Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
Lời cảm ơn
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Viện Kỹ Thuật Hóa Học,
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, những người đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt
những kiến thức bổ ích cho em, giúp em lựa chọn được hướng đi nghề nghiệp phù
hợp với bản thân. Đặc biệt là cô Trần Thị Thanh Thủy, người đã tận tình giúp đỡ,
hướng dẫn và cung cấp tài liệu giúp em tìm hiểu đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn Viện Kĩ thuật hóa học, trường Đại học Bách Khoa Hà
Nội đã tạo điều kiện cho em được tìm hiểu, nghiên cứu, giúp em nâng cao được
hiểu biết và những kĩ năng tìm kiếm thông tin, làm việc nhóm.
Vì kinh nghiệm thực tế chưa có, chỉ dựa vào lý thuyết cộng với thời gian hạn hẹp
nên không thể tránh khỏi sai sót. Kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét từ phía
quý thầy cô để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn và rút ra được những
kinh nghiệm bổ ích để em có thể áp dụng vào thực tiễn một cách hiệu quả trong
tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Phạm Thị Kim Anh
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 1
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
Khái quát chung về ngành kĩ thuật hóa học
Hóa học hình thành như một khoa học độc lập mới chỉ vài trăm năm, nhưng
mầm mống của hóa học có từ hàng chục nghìn năm về trước. Ngay từ xã hội
Cộng sản nguyên thủy, với việc tìm ra lửa, con người đã biết dùng lửa để
sưởi ấm, chế biến thức ăn và sau này chế biến nhiều sản phẩm khác. Có thể
nói phản ứng cháy là phản ứng đầu tiên con người biết đến và sử dụng nhiều
nhất và sớm nhất vì sự phát triển của xã hội loài người. Hóa học phát triển
rất lấu trước chúng ta, từ những trung tâm văn hóa lớn của thế giới như Ai
Cập, Trung Quốc, Ấn Độ Trải qua nhiều thời kỳ hình thành và phát triển,
hóa học mới có diện mạo như ngày nay, với những cơ sở lý thuyết vững
vàng và kiến thức thực nghiệm đầy sức thuyết phục.
khoa học thự sự của hóa học. Cùng với sự hình thành thuyết nguyên tử - phân
tử, một hệ thống khái niệm khoa học chặt chẽ được xây dựng: nguyên tử, phân
tử, khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử, công thức, phương trình hóa
học
Bước chân vào ngành Kĩ thuật Hóa học chúng ta có thể làm:
Nhà nghiên cứu: liên tục tìm tòi, tạo ra sản phẩm hóa học mới với những tính năng
mới, hợp chất hữu cơ hay vô cơ mới, các công nghệ sản xuất mới… là công việc của
nhà hóa học trong lĩnh vực Kĩ thuật Hóa học.
Nhà kỹ thuật: là cầu nối biến các nghiên cứu công nghệ trong phòng thí nghiệm
thành những dây chuyền sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp để làm ra các sản
phẩm chúng ta vẫn dùng hàng ngày.
Kỹ sư điều hành: trở thành một kỹ sư điều hành nghĩa là bạn sẽ làm việc trong các
nhà máy, xí nghiệp, điều khiển và giám sát hoạt động của một hay một số dây chuyền
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 3
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
sản xuất. Trong tay bạn là cuốn sổ và cây bút. Hoạt động và hiệu quả dây chuyền sản
xuất phụ thuộc vào năng lực của bạn.
Một nhà tư vấn quản lý hay chuyển giao công nghệ: Trở thành nhà tư vấn quản lý
hay chuyển giao công nghệ, bạn sẽ làm việc với các công ty cung cấp và công ty tiếp
nhận công nghệ. Cao hơn nữa, bạn sẽ tư vấn cho Nhà nước về Công nghệ Hóa học.
Nhà giáo: Lúc này, bạn là cầu nối tri thức, trao kho tàng Công nghệ Hóa học vào tay
những người trẻ tuổi, để họ tiếp tục ứng dụng và phát triển chúng lên cao mãi mãi.
