Báo cáo Thực hành Cơ sở Công Nghê Môi Trường

Bài 1
QUÁ TRÌNH LẮNG
1.1.NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
− Xác định tần suất phân bố vận tốc lắng của các hạt lơ lửng trong nước và nước thải.
− Xác định quá trình lắng trong cột.
− Tính toán các thông số cơ bản phục vụ tính toán thiết kế bể lắng.
1.2.MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
1.2.1.Mô hình cột lắng tĩnh lí thuyết

Hình 1.1.Mô hình cột lắng tĩnh
− Cao 2m
− Mỗi van cách nhau : 20cm
1.2.2. Mô hình cột lắng trong thí nghiệm
− Cao 2m;
− Mỗi van cách nhau : 0.2m;
− Van 6 cách van 5 : 0.25m (nối mặt bích);
− Đường kính: 0.3m;


− Lưu lượng máy bơm: 108L/phút.
1.2.3.Đặc điểm mẫu nước sử dụng trong phòng thí nghiệm
Nước thải: đục và có cặn lơ lửng.
1.3.THIẾT BỊ, DỤNG CỤ
− Mô hình cột lắng tĩnh;
− Ly lấy mẫu;
− Máy đo độ đục;
− Nhiệt kế;
− Đồng hồ bấm giây;
− Thước đo;
− Bộ lọc chân không;
− Ống đong 100ml;

− Giấy lọc sợi thủy tinh;
− Tủ sấy 1050C;
− Cân phân tích;
1.3.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1.3.1.Chuẩn bị dụng cụ
− Chuẩn bị bảng ghi số liệu;
− Chuẩn bị các cốc lấy mẫu (ghi rõ thời gian lấy mẫu, đánh số thứ tự từ 1 đến 9 cho 9 van
lấy mẫu);
− Kiểm tra mô hình thí nghiệm: các van đóng (mở) như thế nào, vị trí lấy mẫu và đánh số
thứ tự.
1.3.2.Vận hành mô hình thí nghiệm
− Mở van ống đẩy;
− Tắt van mồi bơm. Thử bơm, bơm chạy tốt => tắt bơm không mở van mồi.
− Đóng van tuần hoàn để nước không chảy ngược về bể chứa;
− Mở máy bơm (Qmax = 108L/min).
− Bơm nước tới ½ cột lắng; mở van tuần hoàn khoảng 10 − 15 phút để nước được xáo trộn
hoàn toàn, lấy mẫu nước ở 2 van bất kì đi đo độ hấp thu ở bước sóng 450nm, nếu độ hấp
thu của 2 mẫu nước đó bằng nhau thì khóa van tuần hoàn lại.


− Khi thấy nước đầy, lấy mẫu ban đầu đo độ đục, SS, nhiệt độ ban đầu.
− Tắt bơm, chờ 2 phút cho nước tĩnh và bắt đầu quá trình lắng (tính thời điểm t = 0).
− Bắt đầu tính thời gian lấy mẫu t =10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 phút, lấy mẫu đo độ
đục. Riêng mẫu tại van 5 (cách mặt nước 100cm) đo cả độ đục và SS.
− Tại van 5 cách mặt nước 100cm đều đo cả độ đục và SS. Ở van 5 đánh giá gần như chính
xác mối tương quan giữa độ đục và SS vì nếu như lấy ở những van gần với mặt nước theo
thời gian các hạt sẽ lắng độ đục và SS tại đó không thay đổi như vậy sẽ không xác định
được mối tương quan đó. Và vì không thể xác định được chính xác vị trí của vùng chứa
cặn trong bể lắng nếu lấy mẫu SS ở van dưới thì hàm lượng SS và độ đục cũng không
thay đổi.

− Để tránh sai số phải lấy mẫu cùng lúc hoặc khoảng thời gian giữa 2 lần lấy mẫu không
đáng kể.
− Mỗi lần lấy mẫu lấy một lượng vừa đủ (để xác định độ đục và SS) khi kết thúc thí nghiệm
mực nước còn lại trong cột lắng phải cao hơn van 1 (cách mặt nước 20cm). Lắc đều mẫu
trước khi đo độ hấp thu.
1.4.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1.4.1.Số liệu đo độ hấp thu
− Đo độ hấp thu của mẫu nước lấy ra từ cột lắng theo thời gian bằng máy Spectrometric ở
bước sóng 450 nm.
− Tại thời điểm t = 0, Abs = 0.057
− Mẫu khác:
Độ sâu
0.2
0.4
0.6
0.8
(m)
Thời gian
Van 1 Van 2 Van 3 Van 4
(phút)
10
0.056 0.055 0.054 0.054
20
0.055 0.055 0.054 0.053
30
0.053 0.052 0.051 0.05
40
0.052 0.051 0.05
0.049
60

0.051 0.051 0.05
0.049
80
0.05
0.049 0.048 0.046
100
0.049 0.048 0.046 0.045
120
0.048 0.047 0.046 0.045
Số liệu đo SS (mg/l) tại van số 5 theo thời gian

1

1.25

1.45

1.65

1.85

Van 5 Van 6 Van 7 Van 8 Van 9
0.053
0.053
0.049
0.048
0.048
0.045
0.045
0.044

0.053
0.052
0.049
0.048
0.047
0.045
0.044
0.044

0.052
0.051
0.048
0.046
0.046
0.044
0.044
0.043

0.051
0.05
0.047
0.046
0.046
0.043
0.043
0.043

0.051
0.049

0.047
0.045
0.045
0.043
0.043
0.043


SS (mg/L) =
Thời gian (phút)
0
10
20
30
40
60
80
100
120

m0 (g)
0.1702
0.1755
0.1707
0.1803
0.167
0.1462
0.1747
0.1733
0.1628

m1 (g)
0.1736
0.1781
0.1731
0.1815
0.1682
0.1473
0.1755
0.1739
0.1631

SS (mg/L)
34
26
24
12
12
11
8
6
3

1.4.2.Tính toán độ đục
Phương trình đường chuẩn độ đục: Y = 329.5X – 5.467; R2 = 0.993; Abs: 0.021 – 0.21
Y: Độ đục (NTU);
X: Độ hấp thu (Abs).
Dựa vào phương trình đường chuẩn với độ hấp thu (Abs) đo được, ta có kết quả độ đục
của các van lấy mẫu tại các thời điểm khác nhau như sau:
Thời gian

( phút)
0
10
20
30
40
60
80
100
120

Van 1
13.31
12.99
12.66
12
11.67
11.34
11.01
10.68
10.35

Van
2
13.31
12.66
12.66
11.67
11.34
11.34

10.68
10.35
10.02

Độ đục (NTU)
Van
Van 3
Van 5 Van 6
4
13.31 13.31 13.31 13.31
12.33 12.33 12
12
12.33 12
12
11.67
11.34 11.01 10.68 10.68
11.01 10.68 10.35 10.35
11.01 10.68 10.35 10.02
10.35 9.69
9.36
9.36
9.69
9.36
9.36
9.03
9.69
9.36
9.03
9.03

