TỔNG QUAN
Sơ lược về nước thải sinh hoạt
1.1.1: Nguồn gốc nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là loại nước thải phát sinh từ các hoạt động hàng ngày như tắm, giặt, và vệ sinh cá nhân, thường được thải ra từ hộ gia đình, chung cư, cơ quan, trường học, và bệnh viện Lượng nước thải này phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp nước, và đặc điểm hệ thống thoát nước của khu vực Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt thường cao hơn ở các trung tâm đô thị so với vùng ngoại thành và nông thôn Ở các đô thị, nước thải thường được dẫn ra sông rạch qua hệ thống thoát nước, trong khi ở nông thôn, nước thải thường tiêu thoát tự nhiên vào ao hồ hoặc qua phương pháp tự thấm do thiếu hệ thống thoát nước.
1.1.2: Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt
Thành phần của nước thải sinh họat gồm 2 lọai:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
- Nước thải nhiễm bẫn do các chất thải sinh họat : cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, cùng với các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh nguy hiểm Chất hữu cơ trong nước thải bao gồm protein (40-50%), hydrat cacbon (40-50%) như tinh bột, đường và xenlulo, cùng với chất béo (5-10%) Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải dao động từ 150-450 mg/l theo trọng lượng khô, trong đó khoảng 20-40% là chất hữu cơ khó phân hủy sinh học Tại những khu dân cư đông đúc với điều kiện vệ sinh kém, nước thải sinh hoạt thường không được xử lý đúng cách.
1.1.3: Tác hại đến môi trường
Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra
COD và BOD là những chỉ số quan trọng trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm nước, do chúng liên quan đến sự khoáng hóa và ổn định chất hữu cơ Khi tiêu thụ một lượng lớn chất hữu cơ, nguồn tiếp nhận sẽ bị thiếu hụt oxy, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái nước Nếu ô nhiễm vượt mức cho phép, điều kiện yếm khí có thể xảy ra, dẫn đến sự phân hủy yếm khí và sản sinh ra các chất độc hại như H2S, CH4, và NH3 Những chất này không chỉ gây ra mùi hôi thối mà còn làm giảm pH của môi trường nước, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của các sinh vật sống trong đó.
SS lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây điều kiện yếm khí
Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật nước
Nồng độ cao của các nguyên tố đa lượng trong nước có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng, dẫn đến quá trình phân hủy yếm khí, tạo ra nhiều sản phẩm có tính khử và ô nhiễm môi trường nước Hiện tượng này sản sinh ra các khí độc và mùi khó chịu, gây chết chóc cho sinh vật sống trong nước Ở mức độ nhẹ hơn, trong các lưu vực có dòng chảy, phú dưỡng có thể làm nghẽn dòng chảy do sự phát triển của bèo và làm nông các lưu vực do bùn tích tụ quá dày, tạo ra môi trường sống cho các sinh vật có hại.
Dầu mỡ: ngăn cản sự khuyếch tán oxy trên bề mặt.
Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động hàng ngày của con người như ăn uống, tắm giặt và vệ sinh cá nhân Nguồn tiếp nhận nước thải này thường là nguồn nước mặt hoặc khu vực biển ven bờ, nơi có mục đích sử dụng cụ thể cho việc tiếp nhận nước thải.
QCVN 14:2008/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng nước quy định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra môi trường Quy chuẩn này áp dụng đối với các cơ sở công cộng, doanh trại lực lượng vũ trang, cơ sở dịch vụ, khu chung cư và khu dân cư, doanh nghiệp thải nước thải sinh hoạt ra môi trường
1.2.1 Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Giá trị Cmax tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi xả ra nguồn tiếp nhận không được vượt quá mức quy định.
C max là nồng độ tối đa cho phép của các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi xả ra nguồn nước tiếp nhận, được đo bằng miligam trên lít nước thải.
C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại bảng 1.2 mục 1.6.2
Hệ số K được xác định dựa trên quy mô và loại hình của cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư Đặc biệt, đối với các khu chung cư hoặc khu dân cư có từ 50 căn hộ trở lên, giá trị của hệ số K sẽ được quy định là 1.
