Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thê Trong Bê Sinh Học Hiệu Khí
-—Traxsszsaơtễsễss-sxễsaơœơœơœ-nsễzr»-ễ--ễẳễẳễẳễờờờờờớớẳớẳẳẳễờờ-ợợuẵớớớợớợờợờŸẳớơờẳợ/nuơng
Chương 2:
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1 Giá thể làm từ thân cây lùn nước
2.1.1 Tính chất và cấu trúc của giá thể từ thân cây lùn nước
Phần thân cây lùn nước sau khi bóc hết vỏ cứng bên ngoài sẽ là một vật liệu nhẹ, xốp (spongy), có nhiều lỗ nhỏ li tí chạy dọc chiều đài của thân. Vật liệu này có tính hút nước, trương nớ cao (ban dầu cho thấy có khả năng trương nở gần gấp đôi trong môi trường nước thải). Khi cắt thành từng lát mỏng sẽ cho nhiều điện tích bề mặt, theo tỉnh toán sơ bộ thí diện tích này có thể trên 200m /mỶ.
Hình 2.1. Thân cây lùn nước sau khi phơi khô
Vật liệu này có khá năng chịu được môi trường nước ô nhiễm cao và có thê bền bỉ trong nhiều tháng, giá thành thì lại cực rẻ. Có thể nói vật liệu từ thân cây lùn nước
hội đủ các ưu điểm và thể hiện tính phù hợp khi sử dụng nó làm giá thể xử lý nước thải (với mức độ thí nghiệm ban đầu).
7”. 7ÏÚ.mr...—-“.—~mẳ.xsaaaa-nzwzsmơơmm
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thế Trong Bễ Sinh Học Hiếu Khí
Trong khi đó nguồn cung cấp là đổi dào và hoàn toàn chủ động khi có thể trồng
thêm cây lùn nước và thu hoạch thường xuyên, thêm vào đó là cách chế biến giá
thể từ cây lùn rất đơn giản.
mmx.xx`
Hình 2.2. Giá thể từ phần thân cây lùn nước
2.1.2 Quy trình tiến hành chế tạo giá thể từ cây lùn nước - Thu hoạch cây lùn già
-_ Bóc vỏ và giữ lại phân lõi
- Phơi khô
-_ Cắt thành từng đoạn 5 - 7mm
- Ngâm (Soaking) trong nước sạch và xả lạt vài lần
-_ Luộc trong nước sôi trong thời gian 15 phút
- Ngâm trong nước sạch và xả lại vài lần.
-_ Để ráo nước và sử dụng ngay.
2.1.3 Quy cách giá thể
-- Đường kính trung bình : 15mm
-_ Độ dày trung bình: 5mm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thể Trong Bề Sinh Học Hiếu Khí co. ằŠẽ=—
-_ Diện tích bề mặt: ~ 200m /m”
- Cánh thức sắp xếp: Ngẫu nhiên
-_ Vi trí cô định: Giữa bề (xem bản vẽ)
- Dung tích sữ dụng: 48 lít (50% thể tích bể sinh học) Hình 2.3. Kích thước giá thể
2.2 Mô hình bể sinh học hiếu khí 2.2.1 Hệ thống mô hình xử lý
Hệ thống mô hình xử lý gồm có:
- Bể chứa nước đầu vào có dung tích 100 lít
-_ Bể sinh học hiếu khí - kết bám có dung tích 112 lít, phần xử lý là 96 lít
- Bề chứa nước sau khi xử lý có dung tích 20 lít
- Máy nén khí ACO - 001(China), công suất 18W, lưu lượng khí nén 30
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thể Trong Bễ Sinh Học Hiếu Khí
L_—__—_—____S_SÖ_ỂÖỒỘò.ẦẦ..Ầ. `—t``wxxwml
Giá thể
| B Máy nén khí TH |
Sàn phân phối nước
Ống dẫn khí: A : đầu vào B: đâu ra Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống xử lý
Nước thải từ trong bê chứa A, dưới áp suất thủy tỉnh theo ống dẫn chảy vào đáy bê
sinh học, đồng thời không khí được máy nén khí đưa vào đáy bể sinh học. Tại đây, dòng nước thải và dòng khí sẽ đi lên và phân phối đều khắp tiết diện của bê nhờ
sàn phân phối. Nước thải và không khí sau khi hòa trộn với nhau sẽ đi lên qua lớp
giá thể. Tại đây, các quá trình sinh học diễn ra và qua đó nước thải được xử lý.
Sau khi đi qua lớp giá thể, nước đã xử lý tràn ra ngoài theo ống dẫn vào bê chứa.
2.2.2 Cấu tạo bề sinh học
Đơn vị chính trong hệ thống này là bể lọc sinh học có lớp giá thể ngập trong nước.