=>Những tố chất giúp bạn thành công:
- Tình yêu với ngành kĩ thuật hóa học
- Có thiên hướng về khoa học tự nhiên, đặc biệt là hóa học
- Ưa thích công việc tìm tòi, nghiên cứu
- Sự kiên trì và tính cẩn thận
Giới thiệu về Viện Kỹ thuật Hóa học
Tháng 7 năm 1956 Khoa Hóa-Thực phẩm là một trong
những Khoa được thành lập đầu tiên của Trường Đại học Bách Khoa Hà nội.
nhôm, phân lân nung chảy…
Thời kỳ đổi mới
Giai đoạn 1975-1995: Trong thời gian này đội ngũ cán bộ của Khoa đông về số
lượng, mạnh về chất lượng nhưng theo yêu cầu chung, Khoa phải chia sẻ bộ phận
cán bộ quản lý và cán bộ giảng dạy có năng lực chuyên môn để xây dựng các
trường Đại học phía Nam như Trường Đại học Huế, Đà nẵng, Bách Khoa Hồ Chí
Minh, Kỹ thuật Thủ Đức, Cần Thơ.
Năm 1980, thầy Trần Minh Hoàng và Bùi Long Biên là những cán bộ giảng dạy
đầu tiên của Khoa bảo vệ thành công luận án Phó Tiến Sỹ (nay là Tiến Sỹ) và năm
1991 thầy Từ Văn Mặc là cán bộ đầu tiên bảo vệ thành công luận án Tiến Sỹ (nay
là Tiến Sỹ Khoa học) tại Trường Đại học Bách Khoa Hà nội.
Một số Phòng thí nghiệm chuyên đề cũng được thành lập như Phòng thí nghiệm
chuyên đề Silic (1976); nguyên tố hiếm và phóng xạ (1973), Trung tâm nghiên cứu
Vật liệu Vô cơ (1990). Tháng 10/1977, Bộ môn Xenluloza & Giấy của Khoa Kỹ
thuật thực phẩm (Trường Đại học Công nghiệp nhẹ) nhập vào Bộ môn Công
nghiệp Hóa học của Khoa, đồng thời Khoa cũng mở thêm 1 số ngành mới lần đầu
tiên ở Việt Nam: Công nghệ In và gia công ấn phẩm, Công nghệ khai thác muối
biển. Lúc này Khoa có các Bộ môn: Hóa lý, Hóa Phân tích, Hóa Hữu cơ cơ bản,
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 5
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
Hóa Vô cơ-Đại cương, Nguyên lý Quá trình và Thiết bị trong Công nghệ Hóa học,
Kỹ thuật các chất Vô cơ, Kỹ thuật Điện hóa, Kỹ thuật Vật liệu Silicat, Kỹ thuật Vật
liệu cao phân tử, Kỹ thuật Tổng hợp Hữu cơ, Kỹ thuật Nhiên liệu, Máy và Thiết bị
Công nghiệp Hóa chất.
Năm 1984, thành lập Khoa Hóa-Thực phẩm trên cơ sở Khoa Hóa và Khoa Công
nghiệp Thực phẩm gồm có 6 Bộ môn lớn: Bộ môn Hóa cơ bản (Hóa lý, Phân tích,
Vô cơ-Đại cương); Bộ môn Quá trình-Thiết bị Công nghệ Hóa học (Hóa công,
Công nghiệp Hóa học, Máy hóa chất, Máy thực phẩm), Bộ môn Kỹ thuật các chất
Vô cơ (Xây dựng công nghiệp, Kỹ thuật các chất Vô cơ, Điện hóa, Kỹ thuật
Silicat), Bộ môn Kỹ thuật các chất Hữu cơ (Tổng hợp Hữu cơ, Hữu cơ cơ bản, Cao
lập Bộ môn Công nghệ In và năm 2006, tách nhóm Xenluloza & Giấy và nhóm
Hóa dược-Hóa chất bảo vệ thực vật từ Bộ môn Công nghệ Hữu cơ-Hóa dầu để
thành lập các Bộ môn độc lập.
