NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH CHẤT LƯỢNG VÀ BƯỚC ĐẦU XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở MƯƠNG THOÁT NƯỚC by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN

Đề tài này được hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hóa Phân tích - Khoa

môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

U Y

Hóa học – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và viện Hóa học, viện Công nghệ

Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.GVCC Trần Công Việt,

ẠO

người thầy đã hướng dẫn em hoàn thành tốt bản luận văn này.

Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo

H Ư

trong Bộ môn Hóa Phân tích, khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã dạy dỗ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em thực nghiệm và hoàn thành tốt

TR ẦN

luận văn.

Em xin trân trọng cảm ơn phòng sau đại học, các phòng ban trường Đại

10 00

học Sư phạm Hà Nội, thư viện trường Đại học Sư phạm Hà Nội và Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện cho em hoàn thành

HÀ NỘI, ngày 21 tháng 10 năm 2013. Học viên:

Lê Thị Mai

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

luận văn này.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................... 1

MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1

MỤC LỤC

U Y

2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................. 2

3. Nhiệm vụ nghiên cứu................................................................................ 2

4. Phương pháp nghiên cứu. ....................................................................... 3

ẠO

5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài. ........................................ 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................ 4

1.1. Tổng quan về nước và nước thải ............................................................ 4

H Ư

1.2. Thành phần lí – hóa của nước thải......................................................... 5

TR ẦN

1.2.1. Tính chất vật lý..................................................................................... 5 1.2.2. Tính chất hóa học ................................................................................. 6 1.3. Các thông số đánh giá ô nhiễm và yêu cầu cần thiết phải xử lý nước

10 00

thải ................................................................................................................ 8 1.3.1. Các thông số đánh giá ô nhiễm............................................................. 8

1.3.2 Yêu cầu cần thiết phải xử lý nước thải................................................. 15

1.4. Giới thệu về một số kim loại nặng và phương pháp xử lý kim loại

Í-

nặng trong nước thải. ................................................................................. 16

-L

1.4.1. Giới thiệu về một số kim loại nặng .................................................. 16

ÁN

1.4.1.1. Giới thiệu về nguyên tố Chì (Pb)................................................... 20

1.4.1.2. Giới thiệu về nguyên tố Cadimi (Cd) ............................................ 24

IỄ N

ÀN

1.4.1.3. Giới thiệu về nguyên tố Kẽm (Zn) ................................................ 27 1.4.1.4. Giới thiệu về nguyên tố Đồng (Cu) ............................................... 30 1.4.1.5. Niken .............................................................................................. 33 1.4.2. Phương pháp xử lý kim loại nặng trong môi trường nước............. 35 1.4.2.1. Phương pháp kết tủa ..................................................................... 35 Quá trình kết tủa ........................................................................................ 36

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.4.2.2. Phương pháp sinh học .................................................................. 40

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ........ 49

1.4.2.4. Phương pháp điện hóa ................................................................... 46

1.4.2.3. Phương pháp hấp thụ và trao đổi ion ........................................... 43

U Y

2.1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của đề tài .................................... 49

2.1.1. Mục đích nghiên cứu của đề tài ....................................................... 49

2.1.2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài ...................................................... 50

ẠO

2.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất............................................................... 50

2.2.1. Dụng cụ ............................................................................................. 50

2.2.2. Thiết bị .............................................................................................. 51

H Ư

2.2.3. Hoá chất ............................................................................................ 51 2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 52

TR ẦN

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................ 53 3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu .................................................................. 53

3.2. Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng và chất tan trong nước .......... 56

10 00

3.3. Xác định COD và BOD5 ..................................................................... 59 3.4. Xác định hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước thải. ............ 73

3.4.1. Khảo sát các thông số máy ............................................................... 73

3.4.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa ............................................. 78

-L

Í-

3.4.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo ................................... 80 3.4.4. Xây dựng đường chuẩn (sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ chất

ÁN

phân tích) .................................................................................................... 83

IỄ N

ÀN

3.5. Xử lý các chất hữu cơ trong nước thải ............................................... 88

3.5.1. Xử lý màu và mùi của nước thải. ..................................................... 88

3.5.2. Xử lý các chất hữu cơ trong nước thải ............................................ 89 3.6. Đề xuất phương án xử lý nước thải .................................................... 90 KẾT LUẬN ................................................................................................. 94 Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 5942 - 1995 .................................................. 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 98

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Một số các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng đến cơ

thể sống ....................................................................................................... 18

U Y

Bảng 1.4: pH tại điểm bắt đầu kết tủa của các kim loại................................ 37

Bảng 3.1: Kết quả các đợt lấy mẫu............................................................... 55

Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng (mg/l).................... 58

ẠO

Bảng 3.3: Kết quả xác định hàm lượng chất rắn tan trong nước (mg/l) ........ 59

Bảng 3.4: Kết quả xác định hàm lượng COD và BOD5 trong nước thải ....... 72

Bảng 3.5: Vạch đo đặc trưng của các nguyên tố [10]................................... 74

H Ư

Bảng 3.6: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của chì (2 µ g/ml) vào cường

TR ẦN

độ dòng đèn .................................................................................................. 75 Bảng 3.7: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ của chì vào độ rộng khe đo ................. 76 Bảng 3.8: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của chì (2 µ g/ml) vào chiều

10 00

cao đầu đốt................................................................................................... 77 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của tốc độ dẫn khí axetilen đến độ hấp thụ của chì .... 79

Bảng 3.10: Các điều kiện tối ưu khi đo phổ hấp thụ trên máy Shimadzu 6300

..................................................................................................................... 80

Í-

Bảng 3.11: Kết quả xác định độ hấp thụ của chì (2µg/ml) trong HNO3 ........ 82

-L

Bảng 3.12: Kết quả xác định khoảng tuyến tính của chì ............................... 83

ÁN

Hình 3.1: Đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ chì ............................ 84

IỄ N

ÀN

Bảng 3.13: Khoảng nồng độ tuyến tính để xác định các nguyên tố ............... 85

Bảng 3.14: Kết quả xác định hàm lượng các ion kim loại bằng AES ............ 86 Bảng 3.15: Kết quả xác định hàm lượng các ion kim loại bằng F – AAS ...... 86 Bảng 3.16: Sai số tương đối của kết quả hàm lượng kim loại mẫu thí nghiệm

5 giữa hai phương pháp F – AAS và AES ..................................................... 87 Bảng 3.17: Thời gian khử màu và mùi nước thải bởi vi sinh vật (giây)......... 89 Bảng 3.18: Kết quả xác định BOD5 và COD sau khi xử lý bằng BIO – EM . 89

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Khả năng hòa tan của hyđroxit kim loại theo pH.......................... 38

U Y

Hình 3.1: Đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ chì ............................ 84

Hình 3.2: Xử lý giai đoạn I ........................................................................... 91

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Hình 3.3: Xử lý giai đoạn II ......................................................................... 92

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Tên tiếng Anh

Tên tiếng Việt

AAS

Atomic Absorption Spectroscopy

Phổ hấp thụ nguyên tử

F - AAS

Flame Atomic Absorption Spectroscopy

Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

AES

Atomic Emission Spectroscopy

Phổ phát xạ nguyên tử

Abs

Absorption

Độ hấp thụ

HCL

Hollow Cathode Lamp

Dissolved Oxygen

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxi hóa học

BOD

Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxi sinh hóa

TOC

Total Organic Carbon

Tổng hàm lượng C hữu cơ

Conc

Concentration

Nồng độ

Temp

Temperature

Nhiệt độ

Total Solids

Tổng chất rắn

Suspended Solids

Chất lơ lửng dạng huyền phù

Volatile Suspende Solids

Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi

Dissolved Solids

Chất rắn hòa tan

U Y

ẠO

Đ G N

Oxi hòa tan trong nước

IỄ N

ÀN

Đèn catot rỗng

H Ư

TR ẦN

10 00

A Ó H

ÁN

VSS

-L

Í-

Kí hiệu

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU

U Y

1. Lý do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển đô thị hóa, công nghiệp hóa, nhu cầu về nước ngày càng nhiều.

Nhưng nguy cơ ô nhiễm nguồn nước đang trở thành vấn đề cấp thiết ở nước ta. Nguồn

ẠO

nước thải từ rất nhiều các khu công nghiệp (các nhà may…, nông nghiệp (phân bón hóa học, thuốc trừ sâu…, nguồn nước thải sinh hoat từ các hộ gia đình, các bệnh viện,…chưa

được xử lý, thải ra đưa vào nguồn nước tự nhiên ngày càng lớn, gây ô nhiễm nặng nề đến

H Ư

nước bề mặt và môi trường quanh ta.

Khi nguồn nước bị ô nhiễm, nếu không có sự cảnh báo, ngăn chặn và xử lý sẽ dẫn đến

TR ẦN

nhiều hậu quả nghiêm trọng, chẳng hạn: khi sử dụng nguồn nước đó cho sinh hoạt (ảnh hưởng đến sức khỏe,đời sống), cho nông nghiệp ( giảm năng xuất, gây độc gián tiếp,…),

10 00

và công nghiệp (giảm chất lượng sản phẩm, hỏng thiết bị máy…). Vì vậy, vấn đề kiểm tra, đánh giá và xử lý các nguồn nước là việc làm cần thiết.

Đặc biệt, với con sông Nhuệ: Hiện nay sông đang bị bồi lắng và ô nhiễm rất nặng, nhất

là mùa cạn, do nước thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt từ các quận, huỵên của

Í-

thành phố Hà Nội, làm ảnh hưởng rất nhiều tới,MT sức khỏe con người, đặc biệt là những

-L

người dân sống gần sông. Để giải quyết tình trạng ô nhiễm của sông, rất cần thiết phải xử

ÁN

lý từ đầu nguồn nơi xả nước thải tại các vị trí cống, mương… trước khi đổ ra sông.

và bước đầu xử lý nước thải ở mương thoát nước đường Nguyễn Văn Huyên Nguyễn Khánh Toàn, quận Cầu Giấy, Hà Nội”. Chúng tôi muốn góp một phần nhỏ bé vào việc làm trong sạch môi trường sống quanh ta.

IỄ N

ÀN

Chính vì những lí do trên nên chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu, xác định chất lượng

1 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

TR ẦN

* Đánh giá một số tiêu chí:

H Ư

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Các tiêu chí vật lý: Độ trong, độ đục, mùi…

10 00

- Các tiêu chí hóa học: Độ kiềm, độ axit, hàm lượng các chất có trong nước cống (tổng số các chất hữu cơ, các kim loại nặng…)

- Các tiêu chí sinh học: Các loại động thực vật sống trên mặt nước, trong

Í-

nước và đáy nguồn nước.

-L

* Xử lý các chất hữu cơ tan và lơ lửng.

ÁN

- Xử lý màu, mùi.

IỄ N

ÀN

- Xử lý các ion kim loại đặc biệt là các ion kim loại nặng.

- Xử lý các chất hữu cơ… 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. - Lựa chọn nguồn nước thải tiêu biểu, dễ tiếp cận để tiến hành nghiên cứu.

2 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Nghiên cứu, áp dụng quy trình xác định hàm lượng các chất hữu cơ,

các ion kim loại, có thể dùng để đánh giá nước trước và sau khi xử lý.

4. Phương pháp nghiên cứu.

U Y

- Sử dụng một số phương pháp thích hợp, xác định đánh giá từng đối tượng

và từng chỉ tiêu thích hợp.

- Đo pH, COD, BOD5

ẠO

- Áp dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử F – AAS, phương pháp phổ

phát xạ nguyên tử AES.

H Ư

- Sử dụng các phương pháp và công cụ bổ trợ để xử lý các kết quả thu được.

TR ẦN

5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài. - Vận dụng một cách tổng hợp các phương pháp để giải quyết nhiệm vụ đặt ra, góp phần giải quyết những vấn đề một cách thực tế, xử lý môi trường nước

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

theo quy trình một cách hợp lý nhất.

3 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về nước và nước thải

U Y

Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng cho tất cả các sinh vật trên

trái đất. Nếu không có nước thì chắc chắn không có sự sống xuất hiện, thiếu nước thì cả nền văn minh hiện nay cũng không tồn tại được. Từ xa xưa, con

ẠO

người đã biết đến vai trò quan trọng của nước. Các nhà khoa học cổ đại đã xem

nước là thành phần cơ bản của vật chất, trong quá trình phát triển của xã hội loài

người thì các nền văn minh lớn của nhân loại thường xuất hiện và phát triển trên

H Ư

lưu vực của các con sông lớn như: nền văn minh Lưỡng Hà ở Tây Á nằm ở lưu

TR ẦN

vực hai con sông lớn là Tigre và Euphrate (thuộc Irak hiện nay); nền văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nil; nền văn minh sông Hằng ở Ấn Độ; nền văn minh

10 00

Hoàng Hà ở Trung Quốc; nền văn minh sông Hồng ở Việt Nam. Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng

đất ô nhiễm. Phụ thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải được chia thành

nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp [4, 24].

Í-

- Nước thải sinh hoạt: là nước nhà tắm, giặt, hồ bơi, nhà ăn, nhà vệ sinh,

-L

nước rửa sàn nhà... Chúng chứa khoảng 58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng.

ÁN

Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơ

IỄ N

ÀN

(như cacbonhydrat, protein, mỡ); chất dinh dưỡng (photphat, nitơ); vi trùng; chất rắn và mùi. - Nước thải công nghiệp: Những cơ sở công nghiệp như nhà máy chế biến

thực phẩm, xưởng thuộc da, xưởng giấy và các lò mổ đều thải ra những lượng chất hữu cơ rất lớn. Quá trình phân hủy các chất này sẽ làm giảm lượng oxi trong nước. Những chất thải vô cơ có thể bị oxi hóa cũng tiêu thụ oxi nước thải

4 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

của nhà máy, hầm mỏ thường có tính axit. Nước thải của nhiều cơ sở công

khi có nồng độ cao xuất hiện khi khai thác và chế biến các nguyên liệu hữu cơ và

nghiệp chứa cả những ion kim loại đa số các ion này đều là những chất độc hại

U Y

vô cơ. Trong các quá trình công nghệ các nguồn nước thải là:

a. Nước hình thành do phản ứng hóa học (chúng bị ô nhiễm bởi các chất xúc

tác và các sản phẩm phản ứng).

ẠO

b. Nước ở dạng ẩm tự do và liên kết trong nguyên liệu và chất ban đầu, nước

TR ẦN

e. Nước chiết, nước hấp thụ.

H Ư

d. Dung dịch nước cái.

f. Nước làm nguội.

G N

c. Nước rửa nguyên liệu, sản phẩm, thiết bị.

tách ra trong qua trình chế biến.

10 00

g. Các nước khác như: nước bơm chân không, từ thiết bị ngưng tụ hòa trộn, hệ thống thu hồi tro ướt, nước rửa bao bì, nhà xưởng, máy móc...

1.2. Thành phần lí – hóa của nước thải

Í-

Nước thải chứa rất nhiều loại hợp chất khác nhau, với số lượng và nồng độ

-L

cũng thay đổi rất khác nhau. Có thể phân loại tính chất nước thải như sau:

ÁN

1.2.1. Tính chất vật lý

IỄ N

ÀN

Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: màu

sắc, mùi, nhiệt độ và lưu lượng (dòng chảy). - Màu: nước thải mới có màu hơi nâu sáng, tuy nhiên nhìn chung màu

nước thải thường là màu xám có vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ bị thay đổi đáng kể nếu như nó bị nhiễm khuẩn, khi đó nước thải sẽ có màu đen tối [4]

5 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Mùi: mùi có trong nước thải sinh hoạt là do có khí sinh ra từ quá trình

trong nước thải. Nước thải sinh hoạt thông thường có mùi mốc, nhưng nếu nước

phân hủy các hợp chất hữu cơ hay do có một số chất được đưa thêm vào

thải bị nhiễm khuẩn thì nó sẽ chuyển sang mùi trứng thối do sự tạo thành H2S

U Y

trong nước.

- Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nhiệt độ của nguồn

ẠO

nước sạch ban đầu, bởi vì có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia

đình và các máy móc thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, chính những dòng nước

thấm qua đất và lượng nước mưa đổ xuống mới là nhân tố làm thay đổi một

H Ư

cách đáng kể nhiệt độ của nước.

- Lưu lượng: thể tích thực của nước thải cũng được xem là một trong những

TR ẦN

đặc tính vật lý của nước thải, có đơn vị là m3/người.ngày. Hầu hết các thiết bị xử lý được thiết kế để xử lý nước thải có lưu lượng 0,378 - 0,756 m3/người.ngày.

10 00

Vận tốc dòng chảy luôn thay đổi trong ngày [14]. 1.2.2. Tính chất hóa học

Các thông số mô tả tính chất hóa học thường là: số lượng các chất hữu cơ,

Í-

chất vô cơ và chất khí. Để đơn giản hơn, ta có thể xác định tính chất hóa học

-L

của nước thải thông qua các thông số: độ kiềm, BOD, COD, các chất khí hòa

ÁN

tan, các hợp chất Nitơ, Photpho, các chất rắn (hữu cơ, vô cơ, huyền phù và

không tan) và nước.

IỄ N

ÀN

- Độ kiềm: đặc trưng cho khả năng trung hòa axit, thường là độ kiềm

bicarbonate, carbonate và hydroxide. Độ kiềm thực chất là môi trường đệm (để giữ pH trung tính) của nước thải trong suốt quá trình xử lý sinh hóa. - Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD): dùng để xác định lượng chất bị phân hủy sinh hóa trong nước thải, thường được xác định sau 5 ngày ở nhiệt độ 20oC. BOD5 trong nước thải sinh hoạt thường nằm trong khoảng 100 – 300 mg/l.

6 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Nhu cầu oxi hóa học (COD): dùng để xác định lượng chất bị oxi hóa trong

nước thải. COD thường nằm trong khoảng 200 - 500 mg/l. Tuy nhiên, trong

nước thải công nghiệp, nồng độ này có thể gia tăng một cách đáng kể.

U Y

- Các chất khí hòa tan: đây là những khí có thể hòa tan được trong nước thải.

Nước thải công nghiệp thường có nồng độ oxi tương đối thấp.

- pH: đây là cách để nhanh chóng phát hiện tính axit của nước thải. Giá trị

ẠO

pH dao động trong khoảng từ 1 - 14. Để xử lý nước thải một cách có hiệu quả

thì pH chỉ nên nằm trong khoảng 6,5 - 9 (lý tưởng hơn là từ 6,5 - 8).

- Các chất rắn: hầu hết các chất ô nhiễm trong nước thải có thể được xem là

H Ư

các chất rắn. Mục đích của việc xử lý nước thải là nhằm loại bỏ các chất rắn

TR ẦN

hoặc chuyển chúng sang dạng ổn định hơn và dễ xử lý. Các chất rắn có thể được phân loại dựa vào thành phần hóa học của chúng (hữu cơ hay vô cơ),

hoặc bởi các đặc tính vật lý (có thể lắng đọng, nổi trên mặt nước, hay ở dạng

10 00

keo). Nồng độ tổng các chất rắn trong nước thải thường dao động trong khoảng

350 - 1200 mg/l.

+ Các chất rắn hữu cơ: bao gồm C, H, O, N, và có thể được chuyển

-L

Í-

thành CO2 và H2O khi cháy ở nhiệt độ 550oC.

ÁN

+ Các chất rắn vô cơ: thường không bị ảnh hưởng bởi sự cháy.

+ Các chất rắn lơ lửng: loại chất rắn này thường bị giữ lại bởi các bể

IỄ N

ÀN

lọc đệm vật liệu xơ, và có thể được phân loại nhỏ hơn như: tổng các chất rắn lơ lửng (TSS), các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS), và các chất rắn lơ lửng cố định. Ngoài ra chúng còn được phân loại thành 3 phần dựa vào khả năng lắng đọng: các chất rắn có khả năng lắng đọng, các chất rắn nổi trên mặt ở dạng keo. Tổng hàm lượng các chất rắn lơ lửng trong nước thải thường từ 100 - 350 mg/l.

7 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Các chất rắn tan: loại chất rắn này sẽ đi qua được các bể lọc đệm vật liệu

(TDS), các chất rắn tan dễ bay hơi và các chất rắn tan cố định. Tổng hàm

xơ và cũng được phân loại thành: tổng hàm lượng các chất rắn tan được

U Y

lượng các chất rắn tan được nằm trong khoảng 250 - 850 mg/l.

- Nước: luôn là thành phần cấu tạo chính của nước thải. Trong một số trường

hợp, nước có thể chiếm đến từ 99,5% - 99,9% trong nước thải (thậm chí ngay

ẠO

cả trong nước thải ô nhiễm nặng nhất thì hàm lượng các chất bẩn cũng chỉ

chiếm 0,5%; còn đối với nguồn nước thải được xem là sạch nhất thì nồng độ này

là 0,1%) [13].

H Ư

1.3. Các thông số đánh giá ô nhiễm và yêu cầu cần thiết phải xử lý

TR ẦN

nước thải 1.3.1. Các thông số đánh giá ô nhiễm

Đánh giá chất lượng nước cũng như mức độ ô nhiễm nước cần dựa vào một số

10 00

thông số cơ bản, so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hóa học và sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho các mục đích khác nhau. Các thông

số cơ bản để đánh giá chất lượng nước là: độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất

rắn, các chất lơ lửng, các kim loại nặng, oxi hòa tan… và đặc biệt là 2 chỉ số

-L

Í-

BOD, COD. Ngoài các chỉ số hóa học trên phải quan tâm đến các chỉ tiêu sinh

ÁN

học, đặc biệt là E.coli.

* Các chỉ tiêu dùng để đánh giá định tính độ nhiễm bẩn vật lý:

IỄ N

ÀN

- pH: độ pH tự nó không gây ô nhiễm nhưng đóng vai trò là thông số đặc

trưng rất quan trọng cho biết mức độ nhiễm bẩn và xác định sự cần thiết phải điều chỉnh trước khi xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi các quá trình hòa tan hoặc keo tụ, làm tăng, giảm vận tốc của các phản ứng hóa sinh xảy ra trong nước. - Nhiệt độ: phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời tiết và bản chất của nước thải.

8 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Mùi: dấu hiệu của mùi rất quan trọng trong việc đánh giá và chấp nhận hệ

cơ từ cống rãnh khu dân cư, xí nghiệp chế biến thực phẩm, nước thải công

thống nước thải của xí nghiệp. Nước có mùi là do các nguyên nhân: chất hữu

nghiệp hóa chất, chế biến dầu mỡ, các sản phẩm phân huỷ cây cỏ, rong tảo,

U Y

động vật. Mặc dù tương đối vô hại (nếu với hàm lượng nhỏ), nhưng mùi có thể

gây cảm giác khó chịu, buồn nôn. Thông thường mùi có được là mùi tổng hợp

ẠO

của nhiều loại mùi khác nhau. Khi độ nhiễm bẩn chất hữu cơ không quá lớn,

quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra chủ yếu mạnh mẽ (khi nước có đầy đủ oxi)

thì nồng độ mùi thường thấp. Ngược lại, khi trong nước không có oxi, các chất

H Ư

hữu cơ trung gian được tạo ra do quá trình phân hủy kỵ khí như các axit chưa no dễ bay hơi, các bazơ Nitơ, CH4, H2S, Mecaptan, Indol, Scatol… nên mùi

TR ẦN

được tạo ra rất mạnh, nồng độ chất mùi lớn và gây cảm giác khó chịu. - Màu: nước tự nhiên sạch thường không màu. Nước tự nhiên có thể có màu

10 00

vì các lý do: Các chất hữu cơ trong cây cỏ bị phân rã, nước có sắt và mangan dạng keo hoặc dạng hòa tan, nước có chất thải công nghiệp (crom, tannin,

lingin...). Nếu nước có màu là dấu hiệu nước đã bị ô nhiễm. Màu của nước

được phân thành 2 dạng: màu thực do các chất hòa tan hoặc dạng hạt keo, và

-L

Í-

màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên. Màu không chỉ

ÁN

làm giảm giá trị cảm quan của nước, nó còn cho biết mức độ ô nhiễm, thậm chí

còn cho biết mức độ độc hại của nước. Độ màu càng lớn thì mức độ ô nhiễm

IỄ N

ÀN

càng cao. - Độ đục: độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng khả năng quang hợp của các vi sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm thẩm mỹ và giảm chất lượng của nước sử dụng. Độ đục càng cao thì độ nhiễm bẩn càng lớn.

