d) Làm sạch bằng khử [1], [7]

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



Để lắng Cr3+ người ta dùng tác nhân kiềm Ca(OH)2, NaOH …, và điều chỉnh

pH tối ưu cho quá trình là pH = 8 ÷ 9,5.

Phản ứng diễn ra theo phương trình:

Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3↓

Tùy vào từng điều kiện, hoàn cảnh của từng nhà máy, cơ sở sản xuất khác

nhau mà ta có thể lựa chọn phương pháp xử lý cho thích hợp.

Phương pháp làm sạch sinh học [1], [2], [3], [7]



1.4.10.



Phương pháp sinh học là một trong những phương pháp có nhiều hứa hẹn

mang lại những hiệu quả tích cực cho việc xử lý nước thải, đặc biệt tại Việt Nam

ngày càng có nhiều hơn các công trình nghiên cứu về ứng dụng của phương pháp

sinh học trong xử lý nước thải có chứa kim loại nặng.

Đây là phương pháp được sử dụng để làm sạch nước thải khỏi các chất hữu

cơ hòa tan và một số chất vô cơ như H 2S, các sunfit, amoniac, nitơ, và các kim loại

nặng như Hg, Cu, Fe, …

Thực chất phương pháp sinh hóa để xử lý nước thải là sử dụng khả năng

sống – hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bẩn hữu cơ trong nước thải.

Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số muối khoáng để làm nguồn dinh

dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất để

làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản làm cho sinh khối của chúng

tăng lên. Phương pháp sinh học có thể dùng để làm sạch hoàn toàn các loại nước

thải sản xuất chứa các chất hữu cơ hòa tan, hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp

này dùng sau khi loại bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải. Đối với nước

thải chứa các chất vô cơ thì phương pháp này dùng để khử các chất sunfit, muối

amon, nitrat – tức là các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng của

quá trình phân hủy sinh học các chất bẩn sẽ là: khí cacbonic, nước, nitơ, ion sunfat,

… [3]

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa

sinh hóa.



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



50



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



Bảng 1.7. Hệ thống các phương pháp và công trình xử lý sinh học theo nguyên lý

oxy hóa [3]

Phương pháp oxy hóa



Phương pháp hiếu khí

(môi trường có đủ oxy tự

do)



Nguyên tắc xử lý nước

thải

Hấp thụ và oxy hóa chất

hữu cơ trong các bông

bùn hoạt tính (vi sinh vật

sinh trưởng lơ lửng)



Các loại công trình xử lý

nước thải

Các aroten truyền thống

Aroten thổi khí theo bậc

Aroten trộn.

Kênh oxy hóa tuần hoàn

Aroten kết hợp nitrat hóa

và khử nitrat.

Bể lọc sinh học.

Địa lọc sinh học.

Công trình thổi khí tiếp

xúc.

Hồ VSV hiếu khí.

Hồ sinh vật tùy tiện.

Hồ sinh vật kị khí.

Bãi lọc ngầm

Cánh đồng lọc

Bể metan

Bể lọc kị khí



Hấp thụ và oxy hóa chất

chữu cơ trên màng sinh

vật (VSV sinh trưởng bám

dính)

Quá trình chuyển hóa chất

Phương pháp hiếu khí kết hữu cơ nhờ hệ vi khuẩn và

hợp kị khí (môi trường có tảo

hoặc không có oxy tự do) Quá trình chuyển hóa chất

bẩn trong đất ướt

Quá trình hô hấp và lên

Hô hấp khị khí và lên

men kị khí

men(môi trường không có

Quá trình lọc ngược qua

oxy tự do)

Bể UASB

tầng bùn kị khí

Nước thải được xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bởi chỉ

tiêu BOD hoặc COD. Để có thể xử lý bằng phương pháp này nước thải cần không

chứa các chất độc với vi sinh vật, nồng độ các tạp chất và muối kim loại nặng



không vượt quá nồng độ cực đại cho phép và có tỉ số BOD/COD ≥ 0,5. Do đó,

trước khi đưa vào xử lý sinh học nước thải cần được khử các chất độc và giảm tỷ lệ

các chất khó phân hủy và nồng độ các muối kim loại nặng bằng các phương pháp

thích hợp như: Xử lý bằng phương pháp đông keo tụ hoặc oxy hóa, …

Phương pháp sinh học có thể được phân loại dựa trên các cơ sở lý thuyết

khác nhau, song nhìn chung có thể phân chia chúng thành hai loại chính sau:

•



Phương pháp hiếu khí là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí.

Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần phải cung cấp lượng oxy liên tục và duy

trì nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 40 oC.



•



Phương pháp yếm khí (kị khí) là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí.



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



51



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



Trong xử lý nước thải công nghiệp, thông thường người ta sử dụng rộng rãi

các phương pháp hiếu khí như: Bùn hoạt tính, lọc sinh học, hồ sinh học hoặc kết

hợp xử lý sinh học nhiều bậc.

Phương pháp yếm khí được dùng để lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình

xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như nước thải công nghiệp chứa hàm lượng

các chất hữu cơ cao (BOD = 4 ÷ 5). Đây là phương pháp cổ điển, chủ yếu để ổn

định lượng bùn cặn, trong đó các vi khuẩn yếm khí phân hủy các chất hữu cơ. Sản

phẩm cuối của quá trình là khí metane (CH4), cacbonic (CO2).

Ưu – nhược điểm của phương pháp:

Ưu điểm: Phương pháp sinh học có những ưu điểm nổi bật của nó so với các

phương pháp xử lý khác.

