CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.4. Phương pháp phân tích, xử lý và đánh giá số liệu
2.2.4.1. Xác định mật độ bùn vi sinh khi sử dụng vật liệu mang Để xác định mật độ bùn vi sinh trong các hệ thí nghiệm sử dụng vật liệu mang, tiến hành xác định mật độ bùn vi sinh có trong cột phản ứng và khối lượng bùn vi sinh bám dính trên vật liệu mang. Từ đó xác định được mật độ bùn vi sinh tổng số trong hệ thí nghiệm thông qua thông số VSS.
Phương pháp xác định khối lượng bùn vi sinh bám dính trên vật liệu mang được tiến hành như sau: Sau khi kết thúc thí nghiệm, lấy một thể tích vật liệu mang xác định đem ngâm và bóp nhiều lần (đối với PU-K30) hoặc khuấy mạnh (đối với PE-ĐTS15) trong nước sạch, sau đó dùng máy siêu âm để tách bùn vi sinh ra hết, cuối cùng là lọc, sấy và nung để xác định hàm lượng VSS.
2.2.4.2. Xác định các thông số động học
Phương pháp xác định hệ số năng suất chuyển hóa của sinh khối (y) từ cơ chất và tỉ lệ sinh ra sản phẩm từ chất hữu cơ thành phần trong quá trình chuyển hóa (f’) của các chất được tham khảo theo tài liệu tham khảo [30]. Xác định các tỉ lệ từng thành phần cơ chất (f) trong hợp chất hữu cơ tổng (COD tổng) theo thực nghiệm. Các thành phần cơ chất được quy đổi theo giá trị COD được chỉ ra ở mục 3.4 của luận án.
Các hệ số tốc độ phân rã (k′dis), tốc độ thủy phân (kcar, kprr, klir), hệ số tốc độ phân hủy vi sinh (b), hằng số tốc độ phát triển sinh khối riêng cực đại (m) và hằng số bán bão hòa (K) được trích dẫn dựa trên các tài liệu tham khảo [30, 79, 101]. Bên cạnh đó, thuật toán “Vét cạn” (Brute-Force Algorithm) - là một trong những thuật toán để giải bài toán tối ưu, tức là trong một bộ số liệu ban đầu, giữ nguyên một giá trị và cho các giá trị còn lại thay đổi lần lượt để có bộ giá trị tối ưu cho bài toán yêu cầu khi chạy các chương trình tính toán trong phần mềm GPS-X [98].
2.2.4.3. Xử lý và đánh giá số liệu
Phân tích, xử lý và đánh giá số liệu dựa trên các kết quả phân tích các thông số COD, TSS, ... (các mẫu được phân tích lặp lại và lấy giá trị trung bình) ở các vị trí đầu vào và đầu ra của các hệ thống xử lý tại các chế độ vận hành khác nhau và từ đó làm rõ mối quan hệ giữa các điều kiện khảo sát và vận hành cho các hệ thống xử lý.
Để phục vụ cho quá trình chạy mô phỏng, hàm lượng các chất có trong nước thải đầu vào và đầu ra được quy đổi theo đơn vị mgCOD/l. Đối với cacbonhydrat quy đổi theo công thức của gluco (C6H12O6, hệ số quy đổi là 1,07), protein quy đổi theo công thức trung bình của các albumin (CH2,063O0,626N0,282S0,008; hệ số quy đổi là 1,12) và lipit quy đổi theo công thức trung bình của chất béo (CH1,838O0,118; hệ số quy đổi là 2,85) theo tài liệu tham khảo [106], còn đối với VFA được quy đổi theo từng chất.
Đánh giá quá trình mô hình hóa dựa trên sự tuyến tính giữa kết quả mô phỏng với kết quả thực nghiệm và sự sai khác theo hệ số hồi qui R2.
Cách tính toán và xử lý số liệu được tính theo các công thức như sau:
+ Tải lượng (TL - gCOD/l.ngày, TL đầu vào: TLinf và TL đầu ra: TLeff), năng suất xử lý (NSXL - gCOD/l.ngày) và hiệu suất xử lý (HS - %)
COD Q
TL V
(I)
inf eff
NSXLTL TL (II)
inf eff
inf
TL TL 100%
HS TL
(III) Trong đó: - COD: giá trị COD (mgO2/l)
- Q: Lưu lượng (m3/ngày)
- V: Thể tích phản ứng của hệ xử lý (m3).
+ Đánh giá thống kê số liệu theo chuẩn Student với độ tin cậy P = 90%
và số lần đo lặp lại n lần, được tính theo công thức sau:
ts
X X s
n (IV) Trong đó: - X̅: Giá trị trung bình
- ts: Hệ số phụ thuộc số lần đo lặp n và độ tin cậy P - s: Độ lệch chuẩn thực nghiệm