TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN HÓA CƠ SỞ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP   PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU NO , NO3 , NH4 TRONG NƢỚC THẢI VÀ BƢỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ GVHD: GVC.THS ĐOÀN THỊ MINH PHƢƠNG LỚP: 02DHLHH SVTH: MSSV: Nguyễn Hoài Lộc 2204115073 Nguyễn Thị Ngọc Phƣợng 2204115027 Vũ Thị Ý Quỳnh 2204115065 TPHCM, 01/2014 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng LỜI CẢM ƠN - Qua khoảng thời gian học trƣờng Đại Học Công nghiệp thực phẩm Tp.HCM, muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất thầy cô nhà trƣờng truyền đạt cho kiến thức bổ ích khoa học công nghệ, kỹ thuật xã hội Chúng xin chân thành cám ơn thầy cô khoa Công nghệ Hóa Học truyền đạt cho kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm buổi học suốt thời gian qua Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS.Đoàn Thị Minh Phƣơng, ngƣời tận tình trực tiếp hƣớng dẫn bƣớc khuyến khích động viên suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, lời cảm ơn xin đƣợc gửi tới gia đình bạn bè thân yêu, nguồn động viên tích cực, chia sẻ hỗ trợ hoàn thành đồ ánnày Một lần xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày tháng năm Nguyễn Hoài Lộc Nguyễn Thị Ngọc Phƣợng Vũ Thị Ý Quỳnh i Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN  Tp.HCM, ngày tháng năm ii Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  Tp.HCM, ngày tháng năm iii Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG vi LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan amoni 1.1.1 Tính chất chung amoni 1.1.2 Nguồn phát thải ảnh hƣởng từ amoni 1.1.3 Phƣơng pháp xác định amoni 1.2 Tổng quan nitrat 1.2.1 Tính chất chung nitrat 1.2.2 Nguồn phát thải ảnh hƣởng từ nitrat 1.2.3 Phƣơng pháp xác định nitrat 1.3 Tổng quan nitrit 1.3.1 Tính chất chung nitrit 1.3.2 Nguồn phát thải ảnh hƣởng từ nitrit 1.3.3 Phƣơng pháp xác định nitrit CHƢƠNG 2: NỘI DUNG PHÂN TÍCH 2.1 Cách lấy mẫu bảo quản 2.1.1 Cách lấy mẫu 2.1.2 Bảo quản mẫu 2.2 Một số phƣơng pháp xác định tiêu amoni, nitrat, nitrit nƣớc thải 2.2.1 Xác định amoni nƣớc thải 2.2.2 Xác định nitrat nƣớc thải 13 2.2.3 Xác định nitrit nƣớc thải 17 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ 22 3.1 Phƣơng pháp khử ion amoni 22 3.1.1 Phƣơng pháp Clo hóa nƣớc đến điểm đột biến 22 3.1.2 Phƣơng pháp làm thoáng 22 3.1.3 Phƣơng pháp trao đổi ion 22 3.1.4 Phƣơng pháp Ozon hoá với xúc tác Bromua Br-) 23 3.1.5 Phƣơng pháp sinh học xử lý amoni 23 3.2 Khử nitrate NO3- 28 3.3 Đánh giá 29 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 PHỤ LỤC 33 iv Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng DANH MỤC HÌNH STT HÌNH Hình2.1 Hệ thống chƣng cất Hình 3.1 Vi khuẩn NitrosomonasII (Yuichi Suwa) Vi khuẩn Nitrobacter Hình 3.2 Vi khuẩn Bacillus Hình 3.3 Cơ chế sinh hoá giả thiết phản ứng Anammox Hình 3.4 Vi khuẩn Anammox Candidatus Brocadia (John Fuerst/Rick Webb) TRANG 12 35 37 41 42 v Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng DANH MỤC BẢNG STT HÌNH Bảng 1.1 Tiêu chuẩn cho phép thải với tiêu tổng Nitơ Bảng 1.2 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp vào vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao giải trí Bảng 1.3 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp Bảng 1.4 Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nƣớc thải sinh hoạt Bảng 1.5 Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nƣớc thải sinh hoạt Bảng 2.1 Thể tích mẫu lấy xác định hàm lƣợng amoni Bảng 2.2 Chiều dài đƣờng quang cuvet ứng với thể tích NO2- ppm (mL) Bảng 3.1 Các phƣơng pháp xử lý nitơ nƣớc thải TRANG 4 11 31 43 vi Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng LỜI MỞ ĐẦU - Nƣớc - thành phần quan trọng sống Nó cần thiết lĩnh vực kinh tế xã hội nhƣ: sinh hoạt, sản xuất, công nghệ, công nghiệp, nông nghiệp,…Trong năm gần đây, với phát triển công nghiệp nƣớc ta, sống ngƣời dân dần đƣợc cải thiện rõ rệt, đồng thời tình hình ô nhiễm môi trƣờng gia tăng đến mức báo động Do đặc thù công nghiệp phát triển, chƣa có quy hoạch tổng thể nhiều nguyên nhân khác nhƣ: Điều kiện kinh tế nhiều xí nghiệp khó khăn, chi phí xử lý ảnh hƣởng đến lợi nhuận nên hầu nhƣ chất thải công nghiệp nhiều nhà máy chƣa đƣợc xử lý mà thải thẳng môi trƣờng Mặt khác nƣớc ta nƣớc đông dân, có mật độ dân cƣ cao, nhƣng trình độ nhận thức ngƣời môi trƣờng chƣa cao, nên lƣợng chất thải sinh hoạt bị thải môi trƣờng ngày nhiều Điều dẫn tới ô nhiễm trầm trọng môi trƣờng sống, ảnh hƣởng đến phát triển toàn diện đất nƣớc, sức khỏe, đời sống nhân dân nhƣ vẻ mỹ quan khu vực, đó, ô nhiễm nguồn nƣớc thực trạng đáng ngại hủy hoại