9 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

* Chỉ tiêu đánh giá định lượng trạng thái chất bẩn tan, không tan: Hàm

- Tổng chất rắn (TS): được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau

lượng chất rắn (TS, SS, VSS, DS).

U Y

khi cho bay hơi 1 lit mẫu nước trên bếp cách thủy ở 103oC cho đến khi trọng

lượng không đổi. Đơn vị tính bằng mg/l (hoặc g/l).

- Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS): hàm lượng các chất rắn huyền

ẠO

phù là trọng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh, khi lọc 1l

mẫu nước qua phễu lọc Gooch rồi sấy khô ở 103 - 105oC tới khi trọng lượng

không đổi. Đơn vị tính bằng mg/l (hoặc g/l).

H Ư

- Chất rắn hòa tan (DS): là hiệu số tổng chất rắn huyền phù: DS = TS - SS.

TR ẦN

Đơn vị tính bằng mg/l (hoặc g/l).

- Chất rắn bay hơi (VSS): hàm lượng chất rắn bay hơi là lượng mất đi khi

nung lượng chất rắn huyền phù ở 550oC trong khoảng thời gian xác định.

10 00

Đơn vị tính bằng mg/l (hoặc % của SS hoặc TS).

* Các chỉ tiêu đánh giá định lượng độ nhiễm bẩn hữu cơ:

- BOD là lượng oxi (thể hiện bằng g hoặc mg O2 theo đơn vị thể tích) do

Í-

vi sinh vật tiêu thụ để oxi hóa sinh học các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều

-L

kiện chuẩn về nhiệt độ và thời gian. Như vậy, BOD phản ánh được lượng chất

ÁN

hữu cơ dễ bị phân huỷ có trong nước mẫu. Thông số BOD có tầm quan trọng

IỄ N

ÀN

thực tế vì đó là cơ sở để thiết kế và vận hành hệ thống xử lí nước thải; BOD còn là thông số cơ bản để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước, giá trị của

BOD càng lớn nghĩa là mức độ ô nhiễm hữu cơ càng cao. Theo quy định của Bộ Y Tế, nước được dùng trong sinh hoạt có giá trị BOD5 < 4 mg/l. Tiêu chuẩn nước thuỷ sản của FAO quy định giá trị BOD < 10 mg/l cho các loại cá họ cyprinid. Vì giá trị của BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ổn nhiệt nên việc xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện tiêu chuẩn, thí dụ ở nhiệt

10 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

độ 200C trong thời gian ổn nhiệt 5 ngày (BOD5) hoặc có thể ở nhiệt độ trong

thời gian ổn nhiệt 3 ngày (BOD3).

- COD là lượng chất oxi hóa (thể hiện bằng g hoặc mg O2 theo đơn vị thể tích)

U Y

cần để oxi hóa chất hữu cơ. Chỉ số này được dùng rộng rãi để biểu thị hàm

lượng chất hữu cơ trong nước thải và nước tự nhiên. Hiện nay, tác nhân oxi

hóa mạnh như kalidicromat (K2Cr2O7) thường được dùng để xác định COD, vì

ẠO

chất này có thể oxi hóa đến 95 - 100% chất hữu cơ.

- TOC (Tổng hàm lượng cacbon hữu cơ): là tỉ lệ giữa khối lượng cacbon so

với khối lượng hợp chất. Như vậy trị số TOC được tính dựa theo công thức của

H Ư

hợp chất, đơn vị thể hiện là gam hoặc miligam cacbon theo thể tích.

TR ẦN

- Oxi hòa tan DO: Oxi hòa tan trong nước rất cần cho các sinh vật hiếu khí. Mức oxi hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh,

10 00

hóa học và vật lý của nước. Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho các quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm

trọng.

Í-

- Các hợp chất phenol: Phenol và các chất dẫn xuất phenol có trong nước

-L

thải công nghiệp. Các hợp chất phenol làm cho nước có mùi, đồng thời gây tác

ÁN

hại cho hệ sinh thái và sức khỏe dân chúng. Giá trị LD 50 của pentaclorophenol

là 27 mg/kg đối với chuột. Một số phenol có khả năng gây ung thư. Theo quy

IỄ N

ÀN

định của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) hàm lượng 2,4-triclophenol và pentaclophenol trong nước uống không quá 1 mg/l. Tiêu chuẩn nước thuỷ sản

của FAO quy định nồng độ các phenol < 5 mg/l đối với các loại cá họ salmonid và cyprinid. * Các chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm dinh dưỡng và mức độ phú dưỡng hoá thuỷ vực: là các chất dinh dưỡng (N, P). Trong nước thải, N tồn tại ở các

11 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

dạng Nitơ hữu cơ (N - HC), Nitơ amoniac (N - NH3), Nitơ Nitrit (N - NO2-),

ở các dạng orthophotphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4) hay polyphotphat và

Nitơ nitrat (N - NO3-), N tổng số và N tự do. P thường tồn tại trong nước thải

phosphat hữu cơ.

U Y

- Amoni (NH4+): trong nước bề mặt tự nhiên vùng không ô nhiễm có lượng

vết amoni (dưới 0,05 ppm). Nồng độ amoni trong nước ngầm cao hơn nhiều.

ẠO

Lượng amoni trong nước thải từ khu dân cư và nước thải các nhà máy hóa

chất, chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10 -100 mg/l. Theo quy định về

nước bề mặt của Hà Lan, lượng ammoni trên 5 mg/l được xem là ô nhiễm nặng.

H Ư

Tiêu chuẩn nước thuỷ sản của FAO yêu cầu nồng độ ammoni < 0,2 mg/l đối với loại cá salmonid và 0,8 mg/l đối với loại cá cyprinid.

TR ẦN

- Nitrat (NO3-): là sản phẩm cuối cùng của sự phân huỷ các chất chứa Nitơ có trong chất thải của người và động vật. Trong nước tự nhiên nồng độ nitrat

10 00

thường dưới 5 mg/l. Nước sông MêKông thường có nitrat 0,5 mg/l. Ở vùng ô nhiễm do chất thải, phân bón, nồng độ nitrat cao trên 10 mg/l là môi trường dinh

dưỡng tốt cho sự phát triển rong, tảo gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh

hoạt và thuỷ sản. Trẻ con uống nước nhiều nitrat (NO3-) có thể ảnh hưởng đến

Í-

máu (chứng methaemoglobinaemia). Theo quy định của WHO nitrat trong nước

ÁN

-L

uống không quá 10 mg/l.

- Photphat: cũng như nitrat, photphat là chất dinh dưỡng cho sự phát triển

IỄ N

ÀN

rong tảo. Nồng độ photphat trong nguồn nước không ô nhiễm thường < 0,01 mg/l. Giá trị này ở sông Mêkông thường < 0,05 mg/l nhưng ở các kênh rạch

bị ô nhiễm nước thải sinh hoạt và công nghiệp nồng độ photphat có thể lên tới trên 5 mg/l. Photphat là chất có nhiều trong phân người, sản xuất lân, thực phẩm. Photphat không thuộc loại hóa chất độc hại đối với con người. Theo quy định của Hà Lan, photphat trong nước uống tối đa là 6 mg/l. WHO không quy

12 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

định đối với hóa chất này. Có 3 trạng thái tồn tại của photphat:

- Sunfat (SO42-): Các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt nước biển và nước phèn có

orthophotphat, (PO43-) meta hoặc poliphotphat và photphat có liên kết hữu cơ.

U Y

nồng độ sunfat cao. Nước sông Mêkông ở vùng không nhiễm mặn có nồng độ

sunfat nhỏ hơn 50 mg/l. Nước ở vùng có mỏ thạch cao, quặng chứa lưu huỳnh,

nước mưa axit và nước thải công nghiệp có nhiều sunfat. Nước có nồng độ

ẠO

sunfat cao sẽ gây sét rỉ đường ống và các công trình bêtông. Ở nồng độ cao

sunfat còn tác hại đến cây trồng. Quy định nước thuỷ lợi của Mỹ hạn chế nồng

độ chất này dưới 1000 mg/l.

H Ư

- Clorua (Cl-): là một trong các ion quan trọng trong nước và nước thải. Vị mặn của nước là do ion Cl- tạo ra. Nước có Cl- với lượng 250 mg/l có thể gây

TR ẦN

cảm giác mặn. Nếu cation là Ca2+, Mg2+ thì ở nồng độ cao đến 1000 mg/l cũng không cho vị mặn.

10 00

Nồng độ cho phép Cl- trong nước uống theo quy định của WHO là 250 mg/l, theo quy định của cộng đồng kinh tế Châu Âu là 25 mg/l. Nước mặn với

nồng độ Cl-, Na+ và Bo cao có khả năng gây tác hại đến cây trồng. Tiêu chuẩn

của FAO đối với thuỷ lợi cho thấy nếu nồng độ Cl- dưới 4 mg/l (142 mg/l) thì

-L

Í-

cây trồng không bị ảnh hưởng xấu, nồng độ Cl- trên 10 meg/l (355 mg/l) gây tác

ÁN

hại nặng đến cây trồng.

IỄ N

ÀN

* Chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm của các đối tượng nước thải khác nhau:

- Dầu, mỡ bám vào thành ống nước thải, làm giảm công suất đường

ống. Chúng thường nổi lên trên bề mặt nguồn nước, làm ảnh hưởng tới quá trình oxi hóa nước. Kim loại nặng: phần lớn các kim loại nặng có trong nước bị ô nhiễm và thường tồn tại dưới dạng ion. Các kim loại nặng gây độc hại đến người và động vật.

13 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Chì (Pb): Là kim loại nặng có độc tính đối với não và có thể gây chết người

nước sông hồ có lượng vết chì (độ 1 – 50 mg/l), nước biển không ô nhiễm có

nếu bị nhiễm độc nặng. Chì có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể. Trong

U Y

nồng độ chì 0,03 mg/l.

- Thuỷ ngân (Hg): Thuỷ ngân vô cơ, hữu cơ đều cực độc đối với con người

và thuỷ sinh. Nồng độ cho phép của WHO đối với thuỷ ngân trong nước uống

ẠO

là 0,1 mg/l. Tiêu chuẩn nước nuôi cá của một số quốc gia chỉ cho phép nồng độ

thuỷ ngân dưới 0,5 mg/l. Hàm lượng thủy ngân trong cá tươi từ 0,5 – 1 mg/l là

không an toàn đối với con người.

H Ư

- Asen (As): Là chất độc cực mạnh có tác dụng tích lũy và gây ung thư. Nước tự nhiên có chứa vết asen với nồng độ khoảng 10 mg/l. Tiêu chuẩn cho

TR ẦN

phép của WHO trong nước sạch là 0,4 – 1 mg/l, nước biển có 1,5 – 1,7 mg/l. Tiêu chuẩn Hà Lan là 5 mg/l. Tiêu chuẩn nước nuôi cá cho phép là nồng độ

10 00

asen dưới 25 mg/l.

Ngoài các kim loại nặng kể trên hàng loạt nguyên tố khác có độc tính rất

cao như cadmi, crom, selen, niken... là các tác nhân gây hại tài nguyên thuỷ

Í-

sinh và sức khỏe con người ngay ở nồng độ thấp.

-L

* Chỉ số sinh vật: Vi sinh vật cũng là một chỉ tiêu để đánh giá nước bị ô

ÁN

nhiễm. Có 3 nhóm vi sinh vật chỉ thị cho nước bị ô nhiễm:

IỄ N

ÀN

- Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia coli (E.coli)

- Nhóm streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis.

- Nhóm clostridia khử sulphit đặc trưng là Clostridium perfringens. Sự có mặt các vi sinh này chỉ ra rằng nước bị ô nhiễm phân, như vậy có ý nghĩa là có thể có vi trùng gây bệnh đường ruột trong nước và ngược lại nếu

14 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

không có các vi sinh chỉ thị phân có ý nghĩa là có thể không có vi trùng gây

Trong 3 nhóm vi sinh vật chỉ thị trên, nhóm coliform thường được phân

bệnh đường ruột.

U Y

tích vì:

ẠO

- Chúng có thể được xác định trong điều kiện thực địa.

nước và có đầy đủ các tiêu chuẩn của loại vi sinh chỉ thị lý tưởng.

- Chúng là nhóm vi sinh quan trọng nhất, trong việc đánh giá vệ sinh nguồn

- Việc xác định coliform dễ dàng hơn xác định các vi sinh chỉ thị khác.

H Ư

Chẳng hạn các quy trình xác định streptococci cần thời gian ổn nhiệt lâu còn việc xác định clostridia cần phải tiến hành ở 80oC là lên men hai lần nên trong

TR ẦN

điều kiện thực địa khó xác định hai loại vi sinh chỉ thị này. Trong nhóm coliform có một số loại có khả năng lên men lactose khi nuôi cấy ở 35oC hoặc

10 00

37oC tạo ra axit, aldehit và khí trong vòng 48 giờ. Có một số loại lại có khả năng lên men lactose ở 44oC hoặc 44,5oC (nhóm coliform chịu nhiệt). Thuộc

loại này có E.Coli.

Í-

1.3.2 Yêu cầu cần thiết phải xử lý nước thải

-L

Do xu thế phát triển của xã hội cùng với quá trình đô thị hóa đang diễn ra, các

ÁN

ngành công nông nghiệp, các nhà máy, Khu công nghiệp, vùng kinh tế ra đời,

IỄ N

ÀN

các đô thị mới được mở rộng… đòi hỏi cần rất nhiều nước sạch. Trên thực tế, thế giới chỉ có khoảng 30 triệu km3 nước ngọt, nguồn dự trữ này không thay đổi

trong khi nhu cầu sử dụng nước luôn tăng, nhu cầu nước hàng năm của thế giới hiện nay vào khoảng 3.500 - 3.900 tỉ m3 nước sạch, và một nửa trong số đó trở thành nước thải, còn một nửa không quay trở lại, 1 m3 nước thải có thể làm “nhiễm bẩn mạnh” 10 m3 nước sạch.

15 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

người và nền kinh tế quốc dân đã trở thành vấn đề thực sự bức thiết. Nhiều

gây ra nạn thiếu nước trầm trọng. Hiện nay, giải quyết nước cho đời sống con

Do đó, nguồn nước đã mất dần khả năng tự làm sạch, nhanh chóng bị kiệt đi,

U Y

quốc gia trên thế giới đã đưa ra những quy định pháp lý nghiêm ngặt về vấn đề

này. Việc sử dụng tổng hợp nguồn nước: sinh hoạt, sản xuất, bảo vệ môi trường…

đang rất được quan tâm. Dựa trên nguồn gốc và đặc tính nước thải của một số

ẠO

ngành nghề sản xuất, có thể nhận thấy hầu hết giá trị các thông số ô nhiễm vượt

rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép, gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng

nước nói chung, và có thể gây tác hại cho sức khỏe con người khi sử dụng.

H Ư

Chính vì vậy xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn quy định hiện nay đang là vấn đề

TR ẦN

cấp thiết, không những bảo vệ sức khỏe con người, bảo vệ môi trường sống mà còn đảm bảo thực hiện theo đúng chính sách, quy định ban hành của nhà nước.

10 00

1.4. Giới thệu về một số kim loại nặng và phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước thải.

1.4.1. Giới thiệu về một số kim loại nặng

Í-

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Các

-L

kim loại quan trọng nhất trong việc xử lý nước là Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni, Cr,

ÁN

As... Một vài các kim loại trong số này có thể cần thiết cho cơ thể sống (bao

IỄ N

ÀN

gồm động vật, thực vật, các vi sinh vật) khi chúng ở một hàm lượng nhất định

như Zn, Cu, Fe... Tuy nhiên khi ở một lượng lớn hơn hoặc nhỏ hơn nó sẽ trở nên độc hại. Những nguyên tố như Pb, Cd, Ni không có lợi ích nào cho cơ thể sống. Những kim loại này khi đi vào cơ thể động vật hoặc thực vật ngay cả ở dạng vết cũng có thể gây độc hại.

16 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Trong tự nhiên, kim loại nặng tồn tại trong ba môi trường: môi trường khí,

môi trường nước và môi trường đất.

Trong môi trường khí, kim loại nặng thường tồn tại ở dạng hơi kim

U Y

loại. Các hơi kim loại này phần lớn là rất độc, có thể đi vào cơ thể con người

và động vật khác qua đường hô hấp. Từ đó gây ra nhiều bệnh nguy hiểm cho

con người và động vật.

ẠO

Trong môi trường đất thì các kim loại nặng thường tồn tại ở dưới dạng

kim loại nguyên chất, các khoáng kim loại, hoặc các ion... Kim loại nặng có

trong đất dưới dạng ion thường được cây cỏ, thực vật hấp thụ làm cho các

H Ư

thực vật này nhiễm kim loại nặng… Và nó có thể đi vào cơ thể con người và

TR ẦN

động vật thông qua đường tiêu hóa khi người và động vật tiêu thụ các loại thực vật này.

10 00

Trong môi trường nước thì kim loại nặng tồn tại dưới dạng ion hoặc phức chất...Trong ba môi trường thì môi trường nước là môi trường có khả

năng phát tán kim loại nặng đi xa nhất và rộng nhất. Trong những điều kiện

thích hợp kim loại nặng trong môi trường nước có thể phát tán vào môi

-L

Í-

trường đất hoặc khí. Kim loại nặng trong nước làm ô nhiễm cây trồng khi các

ÁN

cây trồng này được tưới bằng nguồn nước có chứa kim loại nặng hoặc đất

trồng cây bị ô nhiễm bởi nguồn nước có chứa kim loại nặng đi qua nó. Do đó

qua con đường ăn hoặc uống.

IỄ N

ÀN

kim loại nặng trong môi trường nước có thể đi vào cơ thể con người thông

17 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHÂN TỬ

RIÊNG

(g)

(g/cm3)

HƯỞNG ĐẾN HƯỞNG ĐẾN THỰC VẬT

195

21,4

Độc

200,56

13,59

Độc

207

11,34

8,92

8,9

112

ẠO

Độc

Cần thiết

8,9

Độc

Cần thiết

8,65

Độc

7,86

Cần

Cần thiết

H Ư

Độc

TR ẦN B

10 00

Độc Cần thiết

7,2

A Ó H

-L

Độc

7,2

7,14

Cần thiết Độc Cần thiết Độc

Cần thiết Cần thiết Cần thiết

ÁN

Cần thiết

Í-

ĐỘNG VẬT

NẶNG

ẢNH

LOẠI

ẢNH

LƯỢNG

KHỐI

U Y

KHỐI

TÊN KIM

Bảng 1.1: Một số các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng đến cơ thể sống

Hàm lượng các kim loại cần thiết với động – thực vật cũng phải nằm

IỄ N

ÀN

trong giới hạn cho phép, nếu hàm lượng vượt quá giới hạn cũng sẽ trở thành độc hại. Các quá trình sản xuất công nghiệp, quá trình khai khoáng, quá trình tinh chế quặng, kim loại, sản xuất kim loại thành phẩm... là các nguồn chính gây ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước. Thêm vào đó, các hợp chất của kim loại nặng được sử dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp khác như quá trình tạo màu và nhuộm, ở các sản phẩm của thuộc da, cao su, dệt,

18 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

giấy, luyện kim, mạ điện và nhiều nghành khác... cũng là nguồn đáng kể gây

U Y

trình tiếp xúc lâu dài với Cu, Zn, hoặc Pb của đường ống hoặc bể chứa.

thải sinh hoạt thường có chứa trong nó một lượng kim loại nhất định bởi quá

ô nhiễm kim loại nặng. Khác biệt so với nước thải ngành công nghiệp, nước

Sự tồn tại của kim loại nặng ở trong nước thải sinh hoạt do các tác nhân

trong các mỹ phẩm dùng để trang điểm, rửa mặt... Một vài hóa chất được sử

ẠO

dụng trong nông nghiệp cũng làm gia tăng ô nhiễm kim loại nặng như: Cu

được thêm vào thức ăn cho lợn và được bài tiết ra một lượng lớn bởi các loài

động vật. Kim loại nặng được phân loại nói chung là chất độc hại hoặc rất độc

H Ư

hại đối với các động vật sống dưới nước hoặc rất nhiều các loài thực vật, mặc dù ngay cả khi với mỗi loài hoặc một nhóm loài có liên quan gần gũi với

TR ẦN

nhau thì chúng đều có độ nhạy cảm với ảnh hưởng của kim loại là khác nhau. Chỉ một phần nhỏ các tác động của kim loại nặng, đối với các thực vật nhỏ

thủy sinh được biết đến. Tuy nhiên các loại tảo, các loài động vật nhỏ không

10 00

có xương sống, được nghiên cứu rộng rãi. Nói chung trong môi trường nước

thì kim loại nặng có thể được liệt kê sẵp xếp theo thứ tự giảm độc hại như

sau: Hg, Cd, Cu, Ni, Pb, Cr, Co… Tuy nhiên, sự sắp xếp này chỉ là tương đối

Í-

và các vị trí của các nguyên tố này trong chuỗi sẽ rất khác nhau với từng loài,

-L

từng điều kiện và đặc điểm môi trường. Phân chia theo sự khác biệt về đặc

ÁN

tính của độ nhạy cảm với các kim loại, độc tính của các kim loại rất đa dạng

với các điều kiện môi trường chính bởi vì ảnh hưởng của điều kiện môi

IỄ N

ÀN

trường khác nhau lên các đặc tính của từng kim loại. Nghiên cứu ảnh hưởng,

hậu quả của kim loại nặng trong nước tới sinh thái thường gặp những cản trở, bởi thực tế là các tạp chất ô nhiễm khác luôn luôn có mặt, do đó khó có thể xác định được mức độ ô nhiễm, hay hậu quả của các kim loại có trong nước thải gây nên với môi trường sinh thái.

19 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

hoặc hữu cơ. Có một vài bằng chứng cho thấy rằng khi trong nước thải có

chứa các hợp chất hữu cơ thì độc tính của kim loại đối với các động thực vật

Trong môi trường thì các kim loại nặng tồn tại trong các hợp chất vô cơ

U Y

sống giảm đi. Tuy nhiên cũng có khi sự tồn tại một số các hợp chất hữu cơ mà

sự có mặt của nó cùng với các kim loại nặng lại làm tăng thêm độc tính của

kim loại nặng đó. Ví dụ như metyl thủy ngân.

