Thí nghiệm Bùn Hoạt Tính | Công nghệ môi trường đại cương | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

BÀI : BÙN HOẠT TÍNH
4.1 Thí nghiệm 1: Nuôi cấy bùn (giai đoạn thích nghi bùn hoạt tính)
 Bước 1: Nước thải được lấy từ nhà máy hoặc tính toán liều lượng hóa
chất để có được nước thải có nồng độ COD khoảng 150 – 200 mg/l, tải
trọng hữu cơ 0,375 – 0,5 kgCOD/m3.ngày (nằm trong khoảng này là
được). Pha lượng vừa đủ cho hệ thống hoạt động hàng ngày khoảng
24h/ngày chứa vào bể chứa nước thải. Phân tích và xác định các thông số đầu vào (COD, DO...)
 Công thức xác định tải trọng COD
Q ( m3 )∗C(kgCOD) ngd
m3. ngd (kgCO/m³.ngd) L = COD V (m3)
 Bước 2: (nếu pH không nằm trong giới hạn): Sử dụng xút hoặc acid
H2SO4 5% điều chỉnh mẫu nước thải về giá trị pH 6,5 - 8,5.
 Bước 3: Bùn nuôi cấy ban đầu cho vào mô hình với hàm lượng (MLSS)
vào khoảng 1800-2000 mg/l hoặc theo từng nghiệm thức của từng nhóm.
Tính toán lượng bùn hoạt tính gốc cần bổ sung vào bể SBR theo công thức dưới đây.
Thể tích bể chứa là V(lít), muốn hàm lượng bùn trong V (lít) nước thải là
2000 mg/l (C) thì thể tích bùn cần lấy là : V =V . C b Cb
 Bước 4: Bật các thiết bị máy móc để hoạt thống hoạt động bình
thường, theo dõi quá trình sinh trưởng phát triển của vi sinh vật.
Hàng ngày lựa chọn thời điểm cố định để lấy mẫu và phân tích các
chỉ tiêu với tần suất ít nhất 1 lần/ngày cụ thể như sau:
+ Lấy mẫu nước tại bể sinh học hiếu khi đổ vào ống đong 500ml
chờ lắng 30 phút và đo các chỉ số SVI, quan sát sự phát triển của vi
sinh vật (Lưu ý: SVI được đo ngay lúc mới sục khí và cuối pha sục
khí của từng mẻ để đánh giá sự sinh trưởng và phát triển của MLSS).
+ Lấy mẫu nước sau lắng quan sát và đo COD, N tổng và các chỉ tiêu khác
+ Ghi nhận các hiện tượng, kết quả và nhận xét đánh giá
 Bước 5: Kết thúc mẻ thí nghiệm thì lấy mẫu nước sau lắng đo
COD, N tổng và các chi tiêu khác để đánh giá hiệu quả xử lý.
I. Thí nghiệm 1 : Nuôi cấy bùn ( giai đoạn thích nghi bùn hoạt tính )
 Tải trọng : 0,375 – 0,5 kg.COD/m3.ngày  MLSS : 1800 – 2000 mg/l
 Tỷ lệ BOD : N : P = 100 : 5 :1
Nồng độ bùn : 10.000 mg/lít  Thể tích bùn :
V =60 %∗4 .5=2 ,7(lít ) b Trong đó : + V : Thể tích bùn (lít) b
+ Vbể : Thể tích bể chứa (lít) (60%)
 Tính toán hóa chất Thể tích bình : 4,5 lít Thể tích bùn : 2,7 lít
Thể tích nước trong bình : 4,5−2 , 7=1 . 8 lít/ngày
Công thức tính tải trọng COD : L
=Q ×C =( kgCOD ) COD V m 3. ngđ Trong đó : + L 3
COD : Tải trọng COD. Lấy L = 0,5 kg.COD/m .ngày
+ Q : Công suất (m /ngđ). Q = 0,0038 m 3 3