1.2.2 Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt
Giá trị C của các thông số ô nhiễm là cơ sở để tính toán giá trị tối đa C max cho nước thải sinh hoạt khi xả ra các nguồn tiếp nhận, theo quy định tại bảng 1.2.
Bảng 1.1 Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt
STT Thông số Đơn vị Giá trị C
1 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 50 100
Cột A xác định giá trị C cho các thông số ô nhiễm, từ đó làm cơ sở để tính toán giá trị tối đa cho phép của nước thải sinh hoạt khi xả vào các nguồn nước phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Cột B xác định giá trị C của các thông số ô nhiễm, là cơ sở để tính toán giá trị tối đa cho phép của nước thải sinh hoạt khi xả vào các nguồn nước không phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
1.2.3 Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp [16]
QCVN 40:2011/BTNMT áp dụng thay thế QCVN 24:2009/BTNMT –
Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp được quy định trong Thông tư số 25/2009/TT-BTNMT, ban hành ngày 16 tháng 11 năm 2009, bởi Bộ Tài nguyên và Môi trường, nhằm thiết lập các tiêu chuẩn môi trường cho nước thải công nghiệp.
*) Giá trị tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả thải vào nguồn tiếp nhận nước thải
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải được tính toán như sau:
- Cmax là giá trị tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải
- K q là hệ số nguồn tiếp nhận nước thải (K p = 1)
- Kf là hệ số lưu lượng nguồn thải (K f = 1)
Bảng 1.2 Giá trị C của thông số ô nhiễm COD trong nước thải công nghiệp
Cột A bảng 1.2 quy định giá trị C của thông số ô nhiễm COD trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn nước phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Cột B bảng 1.2 quy định giá trị C cho thông số ô nhiễm COD trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn nước không phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Tổng quan về khu khách sạn sinh viên trường ĐHDLHP
50 Quán Nam - Kênh Dương - Lê Chân - Hải Phòng
1.3.2 : Một vài nét về khu khách sạn sinh viên trường ĐHDLHP
Vào ngày 4 tháng 1 năm 2003, khu liên hợp Thể dục thể thao - ký túc xá đã chính thức được khánh thành, bao gồm 5 hạng mục công trình quan trọng: bể bơi, sân vận động, nhà tập đa năng, nhà ăn sinh viên và khách sạn sinh viên.
Khu khách sạn rộng hơn hai ha với 240 phòng ở, mỗi phòng có sức chứa từ 4 đến 6 người và không có giường tầng như trong ký túc xá Tại đây, mỗi người được trang bị một giường bệt, tủ đồ và bàn học Nhà trường cung cấp đầy đủ các vật dụng cần thiết như chăn, gối, chiếu, giá để giày dép và giàn treo quần áo.
Khách sạn không chỉ có hệ thống nhà ăn và thư viện hiện đại, mà còn sở hữu sân vận động, nhà tập đa năng và bể bơi Khu vực giảng đường và khu khách sạn sinh viên đều được trang bị Wifi phủ sóng.
Các dịch vụ như trông xe và căng tin tại đây được cung cấp với giá cả hợp lý, không có tình trạng độc quyền hay chặt chém như ở nhiều ký túc xá khác.
Nơi sinh viên làm chủ
Khác với các kí túc xá sinh viên có ban quản lý riêng biệt khoảng 20 người, Khách sạn sinh viên cho phép sinh viên tự quản lý, tạo điều kiện cho họ phát triển tính tự lập và trách nhiệm.
Mỗi phòng tự bầu chọn một trưởng phòng, sau đó thầy hiệu trưởng sẽ bổ nhiệm chính thức Trưởng phòng có trách nhiệm quản lý và giám sát toàn bộ công việc trong phòng Cuối mỗi tháng, sẽ diễn ra cuộc họp giao ban trực tiếp giữa hiệu trưởng và các trưởng phòng.
Sinh viên có thể gửi các bức xúc và kiến nghị để yêu cầu giải trình và giải quyết Vị trí trưởng phòng không cố định, mà sẽ thay đổi theo từng kỳ học, với các thành viên trong phòng lần lượt đảm nhận vai trò lãnh đạo.
