Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải in và nước thải hồ văn bằng phương pháp keo tụ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cùng với sự phát triển công nghiệp, sự gia tăng dân số một cách bùng phát kéo theo nhiều vấn đề vô cùng phức tạp, môi trường sống ngày càng trở nên ô nhiễm nặng nề, đặc biệt là nguồn cung cấp nước sạch cho sinh hoạt và hệ thống xử lý nước thải - hai nhân tố ảnh hưởng trực tiếp và lâu dài đến sức khỏe con người. Đề tài tiến hành nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải in và nước thải hồ văn bằng phương pháp keo tụ. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải in và nước thải hồ văn bằng phương pháp keo tụ

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ---------------------------------------------------- LuËn v¨n th¹c sÜ hãa c¬ b¶n Nghiªn cøu mét sè yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh xö lý níc th¶I in vµ níc th¶I hå v¨n b»ng ph¬ng ph¸p keo tô ngµnh: hãa lý-hãa lý thuyÕt m· sè: 62 44 31 01 bïi thÞ thanh v©n Ngêi híng dÉn khoa häc: ts. TrÇn thÞ thanh thñy Hµ Néi 2008
1 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc LêI Më §ÇU Níc ®ãng vai trß rÊt quan träng ®èi víi mäi sù sèng trªn tr¸i ®Êt. Níc s¹ch rÊt cÇn thiÕt ®èi víi con ngêi ®Ó sö dông víi môc ®Ých ¨n uèng, sinh ho¹t. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, do t¸c ®éng cña “c¬ chÕ thÞ trêng” nªn t×nh tr¹ng “®« thÞ hãa” ®ang diÔn ra rÊt nhanh chãng trong ph¹m vi c¶ níc. Cïng víi sù ph¸t triÓn c«ng nghiÖp, sù gia t¨ng d©n sè mét c¸ch bïng ph¸t kÐo theo nhiÒu vÊn ®Ò v« cïng phøc t¹p, m«i trêng sèng ngµy cµng trë nªn « nhiÔm nÆng nÒ, ®Æc biÖt lµ nguån cung cÊp níc s¹ch cho sinh ho¹t vµ hÖ thèng xö lý níc th¶i - hai nh©n tè ¶nh hëng trùc tiÕp vµ l©u dµi ®Õn søc kháe con ngêi. V× thÕ, con ngêi ph¶i biÕt xö lý c¸c nguån níc cÊp ®Ó cã ®îc ®ñ sè lîng vµ ®¶m b¶o ®¹t chÊt lîng cho mäi nhu cÇu sinh ho¹t, s¶n xuÊt c«ng nghiÖp vµ gi¶i quyÕt mäi hËu qu¶ cña « nhiÔm m«i trêng. §©y lµ mét vÊn ®Ò mang tÝnh cÊp b¸ch vµ l©u dµi. §Ó xö lý níc th¶i vµ c¸c nguån níc bÞ « nhiÔm cã rÊt nhiÒu nh÷ng ph¬ng ph¸p xö lý kh¸c nhau. Nhng vÊn ®Ò ®Æt ra ®Ó chän ph¬ng ph¸p nµo mang tÝnh kh¶ thi nh»m qu¶n lý vµ c¶i t¹o m«i trêng sèng ngµy cµng tèt h¬n. ChÝnh v× nh÷ng vÊn ®Ò ®ã nªn t«i ®· lùa chän ®Ò tµi cho luËn v¨n tèt nghiÖp nh sau: “ Nghiªn cøu c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh xö lý níc th¶I in vµ níc th¶I hå v¨n b»ng ph¬ng ph¸p keo tô” Néi dung chÝnh bao gåm: PhÇn I: Tæng quan tµi liÖu PhÇn II: C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu PhÇn III: KÕt qu¶ vµ th¶o luËn PhÇn IV: KÕt luËn Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
2 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc PHÇN I . TæNG QUAN TµI LIÖU -------    ------- CH¦¥NG I. N¦íC, Sù ¤ NHIÔM NGUåN N¦íC Vµ N¦íC TH¶I I. Níc vµ sù « nhiÔm nguån níc I.1. Níc trong tù nhiªn Níc lµ m«i trêng ph¸t sinh sù sèng còng lµ nh©n tè ®Æc biÖt quan träng ®Ó duy tr× sù sèng. Trong sù ph¸t triÓn cña loµi ngêi, níc ®ãng vai trß then chèt trong c¸c ngµnh n«ng nghiÖp, c«ng nghiÖp còng nh ®êi sèng hµng ngµy. §iÒu kiÖn ®Æc biÖt quan träng cho sù tån t¹i cña sù sèng trªn tr¸i ®Êt ®Æc biÖt lµ sù sèng cña con ngêi ®ã lµ níc s¹ch. Níc lµ nguån gèc cña sù sèng, lµ m«i trêng ®Ó sù sèng diÔn ra vµ ph¸t triÓn nªn níc rÊt cÇn thiÕt, lµ tµi s¶n chung cña nh©n lo¹i. Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n khoa häc th× 75% diÖn tÝch bÒ mÆt cña Tr¸i §Êt ®îc bao phñ bëi níc. Trong ®ã 97,5% níc trªn tr¸i ®Êt n»m ë §¹i D¬ng vµ nhiÔm mÆn. Trong 2,5% níc kh«ng nhiÔm mÆn th× 3/4 tån t¹i ë d¹ng b¨ng ë hai cùc cña tr¸i ®Êt vµ nói cao. 1/4 cßn l¹i th× 96% tån t¹i díi bÒ mÆt níc (níc ngÇm) chØ cã 4% ë s«ng ngßi, ao, hå. Nh vËy tæng thÓ níc mÆt chiÕm 1% vµ níc ngÇm chiÕm 24% cña lîng níc kh«ng bÞ nhiÔm mÆn[3]. Do ®ã lîng níc ngät cã thÓ dïng ®îc lµ rÊt Ýt. Níc lµ ph©n tö ph©n cùc víi ®é dµi lìng cùc lµ 0,39Ao vµ cã cùc tÝnh lín víi m«men lìng cùc M= 1,87D. Do ®ã níc ®ãng vai trß lµ dung m«i cho hÇu hÕt c¸c lo¹i dung dÞch, nhng ®ã còng lµ nguyªn nh©n chÝnh lµm cho níc thêng chøa c¸c t¹p chÊt bÈn. Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