ẠO

Đối với con người một số các kim loại khi tồn tại một hàm lượng nhất định

trong cơ thể con người sẽ có ích, tuy nhiên khi nồng độ của các kim loại này

lớn hoặc thấp hơn mức cho phép thì nó sẽ là chất độc gây rối loạn trong cơ

H Ư

thể con người và tạo ra các bệnh nguy hiểm như rối loạn cơ quan thần kinh,

TR ẦN

phá hủy gan, thận hoặc gây ra các bệnh ung thư... 1.4.1.1. Giới thiệu về nguyên tố Chì (Pb)

10 00

Chì (Pb) thuộc phân nhóm chính nhóm IV, chu kỳ 6 trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Chì có số thứ tự: Z = 82

Í-

Khối lượng nguyên tử: 207,2

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Cấu tạo electron

: [Xe]4f145d106s26p2

Nhiệt độ nóng chảy : 327,46oC Nhiệt độ sôi

: 1737oC

Khối lượng riêng

: 11,34 g/cm3

Độ âm điện

: 2,33

Trữ lượng trong thiên nhiên của chì là 1.10-4 % tổng số nguyên tử của vỏ trái đất, tức là nguyên tố ít phổ biến. Chì là kim loại màu xám thẫm, rất mềm.

20 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ở điều kiện thường chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxít màu xám xanh bao bọc

Chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohidric loãng và axit

trên mặt bảo vệ chì không tiếp tục bị oxi hoá nữa. Pb tan được trong các axit.

sunfuric dưới 80% vì bị bao bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) nhưng

U Y

với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó chì có thể tan vì muối khó tan của

lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan:

ẠO

PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2

TR ẦN

Nguồn phát sinh

H Ư

axit axetic và các axit hữu cơ khác [12].

Pb dễ dàng tác dụng với axit HNO3 ở bất kỳ nồng độ nào, có thể tan trong

* Nguồn gốc tự nhiên :

10 00

Hàm lượng chì trong vỏ trái đất 10 - 20 mg/kg. Trong nước ngầm và nước mặt nồng độ của chì không vượt quá 10 µg/l.

Trong không khí lượng chì đưa vào khí quyển khoảng: 330.000

Í-

tấn/năm, trong đó 80-90% bắt nguồn từ chất phụ gia akyl chì.

-L

* Nguồn nhân tạo :

ÁN

Lượng chì tiêu thụ trên thế giới ngày một tăng do vậy lượng chì thải ra môi

IỄ N

ÀN

trường ngày càng lớn. Các nguồn thải ra chì chính là: + Khai thác quặng có chứa chì như: mỏ chì sunfit (PbS), chì cacbonat

(PbCO3) và chì sunfat(PbSO4)... + Tinh luyện Chì + Sản xuất pin, acquy có sử dụng điện cực chì + Xử dụng xăng có pha chì

21 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Quá trình luyện thép

+ Sản xuất chất màu

+ Thuốc trừ sâu có sử dụng Pb

U Y

+ Và một số các quá trình khác

Độc tính

ẠO

Các tác động của chì lên quá trình sinh hóa, đặc biệt lên quá trình tổng hợp heme cả ở người lớn và trẻ em. Khi nồng độ chì trong máu cao người ta

thấy:

H Ư

+ Tăng tỷ lệ protoporphyrin tự do ở hồng cầu

TR ẦN

+ Tăng đào thải coproporhyrin và axit δ - aminolevulinic (δ - ALA) trong nước tiểu. Do vậy δ - ALA không được tích luỹ trong cơ thể.

+ Do thiếu heme để tổng hợp hemoglobin nên gây bệnh thiếu máu khi

10 00

nồng độ chì lên tới 1,92 µmol/l (40µg/l)

+ Chì ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ sinh sản và máu của con người và

động vật. Chì được tích luỹ trong xương, dạ dày và máu.

-L

Í-

+ Trẻ em dễ bị ngộ độc chì hơn người lớn vì cơ thể của trẻ em hấp thụ

ÁN

chì dễ dàng hơn và ít có khả năng đào thải chúng .

* Dấu hiệu và triệu chứng:

IỄ N

ÀN

+ Sau một vài tháng tiếp xúc với chì ở nồng độ thấp: kém thông minh, mất

trí, da tái do thiếu máu, chán ăn, đau đầu, nôn, đau bụng, mệt mỏi, có vị kim loại trong miệng. + Với nồng độ cao có thể bị nôn dữ dội, đau khớp, cổ tay, bàn chân rã rời, co giật, đau bụng.

22 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tiêu chuẩn cho phép của Pb trong nước

Người ta xác định khi nồng độ trong máu dưới 25µg/dl thì giảm chỉ số

thông minh (IQ). Nhưng cho đến nay những nghiên cứu chưa có đủ số liệu để

U Y

xác định chính xác giá trị ngưỡng độc của chì. Giá trị ngưỡng dao động trong

khoảng 10 - 15 µg/dl. Nếu nồng độ chì trong máu lớn hơn 30 µg/dl thì xuất

hiện sự suy giảm tốc độ dẫn truyền ngoại biên của người. Nếu lớn hơn 40

ẠO

µg/dl có thể dẫn đến rối loạn chức năng vận động và chức năng của hệ thần

kinh thưc vật.

Nồng độ cho phép tối đa của chì trong nước uống của tổ chức WHO là 0,05

H Ư

mg/l. Tiêu chuẩn cho phép của chì trong nước sinh hoạt của Việt Nam là 0,05

TR ẦN

mg/l.

Chì được dùng để làm tấm điện cực trong ăcquy, dây cáp điện, đầu đạn và

các ống dẫn trong công nghiệp hoá học. Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia

10 00

Rơnghen nên được dùng làm những tấm bảo vệ khi làm việc với những tia đó. Tường của phòng thí nghiệm phóng xạ được lót bằng gạch chì, mỗi viên gạch

đó thường nặng hơn 10 kg. Chì và các hợp chất của chì đều rất độc, nên khi

Í-

tiếp xúc cần phải cẩn thận.

-L

Tác dụng sinh hóa của chì là do chì gây ức chế một số enzim quan trọng

ÁN

của quá trình tổng hợp máu dẫn đến không tạo được hồng cầu, phá hủy quá

trình tổng hợp Hemoglobin và các sắc tố khác cần thiết trong máu như

IỄ N

ÀN

cytochromes. Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxi để oxi hoá glucozo tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó, làm cho cơ thể mệt mỏi. Ở nồng độ cao hơn 0,8 ppm có thể gây thiểu năng (do thiếu Hemoglobin). Hàm lượng chì trong máu khoảng 0,5 – 0,8 ppm gây ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não.

23 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xương là nơi tàng trữ tích tụ chì trong cơ thể, ở đó, chì tương tác với

photphat trong xương rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể và thể hiện độc

tính cuả nó.

U Y

Các chất chống tính độc của chì là các chất có khả năng tạo phức tan với

chì. Ví dụ: Dung dịch phức chelat của canxi có thể dùng để giải chì vì phức

chelat của chì bền hơn phức chelat của canxi, nên Pb2+ sẽ thế chỗ Ca2+ trong

ẠO

phức chelat. Kết quả là phức chelat chì được tạo thành tan và đào thải ra

ngoài qua nước tiểu. Các hóa chất được dùng để giải độc chì là EDTA: 2,3

H Ư

1.4.1.2. Giới thiệu về nguyên tố Cadimi (Cd)

dimerrcapt; propanol; penicillamin...

TR ẦN

Cadimium (Cd) là nguyên tố hoá học thuộc nhóm IIB, chu kỳ 5 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học, số thứ tự 48, nguyên tử khối 112,41. Cd có cấu hình lớp vỏ 18 + 2e là cấu hình tương đối bền. Do năng

10 00

lượng ion hoá thứ 3 rất cao làm cho năng lượng sonvat hoá hay năng lượng tạo thành mạng lưới tinh thể không đủ để làm bền được cho trạng thái oxi hoá

+3. Trạng thái oxi hoá cao nhất của Cd chỉ là +2.

Chì có số thứ tự

: Z = 48

Cấu hình electron

: [Kr]4d105s2

Bán kính nguyên tử (A0): 1,56 Năng lượng ion hóa (eV): I1= 8,99

ÀN

ÁN

-L

Í-

Đặc điểm của nguyên tố Cd.

I2 = 16,90 Thế điện cực chuẩn Eo = - 0,402 V

IỄ N

I3 = 37,47

24 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Cd là kim loại nặng, mềm, màu trắng xanh, dễ nóng chảy, khối lượng

điện 13. Trong không khí ẩm chúng dần dần bị bao phủ bởi lớp oxit nên mất

riêng 8,65 g/cm3, tnc = 32 oC, ts = 767 oC, nhiệt thăng hoa 112 kJ/mol, độ dẫn

tính ánh kim và không bị gỉ. Khi đun nóng tác dụng được với oxi và nước tạo

U Y

thành oxit. Dễ tan trong axit HNO3. Là một nguyên tố hiếm, chiếm khoảng

7,6.10-6 % tổng số nguyên tử tương ứng trong vỏ trái đất. Trong thiên nhiên

ẠO

Cd thường tồn tại trong hợp kim cùng với Zn, Cu.

Nguồn gốc phát sinh

* Nguồn gốc tự nhiên :

H Ư

Cd có trong khoáng vật chứa các kim loại khác đặc biệt là kẽm (Zn).

TR ẦN

Cd có trong các nham thạch của núi lửa. * Nguồn gốc nhân tạo :

10 00

Cd cũng giống như các kim loại khác được sử dụng trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người [7].

H Í-

chứa Cd:

Các hoạt động công nghiệp là nguồn chính để phát sinh ra các chất thải có

-L

+ Công nghiệp luyện kim

ÁN

+ Trong quá trình lọc dầu

IỄ N

ÀN

+ Trong công nghiệp khai thác quặng + Trong quá trình đốt cháy than và các chất thải rắn + Trong công nghiệp điện tử + Trong các hoạt động của nghành cơ khí có sử dụng Cd + Trong công nghiệp sản xuất pin, acquy.

25 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Trong công nghiệp mạ

Độc tính

Cd thâm nhập vào cơ thể qua con đường hô hấp và ăn uống.

U Y

Sau khi thâm nhập vào cơ thể Cd tồn tại ở dạng Cd2+ liên kết với các

protein tạo thành metalthionein rồi được giữ lại trong thận khoảng 1% và thải

ra ngoài khoảng 99%. Phần còn lại này được tích luỹ tăng dần theo tuổi, đến

ẠO

một lúc nào đó lượng Cd2+ này đủ lớn có thể thay thế Zn2+ trong các enzim và

gây ra rối loạn trao đổi chất [14].

Ở nồng độ cao Cd gây các bệnh thiếu máu, đau thận và phá hủy tủy xương.

H Ư

Nồng độ ngưỡng của Cd gây tác hại thận là 0,2 mg/l.

TR ẦN

Trong lịch sử thế giới có nhiều vụ ngộ độc cadimi. Nổi tiếng nhất là ngộ độc cadimi ở Nhật, người ta gọi là bệnh itai - itai. Ở con sông Dinxa của

Nhật Bản có mỏ thiếc, qua quá trình khai thác và tuyển nổi quặng đã thải

10 00

cadmi vào dòng sông, do vậy nước con sông bị nhiễm cadimi. Nông dân vùng

này thường lấy nước sông để tưới tiêu trồng trọt lúa và đậu nành. Sau 15 - 30

năm đã có 150 người chết vì ngộ độc cadimi mãn tính kèm theo bệnh teo

Í-

xương ở toàn bộ xương. Và từ đó bệnh nhiễm độc cadimi này đã đi vào lịch

-L

sử nhiễm độc kim loại nặng với cái tên "itai - itai".

ÁN

Tiêu chuẩn cho phép của Cd trong nước

IỄ N

ÀN

Giới hạn độc tính của Cd lên cơ thể người là: PTWI = 0,007 mg/kg trọng

lượng cơ thể người/tuần. Tiêu chuẩn của WHO đối với nồng độ tối đa của nước uống là: 0,005 mg/l Tiêu chuẩn Việt Nam cho phép nồng độ Cadimi trong nước sinh hoạt: 0,005 mg/l.

26 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Cd là một kim loại độc hiện đại. Nó chỉ mới được phát hiện như một

năm trước. Hiện nay Cd là một kim loại rất quan trọng trong nhiều ứng dụng

nguyên tố vào năm 1817 và được sử dụng trong công nghiệp từ khoảng 50

khác nhau, đặc biệt Cd được sử dụng chủ yếu trong mạ điện, vì nó có đặc tính

U Y

không ăn mòn. Ngoài ra Cd còn được sử dụng làm chất màu cho công nghệ

sơn và công nghệ chất dẻo và là catot cho các nguồn pin niken – cadimi, sản

ẠO

phẩm phụ của công nghệ luyện chì và kẽm.

Phần lớn cadimi xâm nhập vào cơ thể con người, được đào thải, còn một ít

(khoảng 0,1%) được giữ lại trong thận. Do Cd liên kết với protein tạo thành

H Ư

metalotionein có ở thận, phần còn lại được giữ trong cơ thể và dần dần được tích lũy cùng với tuổi tác. Khi lượng Cd được tích lũy đủ lớn, nó có thể thế

TR ẦN

chỗ của ion kẽm trong các enzim quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hóa và các

10 00

tủy xương và gây ung thư.

chứng bệnh rối loạn chức năng của thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy

1.4.1.3. Giới thiệu về nguyên tố Kẽm (Zn)

Kẽm là tên gọi của một nguyên tố hóa học trong trong bảng hệ thống tuần

Í-

hoàn có ký hiệu Zn và số hiệu nguyên tử bằng 30.

Chì có số thứ tự

: Z = 30

Cấu hình electron

: [Ar]3d104s2

Bán kính nguyên tử ( A0 ): 1,39 Năng lượng ion hóa (eV): I1= 9,39 I2 = 17,96

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Đặc điểm của nguyên tố Zn.

I3 = 39,70 Thế điện cực chuẩn Eo Zn2+/Zn = 0,763 V

27 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Kẽm là một kim loại màu trắng xanh nhạt, ở nhiệt độ thường nhưng khi nấu

khí nó bị phủ bởi một lớp oxit nên mất tính ánh kim. Kẽm có khối lượng riêng

đến 100 ÷ 150oC nó trở nên mềm, dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài. Trong không

U Y

là 7,13 (g/cm3), nhiệt độ nóng chảy 419oC, nhiệt độ sôi 907oC. Kẽm là một

kim loại hoạt động trung bình có thể kết hợp với ôxi và các á kim khác, có

phản ứng với axít loãng để giải phóng hidrô. Trạng thái ôxi hóa phổ biến của

ẠO

kẽm là +2.

Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái đất. Các loại khoáng chất

H Ư

nặng nhất có xu hướng chứa khoảng 10% sắt và 40 - 50% kẽm. Các loại khoáng chất để tách kẽm chủ yếu là sphalerit, blenđơ, smíthonit, calamine,

TR ẦN

franklinite.

Kẽm trong tự nhiên là hỗn hợp của 4 đồng vị ổn định 64Zn, 66Zn, 67Zn, và

Zn, với đồng vị 64 là phổ biến nhất (48,6% trong tự nhiên). 22 đồng vị

10 00

phóng xạ được viết đến với phổ biến hay ổn định nhất là 65Zn với chu kỳ bán 72

Zn với chu kỳ bán rã 46,5 giờ. Các đồng vị phóng xạ

rã 244,26 ngày, và

Í-

khác có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 14 giờ và phần lớn có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1

-L

giây. Nguyên tố này cũng có 4 trạng thái đồng phân nguyên tử.

ÁN

Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt, nhôm, đồng

IỄ N

ÀN

tính theo lượng sản xuất hàng năm [14]. + Kẽm được sử dụng để mạ kim loại, chẳng hạn như thép để chống ăn rỉ. + Kẽm được sử dụng trong các hợp kim như đồng thanh, niken trắng, các

loại que hàn, bạc Đức v.v… Đồng thanh có ứng dụng rộng rãi nhờ độ cứng và sức kháng gỉ cao.

28 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Kẽm được sử dụng trong dập khuôn, đặc biệt là trong công nghiệp ôtô.

+ Oxit kẽm được sử dụng như chất liệu có màu trắng trong màu nước và

Kẽm dạng cuộn được sử dụng để làm vỏ pin.

U Y

sơn cũng như chất hoạt hóa trong công nghiệp ôtô. Sử dụng trong thuốc mỡ,

nó có khả năng chống cháy nắng cho các khu vực da trần. Sử dụng như lớp

bột mỏng trong các khu vực ẩm ướt của cơ thể (bộ phận sinh dục) của trẻ em

ẠO

để chống hăm.

+ Clorua kẽm được sử dụng làm chất khử mùi và bảo quản gỗ. Sunfua kẽm

H Ư

được sử dụng làm chất lân quang, được sử dụng để phủ lên kim đồng hồ hay

TR ẦN

các đồ vật khác cần phát sáng trong bóng tối.

+ Methyl kẽm (Zn(CH3)2) được sử dụng trong một số phản ứng tổng hợp

chất hữu cơ.

10 00

+ Stearat kẽm được sử dụng làm chất độn trong sản xuất chất dẻo (plastic)

từ dầu mỏ.

+ Các loại nước thơm sản xuất từ calamin, là hỗn hợp của(hydroxy -

-L

Í-

cacbonat kẽm và silicat, được sử dụng để chống bỏng da.

ÁN

+ Trong thực đơn hàng ngày, kẽm có trong thành phần của các loại khoáng

chất và vitamin. Người ta cho rằng kẽm có thuộc tính chống ôxi hóa, do vậy

IỄ N

ÀN

nó được sử dụng như là nguyên tố vi lượng để chống sự chết yểu của da và cơ

trong cơ thể (lão hóa). Trong các biệt dược chứa một lượng lớn kẽm, người ta cho rằng nó có tác dụng làm nhanh lành vết thương. + Gluconat glycin kẽm trong các viên nang hình thoi có tác dụng chống cảm.

29 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.4.1.4. Giới thiệu về nguyên tố Đồng (Cu)

Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn có ký hiệu

Cu, thuộc nhóm IB.

Cấu hình electron

: [Ar] 3d104s1

Bán kính nguyên tử (Ao) : 1,28

Năng lượng ion hóa (eV): I1= 7,72

: Z = 29

ẠO

Đồng có số thứ tự

U Y

Đặc điểm của nguyên tố Cu.

I2 = 20,29 : 63,56

TR ẦN

Khối lượng nguyên tử

H Ư

I3 = 36,20

Khối lượng riêng (g/cm3 ): 8,94 Độ âm điện

: 1,9

10 00

Thế điện cực chuẩn Eo Cu2+/Cu = + 0,34 V Đồng là một kim loại có màu vàng ánh đỏ, có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt

cao (trong số các kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phòng chỉ có bạc có độ dẫn

Í-

điện cao hơn), là kim loại mềm, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi. Đồng có lẽ là kim

-L

loại được con người sử dụng sớm nhất do các đồ đồng có niên đại khoảng

ÁN

năm 8700 trước công nguyên (TCN) đã được tìm thấy. Ngoài việc tìm thấy

đồng trong các loại quặng khác nhau, người ta còn tìm thấy đồng ở dạng kim

IỄ N

ÀN

loại (đồng tự nhiên) ở một nơi. Đồng đã được ghi chép trong các tư liệu của một số nền văn minh cổ đại, và nó có lịch sử sử dụng ít nhất là 10.000 năm. Trong thời của nền văn minh Hy Lạp, kim loại này được biết với tên gọi

chalkos. Trong thời kỳ La Mã, nó được biết với tên aes Cyprium (aes là thuật ngữ Latinh chung để chỉ các hợp kim của đồng như đồng đỏ và các kim loại

30 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

khác và bởi vì nó được khai thác nhiều ở Síp). Từ những yếu tố lịch sử này, tên

Trong Thần thoại Hy Lạp - La Mã cũng như trong thuật giả kim, đồng có

gọi của nó được đơn giản hóa thành Cuprum là tên gọi Latinh của đồng.

U Y

liên quan đến nữ thần Aphrodite (Vệ Nữ) vì vẻ đẹp rực rỡ của nó, việc sử

dụng thời cổ đại của nó trong sản xuất gương, và sự liên hệ của nó với Síp, là

quê hương của nữ thần. Trong thuật giả kim, ký hiệu của đồng cũng là ký hiệu

ẠO

cho sao kim.

Trong tự nhiên, đồng có thể tìm thấy như là đồng tự nhiên hoặc trong dạng

khoáng chất. Các khoáng chất chẳng hạn như cacbonat azurite

H Ư

(2CuCO3Cu(OH)2) và malachite (CuCO3Cu(OH)2) là các nguồn để sản xuất

TR ẦN

đồng, cũng như là cát sunfua như chalcopyrite (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit (Cu2S) và các ôxít như cuprit (Cu2O).

Phần lớn đồng trích xuất được trong các mỏ lộ thiên trong các khoáng sản

10 00

có ít hơn 1% đồng.

Có hai đồng vị ổn định là 63Cu và 65Cu, cùng với một số đồng vị phóng xạ.

Phần chủ yếu của các đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã ở mức độ phút hay

Í-

nhỏ hơn, đồng vị phóng xạ bền nhất, 64Cu có chu kỳ bán rã 12,7 giờ, có hai

-L

cách phân rã, tạo ra hai sản phẩm khác nhau.

ÁN

Đồng là vật liệu dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt

IỄ N

ÀN

tốt, vì vậy nó được sử dụng một cách rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm: + Dây điện.

+ Que hàn đồng. + Tay nắm và các đồ vật khác trong xây dựng nhà cửa. + Đúc tượng + Bộ dẫn sóng cho các bức xạ vi ba.

31 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Việc sử dụng đồng trong các mạch IC đã trở nên phổ biến hơn để thay thế

cho nhôm vì độ dẫn điện cao của nó.

+ Là một thành phần trong tiền kim loại.

U Y

+ Trong đồ nhà bếp, chẳng hạn như chảo rán.

chứa một lượng đồng nhất định.

ẠO

+ Là thành phần của gốm kim loại và thủy tinh màu.

+ Phần lớn các đồ dùng bằng niken trắng dùng ở bàn ăn (dao, nĩa, thìa) có

Nguồn phát sinh

Nguồn thải chính của đồng trong nước thải công nghiệp là nước thải quá

H Ư

trình mạ và nước thải quá trình rửa, ngâm trong bể có chứa đồng. Các bể làm

TR ẦN

bằng đồng và đồng thau thường bị các axit mạnh, trong các quá trình chứa, đựng các dung dịch, oxi hóa làm đồng tan vào trong dung dịch. Còn trong các

quá trình mạ, đồng được sử dụng làm nguyên liệu chính hoặc chỉ là lớp phủ

10 00

cho các kim loại như vàng, bạc...

Đồng trong nước thải thường tồn tại dưới các dạng: các muối Cu2+ như

CuCl2, CuSO4... hoặc tồn tại dưới dạng các muối phức. Ví dụ: như khi đồng

Í-

được kết hợp với kiềm (NaOH) tạo ra Na2[Cu(OH)4] [1, 4, 12].

-L

Độc tính

ÁN

Đồng có độc tính cao đối với hầu hết các thực vật thủy sinh, ở nồng độ thấp

≤ 0,1 mg/l, nó đã gây ra ức chế không cho các loài thực vật này phát triển.

