4.1. Phương pháp tiền xử lý Nitơ
Mô hình sục khí
Mô hình được vận hành với nước rỉ rác đã qua xử lý sinh học ( bể Aerotank). Đây là phương pháp khá đơn giản để loại bỏ amoniac bằng cách làm cho khí bay hơi và thoát ra khỏi chất lỏng. Phương pháp này đòi hỏi tiêu tốn nhiều điện năng để vận hành máy thổi khí và thiết bị kín, vì nếu là hệ hở khí amoniac có thể gây ô nhiễm không khí xung quanh. Các thí nghiệm được tiến hành trong hệ kín và bay hơi amoniac thoát ra sẽ được hấp thụ trong dung dịch axit H2SO4 loãng 2%.
4.2. Phương pháp xử lý các hợp chất hữu cơ khó/ không có khả năng phân hủysinh học sinh học
Hầu hết nồng dộ COD còn lại sau xử lý sinh học chủ yếu là chất khó/ không có khả năng phân hủy sinh học như axit fulvic và humic có kích thước phân tử lớn và có cấu trúc phức tạp. Do đó, nước sau các quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học cần phải tiếp tục xử lý với hóa lý và hóa học để giảm nồng độ COD để đạt được tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận.
Quá trình oxy hóa Fenton
Đối với các hợp chất hữu cơ khó/ không có khả năng phân hủy sinh học sẽ tiếp tục xử lý bằng phương pháp oxy hóa bậc cao để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ nhằm đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận.
Thực hiện thí nghiệm
Khảo sát tỉ lệ H2O2 và phèn sắt đã sử dụng
Lấy nước thải rỉ rác cho vào cốc 100 ml
Thêm phèn sắt II sulfat ( dạng FeSO4. 7H2O) với các liều lượng khác nhau.
Thêm từ từ H2O2 ( 30%) vào các mẫu trên
Bình chứa nước rò rỉ: 9-10 lít Thể nước rò rỉ trong bình: 5 lít Tốc độ sục khí: 6 lít/ phút Dung dịch hấp thụ: H2SO4 2%
Chỉ tiêu phân tích: pH, COD, N- NH3
Chỉnh pH đến 3,5
Để yên cho phản ứng oxy hóa xảy ra trong 1 giờ
Sau đó đem nâng pH lên 7-8 bằng NaOH, thêm polymer anion
Lắng trong khoảng nửa giờ
Lấy phần nước trong bên trên đi đo chỉ tiêu độ màu
Xác định pH tối ưu
Thay đổi pH với các khoảng tương ứng: 2 - 4,5
Cố định lượng Fe2+ 2 ml
Cố định lượng H2O2 1 ml
Xác định lượng H2O2 tối ưu
Thay đổi lượng H2O2 1 - 4 ml
Cố định giá trị pH 3,0
Cố định lượng Fe2+ 2 ml
Xác định lượng Fe2+ tối ưu
Thay đổi lượng Fe2+ 1 – 4 ml
Cố định giá trị pH 3,0
Cố định lượng H2O2 1 ml
Sau mỗi thí nghiệm của quá trình Feton, nước được để lắng tĩnh trong 30 phút và phần nước trong sẽ được phân tích các chỉ tiêu pH, COD, độ màu để xác định các thông số tối ưu cho quá trình.
4.3. Phương pháp phân tích chất lượng
nước
Chỉ tiêu và phương pháp phân tích
Bảng 4.1.Các chỉ tiêu phân tích thành phần nước rỉ rác Stt Chỉ tiêu Phương pháp phân tích
1 pH Máy đo pH
2 COD Chuẩn độ
3 NH3 Máy Spectrophoto
4 Độ màu Máy Spectrophoto
Stt Hóa chất Khối lượng Nước sản xuất
1 H2O2 30% 500ml Trung Quốc
2 FeSO4. 7H2O 10g Trung Quốc
3 K2Cr2O7 2.5g Trung Quốc
4 Ag2SO4 1.5g Trung Quốc
5 HgSO4 17g Trung Quốc
6 H2SO4 500ml Trung Quốc
7 NaOH 500g Trung Quốc
8 Feroin 1g Trung Quốc
9 FAS 20g Trung Quốc
10 HgI2 20g Trung Quốc
11 KI 14g Trung Quốc
4.3.1. Nhu cầu oxy hóa học COD ( Chemical Oxygen Demand )
• Nguyên tắc của phương pháp
Nhu cầu oxy hóa được xác định bằng phương pháp oxy hóa sử dụng kali dicromat (K2Cr2O7 ) trong môi trường axit mạnh H2SO4 với xúc tác Ag2SO4 ( H2SO4 reagent). Mẫu được đun nóng ở nhiệt độ 105oC trong 2 giờ.
Để nguội đến nhiệt độ phòng và thêm 0,05 – 0,10 ml ( 1- 2 giọt) chỉ thị Feroin và chuẩn độ với FAS.
Điểm kết thúc phản ứng chuẩn độ, dung dịch chuyển từ màu xanh lá cây sang nâu đỏ. • Công thức tính toán: ( 2 ) ( ) 8000 / âu A B M COD mgO L mlM − × × = Trong đó :
A : thể tích FAS dùng định phân mẫu trắng B, ml B : thể tích FAS dùng định phân mẫu cần xác định, ml M : nồng độ mol của FAS
• Hiệu quả xử lý COD
Hiệu quả xử lý COD được tính theo công thưc như sau:
Với [COD0]: Nồng độ COD ban đầu (mgO2/l).
[CODt]: Nồng độ COD tại thời điểm t (mgO2/l).
( ) [ ] [ ] [0 ] 0 0 0 100 t COD COD COD COD α = − ×
4.3.2. AMONIAC
• Phương pháp Nessler hóa trực tiếp
Dùng 50 ml mẫu, đã ly tâm, loại kết tủa ( nếu có), thêm 2 ml thuốc thử Nessler, lắc đều, chờ 10 phút, đo độ hấp thu ở bước sóng 430nm.
Chuẩn bị dung dịch tham chiếu như sau:
STT 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Vml dd N – NH3 chuẩn 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 Vml nước cất 50 49.5 49 48.5 48 47.5 47 46 45 Vml Nessler 2 C (mg) 0 5 10 15 20 25 30 40 50 C (mg/L) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1
So màu với các dung dịch ở bước sóng = 430nm sau khi thêm Nessler 10 phút.
Nếu màu của mẫu vượt quá đường chuẩn, làm lại với một thể tích mẫu thích hợp và pha loãng thành 50ml
• Tính toán
Từ độ màu và độ đục hấp thu của thang độ đục chuẩn, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu để lập phương trình y = ax + b. Từ trị số độ hấp thu Am của mẫu, tính nồng độ Cm.
• Hiệu quả xử lý N – NH3
Hiệu quả xử lý N – NH3 được tính theo công thức sau:
( ) [ ] [ ] [ ] 3 3 0 3 0 0 3 0 100 t NH NH NH NH α = − ×
Với [NH3 0] : Nồng độ N – NH3 ban đầu (mgO2/l).