Van 7 Van 8 Van 9
13.31
11.67
11.34
10.35
9.69
9.69
9.03
9.03
8.7

13.31
11.34
11.01
10.02
9.69
9.69
8.7
8.7
8.7

13.31
11.34
10.68
10.02
9.36
9.36
8.7
8.7
8.7

 Nhận xét: Ở mỗi thời điểm khác nhau tại các van lấy mẫu kết quả độ đục giảm dần
theo thời gian.Vì nước cần xử lí sau khi đã trộn đều với các chất keo tụ ở bể trộn đi vào
bể lắng theo phương thẳng đứng từ dưới lên, ở đây các hạt cặn và mầm keo tụ va chạm
với nhau thành hạt lớn hơn sau 1 thời gian các hạt lơ lửng trong nước kết dính với nhau
thành đám mây cặn lơ lửng. Nước vẫn tiếp tục đi vào qua lớp cặn lơ lửng,các hạt cặn bé


bị giữ lại trong lớp này và kết quả càng về sau tốc độ lắng càng tốt nên độ đục giảm dần
theo thời gian.
1.4.3.Tính toán SS
Phương trình quy đổi độ đục thành SS có dạng:Y = aX + b
Y: SS (mg/L);
X: Độ đục (NTU);
a,b: hằng số;
Vẽ đồ thị của hàm số trên với kết quả độ đục và SS đo ở van 5 để xác định hằng số a,b
của phương trình:
Thời gian
1
(phút)
Độ đục
13.31
(NTU)
SS (mg/L)
34
Ta có biểu đồ:

10

20

12

12

26

24

30
10.6
8
12

40

60

80

100

120

10.35

10.35

9.36

9.36

9.03

12

11

8

6

3

Hình 1.2.Biểu đồ thể hiện mối tương quan giữa độ đục và SS
Phương trình quy đổi độ đục thành SS: Y = 7.1104X – 61.081
Theo phương trình trên ta có bảng kết quả SS

Thời gian
( phút )
0
10
20
30
40
60
80
100
120

Van 1
33.56
31.28
28.94
24.24
21.9
19.55
17.2
14.86
12.51

Van 2
33.56
28.94
28.94
21.9
19.55
19.55
14.86
12.51
10.17

Van 3
33.56
26.59
26.59
19.55
17.2
17.2
12.51

7.82
7.82

Van 4
33.56
26.59
24.24
17.2
14.86
14.86
7.82
5.47
5.47

SS (mg/L)
Van 5
33.56
24.24
24.24
14.86
12.51
12.51
5.47
5.47
3.13

Van 6
33.56
24.24
21.9

14.86
12.51
10.17
5.47
3.13
3.13

Van 7
33.56
21.9
19.55
12.51
7.82
7.82
3.13
3.13
0.78

Van 8
33.56
19.55
17.2
10.17
7.82
7.82
0.78
0.78
0.78

Van 9

33.56
19.55
14.86
10.17
5.47
5.47
0.78
0.78
0.78


1.4.4.Nhận xét quá trình lắng
Vẽ đường cong p – s
Bảng1.1. Số liệu đường cong p – s.
H = 0.2m
t ( s)
0
600
1200
1800
2400
3600
4800
6000
7200
t ( s)
0
600
1200
1800

2400
3600
4800
6000
7200

SS
(mg/L)
33.56
31.28
28.94
24.24
21.9
19.55
17.2
14.86
12.51
SS
(mg/L)
33.56
26.59
24.24
17.2
14.86
14.86
7.82
5.47
5.47

p (%)

1
0.93
0.86
0.72
0.65
0.58
0.51
0.44
0.37
H = 0.8m
p (%)
1
0.79
0.72
0.51
0.44
0.44
0.23
0.16
0.16

H = 0.4m
s × 10-4
(m/s)
3.33
1.67
1.11
0.83
0.56
0.42

0.33
0.28

SS
(mg/L)
33.56
28.94
28.94
21.9
19.55
19.55
14.86
12.51
10.17

s × 10-4
(m/s)
0
13.33
6.67
4.44
3.33
2.22
1.67
1.33
1.11

SS
(mg/L)
33.56

24.24
24.24
14.86
12.51
12.51
5.47
5.47
3.13

H = 1.45m
t ( s)
0
600
1200
1800
2400
3600
4800
6000
7200

SS
(mg/L)
33.56
21.9
19.55
12.51
7.82
7.82
3.13

3.13
0.78

p (%)
1
0.65
0.58
0.37
0.23
0.23
0.09
0.09
0.02

p (%)
1
0.86
0.86
0.65
0.58
0.58
0.44
0.37
0.3
H = 1m
p (%)
1
0.72
0.72
0.44

0.37
0.37
0.16
0.19
0.12

H = 0.6m
s × 10-4
(m/s)
6.67
3.33
2.22
1.67
1.11
0.83
0.67
0.56

SS
(mg/L)
33.56
26.59
26.59
19.55
17.2
17.2
12.51
7.82
7.82

s × 10-4
(m/s)
0
16.67
8.33
5.56
4.17
2.78
2.08
1.67
1.39

SS
(mg/L)
33.56
24.24
24.24
14.86
12.51
12.51
5.47
5.47
3.13

H = 1.65m
s × 10-4
(m/s)
0
24.17
12.08

8.06
6.04
4.03
3.02
2.42
2.01

SS
(mg/L)
33.56
19.55
17.2
10.17
7.82
7.82
0.78
0.78
0.78

p (%)
1
0.58
0.51
0.3
0.23
0.23
0.02
0.02
0.02

p (%)
1
0.79
0.79
0.58
0.51
0.51
0.37
0.23
0.23
H = 1.25m
p (%)
1
0.72
0.72
0.44
0.37
0.37
0.16
0.16
0.09

s × 10-4
(m/s)
0
10
5
3.33
2.5
1.67

1.25
1
0.83
s × 10-4
(m/s)
0
20.83
10.42
6.94
5.21
3.47
2.6
2.08
1.74

H = 1.85m
s × 10-4
(m/s)
0
27.5
13.75
9.17
6.88
4.58
3.44
2.75
2.29

SS
(mg/L)

33.56
19.55
14.86
10.17
5.47
5.47
0.78
0.78
0.78

p (%)
1
0.58
0.44
0.3
0.16
0.16
0.02
0.02
0.02

s × 10-4
(m/s)
0
30.83
15.42
10.28
7.71
5.14
3.85

3.08
2.26


Từ đó ta có biểu đồ:
Hình 1.3.Sự phân bố tần suất tích lũy của vận tốc lắng (đường cong p – s)
 Nhận xét: Từ đồ thị trên cho thấy đây là quá trình lắng tạo bông vì các đường cong p-s
đều không trùng nhau. (Quá trình lắng tạo bông xảy ra khi, trong quá trình lắng, các hạt
dần dần kết hợp với những hạt khác tạo thành những cặn bông lớn hơn và lắng xuống. Do
đó, vận tốc lắng của các hạt tăng dần theo độ sâu lắng).