môi trƣờng tự nhiên văn minh đƣơng thời Đối với môi trƣờng sống nói chung, vấn đề bảo vệ cung cấp nƣớc vô quan trọng Đồng thời với việc bảo vệ cung cấp nƣớc sạch, việc thải xử lý nƣớc thải trƣớc đổ vào nguồn vấn đề xúc toàn thể loài ngƣời Ngày vấn đề xử lý nƣớc cung cấp nƣớc mối quan tâm lớn nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội thân cộng đồng dân cƣ.Và vấn đề cấp bách cần giải nƣớc ta trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc Nhằm mục đích tìm hiểu góp phần vào việc bảo vệ môi trƣờng sống ngƣời, chọn đề tài “PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU NO 2 , NO3 , NH4 TRONG NƢỚC THẢI VÀ BƢỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ” Qua đó, trình bày cách cô đọng hiểu biết thực trạng ô nhiễm nguồn nƣớc, số phƣơng pháp xử lý nƣớc nay.Hy vọng với thông tin đề tài giúp ngƣời hiểu rõ thực trạng ô nhiễm tiêu từ đề biện pháp xử lý Với cố gắng thực nghiên cứu vấn đề nhƣng tránh khỏi thiếu sót, mong đƣợc hƣớng dẫn đóng góp ý kiến quý báu quý Thầy Cô bạn Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan amoni 1.1.1 Tính chất chung amoni  Dễ tan nƣớc Các muối amoni nƣớc điện ly gần nhƣ hoàn toàn thành ion (khi dạng muối amoni gồm cation amoni NH4+và amoni gốc acid)  Hằng số phân ly acid (pKa) NH4+ 9,25  Ion NH4+ nƣớc tác dụng dung dịch kiềm tạo khí NH3 bay NH4+ + OH- NH3 + H2O  Ion NH4+ nhƣờng H+ ion NH4+ có tính acid  Theo chu trình Nitơ, có tác dụng nhiệt muối amoni nƣớc tham gia phản ứng sau NH4Cl NH3+ HCl (NH4)2CO3NH4 + NH4HCO3 NH4HCO3NH3 + H2O + CO2 NH4NO3N2 + 2H2O NH4NO2N2O + 2H2O 1.1.2 Nguồn phát thải ảnh hƣởng từ amoni 1.1.2.1 Nguồn phát thải Amoini có mặt môi trƣờng từ trình chuyển hóa, nông nghiệp, công nghiệp từ khử trùng nƣớc cloramin Ô nhiễm amoni ngày tăng do:Chăn nuôi gia súc qui mô lớn, sử dụng phân bón hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật 1.1.2.2 Ảnh hƣởng từ amoni Những nguyên nhân gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến nguồn nƣớc Đối với ngƣời: Amoni không gây ảnh hƣởng nhiều đến sức khỏe, tác hại amoni xuất tiếp xúc với liều lƣợng khoảng 200 mg/Kg thể trọng Tuy nhiên amoni gây hại chuyển thành dạng nitrat (1.2.2.2), nitrit (1.3.2.2) Đối với môi trƣờng: Làm mỹ quan môi trƣờng, tạo mùi khó chịu 1.1.2.3 Tiêu chuẩn hàm lƣợng amoni nƣớc Bảng 1.1 Tiêu chuẩn cho phép thải với tiêu tổng Nitơ (*) Khu vực Tiêu chuẩn thải tổng Nitơ mg/L) Khu vực tinh khiết < 30 Khu vực A < 60 Khu vực B < 60 Khu vực đặc biệt < 60 (*) Trích bảng 1.3 – phần phụ lục Bảng 1.2 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp vào vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao giải trí (**) Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng Mức độ Thông số Nitơ tổng số, mg/L F1 F2 F3 20 15 10 Chú thích – F thải lƣợng, m3/ngày (24 giờ) F1 từ 50 m3/ngày đến dƣới 500 m3/ngày F2 từ 500 m3/ngày đến dƣới 5000 m3/ngày F3 lớn 5000 m3/ngày (**) Trích bảng 1.4 - phần phụ lục Bảng 1.3 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp (***) STT Thông số Đơn vị TCVN 5945: 1995 Dự thảo TCVN 5945: 2005 Gía trị giới hạn Gía trị giới hạn A B C A B C Amoniac (tính mg/L theo Nitơ) 0.1 1 10 Tổng Nitơ 30 60 60 15 30 60 mg/L (***) Trích bảng 1.5 – phần phụ lục Bảng 1.4 Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nƣớc thải sinh hoạt.Cmax = C x K (****) Giá trị C Thông số Amoni (tính theo N) Đơn vị mg/L A B 10 (****) Trích bảng 1.6 – phần phụ lục Giá trị hệ số K ứng với loại hình sở dịch vụ, sở công cộng chung cƣ Bảng 7.1 – phần phụ lục) 1.1.3 Phƣơng pháp xác định amoni Việc xác định amoni có nhiều phƣơng pháp.Tùy vào hàm lƣợng amoni có mẫu, ảnh hƣởng cấu tử nhiễu nhƣ kỹ điều kiện phòng thí nghiệm mà ta lựa chọn phƣơng pháp xác định hợp lý.Việc xác định trực tiếp áp dụng trƣờng hợp amoni tƣơng đối thấp với loại nƣớc uống, nƣớc bề mặt nƣớc thải đƣợc xử lý sơ Trong trƣờng hợp khác, ảnh hƣởng Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng 3.1.4 Phƣơng pháp Ozon hoá với xúc tác Bromua(Br-) Để khắc phục nhƣợc điểm phƣơng pháp clo hoá điểm đột biến ngƣời ta thay số tác nhân oxi hoá khác ozon với có mặt Br- Về xử lýNH4+bằng O3 với có mặt Br-cũng diễn theo chế giống nhƣ phƣơng pháp xử lý dùng clo Dƣới tác dụng O3, Br- bị oxi hoá thành BrO-theo phản ứng sau đây: Br- + O3 + H+ = HBrO + O2 + Phản ứng oxy hoá NH4 đƣợc thực ion BrO- giống nhƣ ion ClNH3 + HBrO =NH2Br + H2O NH2Br + HBrO = NHBr2+ H2O NH2Br + NHBr2 = N2+ 3Br- + H+ Đây điểm tƣơng đồng hai phƣơng pháp clo hoá Ozon hoá xúc tác Br 3.1.5 Phƣơng pháp sinh học xử lý amoni 3.1.5.1 Phƣơng pháp sinh học truyền thống xử lý amoni Quá trình nitrat hóa đóng vai trò quan trọng hệ sinh thái trái đất, đặc biệt với chu trình