Xem mẫu
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Lời cảm ơn
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Viện Kỹ Thuật Hóa Học,
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, những người đã trực tiếp giảng dạy, truyền
đạt những kiến thức bổ ích cho em, giúp em lựa chọn được hướng đi nghề
nghiệp phù hợp với bản thân. Đặc biệt là cô Trần Thị Thanh Thủy, người đã tận
tình giúp đỡ, hướng dẫn và cung cấp tài liệu giúp em tìm hiểu đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn Viện Kĩ thuật hóa học, trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội đã tạo điều kiện cho em được tìm hiểu, nghiên cứu, giúp em nâng cao
được hiểu biết và những kĩ năng tìm kiếm thông tin, làm việc nhóm.
Vì kinh nghiệm thực tế chưa có, chỉ dựa vào lý thuyết cộng với thời gian hạn
hẹp nên không thể tránh khỏi sai sót. Kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét
từ phía quý thầy cô để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn và rút ra
được những kinh nghiệm bổ ích để em có thể áp dụng vào thực tiễn một cách
hiệu quả trong tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Phạm Thị Kim Anh
Khái quát chung về ngành kĩ thuật hóa học
Hóa học hình thành như một khoa học độc lập mới chỉ vài trăm năm,
nhưng mầm mống của hóa học có từ hàng chục nghìn năm về trước. Ngay
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 1
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
từ xã hội Cộng sản nguyên thủy, với việc tìm ra lửa, con người đã biết
dùng lửa để sưởi ấm, chế biến thức ăn và sau này chế biến nhiều sản
phẩm khác. Có thể nói phản ứng cháy là phản ứng đầu tiên con người biết
đến và sử dụng nhiều nhất và sớm nhất vì sự phát triển của xã hội loài
người. Hóa học phát triển rất lấu trước chúng ta, từ những trung tâm văn
hóa lớn của thế giới như Ai Cập, Trung Quốc, Ấn Độ... Trải qua nhiều
thời kỳ hình thành và phát triển, hóa học mới có diện mạo như ngày nay,
với những cơ sở lý thuyết vững vàng và kiến thức thực nghiệm đầy sức
thuyết phục.
Chúng ta cùng tìm hiểu những mốc son đã làm cho hóa học có diện mạo
như ngày nay!
1. Thời kì cổ đại (hay thời kỳ trước giả kim thuật): Từ Thượng cổ cho đến
thế kỷ IV. Đó là thời kỳ xuất hiện các kiến thức hóa học của loài người trong
xã hội cộng sản nguyên thủy và chiếm hữu nô lệ. Trong thời kì này chưa
hình thành các khái niệm cho phép khái quát các kiến thức hóa học thực hành
mà loài người thu được, nhưng đã xuất hiện một số ngành sản xuất hóa học
thủ công và một số quan niệm triết học đầu tiên về cấu tạo vật chất, đồng
thời lẻ tẻ cũng có những hoạt động giả kim thuật và chế tạo thuốc trường
sinh.
2. Thời kì giả kim thuật: Từ thế kỉ IV đến thế kỉ XVI, đó là thời kì trung cổ
trong lịch sử châu Âu. Một trào lưu rầm rộ hình thành nhằm tìm kiếm hòn đá
triết học, chế thuốc trường sinh, dung môi vạn năng, tìm cách biến đổi các
kim loại không quý thành vàng...
Song song với trào lưu giả kim thuật, hóa học thực hành và các nghề thủ
công tiếp tục phát triển. Nhiều ngành sản xuất được hoàn thiện và phát triển
như: nấu quặng thành kim loại, bắt đầu luyện coban, kẽm, antimon, bitmut...
thủy tinh mầu, thuốc nhuộm, thuốc nổ...
3. Thời kì kết hợp: Từ thế kỉ XVI đến thế kỉ XVIII, trong đó có các trào lưu:
Hóa y học, hóa khí, hóa kĩ thuật, thuyết flogiston.
Đây là thời kì phục hưng của nền văn hóa châu Âu.
Các nhà hóa học từ bỏ lí thuyết giả kim thuật thần bí và vô hiệu quả để trở
về với thực tế cuộc sống. Họ tiến hành tìm thuốc chữa bệnh, đẩy mạnh quá
trình luyện kim và chế tạo các loại vật liệu, nghiên cứu các loại "không
khí"...
Kết quả của thời kì này là sự sụp đổ của thuyết flogiston và sự ra đời của
thuyết "oxi" của Lavoadie về sự cháy.
4. Thời kì xây dựng học thuyết nguyên tử - phân tử: Bao gồm 60 năm đầu của
thế kỉ XIX. Trong thời kì này các định luật định lượng của hóa học liên tục
được khám phá, làm cơ sở cho việc hình thành thuyết nguyên tử - phân tử, là
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 2
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
nền tảng khoa học thự sự của hóa học. Cùng với sự hình thành thuyết nguyên
tử - phân tử, một hệ thống khái niệm khoa học chặt chẽ được xây dựng:
nguyên tử, phân tử, khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử, công thức,
phương trình hóa học...
Bước chân vào ngành Kĩ thuật Hóa học chúng ta có thể làm:
Nhà nghiên cứu: liên tục tìm tòi, tạo ra sản phẩm hóa học mới với những tính
năng mới, hợp chất hữu cơ hay vô cơ mới, các công nghệ sản xuất mới… là công
việc của nhà hóa học trong lĩnh vực Kĩ thuật Hóa học.
Nhà kỹ thuật: là cầu nối biến các nghiên cứu công nghệ trong phòng thí nghiệm
thành những dây chuyền sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp để làm ra các sản
phẩm chúng ta vẫn dùng hàng ngày.
Kỹ sư điều hành: trở thành một kỹ sư điều hành nghĩa là bạn sẽ làm việc trong
các nhà máy, xí nghiệp, điều khiển và giám sát hoạt động của một hay một số dây
chuyền sản xuất. Trong tay bạn là cuốn sổ và cây bút. Hoạt động và hiệu quả dây
chuyền sản xuất phụ thuộc vào năng lực của bạn.
Một nhà tư vấn quản lý hay chuyển giao công nghệ: Trở thành nhà tư vấn
quản lý hay chuyển giao công nghệ, bạn sẽ làm việc với các công ty cung cấp và
công ty tiếp nhận công nghệ. Cao hơn nữa, bạn sẽ tư vấn cho Nhà nước về Công
nghệ Hóa học.
Nhà giáo: Lúc này, bạn là cầu nối tri thức, trao kho tàng Công nghệ Hóa học vào
tay những người trẻ tuổi, để họ tiếp tục ứng dụng và phát triển chúng lên cao mãi
mãi.