IỄ N

ÀN

Ngoài ra đồng còn có khả năng làm mất muối bởi vậy làm giảm khả năng thẩm thấu của tế bào. Đối với độc tính của đồng lên thực vật thủy sinh thì đồng chỉ đứng sau thủy ngân. Đối với các loài cá nước ngọt thì đồng cũng gần như là kim loại có độc tính nhất chỉ sau thủy ngân. Ngưỡng độc của đồng là LC50 = 0,017 - 1 mg/l, tùy

thuộc vào điều kiện môi trường và từng loài. Đồng ít độc hơn đối với các loài

32 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

cá biển vì khả năng tạo phức cao của đồng đối với các muối có trong nước

biển, các phức này có thể là các phức kết tủa hoặc các phức được tạo ra này ít

nguy hiểm hơn.

Đối với con người thì đồng không quá độc bởi sự kết hợp trung gian của

U Y

đồng giữa các axit mạnh và axit yếu. Cũng không có bằng chứng nào chứng

tỏ đồng là chất gây ung thư cho con người. Tuy nhiên cũng như các kim loại

nặng khác, khi ở nồng độ cao, đồng có thể tích luỹ vào các bộ phận trong cơ

ẠO

thể như gan, thận... và gây tổn thương đối với các cơ quan này.

Các hợp chất của đồng đều độc. Đồng là nguyên tố vi lượng cần thiết và có

vai trò sinh lí trong cơ thể người. Đồng liên kết với protein tạo ra các phức

H Ư

hemocurpein, hepatocurpein… trong máu, gan và nhau thai. Đồng tham gia

TR ẦN

tạo sắc tố hô hấp hemoglobin. Các nghiên cứu cho thấy một số người mắc bệnh về thần kinh như bệnh schizophremia khi Cu có nồng độ cao trong cơ thể. Cơ thể thiếu đồng sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển, đặc biệt đối với trẻ em.

10 00

Mọi hợp chất của đồng đều độc, 30 gam đồng (II) sunfat có khả năng gây chết người. Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống dao động theo từng nguồn

nhưng thường nằm trong khoảng 1,5 – 2 mg/l. Đồng đi vào cơ thể theo con

đường thức ăn, mỗi ngày khoảng 2 – 4 mg.

-L

Í-

1.4.1.5. Niken

Niken có số thứ tự

: Z = 28

Cấu hình electron

: [Ar] 3d84s2

IỄ N

ÀN

ÁN

Đặc điểm của nguyên tố Ni.

Khối lượng nguyên tử: 58,71

Nguồn gốc phát sinh * Nguồn gốc tự nhiên: Trong tự nhiên niken thường phát sinh từ các nguồn như sau:

33 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Từ các nham thạch của núi lửa

+ Từ các muối ở biển

+ Từ các vụ cháy rừng

U Y

* Nguồn gốc nhân tạo:

Nước thải chứa niken chủ yếu có nguồn gốc từ nước thải mạ điện, trong

ẠO

công nghiệp mạ điện niken thường tồn tại chủ yếu dưới dạng muối niken

sunfat, clorua, hay citrat. Ngoài ra, niken còn có trong một số các ngành công

H Ư

+ Công nghiệp luyện kim.

TR ẦN

+ Công nghiệp sản xuất pin, acquy.

nghiệp sau:

+ Công nghiệp dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ.

10 00

Đặc biệt trong các công nghiệp sản xuất các hợp kim có chứa niken, theo thống kê trên thế giới thì có tới 75% niken được sản xuất là từ các sản phẩm

hợp kim như hợp kim thép, hợp kim đồng - niken, niken kim loại và các hợp

Í-

kim khác.

-L

Độc tính

ÁN

Độ hòa tan của các muối niken là khá cao, niken là kim loại có tính năng

IỄ N

ÀN

động cao trong môi trường nước, có khả năng tạo phức bền với các chất hữu cơ tự nhiên và tổng hợp. Nó được tích tụ trong các chất sa lắng, trong cơ thể thực vật bậc cao và một số loại vi sinh. Niken có độc tính cao với cá, nồng độ niken trên 0,03 mg/l gây tác hại cho các cơ thể sống bậc thấp trong nước.

34 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

hóa một số enzym. Hiện nay người ta vẫn chưa quan sát thấy hiện tượng ngộ

tố vi lượng, còn với cơ thể người điều đó chưa rõ ràng. Nó có tác dụng hoạt

Đối với một số gia súc, thực vật, vi sinh vật niken được xem như là nguyên

U Y

độc niken qua đường miệng từ thức ăn và nước uống.

Tiếp xúc lâu dài với niken gây ra hiện tượng viêm da và có thể xuất hiện dị

ứng ở một số người. Ngộ độc niken qua đường hô hấp gây khó chịu và buồn

ẠO

nôn, đau đầu, nếu kéo dài sẽ ảnh hưởng tới phổi, hệ thần kinh trung ương, gan

và thận. Chất hữu cơ niken cacbonyl có độc tính cao và gây ung thư.

H Ư

1.4.2. Phương pháp xử lý kim loại nặng trong môi trường nước

TR ẦN

1.4.2.1. Phương pháp kết tủa

Phương pháp xử lý kim loại nặng bằng phương pháp kết tủa là phương

pháp phổ biến và thông dụng nhất ở Việt Nam hiện nay. Với ưu điểm là rẻ

10 00

tiền, khả năng xử lý nhiều kim loại trong dòng thải cùng một lúc và hiệu quả xử lý kim loại nặng ở mức chấp nhận được thì phương pháp này đang là lựa

chọn số một cho các nhà máy công nghiệp ở Việt Nam.

mMn+ + nAm- → MmAn↓(kết tủa)

ÁN

-L

Í-

Cơ chế của phương pháp

[M]m. [A]n > Tt (mn)

IỄ N

ÀN

Trong đó: Mn+: ion kim loại Am-: tác nhân gây kết tủa Tt : tích số tan.

35 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Trong phương pháp này người ta có thể sử dụng nhiều tác nhân để tạo kết

OH- được sử dụng nhiều nhất vì nó có thể tạo kết tủa dễ dàng với hầu hết các

tủa với kim loại như: CO32-, S2-, SO42-, PO43-, Cl-, OH-... nhưng trong đó S2-,

kim loại, còn các ion PO43-, SO42-, Cl-... chỉ tạo kết tủa với một số các ion kim

U Y

loại nhất định do vậy chúng chỉ được dùng khi dòng thải chứa đơn kim loại

hoặc một vài kim loại nhất định.

ẠO

Đối với mỗi kim loại khác nhau có pH thích hợp để kết tủa khác nhau tùy

thuộc vào khả năng tạo kết tủa của M(OH)n và tùy thuộc vào nồng độ các kim

loại có trong nước thải cần xử lý.

H Ư

Trong nước thải chứa kim loại thường tồn tại dưới dạng ion ở nhiều dạng

TR ẦN

khác nhau có những hợp chất hoặc chất dễ kết tủa nhưng có những chất khó kết tủa hoặc cực độc hại như các hợp chất của Cr6+ ta phải tiến hành xử lý

10 00

Quá trình kết tủa

biến đổi các chất đó về dạng ít độc hơn và dễ kết tủa hơn.

Sau khi đã dùng phương pháp để chuyển các kim loại về dạng dễ xử lý và ít

độc hơn thì ta tiến hành phương pháp kết tủa.

-L

Í-

* Kết tủa dùng OH-:

ÁN

Ở một vùng pH nhất định (pH >7) các kim loại kết hợp với OH- tạo thành

IỄ N

ÀN

các hyđroxit kim loại kết tủa: Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓ Cd2+ + 2OH- → Cd(OH)2↓ Ni2+ + 2OH- → Ni (OH)2↓ Cr3+ + 3OH- → Cr (OH)3↓

36 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Fe3+ + 3OH- → Fe (OH)3↓

Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2↓

Bảng 1.4: pH tại điểm bắt đầu kết tủa của các kim loại

U Y

Nguyên tắc để tạo kết tủa là [Mn+].[OH-]n > Tt M(OH)n

Ion

Fe (+3)

2,0

Cd (+2)

Cu (+2)

5,3

Co (+2)

Cr (+3)

5,3

Zn (+2)

7,0

Fe (+2)

5,5

Mg (+2)

7,3

Pb (+2)

6,0

Mn (+2)

8,5

Ag (+)

ẠO

H Ư TR ẦN

10 00 6,7

6,7 6,9

Ni (+2)

Ion

Í-

pH trong quá trình phải đảm bảo để quá trình có thể tạo kết tủa dễ dàng,

-L

thuận lợi. Để tạo pH > 7 ta có thể dùng các chất có tính kiềm như NaOH,

ÁN

KOH, Ca(OH)2.... Để cho kinh tế, người ta thường sử dụng Ca(OH)2 vì chất

này vừa rẻ, dễ kiếm lại cho hiệu quả tốt. Tuy nhiên phương pháp này thường

IỄ N

ÀN

không hiệu quả đối với các kim loại kết tủa khác nhau lớn, đặc biệt là đối với

các kim loại có khả năng tạo phức khi ở pH lớn. Đây là một trong những nhược điểm lớn nhất của phương pháp kết tủa dùng OHBảng trên chỉ nêu mức pH tối thiểu có thể để kết tủa các kim loại nặng. Ở mức pH này độ kết tủa của các kim loại không phải là cực đại.

37 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

*Kết tủa Sunfua:

Cd2+ + S 2- → CdS ↓

Ni2+ + S 2- → NiS ↓

U Y

Zn2+ + S 2 → ZnS ↓

Cu2+ + S 2- → CuS ↓

Pb2+ + S 2- → PbS ↓

ẠO

2Ag+ + S 2- → Ag2S ↓

H Ư

Fe2+ + S 2- → FeS ↓

TR ẦN

Tương tự như kết tủa dung OH- để tạo kết tủa thì [Mn+]2.[S2-]n > Tt MS n nếu n chia hết cho 2.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Còn nếu n không chia hết cho 2 thì [Mn+]2.[S]n >Tt M 2 S n

Hình 1.1: Khả năng hòa tan của hyđroxit kim loại theo pH

38 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

11. Khi pH tăng quá khoảng này thì độ kết tủa giảm do các kim loại này có

thể tạo phức khi ở mức pH cao, tức là nồng độ kiềm cao (phức này có thể là

Nhìn trên đồ thị trên ta thấy các kim loại thường kết tủa cực đại ở pH = 9 -

U Y

ẠO

Zn(OH)2 + 2OH- → [Zn(OH)4]2Cu(OH)2 + 2OH- → [Cu(OH)4]2-

phức của ion kim loại với một chất khác không phải chỉ với OH-)

Ưu - nhược điểm của phương pháp:

* Ưu điểm:

H Ư

+ Đơn giản, dễ sử dụng

TR ẦN

+ Rẻ tiền, nguyên vật liệu dễ kiếm

+ Chất lượng nước sau xử lý đáp ứng được chất lượng BTCVN

10 00

5495 - 1995

+ Xử lý được cùng lúc nhiều kim loại

Í-

+ Xử lý được nước thải đối với các nhà máy có quy mô lớn

-L

* Nhược điểm:

IỄ N

ÀN

ÁN

+ Với nồng độ kim loại cao thì phương pháp này xử lý không triệt để. + Tạo ra bùn thải kim loại + Tốn kinh phí như vận chuyển, chôn lấp khi đưa bùn thải đi xử lý

+ Khi sử dụng tác nhân tạo kết tủa là OH- thì khó điều chỉnh pH đối với nước thải có chứa kim loại nặng lưỡng tính Zn.

39 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.4.2.2. Phương pháp sinh học

a. Phương pháp hấp thu sinh học

Phương pháp hấp thu sinh học là phương pháp sử dụng các loài sinh vật

U Y

trong tự nhiên hoặc các loại vật chất có nguồn gốc sinh học có khả năng giữ

lại trên bề mặt hoặc thu nhận bên trong các tế bào của chúng các kim loại

ẠO

nặng khi đưa chúng vào môi trường nước thải có chứa kim loại nặng.

b. Phương pháp chuyển hóa sinh học

Phương pháp này có khó khăn lớn là hầu hết các chủng vi sinh vật và

H Ư

enzym được phát hiện là có khả năng chuyển hóa kim loại nặng thì ít khi

TR ẦN

được công bố, do vậy việc áp dụng của phương pháp này vào thực tế còn hạn chế.

* Phương pháp chuyển hóa kim loại nặng bằng phương pháp chuyển hóa

10 00

trực tiếp.

Các kim loại nặng thường chuyển hóa các kim loại nặng bằng cách sử dụng

các enzym có chức năng oxi hóa hoặc khử để chuyển hóa kim loại về dạng ít

Í-

độc hơn. Ví dụ: Sử dụng vi khuẩn pseudomonas để khử ion Hg2+ có độc tính

-L

về dạng Hgo không độc. Nhiều kim loại nặng cũng được xử lý bằng cách này

ÁN

như Fe (III), Mn (IV), Cr(VI), Se (VI), As(V).

IỄ N

ÀN

* Phương pháp chuyển hóa sinh học gián tiếp để xử lý kim loại nặng

Phương pháp chuyển hóa sinh học gián tiếp để xử lý kim loại nặng là sử dụng các vi sinh vật (enzym) để chuyển hóa các chất hóa học thành một dạng có thể kết hợp được với các kim loại nặng để tạo kết tủa. Một trong các chất thường hay được sử dụng trong cách xử lý này là sunfat (SO42-). Bằng cách sử dụng vi khuẩn chuyển hóa SO42- để chuyển hóa về dạng S2-, từ đó các kim

40 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

các vi khuẩn chuyển hóa photphat, chuyển hóa các hợp chất photpho hữu cơ

về dạng photphat (PO43-). Ví dụ : Như vi khuẩn Citrobacter tổng hợp Photphat

loại nặng sẽ kết hợp với S2- tạo kết tủa.Tương tự như vậy, người ta sử dụng

U Y

từ glycerol 2 - photphat.

Ngoài hai cách trên, người ta còn sử dụng kết hợp cả hai phương pháp để

xử lý kim loại nặng. Ban đầu sẽ dùng các chủng vi khuẩn để chuyển hóa các

ẠO

chất ở dạng độc ví dụ như Cr6+ về dạng ít độc hơn Cr3+, sau đó dùng chủng vi

khuẩn có khả năng chuyển hóa tổng hợp photphat hay sunfit (có thể là chính

TR ẦN

* Ưu điểm:

H Ư

Ưu - nhược điểm của phương pháp:

chủng ban đầu).

+ Vì vi khuẩn, enzym là rất đa dạng và phong phú do vậy phương pháp

xử lý kim loại nặng bằng phương pháp chuyển hóa sinh học là rất hứa hẹn.

10 00

+ Thân thiện với môi trường

+ Nếu dùng cách chuyển hóa gián tiếp có thể xử lý chất thải ô nhiễm sunfat

+ Xử lý tốt đối với một số kim loại.

Í-

* Nhược điểm:

-L

+ Vì các chủng vi khuẩn là những thực thể hữu cơ sống do vậy phải cung

ÁN

cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho chúng.

IỄ N

ÀN

+ Dễ bị ảnh hưởng của môi trường, do vậy dễ bị nhiễm độc đối với một số

chất có chứa trong nước thải do vậy phương pháp này cũng chỉ sử dụng được ở giai đoạn 2 hoặc 3. + Mỗi loại enzym hay vi khuẩn chỉ có thể xử lý đối với 1 hoặc 1 số kim loại nhất định. + Chỉ xử lý được các kim loại khi chúng ở nồng độ tương đối nhỏ.

41 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

c. Phương pháp sử dụng lau sậy

Phương pháp sử dụng lau sậy để xử lý nước thải chứa kim loại nặng là một

hướng đi mới. Phương pháp này đã được nghiên cứu ở Việt Nam thông qua

U Y

một số công trình khoa học và đã thu được những kết quả lạc quan.

Cơ chế của phương pháp sử dụng lau sậy:

Dựa trên sự tác động đồng thời của bộ rễ, cây và hệ sinh vật có trong đất.

ẠO

Bộ rễ cây sẽ cung cấp ôxi cho các vi sinh vật sống trong đất hoạt động ôxi hóa

phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước và các kim loại nặng một phần

H Ư

sẽ đi vào cơ thể của các loài vi sinh vật, các loài sinh vật này có thể sử dụng các kim loại nặng này như một chất dinh dưỡng hoặc có thể chỉ là hấp thu vào

TR ẦN

cơ thể chúng, một phần khác sẽ được rễ thân của cây lau sậy hấp thu. Ngoài ra thân cây và bộ rễ của các cây lau sậy kết hợp thành một lớp đệm đóng vài

10 00

trò như một lớp lọc, khi nước thải đi qua lớp đệm này nó sẽ được lọc sạch các chất cặn lơ lửng. Bộ rễ của lau sậy rất phát triển do vậy nhờ bộ rễ này mà

khả năng hấp thu các chất dưỡng của lau sậy rất lớn, nhờ đó khả năng làm

Í-

sạch nước thải khi sử dụng lau sậy là tương đối cao.

ÁN

-L

Ưu - nhược điểm của phương pháp sử dụng lau sậy:

IỄ N

ÀN

* Ưu điểm: + Giống như các phương pháp sinh học khác thì phương pháp sử

dụng lau sậy có ưu điểm là thân thiện với môi trường. + Việc thiết kế hệ thống bãi lau sậy hợp lý sẽ tạo ra một môi trường tốt cho các loài chim cư trú, tạo một khu vực xanh cho nhà máy. + Chi phí thực hiện thấp, không phải sử dụng điện năng hoặc hóa chất.

42 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Hệ thống này không sản sinh ra mùi hôi và tiếng ồn.

+ Xử lý kim loại nặng hiệu quả.

+ Có thể xử lý nước thải có lưu lượng lớn.

U Y

* Nhược điểm:

+ Yêu cầu diện tích xử lý lớn, do vậy không phù hợp với đối với các

1.4.2.3. Phương pháp hấp thụ và trao đổi ion

ẠO

nhà máy nhỏ.

H Ư

a. Phương pháp hấp phụ

TR ẦN

Hấp phụ là quá trình hút khí bay hơi hoặc chất hòa tan trong chất lỏng lên bề mặt chất rắn xốp gọi là quá trình hấp phụ.

Phương pháp hấp phụ là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong

10 00

xử lý nước thải nói chung và nước thải chứa kim loại nặng nói riêng. Phương pháp hấp phụ được sử dụng khi xử lý nước thải chứa các hàm lượng chất độc

hại không cao. Quá trình hấp phụ kim loại nặng xảy ra giữa bề mặt lỏng của

Í-

dung dịch chứa kim loại nặng và bề mặt rắn.

-L

Hiện nay người ta đã tìm ra nhiều loại vật liệu có khả năng hấp phụ kim

ÁN

loại nặng như: than hoạt tính, than bùn, các loại vật liệu vô cơ như oxit sắt,

oxit mangan, tro bay, xỉ than, bằng các vật liệu polyme hóa học hay polyme

IỄ N

ÀN

sinh học. Cơ chế quá trình hấp phụ: Trong hấp phụ thường diễn ra 2 kiểu hấp phụ: + Hấp phụ vật lý: được thực hiện bởi các tương tác yếu và thuận nghịch

giữa các phân tử và các tâm hấp phụ trên bề mặt than hoạt tính.

43 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Hấp phụ hóa học: được thực hiện bởi các liên kết hóa học.

Chất hấp phụ là những vật liệu rắn dạng hạt có cấu trúc rất xốp và diện tích

bề mặt riêng lớn.

U Y

Ưu - nhược điểm của phương pháp hấp phụ

* Ưu điểm:

ẠO

+ Xử lý hiệu quả kim loại nặng ở nồng độ thấp

+ Đơn giản, dễ sử dụng

+ Có thể tận dụng một số vật liệu là chất thải của các ngành khác như

H Ư

Fe2O3

TR ẦN

+ Có thể nhả hấp phụ để tái sinh vật liệu hấp phụ * Nhược điểm:

10 00

+ Thường chỉ áp dụng cho xử lý kim loại nặng ở nồng độ thấp + Chi phí xử lý vẫn còn cao

b. Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion là một trong những phương pháp phổ biến để xử

-L

Í-

lý các ion kim loại nặng trong nước thải như Ni2+, Fe2+, Fe3+, Cu2+, Zn2+...

ÁN

Phương pháp này khá hiệu quả trong việc xử lý kim loại nặng đặc biệt là có

thể thu hồi hiệu quả một số kim loại có giá trị. Quá trình trao đổi ion diễn ra

IỄ N

ÀN

giữa 2 pha lỏng, rắn, giữa các ion có trong dung dịch và các ion có trong pha rắn. Cơ chế của phương pháp trao đổi ion Trao đổi cation RA + B+ → RB + A+

44 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đối với trao đổi kim loại thì B+ là các ion kim loại như: Ni2+, Cu2+, Zn2+,

Cr3+, Fe2+...

Trao đổi anion

U Y

RA + B- → RB + A-

Đối với trao đổi kim loại nặng thì B- có thể là : Cr2O72-, MoO42- ....

Khi kim loại nặng tiếp xúc với chất trao đổi ion thì sẽ xảy ra quá trình trao

ẠO

đổi ion giữa dung dịch và chất trao đổi ion.

Có thể mô tả động học của quá trình trao đổi ion qua các quá trình như sau:

H Ư

+ Khuyếch tán ion kim loại từ dung dịch tới lớp màng bao quanh hạt

TR ẦN

trao đổi ion.

+ Khuyếch tán các ion qua lớp màng

+ Khuyếch tán các ion tới vị trí trao đổi ion

10 00

+ Quá trình trao đổi ion

+ Khuyếch tán của các ion được giải phóng từ vị trí trao đổi ion đến bề

mặt hạt.

-L

Í-

+ Khuyếch tán các ion được giải phóng qua màng

ÁN

+ Khuyếch tán các ion đó vào dung dịch

Quá trình động học của một quá trình được quyết định bởi bước chậm nhất.

IỄ N

ÀN

Trong hầu hết các quá trình thì quá trình phản ứng trao đổi ion là quá trình nhanh nhất. Nói chung là chỉ có hai quá trình ảnh hưởng mạnh mẽ đến động học trao đổi ion là: + Khuyếch tán ion qua màng + Khuyếch tán ion vào hạt trao đổi ion.

45 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các chất có khả năng hút và trao đổi ion dương từ dung dịch điện ly gọi là

Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và chúng có tính kiềm.

cationit. Những chất này mang tính axit.

U Y

Các ionit mà có khả năng trao đổi cả ion dương lẫn ion âm thì gọi là ionit

ẠO

* Ưu điểm

Ưu - nhược điểm của phương pháp hấp phụ trao đổi ion :

lưỡng tính.

+ Khả năng trao đổi ion lớn, do vậy xử lý rất hiệu quả đối với kim loại

H Ư

nặng. Đây là một trong những phương pháp tốt nhất trong xử lý kim loại

+ Đơn giản, dễ sử dụng.

TR ẦN

nặng.

+ Thích hợp để xử lý nước thải có chứa nhiều hơn một kim loại.

10 00

+ Không gian xử lý nhỏ.

+ Có khả năng thu hồi các kim loại có giá trị.

+ Không tạo ra chất thải thứ cấp.

-L

Í-

*Nhược điểm:

ÁN

+ Đắt tiền, đặc biệt là đối với các nhà máy có quy mô lớn, lượng nước

IỄ N

ÀN

thải nhiều thì phương pháp này đòi hỏi chi phí khá lớn. 1.4.2.4. Phương pháp điện hóa

Cơ chế chung của quá trình điện hóa: Cơ chế chung của quá trình điện hóa như ta đã biết là sử dụng dòng điện một chiều, quá trình oxi hóa và khử sẽ xảy ra ở catot và anot.