1.4.5.Vẽ đường cong r – s
Bảng 1.2.Số liệu đường cong r – s.
Độ sâu 0.2m
i

si ×10-4
(m/s)

p

1–p

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

0
1

2
3
4
5
6
7
8

0
0.28
0.33
0.42
0.56
0.83
1.11
1.67
3.33

0
0.37
0.44
0.51
0.58
0.65
0.72
0.86
0.93

1
0.63

0.56
0.49
0.42
0.35
0.28
0.14
0.07

0
0.37
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.14
0.07

0
0.14
0.31
0.38
0.49
0.7
0.97
1.39
2.5

Diện
tích

(×10-4)
0
0.0518
0.0217
0.0266
0.0343
0.049
0.0679
0.1946
0.175

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.0518
0.0735
0.1001
0.1344
0.1834
0.2513
0.4459
0.6209

r
1
0.815
0.6258
0.5533
0.4813

0.409
0.3412
0.2565
0.1226

Thời
gian
(phút)
120
100
80
60
40
30
20
10

Độ sâu 0.4m
i

si ×10-4
(m/s)

p

1–p

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)

×10-4

0
1
2
3
4
5
6

0
0.56
0.67
0.83
1.11
1.67
2.22

0
0.3
0.37
0.44
0.58
0.58
0.65

1
0.7
0.63
0.56

0.42
0.42
0.35

0
0.3
0.07
0.07
0.14
0
0.07

0
0.28
0.62
0.75
0.97
1.39
1.95

Diện
tích
(×10-4)
0
0.08
0.04
0.05
0.14
0
0.14

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.08
0.12
0.17
0.31
0.31
0.45

r
1
0.85
0.69
0.62
0.54
0.42
0.41

Thời
gian
(phút)
120
100
80
60
40
30

7
8

3.33
6.67

0.86
0.86

0.14
0.14

0.21
0

2.78
5

0.58
0

1.03
1.03

0.32
0.14

20

10

Độ sâu 0.6m
i

si ×10-4
(m/s)

p

1–p

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

Diện tích
(×10-4)

0

0

0

1

0

0

0

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0

1

0.83

0.23

0.77

0.23

0.42

0.0966

0.0966

2

1

0.23

0.77

0

0.92

0

0.0966

3

1.25

0.37

0.63

0.14

1.13

0.1582

0.2548

4

1.67

0.51

0.49

0.14

1.46

0.2044

0.4592

5

2.5

0.51

0.49

0

2.09

0

0.4592

6

3.33

0.58

0.42

0.07

2.92

0.2044

0.6636

7

5

0.79

0.21

0.21

4.17

0.8757

1.5393

8

10

0.79

0.21

0

7.5

0

1.5393

si ×10-4
(m/s)

1–p

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

Diện tích

p

0
1.11
1.33
1.67
2.22
3.33
4.44
6.67

0
0.16
0.16
0.23
0.44
0.44
0.51
0.72

0
0.16
0
0.07
0.21
0
0.07
0.21

0
0.56

1.22
1.5
1.95
2.78
3.89
5.56

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.09
0.09
0.2
0.61
0.61
0.88
2.05

r
1
0.886
4
0.77
0.756
6
0.612
4
0.49
0.481

4
0.385
1
0.21

Thời
gian
(phút)
120
100
80
60
40
30
20
10

Độ sâu 0.8m
i
0
1
2
3
4
5
6
7

1
0.84

0.84
0.77
0.56
0.56
0.49
0.28

(×10-4)
0
0.09
0
0.11
0.41
0
0.27
1.17

r
1
0.9211
0.84
0.8359
0.7447
0.56
0.5508
0.4554

Thời
gian
(phút)

120
100
80
60
40
30
20


8

13.33

0.79

0.21

0.07

10

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

0.7

2.75

0.2625

10

r

Thời
gian
(phút)

Độ sâu 1m
i
0
1
2
3
4
5
6
7
8

si ×10-4
(m/s)

p

0
1.39
1.67

2.08
2.78
4.17
5.56
8.33
16.67

0
0.09
0.16
0.16
0.37
0.37
0.44
0.72
0.72

1
0.91
0.84
0.84
0.63
0.63
0.56
0.28
0.28

0
0.09
0.07

0
0.21
0
0.07
0.28
0

0
0.7
1.53
1.88
2.43
3.48
4.87
6.95
12.5

si ×10-4
(m/s)

p

1–p

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

0

1.74
2.08
2.6
3.47
5.21
6.94
10.42
20.83

0
0.09
0.09
0.16
0.3
0.37
0.44
0.65
0.72

0
0.09
0
0.07
0.14
0.07
0.07
0.21
0.07

0

0.87
1.91
2.34
3.04
4.34
6.08
8.68
15.63

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

0
0.02
0.07
0
0.14
0
0.14

0
1.01
2.22
2.72
3.53
5.04
7.05

1–p

Diện tích
(×10-4)
0
0.063
0.1071
0
0.5103
0
0.3409
1.946
0

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.063
0.1701
0.1701
0.6804
0.6804
1.0213
2.9673
2.9673

1
0.9553
0.9041

0.84
0.8136
0.63
0.6213
0.5136
0.28

120
100
80
60
40
30
20
10

Độ sâu 1.25m
i
0
1
2
3
4
5
6
7
8

0
0.91

0.91
0.84
0.7
0.63
0.56
0.35
0.28

Diện tích
(×10-4)
0
0.0783
0
0.1638
0.4256
0.3038
0.4256
1.8228
1.0941

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.0783
0.0783
0.2421
0.6677
0.9715
1.3971