=>Những tố chất giúp bạn thành công:
- Tình yêu với ngành kĩ thuật hóa học
- Có thiên hướng về khoa học tự nhiên, đặc biệt là hóa học
- Ưa thích công việc tìm tòi, nghiên cứu
- Sự kiên trì và tính cẩn thận
Giới thiệu về Viện Kỹ thuật Hóa học
Tháng 7 năm 1956 Khoa Hóa-Thực phẩm là một trong
những Khoa được thành lập đầu tiên của Trường Đại học Bách Khoa Hà nội.
Những cán bộ đầu tiên của Khoa như thầy Đào Quý Chiệu, Phạm Ngọc Thanh,
Trần Văn Sinh, Kiều Dinh, Phạm Quốc Thăng, Phạm Đồng Điện, Lê Chúc,
Hoàng Trọng Yêm, Lê Mậu Quyền, Nguyễn Đình Chi, Trần Bính, Nguyễn Trọng
Biểu, Nguyễn Hoa Toàn, Nguyễn Văn Ích, Hồ Hữu Phương, Lê Văn Nhương, Lê
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 3
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Ngọc Tú, Lê Ngọc Chương, Cù Thành Long, Hoàng Văn Thư, Trần Đăng Nghi…
chính là lực lượng nòng cốt trong giảng dạy và cũng là những người đặt nền
móng xây dựng chương trình đào tạo, giáo trình cho sinh viên khóa 1 và những
khóa tiếp theo.
15/10/1956, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tổ chức lễ khai giảng khóa 1,
Khoa Hóa-Thực phẩm có 184 sinh viên và rất nhiều người trong số đó đã trở
thành các nhà khoa học đầu ngành có uy tín cao ở cả trong và ngoài nước. Như
các thầy Phạm Hữu Đỉnh, La Văn Bình, Trần Vĩnh Diệu, Đỗ Văn Bá, Đào Văn
Tường, Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Đỗ Văn Đài, Nguyễn Thế Dân,
Nguyễn Vịnh Trị, Bùi Văn Chén, Trần Công Khanh, Lê Thức, Nguyễn Đăng
Hùng, Đặng Văn Luyến, Trần Quang Thảo, Trương Ngọc Liên, Phạm Kỳ…
Giai đoạn 1956 – 1965, Khoa hình thành các Bộ môn Cơ bản, Cơ sở và Chuyên
ngành: Hóa Lý, Hóa Phân tích, Hóa Hữu cơ, Hóa Vô cơ-Đại cương, Kỹ thuật Vô
cơ-Silicat, Kỹ thuật các chất Hữu cơ, Máy hóa-Hóa công.
Giai đoạn 1965-1975 (kháng chiến giải phòng miền Nam)
Do chiến tranh leo thang nên đại bộ phận cán bộ và sinh viên Trường cùng công
cụ học tập đã di chuyển lên khu sơ tán Lạng Sơn. Năm 1967, Bộ môn Thực
phẩm tách ra thành lập Trường Đại học Công nghiệp nhẹ. Năm 1969 Khoa
chuyển dần về vùng đồng bằng và Hà Nội. Năm 1972 chiến sự ác liệt trở lại,
Khoa Hóa 1 lần nữa sơ tán lên huyện Phú Xuyên, Hà Tây (cũ) sau đó là Huyện
Hiệp Hòa, Hà Bắc. Trong suốt 10 năm khó khăn gian khổ này khoa vẫn giữ vững
quy mô tuyển sinh, không ngừng trưởng thành về chất lượng dạy và học. Biên
soạn nhiều giáo trình, tiến tới mục tiêu đào tạo Kỹ sư Hóa học, nghiên cứu khoa
học phục vụ sản xuất và chiến đấu như: sản xuất than hoạt tính, chất phát
quang, xi măng lò đứng, mạ nhôm, phân lân nung chảy…
Thời kỳ đổi mới
Giai đoạn 1975-1995: Trong thời gian này đội ngũ cán bộ của Khoa đông về số
lượng, mạnh về chất lượng nhưng theo yêu cầu chung, Khoa phải chia sẻ bộ
phận cán bộ quản lý và cán bộ giảng dạy có năng lực chuyên môn để xây dựng
các trường Đại học phía Nam như Trường Đại học Huế, Đà nẵng, Bách Khoa
Hồ Chí Minh, Kỹ thuật Thủ Đức, Cần Thơ.
Năm 1980, thầy Trần Minh Hoàng và Bùi Long Biên là những cán bộ giảng dạy
đầu tiên của Khoa bảo vệ thành công luận án Phó Tiến Sỹ (nay là Tiến Sỹ) và
năm 1991 thầy Từ Văn Mặc là cán bộ đầu tiên bảo vệ thành công luận án Tiến
Sỹ (nay là Tiến Sỹ Khoa học) tại Trường Đại học Bách Khoa Hà nội.
Một số Phòng thí nghiệm chuyên đề cũng được thành lập như Phòng thí nghiệm
chuyên đề Silic (1976); nguyên tố hiếm và phóng xạ (1973), Trung tâm nghiên
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 4
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
cứu Vật liệu Vô cơ (1990). Tháng 10/1977, Bộ môn Xenluloza & Giấy của Khoa
Kỹ thuật thực phẩm (Trường Đại học Công nghiệp nhẹ) nhập vào Bộ môn
Công nghiệp Hóa học của Khoa, đồng thời Khoa cũng mở thêm 1 số ngành mới
lần đầu tiên ở Việt Nam: Công nghệ In và gia công ấn phẩm, Công nghệ khai
thác muối biển. Lúc này Khoa có các Bộ môn: Hóa lý, Hóa Phân tích, Hóa Hữu
cơ cơ bản, Hóa Vô cơ-Đại cương, Nguyên lý Quá trình và Thiết bị trong Công
nghệ Hóa học, Kỹ thuật các chất Vô cơ, Kỹ thuật Điện hóa, Kỹ thuật Vật liệu
Silicat, Kỹ thuật Vật liệu cao phân tử, Kỹ thuật Tổng hợp Hữu cơ, Kỹ thuật
Nhiên liệu, Máy và Thiết bị Công nghiệp Hóa chất.
Năm 1984, thành lập Khoa Hóa-Thực phẩm trên cơ sở Khoa Hóa và Khoa Công
nghiệp Thực phẩm gồm có 6 Bộ môn lớn: Bộ môn Hóa cơ bản (Hóa lý, Phân
tích, Vô cơ-Đại cương); Bộ môn Quá trình-Thiết bị Công nghệ Hóa học (Hóa
công, Công nghiệp Hóa học, Máy hóa chất, Máy thực phẩm), Bộ môn Kỹ thuật
các chất Vô cơ (Xây dựng công nghiệp, Kỹ thuật các chất Vô cơ, Điện hóa, Kỹ
thuật Silicat), Bộ môn Kỹ thuật các chất Hữu cơ (Tổng hợp Hữu cơ, Hữu cơ cơ
bản, Cao phân tử, Nhiên liệu), Bộ môn Hóa sinh-Vi sinh, Bộ môn Công nghệ
Thực phẩm.