-



Vì tảo, lau sậy, vi khuẩn, enzyme rất đa dạng do đó đây là phương pháp rất

hứa hẹn sẽ phát triển;



-



Có tính gần gũi với thiên nhiên;



-



Ít tạo ra các nguồn ô nhiễm thứ cấp;



-



Tương đối đơn giản;



-



Chi phí đầu tư rẻ, vật liệu dễ kiếm;



-



Có tính chọn lọc cao, xử lý các kim loại nặng với hiệu quả cao;



-



Giảm độ phì dưỡng của nước thải, sử dụng CO 2 trong quá trình sinh hóa do

đó làm giảm hiệu ứng nhà kính;



-



Có thể tạo cảnh quan môi trường xung quanh với các loài thực vật như bể

hoa loa kèn, hoa huệ, …



Nhược điểm: Tuy nhiên, phương pháp này còn tồn tại những nhược điểm như:

-



Đối với một số loài thực vật thủy sinh cần vùng không gian xử lý rộng;



-



Mỗi loài sinh vật chỉ có thể hấp thu một số kim loại nhất định;



-



Chỉ xử lý các kim loại nặng khi nồng độ của chúng trong nước tương đối

nhỏ;



-



Dễ bị ảnh hưởng của môi trường (nhiệt độ, pH, không khí, …);



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



52



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



-



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



Trong nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, kim loại nặng, các chất độc

đối với vi sinh vật vì vậy trước khi xử lý sinh học cần xử lý qua các phương

pháp khác do đó thường chỉ phù hợp với giai đoạn xử lý cấp II hoặc cấp III.



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



53



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

2.1.



Dụng cụ, thiết bị và hóa chất

Các thiết bị, dụng cụ và hóa chất được sử dụng trong đề tài này. Ngoài ra,



mẫu nước thải còn được gửi đi phân tích tại trung tâm quan trắc và phân tích môi

trường tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.

Dụng cụ và thiết bị



2.1.1.

-



Bếp điện



-



Đũa thủy tinh



-



Bình định mức 100 ml,



-



Lò nung



250 ml



-



Máy đo pH



-



Buret 25 ml



-



Máy khuấy từ



-



Bình tam giác (Erlen) 250



-



Nhiệt kế thủy ngân 200 oC



ml



-



Ống nghiệm



-



Cân phân tích



-



Pipet thẳng loại 5, 10 ml



-



Cốc đựng mẫu 100 ml,



-



Tủ sấy



200 ml

Hóa chất



2.1.2.

-



-



NaOH



-



Ca(OH)2



-



Na2S2O3



-



(COOH)2



-



Na2CO3



-



H2SO4 đđ 98%



-



Chất chỉ thị (hồ tinh bột,



-



KMnO4



metyl



-



KI



phenolphthalein).



2.2.



Al2(SO4)3



MnSO4



da



cam,



Nội dung khảo sát nước thải phòng thí nghiệm hóa phân tích, cở sở 3,

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu



2.1.



Hiện nay nước thải trong trường đại học Bà Rịa – Vũng Tàu (cơ sở 3)

chủ yếu là từ những nguồn như: Nước thải sinh hoạt, nước thải từ các phòng

thí nghiệm như hóa đại cương, hóa vô cơ, hóa hữu cơ, hóa lý, hóa phân tích,

hóa dầu,… Trong đó, ở một số phòng thí nghiệm, hóa chất dư thừa, nước rửa



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



54



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



dụng cụ,…, được đổ trực tiếp xuống bồn rửa và chảy ra theo hệ thống ống

thải mà chưa có quá trình xử lý riêng là một trong những nguyên nhân chính

gây ra tình trạng ô nhiễm nước.

Đặc điểm của nước thải phòng thí nghiệm là theo bộ môn thí nghiệm



2.2.



nên thành phần hóa chất, hàm lượng chất thải không giống nhau. Thời gian

và tần suất sử dụng phòng thí nghiệm tương đối ngắn, qui mô nhỏ nên hàm

lượng, nồng độ chất thải chưa phải là lớn và chưa gây ảnh hưởng trực tiếp

ngay đến môi trường, sức khỏe của sinh viên, giảng viên và nhân viên,

nhưng về lâu dài, mức độ nguy hại khó kiểm soát tới đời sống con người,

môi trường bên ngoài.

Một trong những phòng thí nghiệm đang hoạt động và có ảnh hưởng



2.3.



tới nước thải của Trường đó chính là PTN HPT.

2.2.1. Nội dung khảo sát



Phân tích chỉ tiêu chất lượng nước:



2.4.

-



Chỉ tiêu vật lý: Độ màu, độ axit, pH, nhiệt độ, hàm lượng cặn lơ lửng, hàm lượng

cặn hòa tan



-



Chỉ tiêu hóa học: Oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu Oxy sinh

hóa (BOD5), tổng Nitơ (N), tổng photphát (PO 43-), Clorua (Cl-), sunfat (SO42-), sắt

(Fe), đồng (Cu), kẽm (Zn), niken (Ni), chì (Pb), Crom (Cr6+)

2.2.2. Địa điểm nghiên cứu

a)



Thời gian, địa điểm lấy mẫu

Mẫu được thu thập trong quá trình thực hành thí nghiệm của sinh



2.5.



viên, được thu vào các ngày trong tuần.

Mẫu được thu ở dưới các bồn xả nước, tại phòng thí nghiệm hóa phân



2.6.



tích.

b)

-



Địa điểm tiến hành thí nghiệm



Các chỉ tiêu vật lý, chỉ tiêu DO, COD, được tiến hành thí nghiệm khảo sát ngay tại

phòng nghiên cứu khoa học của trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu.



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



55



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm