Độ rỗng (%) Vật liệu Hàm lượng cát (%) Hàm lượng kezamzit (%) Hàm lượng xi măng (%) Hàm lượng than (%) Hàm lượng zeolit (%) 45 14 22 28 14 22 64 14 36 14 14 22
Kết quả Bảng 3.1 cho thấy:
+ Độ rỗng của vật liệu EBB cải tiến 45%, trong đó hàm lượng cát; keramzit; xi măng; than; và zeolit tương ứng là 42 (g) chiếm 14%; 66 (g) chiếm 22%; 84 (g) chiếm 28%;
42 (g) chiếm 14% và 66 (g) chiếm 22%.
+ Độ rỗng của vật liệu EBB cải tiến 64%, trong đó hàm lượng cát; keramzit; xi măng; than; và zeolit tương ứng 42 (g) chiếm 14%; 108 (g) chiếm 36%; 42 (g) chiếm 14%;
42 (g) chiếm 14% và 66 (g) chiếm 22%.
Trong nghiên cứu này, chọn độ rỗng là 64%, với độ rỗng này giúp cho VSV bám dính tốt hơn, bề mặt tiếp xúc lớn hơn nên hiệu quả hấp thụ được sẽ được nâng cao, thời gian tắc nghẽn cục bộ trong khối rắn sẽ lâu hơn so với kết quả độ rỗng 45%. Bên cạnh đó, với hàm lượng hạt keramzit lớn sẽ giúp cho khối EBB xốp hơn, bền chắc hơn. Hàm lượng xi măng thấp sẽ giúp cho khối rắn không bị lấp nhiều lỗ xốp mà vẫn duy trì được tính ổn định và khả năng kết dính vẫn đảm bảo bền chắc.
3.1.2. Kết quả xác định diện tích bề mặt của vật liệu EBB cải tiến
Kết quả đo diện tích bề mặt vật liệu EBB cải tiến (Hình 3.2) bằng thiết bị Horiba SA 9600 do Nhật Bản sản xuất. Phương pháp thực hiện này dựa trên việc xác định lượng khí cần thiết để bao phủ bề mặt của một lớp đơn phân tử. Lượng khí này được xác định từ đường cong hấp phụ đẳng nhiệt của nitơ ở nhiệt độ của nitơ lỏng (77,4 K) theo Brundle, Emmett và Teller (BET) [72] từ đó N2 bị hấp phụ bằng
hấp phụ vật lý trên bề mặt chất hấp phụ.
Hình 3. 2. Hình ảnh đo BET của vật liệu EBB cải tiến
Lượng N2 hấp phụ ở một áp suất cho trước được xác định bằng phép đo thể tích hoặc khối lượng. Hình 3.2 cho thấy, diện tích bề mặt, thể tích lỗ và đường kính lỗ của vật liệu EBB cải tiến tương ứng là 251,816 m2/g; 0,583 cc/g và 9,705 nm. Với kích thước này, EBB cải tiến phù hợp cho VSV bám dính và phát triển trên bề mặt vật liệu.
3.1.3. Kết quả xác định hàm lượng nước phối trộn để chế tạo EBB cải tiến
Nghiên cứu đã sử dụng 3 hàm lượng nước khác nhau để phối trộn với các vật liệu để tạo thành sản phẩm EBB cải tiến. Lượng nước đưa vào phối trộn được trình bày trong Bảng 3.2.
Bảng 3. 2. Hàm lượng nước bổ sung để phối trộn
Hàm lượng 1 Hàm lượng 2 Hàm lượng 3
100 ml 120 ml 150 ml
Các tỷ lệ nước phối trộn để chế tạo EBB cải tiến được trình bày trong Bảng
3.2.Khối lượng vật liệu phối trộn của EBB cải tiến được chọn cho độ rỗng 64% tương ứng 300 (g vật liệu). Kết quả đánh giá chất lượng của viên EBB cải tiến được định tính bằng mắt thường để chọn ra được tỷ lệ nước phù hợp nhất mà vẫn giữ được tính ổn định của khối EBB.
+ Với hàm lượng 1 (100 ml nước): Kết quả nghiên cứu nhận thấy sản phẩm sau khi tháo khn ra có những biểu hiện như độ liên kết rất kém (Hình 3.3).