3 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc NhiÖt dung riªng cña níc lµ 4184 J/kg.oC, lín nhÊt so víi c¸c chÊt láng vµ chÊt r¾n nªn ®un nãng hoÆc lµm nguéi còng l©u h¬n, v× thÕ níc gi÷ cho sù sèng diÔn ra trong níc kh«ng bÞ biÕn ®æi ®ét ngét v× nhiÖt. MÆt kh¸c, nhiÖt ho¸ h¬i cña níc lµ 2258 kJ/kg còng lµ lín nhÊt so víi c¸c chÊt láng kh¸c lªn h¬i níc ®· tÝch luü mét lîng nhiÖt lín vµ gi¶i phãng khi ngng tô v× thÕ níc lµ yÕu tè chÝnh ¶nh hëng ®Õn khÝ hËu toµn cÇu. H×nh häc cña ph©n tö níc H 104,45o H O 0,9684 Ao TÝnh lìng cùc ¤xy cã ®é ©m ®iÖn cao h¬n hi®r«. ViÖc cÊu t¹o thµnh h×nh ba gãc vµ viÖc tÝch ®iÖn tõng phÇn kh¸c nhau cña c¸c nguyªn tö ®· dÉn ®Õn cùc tÝnh d¬ng ë c¸c nguyªn tö hi®r« vµ cùc tÝnh ©m ë nguyªn tö «xy, g©y ra sù lìng cùc. Níc lµ mét dung m«i tèt nhê vµo tÝnh lìng cùc. C¸c hîp chÊt ph©n cùc hoÆc cã tÝnh ion nh axÝt, rîu vµ muèi ®Òu dÔ tan trong níc. TÝnh hßa tan cña níc ®ãng vai trß rÊt quan träng trong sinh häc v× nhiÒu ph¶n øng hãa sinh chØ xÈy ra trong dung dÞch níc. Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
4 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc Níc tinh khiÕt kh«ng dÉn ®iÖn. MÆc dï vËy, do cã tÝnh hßa tan tèt, níc hay cã t¹p chÊt pha lÉn, thêng lµ c¸c muèi, t¹o ra c¸c ion tù do trong dung dÞch níc cho phÐp dßng ®iÖn ch¹y qua. VÒ mÆt hãa häc, níc lµ mét chÊt lìng tÝnh, cã thÓ ph¶n øng nh mét axit hay baz¬. ë pH=7 (trung tÝnh) hµm lîng c¸c ion (OH-) c©n b»ng víi hµm lîng cña c¸c ion (H3O+). Khi ph¶n øng víi mét axit m¹nh h¬n thÝ dô nh HCl, níc ph¶n øng nh mét chÊt kiÒm: HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl- Víi ammoniac níc l¹i ph¶n øng nh mét axit: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH- Níc lµ nguån tµi nguyªn quan träng vµ quý gi¸ cña loµi ngêi, song hiÖn nay nguån níc l¹i ®ang ngµy cµng bÞ « nhiÔm nghiªm träng cïng víi sù ph¸t triÓn cña x· héi. I.2. Sù « nhiÔm níc hiÖn nay. Sù « nhiÔm níc lµ sù cã mÆt cña mét hay nhiÒu chÊt l¹ trong níc. Khi vît qu¸ ngìng chÞu ®ùng cña c¬ thÓ sinh vËt th× chÊt ®ã trë nªn ®éc h¹i. Do ho¹t ®éng nh©n t¹o hay tù nhiªn mµ thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña níc cã thÓ bÞ thay ®æi bëi nhiÒu t¹p chÊt ®a vµo. Thùc ra, níc cã kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch th«ng qua c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi lý - hãa, sinh häc, hÊp phô, l¾ng, läc, t¹o b«ng keo, oxy hãa khö, trao ®æi chÊt… C¬ së ®Ó qu¸ tr×nh nµy ®¹t hiÖu qu¶ cao lµ ph¶i ®ñ oxy hßa tan. Khi lîng chÊt th¶i ®a vµo níc qu¸ nhiÒu, vît qu¸ kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch cña níc th× kÕt qu¶ lµ tÝnh chÊt cña níc bÞ thay ®æi. Sù thay ®æi tÝnh chÊt vµ thµnh phÇn cña níc cã ¶nh hëng. C¸c khuynh híng thay ®æi chÊt lîng níc bao gåm: - Gi¶m ®é PH cña níc ngät do « nhiÔm bëi H2SO4, HNO3 tõ khÝ quyÓn vµ níc th¶i c«ng nghiÖp, lµm t¨ng hµm lîng SO32- vµ NO3- trong níc. - T¨ng hµm lîng c¸c ion Ca , Mg , Si... trong níc ngÇm vµ níc s«ng. - T¨ng hµm lîng c¸c ion kim lo¹i nÆng trong níc tù nhiªn, t¨ng hµm Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
5 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc lîng c¸c muèi, c¸c hîp chÊt h÷u c¬, gi¶m nång ®é oxy hßa tan trong níc tù nhiªn, gi¶m ®é trong cña níc. T×nh tr¹ng « nhiÔm níc ë níc ta hiÖn nay ngµy cµng nghiªm träng vµ cã nguy c¬ gia t¨ng. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i cã biÖn ph¸p qu¶n lý níc bÒ mÆt, níc th¶i do c¸c nhµ m¸y ph¶i ®îc xö lý tríc khi th¶i ra m«i trêng. II. Ph©n lo¹i vµ ®Æc tÝnh cña níc th¶i Níc th¶i lµ chÊt ®îc th¶i ra trong qu¸ tr×nh sö dông cña con ngêi ®· biÕn ®æi tÝnh chÊt ban ®Çu cña chóng. II.1. Ph©n lo¹i níc th¶i Th«ng thêng níc th¶i ®îc ph©n lo¹i theo nguån gèc ph¸t sinh ra chóng. Theo c¸ch ph©n lo¹i nµy ta cã c¸c lo¹i níc th¶i sau ®©y: - Níc th¶i sinh ho¹t. - Níc th¶i c«ng nghiÖp. - Níc th¶i ®« thÞ. - Níc th¶i tù nhiªn. II.1.1. Níc th¶i sinh ho¹t Níc th¶i sinh ho¹t lµ níc th¶i ra tõ c¸c khu d©n c, khu vùc ho¹t ®éng th¬ng m¹i, c«ng së, trêng häc vµ c¸c c¬ së t¬ng tù kh¸c. Do ®ã lîng níc th¶i sinh ho¹t dao ®éng trong kho¶ng rÊt lín. Tïy thuéc vµo møc sèng vµ c¸c thãi quen cña ngêi d©n, cã thÓ íc tÝnh b»ng 80% lîng níc ®îc cÊp. Níc th¶i sinh ho¹t chøa nhiÒu t¹p chÊt kh¸c nhau trong ®ã kho¶ng 52% lµ chÊt h÷u c¬, 48% lµ chÊt v« c¬ vµ c¸c vi sinh vËt[1]. C¸c vi sinh vËt cña níc th¶i thêng ë d¹ng virót vµ vi khuÈn kh«ng cã h¹i cã t¸c dông ph©n hñy c¸c chÊt th¶i. II.1.2. Níc th¶i c«ng nghiÖp Lµ níc th¶i ra tõ c¸c nhµ m¸y ®ang ho¹t ®éng, cã c¶ níc th¶i sinh ho¹t nhng trong ®ã níc th¶i c«ng nghiÖp lµ chñ yÕu. C«ng nghiÖp ngµy cµng ph¸t triÓn m¹nh kÐo theo lîng níc th¶i tõ c¸c nhµ m¸y th¶i trùc tiÕp Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
6 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc vµo c¸c hÖ thèng s«ng ngßi lµ rÊt lín, hÇu hÕt cha qua xö lý hoÆc xö lý s¬ bé tríc khi th¶i ra m«i trêng. ViÖc xö lý níc th¶i c«ng nghiÖp ph¶i dùa vµo ®Æc ®iÓm thµnh phÇn cña níc th¶i s¶n xuÊt tõng nhµ m¸y. Do ®ã c¨n cø vµo thµnh phÇn cña khèi lîng níc th¶i mµ lùa chän c¸c biÖn ph¸p c«ng nghÖ thÝch hîp ®Ó xö lý sao cho hiÖu qu¶ vµ chi phÝ ë møc thÊp nhÊt. II.1.3. Níc th¶i ®« thÞ Níc th¶i ®« thÞ gåm kho¶ng 50 % lµ níc th¶i sinh ho¹t, 14% lµ c¸c lo¹i níc thÊm, vµ 36 % lµ níc th¶i s¶n xuÊt. Lu lîng níc th¶i ®« thÞ phô thuéc rÊt nhiÒu vµo ®iÒu kiÖn khÝ hËu vµ c¸c ®iÒu kiÖn ®Æc trng cña thµnh phè. Kho¶ng 65 % ®Õn 85 % lîng níc cÊp cho mét ngêi trë thµnh níc th¶i. Lu lîng vµ hµm lîng c¸c chÊt th¶i trong níc th¶i ®« thÞ thêng giao ®éng trong mét ph¹m vi rÊt lín. II.2. C¸c ®Æc trng cña níc th¶i Tríc tiªn ®Ó thiÕt kÕ, lùa chän c«ng nghÖ xö lý níc th¶i hîp lý ta cÇn ph¶i hiÓu c¸c tinh chÊt vËt lý, thµnh phÇn hãa häc vµ sinh häc cïng nguån gèc ph¸t sinh cña chóng ®îc liÖt kª trong b¶ng[1]. B¶ng 1.1: C¸c tÝnh chÊt vËt lý, hãa häc vµ sinh häc ®Æc trng cña níc th¶i vµ nguån gèc cña chóng. TÝnh chÊt Nguån gèc ph¸t sinh • C¸c tÝnh chÊt vËt lý: - Mµu - ChÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp, sù ph©n r· tù nhiªn chÊt h÷u c¬. - Mïi - Sù thèi r÷a chÊt th¶i vµ c¸c chÊt th¶i c«ng nghiÖp. - ChÊt r¾n - CÊp níc cho sinh ho¹t, c¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ s¶n xuÊt, sãi mßn ®Êt, dßng thÊm, ch¶y vµo hÖ - NhiÖt ®é thèng cèng. - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ s¶n xuÊt. • Thµnh phÇn hãa häc • Nguån gèc h÷u c¬: - Cacbonhydrat - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t, th¬ng m¹i vµ s¶n xuÊt Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
7 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc - Mì, dÇu, dÇu nhên - C¸c chÊt th¶i c«ng nghiÖp - Thuèc trõ s©u - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ th¬ng m¹i - Phenol - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ s¶n xuÊt - C¸c chÊt ho¹t ®éng - Níc th¶i, cÊp níc th¶i sinh ho¹t, qu¸ tr×nh thÊm bÒ mÆt cña níc ngÇm - C¸c chÊt kh¸c - CÊp níc sinh ho¹t, c¸c chÊt th¶i sinh ho¹t, qu¸ tr×nh thÊm cña níc ngÇm, c¸c chÊt lµm mÒm níc •Nguån gèc v« c¬ - Clorua - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ n«ng nghiÖp - C¸c kim lo¹i nÆng - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp - Nit¬ - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp - pH - Ph©n hñy c¸c chÊt th¶i sinh ho¹t - Lu huúnh - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp - C¸c chÊt khÝ - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp H2S - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp CH4 - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp • Thµnh phÇn sinh häc - C¸c ®éng vËt - C¸c dßng níc th¶i hë vµ nhµ m¸y xö lý - Thùc vËt - C¸c dßng níc th¶i hë vµ nhµ m¸y xö lý - Sinh vËt nguyªn sinh - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ nhµ m¸y xö lý - Virót - C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
