1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Công nghệ - Môi trường >

MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 4.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (959.43 KB, 86 trang )


4.1. MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 4.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


4.3. CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC 4.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 4.1.1. Cấu tạo mô hình
Đề tài xây dựng một mô hình mô phỏng với qui mô phòng thí nghiệm nhằm khảo sát hiệu quả xử lý nước thải của ngành chế biến thuỷ sản bằng phương pháp
lọc sinh học hiếu khí với lớp vật liệu lọc ngập nước: - Mô hình làm bằng kính tấm có kích thước tương ứng dài x rộng x cao =
0,15m x 0,15m x 0,8m, có thể tích hữu ích là 14,5 lít đã trừ thể tích vật liệu.
-
Trên mô hình có bố trí 4 van để lấy mẫu theo độ cao của mô hình: theo sắp xếp từ dưới lên, van 1 cách đáy 0,12m, van 2 cách đáy 0,325m, van 3 cách
đáy 0,53m và van 4 cách đáy 0,735m, van 4 này còn được dùng làm van chảy tràn. Ngoài ra, mô hình còn có một van xả đáy ở phía dưới.

4.1.2. Nguyên tắc hoạt động


a Giai đoạn thích nghi: Nước thải được đưa vào mô hình, với hệ thống đặt dưới đáy bể hoạt động liên
tục. Khi quá trình xử lý đạt mức ổn đònh thì nước được tháo ra ngoài thông qua
SVTH: Nguyễn Thị Phương Dun
Trang 66
van xả đáy. Để thúc đẩy quá trình phát triển màng vi sinh vật, trong giai đoạn này ở thời điểm ban đầu nước thải được bổ sung bùn lấy từ bể SBR của nhà máy xử lý
nước thải tập trung khu công nghiệp Tân Bình. bGiai đoạn xử lý:
Sau khi đã có lớp màng vi sinh vật hình thành trên giá thể từ giai đoạn thích nghi, ở giai đoạn xử lý này, nước thải được đưa vào mô hình thông qua bơm với
lưu lượng được điều chỉnh bằng tay. Nước thải đầu vào được bơm từ đáy của mô hình rồi đi lên phía trên. Hệ thống sục khí đặt dưới đáy bể luôn hoạt động để
cung cấp oxy cho vi sinh vật, tạo điều kiện cho màng vi sinh phát triển. Nước sau xử lý được tháo ra qua van chảy tràn phía trên mô hình.
4.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.2.1. Giai đoạn chuẩn bò
a Các bước chuẩn bò: - Xây dựng mô hình bể xử lý với các thông số và vật liệu như trên.
- Dưới đáy bể đặt hệ thống sục khí bằng đá bọt - Giá thể nghiên cứu là những vòng nhựa có đường kính d = 21mm vaứ cao
25mm ủửụùc caột ra tửứ oỏng nửụực ỵ = 21mm. Cho giá thể vào mô hình với chiều cao chiếm 23 bể. Tương ứng vói thể tích chiếm khoảng 9 lít.
- Nước thải được lấy từ Công Ty TNHH THUỶ SẢN ANGST – TRƯỜNG VINH, quận Tân Phú.
- Bùn được lấy từ bể SBR của nhà máy xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Tân Bình.
b Chuẩn bò nước thải Tiến hành kiểm tra thành phần của nước thải đem về, kết quả thu được như
sau:
Bảng 4.1: Thành phần nước thải thuỷ sản STT
Chỉ Tiêu Đơn vò
Giá trò
1 pH
- 5.1
SVTH: Nguyễn Thị Phương Dun
Trang 67
2 3
4 5
6 SS
COD BOD
5
N
tổng
P
tổng
mgl mgl
mgl mgl
mgl 1650
10560 7181
345 68
-
Với thành phần nước thải như trên, ta thấy tỉ lệ COD:N:P = 10560:345:68 = 155:5:1. Với tỉ lệ như vậy thì không cần bổ sung chất dinh dưỡng.
-
Với COD là 10560 mgl để pha loãng thành nước thải có COD là 660mgl thì ta phải pha loãng 16 lần.
- Cách pha: lấy 15 lít nước sạch và 1 lít nước thải ta được 16 lít nước thải đã pha loãng.
cChuẩn bò bùn: Bùn hoạt tính dùng cho việc xử lý được lấy từ nhà máy xử lý nước thait tập
trung khu công nghiệp Tân Bình. Bùn được lấy trực tiếp tại các bể SBR của nhà máy, sau đó đem về tiến hành xác đònh nồng đo bùn: C
b
= 20120 mgl. Bùn cho vào mô hình với MLSS khoảng 2000 – 3500 mgl ở đây chọn 2500
mgl. Thể tích bể lọc là V = 14,5 lít. Muốn hàm lượng bùn trong nước thải là 2500mgl thì thể tích bùn cần lấy là:
4.2.2. Giai đoạn thích nghi Giai đoạn thích nghi được tiến hành ở nồng độ COD đầu vào khoảng 660mgl.
Giai đoạn thích nghi được thực hiện theo các bước sau:
SVTH: Nguyễn Thị Phương Dun
Trang 68
-
Cho vào mô hình 14.5 lít nước thải đã pha loãng có nồng độ COD đầu vào khoảng 660mgl cùng với bùn tạo thành hỗn hợp có MLSS khoảng 2000 –
3000 mgl. - Chạy mô hình và hàng ngày thường xuyên kiểm tra các thông số COD, pH,
SS. Giai đoạn thích nghi kết thúc khi màng vi sinh vật đã hình thành bám trên
giá thể và hiệu quả khử COD tương đối ổn đònh COD không tiếp tục giảm nữa.