Công tơ điện nước được lắp đặt trực tiếp tại các phòng giúp sinh viên theo dõi tình hình tiêu thụ năng lượng, từ đó nâng cao ý thức tiết kiệm điện và nước.
1.3.3 Hiện trạng nước thải tại khu KSSV
- Nước thải ở đây chủ yếu là nước thải phát sinh trong quá trình tắm giăt , vệ sinh cá nhân, nấu nướng và 1 phần nước thải ở khu bể bơi
Theo thống kê gần đây, KSSV có khoảng 800-900 sinh viên, trong đó năm 2012 ghi nhận 845 sinh viên Mỗi sinh viên thải ra trung bình 4,8 m³ nước thải mỗi tháng, tương đương 160 lít mỗi ngày Ngoài nước thải từ sinh viên, khu nhà ăn phục vụ khoảng 400 sinh viên mỗi ngày, cùng với nước thải từ khu bảo vệ, sinh hoạt của trẻ mẫu giáo và bể bơi Tính trung bình, KSSV thải ra khoảng 150 m³ nước thải mỗi ngày.
- Lượng nước thải ra này không được xử lý mà xả trực tiếp ra kênh
Nồng độ một số chất ô nhiễm trong nước thải như photphat, COD và SS khi xả ra kênh An Kim Hải chưa đạt tiêu chuẩn cho phép của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
1.4 : Giới thiệu về phương pháp hấp phụ [2]
Hiện nay, có nhiều phương pháp khắc phục ô nhiễm nước, bao gồm phương pháp hóa lý như đông tụ, keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, tách màng và điện hóa Các phương pháp hóa học như trung hòa và oxy hóa – khử cũng được áp dụng, cùng với phương pháp sinh học như hiếu khí Trong số đó, hấp phụ được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải, đặc biệt là loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và kim loại nặng, những chất khó phân hủy bằng phương pháp sinh học do độc tính cao Hơn nữa, chi phí cho phương pháp hấp phụ không lớn nhưng hiệu quả cao, khiến nó trở thành lựa chọn hợp lý trong xử lý nước thải.
1.4.1: Khái niệm về phương pháp hấp phụ[2]
Hấp phụ là phương pháp tách các chất, trong đó các cấu tử từ hỗn hợp lỏng hoặc khí hấp phụ trên bề mặt xốp, rắn
Chất hấp phụ là các vật liệu có bề mặt xốp, nơi diễn ra quá trình hấp phụ Các chất bị hấp phụ là những chất bị hút và tích lũy trên bề mặt của chất hấp phụ Pha mang là hỗn hợp tiếp xúc với chất hấp phụ, tạo ra sự tương tác giữa các thành phần.
Quá trình giải hấp là quá trình loại bỏ chất bị hấp phụ khỏi bề mặt chất hấp phụ Khi đạt trạng thái cân bằng, tốc độ hấp phụ và tốc độ giải hấp sẽ bằng nhau.
Quá trình hấp phụ diễn ra nhờ lực hút trên bề mặt và gần bề mặt trong của các mao quản Tùy thuộc vào bản chất tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, hấp phụ được chia thành hai loại: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
Hấp phụ vật lý xảy ra do lực hút phân tử Vander Waals giữa phân tử chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ Liên kết này có tính chất yếu và dễ bị phá vỡ.
Giới thiệu về xỉ than
Xỉ than, một sản phẩm phụ từ quá trình sử dụng than trong các khu công nghiệp và hộ gia đình ở Việt Nam, hàng năm thải ra hàng nghìn tấn mà chủ yếu không được xử lý hiệu quả, gây ô nhiễm môi trường Trong khi đó, các nghiên cứu ở Trung Quốc đã chỉ ra rằng xỉ than có thể được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước, tạo ra vật liệu dễ kiếm, quy trình đơn giản và chi phí hợp lý Kết quả này không chỉ giúp xử lý ô nhiễm mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường xanh - sạch - đẹp.