nitơ Đây phƣơng pháp truyền thống để xử lý amoni, trình chuyển hóa sinh hóa hợp chất hữu nitơ có tính khử thành hợp chất vô có tính oxi hóa Amoni đƣợc loại bỏ qua giai đoạn: Giai đoạn nitrat hóa đề nitrat hóa a Quá trình nitrat hóa  Vi khuẩn nitrat hóa: Các loại sinh vật tham gia vào trình nitrat hóa gồm nitrosomonas nitrobacter Các vi sinh vật loại tự dƣỡng chúng tiếp nhận lƣợng cho sinh trƣởng tổng hợp tế bào từ oxi hóa hợp chất vô CO2 từ hợp chất hữu Cả hai loại vi sinh vật có yêu cầu môi trƣờng riêng biệt cho sinh trƣởng nhƣ pH, nhiệt độ, oxi hòa tan Thêm vào đó, chúng tái sinh chậm nhiều so với vi sinh vật dị dƣỡng Nhiều loại kim loại nặng hợp chất hữu ức chế phát triển vi sinh vật nitrat hóa Nitrosomonas oxi hóa amoni thành nitrit nhƣ nitrobacter oxi hóa nitrit thành nitrat Hình 3.1 Vi khuẩn NitrosomonasII (Yuichi Suwa) Vi khuẩn Nitrobacter Điều kiện tối ƣu cho phát triển loại vi khuẩn trên:  Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ từ 25 – 30oC thích hợp cho việc nitrat hóa, nhiệt độ xung quanh 30oC tốc độ nitrat hóa cao  pH: Thông thƣờng, chuyển hóa amoni thành nitrat thông qua nitrit vi sinh vật nitrat hóa tự dƣỡng đƣợc coi xảy môi trƣờng pH từ trung tính đến kiềm, trình nitrat hóa pH acid đƣợc coi nhƣ kết hoạt động 23 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng vi sinh vật dị dƣỡng Kết luận thu đƣợc từ quan sát tốc độ phát triển vi khuẩn nitrat hóa hệ thống gián đoạn, ngƣời ta thấy pH tối ƣu cho nitrosomonas nitrobacter tƣơng ứng nằm khoảng 7,5 – 9,0 7,0 – 9,3 Sự oxi hóa nitrit bị giảm pH kiềm ức chế cạnh tranh NO2- OH- Sự oxi hóa nitrit bị giảm pH thấp, phụ thuộc vào tạo thành acid nitric tự  Phƣơng trình tỷ lƣợng:Sự oxi hóa NH4+ NO3- xảy theo bƣớc nhƣ sau:  Bƣớc 1: Amoni đƣợc oxi hóa thành nitrit NH4+ + 3/2O2 Nitrosomonas NO2- + 2H+ + H2O Vi khuẩn thực trình thủy vực nƣớc có tên nitrosomonas europara thủy vực nƣớc lợ có tên nitrosococcus  Bƣớc 2: Oxi hóa NO2- thành NO3NO2- + 1/2 O2nitrobacter NO3 Phƣơng trình tổng cộng viết nhƣ sau: NH4+ + 2O2 → NO3- +2H+ +H2O (1) Để cho phản ứng xảy hoàn toàn muốn oxi hóa 1g NH4+ cần 4,57 g O2 Phản ứng tạo sinh khối xảy đồng thời với trình nitrat hóa theo phƣơng trình: NH4+ + HCO3- + 4CO2 + H2O → C5 H7 O2N + 5O2 (2) Trong C5H7O2N công thức tƣợng trƣng cho tế bào vi khuẩn Kết hợp 1) 2), phƣơng trình tổng cộng trình oxi hóa tạo sinh khối là: 22NH4+ + 37O2 + HCO3- + 4CO2 →C5H7O2N + 21NO3- + 20H2O + 42H+ Từ phƣơng trình ta thấy tính kiềm giảm dần suốt trình nitrat hóa  Hiệu trình nitrat hóa: Vận tốc trình nitrat hóa phụ thuộc vào tuổi thọ bùn (màng vi sinh vật), nhiệt độ, pH môi trƣờng, nồng độ vi sinh vật hàm lƣợng amoni, oxi hòa tan, vật liệu lọc,…ở nhiệt độ cao trình diễn thuận lợi Quá trình nitrat hóa diễn có hiệu hàm lƣợng oxi hòa tan lớn 4mg/L Với hàm lƣợng oxi hòa tan 2mg/L, hiệu suất trình giảm 50% Các vi khuẩn nitrat hóa có khả kết tụ thấp, việc lựa chọn vật liệu lọc nơi màng vi sinh vật bám dính có ảnh hƣởng quan trọng tới hiệu suất làm tƣơng quan sản phẩm phản ứng sinh hóa b Quá trình đề nitrat hóa Đề nitrat hóa trình số loài vi khuẩn định điều kiện kỵ khí khử NO3- thành sản phẩm khí nhƣ N2, NO, N2O chất có ảnh hƣởng không đáng kể tới môi trƣờng  Vi khuẩn đề nitrat hóa: Không giống nhƣ vi khuẩn nitrat hóa tự dƣỡng giai đoạn nitrat hóa, vi khuẩn đề nitrat hóa vi khuẩn dị dƣỡng.Các loại phổ biến Bacillus Micrococcus, Pseudomonas, Achromobacter 24 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng Hình 3.2 Vi khuẩn Bacillus Trong môi trƣờng kị khí, vi khuẩn sử dụng NO3- hay NO2- chất nhận điện tử cuối sử dụng hợp chất hữu để tạo lƣợng Các chất hữu bao gồm methanol, axetat, glucozo, etanol số hợp chất khác, metanol (CH3OH) không đắt, thƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi  Phƣơng trình tỉ lƣợng: Đề nitrat hóa trình gồm hai bƣớc, sử dụng metanol chất cho điện tử đƣợc biểu diễn theo phƣơng trình sau: CH3OH + 3NO3- → 3NO2- + CO2 + 2H2O CH3OH + 2NO2- → CO2 + N2 + H2O +2OHPhƣơng trình tổng cộng: 5CH3OH + 6NO3- → 5CO2 + 3N2 +7H2O + 6OHBởi tổng hợp tế bào xảy đồng thời với khử nitrat nên phƣơng trình tổng hợp bao gồm hai trình đƣợc viết lại nhƣ sau: 58NO3- + 80CH3OH + 98H+ → 30CO2 + 24N2 +10C5H7O2N + 174H2O Nếu nƣớc có oxi hòa tan, làm giảm hiệu suất trình khử nitrat hóa, vi khuẩn sử dụng O2 thay cho NO3- hay NO2- nhƣ chất nhận điện tử từ phản ứng khử nitrat, cách bổ sung thêm lƣợng methanol vào nƣớc: 3O2 + 2CH3OH → 2CO2 + 4H2O 3.1.5.2 Quá trình Sharon a Định nghĩa Quá trình Sharon (Single reactor system for High Ammonium Removal Over Nitrite) trình trình nitrat hoá Quá trình liên quan đến trình nitrat hoá bán phần amoni thành nitrit điều kiện góp phần làm giảm