3.4.1. Phƣơng pháp tính toán
Xác định t lệ Fe2+/H2O2
Trong đó: CM : Nồng độ mol của dung dịch, mol l C : Nồng độ phần trăm của dung dịch, d : Khối lƣợng riêng của dung dịch, g cm3 M : Khối lƣợng phân tử của dung dịch.
41
3.4.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu
Kết quả phân tích đƣợc xử lý theo phƣơng pháp thống kê toán học: Trị số trung bình X đƣợc tính:
̅ ∑
Việc tính toán và vẽ biểu đồ dựa trên phần mền Microsoft Office Exel, phiên bản 2007.
Việc phân tích, xử lý số liệu, chạy hàm ANOVA một chiều sử dụng phần mềm STATGRAPHICS, phiển bản chạy trên nền DOC lƣu hành nội bộ Trƣờng Đại học Nông Lâm.
3.4.3. Phƣơng pháp tính toán hiệu quả kinh tế
Chi phí xây dựng
Chi phí xây dựng đƣợc tính toán dựa trên tổng chi phí các công trình có liên quan đƣợc xây dựng, chi phí trang thiết bị, số lƣợng và đơn giá hiện nay (có tính đến chi phí khấu hao).
Chi phí vận hành
Chi phí vận hành đƣợc tính toán dựa vào tổng chi phí điện năng tiêu thụ cho bơm, máy xục khí, máy khuấy. Chi phí nhân công vận hành hệ thống và chi phí hóa chất.
42
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Thí nghiệm 1. Kiểm tra chất lƣợng nƣớc thải đầu vào
Lấy mẫu và tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu pH, COD, SS.
Kết quả
Hình 4.1. Nước thải đầu vào ở các thời điểm khác nhau tại Nhà máy giấy Tân Mai
Thời điểm lấy mẫu pH COD (mgO2/l) SS (mg/l)
TN 1. Kiểm tra lần 1 02/07/2012 Tại bể điều hòa
7,35 2575 1410
TN 2. Kiểm tra lần 2 09/07/2012 Tại bể điều hòa
6,78 2153 1236
TN 3. Kiểm tra lần 3 16/07/2012 Tại bể điều hòa
6,67 2297 1074
Giá trị trung bình - 6,92 2342 1240 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm kiểm tra nƣớc thải đầu vào
Phân tích kết quả
Bể điều hòa của HTXLNT Nhà máy giấy Tân Mai là dạng bể lắng ly tâm có chức năng nhƣ bể điều hòa, nên khả năng điều hòa nồng độ không đảm bảo. Vì thế nồng độ các chất bẩn đầu vào hệ thống xử lý cũng biến động.
Nƣớc thải lấy tại bể điều hòa của hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy giấy Tân Mai tại các thời điểm khác nhau sẽ có màu sắc và hàm lƣợng chất ô nhiễm khác nhau. Nƣớc thải lấy lần 1 vào ngày 2 7 2012 có màu đục nhất và qua phân tích các chỉ số thì thấy đƣợc hàm lƣợng SS, COD của nƣớc thải khá cao. Thành phần, tính chất nƣớc thải thay đổi phụ thuộc vào hoạt động sản xuất của nhà máy và công suất của nhà máy. Thí nghiệm lần 2 thì hàm lƣợng SS cũng nhƣ COD thấp hơn so với lần 1.
43
Nhìn vào kết quả thí nghiệm ở cả 3 lần thí nghiệm ta thấy nồng độ COD trong khoảng 2153 - 2575 mg/l và pH của nƣớc thải ở những thời điểm lấy mẫu khác nhau cũng khác nhau, nhƣng chủ yếu pH dao động từ khoảng 6,67 – 7,35.
Lấy giá trị trung bình của cả 3 lần thí nghiệm ta đƣợc hàm lƣợng COD trong nuớc thải đầu vào là 2342mgO2 l, hàm lƣợng SS là 1240mg l và pH của nƣớc thải là 6,92.
