4.2. Nội dung nghiên cứu 2 – Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phương pháp ozone hóa
4.2.4. Thí nghiệm 4 – Kiểm chứng hiệu quả xử lý nước thải của Điện cực,
Các kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện trong Hình 4.7a, và Hình 4.7b, từng giá trị của các thông số đã chuyển tải thông tin về sự kiểm chứng của các thí nghiệm 1, 2, và 3.
Đối với thí nghiệm chỉ dùng tác nhân điện cực: Hiệu quả làm giảm CODtb thấp, sau 90 phút phản ứng biên độ dao động của hiệu quả làm giảm CODtb<4%; Tỷ lệ BOD5/COD dao động trong biên độ từ 0,36 đến 0,41, hầu như không thay đổi. Có thể giải thích, dưới tác dụng của năng lượng điện hóa,
65
các hợp chất không phân hủy sinh học không bị kích thích phân chia. Trong nghiên cứu xử lý nước thải bột giấy, tác giả Naoyuki Kishimoto et al. (2010) đã nhận định phương pháp điện phân gần như không có hiệu quả.
Thời gian (phút)
0 20 40 60 80 100 120
H (%)
0 10 20 30 40 50
Điện cực + Ozone Ozone Điện cực
Hình 4.7a: Hiệu quả khử CODtb
Thời gian (phút)
-20 0 20 40 60 80 100 120
BOD5/COD
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55
Điện cực Ozone Điện cực + Ozone
Hình 4.7b: Tỷ lệ BOD5/CODtb sau phản ứng.
Đối với thí nghiệm chỉ dùng tác nhân oxy hóa là ozone: Hiệu quả klàm giảm COD tăng nhẹ theo thời gian phản ứng, tuy nhiên đến 60 phút phản ứng hiệu quả làm giảm COD vẫn ở khoảng 8%; Tỷ lệ BOD5/COD dao động trong biên độ từ 0,41 đến 0,47, không có sự đột phá. Đối với loại nước thải sơ chế gà rán Jollibee, liều lƣợng ozone thí nghiệm 0,3g/h không khử đƣợc các cơ chất phức tạp, liều lƣợng này chỉ có thể oxy hóa một số hợp chất dễ phân hủy sinh học trong nước thải thành các chất đơn giản như CO2 và H2O.
Đối với thí nghiệm sử dụng ozone kết hợp điện cực than: hiệu quả làm giảm COD, tăng theo thời gian phản ứng, sau 30 phút phản ứng là 15,49% và sau 60 phút phản ứng là 33,53%; Tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,33 lên 0,53 (tăng 1,61 lần . Nhƣ vậy các hợp chất khó phân hủy sinh học đã đƣợc chuyển thành những hợp chất đơn giản hơn. Phù hợp với nghiên cứu sử dụng quá trình điện hóa ozone để xử lý nước thải sinh hoạt, tác giả Gelavizh Barzegar et al. (2019) đã chỉ ra 85% COD và 70% TOC đƣợc loại bỏ trong thời gian điện phân 60 phút, ở mức pH = 7.0, liều lượng ozone là 47,4mg/L và điện cực Fe với cường độ dòng điện 15 mA/cm².
Như vậy, ở thời điểm 60 phút và 120 phút xử lý nước thải sơ chế gà rán, khi sử dụng ozone có tác nhân điện cực than thì hiệu quả khử CODtb đạt 34%
và 42%; Trong khi đó, nếu sử dụng riêng ozone thì đạt khoảng 8% và 12% và nếu chỉ sử dụng điện cực than thì đạt khoảng 3%.