3.2199
4.314

r
1
0.955
0.91
0.903
0.8227
0.6883
0.6213
0.5249
0.3325

Thời
gian
(phút)
120
100
80
60
40
30
20
10

Độ sâu 1.45m
i
0
1

2
3
4
5
6

si ×10-4
(m/s)

p

0
2.01
2.42
3.02
4.03
6.04
8.06

0
0.02
0.09
0.09
0.23
0.23
0.37

1–p
1
0.98

0.91
0.91
0.77
0.77
0.63

Diện tích
(×10-4)
0
0.0202
0.1554
0
0.4942
0
0.987

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.0202
0.1756
0.1756
0.6698
0.6698
1.6568

r
1
0.99

0.9742
0.91
0.8926
0.77
0.7525

Thời
gian
(phút)
120
100
80
60
40
30


7
8

12.08
24.17

0.58
0.65

0.42
0.35

0.21

0.07

10.07
18.13

si ×10-4
(m/s)

p

1–p

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

0
2.29
2.75
3.44
4.58
6.88
9.17
13.75
27.5

0
0.02
0.02

0.02
0.23
0.23
0.3
0.51
0.58

1
0.98
0.98
0.98
0.77
0.77
0.7
0.49
0.42

0
0.02
0
0
0.21
0
0.07
0.21
0.07

0
1.15
2.52

3.1
4.01
5.73
8.03
11.46
20.63

si ×10-4
(m/s)

p

1–p

Pi − Pi-1

1/2(si + si-1)
×10-4

0
2.57
3.08
3.85
5.14
7.71
10.28
15.42
30.83

0

0.02
0.02
0.02
0.16
0.16
0.3
0.44
0.58

0
0.02
0
0
0.14
0
0.14
0.14
0.14

0
1.29
2.83
3.47
4.5
6.43
9
12.85
23.13

2.1147

1.2691

3.7715
5.0406

Diện tích

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.023
0.023
0.023
0.8651
0.8651
1.4272
3.8338
5.2779

0.5951
0.4025

20
10

r

Thời
gian

(phút)

Độ sâu 1.65m
i
0
1
2
3
4
5
6
7
8

(×10-4)
0
0.023
0
0
0.8421
0
0.5621
2.4066
1.4441

1
0.99
0.98
0.98
0.9539

0.77
0.7613
0.665
0.4725

120
100
80
60
40
30
20
10

Độ sâu 1.85m
i
0
1
2
3
4
5
6
7
8

1
0.98
0.98
0.98

0.84
0.84
0.7
0.56
0.42

Diện tích
(×10-4)
0
0.0258
0
0
0.63
0
1.26
1.799
3.2382

Diện tích
tích lũy
(×10-4)
0
0.0258
0.0258
0.0258
0.6558
0.6558
1.9158
3.7148
6.953

r
1
0.99
0.98
0.98
0.9626
0.84
0.8226
0.6767
0.525

Thời
gian
(phút)
120
100
80
60
40
30
20
10

Hình 1.4. Tỷ lệ khử các hạt có đường cong p – s như trình bày trong hình 1.3
 Nhận xét: Tỷ lệ khử cao nhất là 99% ở độ sâu 1.45m ÷ 1.85m với thời gian lưu nước là
120 phút.
1.4.6.Chọn thông số thiêt kế
Chọn thông số thiết kế thích hợp và kích thước bể lắng cần thiết kế để xử lý mẫu
nước đã thí nghiệm với công suất 200 m3/h.

Cách 1:
Dựa vào tỉ lệ khử ta thấy, rmax= 0.99 ở H =1.45 ÷ 1.85 m với t = 120 phút = 2 giờ.


=> θ = 2h = t0
Nếu lưu lượng cần xử lý là Q = 200(m3/h) và thời gian lưu nước là t0, ta có thể tích bể là:
V = Q.t0 = 200 (m3/h) × 2 (h) = 400 (m3)
Ta thiết kế cột trụ với chiều cao h = 9m với chiều sâu vùng lắng là H = 3m ( theo
TCXDVN51: chiều sâu tính toán của vùng lắng H lấy 2.7m – 3,8m; đường kính d lấy 4m
– 9m).
V = × h => d = = = 7.5m
=> Bể lắng trụ đứng được thiết kế như sau:
d = 7.5m
h = 9m
H = 3m
θ = 2h
V = 400m3
Cách 2:
Số liệu của mô hình trong phòng thí nghiệm: h = 2m
d = 0.3m
Với Q = 200m3/h, ta có:
V = × h = = 0.14m3
θ = = = 7×10-4 h = 2.52 s
Vậy thông số của mô hình trong phòng thí nghiệm với Q = 200m3/h là:
d = 0.3m
h = 2m
V = 0.14m3
θ = 2.52s
=>Thời gian lắng quá ngắn nên xáo trộn sẽ rất lớn => quá trình lắng không thể xảy ra
 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm và đề xuất khắc phục

 Nhận xét thí nghiệm
− Lần đầu thực hành mô hình thực tế nên chưa đủ kinh nghiệm nên dễ dẫn đến sai sót làm
cho sai số thí nghiệm khá nhiều.
− Máy đo độ đục (spectrophotometric) chưa chuẩn xác làm ảnh hưởng đến kết quả thí
nghiệm (do sử dụng cuvet dự phòng).


− Việc lọc ít mẫu (100ml) có thể làm sai số SS .
− Khi tính toán, việc làm tròn số cũng dẫn đến sai số.
− Bình hút ẩm được mở ra liên tục làm cho mẫu giấy chưa hút ẩm chưa đủ thời gian.
 Các yếu tố ảnh hưởng
− Do sự chênh lệch khối lượng riêng của hạt và khối lượng riêng của nước (ρ s – ρw ) nhỏ
làm giảm vận tốc lắng làm cản trở quá trình lắng.
− Việc xáo trộn mạnh làm mức độ chảy rối cao làm cho hiệu quả lắng giảm.
− Việc lấy mẫu không đều về thể tích khiến các hạt lắng bị xáo trộn làm hiệu quả lắng
giảm.
− Trong mô hình cột lắng tĩnh thì không có dòng chảy từ trên xuống để thúc đẩy sự hình
thành các bông cặn nên hiệu quả lắng thấp hơn khi có dòng chảy đi xuống.
− Quá trình lắng bị ảnh hưởng bởi mặt bích có giữ lại một phần cặn lơ lửng dẫn đến sai
số thí nghiệm.
− Có thể do hạt nhẹ mà độ sâu lớp nước lớn nên có thể cần nhiều thời gian để lắng.
 Các biện pháp khắc phục
− Cần lắp ống tuần hoàn ngập dưới mực nước.
− Tăng nồng độ cặn trong mẫu khi tiến hành thí nghiệm.
− Kiểm soát tốc độ dòng chảy thông qua hệ số Re.
− Khi lấy mẫu cần tiến hành cùng lúc, cùng thể tích và mở van từ từ.
− Nên lấy mẫu lọc SS cho đến khi không lọc được nữa.
− Thao tác đo độ đục cần tiến hành nhanh chóng để tránh sai số.
− Thao tác chuẩn bị và xử lí số liệu giấy lọc cần tiến hành đồng nhất.

