Xem mẫu
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG
TIỂU LUẬN MÔN:
KỸ THUẬT XỬ LÝ NƢỚC CẤP
Đề tài:
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010
Trang 1
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
M CL C
C C ....................................................................................................................... 1
DANH C CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH ...................................................... 3
DANH C BẢNG ................................................................................................. 3
DANH C HÌNH .................................................................................................. 3
CHƢƠNG 1: Ở ĐẦU ......................................................................................... 4
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 4
1.2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................... 5
1.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 5
1.4. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 5
CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG .............................................................. 6
2.1. Nƣớc ngầm và sự ô nhiễm nƣớc ngầm. ..................................................... 6
2.2. Nguồn gốc kim loại nặng trong nƣớc ngầm .............................................. 9
2.3. Các dạng tồn tại của kim loại nặng trong nƣớc ngầm. ............................ 9
2.4. Ảnh hƣởng của kim loại nặng trong nƣớc ngầm đến môi trƣờng và con
ngƣời .................................................................................................................. 11
2.5. Quy chuẩn kim loại nặng trong nƣớc ngầm ............................................... 14
CHƢƠNG 3: CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ Ý KI OẠI NẶNG
TRONG NƢỚC NGẦ ...................................................................................... 16
3.1. Các phƣơng pháp xử lý ............................................................................. 16
3.2. Giới thiệu một số phƣơng pháp khử kim loại trong nƣớc ngầm .......... 18
3.2.1. Khử Asen ............................................................................................. 19
a). Tạo kết tủa ............................................................................................... 19
b). Keo tụ ....................................................................................................... 19
c). Lắng .......................................................................................................... 19
d). Hấp phụ .................................................................................................... 19
e). Oxy hóa ..................................................................................................... 20
f). Oxy hóa và loại As bằng năng lƣợng Mặt trời (SORAS) ..................... 20
g). Chƣng cất bằng năng lƣợng Mặt trời.................................................... 20
h). Lọc màng .................................................................................................. 20
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 22
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 24
Trang 2
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
DANH C CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH
DANH C BẢNG
Bảng 2.1. Ảnh hƣởng của kim loại nặng trong nƣớc ngầm đối với sức khỏe
của con ngƣời
Bảng 2.2. Quy chuẩn chất lƣợng nƣớc ngầm (QCVN 0 9 : 2008/BTNMT)
Bảng 2.3. Tiêu chuẩn của Bộ Y Tế về giới hạn hàm lƣợng kim loại nặng
trong nƣớc ăn uống.
DANH C HÌNH
Hình P2.1. Các nguồn gây ô nhiễm nƣớc ngầm
Trang 3
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
CHƢƠNG 1: Ở ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là quốc gia có nguồn nƣớc ngầm khá phong phú về trữ lƣợng và
khá tốt về chất lƣợng. Nƣớc ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất
đá, đƣợc tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của
nguồn nƣớc mặt nƣớc mƣa…nƣớc ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài
chục mét, hay hàng trăm mét. Đối với các hệ thống cấp nƣớc cộng đồng thì nguồn
nƣớc ngầm luôn là nguồn nƣớc đƣợc ƣa thích. Bởi vì, các nguồn nƣớc mặt thƣờng
bị ô nhiễm và lƣu lƣợng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa.
Nguồn nƣớc ngầm ít chịu ảnh hƣởng bởi các tác động của con ngƣời. Chất lƣợng
nƣớc ngầm thƣờng tốt hơn chất lƣợng nƣớc mặt nhiều. Trong nƣớc ngầm hầu nhƣ
không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp.
Nhƣng ngày nay, tình trạng ô nhiễm và suy thái nƣớc ngầm đang phổ biến ở các
khu vƣc đô thị và các thành phố lớn trên TG. Không ít nguồn nƣớc ngầm do tác
động của con ngƣời dã bị ô nhiễm bởi các hợ chất hữu cơ khó phân hủy, các vi
khuẩn gây bệnh, nhất là các chất độc hại nhƣ kiêm loại nặng.
Nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng thƣờng gặp trong các lƣu vực nƣớc ngầm
các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản.
Ở tầng nƣớc sâu hơn, từ 18 đến 20m thì nƣớc ngầm ít bị ảnh hƣởng nhƣng đôi khi
bị nhiễm mặn nên cũng không thể sử dụng đƣợc. Vì thế hơn ở đâu hết, khát khao
đƣợc dùng nguồn nƣớc sạch là cấp thiết to lớn nhất. Vì vậy cần phải tiến hành
đồng bộ các công tác điều tra, thăm dò trữ lƣợng và chất lƣợng nguồn nƣớc ngầm,
xử lý nƣớc thải và chống ô nhiễm nguồn nƣớc mặt, quan trắc thƣờng xuyên trữ và
chất lƣợng nƣớc ngầm. Bảo vệ tài nguyên nguồn nƣớc, xử lý kim loại nặng trong
Trang 4
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
nƣớc ngầm là vô cùng cấp thiết nên chúng em chọn đề tài ― Nghiên cứu xử lý kim
loại nặng trong nƣớc ngầm‖
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định một số kim loại nặng trong nƣớc ngầm, nêu lên ảnh hƣởng của kim loại
trong nƣớc ngầm đối với môi trƣờng và sức khỏe của con ngƣời
1.3. Nội dung nghiên cứu
Tìm hiểu và đƣa ra phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm từ đó rút ra
những đề xuất có hiệu quả nhất.
1.4. Phạm vi nghiên cứu
Chỉ áp dụng các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm.
Trang 5
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG
2.1. Nƣớc ngầm và sự ô nhiễm nƣớc ngầm.
Khái niệm
Nƣớc ngầm là một dạng nƣớc dƣới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm
tích bở rời nhƣ cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dƣới bề mặt trái
đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con ngƣời.
Theo độ sâu phân bố, có thể chia nƣớc ngầm thành nƣớc ngầm tầng mặt và nƣớc
ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nƣớc ngầm là khả năng di chuyển nhanh
trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nƣớc ngầm tầng
mặt thƣờng không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và
mực nƣớc biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nƣớc mặt. oại nƣớc ngầm
tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nƣớc ngầm tầng sâu thƣờng nằm trong lớp đất đá xốp
đƣợc ngăn cách bên trên và phía dƣới bởi các lớp không thấm nƣớc. Theo không
gian phân bố, một lớp nƣớc ngầm tầng sâu thƣờng có ba vùng chức năng:
Vùng thu nhận nƣớc.
Vùng chuyển tải nƣớc.
Vùng khai thác nƣớc có áp.
Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nƣớc thƣờng khá xa, từ vài
chục đến vài trăm km. Các lỗ khoan nƣớc ở vùng khai thác thƣờng có áp lực. Đây
là loại nƣớc ngầm có chất lƣợng tốt và lƣu lƣợng ổn định. Trong các khu vực phát
triển đá cacbonat thƣờng tồn tại loại nƣớc ngầm caxtơ di chuyển theo các khe nứt
caxtơ. Trong các dải cồn cát vùng ven biển thƣờng có các thấu kính nƣớc ngọt
nằm trên mực nƣớc biển.
Trang 6
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Sự ô nhiễm nƣớc ngầm
Nƣớc ngầm là nguồn nƣớc quan trọng nhất. Tại các khu đô thị việc chọn vị trí
đổ chất thải hoặc bể phốt làm không tốt nên chất độc cũng nhƣ các tác nhân gây
bệnh có thể ngấm vào nguồn nƣớc ngầm. Cạnh đó nếu các loại dầu máy thải, chất
tẩy rửa từ các hộ gia đình hoặc thuốc bảo vệ thực vật, phân hóa học dùng trong
nông nghiệp cũng gây ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm.
Hình 2.1. Các nguồn gây ô nhiễm nƣớc ngầm.
