ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Hệ: Đại Học (CQ, LT, B2, VLVH)
Họ và tên sinh viên: Võ Văn Trung
MSSV : 107111196………………………… Lớp: 07DSH02
Địa chỉ : 129/1 Bình Quới, P 27, Q Bình Thạnh
E-mail :
Ngành : Công Nghệ Sinh Học
Chuyên ngành : Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học
Tên đề tài:’’ Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm sinh học làm tăng khả năng xử lí
Crom trong nước thải xi mạ’’

Giảng viên hướng dẫn: Th s Vũ Hải Yến

LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp được hoàn thành sau bốn năm học tại Trường Đại Học Kỹ Thuật
Công Nghệ TP.HCM. Để hoàn thành tốt được luận văn này, em chân thành cảm ơn
quý thầy cô đã cố gắng truyền đạt cho em những kiến thức quý báu.
Đặt biệt trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, em đã được sự hướng dẫn, giúp đỡ
chỉ bảo ân cần của cô Th.S Vũ Hải Yến. Mặc dù rất bận rộn với công việc , xong cô
luôn dành thời gian giúp đỡ em trong mọi khó khăn. Em xin cảm ơn và biết ơn sâu sắc
tình cảm ,công sức mà cô đã dành cho em.
.
Cũng trong dịp này em cũng cảm ơn sâu sắc đến thầy Thành, Thầy Dũng đã tạo mọi
điều kiện để em dung các dụng cụ cũng như các hóa chất trong phòng thí nghiệm . Em
cũng cảm ơn các bạn học cùng lớp đã giúp đỡ em hoàn thành tốt bài luận văn này.
Em cũng gửi lời biết ơn sâu sắc đến ông, bà, me, anh chị em trong nhà đã tạo mọi điều
kiện cũng như theo dõi việc học của em, để em có được kết quả ngày hôm nay.
Sinh viên
VÕ VĂN TRUNG
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
KLN : Kim loại năng

2.1.3 Đặc tính của nước thải ngành xi mạ 9
2.4 Các phương pháp xi mạ 18
2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 21
Xạ khuẩn (Actinomycetes) : 29
CHƯƠNG 3 : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37
3.1 Vị trí địa lí, thời gian và khí hậu khu vực tiến hành thí nghiệm 37
3.4 Phương thức lấy mẫu và xử lý mẫu 46
3.4.1 Lấy mẫu và xử lý mẫu ban đầu 46
3.5 Phương pháp phân tích: 46
6.1 Kết luận 87
6.2 Kiến nghị 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay chất lượng cuộc sống con người đang được nâng cao rất nhiều nhờ
vào sự phát triển của khoa học kĩ thuật với nhiều ngành sản xuất được đẩy mạnh. Kinh
tế phát triển cũng làm nảy sinh nhiều nhu cầu vật chất của con người, từ đó các ngành
công nghiệp không ngừng được phát minh và đưa vào hoạt động sản xuất. Nhưng cũng
từ đó phát sinh ra một vấn đề mới mà con người cần giải quyết. Đó là vấn đề môi
trường. Vấn đề đó ngày càng lớn hơn và hiện nay đã ở mức báo động. Chính vì thế
việc cân bằng giữa kinh tế và môi trường là bài toán khó cần sự hợp tác tham gia của
tất cả mọi người trên thế giới.
Xi mạ là một trong những ngành sản xuất thiết yếu nhưng gây ra sự ô nhiễm môi
trường. Hiện nay, ngày càng nhiều phân xưởng xi mạ được mở ra nhằm đáp ứng nhu
cầu thị trường. Thế nhưng hầu như các nhà quản lý chỉ quan tâm đến vấn đề lợi nhuận
trong khi đó rất xem nhẹ, hoặc gần như không hề lưu tâm đến vấn đề môi trường. Các
phân xưởng xi mạ không bố trí các công trình xử lý nứơc thải mà thải thẳng ra ngoài
môi trường.
Tại thành phố Hồ Chí Minh, hơn 80% nước thải của các nhà máy, cơ sở xi mạ không

