Dựa trên mô hình USBF của phòng thí nghiệm, chúng tôi đã tiến hành cải tạo lại mô hình gồm các nội dung sau:
Sửa chữa các đường ống dẫn, hệ thống van và sử dụng keo gắn lại bể tránh hiện tượng rò rỉ.
Bổ sung:
- Bộ phận khuấy (cánh khuấy và thanh khuấy, motor khuấy) và bộ điều chỉnh tốc độ dùng để điều chỉnh vận tốc của cánh khuấy là 30 vòng/phút, motor khuấy có điện áp: 12V.
- Máy bơm hồ cá cảnh Model W-388: Được sử dụng để bơm nước thải đầu vào. - Máy bơm khí hiệu Air Compressor.
- Máy bơm nước thải bể cá Model AP 1200: được sử dung để tuần hoản bùn từ ngăn lắng sang ngăn thiếu khí.
- Hai ổ cắm hẹn giờ cơ ATA AT16.
+ Một ổ cắm được dùng cho máy bơm nước thải đầu vào. + Một ổ cắm dùng cho máy bơm bùn tuần hoàn.
- Hai thùng nước có dung tích 50l đựng nước thải đầu vào và nước đầu ra. - Hai giá đỡ inox đựng thùng chứa nước thải và máy bơm bùn.
- Ống dẫn nước thải (D 21) từ máy bơm đến thùng chứa nước thải và tử máy bơm lên bể USBF.
Nước thải giả định đầu vào Ngăn thiếu khí Ngăn hiếu khí Ngăn USBF Bùn tuần hoàn Bơm khí 2.1.2. Vận hành mô hình USBF
Sơ đồ bể USBF xử lý nước thải:
Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ USBF xử lý phenol
Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Bể USBF là một công trình xử lý kết hợp nhiều quá trình xử lý với cấu tạo phức tạp gồm có 3 ngăn là ngăn thiếu khí, ngăn hiếu khí và ngăn lắng. Nước thải giả định được bơm vào bể thông qua 1 hệ thống bơm với một lưu lượng phù hợp và ổn định đã được xác định. Đầu tiên nước thải sẽ đi vào ngăn thiếu khí của bể, ngăn này có cấu tạo bao gồm 1 cánh khuấy có tốc độ quay từ 30 vòng/phút. Cánh khuấy sẽ được hoạt động liên tục với mục đích là để xáo trộn nước thải với bùn hoạt tính được hoàn lưu từ ngăn lắng của bể để tránh quá trình lắng cặn và lắng bùn ở đây. Sau đó, nước thải chảy qua ngăn hiếu khí nhờ khe hở dưới đáy ngăn USBF. Ở đây, oxy được cung cấp nhờ các ống cung cấp khí qua một máy vì vậy các vi sinh vật sẽ sử dụng oxy và các chất hữu cơ có trong nước thải để phát triển sinh khối và tạo ra bùn. Nước thải sau ngăn hiếu khí chảy vào ngăn USBF và di chuyển từ dưới lên, ngược chiều với dòng bùn lắng xuống theo phương thẳng đứng. Bùn cặn sẽ được lắng xuống đáy của ngăn lắng và được tuần hoàn lại ngăn thiếu khí bằng hệ thống bơm bùn tuần hoàn. Nước sau xử lý sẽ được chảy chàn vào máng thu và chảy ra ngoài bể thu nước đầu ra.
Thông số kỹ thuật của bể USBF.
Bộ phận Thông số Chiều dài(cm)
Chiều rộng (cm) Chiều cao (cm) Thể tích bể (lít) Thời gian lưu (tiếng) Bể 70 20 40 50 10 Ngăn
thiếu khí Đáy dướiĐáy trên 2110 2020 40 11 2,2 Ngăn
hiếu khí Đáy dướiĐáy trên 4935 2020 40 30 6
Ngăn lắng Cạnh đáy 25 20 40 9 1,8 Cạnh bên 35 2.2. Các phương pháp phân tích.
2.2.1. Quy trình phân tích hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bùn (MLSS)
a) Các định nghĩa
MLSS (Mixed Liquoz Suspended Solids) có nghĩa là hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng hay chính là nồng độ chất rắn có trong bể bùn hoạt tính. MLSS được xác định là lượng cặn lắng được trong bể ở môi trường tĩnh vào một khoảng thời gian nhất định. Phần MLSS lắng đọng lại này bao gồm cả chất hữu cơ và chất vô cơ[14].
Phương pháp để phân tích MLSS hay đo hiệu quả lắng của bùn hoạt tính trong bể hiếu khí cũng chính là đo tải lượng bùn hoạt tính.
