Bảng 4. 3 Thành phần tính chất nước rác mới Thông số Đơn vị Kết quả phân tích
pH - 4.0 - 5.7 BOD mg/l 15500 - 32000 COD mg/l 19000 - 40000 TSS mg/l 6500 - 14500 VSS mg/l 3000 - 8500 Tổng P mg/l 46 - 100 N_org mg/l 1200 - 2400 N_NH3 mg/l 110 - 325 NO3- mg/l 10 – 60 Độ cứng mg/l 1800 - 3800 Calci mg/l 700 - 1600 Mg mg/l 1100 – 2200 Độ kiềm mgCaCO3/l 0– 3500 Độ axit mgCaCO3/l 7000 – 9000 VFA meq/l 350 – 400 2.8 Thí nghiệm jartest
• Mục đích thí nghiệm jartest này là đi xem xét tại pH nào là tối ưu. Ứng với pH tối ưu đó, hàm lượng phèn bao nhiêu là tối ưu. Với các nồng độ COD, hiệu quả keo tụ là bao nhiêu.
Chương 4: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.8.1 Mô hình thí nghiệm
Mô hình Jartest gồm 6 cánh khuấy, mỗi cánh khuấy có tốc độ khuấy từ 0 – 200 vòng/phút, tốc độ của các cánh khuấy được điều chỉnh cùng một lúc. Mỗi cánh khuấy có kích thước 25 x 75 mm. Mô hình được sản xuất bởi VELP (Italy).
Hình 4. 1 Mô hình thí nghiệm jartest 2.8.2 Trình tự tiến hành thí nghiệm
Chất dùng để thực hiện keo tụ ở đây là phèn Bách Khoa (hay phèn bùn) được điều chế từ bã thải bùn đỏ của nhà máy hoá chất Tân Bình gồm 15.09% Fe2(SO4)3.9H2O và 70.63% Al2(SO4)3.18H2O), phèn sắt (FeSO4,FeCl3), phèn nhôm (Al2(SO4)3).
2.8.2.1 Trình tự thí nghiệm xác định pH tối ưu
Lấy 300 ml nước thải cho vào cốc 500 ml, cho hàm lượng phèn đã xác định trước bằng thí nghiệm pretest, khuấy nhanh cho phèn trộn đều với nước thải khoảng 30 giây đến 1 phút.Thay đổi pH ở các cốc khác nhau.
Điều chỉnh nước rác trong khoảng pH thích hợp với từng loại phèn bằng xút hoặc acid. Hoá chất dùng là NaOH 6N, H2SO4 10%
Sau khi điều chỉnh pH đến giá trị nhất định, cho vào cốc 3 giọt polyme, đặt cốc vào thiết bị jartest khuấy với tốc độ 15 vòng/phút trong 15 phút, tiếp đến để lắng 30 phút và đem phần nước trong bên trên phân tích các chỉ tiêu của mẫu.
Chương 4: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.8.2.2 Xác định hàm lượng phèn tối ưu
Lấy pH tối ưu ở thí nghiệm trên, thay đổi lượng phèn ở các cốc cho thí nghiệm này. Mỗi cốc gồm 300 ml nước thải, điều chỉnh pH bằng hoá chất dùng trong thí nghiệm pH tối ưu.
Cho vào cốc đã khuấy đều 3 giọt polyme, đặt cốc vào thiết bị jartest khuấy với tốc độ 15 vòng/phút trong 15 phút, tiếp đến để lắng 30 phút và đem phần nước trong bên trên phân tích các chỉ tiêu của mẫu.
Hàm lượng phèn tối ưu ứng với cốc có giá trị COD nhỏ nhất.
2.9 Thí nghiệm sục khí
• Mục đích thí nghiệm là đánh giá khả năng khử N_NH3 và N_hữu cơ nước sau keo tụ .
• Theo dõi quá trình thay đổi COD và Calci còn lại.
• Theo dõi quá trình biến đổi pH và mối liên hệ của pH với các chỉ tiêu khác để xác định thời gian lưu nước hợp lý.
2.9.1 Mô hình thí nghiệm
Mô hình thí nghiệm là xô nhựa dung tích 15 lít, dung tích 7.5 lít. Máy sục khí loại dùng cho hồ cá và 8 cục đá bọt nhằm phân phối khí đều.
Chương 4: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.9.2 Tiến hành thí nghiệm
Nước rác sau khi keo tụ ở pH 10 với phèn FeSO4, để lắng. Lấy phần nước trong cho vào mô hình và tiến hành sục khí.Sau các khoảng thời gian định sẵn, lấy mẫu đo các chỉ tiêu N_NH3, N_hữu cơ lúc vào và kết thúc, Calci, COD và pH.