Quan sát Hình 3.3 nhận thấy, khi lượng nước không đủ, hiện tượng liên kết các vật liệu kém hiệu quả, dẫn đến hiện tượng vật liệu tự tan giã khi tác động vào một lực rất nhỏ. Chính vì vậy, nghiên cứu loại bỏ tỷ lệ phối trộn nước này.
Tình trạng thiếu nước
Hình 3. 4. Lượng nước trộn để tạo EBB cải tiến 120 ml
+ Với hàm lượng 3 (120ml): với lượng nước đưa vào phối trộn là 120 ml, qua mắt thường nghiên cứu thấy rằng bề mặt vật liệu đồng đều, độ liên kết các vật liệu rõ ràng và bền, chắc (Hình 3.4). Kết quả của Viện chuyên ngành bê tông, Viện Khoa học cơng nghệ xây dựng cơng bố, diện tích chịu nén thực của EBB cải tiến ở 3,894 (mm2) đạt cường độ nén chịu nén là 2,3 N/mm2. Chính vì vậy, nghiên cứu này chọn lượng nước 120 ml/300 (g) vật liệu để sản xuất và nghiên cứu quá trình xử lý COD, Amoni của EBB cải tiến cho những bước tiếp theo của đề tài.
+ Với hàm lượng 3 (150ml):
Tắc ngẽn cục bộ
Hình 3. 5.. Lượng nước phối trộn để tạo EBB cải tiến 150 ml.
Kết quả cho thấy, khi lượng nước được tăng thêm 50% so với lượng nước của tỷ lệ 1, thì lúc này xảy ra hiện tượng bề mặt tiếp xúc của sản phẩm EBB cải tiến không đồng đều, lượng xi măng nhão gây ra tắc ứ cục bộ ở phần dưới (Hình 3.5).
Với lượng nước 150 ml đưa vào để phối trộn các vật liệu. Nghiên cứu nhận thấy, nếu chọn tỷ lệ này thì sẽ gây ra nhiều hiện tượng làm giảm hiệu quả xử lý của EBB cải tiến như các lỗ xốp bị bịt kín, các vật liệu keramzit, zeolit, than hoạt tính sẽ giảm tính hấp phụ và hiệu quả phát triển của vi sinh vật.
3.2. Đặc trưng của vật liệu EBB cải tiến
3.2.1. Kết quả cấy VSV vào vật liệu EBB cải tiến
- Kết quả phân tích số lượng VSV hiếu khí
Hình 3. 6. EBB cải tiến trước và sau khi cấy VSV 10 ngày
Mật độ VSV hiếu khí tổng số (tính theo CFU/g) tại thời điểm 1 ngày, 5 ngày và 10 ngày được trình bày tại Bảng 3.3.
Bảng 3. 3. Mật độ VSV hiếu khí tổng số (CFU/g).
Ngày thứ nhất Ngày thứ 5 Ngày thứ 10
5,4 x 105 4,1 x 107 3,7 x 107
Như vậy, từ kết quả phân tích mật độ vi sinh tại ngày thứ nhất tức là trong vòng 24 giờ số lượng vi sinh đã tăng rõ rệt và sau 5 ngày VSV hiếu khí đã tăng khá nhanh từ 105 lên 107. Đến ngày thứ 10 mật độ VSV hiếu khí có hiện tượng chững lại, điều này cũng phù hợp với quy luật phát triển của VSV bám dính lên giá thể EBB cải tiến.
- Kết quả phân tích số lượng VSV kị khí
Số lượng VSV kị khí tổng số (tính theo CFU/g) tại thời điểm 1 ngày, 5 ngày và 10 ngày được trình bày tại Bảng 3.4.
Bảng 3. 4. Mật độ VSV kị khí tổng số (CFU/g).
Ngày thứ nhất Ngày thứ 5 Ngày thứ 10
3,5 x 102 2,1 x 103 1,6 x 105
Từ Bảng 3.4, tính từ ngày thứ nhất đến ngày thứ 10 mật độ VSV kị khí đã tăng hơn gấp 2 lần. Như vậy, với mật độ VSV bám dính có trên khối EBB cải tiến sẽ đảm bảo yêu cầu để tiến hành triển khai các bước nghiên cứu tiếp theo.
3.2.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hoạt động VSV và hiệu suấtxử lý COD trong vật liệu EBB cải tiến. xử lý COD trong vật liệu EBB cải tiến.
3.2.2.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hoạt động VSV