BÀI 2


THÍ NGHIỆM JARTEST
2.1. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
Để xác định những điều kiện tối ưu cho quá trình hình thành bông cặn có khả năng lắng
tốt, cần tiến hành thí nghiệm khảo sát những yếu tố thích hợp đối với quá trình keo tụ bao
gồm :
− Đặc tính nước cần xử lý;
− pH;
− Loại chất keo tụ và liều lượng chất keo tụ tối ưu;
− Tốc độ khuấy trộn tối ưu;
− Thời gian phản ứng tối ưu.
Các thông số trên có thể xác định một cách hiệu quả bằng thí nghiệm keo tụ tạo bông
trong các beaker, gọi là thí nghiệm Jartest.

Hình 2.1.Máy Jartest
2.2. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ
Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
− Dàn máy Jartest;
− Máy đo pH;
− Máy đo độ đục (Spectrophotometric);
− Buret 25ml;
− Đồng hồ bấm giây;
− Beaker 1000 ml;


− Erlen 100ml;
− Pipet 1ml, 2ml, 5ml, 10ml;
− Ống đong 1000 ml

Hoá chất
− Phèn sắt (FeCl3 1%);
− Chất chỉnh pH NaOH 2N, H2SO4 2N;
− H2SO4 0.02N;
− Phenolphtalein;
− Chỉ thị hỗn hợp;
Mẫu nước
Nước thải do phòng thí nghiệm cung cấp.
2.3. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM:
2.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định pH tối ưu
Chọn pH ở các beaker lần lượt là 4, 6, 8, 10.
Trình tự thí nghiệm:
−
−
−
−

Đo pH và độ đục ban đầu của mẫu nước.
Khuấy đều mẫu nước trong bể chứa;
Đong 100ml mẫu nước vào 4 beaker với cùng thể tích 1000ml;
Điều chỉnh pH ở các beaker bằng dung dịch acid hoặc kiềm để có khoảng pH ở các

beaker lần lượt là pH = 4, 6, 8, 10.
− Đặt 4 beaker đặt vào máy Jartest. Chỉnh máy để khuấy nhanh 100 vòng /phút;
− Cho vào cùng thời gian, 1ml (ít nhất dự kiến) chất keo tụ FeCl3 1%vào 4 beaker;
− Sau một phút khuấy nhanh (tính từ lúc cho phèn vào), điều khiển máy khuấy ở vận tốc 20
−
−
−
−

vòng/phút.
Khuấy chậm liên tục 15 phút, sau đó ngừng khuấy.
Để lắng 30 phút.
Đo lại pH ,độ đục, độ kiềm sau khi lắng.
Kết thúc thí nghiệm 1.

Kết quả thí nghiệm:
Beaker
Thể tích mẫu(ml)
pH đầu

1

2

3
100
7.82

4


Độ kiềm ban đầu (mgCaCO3/L)
pH hiệu chỉnh
Abs đầu
Độ đục ban đầu (NTU)
Abs sau lắng
Liều lượng phèn
FeCl3 1% (ml)

pH sau khi keo tụ
Độ kiềm sau lắng ( mgCaCO3/l )
Độ đục sau lắng (NTU)

30
4.01

6.05

8.04

9.96

0.008

0.004

7.82
26
1.789

9.86
42
1.139

1.45
64
0.006

0.001

1

3.99
1.464

5.64
≈0

Phương trình đường chuẩn độ đục:
Y= 162.5X + 0,489; R2 = 0.983 ; Abs : 0.002 – 0.011
Y = 329.5X – 5.467; R2 = 0.993 ; Abs : 0.021 – 0.21.
Y : độ đục (NTU) ;
X : độ hấp thu đo bằng máy Spectrometric ở bước sóng 450 nm (Abs).
Độ đục của mẫu ban đầu :
Abs = 1.45 > 0.21 => Độ đục của mẫu ban đầu > 64 NTU
Độ đục của mẫu sau lắng :
Beaker 1 : Abs = 0.006 => Y = 162.5 × 0.006 + 0.489 = 1.464 NTU
Beaker 2 : Abs = 0.001 < 0.002 => Độ đục ≈ 0
Beaker 3 : Abs = 0.008 => Y = 162.5 × 0.008 + 0.489 = 1.789 NTU
Beaker 4 : Abs = 0.004 => Y = 162.5 × 0.004 + 0.489 = 1.139 NTU
 Nhận xét
− Ở các beaker pH sau lắng thấp hơn pH trước.
− pH tối ưu =5.64 vì ở pH này các hạt keo và cặn lơ lửng lắng tốt nhất nên độ đục có giá trị
thấp nhất xấp xỉ bằng 0.
Quan sát các mẫu trong quá trình làm thí nghiệm, ta thấy:
− Ở beaker 2 và 4: Bông cặn hình thành to, lắng tốt, mẫu nước trong được phân biệt rõ ràng
với phần cặn lắng.
− Beaker 1, 3: Bông cặn hình thành nhỏ dần, lắng chậm hơn,mẫu nước sau lắng vẫn còn hơi
đục.
 Giải thích

− Vì quá trình keo tụ các ion kim loại tự do kết hợp với các phân tử nước bằng phản ứng
thủy phân giải phóng ion H+ làm giảm pH của nước sau keo tụ.
− Trị số pH của nước quá cao hay thấp đều đủ làm sắt hoà tan, khiến các ion Fe3+ tự do kết
hợp với các phân tử nước theo phương trình phản ứng sau:
Fe(OH)3 + 3H+ ⇌ Fe3+ + 3H2O
Như vậy pH giảm là do lượng H+ sinh ra từ chiều nghịch của phản ứng.
=> Trị số pH là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ, phải xác định pH
trước khi xác định các yếu tố khác.
2.3.2. Thí nghiệm 2: Xác định liều lượng chất keo tụ tối ưu
Chọn lượng phèn (FeCl3 1%) cho vào các beaker lần lượt là 2ml, 4ml, 6ml, 8ml.
Trình tự thí nghiệm:
Để tiết kiệm thời gian và hóa chất, xác định lượng chất chỉnh pH về pH tối ưu với liều
lượng phèn khác nhau vào mỗi beaker bằng cách:
Lấy 1 beaker cho vào 1000ml mẫu nước thải, đo pH ban đầu, cho vào beaker đó:
FeCl3 1%
ban đầu
0
1ml
2ml
4ml
6ml

pH
7.72
5.61
5.68
5.67
5.62

Lượng FeCl3
1% thêm vào
1ml
1ml
2ml
2ml
2ml

pH sau
7.47
5.35
5.24
5.24
5.21

NaOH 2N
(ml)
1 giọt
4 giọt
5 giọt
2 giọt
2 giọt

H2SO4 2N
(ml)
2 giọt
1 giọt
1 giọt
8 giọt

pH tối
ưu
5.61
5.65
5.64
5.62
5.62

Từ bảng trên ta xác định được liều lượng phèn, bazơ và acid tương ứng để hiệu chỉnh
dung dịch trong các beaker với liều lượng phèn khác nhau về pH tối ưu theo bảng sau:
Thể tích
Thể tích NaOH
Thể tích H2SO4
phèn FeCl3
2N hiệu chỉnh
2N hiệu chỉnh
2%(ml)
1
1000
2
5 giọt
3 giọt
2
1000
4
10 giọt
4 giọt
3
1000

6
12 giọt
4 giọt
4
1000
8
14 giọt
12 giọt
Lấy 4 ống nghiệm khác đánh số 1, 2, 3, 4. Cho lần lượt vào đó:

STT(beaker)

− −

Thể tích
mẫu (ml)

Ống 1: 5 giọt NaOH 2N + 3 giọt H2SO4 2N.
Ống 2: 10 giọt NaOH 2N + 4 giọt H2SO4 2N.
Ống 3: 12 giọt NaOH 2N + 4 giọt H2SO4 2N.
Ống 4: 14 giọt NaOH 2N + 12 giọt H2SO4 2N.

FeCl3
1% sau
1ml
2ml
4ml
6ml
8ml

− Đặt 4 beaker vào máy, khuấy khoảng 30s cho mẫu được xáo trộn đều.
− Tiếp theo cho đồng thời lượng phèn và lượng chất chỉnh pH ở các ống nghiệm tương ứng
−
−
−
−

vào 4 beaker. Bắt đầu tính thời gian.
Khuấy nhanh 100 vòng/phút trong vòng 1 phút.
Khuấy chậm 20 vòng/phút trong vòng 15 phút. Tắt máy.
Để lắng 30 phút.
Đo lại pH, độ đục và độ kiềm sau khi lắng.
Kết quả thí nghiệm:
Beaker
Thể tích mẫu(ml)
pH đầu
pH tối ưu
Lượng NaOH dùng nâng pH tối ưu
Lượng H2SO4dùng nâng pH tối ưu
Lượng phèn FeCl3 2% dự kiến
pH sau lắng
Tốc độ khuấy nhanh (vòng/phút)
Thời gian khuấy nhanh
Tốc độ khuấy chậm (vòng/phút)
Thời gian khuấy chậm
Abs sau lắng
Độ kiềm sau lắng (mgCaCO3/l )
Độ đục(NTU)

1

2

3

4

1000
7.72
5.65
5 giọt

5.64
10 giọt

5,62
12 giọt

5,62
14 giọt

3 giọt
2
5.55

4 giọt
4
5.55

4 giọt
6
5.58

12 giọt
8
5.64

0,002
0.841

100
1 phút
20
15 phút
0,004
0,002
1.139
0.841

0,001
≈0

Phương trình đường chuẩn độ đục:
Y= 162.5X + 0,489; R2 = 0.983 ; Abs : 0.002 – 0.021
Y : độ đục (NTU) ;
X : độ hấp thu đo bằng máy Spectro ở bước sóng 450 nm (Abs).
Độ đục của mẫu sau lắng :
Beaker 1 : Abs = 0.002=> Y = 162.5 × 0.002 + 0.489 = 0.841 NTU
Beaker 2 : Abs = 0.004 => Y = 162.5 × 0.004 + 0.489 = 1.139 NTU

Beaker 3 : Abs = 0.002 => Y = 162.5 × 0.002 + 0.489 = 0.841 NTU
Beaker 4 : Abs = 0.001 < 0.002 => Độ đục ≈ 0
 Nhận xét
− Liều lượng chất keo tụ tối ưu = 8ml vì ở lượng chất keo tụ này độ đục có giá trị thấp nhất
xấp xỉ bằng 0.


− Quan sát thấy bông cặn to và mẫu nước trong được phân biệt rõ ràng với phần bùn lắng ở
mẫu 1, 3 và 4. Mẫu 2 lắng chậm hơn 3 mẫu còn lại.
 Giải thích
− Khi cho phèn sắt vào, tinh thể phèn tan trong nước tạo màng hiđroxit lắng xuống kéo theo
các hạt keo và chất rắn lơ lửng trong nước thải tạo thành các cặn lớn hơn và lắng xuống.
− Lượng phèn tối ưu là lượng phèn có thể keo tụ được nhiều hạt keo và chất rắn lơ lửng
nhất.
=> Liều lượng chất keo tụ (FeCl3 1%) ảnh hưởng rất quan trọng tới quá trình keo tụ. Nếu
lượng phèn quá ít các hạt keo chưa được keo tụ nhiều => độ đục trong nước cao. Nếu
lượng phèn nhiều sẽ làm nước sau lắng bị nhiễm Fe3+ => phải xử lý nước sau lắng.
2.3.3. Thí nghiệm 3: Xác định tốc độ khuấy trộn tối ưu
Xác định tốc độ khuấy chậm tối ưu
Chọn tốc độ khuấy chậm lần lượt là 5 vòng, 10 vòng, 20 vòng, 25 vòng.
Trình tự thí nghiệm:
Vì cả dàn máy chỉ có 1 tốc độ khuấy, nên thực hiện lần lượt các beaker với mỗi beaker có
một tốc độ khuấy chậm khác nhau
Beaker 1: tốc độ khuấy chậm 5 vòng/ phút.
−
−
−
−
−
−

−
−
−

Cho 1000(ml) mẫu nước vào 4 beaker;
Lấy 4 ống nghiệm cho vào mỗi ống 8 ml FeCl3 (lượng phèn tối ưu).
Lấy 4 ống nghiệm khác cho vào mỗi ống 14 giọt NaOH 2N + 12 giọt H2SO4 2N.
Đặt 1 beaker vào máy. Mở máy khuấy với tốc 100 vòng/phút.
Cho đồng thời lượng phèn (tối ưu) và lượng chất chỉnh pH các beaker. Tính thời gian.
Sau 1 phút chuyển sang chế độ khuấy chậm
Thay đổi tốc độ khuấy nhanh trong khoảng 5 vòng/phút trong vòng 15 phút. Tắt máy.
Để lắng 30 phút.
Đo lại pH, độ đục và độ kiềm của nước sau khi lắng.
Lần lượt thực hiện tới các beaker 2, 3, 4 với tốc độ khuấy chậm lần lượt là 10 vòng, 20
vòng, 25 vòng.
Kết quả thí nghiệm:
STT(beaker)
V mẫu(ml)
Khuấy nhanh(vòng/phút)
Thời gian khuấy chậm
(phút)
Tốc độ khuấy chậm (vòng/

1
1000
100

2
1000
100

3
1000
100

4
1000
100

15

15

15

15

5

10

25

35


phút)
Phèn Al2(SO4)3 2% (ml)
pH tối ưu
Lượng H2SO4 dùng nâng

pH(ml)
Lượng NaOH dùng nâng
pH(ml)
Abs sau lắng
pH sau lắng
Kiềm sau lắng
Độ đục (NTU)