Hiện nay Khoa quản lý khoảng 1800 sinh viên hệ đại học chính quy, ngoài ra còn
đào tạo các lớp tại chức, liên kết đào tạo cùng các trường đại học khác với 11 mã
ngành, đào tạo sau đại học khoảng 300 học viên. Đã xây dựng xong chương trình
đào tạo theo hệ thống tín chỉ để áp dụng cho K52. Quan hệ quốc tế được mở rộng
với các nước như Bỉ, Hà Lan, Áo, Nga, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc v.v…
Vậy là từ tháng 7-1999 đến nay, trên cơ sở các nhóm ngành Hoá học hình thành
Khoa Công nghệ Hoá học gồm 14 Bộ môn và 01 Phòng thí nghiệm Công nghê Lọc
Hoá dầu & Vật liệu Xúc tác.
Trong hơn 50 năm qua, Khoa Công nghệ Hoá học đã đào tạo được trên 12000 Kỹ
sư, trên 400 Thạc sỹ và Tiến sỹ, 02 Tiến sỹ Khoa học. Một số cán bộ trong Khoa
đã được phong tặng các danh hiệu cao quý, gồm 2 danh hiệu Nhà giáo Nhân dân,
24 danh hiệu Nhà giáo Ưu tú, 9 chức danh Giáo sư, 43 Phó Giáo sư. Khoa đã biên
soạn được nhiều bài giảng, giáo trình dùng cho sinh viên, học viên cao học, nghiên
cứu sinh thuộc ngành Hoá học, Kỹ thuật Hóa học của Trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội cũng như các trường đại học khác.
Trong 5 năm gần đây (2004-2009), Khoa đã thực hiện trên 30 đề tài nghiên cứu
Khoa học Cơ bản cấp Nhà nước, 80 đề tài cấp Bộ, 161 đề tài cấp Trường, 11 dự án
hợp tác với Vương quốc Bỉ (VLIR), 8 dự án ươm tạo công nghệ, 4 Nghị định thư
với Ý, Nhật, Bỉ, Đan Mạch, và nhiều hợp đồng chuyển giao công nghệ. Nhiều đề
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 7
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
tài nghiên cứu khoa học của Khoa đã đạt được các giải thưởng VIFOTEC, giải
thưởng Khoa học Kỹ thuật Thanh niên. Khoa đã thiết lập quan hệ hợp tác với nhiều
Trường Đại học, Viện nghiên cứu và các Tập đoàn lớn trong nước cũng như trên
thế giới.
Ngày 29 tháng 12 năm 2010, theo quyết định số 2517/QĐ-ĐHBK-TCCB của Hiệu
trưởng Trường ĐHBK HN, Viện Kỹ thuật Hóa học đã được chính thức thành lập.
nhiên của các nguyên tố phóng xạ.
Các chỉ tiêu quan trọng của nước cần được xem xét trong cấp nước là độ pH, độ
trong, độ cứng, hàm lượng sắt, mangan và các chỉ số coli.
Các tính chất đặc trưng của nước thải gồm: pH, hàm lượng rắn, cầu oxy sinh hóa
BOD hoặc nhu cầu oxy hóa học COD, các dạng nitơ, photpho, dầu mỡ, mùi, màu
sắc, các kim loại nặng trong nước thải công nghiệp.
Việc nước thải chỉ qua xử lý bằng phương pháp thông thường đã đẩy nhanh quá
trình phì dưỡng do sự phát triển bùng nổ của tảo và các thực vật khác, làm giảm
chất lượng nước, cản trở việc sử dụng lại nước và các hoạt động nghỉ ngới giải trí.
Do đó nay đã phát triển và ứng dụng các phương pháp xử lý cấp ba vào các dây
chuyền xử lý nước và nước thải.
Nước thải thường được thải ra sông, suối, ao, hồ,… dẫn đến việc gây ô nhiễm
nguồn nước. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh thái. Nước thải mang theo
nhiều vi khuẩn độc hại. Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỷ lệ người
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 9
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu
chảy, ung thư… ngày càng tang. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày
càng tăng. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại
bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt. Môi trường sinh thái bị ô
nhiễm nghiêm trọng, làm chết các sinh vật, phù lấp không gian sinh tồn, cản trở
hoạt động bình thường của vi sinh vật…
1.1. Ảnh hường do nước thải gây ra đối với nguồn nước tiếp nhận
a) Xuất hiện các chất nổi trên mặt nước hoặc có cặn lắng
Các hiện tượng nhiễm bẩn này thường do nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực
phẩm hoặc từ các xí nghiệp có chứa dầu mỡ, các sản phẩm mỡ. Chúng tạo nên lớp
màng dầu, mỡ nổi trên mặt nước và nếu cận nặng thì lắng xuống đáy.