Năm 1987, Bộ môn Cao phân tử tách ra thành lập Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu
Polyme-Compozit.
Từ 1995 tới nay: Để đáp ứng yêu cầu của đất nước trong thời kỳ đổi mới, phấn
đấu xây dựng Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trở thành “Trung tâm Đào tạo,
NCKH và CGCN chất lượng cao, đa ngành đa lĩnh vực với một số ngành mũi
nhọn đạt trình độ tiên tiến”, nhà trường đã sắp xếp, cơ cấu lại Khoa thành Khoa
công nghệ Hóa học-Thực phẩm-Sinh học với 220 cán bộ, viên chức gồm 15 Bộ
môn: Hóa lý, Hóa Phân tích, Hóa Hữu cơ, Hóa Vô cơ-Đại cương, Công nghệ Vô
cơ, Công nghệ Vật liệu Silicat, Công nghệ Điện hóa và Bảo vệ kim loại, Quá
trình và Thiết bị Công nghệ Hóa-Thực phẩm, Công nghệ Hóa học, Máy hóa và
Máy thực phẩm, Công nghệ Sinh học Thực phẩm, Công nghệ Lương thực Thực
phẩm, Công nghệ Thực phẩm nhiệt đới. Công tác đào tạo với số sinh viên chính
quy là 1200, cao đẳng là 1100, cao học: 70, nghiên cứu sinh: 30. Liên kết đào tạo
với Trường Đại học Sư phạm Quy Nhơn. Mở thêm ngành mới, môn học mới
như Kỹ sư Công nghệ Hóa lý, môn Tin học ứng dụng trong Hóa học, tiếng Anh
chuyên ngành.
Năm 1995, từ Khoa tách ra thành lập 2 Trung tâm: Trung tâm Nghiên cứu Ăn mòn
và Bảo vệ Kim loại và Trung tâm Khoa học Công nghệ Môi trường (sau là Viện
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 5
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Khoa học và công nghệ Môi trường).
Năm 1999, 3 Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực phẩm, Công nghệ Lương thực
Thực phẩm, Công nghệ Thực phẩm nhiệt đới tách khỏi Khoa và cùng Trung tâm
Công nghệ Sinh học thành lập Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực
phẩm.
Tháng 7/1999 thành lập Khoa Công nghệ Hóa học với 12 Bộ môn: Hóa lý, Hóa
Phân tích, Hóa Hữu cơ, Hóa Vô cơ-Đại cương, Công nghệ Vô cơ và In, Công
nghệ Vật liệu Silicat, Công nghệ Điện hóa và Bảo vệ kim loại, Công nghệ Hữu
cơ-Hóa dầu, Công nghệ Hóa học, Xây dựng Công nghiệp, Quá trình-Thiết bị
Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Máy và Thiết bị Hóa chất dầu khí.
Năm 2003, do yêu cầu phát triển, Khoa giải thể Bộ môn Công nghệ Hóa học
thành lập Bộ môn Công nghệ In và năm 2006, tách nhóm Xenluloza & Giấy và
nhóm Hóa dược-Hóa chất bảo vệ thực vật từ Bộ môn Công nghệ Hữu cơ-Hóa
dầu để thành lập các Bộ môn độc lập.
Hiện nay Khoa quản lý khoảng 1800 sinh viên hệ đại học chính quy, ngoài ra còn
đào tạo các lớp tại chức, liên kết đào tạo cùng các trường đại học khác với 11
mã ngành, đào tạo sau đại học khoảng 300 học viên. Đã xây dựng xong chương
trình đào tạo theo hệ thống tín chỉ để áp dụng cho K52. Quan hệ quốc tế được
mở rộng với các nước như Bỉ, Hà Lan, Áo, Nga, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc
v.v…
Vậy là từ tháng 7-1999 đến nay, trên cơ sở các nhóm ngành Hoá học hình thành
Khoa Công nghệ Hoá học gồm 14 Bộ môn và 01 Phòng thí nghiệm Công nghê
Lọc Hoá dầu & Vật liệu Xúc tác.
Trong hơn 50 năm qua, Khoa Công nghệ Hoá học đã đào tạo được trên 12000 Kỹ
sư, trên 400 Thạc sỹ và Tiến sỹ, 02 Tiến sỹ Khoa học. Một số cán bộ trong
Khoa đã được phong tặng các danh hiệu cao quý, gồm 2 danh hiệu Nhà giáo
Nhân dân, 24 danh hiệu Nhà giáo Ưu tú, 9 chức danh Giáo sư, 43 Phó Giáo sư.
Khoa đã biên soạn được nhiều bài giảng, giáo trình dùng cho sinh viên, học viên
cao học, nghiên cứu sinh thuộc ngành Hoá học, Kỹ thuật Hóa học của Trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội cũng như các trường đại học khác.
Trong 5 năm gần đây (2004-2009), Khoa đã thực hiện trên 30 đề tài nghiên cứu
Khoa học Cơ bản cấp Nhà nước, 80 đề tài cấp Bộ, 161 đề tài cấp Trường, 11
dự án hợp tác với Vương quốc Bỉ (VLIR), 8 dự án ươm tạo công nghệ, 4 Nghị
định thư với Ý, Nhật, Bỉ, Đan Mạch, và nhiều hợp đồng chuyển giao công
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 6
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
nghệ. Nhiều đề tài nghiên cứu khoa học của Khoa đã đạt được các giải thưởng
VIFOTEC, giải thưởng Khoa học Kỹ thuật Thanh niên. Khoa đã thiết lập quan
hệ hợp tác với nhiều Trường Đại học, Viện nghiên cứu và các Tập đoàn lớn
trong nước cũng như trên thế giới.
Ngày 29 tháng 12 năm 2010, theo quyết định số 2517/QĐ-ĐHBK-TCCB của
Hiệu trưởng Trường ĐHBK HN, Viện Kỹ thuật Hóa học đã được chính thức
thành lập.
Thông tin liên hệ
• Văn phòng Viện: 214-C4
• Tel: +84-4-3868 0070
• Fax: +84-4-3868 0070
• Email: sce@hust.vn
I.SỰ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐẶC
TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI.
1. Sự ô nhiễm nước
Nước tự nhiên được hình thành về cả số lượng và chất lượng dưới ảnh hưởng
của quá trình tự nhiên, không có tác động của dân sinh. Do tác động của dân sinh
nước tự nhiên bị ô nhiễm bởi các chất khác nhau dẫn đến thành phần tính chất
của nước bị thay đổi, ảnh hưởng đến chất lượng của nó.
Các khuynh hướng thay đổi chất lượng của nước dưới ảnh hưởng các hoạt
động của con người bao gồm:
- Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi , từ khí quyển và nước thải
công nghiệp, tăng hàm lượng và trong nước.