chi phí cho trình hiếu khí Quá trình Sharon lý tƣởng cho việc loại bỏ nitơ từ dòng nƣớc thải có nồng độ amoni cao (>0,5 g NH4+ /L) Và đạt đƣợc thành công bƣớc đầu trình nitrat hoá/đề nitrat hoá với nitrit đóng vai trò chất trung gian dƣới điều kiện ổn định Quá trình Sharon đƣợc thực mà lƣu giữ sinh khối Điều có nghĩa tuổi bùn (SRT) cân với thời gian lƣu thuỷ lực (HRT) Trong nhiều hệ thống nồng độ đầu phụ thuộc vào tốc độ sinh trƣởng (1/SRT) vi khuẩn liên quan mà không phụ thuộc vào nồng độ đầu vào Trong trình Sharon tiến hành nhiệt độ 25oC diễn sinh trƣởng nhanh chóng vi khuẩn oxi hoá amoni chọn lọc Tuy nhiên sinh vật có lực thấp với amoni (hằng số lực 20 – 40 mg NH4+/L) Điều đƣa đến thực tế dòng trình Sharon có nồng độ amoni cao 25 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng (50-100 mgN–NH4+/L) Vì trình Sharon thƣờng thích hợp để xử lý nƣớc thải có nồng độ amoni cao (>500 mgN-NH4+/L) Để đạt đƣợc trình nitrat bán phần ổn định, thông số thay đổi trình tiến hành nhƣ nhiệt độ, pH, HRT, nồng độ chất nền, DO cần điều khiển trình phản ứng Nhƣng có số hạn chế việc điều khiển thông số gặp khó khăn trình tiến hành với thiết bị lớn b Ƣu điểm trình Sharon So với trình khác, trình Sharon xem khả thi việc giảm nồng độ amoni nƣớc thải có nồng độ amoni cao Hiệu suất loại bỏ nitơ đạt đƣợc đến 90% Quá trình đòi hỏi đầu tƣ ban đầu nhỏ cần thiết bị thùng phản ứng đơn giản đƣợc khuấy trộn tốt với kích cỡ vừa phải mà lƣu giữ bùn đủ Quá trình không tạo bùn hóa học tạo bùn sinh học Nó cần oxi trình oxi hóa đến giai đoạn nitrit, điều góp phần tiết kiệm lƣợng việc phải đƣa thêm nguồn cacbon vào So với trình nitrat hóa đề nitrat hóa truyền thống theo đƣờng nitrat, trình Sharon cần 25% lƣợng 40% cacbon thêm vào NH4+ + HCO3- + 0.75 O2→ 0.5 NH4+ + 0.5 NO2- + CO2 +1.5 H2O c Ứng dụng trình Sharon Quá trình Sharon đƣợc ứng dụng để xử lý nƣớc loại từ trình phân hủy bùn để vào thiết bị phản ứng nơi mà dòng nƣớc đƣợc quay vòng Theo lý thuyết, đầu vào trình Sharon chứa lƣợng cân số mol amoni bicacbonat Điều phù hợp với nƣớc thải trình phân hủy bùn Trong đầu trình Sharon chứa tỉ lệ amoni: nitrit cần thiết 1:1 Điều cần cho dòng vào trình anammox Quá trình Sharon ứng dụng thực với đầu trình phân hủy bùn đƣợc tiến hành nhiệt độ 30-40oC thiết bị phản ứng có điều nhiệt mà lƣu giữ sinh khối Trong thiết bị phản ứng Sharon đƣợc sử dụng để đƣa vào trình Anammox có 50% amoni cần đƣợc chuyển thành nitrit: NH4+ + HCO3- + 0,75 O2→ 0,5 NH4+ + 0,5 NO2- + CO2 +1,5 H2O Từ phƣơng trình phản ứng ta thấy việc đƣa thêm baz vào không cần thiết, nƣớc bùn từ trình phân hủy yếm khí thƣờng có đủ tính kiềm (ở dạng bicacbonat) để bù lại cho việc tạo thành sản phẩm acid nhƣ 50% amoni bị oxi hóa Khả để tạo hỗn hợp 50:50 amoni nitrit với trình Sharon đƣợc đánh giá rộng rãi hệ thống qui mô phòng thí nghiệm với dòng vào nƣớc bùn Kết cho thấy đạt đƣợc ổn định việc chuyển hóa 53% Amoni đƣợc oxi hóa thành nitrit tốc độ đƣa vào 1,2 kg N/m3/ngày mà không cần điều khiển pH Vi khuẩn oxi hóa amoni có khả chịu đựng đƣợc nồng độ nitrit cao (0,5 g NO2-/L) pH=7 Quá trình Sharon đƣợc ứng dụng để xử lý nƣớc thải bãi chôn lấp Nƣớc thải bãi chôn lấp hỗn hợp phức tạp nƣớc chất gây ô nhiễm vô hữu có nồng độ cao, có kim loại nặng đƣợc sinh trình phân hủy chất thải đƣợc chôn lấp đƣợc bổ sung thêm vào nƣớc mƣa chảy thấm qua chất thải Nƣớc thải trình phân hủy yếm khí mà phần (phần nƣớc thải loại) mẫu điển hình nồng độ amoni cao (800 - 1000mg NH4+ /L) với tốc độ dòng thấp Nƣớc thải loại có tỉ lệ kiềm/amoni thấp thích hợp cho trình nitrat hóa 26 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng bán phần Vì trình Sharon đƣợc ứng dụng cho xử lý nƣớc thải loại trình phân hủy yếm khí 3.1.5.3 Quá trình Anammox a Định nghĩa Quá trình Anammox trình oxi hóa amoni yếm khí (Anaerobic ammonium oxidation-Anammox) amoni nitrit đƣợc oxi hóa cách trực tiếp thành khí N2, với amoni chất cho điện tử, nitrit chất nhận điện tử để tạo thành khí N2 Đây phƣơng pháp có hiệu kinh tế so với trình loại bỏ amoni thông thƣờng từ nƣớc thải có chứa nhiều amoni Ƣu điểm phƣơng pháp so với phƣơng pháp nitrat hóa đề nitrat hóa thông thƣờng chỗ đòi hỏi nhu cầu oxi không cần nguồn cacbon hữu từ bên Bƣớc nitrat hóa bán phần trƣớc phải đƣợc tiến hành để chuyển nửa amoni thành nitrit Sản phẩm trình Anammox N2, nhiên khoảng 10% nitơ đƣa vào amoni nitrit) đƣợc chuyển thành nitrat Phƣơng trình phản ứng: Dựa cân khối qua trình nuôi cấy làm giàu Anammox phƣơng trình trình Anammox đƣợc đƣa nhƣ sau: NH4+ + 1,3 NO2- + 0,066 HCO3- + 0,13H+ → 1,2N2 + 0,26NO3- + + 0,066 CH2O 0,5 N0,15 + 2,03 H2O Cơ chế sinh hoá: Cơ chế chuyển hoá nội bào phản ứng Anammox đến chƣa đƣợc làm