Vì vậy, với nồng độ chất ô nhiễm cao nhƣ vậy thì dùng 1 phƣơng pháp xử lý sẽ không hiệu quả nên phải có sự kết hợp của nhiều phƣơng pháp khác nhau nhƣ keo tụ tạo bông kết hợp với Oxy hóa nâng cao và sinh học.
4.2. Thí nghiệm 2. Thí nghiệm Jartest
Lấy 500ml nƣớc thải sau khi qua thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng nƣớc thải đầu vào cho vào 6 cốc thủy tinh đánh số thứ tự từ 1 đến 6 tiến hành thí nghiệm Jartest.
4.2.1. Thí nghiệm 2.1. Thí nghiệm Jartest với phèn PAC
Thí nghiệm 2.1.1. Thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng
Lƣợng ph n phản ứng là 0,2ml với pH nƣớc thải là 6,92.
Thí nghiệm 2.1.2. Thí nghiệm xác định pH tối ưu
Kết quả
Hình 4.1. Nước thải trước (trên) và sau (dưới) khi Jartest với pH tối ưu của phèn PAC
44
Hình 4.2. Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn PAC
Kết quả xử lý số liệu
Bảng 4.2 Bảng ANOVA
One-Way Analysis of Variance --- Data: PHPHENPA.COD Level codes: PHPHENPA.PH Labels: Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD Analysis of variance --- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level --- Between groups 383108.92 5 76621.784 178.499 .0000 Within groups 5151.09 12 429.257 --- Total (corrected) 388260.01 17 0 missing value(s) have been excluded.
Bảng 4.3 Bảng so sánh nồng độ xử lý COD gi a các pH thay đổi từ 6 – 8,5
Multiple range analysis for PHPHENPA.COD by PHPHENPA.PH --- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups --- 7.5 3 1584.6667 X 8 3 1832.5000 X 7 3 1850.0000 X 6.5 3 1946.7333 X 8.5 3 1955.9333 X 6 3 2046.6667 X --- contrast difference limits 6 - 6.5 99.9333 36.8676 * 6 - 7 196.667 36.8676 * 6 - 7.5 462.000 36.8676 * 0 10 20 30 40 0 500 1000 1500 2000 2500 6 6.5 7 7.5 8 8.5 Hi ệu su ất (% ) COD (m g/l ) pH
Đồ thị thể hiện pH tối ƣu cho phèn PAC
COD
45
6 - 8 214.167 36.8676 * 6 - 8.5 90.7333 36.8676 * 6.5 - 7 96.7333 36.8676 * 6.5 - 7.5 362.067 36.8676 * * denotes a statistically significant difference.
Thảo luận
Sau khi cho ph n vào và khuấy nhanh trong vòng 1 phút thì xuất hiện sự kết tụ những hạt cặn lơ lững trong nƣớc thành nhƣng bông cặn có kích thƣớc to hơn vì ph n là chất keo tụ nên khi vào mẫu nƣớc thì có thể giúp cho các hạt cặn lơ lững có kích thƣớc nhỏ thành những bông cặn có kích thƣớc to hơn.
Sự keo tụ lúc đầu xảy ra ít sau đó tăng dần lên đến khi kết thúc quá trình khuấy chậm. Để ph n có thể hòa trộn đều trong nƣớc và tiếp xúc với các hạt cặn lơ lững nhanh hơn thì ta cho khuấy nhanh trong vòng 1 phút. Sau quá trình khuấy nhanh đó ta thực hiện quá trình khuấy chậm để cho các bông cặn có thể kết tụ lại với nhau, từ từ lắng xuống đồng thời không làm vỡ các bông cặn ra tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng của các bông cặn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhìn vào đổ thị thể hiện pH tối ƣu cho ph n PAC, từ nghiệm thức 1 tới nghiệm thức 6 không có sự khác biệt nhiều về hiệu suất. Từ nghiệm thức 1 tới nghiệm thức 4 thì hiệu suất tăng từ 18,13 – 36,61 . Từ nghiệm thức 4 tới nghiệm thức 6 thì hiệu suất lại có xu hƣớng giảm từ 36,61 - 21,76 , tức là khi tăng pH lên thì hiệu xuất có xu hƣớng giảm xuống.