+ C : Nồng độ COD (kg/m3)
+ V : Thể tích bể (m3). V = 0,0045 m3 L =Q ×C COD V
(0 ,0027 × 3)× C 0,5=
=¿ C=0 ,27 kg /m3=270 mg/lít 0,0045
Bảng 1 : Hóa chất với nồng độ COD là 270 mg/lít ( = 0,27 g/lít ) Tên hóa chất Tỉ lệ
Số gam hóa chất cần cho 3,8 lít nước
( Đơn vị cân : Gam ) Glucozo ( BOD) BOD : N : P 0,76 : 0.15 : 0,0076 Amoni acetat 100 : 5 : 1 (CH3COONH4) (N) KH2PO4 (P) NaHCO3 1,5 BOD : 1 NAHCO3 1,14 : 0,76
Dung dịch muối khoáng NaCl 1,0 (g/l)
1ml dung dịch này sử dụng KCl 1,4 (g/l) cho 1 lít nước thải CaCl2.2H2O 1,9 (g/l)
 2,7 lít cần đong 2,7 ml MgSO4.7H20 2,0 (g/l)
Thí nghiệm 2 : Thay đổi tải lượng COD
 Bước 1 : Chuẩn bị mẫu nước thải với nồng độ COD đầu vào phù hợp để
tải lượng COD đầu vào phù hợp để tăng tải trọng dần đều từ thấp đến
cao, mỗi nhóm sẽ thử nghiệm ở 3 tải trọng khác nhau (tương ứng với 3 mẻ thí nghiệm)
mỗi tải trọng cách nhau 0,3 kgCOD/m3.ngày so với tải trọng ở thí nghiệm 1.
 Bước 2: (nếu pH không nằm trong giới hạn) Sử dụng xút hoặc acid
H2SO4 5% điều chỉnh mẫu nước thải về giá trị pH 6,5 - 8,5.
 Bước 3: Tính toán lượng bùn hoạt tính sao cho nồng độ MLSS trong
mỗi bể khoảng 1800-2000 mg/l (theo công thức như bước 3 của thí
nghiệm 1) theo từng nghiệm thức của từng nhóm hoặc lựa chọn nồng
độ bùn tối ưu (nồng độ có hiệu suất xử lý COD cao nhất) ở các thí nghiệm trước.
 Bước 4: Bật các thiết bị máy móc để hoạt thống hoạt động bình thường,
theo dõi quá trình sinh trưởng phát triển của vi sinh vật. Hàng ngày lựa
chọn thời điểm cố định để lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu với tần suất
ít nhất 1 lần/ngày cụ thể như sau:
+ Lấy mẫu nước tại bể sinh học hiếu khi đổ vào ống đong 500ml chờ
lắng 30 phút và đo các chỉ số SVI, quan sát sự phát triển của vi sinh vật
(Lưu ý: SVI được đo ngay lúc mới sục khí và cuối pha sục khí của từng
mẻ để đánh giá sự sinh trưởng và phát triển của MLSS).
+ Lấy mẫu nước tại bể khử trùng quan sát và đo COD, N tổng và các chỉ tiêu khác
+ Ghi nhận các hiện tượng, kết quả và nhận xét đánh giá
 Bước 5: Kết thúc mẻ thí nghiệm thì lấy mẫu nước sau lắng đo COD, N
tổng và các chi tiêu khác để đánh giá hiệu quả xử lý.
II. Thí nghiệm 2 : Thay đổi tải trọng COD
Nhóm sẽ thử nghiệm ở 3 tải trọng khác nhau (tương ứng với 3 mẻ thí nghiệm) mỗi tải
trọng cách nhau 0,3 kgCOD/m3.ngày so với tải trọng ở thí nghiệm 1. Ở thí nghiệm nhóm
lấy tải trọng là 0,5 kgCOD/m3.ngày vậy thí nghiệm sẽ lấy lần lượt L1, L2 và L3 là 0,8
kgCOD/m3.ngày , 1,1 kgCOD/m3.ngày và 1,4 kgCOD/m3.ngày.
Giữ nguyên thể tích bùn và thể tích nước thải
1. Tải trọng LCOD 1 = 0,8 kgCOD/m3.ngày L
=Q ×C =( kgCOD ) COD V m 3. ngđ Trong đó : + L 3
COD : Tải trọng COD. Lấy L = 0,8 kg.COD/m .ngày
+ Q : Công suất (m /ngđ). Q = 0,0027 m 3 3
+ C : Nồng độ COD (kg/m3)
+ V : Thể tích bể (m3). V = 0,0045 m3 L =Q ×C COD V
(0 ,0027 × 3 )× C kg 0,8= =¿ C=0 , 444 =444 mg/lít 0,0045 m3
Bảng 2 : Hóa chất với nồng độ COD là 444 mg/lít ( = 0,444 g/lít ) Tên hóa chất Tỉ lệ
Số gam hóa chất cần cho 3,8 lít nước
( Đơn vị cân : Gam ) Glucozo ( BOD) BOD : N : P 1.2 : 0.06 : 0,12 Amoni acetat 100 : 5 : 1 (CH3COONH4) (N) KH2PO4 (P) NaHCO3 1,5 BOD : 1 NAHCO3 1.8 : 1.2
Dung dịch muối khoáng NaCl 1,0 (g/l)
1ml dung dịch này sử dụng KCl 1,4 (g/l) cho 1 lít nước thải CaCl2.2H2O 1,9 (g/l)
 2,7 lít cần đong 2,7 ml MgSO4.7H20 2,0 (g/l)
2. Tải trọng LCOD 2= 1,1 kgCOD/m3.ngày L
=Q ×C =( kgCOD ) COD V m 3. ngđ Trong đó : + L 3
COD : Tải trọng COD. Lấy L = 1,1 kg.COD/m .ngày
+ Q : Công suất (m /ngđ). Q = 0,0038 m 3 3
+ C : Nồng độ COD (kg/m3)
+ V : Thể tích bể (m3). V = 0,0045 m3 L =Q ×C COD V
(0 , 0027 ×3 )×C 1,1=
=¿ C=0 , 61 kg/m 3=610 mg/lít 0,0045
Bảng 3 : Hóa chất với nồng độ COD là 610 mg/lít ( = 0,61 g/lít ) Tên hóa chất Tỉ lệ
Số gam hóa chất cần cho 3,8 lít nước
( Đơn vị cân : Gam ) Glucozo ( BOD) BOD : N : P 1.65 : 0.081 : 0,16 Amoni acetat 100 : 5 : 1 (CH3COONH4) (N) KH2PO4 (P) NaHCO3 1,5 BOD : 1 NAHCO3 2,47 : 1.65
Dung dịch muối khoáng NaCl 1,0 (g/l)
1ml dung dịch này sử dụng KCl 1,4 (g/l) cho 1 lít nước thải CaCl2.2H2O 1,9 (g/l)
 2,7 lít cần đong 2,7 ml MgSO4.7H20 2,0 (g/l)
3. Tải trọng LCOD 3 = 1,4 kgCOD/m3.ngày L
=Q ×C =( kgCOD ) COD V m 3. ngđ Trong đó : + L 3
COD : Tải trọng COD. Lấy L = 1,4 kg.COD/m .ngày
+ Q : Công suất (m /ngđ). Q = 0,0038 m 3 3
+ C : Nồng độ COD (kg/m3)
+ V : Thể tích bể (m3). V = 0,0045 m3 L =Q ×C COD V
(0 , 0027× 3 )×C kg 1,4= =¿C=0 ,77 =777 mg/lít 0,0045 m 3
Bảng 3 : Hóa chất với nồng độ COD là 777 mg/lít ( = 0,777 g/lít ) Tên hóa chất Tỉ lệ
Số gam hóa chất cần cho 2,7 lít nước
( Đơn vị cân : Gam ) Glucozo ( BOD) BOD : N : P 2,1 : 0.1 : 0,2 Amoni acetat 100 : 5 : 1 (CH3COONH4) (N) KH2PO4 (P) NaHCO3 1,5 BOD : 1 NAHCO3 3.15 : 2.1
Dung dịch muối khoáng NaCl 1,0 (g/l)
1ml dung dịch này sử dụng KCl 1,4 (g/l) cho 1 lít nước thải CaCl2.2H2O 1,9 (g/l)
 2,7 lít cần đong 2,7 ml MgSO4.7H20 2,0 (g/l)
Thí nghiệm 3 : Thay đổi nồng độ bùn hoạt tính
- Lựa chọn tải trọng COD tối ưu (tải trọng có hiệu suất xử lý COD cao
nhất) ở các thí nghiệm ở trên để thực hiện thí nghiệm thay đổi nồng độ bùn.