8ml
5.65

5.64

5,62

5,62

0.001
5.62
≈0

0.004
5.73
1.139

12 giọt
14 giọt
0.003
5.53
0.9765

0.002
5.53
0.814

Phương trình đường chuẩn độ đục:
Y= 162.5X + 0,489; R2 = 0.983 ; Abs : 0.002 – 0.021
Y : độ đục (NTU) ;
X : độ hấp thu đo bằng máy Spectro ở bước sóng 450 nm (Abs).
Độ đục của mẫu sau lắng :
Beaker 1 : Abs = 0.003=> Y = 162.5 × 0.003 + 0.489 = 0.9765 NTU
Beaker 2 : Abs = 0.002 => Y = 162.5 × 0.002 + 0.489 = 0.814 NTU
Beaker 3 : Abs = 0.001 < 0.002 => Độ đục ≈ 0
Beaker 4 : Abs = 0.004 => Y = 162.5 × 0.004 + 0.489 = 1.139 NTU
Nhận xét:
− Tốc độ khuấy chậm tối ưu đối với mẫu nước thải đã cho với lượng phèn và pH tối ưu đã
xác định ở các thí nghiệm trên bằng 25 (vòng/phút) vì ở tốc độ khuấy này giá trị độ đục
có giá trị thấp nhất xấp xỉ bằng 0.
− Nếu tốc độ khuấy trộn chậm quá thì các hạt keo ít được tiếp xúc với chất keo tụ để tạo
thành bông cặn có khả năng lắng tốt mà vẫn còn lơ lửng trong nước làm độ đục của nước
sau lắng cao.
− Nếu tốc độ khuấy trộn quá nhanh các hạt keo sau khi tạo thành bông cặn với FeCl3 (chất
keo tụ) bị phá vỡ làm độ đục trong nước sau lắng cao => hiệu quả xử lí kém.
=> Tốc độ khuấy trộn ảnh hưởng quan trọng tới quá trình keo tụ.
2.3.4.Thí nghiệm 4: Thời gian phản ứng tạo bông tối ưu
Chọn thời gian tạo bông là 5 phút, 10 phút, 20 phút, 25 phút.
Trình tự thí nghiệm:
− Cho 1000(ml) mẫu nước vào 4 beaker.
− Đặt 4 beaker vào máy khuấy, chỉnh tốc độ 100 vòng/phút.

− Cho đồng thời lượng phèn tối ưu bằng 8ml vào 4 beaker, và điều chỉnh pH về pH tối ưu
−
−
−
−
−

bằng (cách làm như thí nghiệm 3). Tính thời gian.
Sau 1 phút, chuyển sang tốc độ khuấy chậm 25 vòng/ phút (tốc độ khuấy chậm tối ưu).
Sau 5 phút lấy beaker 1 ra, để lắng 30 phút.
Sau 10 phút (tính từ lúc chuyển sang tốc độ khuấy chậm) lấy beaker 2 ra, để lắng 30 phút.
Sau 20 phút (tính từ lúc chuyển sang tốc độ khuấy chậm) lấy beaker 3 ra, để lắng 30 phút.
Sau 25 phút (tính từ lúc chuyển sang tốc độ khuấy chậm) lấy beaker 4 ra, tắt máy. Để

lắng 30 phút.
− Đo lại pH, độ đục, độ kiềm của nước sau lắng.
Kết quả thí nghiệm:
STT(beaker)
V mẫu(ml)
Khuấy nhanh(vòng/phút)
Thời gian khuấy chậm
(phút).
Abs sau lắng
pH sau lắng
Kiềm sau lắng
Độ đục(NTU)

1

2

3

4

1000
100
5

10

20

25

0.005
5.46
1.3015

0.004
5.29
1.139

0.002
5.67
0.814

0.003
5.53

0.9765

Phương trình đường chuẩn độ đục:
Y= 162.5X + 0,489; R2 = 0.983 ; Abs : 0.002 – 0.021
Y : độ đục (NTU) ;
X : độ hấp thu đo bằng máy Spectro ở bước sóng 450 nm (Abs).
Độ đục của mẫu sau lắng :
Beaker 1 : Abs = 0.005=> Y = 162.5 × 0.005 + 0.489 = 1.3015 NTU
Beaker 2 : Abs = 0.004 => Y = 162.5 × 0.004 + 0.489 = 1.139 NTU
Beaker 3 : Abs = 0.002 => Y = 162.5 × 0.002 + 0.489 = 0.814 NTU
Beaker 4 : Abs = 0.003 => Y = 162.5 × 0.004 + 0.489 = 0.9765 NTU
Ở thí nghiệm 3 : với tốc độ khuấy chậm là 25 vòng/phút và thời gian khuấy chậm là 15
phút có độ đục của nước sau lắng xấp xỉ bằng 0. Vậy thời gian phản ứng tạo bông tối
ưu (thời gian khuấy chậm tối ưu) là 15 phút.
 Nhận xét:
− Qua bảng số liệu trên, ta thấy: thời gian khuấy trộn tối ưu = 15 (phút) vì ở thời gian này
độ đục có giá trị thấp nhất xấp xỉ bằng 0.


− Thời gian khuấy trộn càng lâu (với tốc độ khuấy tối ưu đã xác định) độ đục càng cao vì
các bông cặn bị phá vỡ thành các cặn nhỏ lơ lửng trong nước.
=> Thời gian khuấy trộn cũng là một yếu tố rất quan trọng trong thí nghiệm keo tụ tạo
bông. Thời gian khuấy trộn tối ưu là thời gian đủ để bông cặn hình thành lớn nhất và lắng
tốt nhất.


Bài 3
QUÁ TRÌNH TRUYỀN KHÍ
3.1.NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
Xác định hệ số truyền khí (KLa);

Xác định hệ số truyền khí và tốc độ tiêu thụ oxi của mẫu nước chứa bùn hoạt tính.
3.1.1 Thí nghiệm xác định hệ số truyền khí KLa
Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị
−
−
−
−
−
−

Mô hình chứa nước có gắn cánh khuấy thể tích 10L;
Máy thổi khí;
Chai DO;
Buret;
Xiphong;
Ống đong 100ml.
Chuẩn bị hóa chất

−
−
−
−
−
−
−

Na2SO3: 0.63 g;
CoCl2: 0.063 g;
Dung dịch Na2S2O3 0.025N;
Dung dịch MnSO4;

Dung dịch azide kiềm;
Axit H2SO4 đậm đặc;
Chỉ thị hồ tinh bột;
Trình tự thí nghiệm

− Cho 10L nước máy vào mô hình;
− Cân 0.63g Na2SO3 và 0.063g CoCl2 cho vào mô hình (tráng cốc đựng) để mẫu nước
trong mô hình có nồng độ DO = 0, dùng xiphong rút nước cho vào chai và phân tích DO.
Nồng độ oxy trong nước ở điều kiện phòng thí nghiệm là DO 7 ÷ 8 mg/L. Chọn DO =
8 mg/L tính toán lượng Na2SO3 và CoCl2 cần để mẫu nước trong mô hình có nồng độ DO
= 0.
DO = 8 mg/L => khối lượng oxy trong 10L nước (thể tích nước của mô hình)
= 10 × 8 = 80 mg
2Na2SO3 + O2 2Na2SO4
2 × 126

32


? mg

80mg

=> = = 630mg = 0.63g
CoCl2 làm xúc tác có khối lượng bằng 10% khối lượng Na2SO3
=> = 10% × 0.63 = 0.063g
− Khi cho MnSO4 và azide kiềm vào trong chai xuất hiện kết tủa trắng => DO = 0, tính thời
điểm t = 0.
− Bật máy thổi khí và bắt đầu đo DO theo thời gian, đến khi nồng độ DO bão hòa, tắt máy
thổi khí, kết thúc thí nghiệm.