1.5.1 Thành phần hóa học của than
Trong than, các nguyên tố cấu thành bao gồm các thành phần sau:
Cacbon là thành phần chính trong nhiên liệu rắn, với nhiệt trị khoảng 34.150 kJ/kg khi cháy 1 kg cacbon Lượng cacbon trong nhiên liệu càng nhiều thì nhiệt trị càng cao Nhiên liệu có tuổi hình thành lâu năm thường chứa nhiều cacbon hơn, nhưng độ liên kết của than cũng lớn hơn, dẫn đến việc than khó cháy hơn.
Hyđrô là thành phần quan trọng trong nhiên liệu rắn, khi cháy tạo ra nhiệt lượng lên đến 144.500 kj/kg Tuy nhiên, lượng hyđrô tự nhiên rất hạn chế Trong khi đó, nhiên liệu lỏng chứa nhiều hyđrô hơn so với nhiên liệu rắn.
Lưu huỳnh là một thành phần quan trọng trong nhiên liệu, tồn tại trong than dưới ba dạng: lưu huỳnh hữu cơ (S hc), lưu huỳnh khoáng chất (S k) và lưu huỳnh sunfat (S s) Trong quá trình cháy, lưu huỳnh hữu cơ và khoáng chất có thể tham gia vào phản ứng cháy, được gọi là lưu huỳnh cháy (S c) Ngược lại, lưu huỳnh sunfat, thường tồn tại dưới dạng CaSO4, MgSO4, và FeSO4, không tham gia vào quá trình cháy mà chuyển hóa thành tro của nhiên liệu.
= S c + S s (%) Lưu huỳnh nằm trong nhiên liệu rắn ít hơn trong nhiên liệu lỏng
Nhiệt trị của lưu huỳnh chỉ bằng khoảng 1/3 nhiệt trị của cacbon Khi cháy, lưu huỳnh tạo ra khí SO2 hoặc SO3, trong đó SO3 dễ hòa tan với hơi nước để hình thành axit H2SO4, gây ăn mòn kim loại Đặc biệt, khí SO2 là một loại khí độc nguy hiểm.
Oxy và Nitơ là hai thành phần có mặt trong nhiên liệu rắn và lỏng, ảnh hưởng đến khả năng cháy của nhiên liệu Sự hiện diện của chúng làm giảm thành phần cháy, dẫn đến việc giảm nhiệt trị của nhiên liệu Đặc biệt, trong nhiên liệu non, hàm lượng oxy càng cao Khi đốt nhiên liệu, nitơ không tham gia vào quá trình cháy và sẽ chuyển thành dạng tự do trong khói.
Tro và xỉ (A) là phần còn lại sau khi nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn Độ ẩm (M) là lượng nước có trong nhiên liệu, thường bị bốc hơi trong giai đoạn đầu của quá trình cháy.
Như vậy, về thành phần hoá học của nhiên liệu thì ta có các thành phần sau: C, H, O, N, S, A, M và có thể được thể hiện bằng thành phần phần trăm
1.5.2 Thành phần hóa học của xỉ than
Bảng 1.3 Thành phần hóa học của xỉ than
Xỉ than, chất thải vô cơ từ quá trình đốt cháy than, chứa các thành phần chính như FeO (39,31%), CaO (28,43%) và Al2O3, có khả năng tạo kết tủa với muối phốt phát, giúp giảm hiện tượng phú dưỡng trên bề mặt nước Với cấu trúc vi tinh thể và lỗ xốp, xỉ than có khả năng bám dính và giữ lại các phân tử phốt phát Bên cạnh đó, xỉ than còn được ứng dụng như chất hấp phụ hiệu quả trong việc tách loại kim loại nặng trong nước thải, với chi phí xử lý thấp và tính khả thi cao.
MgO (%) 7,84 có bề mặt xốp và hệ số thấm cao, xỉ than thường được kết hợp với các vật liệu khác như đất sét đỏ để cải thiện khả năng thấm ướt và loại bỏ nitơ trong hệ thống xử lý nước ngầm.
Khả năng hấp phụ phốt phát của xỉ than bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm toàn bộ quá trình hấp phụ, thành phần hóa học của xỉ, và độ pH của dung dịch.