8 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc CH¦¥NG II. C¸C CHØ TI£U §¸NH GI¸ CHÊT L¦îNG N¦íC Mçi quèc gia ®Òu ®a ra nh÷ng tiªu chuÈn chÊt lîng m«i trêng th«ng qua giíi h¹n vµ nång ®é cho phÐp cña c¸c chØ tiªu vÒ chÊt lîng níc ®Ó cã thÓ kiÓm so¸t vµ ®¸nh gi¸ chÊt lîng nguån níc vµ níc th¶i. Tiªu chuÈn chÊt lîng níc mÆt ®îc x©y dùng ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é « nhiÔm cña nguån níc mÆt (ao, hå, s«ng, biÓn). §èi víi tiªu chuÈn nµy, mét sè c¸c chØ tiªu ®îc quan t©m nh : • C¸c chØ tiªu vËt lý: NhiÖt ®é, ®é ®ôc, ®é mµu, ®é phãng x¹, hµm lîng chÊt r¾n, ®é dÉn ®iÖn, mïi vÞ. • C¸c chØ tiªu hãa häc: DO, BOD, COD, ®é cøng cña níc, ®é pH, c¸c kim lo¹i nÆng trong níc. • C¸c chØ tiªu vi sinh. I. C¸c chØ tiªu vËt lý I.1. NhiÖt ®é NhiÖt ®é lµ ®¹i lîng phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn m«i trêng vµ khÝ hËu. NhiÖt ®é cã ¶nh hëng kh«ng nhá ®Õn qu¸ tr×nh xö lý vµ nhu cÇu tiªu thô níc[1]. Níc mÆt thêng cã nhiÖt ®é thay ®æi theo m«i trêng vµ dao ®éng rÊt lín tõ 40C - 400C, níc ngÇm cã nhiÖt ®é t¬ng ®èi æn ®Þnh tõ 170C - 270C, cßn níc th¶i chØ phô thuéc vµo nguån ph¸t sinh ra nã. I.2. §é ®ôc §é ®ôc cña níc g©y ra bëi sù cã mÆt cña c¸c chÊt kh«ng tan. C¸c chÊt kh«ng tan cã nguån gèc h÷u c¬, v« c¬ vµ thùc vËt, vi sinh, cã kÝch thíc th«ng thêng tõ 0.1 - 10μm. Cã thÓ ®o ®é ®ôc b»ng nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau. Ph¬ng ph¸p quan s¸t lµ b»ng dông cô thÝch hîp x¸c ®Þnh ®é s©u cña líp níc, t¹i ®ã cã thÓ quan s¸t ®îc. §é ®ôc cµng thÊp chiÒu s©u cña líp níc cßn nh×n thÊy ®îc cµng lín. Nã chØ cã tÝnh chÊt ®Þnh tÝnh. Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
9 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc Ph¬ng ph¸p ®o quang dùa trªn hiÖn tîng ¸nh s¸ng t¸n x¹ khi gÆp c¸c h¹t huyÒn phï trªn ®êng ®i, ®é ®ôc cµng lín th× cêng ®é ¸nh s¸ng t¸n x¹ cµng cao. Trªn c¬ së so s¸nh víi nång ®é chÊt chuÈn lµ polyme fomazin cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc ®é ®ôc, ®¬n vÞ ®o lµ NTU hay FTU. Níc ®îc gäi lµ trong khi møc ®é nh×n s©u tíi líp níc lín h¬n 1m, hay ®é ®ôc nhá h¬n 10NTU, níc ®ôc kh«ng nh×n s©u h¬n ®îc 10cm, hay ®é ®ôc lín h¬n 20NTU. §¬n vÞ ®o ®é ®ôc biÓu thÞ qua thang Silic: mét ®¬n vÞ ®é ®ôc b»ng 1mg SiO2 /1lit níc [2]. ( §¬n vÞ ®o ®ôc thêng lµ mg SiO2 /1lit, NTU (nephelometric turbidity units)) B¶ng 1.2. §é ®ôc theo thang Silic vµ theo chiÒu cao líp níc nh×n thÊy ®îc[2] ChiÒu s©u líp §é ®ôc theo thang Ghi chó níc (cm) Silic(mg/l) 2 1000 Nhanh t¾c bÓ läc 4 360 Nhanh t¾c bÓ läc 6 190 Nhanh t¾c bÓ läc 8 130 Nhanh t¾c bÓ läc 10 100 Nhanh t¾c bÓ läc 15 65 VËn hµnh bÓ läc khã kh¨n 30 30 VËn hµnh bÓ läc cã ®iÒu kiÖn 45 18 VËn hµnh riªng 80 10 Giíi h¹n trªn cña níc ®a vµo I.3. §é mµu cña níc Níc nguyªn chÊt kh«ng mµu. Mµu s¾c cña níc lµ do chÊt bÈn trong níc g©y nªn. Mµu s¾c cña níc cã ¶nh hëng nhiÒu tíi thÈm mü khi sö dông, Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
10 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc lµm ¶nh hëng tíi chÊt lîng s¶n phÈm khi sö dông níc cã mµu trong s¶n xuÊt. VÝ dô: c¸c hîp chÊt s¾t kh«ng hßa tan lµm cho níc cã mµu n©u ®á; c¸c chÊt humic lµm cho níc cã mµu vµng; c¸c lo¹i thñy sinh t¹o cho níc cã mµu xanh l¸ c©y; níc th¶i c«ng nghiÖp vµ níc th¶i sinh ho¹t l¹i cã mµu ®en hoÆc x¸m do c¸c chÊt h÷u c¬ bÞ ph©n hñy, thèi r÷a… Dùa vµo tÝnh chÊt mµu nµy ngêi ta ®a ra thang mµu chuÈn Co vµ níc ®¹t chØ tiªu lµ níc s¹ch khi cã ®é mµu < 5 ®é Co. §¬n vÞ ®o ®é mµu thêng dïng lµ ®é theo thang mµu Platin – Coban. Níc tù nhiªn thêng cã ®é mµu thÊp h¬n 200 ®é (Pt-Co). I.4. §é phãng x¹ cña níc Níc nhiÔm phãng x¹ lµ do sù ph©n hñy phãng x¹ trong níc, thêng cã nguån gèc tõ c¸c nguån níc th¶i phãng x¹ g©y ra. ChÊt phãng x¹ hñy ho¹i c¬ thÓ sèng bëi nã kh¬i mµo c¸c ph¶n øng hãa häc ®éc h¹i víi c¸c m« tÕ bµo. VÝ dô: c¸c liªn kÕt trong c¸c cÊu tróc cao ph©n tö sÏ bÞ bÎ gÉy; trong c¸c trêng hîp ngé ®éc phãng x¹ cÊp tÝnh th× tñy sèng, n¬i t¹o ra c¸c