- Tăng hàm lượng các ion của Ca, Mg, Si ... trong nước ngầm và nước sông
do nước mưa hòa tan, phong hóa của các quặng cacbonat.
- Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên như Pb, Cd,
Sn, Hg, As, Zn...
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 7
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
- Tăng hàm lượng muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào
môi trường cùng nước thải.
- Tăng hàm lượng các chất hữu cơ trước hết là các chất khó phân hủy sinh
học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu...).
- Giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước tự nhiên do quá trình oxy hóa liên
quan tới quá trình phì dưỡng các nguồn nước và khoáng hóa các hợp chất
hữu cơ...
- Giảm độ trong của nước. Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự
nhiên của các nguyên tố phóng xạ.
Các chỉ tiêu quan trọng của nước cần được xem xét trong cấp nước là độ pH, độ
trong, độ cứng, hàm lượng sắt, mangan và các chỉ số coli.
Các tính chất đặc trưng của nước thải gồm: pH, hàm lượng rắn, cầu oxy sinh
hóa BOD hoặc nhu cầu oxy hóa học COD, các dạng nitơ, photpho, dầu mỡ, mùi,
màu sắc, các kim loại nặng trong nước thải công nghiệp.
Việc nước thải chỉ qua xử lý bằng phương pháp thông thường đã đẩy nhanh quá
trình phì dưỡng do sự phát triển bùng nổ của tảo và các thực vật khác, làm giảm
chất lượng nước, cản trở việc sử dụng lại nước và các hoạt động nghỉ ngới giải
trí. Do đó nay đã phát triển và ứng dụng các phương pháp xử lý cấp ba vào các
dây chuyền xử lý nước và nước thải.
Nước thải thường được thải ra sông, suối, ao, hồ,… dẫn đến việc gây ô nhiễm
nguồn nước. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh thái. Nước thải mang
theo nhiều vi khuẩn độc hại. Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỷ
lệ người mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm
màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày càng tang. Người dân sinh sống quanh khu
vực ô nhiễm ngày càng tăng. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày
càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt.
Môi trường sinh thái bị ô nhiễm nghiêm trọng, làm chết các sinh vật, phù lấp
không gian sinh tồn, cản trở hoạt động bình thường của vi sinh vật…
1.1. Ảnh hường do nước thải gây ra đối với nguồn nước tiếp nhận
a) Xuất hiện các chất nổi trên mặt nước hoặc có cặn lắng
Các hiện tượng nhiễm bẩn này thường do nước thải từ các xí nghiệp chế biến
thực phẩm hoặc từ các xí nghiệp có chứa dầu mỡ, các sản phẩm mỡ. Chúng tạo
nên lớp màng dầu, mỡ nổi trên mặt nước và nếu cận nặng thì lắng xuống đáy.
Chúng làm cho nước có mùi vị đặc trưng, làm giảm lượng oxi trong nước nguồn.
Với hàm lượng dầu 0,2 – 0,4 mg/l sẽ làm cho nước có mùi dầu. Khử mùi dầu là
một việc làm khó khan.
b) Thay đổi tính chất lý học
Nguồn nước tiếp nhận nước thải sẽ bị đục, có màu, có mùi do các chất thải đưa
vào hoặc do sự phát triển của rong, rêu, tảo, sinh vật phù du… tạo nên
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 8
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
c) Thay đổi thành phần hóa học
Tính chất hóa học của nguồn nước tiếp nhận sẽ bị thay đổi phụ thuộc vào loại
nước thải đổ vào. Nguồn nước thải mang tính axit hoặc kiềm hoặc chứa nhiều
loại hóa chất làm thay đổi thành phần và hàm lượng các chất có sẵn trong thủy
lực.
d) Lượng oxi hòa tan trong nước bị giảm
Hàm lượng oxi hòa tan trong nguồn nước tiếp nhận bị giảm là do tiêu hao oxi
hóa các chất hữu cơ do nước thải đổ vào. Hiện tượng giảm oxi hòa tan (< 4
mg/l) trong nước gây ảnh hưởng xấu cho các loài thủy sinh vật.
e) Xuất hiện hoặc làm tăng các loại vi khuẩn gây bệnh
Nước thải kéo theo các loài vi khuẩn gây bệnh vào nguồn nước tiếp nhận làm
suy giảm chất lượng nước cấp cho các mục đích khác nhau.
1.2. Phân loại nước thải
Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng. Có
các loại nước thải sau:
- Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các khu dân cư,
khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học...
- Nước thải công nghiệp: Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà
máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải
công nghiệp là chủ yếu.
- Nước thấm qua: Đây là nước mưa thấm vào hệ thống cống bằng nhiều
cách khác nhau qua các khớp nối, các ống có khuyết tật....
- Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như là nước thải tự nhiên. Ở
những thành phố hiện đại, nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ
thống thoát riêng.
- Nước thải đô thị: Nước thải đô thị là thuật ngữ chỉ chat lỏng trong hệ
thống cống thoát của một thành phố. Là hỗn hợp của các nước thải kể
trên.
Các nguồn được xác định bao gồm nước thải công nghiệp và nước thải đô thị.
Các cửa cống xả nước mưa và tất cả các nguồn thải vào nguồn tiếp nhận nước
qua các hệ thống cống và kênh thải.
Các nguồn không xác định bao gồm nước chảy trôi trên bề mặt đất, nước mưa
và các nguồn nước khác.
1.3. Hiện tượng nước bị ô nhiễm
a) Màu sắc
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 9
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Nước sạch trong suốt và không màu. Nếu bề dày của nước lớn ta có cảm giác
nước màu xanh nhẹ, đó là do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định của
ánh sáng Mặt trời. Nước có màu xanh đậm, hoặc có váng trắng chứng tỏ trong
nước có nhiều chất phú dưỡng hoặc các thực vật nổi phát triển quá mức và sản
phẩm phân hủy thực vật đã chết.
Sự phân hủy các chất hữu cơ làm xuất hiện axit humic và fulvic (mùn) hòa tan
làm nước có màu vàng. Nước thải các khu công nghiệp có nhiều màu sắc khác
nhau. Khi nước bị ô nhiễm có màu sẽ cản trở sự truyền ánh sáng Mặt Trời vào
nước.
Cách xác định: màu sắc của nước thường được xác định bằng phương pháp so
màu với các dung dịch chuẩn, sau khi đã lọc bỏ các chất không tan.
b) Mùi vị
Nước sạch không có mùi, vị. Nước có mùi vị khó chịu là nước bị ô nhiễm.
Nguyên nhân là do sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ hoặc do nguồn nước
thải có những chất khác nhau. Ví dụ: mùi trứng thối H2S, mùi cá ươn của amin
CH3NH3,…
Cách xác đinh: dùng phương pháp pha loãng cho đến khi không cảm nhận được
mùi nữa. Ví dụ khi nói nước có độ mùi là 2; 8; 10; 25; 50… tức là ta phải pha
loãng một lượng nước sạch tương ứng 2; 8; 10; 25; 50… lần để nước không có
mùi nưa. Vị của nước cũng được đánh giá tương tự.
c) Độ đục
Nước sạch thường không chứa các chất rắn lơ lửng nên trong suốt và không
màu. Độ đục do các chất lơ lửng gây ra, những hạt keo, những thể phân tán thô.
Những hạt vật chất gây đục thường hấp phụ những kim loại nặng, cùng với vi
sinh vật gây bệnh.
Cách xác đinh: xác định bằng so độ đục của nước với độ đục của một thang
chuẩn, hoặc bằng máy đo độ đục.
d) Nhiệt độ
Nhiệt độ nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máy nhiệt điện,
nhà máy hạt nhân, thường cao hơn từ 10 – 250C so với nước thường. Nước nóng
có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lí. Vùng có khí hậu ôn
đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và các quá trình
phân hủy. Nhưng ở những vùng nhiệt đới nước nóng sẽ làm thay đổi quá trình
sinh, hóa, lí học bình thường của hệ sinh thái, giảm lượng oxi tan vào nước.
Cách xác định: bằng nhiệt kế.
e) Chất rắn trong nước
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 10
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Gồm hai loại là chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan. Tổng hai loại chất rắn trên
gọi là tổng chất rắn trong nước. Chất rắn lơ lửng là phần chất rắn không bị hòa
tan làm cho nước đục, thay đổi màu sắc và các tính chất.
Chất rắn hòa tan mắt thường không nhìn thấy được thường làm cho nước có
mùi, vị khó chịu, đôi khi cũng làm cho nước có màu. Đó là chất khoáng vô cơ,
hữu cơ như muối clorua, cacbonat, nitrat, photphat,… Nguồn nước có hàm lượng
chất rắn cao không dùng được trong công nghiệp và sinh hoạt.
Cách xác đinh: dùng giấy lọc bằng xanh để lọc nước loại bỏ những phần tử
không tan lơ lửng trong nước. Lấy 250 ml nước đã lọc, đun trên bếp cách thủy
đến cạn khô, sau đó sấy cặn ở 1080C, đem cân cặn và tính tổng hàm lượng chất
rắn tan trong nước ra mg/l.
f) Chất keo
Các chất keo là các vật chất rất nhỏ có đường kính từ 0.001 (µm) đến 1 (µm). Vì
nhỏ nên chất keo tồn tại lơ lửng trong nước nên dễ tiếp xúc tối đa với nước và
các chất tan có thể hòa tan trong nước.
g) Độ cứng của nước
Trong các cation, ion canxi thường có nồng độ cao nhất và có ảnh hưởng lớn
nhất đối với hóa học môi trường nước. Các khoáng chất tạo thành các nguồn ion
canxi chủ yếu trong nước là thạch cao CaSO4.2H2O, CaSO4, đolomit:
CaMg(CO3)2, aragonit.
Canxi xuất hiện trong nước là do sự cân bằng giữa canxi và các hợp chất magie
cacbonat cùng với CO2 tan trong nước, làm tăng độ cứng của nước.
Cách xác đinh: bằng phương pháp chuẩn độ hoặc tính toán theo hàm lượng
canxi, magie trong nước.
Độ cứng thường được biểu thị bằng CaCO3 (mg/l), có thể phân loại độ cứng
của nước như sau:
Độ cứng của nước Hàm lượng CaCO3 (mg/l)
Nước mềm < 50
Nước cứng trung bình ~ 150
Nước quá cứng >300
h) Độ dẫn điện
Muối tan trong nước khi tồn tại ở dạng ion sẽ làm cho nước dẫn điện. Khả năng
dẫn điện của nước phản ánh hàm lượng các chất rắn tan trong nước (ở một
nhiệt độ xác định).
Cách xác đinh: đơn vị đo là milisimen (mS) trên một mét nước. Độ dẫn điện của
mẫu nước được so với độ dẫn điện của dung dịch chuẩn KCl. Ở một nhiệt độ
xác định, nếu nồng độ KCl khác nhau, độ dẫn điện sẽ khác nhau.
i) Độ axit
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 11
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Độ axit là hàm lượng của các chất có trong nước có khả năng tham gia phản ứng
với kiềm mạnh. Nước axit thường rất ít gặp trừ trường hợp bị ô nhiễm nặng.
Độ axit thường do sự có mặt của các axit yếu như H2PO4-, CO2, H2S, các protein,
các axit béo và các ion kim loại có tính axit. Độ axit của nước có nguồn gốc khác
nhau do quá trình thủy phân, oxi hóa khoáng vật và chất hữu cơ, hoạt động vi
sinh,…..
Cách xác đinh:
Độ axit toàn phần (m) (pH < 4.5): lấy 100 ml mẫu nước cho vào bình tam
giác dung tích 250 ml, thêm 2-3 giọt metyl da cam và tiến hành chuẩn độ
bằng dung dịch NaOH 0.01M đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang
màu vàng hết a ml. Nếu dùng máy đo pH thì chuẩn độ đến pH = 4.5.
Độ axit toàn phần (p) (pH=8.3): lấy 100 ml mẫu nước cho vào bình tam
giác 250 ml, thêm 2-3 giọt phenolphthalein và chuẩn độ bằng dung dịch
NaOH 0.01M đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng hết b ml. Nếu dùng
máy đo pH thì kết thúc chuẩn độ khi pH = 8.3.
j) Độ kiềm
Độ kiềm được định nghĩa là hàm lượng các chất có trong nước có khả năng
phản ứng với axit mạnh. Độ kiềm rất quan trọng trong việc xử lý nước và trong
môi trường hóa sinh của các loại nước tự nhiên. Thông thường người ta cần
phải xác định được nồng độ kiềm để tính toán khối lượng các hóa chất cần
thêm vào khi xử lý nước.
Cách xác đinh:
Độ kiềm tự do (m): lấy 100 ml mẫu nước, sau đó chuẩn độ bằng dung
dịch HCl 0.01M với chỉ thị phenolphthalein đến khi mất màu hồng hết a
ml. Nếu dùng máy đo pH thì kết thúc chuẩn độ khi pH=8.3.
Độ kiềm toàn phần (p): lấy 100 ml mẫu nước thổi một luồng không khí
sạch qua trong vài phút, đem chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0.01M với chỉ
thị metyl da cam đến khi chuyển từ màu vàng sang màu da cam hết b ml.
Nếu dùng máy đo pH thì chuẩn độ đến pH=4.5.
k) Các kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3, chúng tồn
tại trong thủy quyển dưới dạng muối hòa tan.
• Chì (Pb)
Là nguyên tố có độc tính cao, gây độc cho hệ thần kinh, tác động lên hệ enzim.
Tiêu chuẩn tối đa cho phép của WHO nồng độ chì trong nước uống không được
quá 0.05 mg/ml.
Xác định hàm lượng chì trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử hoặc phương pháp chiết trắc quang với thuốc thử đithizon trong
clorofom.
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 12
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
• Thủy ngân (Hg)
Là nguyên tố tương đối độc, dễ bay hơi ở nhiệt độ thường, nên hít phải hơi
thủy ngân sẽ rất độc. Trong nước, metyl thủy ngân là dạng độc nhất. Chất này
hòa tan mỡ và phần chất béo của màng não tủy. Tủy ngân có khả năng phản ứng
với các axit amin chưa lưu huỳnh, các hemoglobin, abumin.
Nồng độ tối đa cho phép của WHO đối với thủy ngân trong nước uống là 1 µg/l.
Xác định bằng phương pháp vôn – ampe hòa tan, phương pháp chiết trắc quang
với đithizon trong clorofom.
• Asen (As)
Là nguyên tố kích thích sinh trưởng, nhưng ở nồng độ cao lại gây độc cho sinh
vật sống. Asen đi vào nguồn nước bằng đường tự nhiên và nhân tạo. Nguồn tự
nhiên gây ô nhiễm asen là núi lửa, bụi đại dương. Nguồn nhân tạo gây ô nhiễm
asen là quá trình nấu chảy đồng, chì, kẽm, luyện thép, đốt rừng, đốt các chất
thải, thuốc trừ sâu,…
Tiêu chuẩn cho phép của WHO nồng độ asen trong nước uống là 50 µg/l. Trong
nước sạch hàm lượng asen là 0.4 – 1 µg/l.
Asen thường được xác định bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử.
• Cađimi (Cd)
Là kim loại được sử dụng nhiều trong công nghiệp luyện kim và chế tạo đồ
nhựa, hợp chất của nó được sử dụng chủ yếu trong sản xuất pin. Cađimi xâm
nhập vào nước qua đường tự nhiên và nhân tạo. Nguồn tự nhiên do bụi núi lửa,
bụi vũ trụ,… Nguồn nhân tạo từ công nghiệp luyện kim, mạ, sơn, chất dẻo, lọc
dầu.
Tiêu chuẩn WHO qui định nồng độ Cd cho nước uống ≤ 0.003 mg/l, tiêu chuẩn
Việt Nam cho phép đối với nước sinh hoạt và nước ngầm là ≤ 0.001 mg/l.
Được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.
• Crom (Cr)
Là kim loại màu trắng, trong nước thường tồn tại hai dạng ion Cr (III), Cr (VI).
Cr (III) không độc nhưng Cr (VI) độc. Crom xâm nhập vào nguồn nước từ các
nguồn nước thải của các nhà máy mạ điện, nhuộm, mực viết, mực in, in tráng
ảnh,…
Tiêu chuẩn WHO qui định hàm lượng Cr trong nước uống là ≤ 0.05 mg/l.
Xác định bằng phương pháp quang phổ phát xạ, phương pháp kích hoạt nơtron
hoặc khối phổ.
• Mangan (Mn)
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 13
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Là nguyên tố vi lượng, gây độc mạnh với nguyên sinh chất của tế bào. Mangan
đi vào môi trường nước do quá trình rửa trôi, sói mòn và do các chất thải công
nghiệp.
Tiêu chuẩn của WHO qui định trong nước uống hàm lượng Mn không quá 0.1
mg/l. Để xác định Mn có thể sử dụng các phương pháp phân tích hóa học.
2. Các thông số đặc trưng của nước thải
2.1. Hàm lượng chất rắn
Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất của nước thải. Nó
bao gồm các chất rắn nổi, lơ lửng, keo và tan. Do đó khi phân tích, tổng chất rắn
được xác định là phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu nước hoặc nước thải trên
bếp cách thủy, tiếp đó sấy khô ở nhiệt độ 103oC cho tới khi trọng lượng không
đổi. Hàm lượng các chất lắng được gọi là những hạt rắn sẽ lắng xuống đáy
bình hình côn (gọi là phễu Imhop) trong 60 phút, được tính bằng ml/l. Chỉ tiêu
này là một phép đo gần đúng lượng bùn sẽ được khử trong lắng sơ cấp.
Bảng 1: Các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đặc trưng của nước thải và
nguồn gốc của chúng
Tính chất Nguồn phát sinh
Các tính chất vật lý:
- Màu - Chất thải sinh hoạt và công nghiệp, sự
phân rã tự nhiên chất hữu cơ
- Mùi - Sự thối rữa chất thải và các chất thải công
nghiệp
- Chất rắn - Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh
hoạt và sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm,
chảy vào hệ thống cống
- Nhiệt độ - Các chất thải sinh hoạt và sản xuất
Thành phần hóa học:
Nguồn gốc hữu cơ:
- Cacbonhydrat - Các chất thải sinh hoạt, thương mại và
sản xuất
- Mỡ, dầu, dầu nhờn - Các chất thải sinh hoạt, thương mại và
sản xuất
- Thuốc trừ sâu - Chất thải nông nghiệp
- Phenol - Chất thải công nghiệp
- Protein - Các chất thải sinh hoạt và thương mại
- Các chất hoạt động bề - Các chất thải sinh hoạt và sản xuất
mặt - Phân rã tự nhiên các chất hữu cơ
- Các chất khác
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 14
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Nguồn gốc vô cơ: - Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt,
- Độ kiềm quá trình thấm của nước ngầm
- Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh
- Clorua hoạt, quá trình thấm của nước ngầm, các
chất làm mềm nước
- Các chất thải công nghiệp
- Các kim loại nặng - Các chất thải sinh hoạt và nông nghiệp
- Nito - Các chất thải công nghiệp
- pH - Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp
- photpho - Cấp nước sinh hoạt, nước thải sinh hoạt
- Lưu huỳnh và công nghiệp
- Các chất thải công nghiệp
- Các chất độc
- Các khí - Phân hủy các chất thải công nghiệp
H2S - Phân hủy các chất thải sinh hoạt
CH4 - Cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước bề
O2 mặt
Thành phần sinh học: - Các dòng nước hở và nhà máy xử lý
- Các động vật - Các dòng nước hở và nhà máy xử lý
- Thực vật - Các chất sinh hoạt và nhà máy xử lý
- Sinh vật nguyên sinh - Các chất thải sinh hoạt
- Virut
Bảng 2: Các thành phần quan trọng trong nước thải liên quan tới công nghệ xử
lý
Thành phần Ghi chú
Các chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng có thể dẫn đến tang khả năng
láng bùn và điều kiện kỵ khí khi nước thải không qua
xử lý vào môi trường nước
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 15
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Các chất hữu cơ Gồm protein, cacbonhydrat và chất béo. Các chất hữu
phân hủy sinh học cơ phân hủy sinh học được đo bằng chỉ tiêu BOD và
COD. Nếu thải chúng trực tiếp vào môi trường, quá
trình ổn định sinh học của chúng có thể dẫn đến giảm
lượng oxy trong nước tự nhiên và là nguyên nhân gây
mùi
Các nhân tố gây Rất nhiều bệnh có thể lan truyền qua các vi khuẩn
bệnh gây bệnh trong nước thải
Các chất dinh dưỡng Cả nito và photpho cùng với cacbon là những chất
dinh dưỡng chính cho sự phát triển của các sinh vật
ngoài ý muốn trong môi trường nước. còn khi thải
chúng với một lượng dư vào đất sẽ làm ô nhiễm
nước ngầm
Các chất hữu cơ trơ Các chất hữu cơ này không bị phân hủy bời các
phương pháp xử lý nước thải thông thường. Ví dụ
điển hình là chất hoạt động bề mặt, phenol và một số
hóa chất bảo vệ trong nông nghiệp
Kim loại nặng Các kim loại nặng thường nhiễm vào nguồn nước do
các hoạt động công nghiệp. Chúng cần được khử ra
khỏi nước thải
Các chất rắn vô cơ Các thành phần vô cơ như canxi, natri, sunfat có mặt
hòa tan trong nước thải sinh hoạt trong quá trình sử dụng
nước. Nếu nước thải đó muốn sử dụng lại thì phải
khử bỏ chúng
2.2. Hàm lượng oxy hòa tan DO (Dissolved Oxygen)
Một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước là hàm lượng oxy hòa tan, vì
oxy không thể thiếu đối với các vi sinh vật sống trên cạn cũng như dưới nước.
