CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu
Tiến hành thu thập các số liệu, dữ liệu, thông tin liên quan đến nội dung nghiên cứu. Các tài liệu liên quan đến nội dung nghiên cứu được thu thập từ một số cơ quan quản lý như: Sở Xây dựng Bắc Ninh, Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc Ninh; Công ty Thốt nước Bắc Ninh, Cơng ty Mơi trường đơ thị Bắc Ninh và từ các sách, báo, tạp chí trong và ngồi nước.
2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế
Điều tra lượng bùn phát sinh hàng năm, công tác quản lý, xử lý, khảo sát thực tế và lấy mẫu bùn tại các vị trí (hố ga; ao, hồ điều hoà và từ 2 nhà máy xử lý nước thải) trong thành phố Bắc Ninh thơng qua q trình làm việc với Sở Xây dựng Bắc Ninh và Cơng ty Cấp thốt nước Bắc Ninh.
2.2.3. Phương pháp lấy, bảo quản và xử lý mẫu bùn
Mẫu bùn được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-13:2000 (ISO 5667- 13:1993): “Hướng dẫn lấy mẫu bùn nước thải và bùn liên quan” và TCVN 6663- 15: 2004 (ISO 5667-15: 1999): “Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu bùn, trầm tích” do Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành.
2.2.4. Phương pháp thực nghiệm
Khảo sát đặc tính lý – hố của bùn thải
Phân tích một số chỉ tiêu: độ ẩm, độ tro, hàm lượng chất bốc, nhiệt trị, pH, hàm lượng chất hữu cơ, tỷ trọng, KLN của các mẫu bùn được nghiên cứu. Trên cơ sở số liệu phân tích sẽ đánh giá và lựa chọn mẫu bùn có đặc tính phù hợp để phối trộn với than cám làm chất đốt. Sử dụng loại than cám 6bHG, đây là loại than đang được sử dụng trong thực tế để sản xuất than tổ ong phục vụ sinh hoạt do giá thành hợp lý và có một số tính chất phù hợp [10].
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bùn với than cám đến đặc tính của viên TB
Các mẫu bùn thải (đã lựa chọn) được phối trộn với than cám trong phịng thí nghiệm làm chất đốt theo 5 tỷ lệ (từ 5 đến 45% về khối lượng) khác nhau. Mẫu bùn trước khi phối trộn được tiền xử lý bằng cách phơi khô, loại bỏ tạp chất (sỏi, đá, túi nilon…) nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc khảo sát đặc tính (nhiệt trị, độ ẩm, độ hụt khối, độ tro, chất bốc và KLN trong xỉ) của các viên TB được phối trộn. Kết quả khảo sát này làm căn cứ để lựa chọn tỷ lệ phối trộn cũng như mẫu bùn phù hợp nhất để chế tạo thành viên nhiên liệu (quy cách như viên than tổ ong) sử dụng trong thực tế.
Khảo sát, đánh giá đặc tính của viên nhiên liệu (viên than) được chế tạo trong thực tế
Các viên nhiên liệu được chế tạo theo kích thước và hình dáng như viên than tổ ong thông thường từ mẫu bùn được chọn, theo 5 tỷ lệ phối trộn đã đề xuất. Mẫu bùn tươi đã lựa chọn được phối trộn trực tiếp với than cám, khối lượng bùn tươi đem phối trộn được quy đổi theo bùn khô trên cơ sở tính tốn hệ số khơ kiệt của mẫu bùn. Việc phối trộn trực tiếp bùn tươi với than cám có nhiều thuận lợi do không cần làm khô bùn, tiết kiệm được lượng nước thêm vào trong khi phối trộn.
Xác định độ ẩm, kích thước, khối lượng, độ tro, nhiệt trị, thời gian bén cháy và thời gian sử dụng; đồng thời phân tích thành phần cơ bản của khí thải: tổng bụi, CO, SO2, NO2, KLN dễ hoá hơi (Cu, Cr, Cd, Pb, Zn, Ni) và đặc điểm của xỉ (pH, KLN trong xỉ như: Cu, Zn, Pb, Cd, Cr, Ni) của các viên than này. Trên cơ sở các số liệu khảo sát, sẽ đánh giá khả năng tận dụng bùn thải khu vực nghiên cứu để làm chất đốt. Các tỷ lệ phối trộn bùn thải và than cám được trình bày trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2. Tỷ lệ phối trộn bùn thải và than cám 6bHG
Tỷ lệ phối trộn bùn thải/than cám (% khối lượng)
2.2.5. Phương pháp phân tích
Hầu hết q trình xử lý và phân tích mẫu được thực hiện tại PTN Phân tích Mơi trường và PTN Thổ nhưỡng & Môi trường đất - Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Bảng 2.3. Các phương pháp phân tích mẫu
Thơng số Đơn vị Phƣơng pháp
Độ ẩm % TCVN 4048:2011
TCVN 172 : 2011
pH - TCVN 5979:2007 (ISO 10390:2005)
Hàm lượng chất hữu cơ % TCVN 8941:2011
Tỷ trọng hạt - Phương pháp Picnomet Kim loại nặng mg/kg TCVN 6496:2009 TCVN 7557-3:2005 Độ tro % TCVN 173 : 2011 Nhiệt trị kCal/kg TCVN 200 : 2011
Đo trên máy Calorimeter C 2000 của hãng KiKA-Đức
Chất bốc % TCVN 174 : 2011
Độ hụt khối % -
Bụi (TSP) mg/m3 Máy lấy mẫu bụi SIBATA-SIP 32L, Nhật Bản
CO mg/Nm3
TCVN 5972 - 1995 Sử dụng máy lấy mẫu khí
TUFF – Anh
SO2 mg/Nm3 TCVN 5972 - 1995
TUFF – Anh
NO2 mg/Nm3
TCVN 5972 - 1995 Sử dụng máy lấy mẫu khí
TUFF – Anh
2.2.6. Phương pháp thu mẫu khí thải phát sinh trong quá trình đốt các viên than
Phương pháp thu mẫu khí thải sử dụng trong nghiên cứu là kiểu lấy mẫu đẳng động lực (isokinetic) [3]. Các viên than sau khi phối trộn ngoài thực tế sẽ được đốt trong lị đốt than tổ ong (loại 1 viên), khí thải phát sinh được thu qua một cửa thu khí trên chụp lị khi viên than đã bén cháy. Chụp lò được thiết kế theo các kích thước như trên Hình 2.2.
2.2.7. Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu
Các số liệu được trình bày trong phần kết quả nghiên cứu là kết quả trung bình của các lần thí nghiệm lặp lại sau khi được xử lý thống kê, tính tốn giá trị trung bình. Sử dụng phần mềm Excel để xử lý thống kê và mơ tả số liệu, trên cơ sở đó phục vụ cho so sánh, phân tích, tổng hợp và đánh giá kết quả nghiên cứu.