Chúng làm cho nước có mùi vị đặc trưng, làm giảm lượng oxi trong nước nguồn.
Với hàm lượng dầu 0,2 – 0,4 mg/l sẽ làm cho nước có mùi dầu. Khử mùi dầu là
một việc làm khó khan.
cống thoát của một thành phố. Là hỗn hợp của các nước thải kể trên.
Các nguồn được xác định bao gồm nước thải công nghiệp và nước thải đô thị. Các
cửa cống xả nước mưa và tất cả các nguồn thải vào nguồn tiếp nhận nước qua các
hệ thống cống và kênh thải.
Các nguồn không xác định bao gồm nước chảy trôi trên bề mặt đất, nước mưa và
các nguồn nước khác.
1.3. Hiện tượng nước bị ô nhiễm
a) Màu sắc
Nước sạch trong suốt và không màu. Nếu bề dày của nước lớn ta có cảm giác nước
màu xanh nhẹ, đó là do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định của ánh sáng
Mặt trời. Nước có màu xanh đậm, hoặc có váng trắng chứng tỏ trong nước có nhiều
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 11
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
chất phú dưỡng hoặc các thực vật nổi phát triển quá mức và sản phẩm phân hủy
thực vật đã chết.
Sự phân hủy các chất hữu cơ làm xuất hiện axit humic và fulvic (mùn) hòa tan làm
nước có màu vàng. Nước thải các khu công nghiệp có nhiều màu sắc khác nhau.
Khi nước bị ô nhiễm có màu sẽ cản trở sự truyền ánh sáng Mặt Trời vào nước.
Cách xác định: màu sắc của nước thường được xác định bằng phương pháp so màu
với các dung dịch chuẩn, sau khi đã lọc bỏ các chất không tan.
b) Mùi vị
Nước sạch không có mùi, vị. Nước có mùi vị khó chịu là nước bị ô nhiễm. Nguyên
nhân là do sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ hoặc do nguồn nước thải có những
chất khác nhau. Ví dụ: mùi trứng thối H
2
S, mùi cá ươn của amin CH
3
NH
3
,…
không dùng được trong công nghiệp và sinh hoạt.
Cách xác đinh: dùng giấy lọc bằng xanh để lọc nước loại bỏ những phần tử không
tan lơ lửng trong nước. Lấy 250 ml nước đã lọc, đun trên bếp cách thủy đến cạn
khô, sau đó sấy cặn ở 108
0
C, đem cân cặn và tính tổng hàm lượng chất rắn tan
trong nước ra mg/l.
f) Chất keo
Các chất keo là các vật chất rất nhỏ có đường kính từ 0.001 (µm) đến 1 (µm). Vì
nhỏ nên chất keo tồn tại lơ lửng trong nước nên dễ tiếp xúc tối đa với nước và các
chất tan có thể hòa tan trong nước.
g) Độ cứng của nước
Trong các cation, ion canxi thường có nồng độ cao nhất và có ảnh hưởng lớn nhất
đối với hóa học môi trường nước. Các khoáng chất tạo thành các nguồn ion canxi
chủ yếu trong nước là thạch cao CaSO
4
.2H
2
O, CaSO
4
, đolomit: CaMg(CO
3
)
2
,
aragonit.
Canxi xuất hiện trong nước là do sự cân bằng giữa canxi và các hợp chất magie
cacbonat cùng với CO
2
tan trong nước, làm tăng độ cứng của nước.
4
-
, CO
2
, H
2
S, các protein, các
axit béo và các ion kim loại có tính axit. Độ axit của nước có nguồn gốc khác nhau
do quá trình thủy phân, oxi hóa khoáng vật và chất hữu cơ, hoạt động vi sinh,…
Cách xác đinh:
Độ axit toàn phần (m) (pH < 4.5): lấy 100 ml mẫu nước cho vào bình tam
giác dung tích 250 ml, thêm 2-3 giọt metyl da cam và tiến hành chuẩn độ
bằng dung dịch NaOH 0.01M đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu
vàng hết a ml. Nếu dùng máy đo pH thì chuẩn độ đến pH = 4.5.