sáng tỏ hoàn toàn Sử dụng phƣơng pháp đồng vị đánh dấu (15N), chế sinh hoá phản ứng Anammox đƣợc đề nghị Đầu tiên vi khuẩn Anammox khử nitrit (NO2-) thành hydroxilamin (NH2OH), sau hydroxilamin amoni ngƣng tụ thành hydrazine (N2H4) nƣớc Cuối hydrazin bị oxi hoá thành N2 electron lại đƣợc tái sử dụng cho trình khử nitrit N-IIIH4+ N-IH2OH N+IIIO2- N-IIIH4+ e- N-II2H4 e - Sinh khối N0 Hình 3.3 Cơ chế sinh hoá giả thiết phản ứng Anammox Anammox công nghệ đƣợc phát triển năm gần Nó không cần nguồn cacbon hữu để loại bỏ nitơ, đem lại lợi ích kinh tế mang lại nhiều tiềm cho xử lý nƣớc thải có chứa amoni nhƣng hàm lƣợng cacbon hữu thấp Trong trình Anammox tỉ lệ hàm lƣợng nitrit amoni đầu vào khoảng 1,3 cần nguồn cacbon vô cơ, phải bổ xung HCO3- Sự kết hợp hai trình nitrat hóa bán phần trình Anammox, thực tế nitrit hợp chất trung gian hai trình Vì nitrat hóa bán phần 27 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng thuận tiện kinh tế theo sau trình Anammox đảm bảo loại bỏ toàn nitơ thông qua trình hoàn toàn tự dƣỡng Tuy nhiên trình Anammox khó áp dụng cho việc xử lý nƣớc thải thực tế Một trở ngại để ứng dụng trình Anammox đòi hỏi giai đoạn bắt đầu lâu dài, chủ yếu tốc độ sinh trƣởng chậm vi khuẩn anammox (thời gian nhân đôi khoảng 11 ngày) Thêm vào đó, vi khuẩn anammox vi khuẩn yếm khí tự dƣỡng hoàn toàn nên chúng khó để nuôi cấy Vì chúng chƣa đƣợc phân lập môi trƣờng nuôi cấy Do việc am hiểu sinh lý học động lực học vi khuẩn anammox đem lại ý nghĩa lớn Hình 3.4 Vi khuẩn Anammox Candidatus Brocadia (John Fuerst/Rick Webb) b Ứng dụng trình anammox Công nghệ oxi hóa amoni kị khí (anammox) công nghệ có tiềm hiệu kinh tế cao cho việc loại bỏ amoni có nƣớc thải bãi chôn lấp, nơi có chứa hàm lƣợng cao amoni chất hữu khó phân hủy.Để cho trình anammox xảy hoàn toàn cần bƣớc nitrat bán phần trƣớc để tạo thành tỉ lệ thích hợp NO2-/NH4+ Ngƣời ta ứng dụng trình anammox vào xử lý dòng thải công nghiệp cá hộp.Dòng thải có độ mặn tƣơng tự nhƣ nƣớc biển, hàm lƣợng chất hữu cơ, protein cao Quá trình phân hủy yếm khí dòng thải loại đƣợc khoảng từ 7090% dẫn đến tạo thành lƣợng lớn amoni (5000mg/L) phân hủy protein, làm cho dòng thải có tỉ lệ C/N thấp Điều phù hợp để dùng phƣơng pháp anammox kết hợp với sharon để xử lý Nƣớc thải chứa hàm lƣợng cao amoni chất hữu nhƣ dòng thiết bị phân hủy bùn đƣợc xử lý phƣơng pháp Tuy nhiên điều kiện trao đổi chất nghiêm ngặt tốc độ sinh trƣởng cực chậm vi khuẩn anammox hạn chế việc ứng dụng vào thiết bị phản ứng qui mô lớn Mặc dù có vài thành công việc ứng dụng anammox vào nƣớc thải công nghiệp thực tế 3.2 Khử nitrate NO3Để khử nitrat dùng lọc thẩm thấu ngƣợc RO, điện phân, trao đổi ion bể lọc ionit Điều kiện áp dụng phƣơng pháp trao đổi ion: Nƣớc có hàm lƣợng cặn < 1mg/L.Tổng hàm lƣợng ion NO3- SO42- Cl- có sẵn nƣớc phải nhỏ 250 mg/L hàm lƣợng ion Cl- lớn cho phép có nƣớc ăn uống Vì lọc qua bể 28 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng lọc anionit ion SO42-, NO3-đƣợc giữ lại, thay ion Cl- hoàn nguyên bể lọc anionit dung dịch muối ăn 3.3 Đánh giá Đã có nhiều phƣơng pháp nhiều công trình xử lý nitơ nƣớc thải đƣợc nghiên cứu đƣa vào vận hành có phƣơng pháp hoá học, sinh học, vật lý Nhƣng phần lớn chúng chƣa đƣa đƣợc mô hình xử lý nitơ chuẩn để áp dụng phạm vi rộng Dƣới bảng phân tích cách tổng quan dạng hiệu suất làm việc phƣơng pháp xử lý nitơ nƣớc thải đƣợc nghiên cứu ứng dụng Bảng 3.1 Các phƣơng pháp xử lý nitơ nƣớc thải Hiệu suất xử lý nitơ % ) Các phƣơng pháp xử lý Nitơ dạng hữu NH3 NH4+ Hiệu suất xử lý % NO3- Xử lý thông thƣờng Bậc I 10-20% 0 5-10% Bậc II 15-50% < 10% Hiệu thấp suất Vi khuẩn hấp thụ nitơ 40-70% Hiệu thấp suất Quá trình nitrat 80-90% 10-30% Xử lý phƣơng pháp sinh học khử Thu hoạch tảo Chủ chuyển thành NH4+ Quá trình nitrat hoá Xử lý có giới Chuyển hoá hạn thành nitrat Hồ oxy hóa Chủ chuyển thành NH4+ 30-70% 70-95% yếu hoá Thu hoạch Thu hoạch 50-80% NH3- sinh khối sinh khối 5-20% Tách yếu Xử lý quá hoá trình làm trình nitrat 20-90% NH3thoáng khử nitrat Các phƣơng pháp hoá học 29 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng Châm clo Kém ổn định 90-100% Đông tụ hoá học 50-70% Hiệu thấp suất Hiệu thấp suất Cacbon dính bám 30-50% Hiệu thấp suất Hiệu thấp suất Trao đổi ion có Hiệu suất thấp, 80-97% chọn lọc với amoni ổn định Trao đổi ion có Hiệu suất thấp chọn lọc với nitrat Hiệu thấp suất 80-95% 20-30% 10-20% 70-95% 75-90% 70-90% Các phƣơng pháp vật lý Lọc 30-95% N dạng Hiệu cặn hữu thấp Làm thoáng suất 20-40% 50-90% Kết tủa điện 100% N dạng 30-50% cực cặn hữu 30-50% 40-50% Thẩm thấu ngƣợc 60-90% 80-90% 60-90% 60-95% suất Hiệu thấp 60-90% Qua bảng phân tích đánh giá hiệu xử lý nitơ, ta thấy việc