a. Sơ đồ mô hình thực nghiệm
Hình 2.1. Sơ đồ mô hình thực nghiệm
1: Bể cao vị 5: Ống lắng nghiêng 2: Van điều chỉnh lưu lượng 6: Lớp vật liệu hấp phụ 3 : Bể thu dầu 7: Ngăn hấp phụ
4 : Ngăn tách dầu 8: Bể sinh học 9: Ngăn lắng bùn sinh học
Nước thải được lấy tại cống thải chung của công ty chế biến kinh doanh sản phẩm dầu mỡ tại khu công nghiệp Đình Vũ Hải Phòng. Các mẫu nước thải được vận chuyển về phòng thí nghiệm khoa Môi Trường trường Đại học dân lập Hải Phòng để xác định lượng dầu có trong nước thải. Nhìn chung, nước thải này có hàm lượng dầu khoáng khá cao.
Nước thải từ thùng chứa (1) được bơm vào ngăn tách dầu (4), tại đây dầu sẽ được tách bởi ống quay và máng thu dầu phía trên bề mặt, dầu tự chảy về bể thu dầu (3), đồng thời cặn trong nước thải cũng được lắng xuống đáy. Lớp nước thải ở giữa theo ống (5) chảy qua ngăn (7), phần nước thải phía trên tràn qua lớp vật liệu hấp phụ (6).Nước thải sau khi dầu bằng lắng cơ học và hấp phụ nhưng Cuối cùng nước thải theo ống chảy qua ngăn sinh học (8) chứa bùn hoạt tính có sục khí.
b.Mô hình thực nghiệm + Ngăn tách dầu
Ngăn tách dầu có nhiệm vụ loại bỏ váng dầu trong nước thải. Ngăn tách dầu được làm bằng kiếng dày 5mm, chiều dài 30cm, rộng 40cm, cao 50cm. Bên trong ngăn tách dầu có gắn thiết bị tách dầu làm bằng ống nhựa PVC Φ90, dài 38cm, bịt kín 2 đầu và được gắn với mô-tơ truyền động, thiết bị này khi quay có tác dụng gạt, tách lớp váng dầu nổi lên bề mặt. Dầu bám trên ống quay được gạt, hứng bởi máng gạt dầu, sau đó váng dầu sẽ tự chảy đến bể thu hồi dầu.
Hình 2.2: Thiết bị gạt và thu váng dầu Hình 2.3: Van ống dẫn váng dầu và thùng chứa
+ Ngăn hấp phụ
Ngăn hấp phụ có nhiệm vụ hấp phụ dầu và các chất hữu cơ có trong nước thải. Ngăn hấp phụ được làm bằng kính dày 5mm, chiều dài 30cm, rộng 40cm, cao 50cm. Ở giữa ngăn hấp phụ có giá đỡ vật liệu hấp phụ được đục lỗ để nước có thể chảy qua. Ngăn hấp phụ được thông với ngăn tách dầu qua các ống nhựa Φ49 đặt nghiêng góc 45 độ, bên trong các ống Φ49 này được đặt các ống nhựa Φ21. Với cách đặt như vậy, dầu sẽ được giữ lại một phần ở ngăn tách dầu mà không bị chảy qua theo dòng nước.
Vật liệu hấp phụ được sử dụng ở ngăn này bao gồm: rơm rạ đã được ngâm nước ( khoảng 12h) để làm hết màu của vật liệu rồi đem phơi khô tiếp theo đem sấy ở nhiệt độ 120oC và tiếp tục sấy khô (khoảng 10 giờ) để tránh phá vỡ cấu trúc xốp trong vật liệu sau đó được cắt nhỏ với mỗi lần sử dụng là 200g . Lớp vật liệu
hấp phụ được bọc trong túi vải nhằm không cho vật liệu trôi theo dòng nước ra ngoài.
Hình 2.4: Ngăn hấp phụ Hình 2.5: Ống Φ49 góc nghiêng 450
Hình 2.6: Lớp vật liệu hấp phụ Hình 2.7: Giá đỡ vật liệu hấp phụ
+ Bể sinh học (bùn hoạt tính)
Bể này có nhiệm vụ xử lý chất hữu cơ còn lại trong nước thải sau khi qua ngăn hấp phụ. Bể bùn hoạt tính được làm bằng thùng xốp có thể tích 20 lít. Bùn hoạt tính được lấy từ bể sinh học hiếu khí Trạm xử lý nước thải KCN Đình Vũ Hải Phòng. Trong bể có đặt các ống phân phối khí cung cấp Oxy cho vi sinh vật phát triển.
Hình 2.8: Bể sinh học bùn hoạt tính
Ngoài ra còn có một số thiết bị khác như: bơm nước thải, máy sục khí…
2.2.2.Phương pháp phân tích mẫu
Trước khi tiến hành vận hành mô hình nước thải được kiểm tra các chỉ tiêu COD, BOD, SS, pH, hàm lượng dầu,…
- Vận hành ngăn tách dầu và hấp phụ xử lý dầu bằng cách dùng nhiều phương pháp vớt dầu và nhiều loại vật liệu hấp phụ để xác định hiệu suất xử lý cao nhất. đồng thời chạy thích nghi ngăn sinh học (quá trình bùn hoạt tính).
- Vận hành mô hình sinh học với các thời gian lưu nước khác nhau và chạy với tải trọng tĩnh và động. Xác định tải trọng tối ưu. Xác định hiệu quả xử lý của ngăn sinh học.
- Xác định thông số động học của quá trình bùn hoạt tính.
- Tính toán hiệu quả xử lý của cả 2 quá trình cơ học, sinh học và tổng hiệu quả xử lý.
a.Phương pháp phân tích pH
Dùng máy đo pH
b. Phương pháp phân tích SS
So sánh khối lượng giấy lọc trước và sau khi lọc một thể tích xác định nước thải được sấy ở 1050C đến khi khối lượng không đổi.
c. Phương pháp phân tích BOD5
thể tích V=300ml. đo hàm lượng DO ban đầu và sau 5 ngày ủ ở 200C. Lượng oxy chênh lệch do vi sinh vật sử dụng chính là BOD.
d. Phương pháp phân tích COD
Oxy hóa mẫu trong môi trường acid với K2Cr2O7 trong 2h ở 1500C, sau đó chuẩn độ lại với FAS và chỉ thị Feroin.
e. Phương pháp phân tích dầu khoáng
Mẫu lấy về được lọc sơ bộ bằng bông hóa học để loại bỏ tạp chất có kích thước to. Sau đó lấy 100 ml mẫu vào cốc đem đi cân xác định khối lượng dung dịch (kí hiệu là MT), tiếp đó cho 5ml ether petrol vào cốc lắc đều rồi cho vào phễu chiết. Để yên đến khi quan sát thấy dung dich trong phễu phân thành hai lớp riêng biệt: lớp trên là dầu và ether petrol còn lớp dưới là dung dịch nước. Chiết bỏ lớp dầu bên trên giữ lại dung dịch nước đem đi cân (kí hiệu là MS) xác định được lượng dầu trong dung dịch ( tiến hành chiết 3 lần).
Bước 2: Xác định dầu và sản phẩm dầu
- Lượng dầu và các sản phẩm dầu được tính bằng công thức: M1 = MT – MS (mg)
Trong đó: MT: khối lượng cốc khi có chất cần phân tích MS: khối lượng cốc và dung dịch sau khi đã tách bằng
ether petrol
- Nồng độ dầu và sản phẩm dầu Cx có trong dung dịch
Cx = M1 *1000
V (mg/l)