Oxy duy trì quá trình trao đổi chất, sinh ra năng lương cho sự sinh trưởng, sinh
sản và tái sản xuất. Nồng độ oxy hòa tan tối thiểu đối với các loại cá hoạt động
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 16
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
mạnh như cá hồi là 5-8mg/l, còn đối với các loài cá có nhu cầu oxy thấp như cá
chép là 3mg/l.
Oxy là chất khí khó hòa tan trong nước, không tác dụng với nước về mặt hóa
học. Độ tan của nó phụ thuộc vào các yếu tố như áp suất, nhiệt độ và các đặc
tính của nước. Nồng độ bão hòa của oxy trong nước ở nhiệt độ cho trước tính
theo định luật Henry. Nồng độ này nằm trong khoảng 8-15mg/l ở nhiệt độ
thường.
Khi thải các chất thải sử dụng oxy vào các nguồn nước, quá trình oxy hóa chúng
sẽ làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong các nguồn nước này, thậm chí đe dọa sự
sống của các loài cá cũng như sinh vật sống trong nước.
Để xác định nồng độ oxy hòa tan trong nước nguồn hay nước thải, người ta
thường dùng phương pháp iot (còn gọi là phương pháp Winkler). Phương pháp
phân tích dựa vào quá trình oxy hóa Mn2+ thành Mn4+ trong môi trường kiềm và
Mn4+ lại có khả năng oxy hóa I- thành I2 tự do trong môi trường axit. Như vậy
lượng I2 được giải phóng tương đương với lượng oxy hòa tan có trong nước.
lượng iot này được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch natri
thiosunfat (Na2S2O3).
Hiện nay người ta sản xuất được các máy đo DO (Oxygen meter) có độ chính
xác cao phục vụ nghiên cứu và quan trắc môi trường. Việc xác định thông số về
hàm lượng oxy hòa tan có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì điều kiện khí của
nước tự nhiên và quá trình phân hủy hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải.
Mặt khác hàm lượng oxy hòa tan còn là cơ sở của phép phân tích xác định nhu
cầu oxy sinh hóa. Đó là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của
nước thải.
2.3. Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Nhu cầu oxy sinh hóa là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm
của chất thải trong nước thải của công nghiệp.
BOD được định nghĩa là lượng oxy vi sinh vật đã sử dụng trong quá trình oxy
hóa các chất hữu cơ. Phương trình tổng quát của phản ứng này như sau:
Vi khuẩn
Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm có định
Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các sinh vật sử
dụng oxy hòa tan. Vì vậy xác định tổng lượng oxy hòa tan cân thiết cho quá trình
phân hủy sinh học là công việc quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của một dòng
thai đối với nguồn nước.
BOD biểu thị lượng các chất hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bằng các vi
sinh vật.
Trong kỹ thuật môi trường chỉ tiêu BOD được dùng rộng rãi để:
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 17
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
1. Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để ổn định sinh học các chất hữu
cơ có trong nươc thải.
2. Xác định kích thước thiết bị xử lý.
3. Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình.
4. Xác định sự chấp thuận tuân theo những quy định cho phép thải chất thải.
Trong thực tế người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy
hoàn toàn chất hữu cơ (vì tốn nhiều thời gian) mà chỉ xác định lượng oxy cần
thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ ủ 20oC, ký hiệu BOD. Chỉ tiên này đã được
chuẩn hóa và sử dụng ở hầu khắp các nước trên thế giới.
Hiện nay người ta sản xuất được máy đo BOD để phân tích nhanh. Do quá trình
oxy hóa sinh học xảy ra rất chậm và kéo dài, trong khoảng thời gian 20 ngày,
khoảng 95÷99% các chất hữu cơ cacbon bị oxy hóa và trong 5 ngày đầu tiên xác
định BOD có khoảng 60÷70% các chất hữu cơ này bị oxy hóa. Nhiệt độ 20oC là
nhiệt độ trung bình trong năm ở các nước có khí hậu ôn hòa và nó cũng dễ được
tái diễn lại trong tủ ủ. Nếu tiến hành ủ mẫu ở các nhiệt độ khác nhau sẽ cho
kết quả BOD5 khác nhau vì tốc độ phản ứng sinh học phụ thuộc vào nhiệt độ.
Do vậy, một số nước ở khu vực nhiệt đới, đã dùng thông số BOD4 (là mẫu phân
tích được ủ ở 30oC trong 3 ngày).
Hạn chế của phương pháp phân tích BOD:
1. Yêu cầu mật độ vi sinh vật trong mẫu phân tích cần đủ lớn và các vi sinh
vật bổ sung vào mẫu cần được thích nghi với môi trường.
2. Khi chất thải có chứa các chất độc hại cần xử lý sơ bộ trước khi phân
tích, cần chý ý giảm ảnh hưởng của các vi sinh vật nitrat hóa.
3. Chỉ đo được hàm lượng các chất hữu cơ có thể bị phân hủy bằng con
đường sinh học.
4. Thí nghiệm không có giá trị cân bằng sau khi các chất hữu cơ hòa tan trong
dung dịch đã bị sử dụng.