xử lý nitơ phƣơng pháp sinh học cho hiệu cao Cùng với việc ứng dụng phƣơng pháp sinh học để khử nitơ nƣớc thải, ta lƣu ý đến phƣơng pháp khác nhƣ: hóa học (châm clo), vật lý (thổi khí), trao đổi ion Theo thống kê nhà máy ứng dụng công nghệ để xử lý nitơ chi có 6/1200 nhà máy sử dụng biện pháp thổi khí, 8/1200 nhà máy sử dụng biện pháp châm clo có nhà máy sử dụng biện pháp trao đổi ion Sở dĩ biện pháp đƣợc dùng chi phí đầu tƣ lớn, thêm vào phức tạp trình vận hành bảo dƣỡng 30 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu đề tài “PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU NO 2 , NO3 , NH4 TRONG NƢỚC THẢI VÀ BƢỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ” giúp chúng em cố thêm kiến thức đƣợc học biết thêm nhiều phƣơng pháp phân tích tiêu nƣớc thải Bên cạnh chúng em biết đƣợc nguyên nhân gây nên trạng ô nhiễm nhƣ mức độ ảnh hƣởng hợp chất nitơ đến hệ sinh thái, ngƣời Do đó, việc tìm hiểu phƣơng pháp xử lý phần mở phần cách khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Tuy nhiên thời gian tìm hiểu hạn hẹp, tìm hiểu chƣa thấu đáo vần đề nên chúng em mong đóng góp Thầy Cô bạn 31 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] PGS.TS Nguyễn Văn Phƣớc Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học [2] PGS.TS Trịnh Lê Hùng Khóa luận “Nghiên cứu xử lý amoni phƣơng pháp sinh học sử dụng vi khuẩn tự dƣỡng”.Trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại hoc Quốc Gia Hà Nội [3] Số: 47/2011/TT-BTNMT Quy định quy chuẩn kỷ thuật quốc gia môi trƣờng [4] Công Ty Môi Trƣờng Tầm Nhìn Xanh.Tài liệu kỹ thuật “Kỹ thuật xử lý nƣớc ngẩm” http://www.gree-vn.com/tailieu.htm [5] TCVN 4561-88 Xác định hàm lƣợng Nitrit nƣớc [6] TCVN 4562-88 Xác định hàm lƣợng Nitrat nƣớc [7] TCVN 4563-88 Xác định hàm lƣợng Nitit nƣớc [8] TCVN 5988-1995 (ISO 5664-1984) Chất lƣợng nƣớc - Xác định amoni - Phƣơng pháp chƣng cất chuẩn độ [9]TCVN 6178: 1996 (ISO 6777: 1984 E).Chất lƣợng nƣớc – Xác định nitrit phƣơng pháp trắc phổ hấp thụ phân tử [10] TCVN 6180-1996 (ISO 7890-3-1988) Chất lƣợng nƣớc – Xác định nitrat - Phƣơng pháp trắc phổ dùng acid sunfosalixylic [11] TCVN 6987: 2001 Tiêu chuẩn nƣớc thải công nghiệp thải vào vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao giải trí [12] TCVN 5945: 2005 Nƣớc thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải [13] ThS Đoàn Thị Minh Phƣơng – “Bài giảng phân tích nƣớc thải” - trƣờng ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh TIẾNG ANH [14] American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”, copyright 1999 [15] Edited by Jamie Bartram and Richard Balance: “Water Quality Monitoring - A Practical Guide to the Design and Implementation of Freshwater Quality Studies and Monitoring Programmes” - Published on behalf of United Nations Environment Programme and the World Health Organization © 1996 UNEP/WHO [16] EPA Method 352.1: Nitrate by Colorimetry Official Name: Nitrogen, Nitrate (Colorimetric, Brucine) 32 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng PHỤ LỤC Tiêu chuẩn EPA (U.S Enviromental protection Agency-cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ) NO2- nƣớc cấp uống trực tiếp không vƣợt 1mg/L Theo tiêu chuẩn Châu Âu, nƣớc cấp uống trực tiếp NH4+ không vƣợt 0,5mg/L Theo tiêu chuẩn WHO EPA nƣớc cấp uống trực tiếp hàm lƣợng NO3- không vƣợt 10 mg/L Bảng 1.1 Quy định hàm lựơng nitrat nitrit nƣớc uống số quốc gia, tổ chức STT Tổ chức/ Quốc gia Hàm lƣợng Nitrat mg/L) Hàm lƣợng Nitrit mg/L) WHO 45 TCVN 5501-91 50 0.1 Canada 10 EEC 50 0.1 CHLB Đức 50 0.1 Việt Nam Bảng 1.2 Giới hạn nồng độ hợp chất Nitơ nƣớc uống Bộ Y tế ban hành Amoni đƣợc xếp vào nhóm tiêu cảm quan đƣợc đánh dấu chữ a tiêu chuẩn theo định 1329/2002/BYT-QĐ Bộ Y tế) Giới hạn tối Đơn STT Chỉ tiêu đa vị + Hàm lƣợng Amoni tính theo NH4 1.5 mg/L Hàm lƣợng nitrat 50 mg/L Hàm lƣợng nitrit mg/L Theo định trƣởng Bộ Y tế việc ban hành tiêu vệ sinh ăn uống số1329/2002/BYT/QĐ Tiêu chuẩn thải Bảng 1.3 Tiêu chuẩn cho phép thải với tiêu tổng Nitơ Khu vực Tiêu chuẩn thải tổng Nitơ mg/L) Khu vực tinh khiết < 30 Khu vực A < 60 Khu vực B < 60 Khu vực đặc biệt < 60 Nguồn: Tiêu chuẩn cho phép thải chất gây ô nhiễm nguồn nƣớc (Tiêu chuẩn áp dụng ngày 01/01/2008) Bảng 1.4 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp vào vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao giải trí Phần Nitơ Mức độ Thông số F1 F2 F3 o Nhiệt độ, C 50 50 50 Không khó Không khó Không khó Mùi, cảm quan chịu chịu chịu Màu, Pt-Co với pH = 30 30 30 33 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng Chất rắn lơ lửng, mg/L 100 80 60 pH 5.5 – 8.5 5.5 – 8.5 5.5 – 8.5 o BOD (20 C), mg/L 50 40 30 COD, mg/L 