hång cÇu m¸u bÞ hñy ho¹i vµ dÉn ®Õn sè lîng hång cÇu trong m¸u sÏ bÞ gi¶m sót… Nh vËy chÊt phãng x¹ cã nhiÒu ¶nh hëng nguy h¹i cho sù sèng nªn ®é phãng x¹ trong níc thêng ®îc xem nh lµ mét trong nh÷ng chØ tiªu quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt lîng níc. I.5. Hµm lîng chÊt r¾n trong níc Hµm lîng chÊt r¾n trong níc gåm cã chÊt r¾n v« c¬ (c¸c muèi hßa tan, chÊt r¾n kh«ng tan nh huyÒn phï, ®Êt c¸t…), c¸c chÊt r¾n h÷u c¬ (gåm c¸c vi sinh vËt, vi khuÈn, ®éng vËt nguyªn sinh, c¸c chÊt h÷u c¬ v« sinh nh ph©n r¸c, chÊt th¶i c«ng nghiÖp…). Trong xö lý níc, khi nãi ®Õn hµm lîng chÊt r¾n ngêi ta thêng ®a ra c¸c kh¸i niÖm sau: Tæng hµm lîng chÊt r¾n l¬ löng TSS (Total Suspended Solid): lµ träng lîng kh« tÝnh b»ng mg cña phÇn cßn l¹i khi lµm bay h¬i 1 lit mÉu níc trªn Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
11 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc nåi c¸ch thñy råi sÊy kh« ë 103oC cho tíi khi träng lîng kh«ng ®æi (mg/l). Hµm lîng c¸c chÊt r¾n l¾ng ®îc lµ nh÷ng h¹t r¾n sÏ l¾ng xuèng ®¸y b×nh h×nh c«n (gäi lµ phÔu Imhop) trong 60 phót(ml/g). • Lîng chÊt r¾n l¬ löng SS (Suspended Solid): lµ träng lîng kh« cña phÇn chÊt r¾n cßn l¹i trªn giÊy läc sîi thñy tinh khi läc 1 lit mÉu níc qua phÔu läc råi sÊy kh« ë 103-105oC cho tíi khi träng lîng kh«ng ®æi (mg/l).§Ó x¸c ®Þnh hµm lîng chÊt r¾n l¬ löng thêng dïng giÊy läc Whatman GF/C,cã kÝch thíc lç kho¶ng 1,2μm. • Lîng chÊt r¾n hßa tan DS (Dissolved Solid): lµ hiÖu gi÷a tæng hµm lîng chÊt r¾n vµ hµm lîng chÊt r¾n l¬ löng DS = TSS - SS • Lîng chÊt r¾n bay h¬i VS (Volatile Solid): lµ träng lîng mÊt ®i khi nung lîng chÊt r¾n l¬ löng ë 550oC ®Õn träng lîng kh«ng ®æi (mg/l). I.6. §é dÉn ®iÖn Níc cã tÝnh dÉn ®iÖn kÐm. Níc tinh khiÕt ë 200C cã ®é dÉn ®iÖn lµ 4.2μS/cm (t¬ng øng víi ®iÖn trë 23,8μΩ/cm). §é dÉn ®iÖn cña níc t¨ng theo hµm lîng c¸c chÊt kho¸ng, c¸c chÊt ®iÖn li hßa tan trong níc, thêng dïng ®¸nh gi¸ tæng hµm lîng c¸c chÊt kho¸ng hßa tan trong níc. I.7. Mïi vÞ cña níc C¸c chÊt khÝ vµ c¸c chÊt hßa tan trong níc lµm cho níc cã mïi vµ vÞ. Níc thiªn nhiªn cã thÓ cã mïi ®Êt, mïi tanh, mïi thèi hoÆc mïi ®Æc trng cña c¸c hãa chÊt hßa tan trong nã nh mïi Clo, mïi Amoniac, H2S… níc cã thÓ cã vÞ mÆn, ch¸t, ngät… tïy theo thµnh phÇn vµ hµm lîng muèi hßa tan trong níc. C¸c chÊt g©y mïi, vÞ trong níc cã thÓ chia lµm ba nhãm: • C¸c chÊt g©y mïi vÞ cã nguån gèc v« c¬ nh NaCl, MgSO4 g©y vÞ mÆn; muèi ®ång g©y vÞ tanh; mïi clo do Cl2, ClO2; mïi trøng thèi cña H2S… • C¸c chÊt g©y mïi vÞ cã nguån gèc h÷u c¬ trong chÊt th¶i c«ng nghiÖp, Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
12 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc chÊt th¶i dÇu m¹, phenol, dÇu mì… • C¸c chÊt g©y mïi tõ qu¸ tr×nh sinh hãa, c¸c ho¹t ®éng cña vi khuÈn, rong t¶o….[3] II. C¸c chØ tiªu hãa häc II.1. §é pH §é pH dïng ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh kiÒm hay axit cña mét mÉu níc. §¹i lîng pH cã gi¸ trÞ ®Þnh nghÜa nh sau: pH = -lg[H+] TÝnh chÊt cña níc ®îc x¸c ®Þnh theo c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña pH. Khi pH = 7 ta cã níc trung tÝnh, khi pH >7 níc cã tÝnh kiÒm cßn pH < 7 níc cã tÝnh axit. §é pH cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh b»ng giÊy chØ thÞ mµu hoÆc b»ng dông cô ®o pH ®iÖn cùc Hydro hoÆc ®iÖn cùc thñy tinh (dïng khi kh«ng cÇn x¸c ®Þnh chÝnh x¸c ®é pH). ViÖc x¸c ®Þnh c¸c mÉu níc ®îc tiÕn hµnh thuËn tiÖn víi dông cô ®o ®é pH ®iÖn tö hiÖn sè: pH-metre HANNA vµ pH-metre Mettler Delta-320. II.2. Hµm lîng oxy hßa tan DO (Dissolve Oxygen) DO lµ lîng oxy (mg) cã trong 1ml níc t¹i mét ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh vÒ nhiÖt ®é, ¸p suÊt… §©y lµ mét trong c¸c chØ tiªu quan träng nhÊt cña níc v× oxy kh«ng thÓ thiÕu ®îc ®èi víi tÊt c¶ c¸c sinh vËt sèng díi níc. §Ó x¸c ®Þnh nång ®é oxy hßa tan trong níc, ngêi ta thêng dïng ph¬ng ph¸p Ièt (hay cßn gäi lµ ph¬ng ph¸p Winkler). Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch nµy dùa vµo qu¸ tr×nh oxy hãa Mn2+ thµnh Mn4+ trong m«i trêng kiÒm vµ Mn4+ l¹i cã kh¶ n¨ng oxy hãa I- thµnh I2 tù do trong m«i trêng axit, vËy lîng I2 ®îc gi¶i phãng t¬ng ®¬ng víi lîng oxy hßa tan cã trong níc. Lîng Ièt nµy ®îc x¸c ®Þnh b»ng ph¬ng ph¸p chuÈn ®é víi dung dÞch Natri thiosunfat Na2S2O3. II.3. Nhu cÇu oxy hãa sinh häc BOD (Biochemical Oxygen Demand). Nhu cÇu oxy sinh hãa lµ chØ tiªu th«ng dông nhÊt ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é « Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