Thí nghiệm kết thúc khi N_NH3 gần bằng 0.
2.10 Thí nghiệm khuấy kị khí
• Nước rác mới được cho vào và theo dõi khả năng xử lý sinh học.Mục đích thí nghiệm này khảo sát thời gian lưu nước trong bể đến giá trị pH thích hợp trước khi vào bể lọc kị khí.
• Theo dõi quá trình axit hóa diễn ra trong quá trình lưu nước và hiệu quả xử lý COD.
2.10.1 Mô hình thí nghiệm
Mô hình thí nghiệm là bình nhựa 20 lít, đậy kín, có cánh khuấy môtơ lắp phía trên. Bình có van lấy nước kiểm tra chỉ tiêu mỗi ngày.
Chương 4: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.10.2 Tiến hành thí nghiệm
Nước rác mới lấy mẫu cho vào bình khuấy kị khí cùng với bùn. Nâng pH lên 5.5 (đây là pH thích hợp cho vi khuẩn axit hóa phát triển). Hàm lượng bùn là 15 kg MLSS/m3, bùn được lấy từ bể UASB của nhà máy bia Việt Nam (bùn bông), và một hàm lượng nhỏ bùn bể Biogas (đã nuôi thích nghi với nước rác).
Trước khi lấy số liệu, Ta cho chạy mô hình thích nghi. Khi kết quả ổn định, bắt đầu chạy mô hình lấy kết quả.
Thay đổi các nồng độ COD khác nhau cho phù hợp tính chất nước rác không ổn định, theo dõi các giá trị pH, COD, VFA (và Calci) theo khoảng thời gian thích hợp.
2.11 Thí nghiệm lọc kị khí tĩnh
• Mục đích thí nghiệm theo dõi hiệu quả xử lý nước rác bằng phương pháp sinh học.
• Theo dõi thời gian lưu nước của mỗi tải trọng COD khác nhau, chọn thời gian lưu thích hợp để chạy mô hình động.
• Theo dõi khả năng xử lý của từng bể lọc khác nhau trong hệ thống 3 bể lọc nối tiếp.
2.11.1 Mô hình thí nghiệm
Mô hình thí nghiệm tĩnh được làm bằng mica gồm 3 ngăn nối tiếp với kích thước: Các thông số vật liệu lọc:
• Kích thước vật liệu đệm: dài x rộng x cao = 30 x 15 x 30 ( cm x cm x cm)
• Thể tích nước: 45 L.
Chương 4: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.11.2 Tiến hành thí nghiệm
Nước rác sau bể khuấy kị khí được pha loãng với nước ra (tỉ lệ 1:1) cho vào mô hình. Sau đó nước được bơm tuần hoàn trong suốt thời gian khảo sát trên mô hình. Khi quá trình xử lý đạt đến mức ổn định, nước được xả ra ngoài thông qua các van xả đáy và tăng nồng độ COD nước thải mới.
Để tăng nhanh quá trình thích nghi, thúc đẩy quá phát triển của màng vi sinh vật, tại thời điểm ban đầu nước thải được bổ sung bùn lấy từ hệ thống UASB của nhà máy bia Việt Nam và bùn Biogas theo tỉ lệ sao cho tỉ lệ bùn 10 kg MLSS/m3.
Hệ thống gồm 3 bể nối tiếp tạo thành quá trình lọc 3 bậc. Tuy nhiên do điều kiện phòng thí nghiệm nên hệ thống hệ thống đang chạy mô hình tĩnh là thiết bị khuấy trộn gián đoạn 1 bậc (lưu lượng bơm tuần hoàn 12 l/h).
2.11.2.1Giai đoạn thích nghi.
Bùn nuôi lấy từ hệ thống UASB của nhà máy bia Việt Nam và bể Biogas theo tỉ lệ 2:1 với hàm lượng khoảng 10 – 15 kg/m3. Giai đoạn thích nghi bắt đầu với nồng độ COD 2500 mg/l.
2.11.2.2Giai đoạn tăng nồng độ.
Tăng nồng độ COD từ 2500 mg/l lên 3500 mg/l, 5000 mg/l, 10000 mg/l, 15000 mg/l. Thời gian lưu xác định khi hiệu quả xử lý hầu như không thay đổi. Mỗi nồng độ khảo sát pH, COD, N_NH3, VFA.