a) Chuẩn bị mẫu nước thải tổng hợp
Vì khó khăn trong công tác lấy mẫu nước thải của nhà máy và do quá trình làm thí nghiệm thực hiện không đúng với thời gian vụ sản xuất đường nên mẫu
38
nước thải sử dụng trong quá trình thực nghiệm là mẫu tự chuẩn bị có thành phần tương tự như nước thải mía đường.
Tiến hành pha mẫu giả bằng cách lấy 0,2 kg bã mía ngâm vào 10,5 L nước máy trong 30 phút sau đó vắt bỏ bã và lọc bỏ bớt cặn lơ lửng bằng lọc rây có kích thước lỗ 2 mm thu được 10 L nước sau đó tiến hành bổ sung thức ăn cho mèo whishkas với lượng 2 g/L thu được mẫu giả có thành phần tương tự như thành phần đặc trưng của nước thải mía đường như sau:
Bảng 2.1. Thành phần mẫu tổng hợp nước thải mía đường
Thông số Đơn vị Giá trị
pH - 7,2 - 7,5 TSS mg/L 1134 - 1258 Nts mg/L 59 - 63 Pts mg/L 19 - 23 COD mg/L 2136 - 2636 BOD mg/L 1174 - 1321
Tỷ lệ dinh dưỡng COD:N:P trong khoảng 100:4:2 chứng tỏ rằng tỷ chất dinh dưỡng cung cấp đủ cho vi sinh vật kỵ khí phát triển khi so sánh với tỷ lệ dinh dưỡng COD:N:P tối thiểu trong hệ UASB là 350:5:1 [18].
b) Hóa chất dụng cụ và phương pháp phân tích
- Bổ sung chất dinh dưỡng N và P sử dụng sản phẩm thức ăn cho mèo
Whiskas.
- Hóa chất điều chỉnh pH sử dụng NaHCO3. Việc bổ sung NaHCO3 mặc dù hơi đắt nhưng nó là hóa chất an toàn cho quá trình kị khí vì tăng tính đệm cho hệ kị khí. Còn sử dụng Ca(OH)2 tuy rẻ nhưng trong quá trình phản ứng với khí CO2 sinh ra sẽ tạo kết tủa CaCO3, làm mất cân bằng giữa pha khí CO2 trong hệ, có thể tạo áp suất chân không. Nếu áp suất chân không không được phá thì toàn bộ lượng khí
39
- Hóa chất phân tích các chỉ tiêu sử dụng loại tinh khiết.
- Các dụng cụ dùng trong phân tích sử dụng các thiết bị, dụng cụ phân tích COD, pH, Nts, Pts, TSS, VFA, độ kiềm...
- Các chỉ tiêu COD, tổng Nitơ, tổng photpho, chất rắn lơ lửng, chất rắn lơ lửng dễ bay hơi, độ kiềm tổng, VFA... được phân tích dựa trên các phương pháp
trong “Standard methods of examination for water and wastewater”; pH đo bằng
máy đo nhanh điện cực thủy tinh.
c) Quy trình thí nghiệm
Sơ đồ khối và hệ UASB thực nghiệm xử lý nước thải mía đường được chỉ ra ở hình 2.1 và 2.2.
40
Hình 2.2. Hệ UASB quy mô phòng thí nghiệm
Tiến hành thực nghiệm xử lý nước thải mía đường bằng hệ UASB quy mô phòng thí nghiệm tại phòng thí nghiệm Khoa Môi trường - Đại học Khoa học Tự nhiên Hà nội. Hệ UASB thí nghiệm được chế tạo bằng vật liệu nhựa acrylic trong suốt dày 5 mm, đường kính trong 140 mm, chiều cao 800 mm, thể tích hoạt động 8 lít. Ở phía dưới có van tiếp liệu và van xả bùn, phía trên là van lấy mẫu, van nước ra hình chữ U để tránh thoát khí ra bên ngoài và van khí biogas ra. Bơm nước thải và bơm hồi lưu là bơm nhu động, có điều chỉnh lưu lượng dòng vào. Tại thùng chứa nước thải có lắp cánh khuấy để đảm bảo cho các thành phần nước thải luôn được khấy trộn đều. Thiết bị thu khí và đo khí được lắp đặt phía trên của hệ. Thiết bị lắng có dạng đáy nón đảm bảo cho quá trình lắng đạt hiệu quả, mục đích để thu hồi và hồi lưu lượng bùn bị rửa trôi do dòng chảy ngược. Quá trình thực nghiệm được tiến hành trong điều kiện nhiệt độ môi trường bên ngoài (không gia nhiệt cho hệ UASB) và thiết kế van hồi lưu và điều chỉnh tốc độ bơm đảm bảo tốc độ dòng dâng trong khoảng từ 0,6 - 0,9 m/h.
41 Quy trình vận hành hệ UASB:
Khảo sát quá trình khởi động của hệ.
Vận hành với nước thải tự chế có thành phần tương tự nước thải mía đường, theo dõi đánh giá các thông số ảnh tới hiệu quả xử lý COD và quá trình sinh khí của hệ, với các thông số trong bảng 2.2:
Bảng 2.2. Các thông số tiến hành thực nghiệm
Giai đoạn Thời gian (ngày) Thời gian lưu (giờ) Vphản ứng pHvào CODvào (mg/L) Tải trọng hữu cơ (g/L.ngày) Tốc độ dòng dâng (m/giờ) T0 môi trường (0C) 1 15 24 8 7,3 – 7,5 2320 2,3 – 2,3 0,6 33 - 38 2 15 12 8 7,3 – 7,5 2402 4,6 – 4,8 1 33 - 37 3 10 8 8 7,4 – 7,5 2375 6,9 – 7,2 1,2 33 - 36
Các thông số đánh giá hiệu quả xử lý.
- Thời gian lưu thủy lực (HRT): Là thời gian nước thải được lưu lại trong hệ xử lý, được tính theo biểu thức: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
HRT = VQ (ngày)
Trong đó: HRT: Thời gian lưu thủy lực (ngày) V: Thể tích hoạt động của hệ xử lý (L) Q: Lưu lượng nước thải (L/ngày) - Hiệu suất chuyển hóa COD:
H = CODCODv - CODr
v (%)
Trong đó: CODv: Giá trị COD của dòng vào hệ xử lý (mg/L). CODr: Giá trị COD của dòng ra khỏi hệ xử lý (mg/L).
- Tải trọng hữu cơ (OLR): Tải trọng hữu cơ được tính theo lượng COD đưa vào hệ xử lý tính trên một đơn vị thể tích hoạt động trong một đơn vị thời gian.
42
OLR = Q x CODV v = CODHRTv (g/L.ngày)
- Lượng COD chuyển hóa: Là lượng COD được phân hủy trong 1 ngày.
mCODch = (CODv - CODr).Q
1000 (g/ngày)
- Hiệu suất sinh khí: Là tỷ số giữa thể tích khí sinh học thu được và tổng lượng COD chuyển hóa, được xác định theo biểu thức sau:
Hbiogas = mVbiogas
CODch (L/gCODch)
Trong đó: Vbiogas: Lượng biogas thu được (L/ngày). MCODch: tồng COD chuyển hóa được (g/ngày).
- Tốc độ xử lý COD: Là lượng COD được xử lý trong một đơn vị thể tích thiết bị trong một đơn vị thời gian:
rv = (CODv - CODr)
HRT x 1000 (gCOD/L.ngày)