13 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc nhiÔm cña níc th¶i ®« thÞ vµ chÊt th¶i trong níc th¶i c«ng nghiÖp. BOD lµ lîng oxy cÇn thiÕt ®Ó vi khuÈn ph©n hñy c¸c hîp chÊt h÷u c¬ ë ®iÒu kiÖn hiÕu khÝ. §iÒu kiÖn hiÕu khÝ lµ qu¸ tr×nh cung cÊp ®Çy ®ñ c¸c khÝ cÇn thiÕt cho vi khuÈn. Vi khuÈn Hîp chÊt h÷u c¬ + O2 CO2 + H2O + tÕ bµo míi + s¶n phÈm cè ®Þnh BOD biÓu thÞ lîng c¸c chÊt h÷u c¬ trong níc cã thÓ bÞ ph©n hñy b»ng c¸c vi sinh vËt. Trong kü thuËt m«i trêng, chØ tiªu BOD ®îc sö dông réng r·i. II.4. Nhu cÇu oxy hãa hãa häc COD (Chemical Oxygen Demand) COD lµ lîng oxy cÇn thiÕt ®Ó oxy hãa hãa häc tÊt c¶ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong níc t¹o thµnh CO2 vµ H2O. Lîng oxy nµy t¬ng ®¬ng víi hµm lîng chÊt h÷u c¬ cã thÓ bÞ oxy hãa ®îc x¸c ®Þnh khi sö dông mét t¸c nh©n oxy hãa hãa häc m¹nh trong m«i trêng axit. ChØ sè COD biÓu thÞ c¶ lîng c¸c chÊt h÷u c¬ kh«ng thÓ bÞ oxy ho¸ b»ng vi sinh vËt, do ®ã nã cã gi¸ trÞ cao h¬n BOD. PhÐp ph©n tÝch COD cã u ®iÓm lµ cho kÕt qu¶ nhanh (hÕt kho¶ng 3 giê) nªn ®· kh¾c phôc ®îc nhîc ®iÓm cña phÐp ®o BOD. §èi víi nhiÒu lo¹i chÊt th¶i, gi÷a chØ sè COD vµ BOD cã mèi t¬ng quan nhÊt ®Þnh víi nhau. COD vËn hµnh kiÓm so¸t ho¹t ®éng cña c¸c nhµ m¸y xö lý níc th¶i. II.5. §é cøng cña níc Níc cøng lµ do trong níc cã chøa c¸c cation Mg2+ hoÆc Ca2+. Khi ph©n lo¹i níc cøng theo c¸c anion kÕt hîp ta cã: • §é cøng cacbonat: lµ ®é cøng cña níc do c¸c muèi cacbonat (CO32-) hoÆc bicacbonat (HCO3-) cña canxi vµ magie g©y nªn. §é cøng nµy cã thÓ xö lý dÔ dµng khi ®un s«i, nªn cã tªn gäi lµ ®é cøng t¹m thêi. • §é cøng phi cacbonat: lµ ®é cøng cña níc do c¸c muèi sunfat (SO42-) hoÆc clorua (Cl-) cña Canxi vµ Magiª g©y nªn. §é cøng nµy cßn l¹i sau khi ®un s«i níc, nªn cã tªn gäi lµ ®é cøng vÜnh cöu. Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
14 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc Níc cøng kh«ng cã lîi trong s¶n xuÊt vµ sinh ho¹t. Níc cã ®é cøng cao dïng trong s¶n xuÊt dÔ g©y ra viÖc ®ãng cÆn dÉn ®Õn ph¸ thñng c¸c nåi h¬i, c¸c ®êng èng dÉn… Cßn trong sinh ho¹t nã dÔ dµng ph¶n øng víi axit bÐo t¹o ra c¸c hîp chÊt khã hßa tan. Vµ dùa trªn hµm lîng CaCO3 trong níc, ngêi ta chia lµm ba lo¹i níc cøng nh sau: - Níc mÒm cã chøa Ýt h¬n 50mg CaCO3/l. - Níc thêng cã chøa ®Õn 150mg CaCO3/l. - Níc cøng cã chøa trªn 300mg CaCO3/l. II.6. Hµm lîng kim läai nÆng trong níc[20] Nh÷ng ¶nh hëng cña kim lo¹i cã trong níc vµ níc th¶i n»m trong d¶i réng tõ cã Ých ®Õn g©y khã chÞu cho tíi ®éc h¹i nguy hiÓm. Mét vµi kim lo¹i lµ cÇn thiÕt, nh÷ng kim lo¹i kh¸c cã thÓ ¶nh hëng kh¸c nhau ®Õn ngêi dïng níc, hÖ thèng xö lý níc th¶i vµ chøa níc. Mét vµi kim lo¹i cã thÓ cã Ých hoÆc ®éc h¹i tïy theo nång ®é cña nã. III. C¸c chØ tiªu vi sinh C¸c vi sinh vËt hiÖn diÖn trong níc th¶i bao gåm c¸c vi khuÈn, vi rót, nÊm, t¶o, nguyªn sinh ®éng vËt, c¸c loµi ®éng vµ thùc vËt bËc cao. 1. C¸c vi khuÈn Cã hai lo¹i vi khuÈn chÝnh thêng ®îc dïng ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt lîng níc lµ E.coli vµ Coliform. Vi khuÈn coliform – c¸c vi sinh vËt (vi khuÈn) cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh c¸c khuÈn l¹c ë 350C ± 0,50C hoÆc 370C ± 0,50C trong ®iÒu kiÖn hiÕu khÝ trong mét m«i trêng lactoza nu«i cÊy chän läc kÌm theo viÖc t¹o thµnh axit (vµ andehyt) trong vßng 24 giê. C¸c vi khuÈn coliform chÞu nhiÖt: c¸c vi khuÈn coliform nh ®· nªu trªn cã cïng ®Æc tÝnh lªn men trong vßng 24 giê, hoÆc ë 440C ± 0,250C, hoÆc ë 44,50C ± 0,250C Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