Bể có dung tích 112 lít (400mm x 400mm x 700mm). Dung tích xử lý 96 lít (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(400mm x 400mm x 600mm) trong đó phần giá thể chiếm 50% thể tích và được
cố định ở giữa bẻ. Bể được làm bằng kính thuỷ tinh có độ dày 8mm. Giá thể được
cố định trong bể bằng sàn (vật liệu inox) chắn trên và sàn đở dưới. Nước và khí sẽ
phân phối đều trước khi tiếp xúc với lớp giá thể nhờ một tắm inox có khoan nhiều
lỗ nhỏ dùng làm sàn phân phối nước và khí đặt bên đưới sàn đở lớp vật liệu lọc
(cách sàn đở vật liệu lọc 50mm). Hệ thống đầu phân phối khí có dạng hình cầu,
được đặt ở đáy bể. Các quả cầu cấp khí sẽ nối với máy nén khí bằng ống dẫn nhựa
Ø@ómm.
—...66=6=6====== CÔ. _- c=aaaaẫằẫẳïẳn.nsmaaẫăăẽaaam
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thể Trong Bễ Sinh Học Hiểu Khí
====.———
_ Các bộ phận chính cấu thành bể sinh học - Sản chắn giá thể.
-_ Sản đở vật hiệu
-_ Sàn phân phối khí và nước
- Đầu cấp khí: Có 4 đầu, Ø= 25mm - Ông dẫn nước: Ø =6mm - Ống dẫn khí: Ø =6mm, Ø = 8mm 24/04/2008 Hình 2.5. Mô hình thí nghiệm
Đồ án tốt nghiệp
_ Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thể Trong Bễ Sinh Học Hiếu Khí
Hình 2.6. Phân phối khí cấp vào bề sinh học.
2.3 Tiến hành thí nghiệm trên mô hình
2.3.1 Các bước chuẩn bị #4 Môhinh
Các dụng cụ và thiết bị cần thiết cho mô hình xử lý như: Kính thủy tinh, tám thép
inox, ống dẫn, keo dán, máy nén khí, bể chứa nước, chân đế... đều có dầy đủ và
sẵn sàng.
Bể sinh học được làm từ kính thủy tính và có các chỉ tiết đúng như bản thiết kế
(xem bản vẽ thiết kế).
d_ Giá thế
Giá thể sau khi được cắt theo đúng quy cách sẽ đem luộc trong vòng 20 phút để (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
loại bỏ màu, nấm - mốc, và Tanin những thứ có khả năng gây độc hay ức chế
VSV phát triển. Sau khi chuẩn bị giá thê với khối lượng đủ theo yêu cầu cho giá
thể vào bê lọc sinh học đúng vị trí và cố định lại bằng lưới chắn trên. Việc chuẩn
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thể Trong Bễ Sinh Học Hiếu Khí
=...—Ầ—=-ặỂÏFƑ_—....
#. Nước thải
Sau khi giá thể và Mô hình xử lý đã sẵn sàng, việc lấy nước thải đầu vào sẽ bắt
đầu. Nước thải lẫy ở kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, đoạn gần cầu gỗ - chung cư
Miếu Nỗi. Vị trí lấy mẫu là gần bờ, tại cửa xả phía bờ quận Phú Nhuận. Thời gian
lấy mẫu là lúc 14 giờ.
Lượng nước thải mỗi lần lẫy vào khoảng 60 lít, nước sau khi lấy sẽ trích ra 2 lít mang tới phòng thí nghiệm Khoa Môi trường - ĐH Kỹ thuật Công nghệ để xác
định các thông số ô nhiễm như COD, SS, tông N kendal, pH, DO. Dựa vào giá trị COD có được sau thí nghiệm mà tiến hành pha loãng nước thải để có được COD =
600 mg/1 và từ đó dùng làm nước thải đầu vào cho mô hình xử lý. Nước dùng để
pha loãng nguồn nước thải vào là nước ngầm với pH khoảng 5 - 6 2.3.2 Vận hành mô hình thí nghiệm
# Khởi động hệ thống
Quá trình này là quá trình rất quan trọng nhằm tạo môi trường thích hợp, giàu dinh dưỡng cùng với các điều kiện thích hợp cho vi khuẩn phát triển.
Hệ thống được khởi động bằng cách tạo ra một dung địch nước thải có hàm lượng dinh dưỡng cao (dùng nước luộc thịt để nguội và nước thải sinh hoạt) và nồng độ
oxy hoà tan cao (cấp khí liên tục) cùng với việc cấy vào đấy một ít bùn hoạt tính (Bacterial seeđs). Duy trì chế độ cấp khí liên tục và đảm bảo rằng nồng độ oxy hòa tan phải đạt từ >2mg/l. Thực hiện trong 10 ngày (bắt đầu có bùn). Thực tế
khảo sát nồng độ ôxy hòa tan bằng cách dùng máy đo DO. Kết quá DO đều trên
mức 4mgil.