100 80 50 Asen, As, mg/L 0.5 0.1 Chì, Pb, mg/L 0.5 0.4 0.4 10 Crom VI, Cr, mg/L 0.5 0.1 11 Florua, F-, mg/L 25 25 15 12 Thủy ngân, Hg, mg/L 0.005 0.004 0.004 13.Sunfua, mg/L 0.5 0.5 14 Nitơ tổng số, mg/L 20 15 10 15.Photpho tổng số, mg/L 16 Dầu mỡ khoáng, mg/L 5 17.Dầu mỡ động thực vật, mg/L 10 10 10 18.Chất hoạt động bề mặt, mg/L 10 5 19.Coliform, MPN/100 mL 3000 3000 3000 Chú thích – F thải lƣợng, m3/ngày (24 giờ) F1 từ 50 m3/ngày đến dƣới 500 m3/ngày F2 từ 500 m3/ngày đến dƣới 5000 m3/ngày F3 lớn 5000 m3/ngày Nguồn: Tiêu chuẩn nƣớc thải công nghiệp thải vào vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao giải trí (TCVN 6987: 2001) Bảng 1.5 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp TCVN 5945: 1995 Dự thảo TCVN 5945: 2005 TT Thông số Đơn vị Gía trị giới hạn Gía trị giới hạn A B C A B C o Nhiệt độ C 40 40 45 40 40 45 pH 6-9 5.5 - - - 5.5 - 5-9 Không Không Mùi mg/L khó chịu khó chịu BOD5 (20oC) mg/L 20 50 100 30 50 100 COD mg/L 50 100 400 50 80 400 Chất rắn lơ mg/L 50 100 200 50 100 200 lửng Kim loại nặng Asen mg/L 0.05 0.1 0.5 0.05 0.1 0.5 Thủy ngân mg/L 0.005 0.005 0.01 0.005 0.01 0.01 Chì mg/L 0.1 0.5 0.1 0.5 10 Cadmi mg/L 0.01 0.02 0.5 0.001 0.01 0.5 11 Crom (VI) mg/L 0.05 0.1 0.5 0.05 0.1 0.5 12 Crom (III) mg/L 0.2 0.2 13 Đồng mg/L 0.2 0.2 14 Kẽm mg/L 5 34 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng 15 16 17 18 19 20 21 30 Nikel Mangan Sắt Thiếc Xianua Phenol Dầu mỡ khoáng Dầu động thực vật Clo dƣ PCB Tổng hóa chất bảo vệ thực vật Lân hữu Clo hữu Sunfua Florua Clorua Amoniac (tính theo Nitơ) Tổng Nitơ 31 Tổng Photpho 32 Colifrom 33 Thử sinh học (Biotest) 22 23 24 25 26 27 28 29 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 0.2 0.2 0.2 0.05 0.001 KPHĐ 1 0.1 0.05 10 0.2 0.2 0.2 0.2 0.05 0.1 0.5 0.1 0.4 5 10 0.2 10 mg/L 10 30 10 20 30 mg/L mg/L - - - 0.003 0.01 0.05 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 0.2 0.2 - 0.5 0.5 - 1 - 0.3 0.05 0.2 500 0.1 0.5 600 0.1 1000 mg/L 0.1 1 10 60 60 15 30 60 3000 5000 - mg/L 30 MPL/ 5000 100mL 10000 - 90% cá sống sót sau 96 100% nƣớc thải Tổng hoạt độ Bq/L 0.1 0.1 0.1 0.1 phóng xạ α Tổng hoạt độ 35 Bq/L 1 1 phóng xạ β Nguồn: Nƣớc thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải (TCVN 5945: 2005) Bảng 1.6 Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nƣớc thải sinh hoạt Cmax = C x K Giá trị C Thông số Đơn vị A B Amoni (tính theo N) mg/L 10 Nitrat (NO3 ) (tính theo N) mg/L 30 50 Bảng 1.7 Giá trị hệ số K ứng với loại hình sở dịch vụ, sở công cộng chung cƣ Loại hình sở Quy mô, diện tích sử dụng Giá trị hệ sở số K Khách sạn, nhà nghỉ Từ 50 phòng khách sạn đƣợc xếp hạng trở lên Dƣới 50 phòng 1,2 2 Trụ sở quan, văn phòng, Lớn 10.000m 1,0 34 35 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng Dƣới 10.000m2 1,2 Lớn 5.000m2 1,0 Dƣới 5.000m 1,2 Chợ Lớn 1.500m 1,0 Dƣới 1.500m 1,2 Nhà hàng ăn uống, cửa hàng thực Lớn 500m 1,0 phẩm Dƣới 500m 1,2 Cơ sở sản xuất, doanh trại lực Từ 500 ngƣời trở lên 1,0 lƣợng vũ trang Dƣới 500 ngƣời 1,2 Khu chung cƣ, khu dân cƣ Từ 50 hộ trở lên 1,0 Dƣới 50 hộ 1,2 Bảng 1.8 Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nƣớc thải công nghiệp Cmax = C x Kq x Kf Giá trị C TT Thông số Đơn vị A B Nhiệt độ oC 40 40 Màu Pt/Co 50 150 pH 6-9 5,5 - o BOD5 (20 C) mg/L 30 50 COD mg/L 75 150 Chất rắn lơ lửng mg/L 50 100 Asen mg/L 0,05 0,1 Thuỷ ngân mg/L 0,005 0,01 Chì mg/L 0,1 0,5 10 Cadimi mg/L 0,05 0,1 11 Crom (VI) mg/L 0,05 0,1 12 Crom (III) mg/L 0,2 13 Đồng mg/L 2 14 Kẽm mg/L 3 15 Niken mg/L 0,2 0,5 16 Mangan mg/L 0,5 17 Sắt mg/L 18 Tổng xianua mg/L 0,07 0,1 19 Tổng phenol mg/L 0,1 0,5 20 Tổng dầu mỡ khoáng mg/L 10 21 Sunfua mg/L 0,2 0,5 22 Florua mg/L 10 23 Amoni (tính theo N) mg/L 10 24 Tổng nitơ mg/L 20 40 Tổng photpho (tính theo 25 mg/L P) Clorua 26 (không áp dụng xả vào mg/L 500 1000 nguồn nƣớc mặn, nƣớc lợ) trƣờng học, sở nghiên cứu Cửa hàng bách hóa, siêu thị 36 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích quản lý chất lƣợng Clo dƣ mg/L Tổng hoá chất bảo vệ thực 28 mg/L 0,05 0,1 vật clo hữu Tổng hoá chất bảo vệ thực 29 mg/L 0,3 vật phốt hữu 30 Tổng PCB mg/L 0,003 0,01 31 Coliform vi khuẩn/100mL 3000 5000 32 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/L 0,1 0,1 33 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/L 1,0 1,0 Nguồn: Quy định quy chuẩn kỷ thuật quốc gia môi trƣờng Số: 47/2011/TTBTNMT Bảng 1.9 Hệ số Kq ứng với l ƣu lƣợng dòng chảy nguồn tiếp nhận n ƣớc thải Lƣu lƣợng dòng chảy nguồn tiếp nhận n ƣớc Hệ số Kq thải Q) Đơn vị tính: mét khối/giây (m3/s) Q ≤ 50 0,9 50 < Q ≤ 200 200 < Q ≤ 500 1,1 Q > 500 1,2 Nguồn: Quy định quy chuẩn kỷ thuật quốc gia môi trƣờng Số: 47/2011/TTBTNMT Bảng 1.10 Hệ số Kq ứng vớidung tích nguồn tiếp nhận nƣớc thải Dung tích nguồn tiếp nhận n ƣớc thải (V) Hệ số Kq Đơn vị tính: mét khối (m3) V ≤ 10 x 106 0,6 10 x 106 < V ≤ 100 x 106 0,8 V > 100 x 106 1,0 Nguồn: Quy định quy chuẩn kỷ thuật quốc gia môi trƣờng Số: 47/2011/TTBTNMT Bảng 1.11 Hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf Lƣu lƣợng nguồn thải (F ) Hệ số Kf Đơn vị tính: mét khối/ng ày đêm m3/24h) F ≤ 50 1,2 50 < F ≤ 500 1,1 500 < F ≤ 5.000 1,0 F > 5.000 0,9 Nguồn: Quy định quy chuẩn kỷ thuật quốc gia môi trƣờng Số: 47/2011/TTBTNMT 27 37 [...]