1.5.3 Hiện trạng xử lý tro xỉ than ở Việt Nam
Hiện nay, hàng nghìn tấn tro xỉ than từ các nhà máy nhiệt điện phía Bắc, thuộc Tổng Công ty Điện lực Việt Nam và Tổng Công ty Than Việt Nam, như Na Dương, đang được thải ra ngoài bãi thải Hầu hết lượng tro này không được tái sử dụng, gây tác động xấu đến môi trường và lãng phí tài nguyên quý giá.
Kết quả điều tra cho thấy môi trường đất và nước xung quanh bãi thải xỉ bị ô nhiễm nghiêm trọng, với hàm lượng kim loại nặng và các chất độc hại ở mức cao.
Kết quả phân tích cho thấy xỉ than có thành phần hóa học tương đương với đất sét, đặc biệt là ba thành phần chính: Silicat (SiO2), nhôm oxit (Al2O3) và sắt oxit (FeO) Do đó, một số nhà máy, như nhà máy xi măng Nghi Sơn tại Thanh Hóa, đang có kế hoạch mua tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn qua hệ thống băng tải, với khoảng cách chỉ 2km giữa hai nhà máy Giá mua tro xỉ than hiện nay là 3 USD/tấn, tương đương với giá đất sét.
Khu vực xung quanh các bãi xỉ than đang bị khai thác tự phát chủ yếu để sản xuất gạch xây nhà bằng cách trộn một lượng nhỏ xi măng Tuy nhiên, việc khai thác này rất hạn chế và không nên được khuyến khích do các vấn đề liên quan đến an ninh và môi trường.
THỰC NGHIỆM
Phương pháp nghiên cứu
-Từ phân tích so sánh các kết quả nghiên cứu tìm ra điều kiện tối ưu cho sự hấp phụ một số chất ô nhiễm trong nước thải
-Từ kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ứng dụng và xử lí một số chất ô nhiễm trong nước thải.
Phương pháp phân tích xác định amoni, photphat và COD, SS
2.3.1 Phương pháp xác định NH 4 + bằng phương pháp trắc quang
Nguyên tắc xác định NH 4 +
Trong môi trường kiềm: NH 4 + tác dụng với K 2 HgI 4 tạo thành kết tủa vàng nâu (NH 2 Hg 2 I 3 )
2K2HgI4 + NH3 + KOH = NH2Hg2I3 + 5KI + H2O
Tùy thuộc vào hàm lượng NH4
+ có trong dung dịch mà kết tủa có màu từ vàng đến đỏ nâu Màu ổn định trong khoảng 1 giờ
Các yếu tố cản trở việc xác định amoni bao gồm độ cứng của nước, sắt, sunfit, clo và độ vẩn đục Để khắc phục độ cứng, có thể sử dụng dung dịch muối xenhet hoặc complexon III Các ion sắt, sunfit và vẩn đục được loại bỏ bằng muối kẽm, cụ thể là 1ml dung dịch ZnSO4.7H2O 10% cho 100ml mẫu nước Đối với clo, khi hàm lượng đạt 0.01mg/l, có thể loại bỏ bằng cách thêm Natrithiosunfat hoặc Natriarsenit.
Hóa chất phân tích amoni:
+ Máy so màu DR/4000 (HACH )
+ Bình tam giác 250 ml, phễu lọc, giấy lọc
Để chuẩn bị dung dịch amoni, hòa tan 0,2965 gam NH4Cl tinh khiết đã được sấy khô ở 105 – 110 oC trong 2 giờ bằng nước cất 2 lần trong bình định mức 100ml Thêm nước cất đến vạch mức và cho thêm 1ml clorofoc để bảo vệ Dung dịch này chứa 1mg NH4+ Tiếp theo, pha loãng dung dịch này 100 lần bằng cách lấy 1ml dung dịch trên và pha loãng với nước cất 2 lần đến 100ml, tạo ra dung dịch có 0,01mg NH4+.
- Chuẩn bị dung dịch muối xenhet: Hòa tan 50 gam
KNaC4H4O6.4H2O trong nước cất và thêm nước đến 100ml Dung dịch cần lọc, sau đó thêm 5ml dung dịch NaOH 10% và đun nóng một thời gian để đuổi hết
NH3, thể tích dung dịch sau khi đun còn 100ml
- Chuẩn bị thuốc thử nessner:
Để chuẩn bị dung dịch A, cân chính xác 3,6 gam KI và hòa tan trong nước cất, sau đó chuyển vào bình định mức 100ml Tiếp theo, cân 1,355 gam HgCl2 và cho vào bình, lắc kỹ và thêm nước cất cho đủ 100ml.