Do sự di chuyển của nƣớc ngầm rất chậm nên sự nhiễm chất độc có thời gian
tích tụ rất dài, thậm chí sau nhiều năm mới thâm nhập vào nguồn nƣớc ăn .
Trang 7
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Thành phần đáng quan tâm trong nƣớc ngầm là các tạp hất hoà tan do ảnh
hƣởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mƣa, các quá trình phong hoá và sinh
hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều hất bẩn và
luợng mƣa lớn thì chất lƣợng nƣớc ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà
tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nƣớc mƣa ngấm vào đất. Ngoài ra, nƣớc
ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con ngƣời. Các chất thải của con
ngƣời và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, và việc sử dụng phân
bón hoá học…Tất cả những loại chất thải đó theo thời gian nó sẽ ngấm vào nguồn
nƣớc, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm. Đã có không ít nguồn nƣớc
ngầm do tác động của con ngƣời đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ khó phân
huỷ, các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc hại nhƣ các kim loại nặng, dƣ
lƣợng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ.
Nƣớc ngầm là nguồn cung cấp nƣớc sinh hoạt chủ yếu ở nhiều quốc gia và
vùng dân cƣ trên thế giới. Do vậy, ô nhiễm nƣớc ngầm có ảnh hƣởng rất lớn đến
chất lƣợng môi trƣờng sống của con ngƣời. Các tác nhân gây ô nhiễm và suy thoái
nƣớc ngầm bao gồm:
Các tác nhân tự nhiên nhƣ nhiễm mặn, nhiễm phèn, hàm lƣợng Fe, n và một số
kim loại khác.
Các tác nhân nhân tạo nhƣ nồng độ kim loại nặng cao, hàm lƣợng NO3-,
NO2-, NH4+, PO43- v.v... vƣợt tiêu chuẩn cho phép, ô nhiễm bởi vi sinh vật. Suy
thoái trữ lƣợng nƣớc ngầm biểu hiện bởi giảm công suất khai thác, hạ thấp mực
nƣớc ngầm, lún đất.
Ngày nay, tình trạng ô nhiễm và suy thoái nƣớc ngầm đang phổ biến ở các
khu vực đô thị và các thành phố lớn trên thế giới. Để hạn chế tác động ô nhiễm và
suy thoái nƣớc ngầm cần phải tiến hành đồng bộ các công tác điều tra, thăm dò trữ
Trang 8
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
lƣợng và chất lƣợng nguồn nƣớc ngầm, xử lý nƣớc thải và chống ô nhiễm các
nguồn nƣớc mặt, quan trắc thƣờng xuyên trữ lƣợng và chất lƣợng nƣớc ngầm
2.2. Nguồn gốc kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Kim loại nặng là những kim loại có phân tử lƣợng lớn hơn 52(g) bao gồm
một số loại nhƣ As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Se, Zn….. chúng có nguồn gốc từ các
nguồn nƣớc thải trong công nghiệp, nông nghiệp cũng nhƣ trong tự nhiên VD:
cadimi có nguồn gốc từ chất thải công nghiệp,trong chất thải khi khai thác
quặng.crôm trong mạ kim loại nƣớc thải của sản phẩm gốc crôm hay chì trong
công nghiệp than ,dầu mỏ. Thuỷ ngân trong chất thải công nghiệp khai thác
khoáng sản, thuốc trừ sâu.
- Kim loại nặng có nhiều trong nƣớc ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng của
khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nƣớc.
- Thƣờng không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của các thể sinh
vật và thƣờng tích lũy trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại
với sinh vật. Hiện tƣợng nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng thƣờng gặp trong các lƣu
vực nƣớc gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng
sản. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong
nƣớc. Trong một số trƣờng hợp, xuất hiện hiện tƣợng cá và thuỷ sinh vật chết hàng
loạt.
Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi
trƣờng nƣớc nƣớc thải công nghiệp và nƣớc thải độc hại không xử lý hoặc xử lý
không đạt yêu cầuNƣớc mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nƣớc
ngầm, vào đất và các thành phần môi trƣờng liên quan khác. Để hạn chế ô nhiễm
nƣớc, cần phải tăng cƣờng biện pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp, quản lý tốt vật
nuôi trong môi trƣờng có nguy cơ bị ô nhiễm nhƣ nuôi cá, trồng rau bằng nguồn
nƣớc thải.
2.3. Các dạng tồn tại của kim loại nặng trong nƣớc ngầm.
Trang 9
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Hầu hết các kim loại nặng nhƣ Pb, Hg, Cd, As, Cu, Zn, Fe, Cr, Co, n, Se,
o... tồn tại trong nƣớc ở dạng ion.
* Sắt (Fe)
Trong nƣớc ngầm sắt thƣờng tồn tại ở dạng ion, muối Fe2+ của sắt có hóa trị
(II) là thành phần của các muối hòa tan nhƣ là: Fe(HCO3)2, FeSO4… hàm lƣợng
sắt trong nƣớc ngầm thƣờng cao vá phân bố không đều trong các lớp trầm tích
dƣới đất đá sâu.
- Các hợp chất vô cơ hóa trị (II)của ion sắt
FeS, FeSO4, Fe(HCO3)2, Fe(OH)2, FeCO3.v.v.
- Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị III:
+ FeCl3, Fe(OH)3…Trong đó Fe(OH)3 là chất keo tụ dễ lắng đọng trong các bể
lắng và bể lọc.
- Các phức chất vô cơ của ion sắt với Silicat, photphat FeSiO(OH)3+3).
+ Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic, funvic..
+ Các ion sắt hòa tan Fe(OH)2, Fe(OH)3 tồn tại tùy thuộc vào giá trị thế oxy
hóa khử và pH của môi trƣờng.
* Chì(Pb):
- Pb tồn tại ở hai dạng ion có hóa trị +2 và +4.
- Dạng tồn tại của Pb trong nƣớc ngầm là dạng có hóa trị 2.
* Thủy ngân (Hg)
- Trong nƣớc ngầm thủy ngân có thể tồn tại ở dạng kim loại hoặc hóa trị 2.
- Trong môi trƣờng nƣớc:
+ Giàu oxi chủ yếu ở dạng hóa trị 2.
+ Ít oxi và pH >5 thì tồn tại ở dạng kim loại.
* Asen (As):
- Asen là nguyên tố bán dẫn, tồn tại ở nhiều dạng thù hình khác nhau.
Hàm lƣợng Asen trong nƣớc dƣới đất phụ thuộc vào tính chất và trạng thái
Trang 10
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
môi trƣờng địa hóa. Asen tồn tại trong nƣớc dƣới đất ở dạng H3AsO4-1 (trong
môi trƣờng pH axit đến gần trung tính), HAsO4-2 (trong môi trƣờng kiềm). Hợp
chất H3AsO3 đƣợc hình thành chủ yếu trong môi trƣờng oxi hóa-khử yếu. Các
hợp chất của Asen với Na có tính hòa tan rất cao. Những muối của Asen với
Ca, g và các hợp chất Asen hữu cơ trong môi trƣờng pH gần trung tính,
nghèo Ca thì độ hòa tan kém hơn các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là Asen-axit
fulvic thì rất bền vững, có xu thế tăng theo độ pH và tỷ lệ Asen-axit fulvic.
- Trong nƣớc chứa nhiều oxi, Asen tồn tại ở hóa trị (V), rất hiếm ở dạng
Asenat(III). Trong nƣớc chứa ít oxi (giếng ngầm, sâu) Asen tồn tại ở dạng
asenat(III) và Asen kim loại.
* Crom (Cr):
- Crom tồn tại ở hóa trị 6 và hóa trị 3.