Độ axit toàn phần (p) (pH=8.3): lấy 100 ml mẫu nước cho vào bình tam giác
250 ml, thêm 2-3 giọt phenolphthalein và chuẩn độ bằng dung dịch NaOH
0.01M đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng hết b ml. Nếu dùng máy đo pH
thì kết thúc chuẩn độ khi pH = 8.3.
j) Độ kiềm
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 14
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
Độ kiềm được định nghĩa là hàm lượng các chất có trong nước có khả năng phản
ứng với axit mạnh. Độ kiềm rất quan trọng trong việc xử lý nước và trong môi
trường hóa sinh của các loại nước tự nhiên. Thông thường người ta cần phải xác
định được nồng độ kiềm để tính toán khối lượng các hóa chất cần thêm vào khi xử
lý nước.
Cách xác đinh:
Độ kiềm tự do (m): lấy 100 ml mẫu nước, sau đó chuẩn độ bằng dung dịch
HCl 0.01M với chỉ thị phenolphthalein đến khi mất màu hồng hết a ml. Nếu
dùng máy đo pH thì kết thúc chuẩn độ khi pH=8.3.
sâu,…
Tiêu chuẩn cho phép của WHO nồng độ asen trong nước uống là 50 µg/l. Trong
nước sạch hàm lượng asen là 0.4 – 1 µg/l.
Asen thường được xác định bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử.
• Cađimi (Cd)
Là kim loại được sử dụng nhiều trong công nghiệp luyện kim và chế tạo đồ nhựa,
hợp chất của nó được sử dụng chủ yếu trong sản xuất pin. Cađimi xâm nhập vào
nước qua đường tự nhiên và nhân tạo. Nguồn tự nhiên do bụi núi lửa, bụi vũ trụ,…
Nguồn nhân tạo từ công nghiệp luyện kim, mạ, sơn, chất dẻo, lọc dầu.
Tiêu chuẩn WHO qui định nồng độ Cd cho nước uống ≤ 0.003 mg/l, tiêu chuẩn
Việt Nam cho phép đối với nước sinh hoạt và nước ngầm là ≤ 0.001 mg/l.
Được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.
• Crom (Cr)
Là kim loại màu trắng, trong nước thường tồn tại hai dạng ion Cr (III), Cr (VI). Cr
(III) không độc nhưng Cr (VI) độc. Crom xâm nhập vào nguồn nước từ các nguồn
nước thải của các nhà máy mạ điện, nhuộm, mực viết, mực in, in tráng ảnh,…
Tiêu chuẩn WHO qui định hàm lượng Cr trong nước uống là ≤ 0.05 mg/l.
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 16
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
Xác định bằng phương pháp quang phổ phát xạ, phương pháp kích hoạt nơtron
hoặc khối phổ.
• Mangan (Mn)
Là nguyên tố vi lượng, gây độc mạnh với nguyên sinh chất của tế bào. Mangan đi
vào môi trường nước do quá trình rửa trôi, sói mòn và do các chất thải công nghiệp.
Tiêu chuẩn của WHO qui định trong nước uống hàm lượng Mn không quá 0.1
mg/l. Để xác định Mn có thể sử dụng các phương pháp phân tích hóa học.