đường hô hấp, ung thư,
Để giảm bớt đi những thiệt hại đáng kể đó đã có nhiều biện pháp xử lý được đạt
ra nhưng nó lại rất tốn kém và không hiệu quả về kinh tế vì vậy phương pháp là dùng
2
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
các chế phẩm sinh học để làm tăng khả năng xử lí Crom trong nước thải xi mạ ,nhưng
nó có thật sự xử lý được hay không,có đem lại hiệu quả kinh tế không thì chúng ta
hãy cùng nhau tìm hiểu đề tài”NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC CHẾ PHẨM
SINH HỌC LÀM TĂNG KHẢ NĂNG XỬ LÍ CROM TRONG NƯỚC THẢI XI
MẠ “Những biện pháp hóa học đã cho thấy khả năng tạo ra các sản phẩm phụ độc
hại và kém hiệu quả về mặt kinh tế. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng một
số chế phẩm sinh học làm tăng hiệu quả xử lý Crôm Cr
6+
trong nước thải xi mạ”
được thực hiện với mục đích tìm ra một giải pháp hiệu quả và kinh tế, thân thiện với
môi trường
1.2. Mục tiêu đề tài:
• Xác định nồng độ Crom thích hợp để vi sinh vật sống
• Xác định ở thời gian lưu nước bao lâu thì hiệu quả xử lí là tốt nhất
• Ở nồng độ bao nhiêu thì vi sinh vật xử lí tốt nhất.
1.3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu về đặc tính hóa học, dạng tồn tại của Cr trong nước thải xi mạ, ảnh
hưởng của nước thải xi mạ đến môi trường
Nghiên cứu một chế phẩm sinh học trên thị trường, các chủng vi sinh vật và phạm
vi sử dụng
Thiết lập mô hình xử lý Cr bằng 3 chế phẩm sinh học : Cleaner, Bio- EMS, Bio-
DW.
Xác định nồng độ Cr tối đa vi sinh vật xử lý được
So sánh hiệu quả giữa các chế phẩm sinh học

1.6. .Ý nghĩa đối với khoa học và thực tiễn:
Ý nghĩa khoa học:
- Tìm ra ngưỡng chịu đựng Cr tối đa của vi sinh vật trong các chế phẩm sinh học
trên thị trường hiện nay
- Góp phần :
• Chứng thực được khả năng xử lý nước thải xi mạ của các vi sinh vật
4
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
• Khi đã chứng thực được, tiến hành xây dụng mô hình xử lý tối ưu nhất.
1.7. Phạm vi đề tài:
-Không gian: đề tài tiến hành Quận Bình Thạnh, TP HCM
-Thời gian bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 6./2011
1.8. Phương hướng mở rộng của đề tài
-Mở rộng nghiên cứu với nhiều loại nước thải.
-Mở rộng nghiên cứu với nhiều chế phẩm sinh học khác nhau.
- Mở rộng nghiên cứu với nhiều loại KLN.
1.9. Cấu trúc đồ án
-Chương 1: Mở Đầu
-Chương 2: Tổng quan ngành xi mạ
-Chương 3: Vật liệu và phương pháp
-Chương 4: Kết quả nghiên cứu
-Chương5: Đánh giá và thảo luận
-Chương 6: Kết luận- kiến nghị- tài liệu tham khảo
5
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGÀNH XI MẠ
2.1 Tổng quan về ngành xi mạ
2.1.1 Tổng quan về xi mạ