Phân tích sự khác biệt giá trị COD theo biến thiên pH từ 6 – 8,5 trên bảng tính Anova: Single Factor với độ tin cậy 95 . Kết quả P = 0,00 < 0,05 nên pH có ảnh hƣởng tới COD của nƣớc thải. Mặt khác, nhìn vào bảng so sánh nồng độ xử lý COD giữa các pH thay đổi từ 6 – 8,5 thì ta thấy sự khác biệt giữa các nghiệm thức là có ý nghĩa.
Từ đồ thị hình 4.2 và bảng xử lý số liệu cho thấy pH từ 7 – 8 khả năng xử lý tốt, riêng pH = 7,5 là tối ƣu, COD thấp nhất và hiệu quả xử lý là 36,61 .
46
Thí nghiệm 2.1.3. Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu
Kết quả
Hình 4.3. Nước thải sau Jartest với lượng lượng phèn tối ưu của phèn PAC
Hình 4.4. Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn PAC
Phân tích kết quả
Kết quả xử lý số liệu phân tích sự khác biệt COD (mg O2 L) khi hàm lƣợng ph n thay đổi từ 0 – 1 ml.
Bảng 4.4. BẢNG ANOVA
One-Way Analysis of Variance --- Data: PHENPAC.COD Level codes: PHENPAC.PHEN Labels: Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD Analysis of variance --- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level --- Between groups 1927178.3 5 385435.67 487.485 .0000 Within groups 9487.9 12 790.66 --- Total (corrected) 1936666.3 17 0 missing value(s) have been excluded.
0 10 20 30 40 50 60 0 500 1000 1500 2000 2500 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Hi ệu su ất (% ) COD (m g/l ) Lƣợng phèn (ml)
Đồ thị thể hiện lƣợng phèn tối ƣu cho phèn PAC
COD
47
Bảng 4.5. So sánh nồng độ xử lý COD gi a lƣợng phèn thay đổi từ 0 – 1
Multiple range analysis for PHENPAC.COD by PHENPAC.PHEN --- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups --- 0.6 3 1076.8000 X 0.8 3 1255.9000 X 0.4 3 1337.0000 X 1 3 1349.6333 X 0.2 3 1626.3333 X 0 3 2091.6667 X --- contrast difference limits 0 - 0.2 465.333 50.0359 * 0 - 0.4 754.667 50.0359 * 0 - 0.6 1014.87 50.0359 * 0 - 0.8 835.767 50.0359 * 0 - 1 742.033 50.0359 * 0.2 - 0.4 289.333 50.0359 * 0.2 - 0.6 549.533 50.0359 * * denotes a statistically significant difference.
Thảo luận
Nƣớc thải sau thí nghiệm Jartest với phèn PAC có màu trong hơn với nƣớc thải ban đầu. Sau khi điều chỉnh nƣớc thải về pH tối ƣu đã xác định ở trên và tiến hành cho biến thiên lƣợng ph n PAC từ 0ml tới 0,6ml. nghiệm thức 1 vì lƣợng ph n cho vào bằng 0ml nên becher có màu đục hơn so với các becher khác do không có sự keo tụ xảy ra. Sau chi cho ph n vào thì quá trình keo tụ bắt đầu diễn ra, và quá trình keo tụ diễn ra nhanh nhất ở các becher 4,5 và 6; diễn ra chậm ở các becher 2 và 3. Sau quá trình lắng thì becher 2, 3 có màu đục hơn so với becher 4,5, 6 do quá trình lắng bông cặn không hoàn toàn.
Dựa vào đồ thị thể hiện lƣợng ph n tối ƣu cho ph n PAC ta có thể thấy rằng hiệu suất xử lý có sự thay đổi rõ rệt từ nghiệm thức 1 tới nghiệm thức 6. Tại nghiệm thức 1, do lƣợng ph n phản ứng bằng 0ml nên hiệu suất xử lý nƣớc thải là rất thấp 16,33 . Tuy nhiên, khi lƣợng ph n tăng từ 0,2ml tới 0,6ml thì hiệu suất có xu