5. Thời gian phân tích quá dài, phải sau 5 ngày mới có kết quả.
2.4. Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical Oxygen Demand)
Chỉ số này được dùng rộng rãi để biểu thị hóa hàm lượng chất hữu cơ trong
nước thải và mức độ ô nhiễm nước tự nhiên. COD được định nghĩa là lượng oxy
cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong mẫu nước thành
CO2 và nước. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị
oxy hóa được xác định khi sư dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong
môi trường axit. Phương pháp phổ biến nhất để xác định COD là phương pháp
bicromat và cơ chế của nó theo phương trình phản ứng sau:
Ag2SO4
Các chất hữu cơ + Cr2O7 + H
2- +
CO2 + H2O +2Cr3+
To sôi
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 18
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
Chỉ số COD biểu thị cá lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh
vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD. Phép phân tích COD có ưu điểm là cho kết
quả nhanh (khoảng 3 giờ) khắc phục được nhược điểm của phép đo BOD. Đối
với nhiều loại chất thải, giữa chỉ số COD và BOD có mối tương quan nhất định
với nha. Khi thiết lập được mối quan hệ này có thể sử dụng phép đo COD để
vận hanh và kiểm soát hoạt động của các nhà máy xử lý nước thải. Hiện nay đã
có máy phân tích COD nhanh (COD Reactor).
Ngoài các chỉ số COD và BOD người ta còn dùng một vài chỉ số khác để đo hàm
lượng các chất hữu cơ trong nước như tổng hợp cacbon hữu cơ TOC (Total
Organic Cacbon) và nhu cầu oxy theo lý thuyết ThOD (Theoretical Oxygen
Demand). TOC chỉ được dùng khi hàm lượng các chất hữu cơ trong nước rất
nhỏ, còn ThOD chính là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn phần hữu cơ
trong chất thải thành CO2 và nước và chỉ có thể tính được khi biết công thức hóa
học của các chất hữu cơ. Vì thành phần của nước thải rất phức tạp nên không
thể tính được nhu cầu oxy theo lý thuyết. Trong thực tế chỉ số này có thế tính
gần đúng trên cơ sở chỉ só COD.
2.5. Các chất dinh dưỡng
a) Hàm lượng nito
Nito và photpho là những nguyên tố chủ yếu cần thiết cho các sinh vật nguyên
sinh và thực vật phát triển, chúng là những chất dinh dưỡng hoặc kích thích sinh
học.
Nito là nguyên tố chính xây dựng tế bào tổng hợp protein nên số liệu về chỉ tiêu
nito rất cần thiết để xác định khả năng có thể xử lý một loại nước thải nào đó
bằng các quá trình sinh học. Trong trường hợp không đủ nito, có thể bổ sung
them để chất thải đó trở nên có khả năng xử lý bằng phương pháp sinh học.
Chỉ tiêu hàm lượng nito trong nước cũng được xem như là chất chỉ thị tình trạng
ô nhiễm của nước vì NH3 tự do là sản phẩm phân hủy các chất chứa protein.
Tổng nito là tổng các hàm lượng nito hữu cơ, N-NH3, N-NO2 và N-NO3. Hàm
lượng nito hữu cơ được xác định bằng phương pháp Kinđal (Kjeldahl). Chỉ tiêu
N-NH3 thường được xác định bằng phương pháp so màu hoặc chuẩn độ, còn các
chỉ tiêu N-NO2 và N-NO3 xác định bằng phương pháp so màu.
b) Hàm lượng photpho
Ngày này người ta quan tâm nhiều hơn đến việc kiểm soát hàm lượng các hợp
chất photpho trong nước mặt, trong nước thải công nghiệp thải vào nguồn nước.
Vì nguyên tố này là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển
“bùng nổ” của tảo ở một số nguồn nước mặt. Photpho trong nước và nước thải
tồn tại ở các dạng orthophotphat có thể xác định bằng phương pháp so màu với
thuốc thử là NH3MoO4 và SnCl2, còn polyphotphat và photphat hữu cơ cần
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 19
- Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh
Thủy
chuyển hóa thành orthophotphat qua phản ứng với axit sau đó xác định băng
phương pháp so màu nói trên.
Chỉ tiêu photpho có ý nghĩa có ý nghĩa quan trọng cấp nước để kiểm soát sự hình
thành cận rỉ, ăn mòn và xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học.
c) Hàm lượng sunfat
Ion sunfat thường có trong nước cấp sinh hoạt cũng như trong nước thải. Lưu
huỳnh cũng là một nguyên tố cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và được
giải phóng ra trong quá trình phân hủy chúng. Sunfat bị khử sinh học ở điều kiện
kỵ khí. Khí H2S được giải phóng ra vào không khí trên bề mặt nước thải trong
hệ thống dẫn. Một phần khí này tích tụ tại các hốc bề mặt nhám của ống dẫn bị
oxy hóa sinh học thành H2SO4, làm ăn mòn các ống dẫn. Khí H2S phát sinh mùi
khó chịu và độc hại cho con người ở nơi xử lý nước thải.
2.6. Chỉ thị chất lượng về vi sinh của nước
Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi
khuẩn chỉ thị - là những vi khuẩn gây bệnh, về nguyên tắc là nhóm trực khuẩn
(coliform). Thông số được sử dụng rộng rãi nhất là coli.
Trong khảo sát chất lượng nước, điều cần thiết là phải xác định số vi khuẩn
coliform để xem liệu có đạt tiêu chuẩn hay không. Thường dùng kx thuật lên
men để đếm đoán chừng, xác nhận kết quả dương và xét nghiệm fecal coliform.
Có thể căn cứ vào tỷ số FC/FS (FS là fecal streptococci) để xác định nguồn gốc
sự nhiễm bẩn là do người hay động vật. Biết được nguồn gốc của sự nhiễm
bẩn là bước cơ bản trong quá trình đưa ra các biện pháp quản ly chất lượng
nước.
2.7. Các tác nhân độc hại và các hợp chất liên quan về mặt sinh thái
a) Trihalogenmetan (THM)
Trihalogenmetan được tạo thành khi các nguyên tố hóa học trong nhóm halogen
(clo, brom, iod) tác dụng với các hợp chất hữu cơ. Trong xử lý nước và nước
thải, điều quan tâm chủ yếu đối với THM là chloroform (CHCl3),
bromodiclomctan, clorodibromometan và bromoform (CHBr3).
b) Các hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ không phân hủy hoặc tác dụng với các chất khác gây ô
nhiễm môi trường sinh thái.
c) Các kim loại nặng
Hầu hết các kim loại nặng tồn tại trong nước ở dạng ion. Các chất này gồm
asen, bari, cadmi, crom, đồng, chì, thủy ngân, niken, selen, bạc và kẽm. Chúng
phát sinh từ nhiều nguồn gốc khác nhau nhưng chủ yếu là do các hoạt động công
nghiệp. Do chúng không phân rã nên các kim loại nặng tích tụ trong các chuỗi
thức ăn của hệ sinh thái. Quá trình này bắt đầu với nồng độ thấp của các kim
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 20
nguon tai.lieu . vn