kiềm
o Chất ô nhiễm hình thành cặn lơ lửng như hydroxit,
cacbonat và photphat
o Chất ô nhiễm hữu cơ như dầu mỡ, EDTA …
Các cuộc khảo sát cho thấy các quá trình
trong ngành xử lý kim loại khá đơn giản và tương tự nhau. Nguồn chất thải
nguy hại phát sinh từ quá trình làm mát, lau rửa và đốt cháy dầu. Xử lý kim loại
đòi hỏi một số hoá chất như axit sunfuric, HCl, xút,…để làm sạch bề mặt kim
loại trước khi mạ. Thể tích nước thải được hình thành từ công đoạn rửa bề mặt,
làm mát hay làm trơn các bề mặt kim loại khá lớn, gây ô nhiễm nguồn nước và
ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng.
Bảng 2.1 Thành phần và đặc tính nước thải cơ sở xi mạ ở TPHCM.
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ TCVN
5945-1995
Cột B Cột C
pH - 2-3 5,5-9,0 -
Đồng(Cu) mg/l 15-2000 1,0 5,0
Sắt(Fe) mg/l 1-50 5,0 10,0
SO4
-
mg/l 400 25 38
Kẽm(Zn) mg/l 20-150 1,0 5,0
Niken(Ni) mg/l 5-85 1,0 2,0
Cro6m(Cr
6+
) mg/l 1-100 0,1 0,5
Bảng trên cho thấy nước thải ô nhiễm chủ yếu do các chất kiềm, axit và kim loại
nặng Crôm và Niken,Đồng, Kẽm ,Sắt.
7
SVTH: VÕ VĂN TRUNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
o Dung dịch vàng: dung dịch xianua, vàng nằm trong phức NaAu(CN)
2
và
xianua tự do. Có thể sử dụng phức vàng-sunfit.
o Dung dịch đồng: axit + đồng sunfat hoặc đồng borflorua.
o Dung dịch đồng xianua (phức) và xianua tự do, dung dịch đồng dạng
polyphotphat và muối amoni.
o Dung dịch niken: muối niken sunfat, clorua và axit yếu (axit boric) hoặc
dung dịch niken trên nền của axit amonisulfonic.
o Dung dịch bạc: dung dịch bạc xianua hoặc dung dịch bạc thisunfat.
o Dung dịch kẽm: phức kẽm xianua và xianua tự do hoặc kẽm sunfat,
clorua với axit boric hoặc muối amoni làm chất đệm.
Một ví dụ về công nghệ xi mạ phụ tùng xe đạp và xe máy ở thành phố Hồ Chí
Minh:
Nguyên liệu  ngâm HCl  thùng quay NaOH  mài cát  nấu NaOH (tẩy bề
mặt)  mạ Niken  mạ Crôm  ly tâm  sấy khô  thành phẩm.
2.1.3 Đặc tính của nước thải ngành xi mạ
Nước thải trong các cơ sở xi mạ chứa thành phần rất độc hại đối với con người, sinh
vật và môi trường. Trong đó, nước thải sinh ra chủ yếu từ quá trình tẩy rửa sản phẩm,
bình thường cần đến 2m3 cho 1m2 sản phẩm (Hoàng, 2001). Vì rửa là công đoạn rất
cần thiết nhằm tránh hóa chất từ bể này theo vật liệu sang bể khác, tăng độ dính bám
của lớp mạ, loại bỏ hết hóa chất khỏi sản phẩm để đảm bảo vẻ đẹp và độ bền cho hàng
hóa. Như vậy, trong công nghệ xi mạ, rửa là một khâu quan trọng quyết định lương
nước tiêu thụ cho sản xuất cũng như tải lượng chất ô nhiễm tải ra môi trường. Do đó,
tổng lượng nước tiêu thụ sẽ rất lớn, đồng thời lượng nước thải mang nhiều hóa
chất độc hại cần xử lý cũng không nhỏ.
9
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN

Sunphat, Cromat, Amoni.
Bảng 2.2 Nguồn và thành phần gây ô nhiễm trong nước thải xi mạ
Nguồn thải Thành phần gây ô nhiễm
Quay bóng
ướt
Nước thải axit Sunfuaric, các chất hoạt động bề mặt
Tẩy dầu mỡ Các chất dầu mỡ, dung môi
Tẩy gỉ Dung dịch axit
Mạ Niken Nước thải chứa kim loại nặng, muối Niken, muối Florua, axit Boric,
axit Sunfuaric
Mạ Crom Nước thải có chứa cromat, axit sunfuaric, axit cromic
(Nguồn: Thùy Trang, 2005)
Nhìn chung, đặc tính của nước thải công nghiệp xi mạ của các nhà máy trên thế
giới không ổn định. Tùy thuộc vào công nghệ sản xuất mà có các ion đặc trưng,
với mỗi công nghệ như mạ Đồng, Kẽm, Niken hay Crom,… thì nồng độ đặc
trưng của các ion trong nước thải rất cao. Với điều kiện như vậy, khi xử lý nước
thải ta nên tách nước thải thành các công đoạn nhằm đưa ra phương pháp xử lý
phù hợp
2.2 Ô nhiễm môi trường của nước thải xi mạ:
2.2.1 Ảnh hưởng đến môi trường:
- Là độc chất đối với cá và thực vật nước
- Tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất lí hoá
của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị
chết hoặc thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ
sinh học, ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu về dài.
11
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
- Ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống

Thiếu: Lượng kẽm nhỏ hơn 10 - 20mg/ 1kg.
Đủ: Giữa 25 - 150mg/ 1kg.
Thừa: > 400mg/ 1kg, sẽ gây độc.
Bảng 2.3 Thành phần Zn trong nước thải qua cống rãnh
Thành phần nguyên tố Đất (mg/kg) Nước thải (mg/kg)
USA Europe
zn 10 – 300 1700 2780
Tuy nhiên, nhiều tác giả khác nhau lại đề cập đến những thông số về mức độ xuất hiện
của kẽm trong các loài thực vật khác nhau. Kẽm trong bùn thải có nguồn gốc từ những
hoạt động sản xuất công nghiệp, rác thải đô thị. Trong bùn thải, Zn tồn tại dưới dạng
thể rắn và được tạo thành trong quá trình xử lý nước thải. Lượng Zn trong bùn thải
thường cao gấp nhiều lần Zn trong đất: Từ 700-49000mg/kg (Độc học môi trường, Lê
Huy Bá, 2000).
Kẽm được sử dụng trong sản xuất các hợp kim, thuốc nhuộm, dây cáp, phân bón và
thuốc bảo vệ thực vật.
13
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
Các muối kẽm hòa tan đều độc, khi bị ngộ độc sẽ cảm thấy miệng có vị kim loại, đau
bụng, mạch chậm, co giật…
 Crôm
Crôm được sử dụng trong công nghiệp làm thuốc nhuộm, sơn, mạ, xử lý bề mặt, thuộc
da và tẩy trắng.
Độc tính của crôm khác nhau tùy vào độ oxy hóa của crôm. Crôm III vô hại trong khi
crom IV độc hơn. Các muối crom IV gây ngứa, viêm loét da, chậm phát triển, tổn
thương gan và thận. Crôm IV còn gây đột biến và ung thư cho người.
 Thủy ngân
Thủy ngân là kim loại có thể tạo muối ở dạng ion. Thủy ngân cũng có ở dạng các hợp
chất hữu cơ thủy ngân, sử dụng trong nông nghiệp (thuốc chống nấm) và công nghiệp
(làm điện cực). Thủy ngân còn có trong các chất thải công nghiệp, phân hóa học,…

protein, chất béo ở động vật hữu nhũ. Dấu hiệu của thiếu hụt Crôm ở người gồm có
giảm cân, cơ thể không thể loại đường ra khỏi máu, thần kinh không ổn định. Tuy
nhiên với hàm lượng cao Crôm làm giảm protein, axit nucleic và ức chế hệ thống
men cơ bản.
15
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
Cr(VI) độc hơn Cr(III). IARC đã xếp Cr(VI) vào nhóm 1, Cr(III) vào nhóm 3 đối
với các chất gây ung thư. Hít thở không khí có nồng độ Crôm (ví dụ axit crômic
hay Cr(III) trioxit) cao (>2μg/m
3
) gây kích thích mũi làm chảy nước mũi, hen
suyễn dị ứng, ung thư (khi tiếp xúc với Crôm có nồng độ cao hơn 100-1000 lần
nồng độ trong môi trường tự nhiên). Ngoài ra Cr(VI) còn có tính ăn mòn, gây dị
ứng, lở loét khi tiếp xúc với da.
2.2.3.3 Nồng độ giới hạn:
US. EPA giới hạn nồng độ tối đa cho phép của Cr(VI) và Cr(III) trong nước uống là
100 μg/l.
Quy định của SHA về nồng độ của Crôm trong không khí tại nơi làm việc là:
Giới hạn tiếp xúc nghề nghiệp cho ngày làm việc 8 giờ, tuần làm việc 40 giờ là
500 μg/m
3
đối với Crôm tan trong nước và 1000 μg/m
3
đối với Crôm kim loại và
muối không tan.
Nồng độ của Crôm trioxit (axit crômic) và các hợp chất của Cr(VI) trong không
khí tại nơi làm việc không cao hơn 52 μg Cr(VI)/m
3
cho ngày làm việc 10 giờ,

