intTypePromotion=1

Tiểu Luận: Xử lý kim loại nặng trong nước ngầm

Chia sẻ: Chip Bia Chip | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:23

1
372
lượt xem
137
download

Tiểu Luận: Xử lý kim loại nặng trong nước ngầm

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt nước mưa…nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét. Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn nước được ưa thích. Bởi vì, các nguồn nước...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tiểu Luận: Xử lý kim loại nặng trong nước ngầm

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2