- Các thí nghiệm thực hiện hoàn toàn tương tự như thí nghiệm 1 và 2 tuy
nhiên chỉ thay đổi thông số nồng độ bùn từ thành 2500-2700mg/l hoặc
theo từng nghiệm thức của từng nhóm.
Các bước thực hiện, các lưu ý, các thông số đo đạc quan sát hàng ngày thực hiện tương tự
như thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 III.
Thí nghiệm 3 : Thay đổi nồng độ bùn hoạt tính
- Chọn tải trọng COD nhất là L =1,4 COD/ ngày đêm
- Thay đổi nồng độ bùn từ 2500-2700 mg/l MLSS=2500
( 0 ,00337 × 3) ×C 1 , 4=
=¿C=0 ,56 kg /m3=56 0 mg/lít 0,0045
Bảng 1 : Hóa chất với MLSS=2500, C=0,56 kg/m³=560mg/l Tên hóa chất Tỉ lệ
Số gam hóa chất cần cho 3,375 lít nước
( Đơn vị cân : Gam ) Glucozo ( BOD) BOD : N : P 1,26 : 0,06 : 0,84 Amoni acetat 100 : 5 : 1 (CH3COONH4) (N) KH2PO4 (P) NaHCO3 1,5 BOD : 1 NAHCO3 1,89 : 1,26
Dung dịch muối khoáng NaCl 1,0 (g/l)
1ml dung dịch này sử dụng KCl 1,4 (g/l) cho 1 lít nước thải CaCl2.2H2O 1,9 (g/l) MgSO4.7H20 2,0 (g/l) MLSS=2600
( 0 ,00333 × 3) × C 1 , 4=
=¿ C=0 , 636 kg /m3=636 mg/lít 0,0045
Bảng 2 : Hóa chất với MLSS=2500, C=0,56 kg/m³=560mg/l Tên hóa chất Tỉ lệ
Số gam hóa chất cần cho 3,33 lít nước
( Đơn vị cân : Gam ) Glucozo ( BOD) BOD : N : P 2,1 : 0,028 : 0.18 Amoni acetat 100 : 5 : 1 (CH3COONH4) (N) KH2PO4 (P) NaHCO3 1,5 BOD : 1 NAHCO3 3,15: 2,1
Dung dịch muối khoáng NaCl 1,0 (g/l)
1ml dung dịch này sử dụng KCl 1,4 (g/l) cho 1 lít nước thải CaCl2.2H2O 1,9 (g/l)  3,33 lít cần đong 3,33 MgSO4.7H20 2,0 (g/l) ml MLSS=2700
( 0 ,00328 × 3) × C 1 , 4=
=¿ C=0 , 649 kg /m3=649 mg/lít 0,0045
Bảng 3 : Hóa chất với MLSS=2700, C=0,649 kg/m³=649mg/l Tên hóa chất Tỉ lệ
Số gam hóa chất cần cho 3,328 lít nước
( Đơn vị cân : Gam ) Glucozo ( BOD) BOD : N : P 2,15 : 0,032 : 0,21 Amoni acetat 100 : 5 : 1 (CH3COONH4) (N) KH2PO4 (P) NaHCO3 1,5 BOD : 1 NAHCO3 1,89 : 1,26
Dung dịch muối khoáng NaCl 1,0 (g/l)
1ml dung dịch này sử dụng KCl 1,4 (g/l) cho 1 lít nước thải CaCl2.2H2O 1,9 (g/l)  3,328 lít cần đong MgSO4.7H20 2,0 (g/l) 3,328 ml TN3 hết MgSO4
Mẻ 6, TN3: 16/1 Bình 1 COD:22, Bình 2:20 bình 3:23
TN2,mẻ 1: bình 1:13, bình 2:15, bình 3 10 ĐỘ ĐỤC TN3 Mẻ 9 Bình 1 16/1: 7 Mẻ 9 Bình 2 16/1: 8 Mẻ 9 Bình 3 16/1: 7 TN2 Mẻ 6 Bình 1: 9 Mẻ 6 Bình 2: 10 Mẻ 6 Bình 3 : 8 TN1 Mẻ 1 Bình 1: 6 Mẻ 1 Bình 2: 5 Mẻ 1 Bình 3: 6