Dung dịch B: Cân chính xác 50g NaOH hòa tan bằng nước để nguội định mức thành 100ml
Trộn hỗn hợp A và B theo tỉ lệ A:B là 100ml dung dịch A và 30ml dung dịch B, lắc đều gạn lấy phần trong
Xây dựng đường chuẩn amoni
Dựng đường chuẩn phân tích: Lấy vào 7 cốc 100ml, mỗi cốc cho một lượng dung dịch chuẩn NH 4 + (0,01g/l), nước cất, xenhet, nessner như bảng 2.1:
Bảng 2.1 Bảng thể tích các dung dịch sử dụng xây dựng đường chuẩn
Sau đó để yên 10 phút rồi đem đo quang ở bước sóng 425nm Mật độ quang đo được tương ứng với lượng NH4 + trong bảng 2.2
Bảng 2.2 Bảng kết quả xác định đường chuẩn NH4
Hình 2.1 Đồ thị biểu diễn đường chuẩn amoni
Xác định mẫu thực amoni
Pha loãng mẫu bằng nước cất để đảm bảo nồng độ nằm trong đường chuẩn Cho 50ml mẫu vào cốc thủy tinh 100ml, thêm 0,5ml xenhet và 1ml nessner, lắc đều và để yên trong 10 phút trước khi đo quang ở bước sóng 425nm Trong quá trình thực hiện mẫu, cần làm mẫu trắng song song Từ giá trị mật độ quang đo được (sau khi so màu với mẫu trắng), xác định lượng amoni theo đường chuẩn Nồng độ amoni trong mẫu thực được tính theo công thức đã định.
C là lượng amoni tính theo đường chuẩn
V là thể tích mẫu đem phân tích (50ml)
X là hàm lượng amoni trong mẫu nước
2.3.2 Phương pháp xác định phốt phát bằng phương pháp trắc quang
Nguyên tắc xác định phốtphát
Trong môi trường axit, amoni molipdat tương tác với ion photphat để tạo ra molidophosphoric Khi vanadi có mặt trong dung dịch, nó phản ứng với axit và hình thành vanadomolybdophosphoric, một hợp chất có màu vàng Độ đậm màu của dung dịch này tỷ lệ thuận với nồng độ photphat.
Hóa chất phân tích phốt phát a Thiết bị, dụng cụ:
- Máy đo màu DR/400 (HACH)
- Bình định mức 50 ml, phễu b Hóa chất:
- Pha dung dịch chuẩn PO 4
Để chuẩn bị dung dịch PO4 3- với nồng độ 5g/l, đầu tiên cân 2,4g KH2PO4.3H2O và hòa tan trong nước cất hai lần Sau đó, định mức thành 100ml để có dung dịch PO4 3- nồng độ 10g/l Tiếp theo, pha loãng dung dịch này 20 lần bằng cách lấy 5ml dung dịch đã chuẩn bị và pha loãng với nước cất hai lần, định mức đến 100ml để đạt được dung dịch có nồng độ 5g/l.
+ : Cân chính xác 12,5g (NH4)6Mo7O24 4H2O pha trong
+ : Cân chính xác 0,625g NH4VO3 cho vào cốc thủy tinh thêm 150ml nước cất đun nhẹ cho tan hết rồi làm nguội thêm 150ml HCl đặc
Sau đó, cho dung dịch A trộn với dung dịch B định mức thành 500ml
Xây dựng đường chuẩn PO 4 3-
Chuẩn bị 5 bình định mức 50ml, cho vào mỗi bình một lượng dung dịch phốt phát (PO4 3- 0,5g/l) và thuốc thử theo bảng 2.3 Định mức nước cất đến vạch, lắc đều và để 10 phút trước khi đo quang ở bước sóng 430nm Kết quả đo được thể hiện trong bảng 2.3 và hình 2.2.