46 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ở anot: Trên anot xảy ra quá trình oxi hóa anion hoặc OH- hoặc chất

+ Nếu thế phóng điện của anion và OH- (cặp OH-/O2) lớn hơn thế cân

làm anot.

U Y

bằng của kim loại làm anot thì anot sẽ tan ra (quá trình này sẽ được ứng dụng

trong phương pháp đông tụ điện hóa).

M → Mn+ +ne

ẠO

+ Trong trường hợp ngược lại thì anot không tan và khi đó ở anot sẽ

xảy ra quá trình oxi hóa của anion hoặc OH-

+ Thường thì thứ tự phóng điện của các anion như sau: đầu tiên là các

H Ư

anion không chứa oxi S2-, I-, Br-, Cl-... sau đó mới đến OH- và cuối cùng mới

TR ẦN

đến các anion chứa oxi Ở catot:

+ Khi cho dòng điện đi qua dung dịch thì cation và H+ sẽ tiến về bề mặt

10 00

catot. Nếu thế phóng điện của cation lớn hơn của H+ thì cation sẽ thu electron của catot chuyển thành các ion ít độc hơn hoặc tạo thành kim loại bám vào

Í-

điện cực.

-L

ngược lại:

Mn+ + me → Mn-m ( n > m) Mn+ + ne → Mr 2H3O+ + 2e → H2 + 2H2O

ÁN

Catot thường được làm bằng molipden, hợp kim của vonfram với sắt hay

niken, từ than chì (graphit), thép không rỉ, và các kim loại khác được phủ lớp

IỄ N

ÀN

molipden, vonfram hay hợp chất của chúng. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, Niken với nồng độ đủ lớn có thể

làm cho sinh vật bị chết hoặc gây thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học, ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu dài. Do đó, nước thải từ quá trình mạ điện kim loại, nếu không được xử lí, qua thời gian tích tụ, bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp chúng sẽ tồn đọng

47 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

trong cơ thể và gây ra các bệnh nghiêm trọng như loét da, viêm đường hô hấp,

nguyên tử sắt liên tục chuyển từ Fe2+ sang trạng thái Fe3+. Người thiếu sắt từ

Trong cơ thể người, sắt là thành phần của men hô hấp, trong quá trình đó,

eczima, dị ứng...

U Y

cơ thể mệt mỏi, da xanh, có thể dẫn đến rụng tóc. Những đối tượng dễ bị thiếu

sắt là trẻ em được nuôi hoàn toàn bằng sữa bò, người ăn kiêng, ăn chay, phụ

nữ có thai...

ẠO

Mặc dù sắt không gây độc hại như hầu hết các kim loại nặng khác, tuy

nhiên nếu thừa sắt, ngộ độc sắt gây ra triệu chứng nôn, tiêu chảy và có thể dẫn

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

tới hoại tử ruột. Trẻ em dưới 5 tuổi dễ bị ngộ độc sắt do quá lạm dụng thuốc.

48 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

U Y

2.1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của đề tài

2.1.1. Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nước thải sau khi dùng phải được xử lý trước khi dùng hoặc cho chảy về

ẠO

các nguồn công cộng như sông, biển, những chất ô nhiễm có trong nước thải

tùy thuộc vào nước đã được dùng ra sao? Nếu ta cho tháo nước thải từ một

nhà máy xử lý nước cống, cho nó chảy vào con sông hoặc hồ, thì chất lượng

H Ư

nước sông hoặc hồ đó có thể.

TR ẦN

- Đầu độc động vật và thực vật sống dưới nước.

- Giảm nồng độ oxi trong nước sông đến mức nguy hiểm.

10 00

- Chứa những chất rắn làm cho nước sông bị bồi lắng. - Chứa mỡ, dầu hoặc chất béo gây ô nhiễm bờ sông.

- Gây trở ngại cho việc dùng lại nước.

Í-

- Làm tăng nhiệt độ của nước lên quá mức.

-L

Vì vậy, việc kiểm tra đánh giá và xử lý các nguồn nước cống là việc làm

ÁN

cần thiết nên chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu, xác định chất lượng bước

IỄ N

ÀN

đầu xử lý nước thải ở mương thoát nước đường Nguyễn Văn Huyên -

Nguyễn Khánh Toàn, quận Cầu Giấy, Hà Nội”. Mục đích chính của đề tài: * Đánh giá một số tiêu chí: - Các tiêu chí vật lý: Độ trong, độ đục, mùi…

49 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Các tiêu chí hóa học: Độ kiềm, độ axit, hàm lượng các chất có trong nước

- Các tiêu chí sinh học: Các loại động thực vật sống trên mặt nước, trong

cống (tổng số các chất hữu cơ, các kim loại nặng…)

U Y

nước và đáy nguồn nước.

* Xử lý các chất hữu cơ tan và lơ lửng.

- Xử lý màu, mùi.

ẠO

- Xử lý các ion kim loại đặc biệt là các ion kim loại nặng.

H Ư

2.1.2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Xử lý các chất hữu cơ…

TR ẦN

Khu vực lấy mẫu để nghiên cứu là vị trí cống thoát nước thải từ khu Bắc Nghĩa Tân sang Nguyễn Văn Huyên đến Nguyễn Khánh Toàn đổ ra sông Tô Lịch, quận Cầu Giấy - Thành phố Hà Nội. Đây là khu vực tập chung đông dân

10 00

cư: Khu vực Nghĩa Tân, Học viện chính trị quân sự cao cấp, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trận địa pháo, doanh trại quân đội... và tập

chung ba cây xăng cung cấp xăng dầu cho khu vực. Tất cả nước thải của khu

vực đều đổ ra mương đã được ngầm hóa hoàn toàn nằm dọc trên đường

-L

Í-

Nguyễn Văn Huyên - Nguyễn Khánh Toàn rồi đổ vào sông Tô Lịch, góp phần

ÁN

gây nên ô nhiễm nước sông Nhuệ mà báo chí đã từng nêu.

Toàn bộ hệ thống mương trong khu vực này đã bị ngầm hóa, không còn

IỄ N

ÀN

khu vực lộ thiên. Do vậy, chúng tôi chọn vị trí lấy mẫu là đoạn cống đổ ra sông Tô Lịch. 2.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất. 2.2.1. Dụng cụ - Bình định mức các loại: 25, 50, 100, 200, 250, 500 và 1000 ml.

50 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt loại: 50, 100, 600 và 1000 ml.

- Pipet các loại: 0,1; 0,2; 0,5; 5 và 10 ml.

- Bình nón loại: 250 ml.

U Y

- Các chai thuỷ tinh (bền vững hóa học) có nút mài hoặc nút bấc đã tráng

parafin hoặc chai polyetylen, dung tích 250; 500; 1000, 2000 hoặc 5000 ml.

ẠO

- Can nhựa 10 hoặc 20 lít.

- Các dụng cụ phụ trợ khác như: cân phân tích có độ chính xác tới

0,0001(g), bếp điện, tủ hốt…

H Ư

2.2.2. Thiết bị

TR ẦN

- Máy pH – met

- Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử có ngọn lửa F - AAS

10 00

- Máy đo phổ phát xạ nguyên tử AES

- Máy đo BOD5

- Máy đo COD

-L

Í-

2.2.3. Hoá chất

ÁN

- Nước cất hai lần

IỄ N

ÀN

- Axit HNO3 loại p.a của Trung Quốc

- Dung dịch NaOH loại p.a của Trung Quốc

- Dung dịch chuẩn gốc các ion kim loại Cu, Pb, Cd, Zn, Cr, Fe, Mn nồng độ 1000 ppm loại pa do hãng Merk – Đức sản xuất - Dung dịch Na2CO3 loại p.a của Trung Quốc

51 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- KI loại p.a của Trung Quốc

- K2Cr2O7 loại p.a của Trung Quốc

- Na2S2O3 loại p.a của Trung Quốc

U Y

- Giấy chỉ thị vạn năng.

2.3. Nội dung nghiên cứu

ẠO

- Cách lấy mẫu và bảo quản mẫu.

- Đánh giá một số tiêu chí cơ bản của mẫu nước trước khi xử lý.

+ Xác định pH bằng chỉ thị vạn năng và đo bằng máy pH- mét

H Ư

+ Xác định màu, mùi của nước thải và các sinh vật có trong nước

TR ẦN

- Xác định chất rắn lơ lửng và chất tan trong nước. - Xác định một số các ion kim loại nặng.

- Xác định COD và BOD.

10 00

- Xử lý màu, mùi, các chất hữu cơ bằng men sinh học.

- Xác định COD và BOD5 và các ion kim loại sau khi xử lý.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

- Đánh giá và đề xuất quy trình xử lý nước thải.

52 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu

U Y

Để có mẫu phục vụ cho nghiên cứu chúng đã tôi tiến hành lấy mẫu nước

tại cống xả ra sông Tô Lịch, của khu vực quận Cầu Giấy, đoạn cuối đường

Nguyễn Khánh Toàn. Vì nước liên tục chảy với tốc độ mạnh, cống to, nước

ẠO

sâu, nên chúng tôi chọn vị trí cách cửa cống 5 – 7 m là nơi để lấy và để quan

sát. Nước mương có mùi hôi khó chịu, màu từ màu nâu đến màu đen sẫm,

những hôm trời nắng to có nhiều váng màu đen nổi lên từng mảng (tùy từng

H Ư

ngày và tùy từng thời gian trong ngày). Theo chúng tôi quan sát, hầu như

TR ẦN

không có tôm cá sinh sống, thậm chí không có cả nhện nước và rong tảo, bề mặt đáy có bùn màu đen, có nhiều cặn lơ lửng độ sâu của nước thường đạt từ

10 00

0,5 – 1 m (trừ hôm trời mưa).

Dụng cụ lấy mẫu: Chúng tôi dùng cây sào dài khoảng 4 m, đầu cây sào

có buộc chắc một cái ca to chứa khoảng 1lit, chúng tôi tiến hành lấy nước

cách mặt nước khoảng 20 – 30 cm, cứ 20 phút lấy 1 lần rồi đổ chung vào xô

-L

Í-

nhựa 20 lit, cho tới đầy rồi khuấy đều, dùng giấy chỉ thị vạn năng để xác định

ÁN

pH, sau đó đo lại bằng máy pH – met.

Đóng nước vào đầy các chai chứa mẫu, đưa về phòng thí nghiệm để tiếp

IỄ N

ÀN

tục nghiên cứu: độ đục, màu sắc, mùi, hàm lượng chất rắn lơ lửng và hàm lượng chất rắn tan được xác định ngay. Các tiêu chí COD, BOD5, các ion kim loại được xác định sau nên các mẫu nước được axit hóa bằng axit HNO3 sao cho pH của mẫu đạt gần 1 đơn vị pH và được bảo quản ở 4oC. Các mẫu được lấy vào những ngày không mưa.

53 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

hay các sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất tạo nên. Nước thiên nhiên có

mùi tanh, mùi đất, mùi thối. Trong quá trình xử lý tiệt trùng nước bằng các

Mùi trong nước do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ

U Y

hợp chất Clo thì nước bị nhiễm mùi Clo hoặc Clophenol.

Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan mà nước có

thể có các vị ngọt, đắng, chát, mặn.

ẠO

Khi lấy nước thải cần đánh giá về: màu sắc, mùi vị, hình ảnh trực quan,

lượng cặn lơ lửng… tùy vào từng mẫu cụ thể.

H Ư

Các mẫu được lấy theo từng đợt, kết quả và chất lượng nước được biểu

TR ẦN

diễn trong bảng 3.1.

Tiến hành lấy mẫu nghiên cứu vào những ngày thời tiết không có mưa

trước đó. Sử dụng các chai thủy tinh như đã trình bày ở phần 2 để đựng mẫu

10 00

thí nghiệm. Thời gian và thời tiết cụ thể của từng mẫu được trình bày trong

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

bảng 3.1

54 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.1: Kết quả các đợt lấy mẫu

gian

Thời tiết

nghiệm

Đặc điểm lưu ý

mẫu, thời

U Y

Mẫu thí

Ngày lấy

26 - 27 ºC

dòng chảy mạnh, nhiều cặn lơ

8,7

lửng.

H Ư

15/04/2013

ẠO

Nước có màu nâu, mùi hôi,

10h15’

9h00’

29 - 30 ºC

TR ẦN

dòng chảy mạnh, nhiều cặn lơ lửng, nhiều váng màu đen từng mảng nổi lên.

14h50’

10 00

08/05/2013

8,9

Nước có màu nâu, mùi hôi,

33 - 34 ºC

9,2

07/06/2013

Nước có màu nâu đen, mùi thối, dòng chảy mạnh, nhiều

cặn lơ lửng.

Í-

Nước có màu đen, mùi thối,

-L

13/07/2013

34 - 35 ºC

7,5

ÀN Đ IỄ N

Nước có màu đen, mùi hôi, 15h00’ 14/08/2013

33 – 34oC

8,6

dòng chảy mạnh, có nhiều váng nổi lên từng cụm, có nhiều cặn lơ lửng.

dòng chảy mạnh, nhiều cặn lơ lửng.

ÁN

14h00’

55 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Như vậy, pH dao động trong khoảng 7,5 – 9,2. Tất cả kết quả pH của các

mẫu phân tích đều cho thấy môi trường của nước thải là môi trường bazơ,

U Y

3.2. Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng và chất tan trong nước

điều này phù hợp với các đề tài đã từng nghiên cứu trước đó.

Nước có hàm lượng chất rắn cao là nước kém chất lượng, chất rắn trong

nước gồm 2 loại: chất rắn lơ lửng và chất rắn tan trong nước. Tổng hai loại

ẠO

chất rắn gọi là tổng chất rắn.

Chất rắn lơ lửng thường làm cho nước đục, là một phần của chất rắn có

trong nước ở dạng không hòa tan. Để xác định tổng chất rắn lơ lửng, mẫu

H Ư

nước lấy về phải được làm ngay hoặc bảo quản ở 4oC nhằm ngăn ngừa sự

TR ẦN

phân hủy của các chất hữu cơ bởi vi sinh vật.

Lấy một thể tích xác định lọc qua giấy lọc đã biết khối lượng. Cặn trên

10 00

giấy lọc được đem sấy khô ở 105oC, cân và tính ra mg/l theo công thức: Hàm lượng chất rắn lơ lửng =

Trong đó:

m2 − m1 .1000 (mg/l) V

Í-

m1: khối lượng giấy lọc (mg)

ÁN

-L

m2: là khối lượng cặn khô và giấy lọc (mg)

V: thể tích mẫu nước được đem lọc (ml)

IỄ N

ÀN

Chất rắn hòa tan, mắt thường không thấy được, thường làm cho nước có

màu. Các chất tan trong nước thường là các chất khoáng vô cơ và đôi khi cả một số chất hữu cơ. Nước chứa nhiều chất rắn tan có thể dẫn tới các vi sinh vật trong nước bị hoại sinh, oxi bị tiêu thụ nhiều và nước trở nên kị khí, dẫn đến hậu quả cá chết

56 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

hàng loạt và do quá trình kị khí chiếm ưu thế nên giải phóng các bọt khí như

qua giấy lọc băng xanh để tách các phần tử không tan, lơ lửng trong nước.

Để xác định tổng hàm lượng các chất rắn tan trong nước, ta lọc mẫu nước

CO2, NH3, H2S, CH4… làm cho nước có mùi.

U Y

Lấy 200 ml nước đã lọc, làm bay hơi trên bếp cách thủy đến khi cạn khô.

Sau đó, sấy cặn ở 180oC. Đem cân cặn trên cân phân tích và tính tổng hàm

lượng chất rắn tan có trong nước theo đơn vị mg/l theo công thức:

ẠO

m2 − m1 .1000 (mg/l) 200

Hàm lượng chất rắn tan =

Trong đó:

H Ư

m1: khối lượng cốc (mg)

TR ẦN

m2: là khối lượng cốc và cặn (mg)

V: thể tích mẫu nước được đem lọc (ml)

10 00

Các thí nghiệm được lặp lại 5 lần.

Để thu được kết quả của các phép phân tích với độ chính xác cao, ngoài

việc lựa chọn phương pháp, các điều kiện tối ưu và các thao tác thí nghiệm thì

việc xử lý và đánh giá các kết quả cũng có một ý nghĩa rất quan trọng. Để

Í-

đánh giá độ chính xác của kết quả phân tích chúng tôi áp dụng các phương

-L

pháp toán thống kê – xử lý các kết quả phân tích [17, 19]:

ÁN

Xác định độ lặp lại của các kết quả phân tích.

Hàm lượng trung bình

yi n

X =C+∑ i =1

∑ (x =

Phương sai

Độ lệch chuẩn trung bình

Sx =

− X )2

n −1

IỄ N

ÀN

Khi tiến hành phân tích n lần với các giá trị X1, X2, X3...Xi ta sẽ có:

S2 n

57 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Hệ số biến động

S2 .100% X

V% =

Xác định độ tin cậy của kết quả phân tích.

Cận tin cậy: ε = t p ,k .S x trong đó tp,k là hàm phân bố student ứng với bậc tự do

U Y

k (k = n - 1) và xác suất p.

Khoảng tin cậy X − ε ≤ a ≤ X + ε

X −a Sx

t tn =

Hàm phân bố thực nghiệm

ẠO

Nếu ε càng nhỏ thì X càng gần tới giá trị thực

Sai số tương đối q% =

ε X

TR ẦN

H Ư

So sánh ttn với tp,k nếu ttn < tp,k thì X ≠ a là do nguyên nhân ngẫu nhiên hay kết quả phân tích là tin cậy và chấp nhận được. .100 =

t p , k .S x

.100

10 00

Sau khi xử lí thống kê, các kết quả xác định được biểu diễn trong bảng 3.2 và 3.3.

Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng (mg/l) STT

Kết quả xác định (mg/l)

TN 1

3 90,2

81,1

85,0

85,2

5,5

5,20

6,46

87,6

89,2

88,2

5,1

4,66

5,79

91,3

83,8

90,4

6,7

5,97

7,42

88,3

3,9

3,52

4,38

92,3

81,5

90,1

98,6

89,2

90,7

90,8

87,4

83,3

95,4

92,9

89,7

95,6

88,6

88,2

biến động

Sai số tương đối q (%)

80,5

90,3

Trung bình ( α = 0,95 )

Hệ số

89,0

ÀN Đ IỄ N D

-L

Mẫu

ÁN

Í-

Cận tin cậy ε

92,4

4,0

V (%)

3,47

4,32

58 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Theo TCVN 5942 – 1995, chất rắn lơ lửng được phép là 80 mg/l

Cận tin cậy

Trung bình

365,0

401,2

381,5

354,3

365,6

373,5

999,2

1089,2

995,1

976,8

1022,0

1016,5

390,6

334,6

367,3

357,7

374,5

330,2

351,4

317,5

326,8

413,5

453,7

421,0

438,9

V (%)

H Ư

Mẫ u

ẠO

H Sai số

tương đối q (%)

22,7

4,89

6,08

54,4

4,30

5,35

25,8

5,70

7,08

Đ G

TR ẦN

364,9

( α = 0,95 )

Kết quả xác định (mg/l)

STT

U Y

Hệ số biến động

Bảng 3.3: Kết quả xác định hàm lượng chất rắn tan trong nước (mg/l)

337,4

22,5

5,36

6,67

428,3

431,1

19,6

3,65

4,54

10 00

360,9

Nhận xét:

Từ kết quả bảng 3.2 và 3.3 cho thấy, hàm lượng chất rắn lơ lửng và

Í-

chất tan trong các mẫu nước thải khá nhiều. Đây chính là một trong những

-L

nguyên nhân khiến cho nước thải có mùi hôi, màu sẫm đục như đã mô tả ở

ÁN

trên (bảng 3.1).

IỄ N

ÀN

3.3. Xác định COD và BOD5 Oxi hòa tan trong nước (DO) rất ít. Độ tan bão hòa của oxi trong nước

sạch ở 0oC vào khoảng 14 – 15 mg/l. Thông thường, nước ít khi bão hòa oxi mà chỉ có khoảng 70 – 80% so với mức bão hòa. Đôi khi, do các thực vật nổi và các loại thực vật sống trong nước thực hiện quá trình quang hợp mạnh nên giải phóng ra oxi nhiều làm cho oxi trong nước đạt trên mức bão hòa (200% được gọi là siêu bão hòa).

59 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Trị số DO cho biết mức độ ô nhiễm nguồn nước. Đối với nước thải thì trị

các chất bẩn khác trong nước) nên đối với nước thải người ta không dùng DO

số DO thường rất bé (vì oxi hòa tan trong nước đã oxi hóa các chất hữu cơ và

để biểu thị mức độ ô nhiễm của nước mà người ta hay dùng nhu cầu oxi sinh

nước, nó đặc trưng cho lượng các chất hữu cơ có trong nước.

U Y

hóa (BOD), đây là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của

ẠO

Nhu cầu oxi hóa sinh học hay nhu cầu oxi sinh học (ký hiệu: BOD, từ viết

tắt trong tiếng Anh của Biochemical (hay Biochemical Oxygen Demand)) là

lượng oxi cần cung cấp để oxi hoá các chất hữu cơ trong nước bởi vi sinh vật.

H Ư

BOD là một chỉ số và đồng thời là một thủ tục được sử dụng để xác định xem các sinh vật sử dụng hết oxi trong nước nhanh hay chậm như thế nào. Nó

TR ẦN

được sử dụng trong quản lý và khảo sát chất lượng nước cũng như trong sinh thái học hay khoa học môi trường.

10 00

BOD là lượng oxi cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước trong điều kiện hiếu khí. Phản ứng xảy ra như sau:

vat Chất hữu cơ + O2 visinh  → CO2 + H2O

Í-

Oxi sử dụng trong quá trình này là oxi hòa tan trong nước.

-L

Phương pháp xác định [4, 13, 14, 24]

ÁN

Để xác định BOD5 ta làm như sau:

IỄ N

ÀN

- Chuẩn bị dung dịch để pha loãng: Lấy khoảng 1 lit nước cất sạch cho

vào bình định mức, thổi không khí sạch ở 20ºC vào nước lắc nhiều lần để nước bão hòa oxi, thêm vào đó 1ml đệm photphat có pH = 7,2; thêm 1ml dung dịch MgSO4 (2,25g MgSO4.7H2O/1 lit) và 1ml FeCl3 (0,25g FeCl3.6H2O/1 lit) nếu chưa đủ 1 lit thì thêm nước cất tới 1 lit và 1,575g Na2SO3.

60 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Mẫu phân tích được trung hòa tới pH = 7 bằng dung dịch H2SO4 1M

hay NaOH 1M.

- Pha loãng mẫu nước phân tích.

U Y

+ Nếu BOD trung hòa nước phân tích dao động từ 1- 6 mg O2/l thì

không cần pha loãng.

ẠO

+ Nếu BOD từ 7- 12 mg O2/l thì pha loãng 50% (50 ml nước mẫu + 50

ml dung dịch để pha loãng).

+ Nếu BOD từ 13 - 30 mg O2/l thì pha loãng 20% (20 ml nước mẫu + 80

H Ư

ml dung dịch để pha loãng).

TR ẦN

+ Nếu BOD từ 31- 60 mg O2/l thì pha loãng 10% (10 ml nước mẫu + 90

10 00

+ Nếu BOD ~ 300 mg O2/l thì pha loãng 2% (2 ml nước mẫu + 98 ml dung dịch để pha loãng).

+ Nếu BOD ~ 600 mg O2/l thì pha loãng 1% (1 ml nước mẫu + 99 ml

Í-

dung dịch để pha loãng).