2. Các thông số đặc trưng của nước thải
2.1. Hàm lượng chất rắn
Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất của nước thải. Nó bao
gồm các chất rắn nổi, lơ lửng, keo và tan. Do đó khi phân tích, tổng chất rắn được
- Thuốc trừ sâu
- Phenol
- Protein
- Các chất hoạt động bề mặt
- Các chất khác
Nguồn gốc vô cơ:
- Độ kiềm
- Clorua
- Các kim loại nặng
- Nito
- pH
- photpho
- Lưu huỳnh
- Các chất độc
- Các khí
H
2
S
CH
4
O
2
Thành phần sinh học:
- Các động vật
- Thực vật
- Sinh vật nguyên sinh
- Virut
xuất
- Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản
xuất
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
Các chất hữu cơ phân
hủy sinh học
Gồm protein, cacbonhydrat và chất béo. Các chất hữu
cơ phân hủy sinh học được đo bằng chỉ tiêu BOD và
COD. Nếu thải chúng trực tiếp vào môi trường, quá
trình ổn định sinh học của chúng có thể dẫn đến giảm
lượng oxy trong nước tự nhiên và là nguyên nhân gây
mùi
Các nhân tố gây bệnh Rất nhiều bệnh có thể lan truyền qua các vi khuẩn gây
bệnh trong nước thải
Các chất dinh dưỡng Cả nito và photpho cùng với cacbon là những chất dinh
dưỡng chính cho sự phát triển của các sinh vật ngoài ý
muốn trong môi trường nước. còn khi thải chúng với
một lượng dư vào đất sẽ làm ô nhiễm nước ngầm
Các chất hữu cơ trơ Các chất hữu cơ này không bị phân hủy bời các phương
pháp xử lý nước thải thông thường. Ví dụ điển hình là
chất hoạt động bề mặt, phenol và một số hóa chất bảo
vệ trong nông nghiệp
Kim loại nặng Các kim loại nặng thường nhiễm vào nguồn nước do
các hoạt động công nghiệp. Chúng cần được khử ra
khỏi nước thải
Các chất rắn vô cơ
hòa tan
Các thành phần vô cơ như canxi, natri, sunfat có mặt
trong nước thải sinh hoạt trong quá trình sử dụng nước.
Nếu nước thải đó muốn sử dụng lại thì phải khử bỏ
chúng
2.2. Hàm lượng oxy hòa tan DO (Dissolved Oxygen)
Một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước là hàm lượng oxy hòa tan, vì
xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch natri thiosunfat (Na
2
S
2
O
3
).
Hiện nay người ta sản xuất được các máy đo DO (Oxygen meter) có độ chính xác
cao phục vụ nghiên cứu và quan trắc môi trường. Việc xác định thông số về hàm
lượng oxy hòa tan có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì điều kiện khí của nước
tự nhiên và quá trình phân hủy hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải. Mặt khác
hàm lượng oxy hòa tan còn là cơ sở của phép phân tích xác định nhu cầu oxy sinh
hóa. Đó là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải.
2.3. Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Nhu cầu oxy sinh hóa là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của
chất thải trong nước thải của công nghiệp.
BOD được định nghĩa là lượng oxy vi sinh vật đã sử dụng trong quá trình oxy hóa
các chất hữu cơ. Phương trình tổng quát của phản ứng này như sau:
Vi khuẩn
Chất hữu cơ + O
2
CO
2
+ H
2
O + tế bào mới + sản phẩm có định
Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các sinh vật sử
dụng oxy hòa tan. Vì vậy xác định tổng lượng oxy hòa tan cân thiết cho quá trình
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 20
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
30
o
C trong 3 ngày).
Hạn chế của phương pháp phân tích BOD:
1. Yêu cầu mật độ vi sinh vật trong mẫu phân tích cần đủ lớn và các vi sinh vật
bổ sung vào mẫu cần được thích nghi với môi trường.
2. Khi chất thải có chứa các chất độc hại cần xử lý sơ bộ trước khi phân tích,
cần chý ý giảm ảnh hưởng của các vi sinh vật nitrat hóa.
3. Chỉ đo được hàm lượng các chất hữu cơ có thể bị phân hủy bằng con đường
sinh học.
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 21
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
4. Thí nghiệm không có giá trị cân bằng sau khi các chất hữu cơ hòa tan trong
dung dịch đã bị sử dụng.
5. Thời gian phân tích quá dài, phải sau 5 ngày mới có kết quả.
2.4. Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical Oxygen Demand)
Chỉ số này được dùng rộng rãi để biểu thị hóa hàm lượng chất hữu cơ trong nước
thải và mức độ ô nhiễm nước tự nhiên. COD được định nghĩa là lượng oxy cần
thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO
2
và
nước. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa
được xác định khi sư dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường
axit. Phương pháp phổ biến nhất để xác định COD là phương pháp bicromat và cơ
chế của nó theo phương trình phản ứng sau:
Ag
2
SO
4
Các chất hữu cơ + Cr
các chất hữu cơ. Vì thành phần của nước thải rất phức tạp nên không thể tính được
nhu cầu oxy theo lý thuyết. Trong thực tế chỉ số này có thế tính gần đúng trên cơ sở
chỉ só COD.
