Mụ hỡnh 1 phỳt/lần Mụ hỡnh 2 phỳt/lần Mụ hỡnh 3 phỳt/lần Mụ hỡnh 4 phỳt/lần Mụ hỡnh 5 phỳt/lần Than cacbon húa tre (kg) 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 Chế phẩm vi sinh (g) 180 180 180 180 180 Phõn (kg)/ lần 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Nƣớc tiểu (lớt)/ lần 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Tốc độ khấy trộn (phỳt/lần) 10 20 30 40 60
Thực nghiệm cũng đƣợc tiến hành trong 3 tuần, 1 tuần lấy mẫu 1lần để phõn tớch cỏc chỉ tiờu, đồng thời đo nhiệt độ của hỗn hợp tại thời điểm lấy mẫu.
Cỏc chỉ tiờu cần đo trong thực nghiệm Bio-tolet liờn tục bao gồm: - Nhiệt độ
- Vi sinh vật phõn giải xenluloza - Chỉ tiờu tổng Coliform
- Chỉ tiờu Fecal Coliform - Chỉ tiờu Salmonella
2.3.6. Quy hoạch thực nghiệm
+ Cỏch lấy mẫu để phõn tớch cỏc chỉ tiờu về vi sinh: Lấy mẫu trong mỗi mụ hỡnh (hỡnh 3.1) ở cỏc điểm với khoảng cỏch tƣơng đối đều nhau, bờn trờn lấy 3 điểm, giữa lấy 3 điểm và bờn dƣới lấy 3 điểm. Trộn đều 9 điểm đó lấy với nhau, sau đú cắt làm 4 phần đều nhau, lấy 1 phần và lại tiếp tục trộn đều và chia đều thành 4 phần. Cứ tiếp tục lặp đi lặp lại nhƣ vậy cho đến khi đủ lƣợng mẫu cú thể phõn tớch đƣợc. + Cỏch điều chỉnh pH trong cỏc mụ hỡnh thớ nghiệm: Sử dụng húa chất NaOH và HCl (1%) để điều chỉnh cỏc khoảng pH từ 4 đến 10.
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả về tớnh toỏn, thiết kế mụ hỡnh thớ nghiệm 3.1. Kết quả về tớnh toỏn, thiết kế mụ hỡnh thớ nghiệm
Sau khi đó lựa chọn đƣợc vật liệu là giỏ thể sinh học, chế phẩm sinh học dựng để phõn huỷ chất thải sinh học trong mụ hỡnh Bio-toilet, cần thiết phải xỏc định cỏc thụng số vận hành tối ƣu mụ hỡnh Bio-toilet nhƣ độ ẩm, pH, tỷ lệ phối trộn giữa giỏ thể, chế phẩm và chất thải. Vỡ thế, đó tớnh toỏn, thiết kế mụ hỡnh nhƣ sau:
Hỡnh 3.1. Mụ hỡnh thực nghiệm Bio-toilet
Trong tớnh toỏn này, mụ hỡnh là thiết bị phõn huỷ sinh học chất thải cú cụng suất tƣơng đƣơng 01 lƣợt ngƣời/ngày.
Thiết bị bao gồm phần chứa hỗn hợp giỏ thể sinh học, chế phẩm và chất thải. Ngoài ra, thiết bị cần cú cơ cấu đảo trộn, đƣờng cấp khụng khớ vào và thoỏt khớ thải.