-L

+ Nếu BOD ~ 1200 mg O2/l thì pha loãng 0,5% (0,5 ml nước mẫu + 99,5

ÁN

ml dung dịch để pha loãng).

+ Phần 1 tiến hành xác định DO được giá trị P1.

IỄ N

ÀN

Mẫu nước sau khi pha loãng xong chia làm hai phần bằng nhau:

+ Phần 2 cho vào chai đậy nút… và ủ trong 5 ngày ở nơi tối tại nhiệt độ 20ºC sau đó lấy ra xác định DO được giá trị P2. Giá trị BOD5 (mg/l) được tính theo công thức:

61 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

P1 − P 2 D

(1)

BOD5 (mg/l) =

D là tỉ số pha loãng được tính như sau:

U Y

D = Thể tích nước đem phân tích /Tổng thể tích (Mẫu nước đem phân

tích + thể tích dung dịch dung để pha loãng)

Trong một số trường hợp cần bổ sung thêm vi sinh vật vào nước pha

ẠO

loãng để đảm bảo mật độ cho quá trình phân hủy, trong trường hợp này giá trị

(2)

TR ẦN

Trong đó

( P1 − P2 ) − ( B1 − B 2 ) .F D

H Ư

BOD5 (mg/l) =

BOD5 được tính theo công thức:

P1: Giá trị DO của mẫu nước thải + nước pha loãng có cấy vi sinh được

10 00

xác định ngay sau khi cấy mẫu xong để ủ. P2: Giá trị của mẫu nước thải + nước pha loãng có cấy vi sinh vật được

xác định sau khi ủ 5 ngày trong tối ở 20ºC

-L

Í-

B1: Giá trị DO của nước pha loãng có cấy vi sinh vật trước khi ủ.

ÁN

B2: Giá trị DO của nước có cấy vi sinh vật được xác định sau khi ủ 5

F: Tỉ số thể tích chất lỏng bổ sung vi sinh vật vào mẫu nước thải pha

loãng và vào nước pha loãng (mẫu đối chứng).

IỄ N

ÀN

ngày trong tối ở 20oC.

F = thể tích chất lỏng bổ sung thêm vi khuẩn trong P1/ Thể tích chất lỏng bổ sung thêm vi khuẩn trong p2 Để oxi hoá hết chất hữu cơ trong nước thường phải mất 20 ngày ở 20oC.

62 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD sau khi oxi hoá 5 ngày, ký hiệu

Thử nghiệm BOD5 được thực hiện bằng cách hòa loãng mẫu nước thử

BOD5. Sau 5 ngày có khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxi hoá.

với nước đã khử ion và bão hòa về oxi, thêm một lượng cố định vi sinh vật

U Y

mầm giống, đo lượng oxi hòa tan và đậy chặt nắp mẫu thử để ngăn ngừa oxi

không cho hòa tan thêm (từ ngoài không khí). Mẫu thử được giữ ở nhiệt độ

20°C trong bóng tối để ngăn chặn quang hợp (nguồn bổ sung thêm oxi ngoài

ẠO

dự kiến) trong vòng 5 ngày và sau đó đo lại lượng oxi hòa tan. Khác biệt giữa

lượng DO (oxi hòa tan) cuối và lượng DO ban đầu chính là giá trị của BOD.

Giá trị BOD của mẫu đối chứng được trừ đi từ giá trị BOD của mẫu thử để

H Ư

chỉnh sai số nhằm đưa ra giá trị BOD chính xác của mẫu thử.

TR ẦN

Ngày nay việc đo BOD được thực hiện bằng phương pháp chai đo BOD Oxitop: Đặt chai trong tủ 20oC trong 5 ngày, BOD được đo tự động khi nhiệt

độ đạt đến 20oC. Giá trị BOD được ghi tự động sau mỗi 24 giờ.

10 00

Ví dụ: Đối với nước thải sinh hoạt và nước thải của một số ngành công nghiệp có thành phần gần giống với nước thải sinh hoạt thì lượng oxi tiêu hao

để oxi hóa các chất hữu cơ trong vài ngày đầu chiếm 21%, qua 5 ngày đêm

Í-

chiếm 87% và qua 20 ngày đêm chiếm 99%. Để kiểm tra khả năng làm việc

-L

của các công trình xử lý nước thải người ta thường dùng chỉ tiêu BOD.

ÁN

Để xác định chỉ tiêu oxi hoà tan (DO), người ta thường dùng phương

pháp Winkler:

IỄ N

ÀN

Nguyên tắc phương pháp Phương pháp này khá đơn giản, dễ thực hiện và cho phép đạt độ chính

xác cao nếu hoàn thành cẩn thận tất cả khâu khi tiến hành định lượng. Phương pháp dựa trên cơ sở phản ứng mà ở đó Mn hoá trị II trong môi trường kiềm (dung dịch được cho vào trong mẫu nước trong cùng hỗn hợp với dung dịch KI) bị O2 trong mẫu nước oxi hoá đến hợp chất Mn hoá trị IV, số

63 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

đương lượng của hợp chất Mn hoá trị II lúc đó đựơc kết hợp với tất cả O2 hoà

U Y

Trắng → 2MnO(OH)2

(2)

2Mn(OH)2 + O2

(1)

MnCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Mn(OH)2

tan.

Vàng nâu

ẠO

Số đương lượng của Mn hoá trị IV được tạo thành ở dạng kết tủa màu

vàng nâu bằng số đương lượng oxi hoà tan trong nước. Khi thêm axit H2SO4

vào trong mẫu, hợp chất Mn hoá trị IV hay nói khác đi là số đương lượng của

H Ư

O2 hoà tan, chính bằng số đương lượng I2 có trong mẫu nước. (3)

TR ẦN

MnO(OH)2 + 2H2SO4 + 2KI → MnSO4 + K2SO4 + 3H2O + I2

I2 tự do được tách ra, dễ dàng định lượng bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột.

10 00

I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

(4)

Biết thể tích và nồng độ Na2S2O3 khi chuẩn độ ta dễ dàng tính được hàm

lượng oxi hoà tan trong mẫu nước. Vì thế khi xác định O2 hoà tan trong nước

được thực hiện trong 3 giai đoạn: (1,2)

-L

Í-

Giai đoạn I: Cố định O2 hòa tan trong mẫu (cố định mẫu)

Giai đoạn II: Tạo thành I2 bằng môi trường axit (axit hóa, xử lý mẫu) (3)

ÁN

Giai đoạn III: Chuẩn độ I2 bằng Na2S2O3 (phân tích mẫu)

(4)

IỄ N

ÀN

Hạn chế của phương pháp:

Phương pháp Winkler xác định O2 hòa tan trong nước không áp dụng với

những mẫu nước có chất oxi hoá (vùng nước bị nhiễm bẩn nước thải công nghiệp) có khả năng oxi hoá anion I-, hoặc các chất khử (dihydrosunfua H2S) khử I2 tự do. Trình tự tiến hành

64 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Cố định mẫu nước

cao sát đáy chai để nước tràn ra hết khoảng 1/3 thể tích chứa lúc đầu. Lập tức

Thu nước mẫu bằng batomet chuyển sang chai 125 ml mút mài, cho vòi

cho vào 1ml MnSO4, 1 ml dung dịch KI/NaOH. Đậy nút chai lại không cho

U Y

có bọt khí. Đảo đều từ trên xuống dưới. Trong mẫu nước xuất hiện kết tủa

màu trắng rồi chuyển sang màu vàng nâu. + Xử lý mẫu

ẠO

Để yên chai đựng mẫu nước đã cố định ở chỗ mát trong 1 giờ. Sau đó

thêm vào 1 ml H2SO4 đặc, kết tủa màu vàng nâu tan hết. Trong mẫu nước xuất

hiện màu vàng của I2. Trường hợp phải để mẫu lâu, thì ngâm trong chậu nước I2 + I-

H Ư

lạnh để bảo quản mẫu (thực tế I2 tồn tại ở dạng I3- do có phản ứng:

TR ẦN

I3-)

+ Phân tích mẫu

Chuyển 25 ml nước mẫu đã xử lý vào bình nón, chuẩn độ bằng Na2S2O3

10 00

0,01 N đến khi có màu vàng nhạt thì thêm vào 3 giọt hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh tím, rồi tiếp tục nhỏ từng giọt Na2S2O3 0,01 N đến khi hết màu

xanh tím. Ghi thể tích Na2S2O3 0,01 N đã chuẩn độ hết. Làm từ 2 - 3 lần lấy

Í-

kết quả trung bình.

Hàm lượng O2 hoà tan trong nước được tính theo công thức:

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

+ Công thức tính toán

mg O2/ l =

V .N .8.1000 V0

Trong đó: V: Số ml dung dịch Na2S2O3 0,01 N đã dùng hết N: Nồng độ dung dịch chuẩn Na2S2O3 V0: Thể tích mẫu nước đã xử lý để phân tích

65 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

8: Đương lượng của O2

1000: Hệ số đổi thành lit

+ Cơ sở thiết lập công thức

Trong quá trình xác định hàm lượng O2 hòa tan nước theo phương pháp

U Y

Winkler, chúng ta thực hiện những bước sau:

- Giai đoạn cố định mẫu:

Số đương lượng MnO(OH)2 = số đương lượng I2

ẠO

- Giai đoạn xử lý và phân tích mẫu:

Số đương lượng O2 = số đương lượng MnO(OH)2

= số đương lượng Na2S2O3

H Ư

Như vậy cuối cùng ta được:

TR ẦN

Số đương lượng O2 = số đương lượng Na2S2O3 V O 2 . N O 2 = V Na 2 S 2 O 3 . N Na 2 S 2 O 3

10 00

VO2 có thể xem như là V mẫu nước đã được xử lý: VO2 = V H

, do đó:

V Na 2 S 2 O 3 . N Na 2 S 2 O 3 V H 2O

N O2 =

Đổi N nồng độ đương lượng ra miligam.

Í-

Số mg = đương lượng x số đương lượng x 1000

-L

x 1000

ÁN

Số mg O2/l = Đ O2 . N O2 . 1000

IỄ N

ÀN

Mà Đ O2 =

M n

Với M: Phân tử lượng n: Số e trao đổi khi tham gia phản ứng Trong trường hợp này: O2 + 4e → 2O2Vậy, Đ O2 = 32 : 4 = 8

66 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

V Na 2 S 2 O3 .N Na 2 S 2 O3 .8 .1000

mgO 2 / l =

VH 2O

Hóa chất cần thiết

U Y

+ Dung dịch MnCl2

Hòa tan 250 g MnCl2.4H2O trong 620 ml nước cất đựng vào lọ trắng.

+ Dung dịch KI/NaOH

ẠO

Hoà tan 150 g KI trong 200 ml nước cất, hoà tan 500 g NaOH trong 500

ml nước cất (khi hoà tan vừa khuấy vừa làm lạnh). Trộn 2 dung dịch này với

nhau và thêm nước cất đến đủ 1 lit. Đựng vào lọ nâu, nút cao su.

H Ư

+ Dung dịch tinh bột - Cách pha thứ 1:

TR ẦN

Hòa tan 0,5g tinh bột dễ tan với 1 lit nước cất, rồi thêm 100 ml nước cất

10 00

- Cách pha thứ 2:

và khuấy, đun đến sôi. Có thể thêm 3 giọt CCl4 hoặc CHCl3 để diệt vi khuẩn. Cho 2 g tinh bột dễ tan vào trong 1 lit nước cất. Dùng NaOH 20% vừa

cho vừa khuấy vào dung dịch tinh bột (hết khoảng 30 ml dung dịch kiềm) cho

tới khi được một dung dịch trong suốt, hơi sánh. Để yên trong 1 giờ, dùng

Í-

dung dịch HCl 20% vừa cho vừa khuấy để trung hòa kiềm, cho đến khi phản

-L

ứng axit yếu (thử đo giấy đo pH = 6 là được). Thêm hỗn hợp đó 1 ml ait

ÁN

axetic 99% để bảo quản. Dung dịch để một năm mới hỏng.

IỄ N

ÀN

+ Dung dịch nguyên chuẩn K2Cr2O7 0,1 N

Cần 4,903 g tinh thể hòa tan và định mức đến 1 lit bằng nước cất hoặc là

dùng phecxanal K2Cr2O7 0,1 N. + H2SO4 đặc + Dung dịch H2SO4 25% Trộn một thể tích H2SO4 đặc với thể tích nước cất.

67 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chú ý: Khi pha phải đổ axit vào nước, không làm ngược lại. Đong lường

axit trong ống đong mà không dùng pipet.

+ Dung dịch KI 1M

U Y

Hòa tan 8,3 g KI vào trong 500 ml nước cất. Trộn đều rồi cho vào lọ nâu. + Dung dịch Na2S2O3 0,1 N

Hòa tan 25 g tinh thể Na2S2O3.5H2O trong 1lit nước cất, đun sôi để nguội

ẠO

(để đuổi hết CO2). Thêm 6 hạt NaOH rắn rồi cho vào lọ hoặc dùng phecxanal

Na2S2O3 0,1 N. Dung dịch vừa pha không có nồng độ chính xác vì vậy cần

phải xác định lại nồng độ. Lý do là trong tinh thể Na2S2O3 thường lẫn Na2S,

H Ư

Na2CO3, Na2SO3... và Na2S2O3 dễ bị vi khuẩn phân giải, bị oxi trong không

Cách làm như sau:

TR ẦN

khí oxi hoá.

- Nạp dung dịch Na2S2O3 mới pha lên burnet.

10 00

- Cho vào bình nón 10 ml dung dịch H2SO4 25%, 10 ml KI 1 M, 10 ml K2Cr2O7. Lắc đều để yên 5 phút, chuẩn độ bằng Na2S2O3 0,1 N cho đến màu

vàng nhạt, rồi cho 3 giọt hồ tinh bột. Tiếp tục nhỏ từng giọt Na2S2O3 cho đến

hết màu xanh tím (chỉ đến mất màu xanh tím của dung dịch tinh bột chứ

Í-

không thể mất màu của ion crom được). Ghi thể tích Na2S2O3, tiêu tốn V ml.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Nồng độ dung dịch Na2S2O3 được tính theo công thức:

Tổng quát:

10 x 0,1 V

V K Cr O .N K Cr O 2 2 7

2 2 7

Từ dung dịch Na2S2O3 đã biết chính xác nồng độ, ta pha dung dịch Na2S2O3 0,01 N là dung dịch chuẩn để xác định O2 hòa tan. Chú ý: Để cố định DO trong nước, ngay sau khi lấy mẫu nước cần thêm vào 1 ml dung dịch MnSO4 (100 g MnSO4.4H2O trong 200 ml nước sôi để

68 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

đuổi hết oxi, lọc dung dịch) và 1 ml dung dịch KI (hòa tan 100 g KOH và 50

đặc, lắc đều. Khi đó, thể tích mẫu nước lấy phân tích (V ml) phải trừ đi thể

g KI vào 200 ml nước cất đun sôi) vào 100 ml nước, thêm tiếp 1 ml H2SO4

tích các dung dịch thêm vào.

U Y

Chỉ tiêu BOD không phản ánh đầy đủ về lượng tổng các chất hữu cơ

trong nước thải, vì chưa tính đến các chất hữu cơ không bị oxi hóa bằng

phương pháp sinh hóa và cũng chưa tính đến một phần chất hữu cơ tiêu hao

ẠO

để tạo nên tế bào vi khuẩn mới.

Trong nguồn nước tự nhiên không ô nhiễm, hàm lượng chất hữu cơ rất

thấp, ít có khả năng gây trở ngại cho các mục đích sử dụng thông thường. Tuy

H Ư

nhiên, nếu bị ô nhiễm do chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, giao

TR ẦN

thông, thì hàm lượng chất hữu cơ trong nước sẽ tăng cao. Dựa vào khả năng bị vi sinh vật phân hủy, người ta phân các chất hữu cơ

thành hai nhóm:

10 00

- Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (như các chất đường, chất béo, protein, dầu mỡ động thực vật...). Trong môi trường nước các chất này dễ bị

vi sinh vật phân hủy tạo thành CO2 và nước.

Í-

- Các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học (như các hợp chất clo hữu cơ

-L

dùng làm thuốc bảo vệ thực vật: DDT, lindane, Aldrine, các hợp chất đa

ÁN

vòng ngưng tụ: pyren, naphtalen, anthraxen, dioxin...). Đây là các chất có độc

tính cao, lại bền vững trong môi trường, nên có tác hại lâu dài cho đời sống và

IỄ N

ÀN

sức khỏe con người. Do đó, để đánh giá một cách đầy đủ lượng oxi cần thiết để oxi hóa tất

cả các chất hữu cơ trong nước thải người ta sử dụng chỉ tiêu nhu cầu oxi hóa học. Nhu cầu oxi hoá học (Chemical Oxygen Demand - COD) Nhu cầu oxi hóa học (COD - viết tắt từ tiếng Anh: chemical oxygen

69 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

demand) là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa hóa học các chất hữu cơ

có trong nước thành CO2 và H2O. COD là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá

sự ô nhiễm nước vì nó cho biết hàm lượng chất hữu cơ có trong nước.

COD tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxi hóa và được

U Y

xác định bằng việc sử dụng một chất oxi hóa mạnh (như K2Cr2O7) trong môi

trường axit: 2

Ag SO → Các chất hữu cơ + Cr2O7 2- + H +   CO2 + H2O + 2Cr 3+ 4

ẠO

Đun sôi hồi lưu trong vòng 2 giờ. Sau đó, chuẩn độ lượng Cr2O72- dư

bằng dung dịch chuẩn Fe2+ (muối Mo) với chỉ thị là Feroin (hoặc

H Ư

điphenylcacbazit), cần làm thí nghiệm trắng (đối chứng) song song. + Thuốc thử:

TR ẦN

Quá trình tiến hành

ở 105oC trong 2 giờ liền.

Kali bicromat 0,25 N chuẩn bị như sau: sấy khô kali bicromat K2Cr2O7

10 00

Cân chính xác 12,259 g K2Cr2O7 p.a hoà tan trong nước cất 2 lần rồi cho vào bình định mức dung tích 1000 ml, thêm nước cất đến vạch mức.

Dung dịch sắt amoni sunfat 0,25 N (muối Mo): Hoà tan 98 g sắt amoni

Í-

sunfat Fe(NH4)2.6H2O p.a đã được làm khô trong bình hút ẩm một ngày trong

-L

20 ml axit sunfuric H2SO4 đặc (d = 1,84 g/cm3) cho vào bình định mức dung

ÁN

tích 1000 ml thêm nước cất đến vạch mức. Điều chỉnh lại nồng độ dung dịch này dựa theo dung dịch kali bicromat

IỄ N

ÀN

với chỉ thị màu feroin hay dyphenylamin như sau: Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung dịch sắt amonisunfat 0,25 N vào bình nón, dung tích 250 ml. Thêm 20 ml axit sunfuric đặc. Lắc đều rồi thêm 3 ÷ 5 giọt chỉ thị feroin hoặc diphenylamin. Từ buret nhỏ dung dịch kali bicromat 0,25 N xuống đến khi chuyển màu từ xanh tím sang xanh lơ theo phản ứng:

70 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

14H+ + 6Fe2+ + Cr2O7 2-

6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

2 7

VCr O 2− .N Cr O 2−

2 7

N Fe2+ =

Kết quả được tính theo công thức:

U Y

Chỉ thị feroin: Hoà tan 1,458 g 1,10 – octophenan – throlin monohydrat

với 0,695 g sắt sunfat FeSO4.7H2O trong nước cất và cho nước cất đến vừa đủ

100 ml. Chỉ thị definylamin 1% trong axit sunfuric đặc, bạc sunfat, thủy ngân

ẠO

sunfat.

+ Cách tiến hành

Cho một lượng mẫu vào bình cầu 500 ml sao cho hàm lượng chất hữu

H Ư

cơ từ 100 ÷ 500 mg trong một lít. Nếu quá cao (khoảng 100 mg/l trở lên) lấy

TR ẦN

khoảng 10 ml nước thử rồi pha loãng bằng nước cất đến 100 ml. Thêm 0,4 g thuỷ ngân sunfat HgSO4. Thêm 20 ml dung dịch kali bicromat 0,25 N. Thêm

vào đó một lượng axit sunfuric đặc (gấp 3 lần số ml kali bicromat), cho từ từ

10 00

từng lượng nhỏ axit sunfuric đặc vừa lắc bình vừa làm lạnh dưới vòi nước.

Rồi cho vào khoảng 2 g bạc sunfat AgSO4, cho mấy viên bi thuỷ tinh hoặc đá

bọt vào bình. Lắp bình cầu vào ống sinh hàn hồi lưu đun sôi nhẹ và giữ bình ở

Í-

nhiệt độ sôi trong hai giờ sau đó để nguội bình, dùng 25 ml nước cất để rửa

-L

thành ống sinh hàn. Chuyển dung dịch từ bình cầu sang bình nón. Tráng bình

ÁN

cầu bằng nước cất, chuyển tất cả nước tráng rửa vào bình nón, pha loãng hỗn

IỄ N

ÀN

hợp đến 200 ml rồi dùng dung dịch chuẩn sắt amoni sunfat với 3 ÷ 4 giọt chỉ thị màu feroin hoặc diphenilamin để chuẩn độ lượng kali bicromat đủ cho đến

khi màu của dung dịch từ xanh lam sang màu xanh lá cây nhạt. Làm song song một mẫu trắng với nước cất hai lần như đã làm với nước thải. Hàm lượng COD (lượng oxi cần thiết để oxi hóa chất hữu cơ) có trong mẫu nước được tính theo công thức sau:

71 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

[X ] = (a − b ).N .8 .1000

Trong đó:

U Y

a: Thể tích dung dịch sắt - amoni sunfat tiêu tốn dùng để chuẩn mẫu

trắng (ml)

b: Thể tích dung dịch sắt - amoni sunfat tiêu tốn dùng để chuẩn mẫu thử

ẠO

(ml)

N: Nồng độ đương lượng của dung dịch sắt - amoni sunfat

H Ư

V: Thể tích mẫu nước đem thử (ml)

TR ẦN

8: Đương lượng gam của oxi (g)

Để xác định COD và BOD5 trong các mẫu nước thải, chúng tôi đã tiến

hành theo quá trình thí nghiệm đã trình bày ở trên, các kết quả phân tích xác

10 00

định COD và BOD5 được đưa ra trong bảng 3.4

Bảng 3.4: Kết quả xác định hàm lượng COD và BOD5 trong nước thải

Kết quả TN

Chỉ tiêu

chuẩn

Í-

-L

phân tích

ÁN

STT

Tiêu

nước

COD

288

302

321

298

271

BOD5

128

180

276

201

142

IỄ N

ÀN

loại B

72 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét:

đặc biệt là các chất hữu cơ có trong nước. Chất lượng nước phụ thuộc vào

Qua kết quả xác định COD và BOD5, ta thấy mẫu nước nhiễm bẩn rất nặng,

nguồn thải và thời gian lấy mẫu. Hàm lượng chất hữu cơ gấp dao động từ 5 -

U Y

10 lần so với nước cho phép đối với nước bề mặt loại B, vì vậy cần thiết phải

tiêu này đảm bảo tiêu chuẩn cho phép của nước mặt loại B.

sử dụng phương pháp thích hợp để xử liý mẫu nước thải nói trên sao cho chỉ

ẠO

3.4. Xác định hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước thải.

Trong nước thải, ngoài các chất hữu cơ tan và không tan còn một lượng

lớn các ion kim loại, đặc biệt là các ion kim loại nặng. Tùy theo pH của nước

H Ư

thải mà các ion kim loại nặng bị kết tủa dưới dạng hydroxit lớn hay nhỏ, vì

TR ẦN

vậy cần thiết phải đánh giá hàm lượng các kim loại nặng trong nước thải. Có thể có nhiều phương pháp xác định các ion kim loại, trong đó phương phổ hấp thụ nguyên tử là thích hợp nhất vì phương pháp này rất chọn lọc và có độ

10 00

nhạy cao (từ 1.10-4 – 1.10-5%). Nhưng mỗi loại máy có độ chính xác và độ nhạy cũng khác nhau, do đó, trước khi đo cần phải khảo sát các thông số máy.