15 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc Escherichia coli (E.coli gi¶ ®Þnh): c¸c vi khuÈn coliform chÞu nhiÖt nh m« t¶ trªn chóng còng sinh khÝ tõ lactoza (vµ manitol) còng nh sinh indol tõ tryptophan trong vßng 24 giê hoÆc ë 440C ± 0,250C, hoÆc ë 44,50C ± 0,250C. C¸c vi khuÈn cã kh¶ n¨ng ph©n hñy c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong tù nhiªn còng nh trong c¸c bÓ xö lý. Do ®ã ®Æc ®iÓm, chøc n¨ng cña nã ph¶i ®îc t×m hiÓu kü. Ngoµi ra c¸c vi khuÈn cßn cã kh¶ n¨ng g©y bÖnh vµ ®îc sö dông lµm th«ng sè chØ thÞ cho viÖc « nhiÔm nguån níc bëi ph©n. 2. NÊm NÊm cã cÊu t¹o c¬ thÓ ®a bµo, sèng hiÕu khÝ, kh«ng quang hîp vµ lµ loµi hãa dÞ dìng. Chóng lÊy dìng chÊt tõ c¸c chÊt h÷u c¬ trong níc th¶i. Cïng víi vi khuÈn, nÊm chÞu tr¸ch nhiÖm ph©n hñy c¸c chÊt h÷u c¬ cã trong níc th¶i. VÒ mÆt sinh th¸i häc nÊm cã hai u ®iÓm so víi vi khuÈn: nÊm cã thÓ ph¸t triÓn trong ®iÒu kiÖn Èm ®é thÊp vµ pH. Kh«ng cã sù hiÖn diÖn cña nÊm, chu tr×nh carbon sÏ chËm l¹i vµ c¸c chÊt th¶i h÷u c¬ sÏ tÝch tô trong m«i trêng. 3. T¶o T¶o g©y ¶nh hëng bÊt lîi cho c¸c nguån níc mÆt v× ë ®iÒu kiÖn thÝch hîp nã sÏ ph¸t triÓn nhanh bao phñ bÒ mÆt ao hå vµ c¸c dßng níc g©y nªn hiÖn tîng "t¶o në hoa". Sù hiÖn diÖn cña t¶o lµm gi¶m gi¸ trÞ cña nguån níc sö dông cho môc ®Ých cÊp níc bëi v× chóng t¹o nªn mïi vµ vÞ. 4. Nguyªn sinh ®éng vËt Nguyªn sinh ®éng vËt cã cÊu t¹o c¬ thÓ ®¬n bµo, hÇu hÕt sèng hiÕu khÝ hoÆc yÕm khÝ kh«ng b¾t buéc chØ cã mét sè loµi sèng yÕm khÝ. C¸c nguyªn sinh ®éng vËt quan träng trong qu¸ tr×nh xö lý níc th¶i bao gåm c¸c loµi Amoeba, Flagellate vµ Ciliate. C¸c nguyªn sinh ®éng vËt nµy ¨n c¸c vi khuÈn vµ c¸c vi sinh vËt kh¸c do ®ã, nã ®ãng vai trß quan träng trong viÖc c©n b»ng hÖ vi sinh vËt trong c¸c hÖ thèng xö lý sinh häc. Mét sè nguyªn sinh ®éng vËt g©y bÖnh cho ngêi nh Giardalamblia vµ Cryptosporium. 5. §éng vËt vµ thùc vËt Bao gåm c¸c loµi cã kÝch thíc nhá nh rotifer ®Õn c¸c loµi gi¸p x¸c cã kÝch thíc lín. C¸c kiÕn thøc vÒ c¸c loµi nµy rÊt h÷u Ých trong viÖc ®¸nh gi¸ møc ®é « Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
16 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc nhiÔm cña c¸c nguån níc còng nh ®éc tÝnh cña c¸c lo¹i níc th¶i. Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
17 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc CH¦¥NG III. C¸C PH¦¥NG PH¸P Xö Lý N¦íC TH¶I Níc th¶i thêng chøa rÊt nhiÒu t¹p chÊt cã b¶n chÊt kh¸c nhau. V× vËy, môc ®Ých cña xö lý níc th¶i lµ khö c¸c t¹p chÊt ®ã sao cho níc sau khi xö lý ®¹t chÊt lîng ë møc chÊp nhËn ®îc, theo c¸c chØ tiªu ®· ®Æt ra. C¸c tiªu chuÈn chÊt lîng ®ã thêng phô thuéc vµo môc ®Ých vµ c¸ch thøc sö dông: níc sÏ ®îc t¸i sö dông hay th¶i th¼ng vµo c¸c nguån tiÕp nhËn níc. §Ó ®¹t ®îc môc ®Ých trªn, trong c«ng nghÖ xö lý níc th¶i ®· sö dông nhiÒu qu¸ tr×nh kh¸c nhau[1]. ViÖc ph©n lo¹i c¸c ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i cã thÓ dùa vµo ®Æc tÝnh cña qu¸ tr×nh. Theo b¶n chÊt cña ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i, ngêi ta cã thÓ chia chóng thµnh ph¬ng ph¸p c¬ häc, ph¬ng ph¸p hãa häc, ph¬ng ph¸p sinh häc, ph¬ng ph¸p hãa lý. Mét hÖ thèng xö lý hoµn chØnh thêng kÕt hîp ®ñ c¸c thµnh phÇn kÓ trªn. Tuy nhiªn tïy theo tÝnh chÊt cña níc th¶i, møc ®é tµi chÝnh vµ yªu cÇu xö lý mµ ngêi ta cã thÓ c¾t bít mét sè c¸c c«ng ®o¹n. • Xö lý níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc nh l¾ng cÆn, läc qua líi läc, läc qua líp vËt liÖu läc, läc qua mµng, khuÊy trén vµ pha lo·ng… • Xö lý níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p hãa häc nh trung hßa, oxy hãa khö, kÕt tña… • Xö lý níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p sinh häc yÕm khÝ hay hiÕu khÝ. • Xö lý níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p hãa lý nh tuyÓn næi, ®«ng tô vµ keo tô, hÊp phô, trao ®æi ion… Sau ®©y lµ c¸c ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i phæ biÕn: I. Xö lý níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc Xö lý níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc lµ qu¸ tr×nh kh«ng lµm biÕn tÝnh níc th¶i vÒ ph¬ng diÖn hãa häc vµ sinh häc. Xö lý c¬ häc cã môc ®Ých n©ng cao chÊt lîng vµ hiÖu qu¶ cho c¸c bíc xö lý tiÕp theo. Nh ®· tr×nh bµy ë trªn th× trong níc th¶i nãi chung thêng chøa c¸c t¹p chÊt r¾n, láng… ë d¹ng l¬ löng, t¹o víi níc thµnh hÖ huyÒn phï. §Ó t¸ch c¸c h¹t l¬ löng nµy Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
