 100ml - Cốc thủy tinh - Đũa thủy tinh - Giấy lọc - Giấy quỳ 8 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội - Máy đo độ truyền quang - Cân điện tử - Tủ sấy, tủ hút ẩm Hóa chất - HCl 1M 0,01M - NaOH 1M 0,01M - Dung dịch Xanhmetylen 100mg/l - Than hoạt tính nghiền nhỏ Tiến hành thí nghiệm 3.1 Xác định thời gian hấp phụ tối ưu - Pha phẩm màu xanhmetylen với nồng độ 100mg/l - Điều chỉnh pH tối ưu - Lấy 2ml mẫu đo độ truyền qua T bước sóng 470 máy trắc quang phòng 502 (T0) - Cho vào cốc 0,5 gam than - Khấy máy khuấy 50vòng /phút khuấy tay vòng 20 phút, 40 phút, 60 phút - Sau lọc than giấy lọc - Lấy dịch lọc đem đ độ truyền qua T bước song 470 máy trắc quang phòng 502(T) 4.4 KẾT QUẢ • Xđ thời gian hấp phụ tối ưu Bình KL than (g) Thời gian khuấy (phút) Độ truyền qua T 0,3 0,305 0,301 0,302 15 30 45 60 91,5 92,6 92,9 96,5 Đại lượng hấp thụ: a= 53,33 54,75 55,81 61,26 Mẫu trắng: đo truyền qua T= 62,5 BÀI XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI RẮN 9 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội SINH HOẠT Chuẩn bị - Cân - Rác sinh hoạt - Máy đo nhiệt trị - Mẫu chất thải rắn: rau, bánh mỳ - Tủ sấy - Bát sứ Tiến hành 2.1 Xác định tải lượng chất thải rắn Ngày thứ Tải lượng rác ngày thứ nhất: m1 = 300g Ngày thứ 2: 10 10 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội Tải lượng rác ngày thứ hai: m2 = 200g Ngày thứ 3: Tải lượng rác ngày thứ : m3 = 700 g/ngày.ng Ngày thứ 4: 11 11 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội Tải lượng rác thải ngày thứ : m4 = 200 g Ngày thứ Tải lượng rác thải ngày thứ : m4 = 1,9kg Tải lượng rác trung bình: m= = =0.33kg/người.ngày Xác định độ ẩm, độ tro, nhiệt trị chất thải rắn - Chuẩn bị mẫu: cắt nhỏ gốc rau vụn bánh mì Viên hỗn hợp thành viên nhỏ 12 12 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội a Độ ẩm, hàm lượng chất rắn bay TVS Đĩa KL đĩa ban đầu (g) 29,354 31,508 KL (đĩa +mẫu) (g) 31,734 34,068 KL sau sấy (g) 30,566 32,967 Độ ẩm chất thải rắn xác định phương pháp khối lượng theo công thức: Trong đó: G1: khối lượng ban đầu mẫu, kg G2: khối lượng mẫu sau sấy khô 105oC Đĩa : KL sau nung : 31,842g Nhiệt trị: 17403 J/g 13 13 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội • Độ ẩm mẫu chất thải rắn xác định theo công thức: w = 100 = = 63,13 % • Tổng hàm lượng chất rắn bay xác định theo công thức: TVS = 100 = = 77,11 % 2.2 Phân loại rác % trọng lượng Hợp phần Trung bình (%) Chất thải thực phẩm Khoảng giá trị (KGT) (kg) 2,6 Giấy 0,3 7,5 Chất dẻo 0,05 1,25 Gỗ 0,25 6,25 Thủy tinh 0,55 13,75 Giấy bóng, nilong 0,25 6,25 Tổng hợp 4,0 100 65 Khối lượng riêng chất thải rắn: d = = = 181,81 (kg/m3) Trong đó: m: khối lượng chất thải rắn (kg) V: thể tích xô (m3) 14 14 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội BÀI LỌC XUÔI - Dụng cụ hóa chất Cân bình nhựa 10 lít Vải thưa Đá xanh Sỏi đỡ Cát thạch anh Cát đen Than hoạt tính Ống nhựa dẻo Tiến hành thí nghiệm 2.1 Lọc lần Chuẩn bị mẫu: pha 200g đất màu vào 150 lít nước Lấy 50 ml mẫu ban đầu đo độ đục kết quả: 459 FTU Rửa sỏi đỡ, cát lọc, than hoạt tính Cho vật liệu vào bình nhựa theo lớp từ lên với khối lượng sau: - Bình 1: Đá xanh: kg tương đương 2cm Sỏi đỡ: 1kg tương đương 2cm Cát thạch anh: 2,5 kg tương đương cm Than hoạt tính: 5cm Cát đen: 6,5cm 15 15 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội Bình 2: Đá xanh: 2,5 kg tương đương 5cm Sỏi đỡ: kg tương đương 2cm Than hoạt tính: 4kg - Đổ nước vào bình, khối lượng nước - m = 7,2 kg Cho nước chảy từ bình sang bình Sau thấy nước chảy khỏi bình lọc sau phút lấy 50 ml mẫu đem đo độ đục Bình 1: 15,98 FTU Bình 2: 8,21 FTU Sau lọc hết lượng nước ban đầu, dùng cốc đong để kiểm tra thể tích nước sau lọc V = 6,8 lít Thời gian lọc: t = 6,06 phút Vận tốc lọc: 0,0187 l/s 2.2 - 16 16 Lọc lần Chẩn bị mẫu: pha 500g đất màu vào 150 lít nước Lấy 50 ml mẫu ban đầu đo độ đục kết quả: 913 FTU Rửa vật liệu lọc Cho vật liệu lọc vào bình giống lần Đổ nước vào bình 1, cho nước chảy từ bình sang bình Sau thấy nước chảy khỏi bình lọc sau phút lấy 50 ml mẫu đem đo độ đục Bình 1: 538 FTU Bình 2: 488 FTU Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội • Sau lọc hết lượng nước ban đầu, dùng cốc đong để kiểm tra thể tích nước - - sau lọc V = 6,6 lít Thời gian lọc: t = 4,15 phút Vận tốc lọc: 0,0265 l/s - Độ đục ban đầu: 641 - Độ đục: Sau phút: bình trên: 95 / bình dưới: 75 Sau phút: bình trên: 67 / bình dưới: 56 - V lọc: trước lọc: 6l - Sau lọc: 5,8l 17 17 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội 18 18 Trường đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội [...]... tương đương 5cm Sỏi đỡ: 1 kg tương đương 2cm Than hoạt tính: 4kg - Đổ nước vào bình, khối lượng nước - m = 7,2 kg Cho nước chảy từ bình 1 sang bình 2 Sau khi thấy nước chảy ra khỏi bình lọc sau 2 phút thì lấy 50 ml mẫu đem đo độ đục Bình 1: 15,98 FTU Bình 2: 8,21 FTU Sau khi lọc hết lượng nước ban đầu, dùng cốc đong để kiểm tra thể tích nước sau lọc V = 6,8 lít Thời gian lọc: t = 6,06 phút Vận tốc lọc:... màu vào 150 lít nước Lấy 50 ml mẫu ban đầu đi đo độ đục được kết quả: 913 FTU Rửa sạch vật liệu lọc Cho vật liệu lọc vào 2 bình giống như lần 1 Đổ nước vào bình 1, cho nước chảy từ bình 1 sang bình 2 Sau khi thấy nước chảy ra khỏi bình lọc sau 2 phút thì lấy 50 ml mẫu đem đo độ đục Bình 1: 538 FTU Bình 2: 488 FTU Trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội • Sau khi lọc hết lượng nước ban đầu, dùng... được xác định theo công thức: w = 100 = = 63,13 % • Tổng hàm lượng chất rắn bay hơi được xác định theo công thức: TVS = 100 = = 77,11 % 2.2 Phân loại rác % trọng lượng Hợp phần Trung bình (%) Chất thải thực phẩm Khoảng giá trị (KGT) (kg) 2,6 Giấy 0,3 7,5 Chất dẻo 0,05 1,25 Gỗ 0,25 6,25 Thủy tinh 0,55 13,75 Giấy bóng, nilong 0,25 6,25 Tổng hợp 4,0 100 65 Khối lượng riêng của chất thải rắn: d = = = 181,81... 1 2 - Dụng cụ và hóa chất Cân 2 bình nhựa 10 lít Vải thưa Đá xanh Sỏi đỡ Cát thạch anh Cát đen Than hoạt tính Ống nhựa dẻo Tiến hành thí nghiệm 2.1 Lọc lần 1 Chuẩn bị mẫu: pha 200g đất màu vào 150 lít nước Lấy 50 ml mẫu ban đầu đi đo độ đục được kết quả: 459 FTU Rửa sạch sỏi đỡ, cát lọc, than hoạt tính Cho vật liệu vào bình nhựa theo từng lớp từ dưới lên trên với khối lượng như sau: - Bình 1: Đá xanh:... bình lọc sau 2 phút thì lấy 50 ml mẫu đem đo độ đục Bình 1: 538 FTU Bình 2: 488 FTU Trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội • Sau khi lọc hết lượng nước ban đầu, dùng cốc đong để kiểm tra thể tích nước - - sau lọc V = 6,6 lít Thời gian lọc: t = 4,15 phút Vận tốc lọc: 0,0265 l/s - Độ đục ban đầu: 641 - Độ đục: Sau 2 phút: bình trên: 95 / bình dưới: 75 Sau 4 phút: bình trên: 67 / bình dưới: 56 - V