- Cr(III) còn có thể kết tủa ở dạng hyđroxit, thƣờng ở dạng dung dịch rắn với
sắt (III) hyđroxit, dạng hóa học thông thƣờng nhất là Cr(VI) tan nhiều trong nƣớc
và ít bị hấp phụ lên bề mặt kết lắng. Cr(III) còn có thể kết tủa ở dạng hyđroxit,
thƣờng ở dạng dung dịch rắn với sắt (III) hyđroxit.
-Crom VI (hóa trị 6) độc hơn Cr III (hóa trị 3).
* Mangan(Mn)
angan cũng là nguyên tố hay gặp trong nƣớc ngầm, thƣờng cùng tồn tại với sắt.
Trong đất đá chúng thƣờng tồn tại ở dạng ít tan, đƣợc chuyển hóa thành dạng tan
do phản ứng khử và vi sinh vật thâm nhập vào nƣớc ngầm. Nồng độ Mangan tan
trong nƣớc ngầm có thể đạt tới hàm lƣợng vài mg/l.
2.4. Ảnh hƣởng của kim loại nặng trong nƣớc ngầm đến môi trƣờng và con
ngƣời
Trong nƣớc ngầm có chứa các yếu tố độc hại, nếu không đƣợc xử lý, các chất
độc hại sẽ tác động trực tiếp đến các nguồn nƣớc mà nó tiếp xúc; gây độc môi
Trang 11
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
trƣờng sinh sống của động vật thủy sinh và thực vật, gây độc trực tiếp lên cơ thể
sinh vật và thông qua nƣớc sinh hoạt, thực phẩm gây tác động xấu đến con ngƣời.
* Đối với con người
Ô nhiễm nƣớc bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới sức khỏe con ngƣời cụ
thể qua bảng sau:
Bảng 2.1. Ảnh hƣởng của kim loại nặng trong nƣớc ngầm đối với sức khỏe
của con ngƣời
Độc tố kim loại nặng ức độ nguy hại Triệu chứng/ Hậu quả
Nguy hại cho da, hệ
Asen (III) XXXXX
thống tim mạch và thậm
Arsenate –Asen (V) X
chí gây ung thƣ sau 3 – 5
năm.
- Trẻ em: chậm phát triển
Chì - Pb X
về thể chất, trí tuệ và tinh
thần.
- Ngƣời lớn: gây hại thận,
tim mạch và nội tạng.
Cadium – Cd - Ngắn hạn: gây tiêu
XXX
chảy, tổn thƣơng gan.
- Lâu dài: gây bệnh thận,
và tim mạch, nội tạng.
- Dài hạn: giảm cân, hại
Nicken - Ni XX
tim, phổi gan.
- Rụng tóc, móng ngón
Selenium - Se XX
Trang 12
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
tay, chân và vấn đề về tim
mạch.
- Tăng Cholesterol trong
Antimony -Sb XX
máu và giảm đƣờng
huyết.
- Tăng huyết áp.
Bari - Ba XX
- Nguy hại về hệ thần
Syanua XX
kinh.
- Gây dị ứng, mẩn ngứa.
Crom - Cr XX
- Chuyển màu nƣớc từ
Mangan - Mn X
nâu đen, gây cặn đen và
vị tanh.
Sắt – Fe àu cam đỏ trong nƣớc
X -
có váng sắt, vị tanh.
- Gây xỉn răng, ố vàng.
Flo - F X
Đồng – Cu - Vị tanh, váng màu xanh.
X
Thủy ngân - Hg - Gây xỉn da, chấm nâu
X
trong lòng trắng mắt.
-Nƣớc đổi màu, vị tanh.
Nhôm - Al X
Kẽm – Zn - Vị tanh.
X
Sinh vật có mặt trong môi trƣờng nƣớc ở nhiều dạng khác nhau. Bên cạnh
các sinh vật có ích có nhiều nhóm vi sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho
ngƣời và sinh vật. Đáng chú ý nhất là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn, và ký sinh
trùng gây bệnh nhƣ các loại ký sinh trùng gây bệnh tả, lỵ, thƣơng hàn, sốt rét, siêu
vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật Bản, trứng giun.v.v…
* Đối với môi trường
Trang 13
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Làm suy thoái nguồn tài nguyên nƣớc ngầm, gây độc môi trƣờng sinh sống
của động vật thủy sinh và thực vật, ảnh hƣởng trực tiếp lên cơ thể sinh vật.
2.5. Quy chuẩn kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Bảng 2.2. Quy chuẩn chất lƣợng nƣớc ngầm (QCVN 0 9 : 2008/BTNMT)
Thông s ố Đơn v ị tr ị
TT Giá
giớ i
5 ,5 ạ n ,5
1 pH - h- 8
Đ ộ cứng (tính theo CaC O 3)
2 mg /l 5
Ch ất rắn tổng số 0
3 mg /l 1
0
54
4 COD (KMnO 4 ) mg /l
00
5 Amôni (tính theo N) mg /l
0,
6 mg /l 2
C l o r u a (C l - )
1
5
7 mg /l 1
F l o r u a (F - ) 0
,
Nitrit (NO -2) (tính theo N)
8 mg /l 1
0
,
9 mg/l 1
Nitr at ( NO - 3) (tí nh t heo N)
0
5
10 mg/l 4
Sulf at (S O42 -)
0
11 mg/l
Xianua (CN - )
00001
,
12 mg/l
Phenol
0
13 mg/l
Asen (As)
01005
,
14 mg/l
Cad imi ( Cd)
0
15 mg/l
Chì (Pb)
5
,
16 mg/l 0
Crom VI (Cr 6+)
Đồng ( Cu) 0,
17 mg/l 1
1
Kẽm (Zn) 0,
18 mg/l 3
5
0
,
19 mg/l
M angan (M n)
Thuỷ ngân ( Hg) 00 1
, 00
20 mg/l
Sắt (Fe) 55
21 mg/l
22 mg/l 0
Selen (S e)
Tổng hoạt độ phóng xạ α ,
23 Bq/l 0
Tổng hoạt độ phóng xạ β 0,
24 Bq/l 1
1g
1
,
25 MPN/ Khôn
E - Coli
0
100ml phát
hiện
thấy
26 MPN/ 3
Colif orm
100ml
Trang 14
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Bảng 2.3. Tiêu chuẩn của Bộ Y Tế về giới hạn hàm lƣợng kim loại nặng trong
nƣớc ăn uống.
Chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn
Stt
1 Amoni, tính theo mg/l 1.5
NH4-
2 Antimon mg/l 0.005
3 Asen mg/l 0.01
4 Bari mg/l 0.7
5 Cadimi mg/l 0.003
6 Crom mg/l 0.05
Đồng
7 mg/l 2
0.7 – 1.5
8 Florua mg/l
Sắt
9 mg/l 0.5
10 Chì mg/l 0.01
11 Mangan mg/l 0.5
Thủy ngân
12 mg/l 0.001
13 Molybden mg/l 0.07
14 Nicken mg/l 0.02
15 Selen mg/l 0.01
Trang 15
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
CHƢƠNG 3: CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ Ý KI OẠI
NẶNG TRONG NƢỚC NGẦ
Có rất nhiều phƣơng pháp để xử lý nƣớc ngầm, tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ:
nhu cầu cấp nƣớc, tiêu chuẩn dùng nƣớc, đặc điểm của nguồn nƣớc ngầm, các
điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội…mà chúng ta sẽ lựa chọn công nghệ
xử lý nƣớc ngầm sao cho phù hợp.
3.1. Các phƣơng pháp xử lý
* Phương pháp vật lý.
ục đích
Quá trình
- ấy oxy từ không khí để oxy hoá Fe
- Làm thoáng
và Mn hoá trị II hoà tan trong nƣớc
- Khử khí CO2 nâng cao pH của nƣớc
để đẩy nhanh quá trình oxy hoá và thuỷ
phân sắt, Mangan trong dây chuyền
công nghệ khử Sắt và Mangan.