... Đánh giá Đã có nhiều phƣơng pháp nhiều công trình xử lý nitơ trong nƣớc thải đƣợc nghiên cứu và đƣa vào vận hành trong đó có cả các phƣơng pháp hoá học, sinh học, vật lý Nhƣng phần lớn chúng đều chƣa đƣa ra đƣợc một mô hình xử lý nitơ chuẩn để có thể áp dụng trên một phạm vi rộng Dƣới đây là bảng phân tích một cách tổng quan nhất về dạng và hiệu suất làm việc của các phƣơng pháp xử lý nitơ trong nƣớc. .. xử lý nitơ trong nƣớc thải đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng Bảng 3.1 Các phƣơng pháp xử lý nitơ trong nƣớc thải Hiệu suất xử lý nitơ % ) Các phƣơng pháp xử lý Nitơ dạng hữu NH3 cơ NH4+ Hiệu suất xử lý % NO3- Xử lý thông thƣờng Bậc I 10-20% 0 0 5-10% Bậc II 15-50% < 10% Hiệu thấp suất Vi khuẩn hấp thụ 0 nitơ 40-70% Hiệu thấp suất Quá trình nitrat 0 80-90% 10-30% Xử lý bằng phƣơng pháp sinh học khử 0 Thu... nơi thoáng mát, tránh nhiệt độ trực tiếp.Vận chuyển mẫu không quá 24 giờ 2.2 Một số phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu amoni, nitrat, nitrit trong nƣớc thải 2.2.1 Xác định amoni trong nƣớc thải 2.2.1.1 Phƣơng pháp chƣng cất chuẩn độ (Phƣơng pháp Kjeldahl) a Nguyên tắc Phân giải amoni trong một thể tích chính xác mẫu bằng dung dịch NaOH, lƣợng amoni sinh ra sẽ đƣợc hấp thu vào dung dịch acid dƣ HCl, H2SO4... các thể tích chuẩn (dung dịch NO2- 10 ppm) lần lƣợt là 0 mL; 0,1 mL; 0,2 mL; 0,5 mL; 1 mL Các bƣớc tiếp theo tiến hành tƣơng tự nhƣ mẫu phân tích f Tính toán kết quả Lập đồ thị chuẩn trong hệ tọa độ A –C Từ đó suy ra hàm lƣợng của NO2- trong mẫu Trong đó: C: hàm lƣợng nitrit theo đƣờng chuẩn, mg V: thể tích nƣớc lấy phân tích, mL 18 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý. .. đƣợc ứng dụng để xử lý nƣớc thải bãi chôn lấp Nƣớc thải bãi chôn lấp là một hỗn hợp phức tạp của nƣớc và các chất gây ô nhiễm vô cơ và hữu cơ có nồng độ cao, có thể có kim loại nặng đƣợc sinh ra trong quá trình phân hủy các chất thải đƣợc chôn lấp và đƣợc bổ sung thêm vào do nƣớc mƣa chảy thấm qua các chất thải Nƣớc thải của quá trình phân hủy yếm khí mà phần nổi ở trên (phần nƣớc thải loại) là một... chọn phƣơng pháp sử dụng 5 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng CHƢƠNG 2: NỘI DUNG PHÂN TÍCH 2.1.Cách lấy mẫu và bảo quản Trong quá trình phân tích, lấy mẫu là khâu quan trọng đầu tiên.Nếu lấy mẫu không đúng quy cách thì sẽ dẫn đến kết quả phân tích sai lệch làm ảnh hƣởng đến việc đánh giá chất lƣợng nƣớc thải Do đ , ể tránh đƣợc điều này đòi hỏi ngƣời phân tích. .. 40 5,0 0 10 7,5 0 10 1 0,0 0 10  Vẽ đồ thị của độ hấp thu tƣơng ứng với hàm lƣợng nitrit đối với từng chiều dài đƣờng quang, đồ thị phải tuyến tính và phải đi qua gốc tọa độ f Tính toán kết quả Trong đó: C: hàm lƣợng nitrit theo đƣờng chuẩn, mg V: thể tích nƣớc lấy phân tích, mL 21 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ 3.1 Phƣơng pháp. .. hàm lƣợng nitrat theo đƣờng chuẩn, mg V: thể tích nƣớc lấy phân tích, mL 2.2.3 Xác định nitrit trong nƣớc thải 2.2.3.1 Phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử sunfanilic và 𝛂 – naphthylamin Nitrit trong nƣớc đƣợc xác định, nếu hoàn toàn không có chất cản trở thì nồng độ phát hiện tối thiểu của phƣơng pháp là 10 µg/L NO2- , tùy thuộc vào thiết bị sử dụng trong quá trình phân tích Thông thƣờng hệ màu tuân theo... thuật phân tích và quản lý chất lƣợng các cấu tử nhiễu là đáng kể thì mẫu cần đƣợc chƣng cất lại trƣớc khi tiến hành phân tích Có thể xác định amoni bằng phƣơng pháp chƣng cất chuẩn đ , trắc quang với thuốc thử nessler, phƣơng pháp điện cực chọn lọc ,phƣơng pháp trắc quang indophenol blue, phƣơng pháp phenat hoặc phƣơng pháp sắc ký lỏng 1.2 Tổng quan về nitrat 1.2.1 Tính chấtchung của nitrat  Tan tốt trong. .. rất lớn, vấn đề an toàn trở nên khó giải quyết đối với các nhà máy lớn Đây là những lý do khiến phƣơng pháp clo hoá mặc dù đơn giản về mặt thiết b , rẻ về mặt kinh tế và xây dựng cơ bản nhƣng rất khó áp dụng 3.1.2 Phƣơng pháp làm thoáng Muốn khử NH4+ra khỏi nƣớc bằng phƣơng pháp làm thoáng, phải đƣa pH của nƣớc nguồn lên 1 0,5 – 1 1,0 để biến 99% NH4+ thành khí NH3 hòa tan trong nƣớc  Nâng pH của nƣớc