66
Bảng 4.4: Tóm tắt hiệu quả khử COD và tỷ lệ BOD5/COD trong nước thải của thí nghiệm 4 (số liệu chi tiết thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.3)
Thông số Thời gia n (P hút)
1 1 5 3 0 4 5 6 0 7 5 9 0 1 0 5 1 2 0
Nghiệ m t hức Điện cực than hiệu điện t hế 12V
H _ C O D ( % ) 0 , 0 0 1 , 3 7 1 , 7 6 1 , 7 6 3 , 1 3 2 , 9 4 2 , 7 4 3 , 2 5 3 , 2 5 B O D5/ C O Dt b 0 , 3 6 0 , 3 6 0 , 3 8 0 , 3 6 0 , 3 8 0 , 3 8 0 , 3 8 0 , 4 1 0 , 3 8 Nghiệ m t hức ozo ne = 0,3g/h
H _ C O D ( % ) 0 , 0 0 5 , 1 6 7 , 1 0 8 , 6 0 8 , 1 7 1 0 , 9 7 9 , 6 8 1 0 , 7 5 1 1 , 8 3 B O D5/ C O Dt b 0 , 4 4 0 , 4 1 0 , 4 7 0 , 4 5 0 , 4 5 0 , 4 5 0 , 4 2 0 , 4 1 0 , 4 1 Nghiệ m t hức ozo ne = 0,3g/h ( tác nh n điện cực hiệu điện t hế 12 V)
H _ C O D ( % ) 0 , 0 0 9 , 8 0 1 5 , 4 9 2 6 , 6 7 3 3 , 5 3 3 4 , 7 1 3 5 , 6 9 3 9 , 0 2 4 1 , 9 6 B O D5/ C O Dt b 0 , 3 3 0 , 3 6 0 , 3 6 0 , 4 3 0 , 4 2 0 , 4 7 0 , 5 0 0 , 5 0 0 , 5 3
4.2.5. Ph n tích tương quan và Dự báo theo chuỗi thời gian (Mô hình xu thế tuyến tính)
Phân tích tương quan
Kết quả phân tích tương quan được thể hiện trong Hình 4.8. Các nghiệm thức thí nghiệm ozone, Điện cực và ozone kết hợp tác nhân điện cực than có hệ số R2 lần lƣợt là 0,802; 0,793 và 0,919. Nhƣ vậy cho thấy nghiệm thức ozone kết hợp tác nhân điện cực than có mức tương quan rất chặt chẽ và độ tin cậy cao hơn hai nghiệm thức còn lại.
y(Điện cực) = 0,787 + 0,024x R2 = 0,802
y(ozone) = 3,239 + 0,080x R2 = 0,793
y(ozone + điện cực) = 6,661 + 0,369x R2 = 0,919
67
Thời gian (phút)
0 20 40 60 80 100 120 140
H (%)
0 10 20 30 40 50 60
ĐC OZONE ĐC+OZONE
y = 0,787 + 0,024x R2 = 0,802 y = 3,239 + 0,080x R2 = 0,793 y = 6,661 + 0,369x R2 = 0,919
Hình 4.8: Tương quan giữa hiệu suất xử lý của 3 nghiệm thức theo thời gian.
Dự báo theo chuỗi thời gian (Mô hình xu thế tuyến tính) Kết quả dự báo cho thấy (thể hiện trong Bảng 4.5):
- Ở thí nghiệm chỉ sử dụng điện cực, sau 195 phút thí nghiệm, hiệu suất khử COD đạt 5,51% và tỷ lệ BOD5/CODtb đạt 0,42 (nếu đạt đến giá trị cao nhất của dự báo sẽ là 7,44% và 0,46).
- Ở thí nghiệm chỉ sử dụng ozone, sau 195 phút thí nghiệm, hiệu suất khử COD đạt 18,77% và tỷ lệ BOD5/CODtb đạt 0,4 (nếu đạt đến giá trị cao nhất của dự báo sẽ là 25,29% và 0,48).
- Ở thí nghiệm kết hợp sử dụng ozone và điện cực, sau 195 phút thí nghiệm, hiệu suất khử COD đạt 78,59% và tỷ lệ BOD5/COD đạt 0,66 (nếu đạt đến giá trị cao nhất của dự báo sẽ là 96,14% và 0,72).
68
Bảng 4.5: Kết quả dự báo của mô hình xu thế tuyến tính đối với 3 nghiệm thức thí nghiệm.
T h ờ i g i a n ( p h ú t )
O z o n e + Đ i ệ n c ự c Đ i ệ n c ự c O z o n e
G i á t r ị t h ự c G i á t r ị d ự b á o G i á t r ị t h ự c G i á t r ị d ự b á o G i á t r ị t h ự c G i á t r ị d ự b á o
( 1 ) ( 2 ) ( 1 A ) ( 1 M i n ) ( 1 M a x ) ( 2 A ) ( 2 M i n ) ( 2 M a x ) ( 3 ) ( 4 ) ( 3 A ) ( 3 M i n ) ( 3 M a x ) ( 4 A ) ( 4 M i n ) ( 4 M a x ) ( 5 ) ( 6 ) ( 5 A ) ( 5 M i n ) ( 5 M a x ) ( 6 A ) ( 6 M i n ) ( 6 M a x )
0 0 , 0 0 0 , 3 3 6 , 7 7 - 6 , 3 6 1 9 , 9 0 0 , 3 3 0 , 2 9 0 , 3 7 0 , 0 0 0 , 3 6 0 , 7 9 - 0 , 6 5 2 , 2 4 0 , 3 6 0 , 3 3 0 , 3 9 0 , 0 0 0 , 4 4 3 , 2 5 - 1 , 6 3 8 , 1 3 0 , 4 5 0 , 3 9 0 , 5 1 1 5 1 1 , 0 4 0 , 3 6 1 2 , 2 9 - 0 , 2 7 2 4 , 8 5 0 , 3 6 0 , 3 2 0 , 4 0 1 , 3 7 0 , 3 6 1 , 1 6 - 0 , 2 3 2 , 5 4 0 , 3 7 0 , 3 4 0 , 4 0 5 , 1 6 0 , 4 1 4 , 4 5 - 0 , 2 2 9 , 1 2 0 , 4 5 0 , 3 9 0 , 5 0 3 0 1 8 , 2 5 0 , 3 6 1 7 , 8 2 5 , 6 8 2 9 , 9 6 0 , 3 8 0 , 3 4 0 , 4 2 1 , 7 6 0 , 3 8 1 , 5 2 0 , 1 8 2 , 8 6 0 , 3 7 0 , 3 4 0 , 4 0 7 , 1 0 0 , 4 7 5 , 6 4 1 , 1 3 1 0 , 1 5 0 , 4 4 0 , 3 9 0 , 5 0 4 5 2 9 , 6 7 0 , 4 3 2 3 , 3 4 1 1 , 4 7 3 5 , 2 2 0 , 4 1 0 , 3 7 0 , 4 5 1 , 7 6 0 , 3 7 1 , 8 8 0 , 5 7 3 , 1 9 0 , 3 8 0 , 3 5 0 , 4 0 8 , 6 0 0 , 4 5 6 , 8 4 2 , 4 2 1 1 , 2 5 0 , 4 4 0 , 3 8 0 , 4 9 6 0 3 4 , 1 7 0 , 4 2 2 8 , 8 7 1 7 , 0 8 4 0 , 6 6 0 , 4 3 0 , 4 0 0 , 4 7 3 , 1 3 0 , 3 9 2 , 2 4 0 , 9 5 3 , 5 4 0 , 3 8 0 , 3 5 0 , 4 1 8 , 1 7 0 , 4 5 8 , 0 3 3 , 6 5 1 2 , 4 1 0 , 4 3 0 , 3 8 0 , 4 9 7 5 3 7 , 4 2 0 , 4 7 3 4 , 3 9 2 2 , 5 2 4 6 , 2 7 0 , 4 6 0 , 4 2 0 , 5 0 2 , 9 4 0 , 3 8 2 , 6 1 1 , 3 0 3 , 9 2 0 , 3 8 0 , 3 6 0 , 4 1 1 0 , 9 7 0 , 4 5 9 , 2 2 4 , 8 1 1 3 , 6 4 0 , 4 3 0 , 3 8 0 , 4 9 9 0 4 0 , 2 2 0 , 5 0 3 9 , 9 2 2 7 , 7 8 5 2 , 0 6 0 , 4 9 0 , 4 5 0 , 5 2 2 , 7 4 0 , 3 9 2 , 9 7 1 , 6 3 4 , 3 1 0 , 3 9 0 , 3 6 0 , 4 2 9 , 6 8 0 , 4 2 1 0 , 4 2 5 , 9 0 1 4 , 9 3 0 , 4 3 0 , 3 7 0 , 4 8 1 0 5 4 3 , 2 7 0 , 5 0 4 5 , 4 4 3 2 , 8 8 5 8 , 0 0 0 , 5 1 0 , 4 7 0 , 5 5 3 , 2 5 0 , 4 1 3 , 3 3 1 , 9 5 4 , 7 2 0 , 3 9 0 , 3 6 0 , 4 2 1 0 , 7 5 0 , 4 1 1 1 , 6 1 6 , 9 4 1 6 , 2 8 0 , 4 2 0 , 3 7 0 , 4 8 1 2 0 4 5 , 7 8 0 , 5 3 5 0 , 9 7 3 7 , 8 4 6 4 , 1 0 0 , 5 4 0 , 4 9 0 , 5 8 3 , 2 5 0 , 3 8 3 , 7 0 2 , 2 5 5 , 1 4 0 , 4 0 0 , 3 7 0 , 4 3 1 1 , 8 3 0 , 4 1 1 2 , 8 0 7 , 9 2 1 7 , 6 8 0 , 4 2 0 , 3 6 0 , 4 8
1 3 5 5 6 , 4 9 4 2 , 6 7 7 0 , 3 2 0 , 5 6 0 , 5 2 0 , 6 1 4 , 0 6 2 , 5 4 5 , 5 8 0 , 4 0 0 , 3 7 0 , 4 3 1 4 , 0 0 8 , 8 6 1 9 , 1 4 0 , 4 2 0 , 3 5 0 , 4 8
1 5 0 6 2 , 0 2 4 7 , 3 9 7 6 , 6 5 0 , 5 9 0 , 5 4 0 , 6 4 4 , 4 2 2 , 8 1 6 , 0 3 0 , 4 1 0 , 3 7 0 , 4 4 1 5 , 1 9 9 , 7 5 2 0 , 6 3 0 , 4 1 0 , 3 5 0 , 4 8
1 6 5 6 7 , 5 4 5 2 , 0 2 8 3 , 0 7 0 , 6 1 0 , 5 6 0 , 6 6 4 , 7 8 3 , 0 7 6 , 5 0 0 , 4 1 0 , 3 7 0 , 4 5 1 6 , 3 8 1 0 , 6 1 2 2 , 1 6 0 , 4 1 0 , 3 4 0 , 4 8
1 8 0 7 3 , 0 7 5 6 , 5 6 8 9 , 5 7 0 , 6 4 0 , 5 9 0 , 6 9 5 , 1 5 3 , 3 3 6 , 9 7 0 , 4 2 0 , 3 8 0 , 4 5 1 7 , 5 8 1 1 , 4 4 2 3 , 7 1 0 , 4 1 0 , 3 3 0 , 4 8
1 9 5 7 8 , 5 9 6 1 , 0 5 9 6 , 1 4 0 , 6 6 0 , 6 1 0 , 7 2 5 , 5 1 3 , 5 8 7 , 4 4 0 , 4 2 0 , 3 8 0 , 4 6 1 8 , 7 7 1 2 , 2 5 2 5 , 2 9 0 , 4 0 0 , 3 2 0 , 4 8
Chú t hí ch:
Ozone có tác nhân đi ện cực (1 ), (1A ), (1M i n), (1M ax ): Hi ệu qu ả gi ảm C OD; Dự bá o hi ệu qu ả gi ảm CO D; C ậ n dưới gi á t r ị dự b áo; Cận t rên gi á t r ị dự b áo.
Ozone có t ác n hân đi ện c ực (2 ), (2A ), (2M i n), (2M ax ): T ỷ l ệ B OD5/ CO D; Dự báo t ỷ l ệ B OD5/ CO D; C ận dư ới g i á t r ị dự bá o; C ận t rê n gi á t rị dự báo.
Ozone (3 ), (3A ), (3Mi n), ( 3Max): Hi ệu q uả gi ảm C OD; Dự báo hi ệu quả gi ả m CO D; C ậ n dưới gi á t r ị dự b áo; Cận t rên gi á t r ị dự bá o.
Ozone (4 ), (4A ), (4Mi n), ( 4Max): T ỷ l ệ B O D5/ CO D; Dự bá o t ỷ l ệ B OD5/ CO D; Cận d ưới g i á t r ị dự báo; Cận t rên gi á t r ị dự báo.
Điện cực ( 5), (5A ), ( 5 Mi n), (5Max ): Hi ệu qu ả gi ảm CO D; Dự bá o hi ệu quả gi ả m CO D; C ận dưới gi á t r ị dự báo ; Cận t rên gi á t r ị dự b áo.
Điện cực ( 6), (6A ), ( 6 Mi n), (6Max ): T ỷ l ệ B OD5/ CO D; Dự b áo t ỷ l ệ BO D5/ C O D; Cận dư ới gi á t r ị dự báo; C ận t rên gi á t r ị dự báo.