CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.Tính hằng số tốc độ phản ứng kBOD của hồ Thiền Quang
Với phương pháp xác định kBOD theo phương pháp Thomas (Mục 2.4.3), các bước tính tốn xác định kBOD như sau:
Bảng 1. Bảng biểu thị mối liên hệ giữa thời gian và BODt
Thời gian t
(ngày) BODt(yt)(mg/l) (t/yt)
1/3 1 8 0,5 2 8 0.63 3 14 0,59 4 14 0,66 5 17 0,67
Vẽ đồ thị (t/y)1/3 theo thời gian t sẽ cho giá trị như đồ thị dưới đây
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 f(x) = 0.04x + 0.5 R² = 0.72 Ngày (t /y )1 /3
Hình 2. Đồ thị xác định các thơng số động học theo phương pháp Thomas
Phương trình: y=0,037x + 0,499 Độ dốc = 0,037
Đoạn cắt trên trục tung = 0,499
Từ đó, các thơng số động học được tính như sau:
k = 2,61×(độ dốc/đoạn cắt trên tục tung) = 2,61× = 0,193 ngày-1
L0 = 1/ (2,3×k×đoạn cắt trên trục tung3) = 1/ (2,3 ×0,193×0,4993) = 18,13 (mg/l)
Để đánh giá độ chính xác của các thơng số động học phản ứng BOD theo phương pháp Thomas, nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh giữa giá trị thực nghiệm và giá trị ước lượng được như Bảng 6.
Bảng 1. So sánh kết quả thực nghiệm và kết quả ước lượng được
Ngày BOD thực BOD ước lượng Giá trị tuyệt đối độ
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018 nghiệm (mg/l) (mg/l) lệch giữa thực nghiệm và ước lượng (mg/l) 1 8 6,50 1,50 2 8 10,67 2,67 3 14 13,35 0,65 4 14 15,06 1,06 5 17 16,16 0,84
Kết quả Bảng 6 cho thấy chênh lệch giữa kết quả đo và kết quả dự đốn dao động từ 0,65 ÷ 2,67mg/l. Như vậy, có thể thấy mơ hình động học BOD và các thông số động học phản ứng BOD được xác định theo phương pháp Thomas có thể phản ánh rất tốt tốc độ của quá trình phân hủy BOD trong nước hồ Thiền Quang. Sự khác biệt lớn nhất lớn tới 2,67mg/l có thể được lý giải do ngày thứ 2 nhóm đã đọc kết quả BOD quá sớm khi chưa đủ 24h so với lần đọc kết quả thứ 1, mà thiết bị xác định BOD tại phịng thí nghiệm hiện nay chỉ cập nhật kết quả sau mỗi khoảng thời gian ≥ 24 giờ. Vì vậy, sau khi biết được thơng tin đó, nhóm đã cẩn thận hơn trong các giờ đọc kết quả lần sau.
Nhận xét:
Kết quả tính tốn các thơng số động học phản ứng BOD như sau: BOD cuối cùng
(L0) là 18,13 mg/l và hằng số tốc độ phản ứng của BOD ở nhiệt độ 200C là 0,193 (cơ
số 10).
- Giá trị BOD5 = 17mg/l trong khi đó giá trị của BOD cuối cùng (L0) = 18,13 mg/l, điều đó cho thấy sau 5 ngày chất hữu cơ có khả năng phân hủy bằng sinh học trong nước đã phân hủy gần như hoàn toàn (đã phân hủy được 93,77% sau 5 ngày); lượng BOD còn lại chỉ còn 1,13mg/l, tương đương với 6,23%. Qua đó có thể thấy, tốc độ phân hủy các chất hữu cơ trong hồ Thiền Quang rất nhanh, nói cách khác bản chất của BOD trong nước hồ Thiền Quang là BOD rất dễ phân hủy sinh học. Điều này hồn tồn phù hợp vì nguồn thải ra BOD vào hồ chủ yếu do nguyên nhân tự nhiên và nước thải sinh hoạt, đưa vào hồ các BOD chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.
- Tốc độ phân hủy các chất hữu cơ ngồi thực tế sẽ cao hơn nữa vì nhiệt độ của
nước hồ của ngày lấy mẫu là 280C, trong khi việc xác định BOD trong phịng
thí nghiệm theo tiêu chuẩn chỉ là 250C, mà nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng
chuyển hóa tăng (trừ khi nhiệt độ trở nên quá cao gây ức chế hoạt động của vi sinh vật).
- Kết quả tính tốn được phù hợp với các thơng số động học đối với nước bề mặt
như trong tài liệu [3] ở đó nước mặt có kBOD từ 0,1 ÷ 0,23 ngày-1 và L0 từ 1 ÷ 30mg/l
KẾT LUẬN
Qua quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định hằng số tốc độ phản ứng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
BOD của hồ Thiền Quang Hà Nội”, chúng tôi đã rút ra được một số kết luận sau:
- Chất lượng nước hồ Thuyền Quang chỉ đạt loại B2 (chỉ dùng cho mục đích giao thơng thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp) theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
- Các thông số động học phản ứng BOD của loại chất ô nhiễm hữu cơ có khả
năng phân hủy sinh học trong nước hồ Thuyền Quang là: k = 0,193ngày-1 và
BOD cuối cùng L0 = 18,13mg/l.
- So sánh BOD cuối cùng và BOD5 cho thấy sau 5 ngày các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong hồ đã phân hủy được tới trên 90% (đạt 93,77%). Điều đó cho thấy bản chất BOD trong nước hồ Thuyền Quang là loại chất hữu cơ rất dễ phân hủy sinh học.
Do hạn chế về thời gian cũng như điều kiện phân tích, nên trong phạm vi đề tài này nhóm nghiên cứu mới chỉ xác định được các thông số động học của riêng hồ Thuyền Quang mà chưa thực hiện được trên các hồ khác của Hà Nội. Vì vậy, trong hướng nghiên cứu sau này nhóm mong muốn có điều kiện để nghiên cứu trên quy mô rộng hơn và xây dựng được bộ hằng số tốc độ phản ứng BOD theo các nhiệt độ khác nhau.
Đề tài rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cơ và các bạn để đề tài hồn thiện hơn.
“Chúng tơi xin chân thành cảm ơn!”
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đặng Kim Chi, Hóa học mơi trường, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 2. Trần Đức Hạ, Các giải pháp tổng hợp cải thiện môi trường nước đô thị, Viện Khoa học và Kỹ thuật môi trường (IESE) – Trường Đại học Xây dựng.
3. Anita Rajor và A.S. Reddy (năm 2004), DETERMINATION OF BOD KINETIC PARAMETERS AND EVALUATION OF ALTERNATE METHODS.
4. https://vi.wikipedia.org /wiki/Các_hồ_tại_Hà_Nội
5. https://vi.wikipedia.org/wiki/ Hồ_Thiền_Quang
6. Trần Văn Nhân – Ngơ Thị Nga (năm 2002) Giáo trình cơng nghệ xử lý nước
thải, nhà xuất bản hóa học và kỹ thuật
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
PHỤ LỤC
Bảng 2. Kết quả thí nghiệm BOD của hồ Thiền Quang theo ngày
Ngày Hình ảnh
BOD1
BOD2
BOD3
BOD4
BOD5
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018