18 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc ra khái níc th¶i, ngêi ta sö dông c¸c qu¸ tr×nh thñy c¬ (gi¸n ®o¹n hoÆc liªn tôc). Tïy vµo yªu cÇu mµ ngêi ta sö dông c¸c ph¬ng ph¸p c¬ häc ®Ó xö lý níc th¶i mét c¸ch thÝch hîp, sau ®©y lµ mét sè ph¬ng ph¸p tiªu biÓu: • Song ch¾n: cã t¸c dông gi÷ l¹i c¸c t¹p chÊt nh giÎ, r¸c, vá ®å hép, c¸c mÈu ®¸ gç vµ c¸c vËt th¶i kh¸c. • Líi ch¾n: dïng ®Ó lo¹i bá c¸c vËt cøng, vËt næi cã kÝch thíc lín tríc khi ®Õn m¸y b¬m. • Líi läc: lµ c¸c líi cã kÝch thíc lç tõ 0.5 ®Õn 1mm dïng ®Ó lo¹i c¸c chÊt l¬ löng cã kÝch thíc nhá hoÆc gi÷ l¹i c¸c s¶n phÈm cã gi¸ trÞ. • BÓ l¾ng c¸t, bÓ l¾ng cÆn gióp lo¹i bá cÆn nÆng g©y c¶n trë cho qu¸ tr×nh xö lý sinh häc trong bÓ aerotank hay bÓ läc sinh häc. • BÓ tuyÓn næi, vít bät gióp lo¹i bá dÇu mì hoÆc c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt g©y c¶n trë cho qu¸ tr×nh oxy hãa vµ khö mµu. II. Xö lý níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p hãa häc Ph¬ng ph¸p hãa häc lµ ph¬ng ph¸p dïng c¸c t¸c nh©n hãa häc vµ bÓ ph¶n øng ®Ó xö lý níc th¶i, ta cã c¸c ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i c¬ b¶n lµ ph¬ng ph¸p trung hßa, oxy hãa khö vµ kÕt tña hãa häc. • Ph¬ng ph¸p trung hßa: môc ®Ých cña ph¬ng ph¸p nµy lµ ®a ®é pH cña níc th¶i vÒ gi¸ trÞ 6.5 ÷ 8 tríc khi th¶i vµo tù nhiªn hoÆc tríc khi chuyÓn sang ph¬ng ph¸p xö lý tiÕp theo. Cã thÓ cã c¸c c¸ch: - Trén lÉn níc th¶i axit víi níc th¶i kiÒm. - Bæ xung t¸c nh©n hãa häc. - Läc níc th¶i axit qua vËt liÖu trung hßa. - HÊp phô khÝ axit b»ng níc th¶i kiÒm hoÆc hÊp phô amoniac b»ng níc th¶i axit. Ph¬ng ph¸p trung hßa ®îc ¸p dông víi c¸c dßng níc th¶i cã mang tÝnh axit hoÆc kiÒm nh níc th¶i cña ngµnh c«ng nghiÖp c¸n thÐp, thuèc Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n
19 Trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi Khoa C«ng nghÖ Hãa Häc nhuém… ViÖc lùa chän ph¬ng ph¸p trung hßa tïy thuéc vµo thÓ tÝch vµ nång ®é cña níc th¶i, chÕ ®é th¶i níc th¶i, kh¶ n¨ng s½n cã vµ gi¸ thµnh cña t¸c nh©n hãa häc. Trong qu¸ tr×nh trung hßa, mét lîng bïn cÆn ®îc t¹o thµnh. Lîng bïn nµy phô thuéc vµo nång ®é vµ thµnh phÇn cña níc th¶i còng nh lo¹i vµ lîng t¸c nh©n sö dông cho qu¸ tr×nh[1]. • Ph¬ng ph¸p oxy hãa khö: trong qu¸ tr×nh oxy hãa c¸c t¹p chÊt ®éc h¹i trong níc th¶i cã thÓ ®îc chuyÓn thµnh c¸c chÊt Ýt ®éc h¬n, dÔ lo¹i bá ra khái níc th¶i; song qu¸ tr×nh nµy tiªu tèn mét lîng lín c¸c chÊt hãa häc. Do ®ã ngêi ta rÊt h¹n chÕ sö dông ph¬ng ph¸p nµy, trõ khi trong níc cã c¸c t¹p chÊt kh«ng thÓ bÞ lo¹i bá b»ng c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c. VÝ dô khö Xyanua hay hîp chÊt hßa tan Asen. C¸c lo¹i hãa chÊt thêng ®îc sö dông trong ph¬ng ph¸p nµy lµ Cl2 (láng hoÆc khÝ), níc Javen, Kali penmanganat... Ho¹t ®é cña c¸c chÊt oxy hãa ®îc x¸c ®Þnh bëi ®¹i lîng thÕ oxy hãa. Trong c¸c chÊt ®îc biÕt trong tù nhiªn, Flo lµ chÊt oxy hãa m¹nh nhÊt, nhng còng chÝnh v× vËy mµ nã còng kh«ng ®îc øng dông trong thùc tÕ. ThÕ oxy hãa cña mét sè chÊt hãa häc nh sau: [1] ChÊt oxy hãa O3 Cl2 H2O2 KMnO4 ThÕ oxy hãa 2.07 0.94 0.68 0.59 • Ph¬ng ph¸p kÕt tña hãa häc: ph¬ng ph¸p nµy dùa trªn ph¶n øng hãa häc gi÷a chÊt ®a vµo níc th¶i víi kim lo¹i cÇn t¸ch, ë pH thÝch hîp sÏ t¹o thµnh hîp chÊt kÕt tña; hoÆc dùa trªn dùa trªn ®é hßa tan cña kim lo¹i trong dung dÞch phô thuéc vµo pH, ë mét gi¸ trÞ pH nhÊt ®Þnh cña dung dÞch nång ®é kim lo¹i vît qu¸ nång ®é b·o hßa th× sÏ cã kÕt tña, nhÊt lµ m«i trêng kiÒm hoÆc kiÒm yÕu. Bïi ThÞ Thanh V©n Cao häc hãa c¬ b¶n