Phương pháp xác định: MLSS được xác định theo phương pháp khối lượng. b) Quy trình phân tích Dụng cụ thí nghiệm Bảng 2.1. Dụng cụ thí nghiệm STT Dụng cụ Thể tích (ml) Số lượng (cái) 1 Cốc thủy tinh 100 3 2 Bình tam giác 100 3 3 Giấy lọc - 3 4 Tủ sấy - 1 5 Cân phân tích - 1 Quy trình tiến hành
Bước 1: Sấy giấy lọc ở nhiệt độ 1050C trong khoảng thời gian là 1 đến 2 tiếng (a, gam)
Bước 3: Lấy 100ml nước thải trong bể hiếu khí rồi lọc qua giấy lọc để thu bùn có trong nước thải.
Bước 4: Cầm giấy lọc có chứa bùn trong nước thải đi sấy ở nhiệt độ 1050C trong thời gian từ 2 đến 3 tiếng.
Bước 5: Hấp mẫu giấy vừa sấy trong thời gian 30 phút.
Bước 6: Đem mẫu giấy chứa bùn này đi cân sẽ có được hàm lượng bùn hoạt tính lơ lửng hay còn có tên viết tắt là MLSS. (b, gam)
Tính toán kết quả
MLSS = , mg/l 2.2.2. Chỉ số thể tích bùn (SVI)
a) Các định nghĩa [13]
SVI (Sludge Volume iudex) là chỉ số thể tích bùn. Là chỉ tiêu để đánh giá khả năng lắng của bùn hoạt tính trong bể lắng đợt 2 và là chỉ tiêu phản ánh đặc tính và tính chất của bùn.
b) Quy trình tiến hành [6]
SVI là thể tích do 1 gram bùn khô choán chỗ tính bằng ml sau khi để dung dịch bùn lắng tĩnh 30 phút trong ống lắng hình trụ khắc độ dung tích 1000ml. Để xác định SVI lấy 1 (l) bùn để lắng 30’ được V bùn lắng (V30). Quan sát và đánh dấu mặt phân chia giữa lớp bùn và lớp nước ở trên để tính ra thể tích bùn choán chỗ bằng ml. Sau đó lắc đều, hút 15 (ml) để lấy mẫu xác định hàm lượng bùn (làm theo quy trình của TSS). Chỉ số: ( ) ( ) ( ) 30 / 1000 / / V ml l x mg g TS l SV S I mg × = (ml/g) - SVI < 100 : bùn lắng rất tốt - SVI 100-150: bùn lắng tốt - SVI > 150: bùn lắng kém.
2.2.3. Xác định lượng oxy hòa tan trong nước (DO), nhiệt độ.
a, Các định nghĩa.
DO (Dessolved Oxygen) là lượng oxy hòa tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các thủy sinh. Trong các chất khí hòa tan trong nước, oxy hòa tan đóng một vai trò rất quan trọng. Oxy hòa tan cần thiết cho sinh vật thủy sinh phát triển, nó là điều kiện không thể thiếu của quá trình phân hủy hiếu khí của vi sinh vật.
Thông số DO được sử dụng như một thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ của các nguồn nước. DO có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của sông (assimilative capacity – AC). Đơn vị tính của DO thường dùng là mg/l.
b, Quy trình tiến hành Dụng cụ thí nghiệm Bảng 2.2. Dụng cụ thí nghiệm STT Dụng cụ Thể tích (ml) Số lượng (cái) 1 Bình tam giác 100 1 2 Máy đo DO - 1 Quy trình tiến hành
Bước 1: Dùng bình tam giác lấy 100ml mẫu từ bể hiếu khí.
Bước 2: Nhúng đầu đo chứa màng lọc, điện cực kim loại và chất điện giải vào dung dịch cần đo.
Bước 3: Đọc kết quả từ máy đo DO (Giá trị DO thể hiện đến 2 chữ số sau dấu phẩy)
2.2.4. Xác định hàm lượng phenol [8].
Nguyên tắc
Tách các hợp chất phenol khỏi tạp chất và chất bảo quản mẫu bằng chưng cất. Vì tốc độ bay hơi của các hợp chất phenol chậm nên thể tích phân cất phải bằng thể tích mẫu đem chưng cất.
Cho các hợp chất phenol chưng cất được phản ứng với 4-aminoantipyrin ở pH 10,0 ± 0,2 khi có mặt kali hexaxyanoferat (III) để tạo phầm màu antipyrin.
Đo độ hấp thụ của phẩm màu ở 510 nm. Chỉ số phenol được tính bằng miligam phenol (C5H5OH) trong lít.
Lượng tối thiểu phát hiện được tương đương với 0,01 mg phenol khi thể tích phần cất là 100 ml và dùng cuvét 50 nm.
Dụng cụ thí nghiệm Bảng 2.3. Dụng cụ thí nghiệm STT Dụng cụ Thể tích (ml) Số lượng 1 Máy trắc quang - 1 2 Bình định mức 5 3 3 Pipet các loại (1ml, 2ml, 5ml, 10ml) - 1 (mỗi loại)
4 Giấy quỳ - 1 cuộn
Hóa chất