Tớnh toỏn lƣợng giỏ thể sinh học nhƣ sau:
+ Tải trọng chất hữu cơ BOD5 cần thiết phải đƣợc phõn huỷ trong mụ hỡnh thiết bị đƣợc xỏc định theo cụng thức sau: MH 1 MH 2 MH 3 MH 4 MH 5
MBOD=k.N.q.Chc.w (10) Trong đú: MBOD – tải trọng BOD5 kg/ngày
k – hệ số quy đổi, k=1,1-1,3 N – số lƣợt ngƣời/ngày,
q- lƣợng thải trung bỡnh của con ngƣời, kg/ngƣời/ngày; Chc – tỷ lệ thành phần hyratcacbon trong chất thải (khụ) w – độ ẩm của chất thải
MBOD=1,2 x 1 x 0,2 x 0,4 x 0,55=0,0528 kg/ngày
+ Tải trọng xử lý trờn 1 m2 bề mặt giỏ thể sinh học đƣợc tớnh theo cụng thức:
0 . . T P H k C Trong đú: 0
C - Tải trọng chất hữu cơ BOD5 cho phộp trờn 1m2 bề mặt giỏ thể sinh học, g/m3
.ngày
H - chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị, m P - độ rỗng của lớp vật liệu lọc
T
k -Hệ số nhiệt độ
Ta sử dụng than cacbon húa từ tre làm giỏ thể sinh học cú độ rỗng P= 90% và diện tớch bề mặt đơn vị Fa= 400 m2/m3
Với hiệu suất xử lý khoảng 90% thỡ ta cú thể chọn ŋ= 2,6 -
kT = 0,2 . 1,047T- 20, ở đõy T là nhiệt độ những ngày lạnh mựa đụng ở Hà Nội t=100C (lấy gần đỳng bằng nhiệt độ thỏng lạnh nhất về mựa đụng)
kt = 0,2. 1,04710-20 = 0,126 Thay số vào cụng thức trờn ta cú:
Co = P H k. . T
n = 90.1.0,166
2, 6 = 4,36 (g/m2ngày)
- Tải trọng xử lý BOD5 cho phộp trờn một đơn vị thể tớch là: q0 F ma. 0
Trong đú: Fa: diện tớch bề mặt, m2/m3
Vậy:
qo=400.4,36= 1744 g/m3/ngày= 1,744 kg/m3/ngày
- Thể tớch khối giỏ thể sinh học đƣợc tớnh theo cụng thức sau:
Vsh=MBOD/q0=0,0528/1,744=0,030m3=30 lớt
Chọn mụ hỡnh cú thể tớch là 50 lớt vỡ cần cú khụng gian để lắp đặt cơ cấu khuấy trộn - Khối lƣợng than giỏ thể là:
Mthan =.Vsh=120.0,03=3,6 kg
Trong đú: - tỷ trọng của than giỏ thể sinh học, kg/m3
3.2. Kết quả thực nghiệm Bio-toilet theo mẻ
Thực nghiệm đƣợc tiến hành nhƣ mụ tả ở phần trờn. Kết quả của thực nghiệm Bio-toilet theo mẻ nhƣ sau:
3.2.1. Xỏc định pH tối ưu
Mỗi nhúm vi sinh vật sống trong mụi trƣờng pH nhất định, đa số thớch hợp pH trung tớnh. Tuy nhiờn một số nhúm vi sinh vật lại sống trong mụi trƣờng axit hoặc kiềm. Chớnh vỡ vậy, khi pH thay đổi thỡ sẽ ảnh hƣởng đến vi sinh vật bởi vỡ làm mất sự thăng bằng về trao đổi chất giữa mụi trƣờng và vi sinh vật dẫn đến vi sinh vật bị tiờu diệt.
Tiến hành thực nghiệm này để tỡm đƣợc pH tối ƣu cho sự phỏt triển của vi sinh vật trong cụng nghệ Bio-toilet khụ.
a. Vi sinh vật hiếu khớ tổng số
Ở mụ hỡnh 1 (pH = 4) và mụ hỡnh 5 (pH = 10), số lƣợng vi sinh vật tăng nhẹ trong hai tuần đầu làm thực nghiệm, nhƣng đến tuần thứ ba thỡ cú xu hƣớng giảm. Điều đú chứng tổ rằng độ pH 4 và 10 khụng thớch hợp cho sự phỏt triển của vi sinh vật cú trong chế phẩm BIOMIX 1.
Ở mụ hỡnh 3 (pH = 7), số lƣợng vi sinh vật tổng số tăng mạnh sau ba tuần tiến hành thực nghiệm. Mụ hỡnh 2 (pH = 6) và mụ hỡnh 4 (pH= 8), số lƣợng vi sinh vật cũng tăng dần sau ba tuần thực nghiệm, tuy nhiờn khụng tăng nhiều nhƣ mụ hỡnh 3 (pH = 7).