cơ sở đều không đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép: hàm lượng chất hữu cơ cao,
chỉ tiêu về kim loại nặng vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, COD dao động
trong khoảng 320 - 885mg/lít do thành phần nước thải có chứa cặn sơn, dầu
nhớt
Hơn 80% nước thải của các nhà máy, cơ sở xi mạ không được xử lý.
Chính nguồn thải này đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường
nước mặt, ảnh hưởng đáng kể chất lượng nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai.
Ước tính, lượng chất thải các loại phát sinh trong ngành công nghiệp xi mạ
17
SVTH: VÕ VĂN TRUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN
trong những năm tới sẽ lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm. Điều này cho thấy các
khu vực ô nhiễm và suy thoái môi trường ở nước ta sẽ còn gia tăng nếu không
kịp thời đưa ra các biện pháp hữu hiệu.
2.4 Các phương pháp xi mạ
Phương pháp xử lý nước thải xi mạ phổ biến nhất là dùng phương pháp hoá học rồi
đến trao đổi ion, phương pháp chưng cất, phương pháp điện thẩm tích. Chọn
phương pháp nào là tuỳ chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật cho phép, điều kiện môi trường
địa phương, yêu cầu, mục đích dùng lại hoặc thải thẳng ra môi trường… Chọn
phương pháp nào cũng phải bảo đảm chất lượng môi trường theo TCVN 5945-
1995.
2.4.1 Phương pháp kết tủa:
Quá trình kết tủa thường được ứng dụng cho xử lý nứơc thải chứa kim loại nặng.
Kim loại nặng thường kết tủa ở dạng hydroxit khi cho chất kiềm hóa (vôi, NaOH,
Na
2
CO
3
,…) vào để đạt đến giá trị pH tương ứng với độ hoà tan nhỏ nhất. Giá trị pH
này thay đổi tuỳ theo kim loại. Độ hoà tan nhỏ nhất của Crôm ở pH 7.5 và kẽm là

ở dạng khí
nén trong các bình chịu áp. Quá trình khử hiệu quả trong môi trường pH thấp. Vì
vậy các hoá chất khử sử dụng thường là các chất mang tính axit mạnh. Trong quá
trình khử, Fe
2+
sẽ chuyển thành Fe
3+
. Nếu sử dụng meta-bisulfit hoặc sulfur dioxit,
ion SO
3
2-
chuyển thành SO
4
2-
.
Phản ứng tổng quát như sau:
Cr
6+
+ Fe
2+
+ H
+
 Cr
3+
+ Fe
3+
Cr
6+
+ Na
2

2+
thành Fe
3+
. Phản ứng xảy ra nhanh hơn ở pH nhỏ hơn 3. Axit có thể
được thêm vào để đạt pH thích hợp. Sử dụng FeSO
4
là tác nhân khử có điểm bất lợi
khối lượng bùn sinh ra khá lớn do cặn Fe(OH)
3
tạo thành khi cho chất kiềm hoá
vào. Để thu được phản ứng hoàn toàn, cần thiết phải thêm lượng FeSO
4
dư, khoảng
2.5 lần so với hàm lượng tính toán trên lí thuyết.
Lượng axit cần thiết cho quá trình khử Cr
6+

phụ

thuộc vào độ axit của nước thải
nguyên thuỷ, pH của phản ứng khử và loại hoá chất sử dụng.
Xử lý từng mẻ (batch treatment) ứng dụng có hiệu quả kinh tế, khi nhà máy xi mạ
có lưu lượng nước thải mỗi ngày ≤ 100m
3
/ngày. Trong xử lý từng mẻ cần dùng hai
19
SVTH: VÕ VĂN TRUNG