Bảng 2.3 Kết quả xác định đường chuẩn PO 4 3-
Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn đường chuẩn PO 4
Xác đinh mẫu thực phốtphát
Pha loãng mẫu bằng nước cất để đạt nồng độ phù hợp với đường chuẩn Cho 50 ml mẫu vào cốc thủy tinh 100ml, thêm 5ml thuốc thử (hỗn hợp dung dịch A+B), lắc đều và để yên trong 10 phút trước khi đo quang ở bước sóng 430nm Trong quá trình thực hiện, cần làm mẫu trắng song song Từ giá trị mật độ quang đo được (sau khi so màu với mẫu trắng), xác định lượng phốt phát theo đường chuẩn.
2.3.3 Xác định COD bằng phương pháp Kali dicromat
Nguyên tắc xác định COD
Oxi hóa các chất hữu cơ bằng dung dịch K2Cr2O7 dư trong môi trường axit, sử dụng Ag2SO4 làm xúc tác, được thực hiện bằng cách đun trong lò phản ứng COD ở nhiệt độ 150°C Nồng độ COD được xác định thông qua phương pháp đo quang ở bước sóng 600nm.
Hóa chất phân tích COD a Thiết bị:
- Bộ máy phá huỷ mẫu ở t o = 150 o C
- Máy so màu DR/4000 ( HACH )
- Cân phân tích b Dụng cụ:
- Pipet có vạch chia 2, 5,10, 20ml
- Bình tam giác 250ml c Hóa chất:
- Axit sunfuric đậm đặc (H 2 SO4)
- Kali hydro phtalat (KHP)_ chất chuẩn d Dung dịch:
- Dung dịch axit sunfuric: Cân 5,5g Ag 2 SO 4 /kg H 2 SO 4 (cần từ 1 đến 2 ngày cho sự hoà tan hoàn toàn)
- Dung dịch K 2 Cr2O7: cân 10,216g K2Cr2O7; 33,3g HgSO4 và 167ml
H2SO4 hoà tan và định mức tới 1000ml (dung dịch hoà tan)
- Dung dịch KHP 1000ppm chuẩn Cân 0,425g KHP hoà tan và định mức
Xây dựng đường chuẩn COD Để tiến hành lập đường chuẩn COD ta tiến hành thí nghiệm như sau:
- Cho vào ống nghiệm có nút kín 10 ml một lượng các dung dịch như bảng sau:
Bảng 2.4 Bảng thể tích các dung dịch sử dụng để xây dụng đường chuẩn COD
- Đem đun ống nghiệm trong lò phản ứng trong thời gian 120 phút ở nhiệt độ 150 o C
- Sau đó để nguội rồi đo trên máy đo quang tại bước sóng 600nm
Ta thu được kết quả như sau:
Bảng 2.5 Số liệu đường chuẩn COD
STT Nồng độ KHP (mg/l) Abs
8 700 0.233 hình 2.3 Đồ thị biểu diễn đường chuẩn COD y = 0.0003x + 0.0003 R² = 0.9984
Xác định COD bằng phương pháp kali dicromat
- Dùng pipet lấy một lượng chính xác 2ml mẫu vào ống nghiệm đựng sẵn dung dịch oxi hoá (gồm 1,5ml dung dịch K 2 Cr2O7 và 3,5ml dung dịch
- Đặt ống nghiệm vào lò ủ COD, thời gian 120 phút
- Lấy ống sau khi phá mẫu để nguội đến nhiệt độ phòng
- Bật máy so mầu để ổn định trong 15 phút
- Đo ABS ở bước sóng 600nm
- Ta thu được kết quả đo COD
2.3.4 Phương pháp xác định SS
Có 2 cách xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng: a Ta có th ể đo trự c ti ế p b ằng máy đo màu
Đầu tiên, bật máy đo và để ổn định trong 15 phút Sau đó, cho 25ml nước cất vào máy và ấn nút zero cho đến khi hiển thị kết quả 0.000 Tiếp theo, cho 25ml mẫu vào máy và ấn nút read để so sánh với kết quả mẫu trắng, ghi lại để biết hàm lượng chất rắn lơ lửng đầu vào Kết quả đầu ra được xác định tương tự.