Trong thời gian khởi động hệ thống, hệ thống chỉ vận hành theo chế độ từng mẻ. Có nghĩa là chế độ thủy lực cố định không liên tục. Sau khi hệ thống khởi động
xong thì tiến hành giai đoạn thích nghi. #Š Thích nghỉ hóa
Quá trình cho VSV trong hệ thống thích nghi với nước thải cần xử lý đã được tiễn hành trong 6 ngày với chế độ thuỷ lực 96 lit/2ngày. Thời gian lưu nước (HRT) là 2 ngày (theo kinh nghiệm của các mô hình trước đây thời gian ổn định = 3 HRT ). Nước thải được lấy mẫu và kiểm tra liên tục trong vài ngày sau đó với tần xuất là
2 lần/ngày. Chỉ thị ô nhiễm được khảo sát là COD, pH, SS, N và DO cho đến khi
TH HHHnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnn—ằ-——
GVHD: TSNGUYÊN NGỌC BÍCH -32- SVTH: PHẠM TÁN TÀI
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đồ án tốt nghiệp -
Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thể Trong Bế Sinh Học Hiếu Khí
=>.
các chỉ thị này ổn định và từ lúc đó coi như hệ thống đã ôn định và sẵn sàng cho
thí nghiệm.
COD của nước thải cho vào xử lý lúc ban đầu được pha loảng ở mức 300mg/] tức
bằng 50% COD dự kiến xử lý, cứ 2 ngày thì tăng nồng độ COD đầu vào lên (300 -
450 —- 600mg/]). Việc làm này nhằm tránh sóc cho bể sinh học, hỗ trợ quá trình
thích nghi cho VSV trong bể.
Trong giai đoan này, nồng độ COD ban dầu của nước thải cho vào chỉ là 300
mg/1 nên hiệu suất xử lý cao, thêm vào đó, thời gian lưu nước là 2 ngày, ứng với lưu lượng vào là Q = 2 1⁄h nên sự pha loảng nông độ xảy ra khi đã có lượng nước cùng với vi sinh đã cấy có sẵn trong bể sinh học. Nước pha loãng là nước giếng nên có pH tương đối thấp, làm cho pH trong bể hạ thấp lúc ban đầu nhưng sau vài giờ thì pH có tăng lên vì sự cấp khí liên tục, lượng Fe” bị ôxy hóa và vì thế pH
tăng lên.
# Vận hành thí nghiệm và khảo sát hiệu quả xử lý trong từng chế độ thủy lục
Bảng 2.1. Kế hoạch vận hành mô hình và lấy mẫu thí nghiệm
Chế độ thuỷ lực
Thời gian ôn
định hệ thống 6 ngày 5 ngày 3 ngày 2 ngày 16 ngày
Thời gian khảo 12 ngà
sát hiệu quả 3 ngày 3 ngày 3 ngày 3 ngày ngày
Tân xuấtlây | 2 lànngày | 2lầmngày | 2lần/ngày | 2lầmngày | 54mẫu
961/2 ngày | 961/1.5ngày | 96 l⁄Ingày | 96l/ 0.5ngày Tổng cộng
mẫu phân tích
Thời |sáng | ạ:00am | 8:00am | 8:00am | 8:00am (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
điểm
lây -
mẫu |chiu | 4:00 pm | 4:00 pm | 4:00 pm | 4:00 pm
Các chỉ thị ô nhiềm cân phân
tích
COD, §S, DO, PH, , Nitơ kendal
=ã==ÔÔÔÔ11 ÔÔÔÔÔÔÔÔ 3 ẳằ=:=:==s=s=T+"ïẳằẫxnm
GVHD: TSNGUYỄNNGỌCBÍCH -33- SVTH: PHẠM TÁN TÀI
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên Cứu Sử Dụng Cây Lùn Nước Làm Giá Thể Trong Bề Sinh Học Hiếu Khí
— — —_ — °_.—=———————ễễ
Sau khi hệ thống đã đạt được trạng thái ổn định thì tiến hành thí nghiệm xử lý
nước thải trong từng chế độ thủy lực. Để cho đơn giản quá trình theo dõi lưu
lượng nước thải vào, tác giả đã thiết kế thể tích của bẻ sinh học là 96 lít. Có 4 chế
độ thủy lực tương ứng với khoảng 4 thời gian lưu nước (HRT) - 96 lít/ 0.5 ngày - HRT = 0.5 ngày
-_ 96 lí 1 ngày - HRT = I ngày
- 96 lí/ 1.5 ngày - HRT = l1.Š ngày - 96 lít/ 2 ngày - HRT = 2 ngày
Trong từng chế độ thủy lực khi thí nghiệm, đều có giai đoạn thích nghi riêng với
thời gian thích nghi = 3 HRT.
——————————ễễễ-___.__
GVHD: TSNGUYÊNNGỌCBÍCH -34- SVTH: PHẠM TÁN TÀI