Kết quả thí nghiệm:
Thời gian
(phút)
Số
đầu
Số
cuố
i
DO (mg/L)

0

0

5

10

15

20

30

40

55

70

3

3

9

6

6

7

15

15

6.8

8.4

15

12.2

12.9

14.2

22.3

22.3

3.8

5.4

6

6.2

6.9

7.2

7.3

7.3

Ta có biểu đồ

Hình 3.1. Biểu đồ biến thiên DO trong nước sạch theo thời gian
 Nhận xét: Nồng độ oxy trong nước càng cao khả năng truyền khí càng giảm.
Xác định hệ số truyền khí KLa
KLa = ln => ln = KLa × t
Đặt y = ln và x = t, ta có phương trình (1) <=> y = ax, với a = KLa.
− Vẽ đồ thị biểu diễn ln theo t, hệ số góc của đường thẳng này chính là KLa.
t (phút) Ct
0
5
10

15
20
30
40
55

0
3.8
5.4
6
6.2
6.9
7.2
7.3

Cs – C0
Cs −Ct (Cs−C0)/(Cs − Ct)
Ln[(Cs – C0)/(Cs − Ct)]
7.3
7.3
1
0
7.3
3.5
2.09
0.74
7.3
1.9
3.84
1.35

7.3
1.3
5.62
1.73
7.3
1.1
6.64
1.89
7.3
0.4
18.25
2.9
7.3
0.1
73
4.29
7.3
0


70

7.3

7.3

0

Ta có biểu đồ sau:

Hình 3.2. Hệ số truyền khí KLa trong nước sạch
Từ đồ thị trên xác định hệ số truyền khí KLa = 0.1045 (phút-1)
3.1.2.Xác định hệ số truyền khí và tốc độ tiêu thụ oxi trong nước chứa bùn hoạt tính
Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm
− Mô hình bùn và nước có máy khuấy thể tích 10L;
− Máy thổi khí;
− Máy đo DO.
Trình tự thí nghiệm
− Cho 10L hỗn hợp bùn và nước vào mô hình;
− Xác định hàm lượng SS của hỗn hợp;
Giai đoạn 1: Xác định tốc độ tiêu thụ oxi để khoáng hóa chất hữu cơ của vi sinh
− Đo DO ban đầu;
− Bật máy khuấy và đo DO theo thời gian đến khi DO không giảm được nữa.
− Kết thúc giai đoạn 1.
Giai đoạn 2: Xác định hệ số truyền khí đối với hỗn hợp bùn và nước.
− Bật máy thổi khí.
− Đo DO theo thời gian đến khi DO bão hòa.
− Tắt máy thổi khí, kết thúc giai đoạn 2.
Giai đoạn 3: Xác định tốc độ tiêu thụ oxi trong quá trình hô hấp nội bào của vi sinh vật.
− Tắt máy thổi khí.
− Duy trì khuấy trộn đến khi DO gần bằng 0.
− Kết thúc thí nghiệm.
Kết quả thí nghiệm
Giai đoạn 1: Xác định tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ
t (phút)
DO (mg/L)

0
2.48

1
1.45

2
0.85

3
0.81

4
0.76

5
0.9

6
0.73

7
0.68

Hình 3.3.Biểu đồ khoáng hóa chất hữu cơ của vi sinh vật trong bùn

8
0.73

9
0.61

10

0.61


Nhận xét: trong giai đoạn khoáng hóa chất hữu cơ vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng
(các chất hữu cơ trong nước thải).
CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ∆H
Tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ giảm khi hàm lượng oxy hòa tan giảm.
Trong giai đoạn này vì chỉ có quá trình khuấy trộn không sục khí nên vi sinh sẽ sử dụng
oxy hòa tan có sẵn trong hỗn hợp bùn cho đến khi hàm lượng oxy không giảm được nữa
(xấp xỉ bằng 0). Ở tại thời điểm t = 5 phút và t = 8 DO tăng là do trong quá trình đo DO,
oxy bên ngoài khuếch tán vào.
Giai đoạn 2: Xác định hệ số truyền khí KLa
Thời
gian
(phút)
DO
(mg/L)

0

1

2

3

4

6

8

10

13

16

19

24

29

34

0.6
1

1.2

2.0
4

2.0
1

2.2
3

2.9
1

3.4
4

3.9

4.6
1

4.8
3

5.1
6

5.8
7

6.4
4

6.4
2

Hình 3.4.Đường cong DO đối với hỗn hợp bùn và nước máy
Nhận xét:
Trong giai đoạn này vì có sục khí và không khuấy nên DO sẽ tăng dần cho đến khi oxy
hoà tan đạt giá trị bão hoà. Nhưng theo đường cong DO ở trên thì giá trị DO tăng không

đều và chậm vì 2 nguyên nhân một là do sự truyền khí trong mẫu nước có chứa bùn xảy
ra chậm hơn so với sự truyền khí vào nước sạch do trở lực sơ cấp khi truyền qua lớp phim
lỏng, hai là lượng oxy hòa tan trong nước một phần tiếp tục được vi sinh vật tiêu thụ.
 So sánh đường cong DO – t trong nước sạch và trong hỗn hợp bùn
Sự khác nhau giữa đường cong DO-t trong trường hợp thí nghiệm với mẫu nước sạch và
mẫu nước có chứa bùn hoạt tính (giai đoạn 2):
− Đối với quá trình truyền khí vào mẫu nước sạch nồng độ oxy hoà tan trong nước tăng
nhanh theo thời gian khi sục khí và đến khi đạt mức bão hoà ở thời điểm t = 55 phút thì
không tăng nữa.
− Đối với quá trình truyền khí vào mẫu bùn (ở giai đoạn 2) thời gian bão hòa nhanh hơn và
nồng độ oxy bão hòa cũng thấp hơn.