Nhằm tìm các điều kiện tối ưu để kết quả có độ chính xác nhất.

Í-

3.4.1. Khảo sát các thông số máy

-L

a. Chọn vạch phổ hấp thụ

ÁN

Như chúng ta đã biết, mỗi loại nguyên tử của một nguyên tố có thể hấp thụ

được những bức xạ có bước sóng mà chính nó có thể phát ra trong quá trình

IỄ N

ÀN

phát xạ khi chúng ở thể hơi. Nhưng thực tế không phải các nguyên tử có thể hấp thụ ở tất cả các bước sóng đó, quá trình hấp thụ chỉ xảy ra dễ dàng đối với một số vạch nhạy (vạch đặc trưng, vạch cộng hưởng hay vạch cuối cùng). Độ nhạy của mỗi vạch của cùng một nguyên tố cũng khác nhau, do đó cần phải lựa chọn vạch đo thích hợp cho từng nguyên tố. Dưới đây, chúng tôi đưa ra một số vạch đặc trưng của các nguyên tố: Cu, Pb, Cd, Zn, Fe, Mn, Cr.

73 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.5: Vạch đo đặc trưng của các nguyên tố [10]

0,550

217,0

0,1

283,3

0,2

261,4

4,0

368,3

1,0

213,9

0,02

12,500 40,0

248,3

0,050

307,6 248,8

0,125

271,9

0,175

372,0

0,600

279,5

0,025

279,8

0,038

280,1

0,075

403,0

0,600

357,9

0,10

359,4

0,20

360,3

0,36

429,0

1,00

Ó H

Í-L ÁN TO Đ

ÀN

IỄ N

0,025

10 00

0,1 – 4,0

326,9

228,8

N Ơ H N

U Y

222,6

0,122

217,9

0,7 – 0,5

ẠO

0,050

(nm)

327,4

Độ rộng khe đo

0,025

324,7

0,5 – 8,0

0,7 – 0,5

0,1 – 2,5

0,7 – 0,5

0,1 – 2,5

0,7 – 0,5

0,1 – 8,0

0,7 – 0,5

0,1 – 5,0

0,7 – 0,5

0,5 – 8,0

0,7 – 0,5

H Ư

(ppm)

TR ẦN

Độ nhạy

λ (nm)

Nguyên tố

Khoảng tuyến tính (mg/l)

74 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Với yêu cầu xác định hàm lượng nhỏ của các ion kim loại, chúng tôi chọn

213,9 nm; Fe là 248,3 nm; Mn là 279,5 nm và Cr là 357,9 nm. Vì tại các vạch

vạch đo thích hợp với Cu là 324,7 nm; Pb là 217 nm; Cd là 228,8 nm; Zn là

U Y

phổ này cho độ nhạy và độ chọn lọc cao nhất.

b. Khảo sát cường độ dòng đèn

Mỗi đèn catot rỗng (Hollow cathode lamp: HCL) đều có cường độ dòng

ẠO

đèn cực đại (I max). Tín hiệu hấp thụ của vạch phổ phụ thuộc rất nhiều vào

cường độ chùm tia phát xạ do đèn catôt rỗng HCL tạo ra. Tuy nhiên, không

nên dùng đến dòng đèn cực đại vì khi đó đèn làm việc không ổn định, tuổi thọ

H Ư

của đèn bị giảm, đồng thời phép đo lại có độ nhạy và độ lặp kém. Mỗi loại

TR ẦN

đèn HCL đều có một cường độ xác định, lý thuyết và thực tế cho thấy sử dụng với cường độ dòng từ 60 ÷ 85% cường độ cực đại ghi trên đèn là tốt nhất. Do vậy, chúng tôi đã tiến hành khảo sát sự hấp thụ của chì trong khoảng giới hạn

10 00

của cường độ dòng đèn. Kết quả được trình bày trong bảng 3.6 Bảng 3.6: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của chì (2 µ g/ml) vào cường

-L

Í-

Cường độ dòng đèn (mA) Độ hấp thụ (A) Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình

độ dòng đèn

0,0158 0,0176 0,0192 0,0175

0,0150 0,0155 0,0165 0,0157

0,0171 0,0160 0,0165 0,0165

0,0178 0,0188 0,0190 0,0185

0,0150 0,0175 0,0180 0,0168

0,0168 0,0177 0,0183 0,0176

IỄ N

ÀN

ÁN

Từ bảng trên, ta thấy cường độ dòng đèn tốt nhất đối với đồng nên sử dụng là 6 mA hoặc 8 mA.

75 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

hệ trực chuẩn sẽ vào bộ phận tán sắc. Để vạch phổ đo không bị quấy rối, chen

chuẩn là khe vào của chùm sáng đa sắc, chùm sáng đa sắc này sau khi đi qua

c. Khảo sát độ rộng khe đo Độ rộng của khe sáng ảnh hưởng tới tín hiệu phổ hấp thụ. Trước hệ trực

U Y

lẫn với vạch phổ khác nằm ở hai bên, khe sáng phải không được quá rộng.

Mặt khác, nếu độ rộng khe sáng quá hẹp thì tín hiệu phổ không ổn định, độ

lặp lại kém. Do đó, chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng độ rộng khe đo đến phổ

ẠO

hấp thụ nguyên tử. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.7

Bảng 3.7: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ của chì vào độ rộng khe đo Cường độ hấp thụ (A)

Độ rộng khe đo

0,5

0,0165

0,0171

0,7

0,0178

0,0179

Sai số

0,0168

3,000.10-4

0,0181

0,0179

1,528.10-4

Lần 3

10 00

(nm)

Trung bình

H Ư

Lần 2

TR ẦN

Lần 1

Từ bảng trên ta thấy, khe đo phù hợp đối với chì là 0,7 nm. Tương tự đối

với các nguyên tố còn lại chúng tôi đã kiểm tra và thấy độ rộng đối với máy

Í-

Shimadzu 6300 Nhật Bản là 0,7 nm.

-L

d. Khảo sát chiều cao đầu đốt nguyên tử hóa mẫu

ÁN

Khảo sát chiều cao ngọn lửa phù hợp với đầu đốt nguyên tử hóa để thu

được tín hiệu phổ hấp thụ của mỗi nguyên tố là điều kiện quan trọng giúp loại

IỄ N

ÀN

trừ được các yếu tố ảnh hưởng nhằm thu được các tín hiệu có độ ổn định và độ nhạy cao. Nhiệt độ là thông số đặc trưng của ngọn lửa đèn khí, nó quyết

định đến hiệu suất nguyên tử hóa mẫu. Cấu tạo ngọn lửa khí gồm 3 thành phần chính: phần tối, phần trung tâm và đuôi ngọn lửa. Trong đó phần trung tâm có nhiệt độ cao nhất và thường không có màu hoặc màu lam rất nhạt. Ở

76 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

đó, quá trình nguyên tử hóa xảy ra với hiệu suất cao nhất và các phản ứng thứ

chiếu tia cộng hưởng qua phần này. Với máy Shimadzu 6300 có bộ phận

cấp xảy ra ở mức độ tối thiểu. Do đó, trong phép đo F - AAS người ta

U Y

điều chỉnh tự động chiều cao đầu đốt. Kết quả khảo sát với Chì được đưa

ra trong bảng 3.8.

Bảng 3.8: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của chì (2 µ g/ml) vào chiều

Độ hấp thụ nguyên tử (A)

Trung bình

Lần 2

0,0167

0,0169

0,0171

0,0169

0,0170

0,0172

0,0170

0,0175

0,0177

0,0178

0,0177

0,0178

0,0180

0,0179

0,0168

0,0160

0,0170

0,0166

0,0155

0,0160

0,0161

0,0159

TR ẦN

10 00

H Ư

Lần 1

ÁN

-L

Í-

Lần 3

Chiều cao đầu đốt (mm)

ẠO

cao đầu đốt

Theo kết quả khảo sát, chiều cao của đầu đốt phù hợp (ổn định và có độ

IỄ N

ÀN

hấp thụ cao) cho phổ hấp thụ của chì là 7 mm. Với máy Shimadzu 6300 có bộ phận điều chỉnh tự động chiều cao đầu đốt. Chúng tôi đã thay đổi chiều cao đầu đốt để được sự hấp thụ cao và ổn định nhất đối với các nguyên tố còn lại. Kết quả kiểm tra chiều cao của đầu đốt phù hợp cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử đều là 7 mm.

77 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

quá trình quan trọng nhất. Bởi vì, chỉ có các nguyên tử tự do (ở trạng thái hơi)

Trong phương pháp F – AAS, quá trình nguyên tử hóa mẫu phân tích là

3.4.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa

U Y

là yếu tố quyết định đến cường độ vạch phổ. Như vậy quá trình nguyên tử hoá

mẫu thực hiện tốt hay không đều ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích

một nguyên tố. Trong phép đo F - AAS (độ nhạy khoảng 0,05 ÷ 1 ppm), quá

ẠO

trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích phụ thuộc vào nhiệt độ của

ngọn đèn khí - là yếu tố quyết định quá trình tạo ra các nguyên tử tự do và ion

ở trạng thái hơi. Nhiệt độ ngọn lửa đèn khí phụ thuộc nhiều vào bản chất và

H Ư

thành phần của chất khí được đốt cháy để tạo ra ngọn lửa. Ngoài ra, tốc độ

TR ẦN

dẫn mẫu cũng có ảnh hưởng đến nhiệt độ và hiệu suất của quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu. Vì thế, các điều kiện nguyên tử hoá mẫu cần được

10 00

khảo sát và chọn cho phù hợp.

a. Khảo sát lưu lượng khí axetilen

Nhiệt độ của ngọn lửa phụ thuộc vào tỉ lệ hỗn hợp khí (tỉ lệ không khí/

axetilen). Nhiệt độ ngọn lửa đèn khí axetilen + không khí nằm trong khoảng

-L

Í-

1700oC - 3200oC. Trên hệ thống máy Shimadzu 6300, lưu lượng không khí

ÁN

nén được giữ ở 15 (lit/phút) để tối ưu hoá quá trình tạo thể sol khí. Do đó lưu

lượng khí axetilen sẽ được thay đổi để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ngọn

hợp. Dưới đây, chúng tôi đưa ra kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ dẫn khí axetilen lên độ hấp thụ của chì.

IỄ N

ÀN

lửa tới sự hấp thụ của các nguyên tố, từ đó chọn ra lưu lượng khí axetilen phù

78 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.9: Ảnh hưởng của tốc độ dẫn khí axetilen đến độ hấp thụ của chì

Độ hấp thụ nguyên tử (A)

Lưu lượng

Lần 2

Lần 3

1,6

0,0153

0,0160

0,0161

1,7

0,0157

0,0161

0,0168

1,8

0,0168

0,0169

1,9

0,0175

0,0168

2,0

0,0180

2,1

0,0181

TR ẦN

2.2

bình

0,0168

ẠO

0,0158

0,0172

0,0178

0,0183

0,0180

0,0194

0,0165

0,0180

0,0168

0,0190

0,0178

0,0180

0,0188

0,0179

0,0171

2.3

0,0158

0,0177

H Ư

0,0177

U Y

(lit/phút)

Trung

Lần 1

10 00

khí axetilen

-L

Í-

Như vậy, theo kết quả khảo sát thấy rằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

ÁN

của chì có giá trị tốt nhất ở 2,0 lit/phút. Tương tự như vậy, đối với Cu là 1,8 lit/phút, Cd là 2 lit/phút, Zn là 2 lit/phút, Cr là 2,6 lit/phút, Fe là 2,2 lit/phút,

IỄ N

ÀN

Mn là 2,2 lit/phút. b. Tốc độ dẫn mẫu Tốc độ dẫn mẫu cũng ảnh hưởng tới cường độ vạch đo, đối với mỗi hệ

thống máy xác định. Đối với máy Shimadzu 6300, chúng tôi sử dụng hệ thống bơm mẫu tự động, mẫu nước được hút với thể tích 20 µ l cho việc đo một lần,

79 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

đây là tốc độ dẫn mẫu đã được chọn phù hợp theo hầu hết các dung dịch

Dưới đây chúng tôi hệ thống hóa lại các thông số máy và điều kiện nguyên

thường có nồng độ muối không cao.

U Y

tử hóa mẫu của hệ thống máy đo đã được nghiên cứu và rút ra từ thực

nghiệm.

Bảng 3.10: Các điều kiện tối ưu khi đo phổ hấp thụ trên máy Shimadzu

Các điều kiện Cu Pb Cd Zn Cr đo Tốc độ không khí nén 15 15 15 15 15 ( lit/phút) Tốc độ khí axetilen 1,8 2 2 2 2 ( lit/phút ) Tốc độ dẫn 20 20 20 20 20 mẫu (ml) Cường độ dòng đèn 6 8 9 8 9 (mA ) Bước sóng 324,7 217,0 228,8 213,9 357,9 hấp thụ (nm) Chiều cao đầu 7 7 7 7 9 đốt (mm) Bề rộng khe 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 đo (nm) Thời gian nguyên tử hóa 15 15 15 15 15 mẫu (giây) Chế độ bổ NVN - BGC chính nền

248,3

279,5

0,5

H Ư

ÁN

Í-

-L

TR ẦN

10 00

STT

ẠO

6300

IỄ N

ÀN

8 9

3.4.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo Trong phép đo phổ nguyên tử, các ảnh hưởng hóa học cũng rất đa dạng và phức tạp, nó xuất hiện khác nhau trong mỗi trường hợp cụ thể, và nhiều

80 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

trường hợp không xuất hiện, các ảnh hưởng hóa học cũng ảnh hưởng tới kết

quả theo bốn hướng:

- Làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích do sự tạo thành các

U Y

hợp chất bền nhiệt, khó bay hơi, khó nguyên tử hóa. Ví dụ ảnh hưởng của các

ion silicat, sunfat, photphat, florua.

- Làm tăng cường độ vạch phổ, do sự tạo thành chất dễ bay hơi và dễ

ẠO

nguyên tử hóa, hay do hạn chế ảnh hưởng của sự ion hóa, sự kích thích phổ

phát xạ của các nguyên tố phân tích. Đó chính là tác dụng của một số hợp

chất, chủ yếu là muối halogenua của kim loại kiềm và kiềm thổ hay lantan

H Ư

clorua.

TR ẦN

- Làm tăng cường độ vạch phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu là những chất hợp chất dễ bay hơi. Lúc đó các chất nền này có tác

10 00

dụng như là một chất mang cho sự hóa hơi của nguyên tố phân tích làm nó hóa hơi với hiệu xuất cao hơn.

- Sự giảm cường độ vạch phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của

Í-

mẫu là những chất bền nhiệt khó hóa hơi, lúc này các nguyên tố nên kìm hãm

-L

sự hóa hơi của nguyên tố phân tích, các chất nền này thường là những chất

ÁN

bền nhiệt của nguyên tố như nhôm, đất hiếm, silicat…

IỄ N

ÀN

Trong các yếu tố hóa học thì loại axit và nồng độ axit là quan trọng nhất. Trong số các axit mạnh hay được dùng để làm dung môi hoặc điều chỉnh

pH của dung dịch đó thì axit HNO3 ít gây nên ảnh hưởng nhất vì HNO3 không tạo nên hợp chất ít tan với nhiều nguyên tố và cũng ít tạo phức và phức chất của các ion kim loại - nitrat rất kém bền vì vậy khi đo phổ hấp thụ người ta hay dùng axit HNO3 làm dung môi.

81 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1 - 2 % là tốt nhất vì vậy chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của nồng độ HNO3 (1

HNO3 thích hợp cho phép đo phổ hấp thụ F - AAS thì nồng độ axit thường là

Theo các kết quả nghiên cứu của các tác giả tại bộ môn, nồng độ axit

U Y

– 8%) đến cường độ hấp thu của vạch phổ. Các kết quả nghiên cứu được biểu

diễn trên bảng 3.11

Bảng 3.11: Kết quả xác định độ hấp thụ của chì (2µg/ml) trong HNO3

Lần 2

0,0168

0,0178

0,0177

0,0170

0,0165

Trung bình

Lần 3

0,0175

0,0176

0,0168

0,0163

0,0167

0,0179

0,0169

0,0171

0,0172

0,0177

0,0173

0,0179

0,0171

-L

Í-

10 00

H Ư

Lần 1

TR ẦN

axit (%)

ẠO

Độ hấp thụ (A)

Nồng độ

ÁN

Theo kết quả trên chúng tôi chọn HNO3 2% là môi trường cho các thực

IỄ N

ÀN

nghiệm.

Ngoài ra các yếu tố vật lý và các ion lạ cũng ảnh hưởng tới cường độ vạch

phổ, song các ảnh hưởng này không lớn, nên chúng tôi không tập trung nghiên cứu (vì thời gian không cho phép nên chúng tôi căn cứ theo kết luận của các nghiên cứu trước đây tại bộ môn).

82 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

U Y

3.4.4. Xây dựng đường chuẩn (sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ chất phân tích) Khoảng xác định trong phép đo AAS gắn liền với một nguyên tố và một vạch phổ của nguyên tố đó được sử dụng để phân tích nó trong một điều kiện đã chọn. Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử việc định lượng một nguyên tố dựa vào phương trình cơ bản: Aλ = K.Cb

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ẠO

Khi b = 1: Nghĩa là khi nồng độ C rất nhỏ khi đó ta có Aλ = K.C. Khoảng nồng độ C của nguyên tố phân tích đúng với phương trình trên được gọi là

khoảng xác định (hay khoảng tuyến tính) của nguyên tố theo phương pháp F AAS. Trong khoảng nồng độ này thì quan hệ giữa A và C có dạng của

TR ẦN

H Ư

phương trình toán học y = ax. Thực nghiệm cho thấy, khoảng xác định đối với mỗi nguyên tố là khác nhau, mỗi vạch phổ khác nhau là rất khác nhau. Vạch phổ nào có độ hấp thụ càng nhạy thì khoảng nồng độ tuyến tính càng hẹp và

kéo dài về phía nồng độ nhỏ. Vì thế, khái niệm khoảng xác định của một nguyên tố trong một phương pháp phân tích gắn liền với một vạch phổ đã

IỄ N

Độ hấp thụ ( A ) 0,0045 0,089 0,0192 0,0267 0,0366 0,0445 0,0555 0,0623 0,0678 0,0701 0,0732

Nồng độ Pb ( ppm ) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0

Í-L

ÀN

ÁN

STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

10 00

chọn để đo và các điều kiện thí nghiệm đã được chọn. Bảng 3.12 là kết quả về khoảng xác định của chì theo vạch phổ 217,0 nm. Bảng 3.12: Kết quả xác định khoảng tuyến tính của chì

83 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

y = a + b*x 0.99569 Value

Standard Error

Intercept

0.00103

9.61548E-4

Slope

0.00868

2.01842E-4

ẠO

0.03

H Ư

Abs

0.06

Adj. R-Square

U Y

Equation

Từ bảng 3.12, chúng tôi xây dựng được đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ chì.

TR ẦN

0.00

Conc (ppm)

10 00

Hình 3.1: Đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ chì Từ bảng 3.12 và hình 3.1 chúng tôi xác định được khoảng tuyến tính của

chì là 0,5 – 7,5 ppm hay mg/l.

Í-

Tương tự, các nguyên tố khác cũng xác định được khoảng tuyến tính của sự

-L

phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ các nguyên tố. Kết quả được chỉ ra trong

IỄ N

ÀN

ÁN

bảng 3.13

84 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.13: Khoảng nồng độ tuyến tính để xác định các nguyên tố Nguyên Hệ số tương Khoảng xác Phương trình đường chuẩn tố định quan 1 Cu A=0,0560C + 0,0047 0,9925 0,1 – 3,8 2 Cd A=0,2013C + 0,0107 0,9857 0,2 – 2,5 3 Pb A=0,0086C + 0,0010 0,9957 0,5 – 7,5 4 Zn A=0,1949C + 0,0051 0,9963 0,1 – 2,5 5 Cr A=0,0405C + 0,0132 0,9824 0,5 – 7,6 6 Fe A=0,0443C + 0,0070 0,9985 0,1 – 8,2 7 Mn A=0,0865C + 0,0051 0,9993 0,1 – 4,9 Để xác định hàm lượng các ion kim loại Cu, Pb, Cd, Zn,Cr, Fe, Mn trong

ẠO

U Y

STT

TR ẦN

H Ư

nước thải, chúng tôi lấy 20 ml nước thải đã được lọc bỏ các chất rắn lơ lửng, thêm 4 ml HNO3 12,5% rồi thêm nước tới vạch 25. Lắc đều, để yên và đem đi đo phổ hấp thụ trên máy Shimadzu 6300 theo các điều kiện đã chọn ở trên. Ax = K.Cx (1) Trong bình khác lấy 20ml nước thải + 0,1 ml dung dịch chuẩn + 4 ml

0,1.1000 ppm = 4 ppm 25

Ca =

10 00

HNO3 12,5% và cùng đo độ hấp thụ ở điều kiện trên: Ax + a = K.(Cx + Ca) (2) Với

ÁN

-L

Í-

Cx là nồng độ ion cần xác định có trong 25 ml đem đo. Ax Cx = AX + A C x + Ca C x = Ca .

IỄ N

ÀN

Nồng độ trong nước thải là: C =

Ax Ax + a − Ax

Cx .20 (mg/l) 25

Cùng với phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng kim loại có trong các mẫu nước thải, chúng tôi cũng tiến hành đo hàm lượng của chúng bằng phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES). Kết quả được đưa ra ở bảng 3.14

85 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

0,12050

0,23940

2,05680

2,07150

0,00097

0,00172

0,13220

1,25340

2,01340

0,03480

0,00147

0,00170

U Y

0,00026

0,00015

0,00253

0,00320

0,15390

0,00089

0,00054

ẠO

Mẫu5

2,14020

0,00038 1,98674

0,56310

Mẫu 1 0,00120

Hàm lượng (mg/l) Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 0,01890 0,05670 1,04670

H Ư

Nguyên tố

0,00892 0,18730

1,76570 0,00059

1,02040

0,75864

STT

TR ẦN

Bảng 3.14: Kết quả xác định hàm lượng các ion kim loại bằng AES

Mẫu 4

Mẫu5

0,00140

0,01800

0,05700

1,04600

0,15020

0,00055

0,00300

0,00019

0,00240

0,00029

0,00150

0,00142

0,00092

0,00034

0,03400

2,01300

0,12010

2,14050

1,98760

0,23900

2,05610

2,07200

0,56370

1,76540

0,00095

0,00175

0,00897

0,13230

1,2538

0,18780

TO ÀN

Mẫu 3

0,00054 1,02070

0,75870

-L

Í-

Mẫu 2

tố

Hàm lượng (mg/l)

Mẫu 1

IỄ N

Nguyên

ÁN

STT

10 00

Các kết quả xác định hàm lượng các kim loại trên trong nước thải bằng phương pháp F - AAS được biểu diễn ở bảng 3.15. Bảng 3.15: Kết quả xác định hàm lượng các ion kim loại bằng F – AAS

86 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Kết quả trên ta thấy hàm lượng các ion kim loại phụ thuộc theo chất lượng

nước thải (phụ thuộc vào nguồn nước thải). Hàm lượng các kim loại không

lớn.