- àm giàu oxy để tăng thế oxy hoá khử
của nƣớc, khử các chất bẩn ở dạng
khí hoà tan trong nƣớc
- Quá trình lắng oại trừ ra khỏi nƣớc các hạt cặn và
bông cặn có khả năng lắng với tốc độ
kinh tế cho phép, làm giảm lƣợng vi
Trang 16
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
trùng và vi khuẩn
Quá trình lọc oại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng
đƣợc trong bể lắng, nhƣng có khả năng
dính kết lên bề mặt hạt lọc.
* Phương pháp hóa học và hóa lý
Các quá trình
ục đích
Quá trình
- Clo hoá sơ bộ Oxy hoá sắt và mangan hoà tan ở dạng
các phức chất hữu cơ.
- oại trừ rong, rêu, tảo phất triển trên
thành các bể trộn, tạo bông cặn và bể
lắng, bể lọc.
- Trung hoà lƣợng Ammoniac dƣ, diệt
các vi khuẩn tiết ra chất nhầy trên mặt
lớp các lọc.
- Quá trình khuấy trộn hoá chất Phân tán nhanh, đều phèn và các hoá
chất khác vào nƣớc cần xử lý
- Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông Tạo điều kiện và thực hiện quá trình
cặn dính kết các hạt căn keo phân tán
thành bông cặn có khả năng lắng và lọc
với tốc độ kinh tế cho phép.
Trang 17
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Hấp thụ và hấp thụ bằng than Khử mùi, vị, màu của nƣớc sau khi
hoạt tính dùng phƣơng pháp xử lý truyền thống
không đạt yêu cầu.
Flo hoá nƣớc Nâng cao hàm lƣợng Flo trong nƣớc
đến 0,6 — 0,9 mg/l để bảo vệ men răng
và xƣơng cho ngƣời dùng nƣớc.
Khử trùng nƣớc Tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng còn lại
trong nƣớc sau bể lọc.
Ổn định nƣớc Khử tính xâm thực và tạo ra màng bảo
vệ cách ly không cho nƣớc tiếp xúc
trực tiếp với vật liệu mặt trong thành
ống dẫn để bảo vệ ống và phụ tùng trên
ống.
Khử ra khỏi nƣớc các ion Ca2+ và Mg2+
àm mềm nƣớc
đến nồng độ yêu cầu.
Khử muối Khử ra khỏi nƣớc các cation và anion
của các muối hoà tan đến nồng độ yêu
Việc xử lý kim loại nặng trong nước ngầm bằng phương pháp hóa lý – hóa
học và phương pháp vật lý là phù hợp nhất vì các quá trình xử lý đạt hiệu
quả cao, do hàm lượng kim loại nặng trong nước ngầm không lớn mặc
khác kim loại nặng rất khó xử lý bằng phương pháp khác vì nó rất khó bị
oxy hóa. Việc xử lý kim loại nặng chỉ có thể làm giảm hàm lượng của nó
đến mức cho phép bằng cách thực hiện trao đổi ion hoặc keo tụ
3.2. Giới thiệu một số phƣơng pháp khử kim loại trong nƣớc ngầm
Trang 18
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
3.2.1. Khử Asen
Có 7 giải pháp xử lý Asen chủ yếu đó là:
Kết tủa/ ắng
-
Keo tụ/ ắng
-
ọc Tạo
-
Sử dụng năng lƣợng ánh sáng ặt trời
-
Hấp phụ
-
- Oxy hóa
ọc màng
-
a). Tạo kết tủa
Dùng hóa chất, tạo các chất kết tủa nhờ các phản ứng hóa học với các ion
tan trong dung dịch. Sắt thƣờng tồn tại trong nƣớc ngầm dạng hydrocarbonat hòa
tan, khi gặp oxy, sẽ làm cho As có trong nƣớc kết hợp và lắng xuống đáy cùng với
sắt. Hiệu suất khử As khoảng 50%.