Công thức tính hiệu suất xử lý hàm lượng chất rắn lơ lửng
SS : Hiệu xử lý chất rắn lơ lửng
SSV : Lượng chất rắn lơ lửng đầu vào của mẫu
SS R : Lượng chất rắn lơ lửng đầu ra của mẫu b Xác đị nh t ổ ng ch ấ t r ắn lơ lử ng b ằng phương pháp trọng lượ ng
Để xác định tổng hàm lượng chất rắn trong mẫu nước, sử dụng giấy lọc đã được sấy khô đến khối lượng không đổi Tiến hành lọc mẫu nước qua giấy lọc bằng phương pháp hút chân không, sau đó sấy khô giấy lọc ở nhiệt độ từ 100°C đến 105°C cho đến khi đạt khối lượng không đổi Kết quả tổng hàm lượng chất rắn được tính bằng hiệu giữa khối lượng giấy lọc sau khi lọc và khối lượng giấy lọc trước khi lọc.
Bộ lọc hút chân không
Dụng cụ: Ống đong thủy tinh chia vạch
Giấy lọc với đường kính 47 mm
Lấy ít nhất 500 ml mẫu đại diện Đựng mẫu trong chai thủy tinh màu nâu đậy kín miệng Bảo quản mẫu ở nhiệt độ 2 ÷ 4 0 C
Bước 1: Cân giấy lọc đã được sấy khô và ghi lại kết quả
Bước 2: Đặt giấy lọc vào phễu lọc, dùng bình tia nước cất cho ướt đều giấy
Bước 3: Dựa vào loại mẫu nước và kinh nghiệm, quyết định thể tích mẫu cần lấy và mức độ pha loãng Tiếp theo, đổ mẫu đã pha loãng vào phễu có sẵn giấy lọc.
Bước 4: Tráng ống đong mẫu bằng nước cất rồi tiến hành hút mẫu đến khô giấy lọc.
Chuẩn bị vật liệu hấp phụ
để nguội trong bình hút ẩm rồi đem đi cân Ghi kết quả
Bước 6: Sau đó vệ sinh phễu lọc và rửa các dụng cụ
Bước 7: Xử lý số liệu
TSS, hay tổng chất rắn lơ lửng, được đo bằng mg/l và được tính bằng cách sử dụng khối lượng giấy lọc trước và sau khi lọc mẫu Cụ thể, m1 là khối lượng giấy lọc trước khi lọc mẫu (mg), m2 là khối lượng giấy lọc sau khi lọc mẫu (mg) Đồng thời, mB1 đại diện cho khối lượng giấy mẫu Blank (mg) và mB2 là khối lượng giấy sau khi lọc mẫu blank (mg).
2.4 Chuẩn bị vật liệu hấp phụ
Nguyên liệu xỉ than được nghiền nhỏ và sàng lọc để thu được hạt có kích thước từ 5-10mm Sau đó, hạt xỉ than được rửa sạch nhiều lần bằng nước cất và sấy khô ở nhiệt độ 105-120 độ C.
2.4.1 Nghiên cứu hình thái và kích thước của vật liệu
Vật liệu tạo ra được khảo sát hình thái và kích thước của vật liệu bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope)
Thử nghiệm xử lý một số chất ô nhiễm trong mẫu nước thải của khu khách sạn
Nước thải sinh hoạt tại khu khách sạn sinh viên trường ĐHDL Hải Phòng có sự biến đổi về thành phần và tính chất theo từng thời điểm, bao gồm ảnh hưởng của chế độ thủy triều, mùa vụ và thói quen sinh hoạt của người sử dụng nước.
Tiến hành lấy 3 mẫu vào 3 ngày và 3 thời điểm khác nhau, sau đó tính kết quả trung bình Khối lượng chất hấp phụ sử dụng là 12 gam, được chia đều vào 2 cột.
Cột vật liệu có đường kính 1,15 cm và lưu lượng mẫu nước chảy qua là 1 cm/phút Sau mỗi 5 tiếng, tiến hành lấy mẫu dung dịch chạy qua cột để xác định nồng độ amoni, photphat, SS và COD còn lại sau quá trình hấp phụ.