2.5. Các chất dinh dưỡng
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 22
Xử lý nước thải nhà máy giấy GVHD: Trần Thị Thanh Thủy
a) Hàm lượng nito
Nito và photpho là những nguyên tố chủ yếu cần thiết cho các sinh vật nguyên sinh
và thực vật phát triển, chúng là những chất dinh dưỡng hoặc kích thích sinh học.
Nito là nguyên tố chính xây dựng tế bào tổng hợp protein nên số liệu về chỉ tiêu
nito rất cần thiết để xác định khả năng có thể xử lý một loại nước thải nào đó bằng
các quá trình sinh học. Trong trường hợp không đủ nito, có thể bổ sung them để
chất thải đó trở nên có khả năng xử lý bằng phương pháp sinh học.
Chỉ tiêu hàm lượng nito trong nước cũng được xem như là chất chỉ thị tình trạng ô
nhiễm của nước vì NH
3
tự do là sản phẩm phân hủy các chất chứa protein.
Tổng nito là tổng các hàm lượng nito hữu cơ, N-NH
3
, N-NO
2
và N-NO
3
. Hàm
lượng nito hữu cơ được xác định bằng phương pháp Kinđal (Kjeldahl). Chỉ tiêu N-
NH
3
thường được xác định bằng phương pháp so màu hoặc chuẩn độ, còn các chỉ
tiêu N-NO
2
hóa sinh học thành H
2
SO
4
, làm ăn mòn các ống dẫn. Khí H
2
S phát sinh mùi khó
chịu và độc hại cho con người ở nơi xử lý nước thải.
2.6. Chỉ thị chất lượng về vi sinh của nước
Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi
khuẩn chỉ thị - là những vi khuẩn gây bệnh, về nguyên tắc là nhóm trực khuẩn
(coliform). Thông số được sử dụng rộng rãi nhất là coli.
Trong khảo sát chất lượng nước, điều cần thiết là phải xác định số vi khuẩn
coliform để xem liệu có đạt tiêu chuẩn hay không. Thường dùng kx thuật lên men
để đếm đoán chừng, xác nhận kết quả dương và xét nghiệm fecal coliform.
Có thể căn cứ vào tỷ số FC/FS (FS là fecal streptococci) để xác định nguồn gốc sự
nhiễm bẩn là do người hay động vật. Biết được nguồn gốc của sự nhiễm bẩn là
bước cơ bản trong quá trình đưa ra các biện pháp quản ly chất lượng nước.
2.7. Các tác nhân độc hại và các hợp chất liên quan về mặt sinh thái
a) Trihalogenmetan (THM)
Trihalogenmetan được tạo thành khi các nguyên tố hóa học trong nhóm halogen
(clo, brom, iod) tác dụng với các hợp chất hữu cơ. Trong xử lý nước và nước thải,
điều quan tâm chủ yếu đối với THM là chloroform (CHCl
3
), bromodiclomctan,
clorodibromometan và bromoform (CHBr
3
).
b) Các hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ không phân hủy hoặc tác dụng với các chất khác gây ô
hủy trong môi trường. Nồng độ của một số chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối
với cá. Khi xả trực tiếp nguồn nước thải này qua kênh rạch sẽ hình thành từng mảng
giấy nổi lên trên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao và hàm lượng DO trong nước
hầu như bằng không. Điều này không những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống
của sinh vật nước, đến đời sống thủy sinh mà còn gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của
người dân trong khu vực. Ngoài ra, nước thải ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và
giấy thường có pH trung bình khoảng 9 – 11, có các chỉ số BOD, COD cao (có thể lên
đến 700 mg/l đối với BOD và 2500 mg/l đối với COD). Đặc biệt, ngoài lignin, nước thải
còn có cả kim loại nặng, phẩm màu, xút, chất rắn lơ lửng…. Tất cả các chất này đều độc
hại đối với sức khỏe con người, sinh vật và môi trường.
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 25
Copyright: Tài liệu đại học ©