4.2.3. Giai đoạn xử lý


Ở giai đoạn này, nước thải được đưa vào mô hình liên tục thông qua bơm, với lưu lượng bơm có thể điều chỉnh được. Nước được đưa vào từ phía dưới của mô
hình và được chảy tràn ra ngoài thông qua van 4.
-
Tăng tải trọng dần lên ứng với thời gian lưu nước 24h, 12h, 6h, 4h, và 2h. Khi hiệu quả xử lý ở tải trọng đó ổn đònh ta mới tăng tải trọng tiếp theo.
- Ở mỗi tải trọng ta cũng tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu pH, COD, SS. Quá trình tăng tải trọng kết thúc khi hiệu quả khử COD giảm vì xảy ra hiện
tượng quá tải.
Bảng 4.2: Các thông số hoạt động của mô hình ứng với từng tải trọng STT
Tải trọng kgCODm
3
.ngày COD vào
mgl HRT
giờ Lưu lượng
lh
1 0.66
660 24
0.6 2
1.32 660
12 1.2
3 2.64
660 6
2.4 4
5.28 660
4 3.6
5 10.56
660 2
7.25

4.3. CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC


Áp dụng phương trình thực nghiệm Eckenfelder. Eckenfelder xây dựng các phương trình biểu diễn dựa trên phương trình tốc độ loại bỏ cơ chất sau:
SVTH: Nguyễn Thị Phương Dun
Trang 69
Với : : tốc độ tiêu thụ cơ chất riêng của vi sinh vật, kgCODkgVSV.ngày.
: tốc độ tiêu thụ cơ chất, kgCODm
3
.ngày. k : hằng số tốc độ phản ứng, m
3
kgVSV.ngày. S : nồng độ của cơ chất, kgCODm
3
X :nồng độ vi sinh vật, kgVSVm
3
.
Tích phân hai vế của phương trình 4.1 ta được:
4.2
Với : X : nồng độ trung bình của VSV trong bể lọc sinh học, kgVSVm
3
vật liệu lọc. S
e
: nồng độ cơ chất trong dòng nước thải sau xử lý, kgCODm
3
. S
: nồng độ cơ chất trong nước thải vào bể lọc, kgCODm
3
. T : thời gian tiếp xúc của nước thải với màng VSV.
4.3
Trong đó: A
S
: diện tích bề mặt riêng của bể lọc m : hằng số thực nghiệm.
Thời gian tiếp xúc trung bình được tính toán theo công thức của Howland như sau:
SVTH: Nguyễn Thị Phương Dun
Trang 70
4.4
Q
L
: tải trọng thể tích của nước thải trên bề mặt bể lọc, m
3
m
2
.ngày.
4.5 Trong đó:
Q : lưu lượng nước thải theo tính toán thiết kế, m
3
ngày. A : diện tích mặt cắt ngang của bể lọc, m
2
. C, n : các hằng số thực nghiệm.
H : chiều cao lớp vật liệu lọc, m. Thay thế phương trình 4.3 và 4.4 vào phương trình 4.2:
phương trình 4.6 sẽ được viết lại:
Thông số động học K và hằng số thực nghiệm n được xác đònh dựa trên các số liệu thí nghiệm S
e
, S
o
, H và Q
L
khi chạy mô hình lọc sinh học trong phòng thí nghiệm.
Khi lấy logarit cơ số tự nhiên cả 2 vế phương trình 4.6 ta được:
Đây là đường thẳng và H có hệ số góc
Tiếp tục lấy logarit cơ số e của hệ số góc a ta được:
SVTH: Nguyễn Thị Phương Dun
Trang 71
lns = -nln + lnK
4.9 Đây là phương trình đường thẳng lns và ln
; các hệ số của phương trình được xác đònh bằng phương pháp đồ thò; từ đó suy ra các thông số n, K.
Như vậy khi có các kết quả thí nghiệm , H, ta sẽ tính toán được các thông số
động học của quá trình lọc sinh học.
Trong đề tài này ta tính toán cụ thể như sau:
-
Vẽ 3 phương trình đường thẳng của lnCOD
ra
COD
vào
theo H m ứng với 3 lưu lượng khác nhau:
+ Q
1
= 58 lítngày + Q
2
= 86 lítngày + Q
3
= 174 lítngày
-
Ta sẽ có được các giá trò s
1
, s
2
, s
3
trong các phương trình đường thẳng trên.
-
Vẽ phương trình đường thẳng của lns theo lnQ
L
. Ta sẽ có được giá trò n trong phương trình đường thẳng này.
-
Áp dụng lns = -nlnQ
L
+ lnK suy ra K.
-
Từ các giá trò của n và K ta sẽ có được phương trình thực nghiệm:
4.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.4.1. Giai đoạn chạy thích nghi

Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (86 trang)

×