b). Keo tụ
Bao gồm các phản ứng hóa học, quá trình hình thành các bông keo tụ, phá
vỡ độ bền vững hợp thể của các chất bẩn, sự dính kết và tăng kích thƣớc của các
hạt chất bẩn trong nƣớc cần xử lý. Công nghệ thƣờng sử dụng là: bổ sung thêm
chất keo tụ, nhƣ các muối của sắt hoặc nhôm, có thể oxy hóa sơ bộ và điều chỉnh
pH.
c). Lắng
Tách pha rắn và pha lỏng nhờ tác dụng của trọng lực. Sử dụng kết hợp với
tạo kết tủa và lắng.
d). Hấp phụ
As có thể đƣợc hấp phụ lên bề mặt của các vật liệu dạng hạt, hạt sét hay vật
liệu gôc xellulo nhƣ: than hoạt tính, các hợp chất oxyt sắt, oxyt titan; oxyt silic; sét
khoáng(cao lanh, bentonite,…) bauxite; hematitefelspat; nhựa tổng hợp trao đổi
anion; than xƣơng; cát bọc một lớp oxyt sắt hoặc đioxyt Mangan MnO2; các vật
liệu xenllulo (mùn cƣa, bột giấy).
Trang 19
- Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nƣớc ngầm
Hiệu suất xử lý của từng loại vật liệu còn phụ thuộc vào việc sử dụng các
chất oxy hóa hỗ trợ quá trình hấp phụ As.
e). Oxy hóa
à phƣơng pháp tƣơng đối đơn giản, đƣa oxy tác dụng và chiếm lấy điện tử
trong nguyên tử của chất phản ứng. àm thoáng bằng cách sục không khí vào
nƣớc, có thể oxy hóa As và sắt có trong nƣớc, tạo chất kết tủa FeAsO4. Phản ứng
oxy hóa quang hợp là phản ứng oxy hóa xảy ra trong hệ thống hóa hóa học nhờ
năng lƣợng bức xạ.
f). Oxy hóa và loại As bằng năng lƣợng Mặt trời (SORAS)
Sử dụng phản ứng oxy hóa quang hóa As+3 thành As+5 nhờ ánh sáng mặt
trời,sau đó tách As+5 ra khỏi nƣớc nhờ hấp phụ bằng các hạt Fe+3. Phản ứng oxy
hóa quang hóa đƣơc tăng cƣờng hiệu suất nhờ nhỏ thêm vài giọt chanh hoặc nƣớc
vôi đặc,giúp quá trình tạo bông keo Fe+3. SORAS có hiệu quả khi hàm lƣợng sắt
trong nƣớc ngầm ít nhất 3mg/l. Cƣờng độ bức xạ UV_A50 Wh/m2.
g). Chƣng cất bằng năng lƣợng Mặt trời
Sử dụng năng lƣợng ặt trời để bốc hơi nƣớc, sau đó cho nƣớc ngƣng tụ
lại.quá trình bay hơi và ngƣng tụ nƣớc sẽ tách tất cả các chất, trong đó có cả As ra
khỏi nƣớc.
h). Lọc màng
Sử dung màng bán thấm, chỉ cho phép nƣớc và một số chất hòa tan đi
qua,để làm sạch nƣớc. Nó vó thể tách bất cứ loại chất rắn hòa tan nào ra khỏi
nƣớc, kể cả As.Tuy nhiên phƣơng pháp này đắc. Có nhiều loại màng lọc đƣợc sử
dụng nhƣ vi lọc, thẩm thấu ng ƣợc, điện thẩm tách, siêu lọc và lọc nano.
* Ngoài ra còn có những mô hình xử lý Asen (xử lý đƣợc 80% - 95% hàm
lƣợng Asen trong nƣớc ngầm) nhƣ:
ô hình loại bỏ Asen kết hợp sắt bằng bể lọc của Trung tâm Nƣớc sạch và Vệ
-
sinh môi trƣờng;
ô hình xử lý Asen bằng cát/đá ong của Quỹ iên;
-
Trang 20
nguon tai.lieu . vn