U Y

Điều này được giải thích do pH > 7, do đó trong quá trình di chuyển các

ion kim loại được lắng đọng dưới dạng hiđroxit dưới đáy mương nên lượng

tan trong nước còn lại thấp.

ẠO

Tiến hành so sánh kết quả 2 phương pháp trên về hàm lượng các kim loại,

chúng tôi lấy một mẫu thí nghiệm bất kỳ để lập bảng 3.16 là bảng sai số

tương đối giữa 2 phương pháp đo.

H Ư

Bảng 3.16: Sai số tương đối của kết quả hàm lượng kim loại mẫu thí

0,00038

0,00034

11,76

1,98674

1,98760

0,04

1,76570

1,76540

0,017

0,00059

0,00054

9,26

0,75864

0,75870

0,01

5,42

2,46

0,00240

Í-

-L ÁN

Sai số tương đối q (%)

0,00253

4 5

Hàm lượng (mg/l) Phương pháp Phương pháp AES F – AAS 0,15390 0,15020

10 00

STT

Nguyên tố

TR ẦN

nghiệm 5 giữa hai phương pháp F – AAS và AES

IỄ N

ÀN

Kết luận: - So sánh kết quả 2 phương pháp trên đều thấy hầu hết các kết quả khá phù

hợp, điều này cho thấy kết quả xác định hàm lượng kim loại nặng của các mẫu nước là đáng tin cậy. - So sánh kết quả các kim loại nặng thể hiện trong bảng 3.14 và 3.15 với tiêu chuẩn Việt Nam về hàm lượng kim loại nặng của nước mặt loại B, thấy

87 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chuẩn nước mặt loại B hoặc vượt quá với hàm lượng không đáng kể nên

không cần phải dùng phương pháp hóa học để xử lí kim loại nặng.

rằng các mẫu nước thải có hàm lượng kim loại nặng không vượt quá tiêu

Từ kết quả thu được ở bảng 3.4 và 3.15 chúng tôi nhận thấy:

U Y

3.5. Xử lý các chất hữu cơ trong nước thải

Nước thải trong mẫu nghiên cứu có hàm lượng hữu cơ rất lớn (gấp từ 5 - 10

ẠO

lần so với hàm lượng nước bề mặt loại B cho phép), điều đó chứng tỏ nước

thải khu vực Nguyễn Văn Huyên – Nguyễn Khánh Toàn, chủ yếu là nước thải

H Ư

sinh hoạt.Trong khi đó, hàm lượng kim loại nặng nhỏ. Điều này được giải thích là do pH của nước thải lớn hơn 7 (bảng 3.1) nên các ion kim loại tồn tại

TR ẦN

dưới dạng hiđroxit ít tan và bị lắng đọng trong quá trình vận chuyển. Do đó,

chúng tôi chỉ tiến hành xử lý màu, mùi và các chất hữu cơ có trong nước thải.

10 00

3.5.1. Xử lý màu và mùi của nước thải.

Nước thải lấy về được lọc bỏ cặn lơ lửng bằng phễu lọc thủy tinh. Lấy 500

ml nước thải (đã lọc) cho vào cốc dung tích 1 lit. Thêm tiếp vào mỗi cốc 2

Í-

gam men tương ứng. Sục không khí và khuấy đều, dùng đồng hồ bấm giây

-L

theo dõi thời gian mất màu và mùi của các cốc. Các kết quả thí nghiệm thu

IỄ N

ÀN

ÁN

được, được biểu diễn trong bảng 3.17

88 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.17: Thời gian khử màu và mùi nước thải bởi vi sinh vật (giây)

Men sinh học

Thời gian (giây)

EM – P1

EVIRO

120

240

280

180

150

250

300

205

170

145

265

305

195

185

130

255

295

135

245

295

U Y

ECOLO

155

200

195

190

180

TR ẦN

H Ư

ẠO

BIO - EM

BIO – SUPERCLEAN MV

Mẫu

Từ kết quả trên ta thấy, khi thêm men sinh học thời gian mất màu và mùi

của nước thải được rút ngắn (khoảng 2 ngày khi không có men). Trong số các

10 00

nmen được nghiên cứu thì loại men BIO - EM cho hiệu suất cao nhất.

3.5.2. Xử lý các chất hữu cơ trong nước thải

Sau khi để lắng, lấy nước lọc của cốc dùng men BIO – EM đem xác định

Í-

lại BOD5 và COD như khi chưa xử lý, các kết quả thu được được biểu diễn

-L

trong bảng 3.18

IỄ N

ÀN

ÁN

Bảng 3.18: Kết quả xác định BOD5 và COD sau khi xử lý bằng BIO – EM

Mẫu TN Chỉ tiêu COD BOD5

Giá trị cho phép

31 23

30 20

32 21

31 22

30 24

> 35 < 25

Nhận xét:

89 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Từ bảng 3.18 ta thấy hàm lượng COD và BOD5 sau khi xử lý bằng men

BIO – EM đều nhỏ hơn giới hạn cho phép của nước bề mặt loại B nên có thể

xả nước vào nguồn được.

U Y

3.6. Đề xuất phương án xử lý nước thải

Nguyên tắc chung khi xử lý nước thải là thường dựa trên sự phân hủy

sinh học. Sự phân hủy các chất hữu cơ trong nước bằng sinh học dựa trên việc

ẠO

sử dụng các loại vi khuẩn với điều kiện có mặt không khí, cụ thể là oxi hóa

các nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ:

→ CO2 + H2O + Các chất thải hữu cơ (C, H, O, N, S) + O2 

H Ư

visinh vât

TR ẦN

SO42- (NH4+, NO3-)

Thông thường, xây dựng mô hình bể theo các cấp độ xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B như sau:

10 00

Xử lý cấp I: Gồm các quá trình xử lý sơ bộ và lắng, bắt đầu từ song hoặc lưới chắn rác, và kết thúc sau lắng cấp I. Công đoạn này có nhiệm vụ khử

hoặc loại bỏ các vật rắn nổi có kích thước lớn và các tạp chất rắn có thể lắng

ra khỏi nước thải để bảo vệ máy bơm và đường ống. Thường gồm các quá

-L

Í-

trình lọc qua song (hoặc lưới) chắn, lắng, tuyển nổi, tách dầu mỡ và trung

ÁN

hoà.

Xử lý cấp II: Gồm các quá trình sinh học (đôi khi cả quá trình hoá học),

IỄ N

ÀN

có quá trình khử hầu hết các tạp chất hữu cơ hoà tan có thể khử bằng con đường sinh học (khử BOD). Đó là các quá trình: hoạt hoá bùn, lọc sinh học, hay oxi hoá sinh học trong các hồ (hồ sinh học) và phân huỷ yếm khí. Tất cả các quá trình này đều sử dụng khả năng của các vi sinh vật chuyển hoá các chất thải hữu cơ về dạng ổn định và năng lượng thấp.

90 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Dựa trên nguyên tắc trên, chúng tôi đề xuất phương án xử lý nước thải

- Giai đoạn I: Khi cho nước lọc qua những cái sàng làm màn chắn thì

gồm 2 giai đoạn:

những cục chất rắn lớn bị giữ lại. Những phần tử rắn bé hơn sau đó sẽ được

U Y

để cho lắng ở các thùng lắng. Quá trình tách vật lý này có thể loại đi khoảng

60% các chất rắn nhưng chưa dùng gì đến các chất tan, rất nhiều tạp chất vẫn còn lại sau giai đoạn xử lý này. Hàm lượng oxi của nước thải đã được tăng lên

ẠO

đáng kể.

Có thể biểu diễn sơ đồ xử lý nước thải ở giai đoạn I như hình 3.2: thïng l¾ng

clo

H Ư

phßng c¸t th«

n−íc ®· xö lý giai ®o¹n I

10 00

TR ẦN

n−íc th¶i

Hình 3.2: Xử lý giai đoạn I

sµng

- Giai đoạn II: Giai đoạn này nhằm ôxi hóa các chất hữu cơ bằng sinh

-L

Í-

học và loại đi chất huyền phù. Phương pháp này thông dụng nhất là dùng quá

ÁN

trình “bùn hoạt tính” để loại đi đến 90% chất rắn lơ lửng và nhu cầu oxi sinh hóa. Trong quá trình này tốc độ tác dụng của vi khuẩn được tăng lên bằng

IỄ N

ÀN

cách cho không khí của bùn chứa đầy vi khuẩn tiếp xúc với nước đã qua xử lý

ở giai đoạn I. Một phần “bùn hoạt hóa” được dùng cho mẻ nước thải sau chuyển từ

thùng lắng của giai đoạn đầu sang. Việc sử dụng quay tròn bùn như thế này là thiết yếu vì còn khá đủ hoạt tính sinh hóa trong thùng không khí. Bùn còn

91 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

dư sẽ được đốt ra tro hoặc cho tác dụng với vi khuẩn để sản xuất chất bón

U Y

ra sông, biển hoặc vùng đất cát. Giai đoạn II được thể hiện trên hình 3.3

Giai đoạn II sẽ được kết thúc bằng khâu clo hóa, sau đó nước được tháo

cho đất.

thïng th«ng khÝ

ẠO

n−íc ®· xö lý giai ®o¹n i

H Ư

n−íc ®· xö lý giai ®o¹n ii

10 00

TR ẦN

kh«ng khÝ

bïn ho¹t hãa

Í-

bïn d−

Hình 3.3: Xử lý giai đoạn II

-L

Ngoài ra, nếu muốn tiếp tục xử lý để nước thải đạt tiêu chuẩn loại A thì

ÁN

sẽ tiến hành xử lý ở giai đoạn III. Sau khi xử lý cấp I và II nước thải đã trở

IỄ N

ÀN

nên tương đối sạch. Để được nước sạch cần xử lý tiếp một công đoạn nữa gọi là xử lý cấp III, tuy giai đoạn này ngưới ta kết hợp các quá trình hóa học, hóa lý, sinh học để loại bỏ triệt để nitơ, photphat và các chất nhiễm bẩn khác còn lại sau xử lý cấp II… Đó là phương pháp nhờ thực vật tự dưỡng, phương pháp

sử dụng chất hấp thụ, chất oxi hóa, phương pháp lọc… hoặc các phương pháp hóa học

92 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nói chung, người ta ít dùng giai đoạn III, nhưng trong tương lai khi đã

để dùng lại cho sinh hoạt hoặc cho công nghiệp thì sẽ phải sử dụng rộng rãi

có những biện pháp chống ô nhiễm nghiêm ngặt hoặc nếu cần xử lý nước thải

giai đoạn này. Các giai đoạn xử lí I và II đã làm giảm được nhu cầu oxi sinh

U Y

hóa của nước và loại đi những vi khuẩn có hại nhưng chưa khử được những

yếu tố sau:

- Các khoáng tan

ẠO

- Những tiểu phân huyền phù rất bé

- Một số chất hữu cơ tan

- Những chất thực vật tan

TR ẦN

- Làm kết tủa các photphat

H Ư

Giai đoạn xử lý III có thể gồm các quá trình sau: - Khử sinh học để loại bỏ đi các tạp chất của nitơ

- Cho các chất hữu cơ bám vào than hoạt tính khi cho nước chảy qua.

10 00

- Oxi hóa các hợp chất tan của cacbon và nitơ bằng phương pháp hóa học

- Dùng thẩm thấu ngược.

Í-

- Dùng điện thẩm tích.

-L

Tùy xem cần phải khử những chất ô nhiễm nào để chọn phương pháp

ÁN

hoặc tổ hợp phương pháp thích hợp.

Trong luận văn này, chúng tôi chỉ đề xuất quá trình xử lý nước thải sao

IỄ N

ÀN

cho đạt tiêu chuẩn nước mặt loại B nên chỉ thực hiện hai giai đoạn đầu.

93 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Qua quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài chúng tôi rút ra một số kết luận

KẾT LUẬN

U Y

1. Đã nghiên cứu, xác định chất lượng của nguồn nước thải trước khi xử lý

thông qua những đánh giá cụ thể:

- Đánh giá cảm quan về: màu sắc, mùi, đặc điểm dòng chảy… của cống

ẠO

nước thải.

- Xác định môi trường của nước thải: môi trường của nước thải là môi

H Ư

trường bazơ, pH dao động 7,5 – 9,2; điều này phù hợp với các đề tài đã từng lý môi trường pH của nước.

TR ẦN

nghiên cứu trước đó và đều đạt tiêu chuẩn nước mặt loại B nên không phải xử

- Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng và hàm lượng chất tan trong các

10 00

mẫu nước thải: hàm lượng đều khá nhiều, là một trong những nguyên nhân khiến cho nước thải có mùi hôi, màu đen sẫm…

- Xác định COD và BOD5 : ta thấy mẫu nước nhiễm bẩn rất nặng, đặc biệt

là các chất hữu cơ có trong nước. Chất lượng nước phụ thuộc vào nguồn thải

-L

Í-

và thời gian lấy mẫu. Hàm lượng chất hữu cơ dao động từ 3 - 10 lần so với

ÁN

nước cho phép đối với nước bề mặt loại B, vì vậy cần thiết phải sử dụng

phương pháp thích hợp để xử lý mẫu nước thải nói trên sao cho chỉ tiêu này

IỄ N

ÀN

đảm bảo tiêu chuẩn cho phép của nước mặt loại B. - Xác định hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước thải bằng hai

phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) và phổ hấp thụ nguyên tử (F – AAS): Hàm lượng các kim loại không quá lớn, không vượt quá tiêu chuẩn nước mặt loại B hoặc vượt quá với hàm lượng không đáng kể nên không cần phải dùng phương pháp hóa học để xử lí kim loại nặng.

94 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2. Đã tiến hành xử lý màu, mùi và các chất hữu cơ trong nước thải bằng

xử lý màu, mùi của nước thải về trạng thái không ô nhiễm nhanh nhất, hiệu

các men sinh học để tìm ra loại men tối ưu là BIO – EM. Men BIO - EM giúp

quả nhất, đồng thời, xử lý COD và BOD5 đạt tiêu chuẩn cho phép của nước

U Y

mặt loại B.

3. Đề xuất phương án xử lý nước thải gồm hai giai đoạn là: giai đoạn xử

ẠO

lý cấp I và giai đoạn xử lý cấp II để khi tháo nước ra môi trường đạt tiêu

chuẩn cho phép của nước mặt loại B.

Qua luận văn này, chúng tôi hy vọng đã đóng góp được một phần nhỏ

H Ư

vào việc kiểm tra mức độ ô nhiễm nguồn nước và đề xuất phương án xử lý

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

bảo vệ sức khỏe con người.

TR ẦN

nước thải để phục vụ mục tiêu chung của toàn cầu về bảo vệ môi trường và

95 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 5942 - 1995

Chất lượng nước

Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt

U Y

Water quality - Surface water quality standard

ẠO

Bảng 3.19: Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mặt Giá trị STT Thông số Đơn vị giới hạn TT

COD

Oxi hoà tan

Chất rắn lơ lửng

< 25

mg/l

>10

>35

mg/l

0,05

0,1

Bari

mg/l

Cadimi

mg/l

0,01

0,02

Chì

mg/l

0,05

0,1

Crom (VI)

mg/l

0,05

Crom (III)

mg/l

0,1

Đồng

mg/l

0,1

Kẽm

mg/l

Mangan

mg/l

0,1

0,8

Niken

mg/l

0,1

Sắt

mg/l

Thuỷ ngân

mg/l

0,001

0,002

Thiếc

mg/l

0,05

10 00

Í-L

ÀN

ÁN

Asen

IỄ N

mg/l

5,5 đến 9

BOD5 (20oC)

6 đến 8,5

H Ư

TR ẦN

Amoniac (tính theo N)

96 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Florua

mg/l

1,5

Nitrat (tính theo N)

mg/l

Nitrit (tính theo N)

mg/l

0,01

0,05

Xianua

mg/l

0,01

Chất tẩy rửa

mg/l

Coliform

5000

mg/l

DDT

0,5

MPN/100ml

mg/l

H Ư

Bq/l

0,02

10000

0,15

0,01

0,1

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

Tổng hoạt độ phóng xạ α

0,5

DDT)

N 0,3

mg/l

Tổng hoá chất bảo vệ thực vật (trừ

U Y

không

Dầu, mỡ

0,001

0,05

mg/l

ẠO

Phenola (tổng số)

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

97 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trần Tử An (2000), Môi trường và độc chất môi trường, Chế bản và

Tài liệu tiếng việt

2. Hoàng Minh Châu (1975), Cơ sở hóa phân tích, NXBGD

U Y

in tại trung tâm Thông tin thư viện Đại học Dược Hà Nội.

3. Hoàng Minh Châu, Nguyễn Thạc Cát (1998), Cơ sở hóa học, NXB

Giáo dục.

ẠO

4. Đặng Kim Chi (1999), Hoá học môi trường, tập 1, NXB Khoa học

và kĩ thuật, Hà Nội.

5. Trần Kim Chung (2009), Nghiên cứu, đánh giá hàm lượng kẽm và

H Ư

một số kim loại nặng trong nước, rau quả ở khu vực phía Nam Hà Nội bằng

TR ẦN

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa F – AAS, luận văn thạc sĩ khoa học hóa học.

6. Đào Thị Thu Hà (2006), Nghiên cứu điều kiện tối ưu đánh giá một số

10 00

ion kim loại nặng: đồng, chì, cadimi trong nước sinh hoạt, và nước bề mặt ở một số sông hồ khu vực Hà Nội bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

trong ngọn lửa F – AAS, luân văn thạc sĩ khoa học hóa học.

Í-

7. Lê Xuân Hồng (2006), Cơ sở đánh giá tác động môi trường, NXB Hà

-L

Nội

ÁN

8. Phạm Luận (1990/1994), Quy trình phân tích các kim loại nặng độc

hại trong thực phẩm tươi sống, Đại học Tổng hợp Hà Nội.

IỄ N

ÀN

9. Phạm Luận (1999), Tài liệu xử lý mẫu, Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội. 10. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB ĐHQGHN. 11. Chu Văn Mẫn (2003), Ứng dụng tin học trong sinh học, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội, 2003.

98 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

12. Hoàng Nhâm (2004), Hóa học các nguyên tố, tập 2, NXB ĐHQGHN

13. Từ Vọng Nghi, Trần Tứ Hiếu (hiệu đính Nguyễn Tinh Dung) (1986),

Phân tích nước, NXBKH và KT, Hà Nội

14. Từ Vọng Nghi (1996), Phương pháp phân tích nước, NXB Khoa

U Y

học và kỹ thuật.

15. Mai Trọng Nhuận (2001), Địa hoá môi trường, NXB Đại Học

Quốc Gia Hà Nội.

ẠO

16. Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện

pháp sinh học, NXB Giáo dục.

17. Hồ Viết Quý (1994), Xử lý số liệu thực nghiệm bằng phương pháp

H Ư

toán học thống kê, ĐHSP Quy Nhơn.

TR ẦN

18. Nông Thanh Sơn, Lương Thị Hồng Vân (2003), Phương pháp nghiên cứu khoa học ứng dụng trong y - sinh học, NXB Y học, Hà Nội.

19. Tạ Thị Thảo (2008), Giáo trình môn học thống kê trong hóa phân

10 00

tích (statistics for Analytical chemistry), Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội.

20. Nguyễn Thị Thu Thuỷ (2003), Xử lý nước cấp sinh hoạt và công

Í-

nghiệp, NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội.

-L

21. Trần Linh Thước (2003), Phương pháp phân tích vi sinh vật trong

ÁN

nước, thực phẩm và mĩ phẩm, NXB Giáo dục.

22. Lâm Minh Triết, Lê Thanh Hải (2006), Giáo trình quản lý chất thải

IỄ N

ÀN

nguy hại, NXB Xây Dựng. 23. Lê Ngọc Tú (2006), Độc tố và an toàn thực phẩm, NXB Khoa học và

kĩ thuật. 24. Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (1999), Hóa học môi trường, ĐHKHTN – Đại học Quốc gia Hà Nội. 25. Các tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam về môi trường (1995), tập 2,

99 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chất lượng nước, Bộ KHCN & MT, Hà Nội.

26. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5942:1995.

27. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN: 6193: 1996.

28. Tiêu chuẩn Việt Nam: 6706: 2000.

U Y

Tài liệu tiếng nước ngoài

29. Agency for Toxic Substances and Disease Registry – ATSDR (2000)

30. Arias Sari (2003), Trace metal concentrations in blu musels Mytilus

ẠO

edulis in byjorden and the coastal areas of Bergen, Institute for Fisheries and

Marine Biology University of Bergen.

31. A.T.Townsend and I. Snape (2008), Multiple Pb sources in marine

TR ẦN

Environment, Volume 389, Issues 2- 3.

H Ư

sediments near the Australian Antarctic Station, Casey, Sceince of The Total 32. Avela, W.E.P, Mantellatto, F.L.M.,A.C.,Silva, D.M.L., Shuhama, “ The maine mussel Perna (Mollsca, Bivalvia,

T.,Lopes, J.L.C. (2000),

10 00

Mytilidae) as an indicator contamination by heavy metals in the Ubatuba bay, Sao Paula, Brazil”, Water, Air and soil poll.,118: 65 – 72.

33. EU. 2001. Commision Regulation (ED) (No 466/2001), Setting

Í-

maximum levels for certain contaminants in food stuffs.

-L

34. Fred A. Otchete (2003), Heavy metal concentrations and burden in

ÁN

the bivalves (Anadara senilis, Crassostrea tulipa and Perna) from lagoons in

Ghana: Model to describe mechanism of accumulation, Azimuth Consulting 35. Goku M.Z.L, Akar M, Cevik F, Findik O. (2003), Bioacumulation of some heavy metal (Cd, Fe, Zn, Cu) in two Bivalvia Species, Faculy of Fisheries, Cukurova University, Adana, Turkey, 89 – 93.

IỄ N

ÀN

Group, Vancouver, British Columbia.

100 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

36. Locatelli C. (2000), “Proposal of new analytical procedures for

heavy metal determination in mussels, clams and fishs”, Food additives and

contaminants, 7: 769 – 774.

37. Marcos Pérez – López, María Hermoso de Mendoza, Ana López

U Y

Beceiro and Francissico Soler Roler Rodríguez (2008) “Heavy metal

(Cd,Pb,Zn) and metalloid (As) content in raptor species from Galicia (NW

spain)”, Ecotoxicology and Environmental Safety, Volume 70, Inssue 1,

ẠO

Pages 154 – 162.

38. Mohamed Maanan (2008), “Heavy metal concentration in marine

H Ư

Volume 153, Issue 1, Pages 176 – 183.

molluscs from the Moroccan coastal region”, Enveironmental Pollution,

TR ẦN

39. Somenath Mitra (2003), Sample preparation Techniques in Analytical Chemistry, John Wiley – interscience, publication, Hoboken, New

Jerse.

10 00

40. Toxicological profile for manganese, Department of Health and

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Human Services, Public Health Service, Atlanta, GA:U.S

101 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial