Tìm hiểu về một số chất nguy hiểm có trong nước thải

MỤC LỤCI/ MỞ ĐẦU II/ NỘI DUNG CHÍNHA: CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG NƯỚC THẢI 1/ CÁC ĐỘC TỐ VÔ CƠ a- Crom Cr b- Thuỷ ngân Hg c- Asen 2/ SỬ LÝ ĐỘC TỐ VÔ CƠ TRONG NƯỚC THẢI 3/ SỬ LÝ ĐỘC TỐ HỮU CƠ

TIỂU LUẬN

XỬ LÍ NƯỚC THẢI

ĐỀ TÀI:

“Tìm hiểu về một số chất nguy hiểm có trong nước thải”

GV hướng dẫn : Nguyễn Thị Thanh Thuỷ Nhóm SV thực hiện:

Đỗ Thuý Dung Trần Thị Lý Phan Thị Minh Phạm Thị Kim Oanh Nguyễn Thị Phương Tống Thị Huyền Thu Bùi Ngọc Diễm.

MỤC LỤC

I/ MỞ ĐẦU II/ NỘI DUNG CHÍNHA: CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG NƯỚC THẢI

1/ CÁC ĐỘC TỐ VÔ CƠ

a- Crom (Cr)

b- Thuỷ ngân (Hg) c- Asen

2/ SỬ LÝ ĐỘC TỐ VÔ CƠ TRONG NƯỚC THẢI

3/ SỬ LÝ ĐỘC TỐ HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI

4/ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNGTRONG ĐẤT BẰNG THỰC VẬT – HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ TRIỂN VỌNG

III/KẾT LUẬN

I/ MỞ ĐẦU

Trên xu hướng phát triển của đất nước, các ngành công nghiệp ngày càng gia tăng

trong đó có ngành công nghiệp thực phẩm mà ở các giai đoạn sản xuất không thể thiếu yếu tố nước Nếu nguồn nước bị ô nhiễm thì các hoạt động sống và hoạt động sản xuất đều bị ngưng trệ và nếu có cố sử dụng thì cũng sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ của con người và

xã hội Trong giới hạn bài tiểu luận chúng tôi chỉ đề cập đến một số chất nguy hiểm trong nước thải, bao gồm kim loại nặng và một số hợp chất hữu cơ độc hại

Kim loại nặng là loại có độc tính cao, gây ô nhiễm môi trường sống trong đó có môi trường nước Khi nhiễm vào cơ thể, kim loại nặng tích tụ trong các mô Cơ thể cũng có khả năng đào thải nhưng tốc độ tích tụ lớn hơn gấp nhiều lần

Ví dụ để đào thải một nửa lượng thuỷ ngân tích tụ trong mô mất 80 ngày, với cadimin mất 10 năm Ở người, kim loại nặng có thể tích tụ vào nội tạng như gan, thận, thần kinh,

xương khớp gây nhiều căn bệnh nguy hiểm như ung thư, thiếu máu, ngộ độc kim loại nặng…

Một số hợp chất hữu cơ khi tồn tại trong nước làm thay đổi màu, mùi, nhiều khi còn làm nước có mùi tanh, là nơi tồn tại cho các vi sinh vật hại Khi sử dụng nước có tồn đọng hợp chất hữu cơ trên sẽ làm thay đổi cảm quan của thực phẩm, nếu vào cơ thể con người sẽ tích tụ chất độc và gây ra nhiều bệnh nguy hiểm như viêm nhiễm, ung thư, bệnh ngoài da…Sau đây là một số chất nguy hiểm thường gặp

II/ NỘI DUNG CHÍNH

A: CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG NƯỚC THẢI

B: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC ĐỘC TỐ TRONG NƯỚC THẢI

A: CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG NƯỚC THẢI

Nước thải có nhiều dạng, loại chứa nhiều các thành phần khác nhau với rất

nhiều các độc tố mà ta có thể phân thành 2 loại chính:

1/ CÁC ĐỘC TỐ VÔ CƠ

a- Crom (Cr) b- Thuỷ ngân (Hg) c- Asen

điện chạy bằng than đá là nguồn thải thuỷ ngân ra môi trường

-Độc tính của thuỷ ngân phụ thuộc vào dạng hợp chất hoá học (Hg(II) độc hơn Hg(I),hợp chất hữu cơ độc hơn vô cơ)

.Ngoài ra nó còn phá hoại màng sinh học và làm giảm lượng axit ribonucleic trong

tế bào Đối tương thuỷ ngân gây hại là thận và hệ thần kinh trung ương,co thể gây

chết người trong một số trường hợp đặc biệt.

1/ CÁC ĐỘC TỐ VÔ CƠ

c- Asen

NGUỒN GỐC:

Asen thâm nhập vào nước do quá trình hoà tan, phong hoá từ đất đá, từ các

nguồn thải công nghiệp hoặc lắng đọng từ khí quyển

Nước chứa nhiều oxi arsen tồn tại ở hoá trị V, nước chứa ít oxi (giếng ngầm,sâu) nó

tồn tại ở dạng hoá trị III

Asen và các hợp chất của nó thường có trong nước thái của các nhà máy luyện kim, sản xuất kính và đồ gốm sứ,thuộc da,thuốc nhuộm,thuốc trừ sâu….và một số nhà máy sản xuất hoá chất

vô cơ và huữ cơ, nhà máy tinh luyên dầu

mỏ và đất hiếm

TÁC HẠI:

Với nồng độ >0.76 mg/l: Kìm hãm khả năng tự làm sạch của các nguồn nước

Asen (III) có độc tính cao hơn so với Asen (V),nó là chất độc mạnh có thể làm

chết người với liều 70-180 mg, nó được liệt vào danh sách những chất gây ung

thư

Nó kìm hãm quá trình oxh vi sinh cúa các hợp chất hữu cơ, đầu độc các vsvbậc thấp trong nước

Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa

NGƯỠNG CHO PHÉP CỦA CÁC CHẤT ĐỘC VÔ CƠ TRONG NƯỚC

(theo quyết định 09/2005 QĐ-BYT-TCVN)

2/ CÁC ĐỘC TỐ HỮU CƠ

Trong những năm dần đây cùng với sự tiến bộ của khoa học và các phương tiên khoa học người ta đã tìm ra rất nhiều hợp chất hữu cơ mặc dù với hàm lương ít nhưng tính năng độc hại của nó là rất lớn và chưa có khả năng

đánh giá chính xác…có rất nhiều hợp chất hứu cơ trong nước thải sau đây chúng tôi xin giới thiệu về 1 số độc tố hữu cơ

a- Hợp chất hữu cơ chứa Clo

Phần lớn hợp chất chứa Clo là những chất không tan trong nước,có

tính bền cao

NGUỒN GỐC:

Hình thành trong các nhà máy sử lý nước trong quy trình khử trùng nướcBằng clo từ các hợp chất trong nước do quy trình kĩ thuật chưa hợp lý

Hợp chất chứa clo khá phong phú: carbon tetraclo,dicloromethan; 1,1

dicloroethan,vinyl clorid…trong đó dạng trihalomethan(TMH) được quan tâmnhiều vì tính độc của nó

II/ CÁC ĐỘC TỐ HỮU CƠ

b- Hydrocarbon

Là hợp chất hoá học chủ yếu từ nguyên tố C và H: chúng là các hợp chất no,không no,và vòng hoặc nhánh là thành phần chủ yếu của dầu mỏ, khí đốt và làhỗn hợp nhiều cấu tử

NGUỒN GỐC:

trong nước thải của nhiều nhà máy như nhà náy sãn xuất nguyên liệu:

xăng, dầu… Các nhà máy hoá chất và thuốc trừ sâu

Từ khí thải của các phương tiện giao thông, khói của các nhà máy hay chính từ nguồn nước

Nó cũng là sản phẩm hoá sinh của các vi sinh và thực vật trong nước, trong tự nhiên

TÁC HẠI:

Độc tính của HC mạch thẳng thấp hơn loại thơm.trong đó Benzen gây độc

cấp tính cho hệ thần kinh trung ương,nồng độ thấp gây bênh hồng cầu, hơn

nữa có khả năng gây ung thư

Ngưỡng cho phép của Benzen trong nước uống theo WHO là 10mg/l

NGƯỠNG CHO PHÉP:

Ngưỡng cho phép của Benzen trong nước uống theo WHO là 10mg/l

II/ CÁC ĐỘC TỐ HỮU CƠ

c- Chất hoạt động bề mặt

Là nguyên liệu sản xuất các chất tẩy rửa có tính trung tính (khác với xàphòng có tính kiềm) và hoạt động bề mặt,khả năng tan tốt trong nước Cấu tạogồm phần ưa nước và phần kị nước Có nhiều trong nước thải các nhà máy hoáchất,làm chất tẩy trùng, nhù hoá…

TÁC HẠI VÀ NGƯỠNG CHO PHÉP

+ Chất hoạt đông bề mặt dạng âm

Làm tăng tính độc của các độc chất khác và ảnh hưởng tiêu cực đến giớithuỷ sinh

ngưỡng cho phép trong nước uống < 0.2mg/l

+ Chất hoạt đông bề mặt dạng dương

Bản thân gây độc và tăng cường độc tố của các chất khác

B MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC ĐỘC TỐ TRONG

NƯỚC THẢI

-Trong thành phần nước ô nhiễm có chứa nhiều loại tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau,từ các loại chất không tan đến các hợp chất ít tan và những hợp chất tan trong nước.Xử lý ô nhiễm nươc là loại bỏcác tạp chất đó đến một ngưỡng nhất định Để đạt được những mục đích đó chúng

ta thường dựa vào đặc điểm của từng chất để có phương pháp xử lý thích hợp.

I/CÁC BIỆN PHÁP SỬ Lí CƠ BẢN

+Hấp phụ+Trao đổi ion:

+Thẩm thấu ngược:

c- Xử lý bằng phương pháp hoá học

+1 Phương phỏp trung hũa:

+2 Phương phỏp oxy húa và khử

a- Ph ­¬ng Ph¸p Sinh häc

Thực chất của biện pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả

năng sốngvà hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bền hữu cơ

trong nước thải Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất

khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhậnđược các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh

trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng

Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch các loạicó

chứacác chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp

sau:

+ Phương pháp hiếu khí

+ Phương pháp kỵ khí

+ Phương pháp thiếu khí

b.Ph ­¬ng Ph¸p Ho¸ Lý

Các phương pháp hóa lý được ứng dụng để xử lý nước thải gồm lọc đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược,

siêu lọc, thẩm tách và điện thẩm tách,…Các phương pháp này được ứng

dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt phân tán lơ lửng ( rắn và lỏng ),

các khí tan những chất vô cơ và hữu cơ hòa tan

chất đục mang điện tích âm

Các chất đông tụ thường dùng trong

Mục đích này là các muối nhôm hoặc muối

sắt hoặc hỗn hợp của chúng

2.Keo tô

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ

lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào

nước

3.Tuyển nổi

• các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước Sau đó người ta tách bọt khí cùng các phần tửdính ra khỏi nước

4.HÊp phô

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước

thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ

6.Trao đổi ion

Trao đổi ion là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi ion chứa

nó bằng các ion khác có trong dung dịch.

5 Thẩm thấu ngược:

Là quá trình lọc dung dịch qua màng

bán thấm dưới một áp suất cao hơn áp

suất thẩm thấu màng bán thấm không có

khả năng hòa tan

CƠ CHẾ:

Nếu như chiều dày của lớp phân tử nước

bị hấp phụbằng hoặc lớn hơn

một nửa đường kính mao quản của màng

thì dưới tác dụng của áp suất chỉ có nước

sạch đi qua, mặc dù kích thước của nhiều

ion nhỏ hơn kích thước cuả phân tử nước

Lớp hiđrat của các ion này cản trở không

cho chúng đi qua mao quản của màng

c Các phương pháp hoá học

Cỏc phương phỏp húa học dựng trong xử lý nước thải gồm cú: trung

hũa,oxy húa và khử Tất cả cỏc phương phỏp này đều dựng cỏc tỏc nhõn húa học nờn là phương phỏp đắt tiền Đụi khi cỏc phương phỏp này được dựng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau cụng đoạn này như là một

phương phỏp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước

c Các phương pháp hoá học

Cỏc hợp chất thủy ngõn đầu tiờn được oxy húa phõn hủy, sau đú cỏc cation thủy ngõn được khử đến kim loại Để khử thủy ngõn và cỏc hợp chất của chỳng cú thể dựng sunfat sắt, hydroxit natri, bột sắt, H2S, bột nhụm,…

C.2 Phương phỏp trung hũa:

Nước thải chứa cỏc axit vụ cơ hoặc kiềm cần được trung hũa pH về khoảng 6,5 ữ 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho cụng nghệ xử lý tiếp theo Trung hũa nước thải cú thể được thực hiện bằng nhiều cỏch khỏc nhau :

C.1 Phương phỏp oxy húa và

khử:

Để làm sạch nước tự nhiờn và

nước thải người ta cú thể dựng cỏc

chất oxy húa như Clo dạng khớ và

dạng lỏng, điclooxit, CaOClvà Na,

KMnO.Trong quỏ trỡnh oxy:húa cỏc

Chất độc hại trong nước thải chuyển

Thành cỏc chất ớt độc hơn và tỏch ra

Khỏi nước

+ Làm sạch bằng khử:

Phương phỏp này được ứng dụng rộng rói để

xử lý cỏc hợp chất thủy ngõn, crom, asen Trong

phương phỏp này, hợp chất thủy ngõn vụ cơ được

khử đến thủy ngõn kim loại và tỏch ra khỏi

nước nhờ lắng, lọc hoặc keo tụ

2/SỬ LÝ ĐỘC TỐ VÔ CƠ TRONG NƯỚC THẢI

KHỬ CROM

để khử Cr phải khử Cr có hoá trị 6 xuống Cr có hoá trị 3 sau đó keo tụ hydroxít Cr hoá trị 3

Người ta thường dùng hoá chất là:

sulfát sắt (FeSO4 ), metabisufitenatri

Na2S2O5 ở dạng bột khô hoặc dung dịch và dioxitsulfua SO2 FeSO4 ở điều kiện pH thấp

Phản ứng:

Cr+6 + Fe+2 (SO2 ; Na2 S2 O5 ) + H+ Cr+3 + Fe+3 (SO4-2 )

Cr+3 tạo kết tủa theo:

Nhiều xưởng mạ có lượng nước thải trong ngày <150 m3 / ngày người ta xây

dựng 2 bể, một bể xử lý còn bể kia tích nước thải của ngày sau Cặn lắng xuống

đáy bể được tháo ra và phơi khô ở sân phơi có đệm cát

Nếu lượng nước thải trong ngày > 150 m3 / ngày người ta thường áp dụng

quy trình sử lý liên tục

2/SỬ LÝ ĐỘC TỐ VÔ CƠ TRONG NƯỚC THẢI

Chì được khử ra khỏi nước thải bằng

cách keo tụ carbonat chì PbCO3 và

hydroxit chì Pb(OH)2 rồi lắng và lọc

-Để tạo PbCO3 thường cho vào nước

As từ dạng hoá trị 3 thành 5Nếu hàm lượng As trong nước <

0.5mg/l ta có thể khử bằng cách lọc qua bể lọc hấp thụ bằng than hoạt tính

3- SỬ LÝ ĐỘC TỐ HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI

Phương pháp hấp phụ:

+ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ

+hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc

sát trùng, các hợp chất hữu cơ vòng thơm, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm, màu hoạt tính ( trang 33, [3] )

+Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét, silicagen,keo nhôm, một

số chất tổng hợp hoặc chất thải sản xuất như: xỉ, mạt sắt,…

+Trong số này, than hoạt tính là được dùng phổ biến nhất Đã có những ứng dụng dùng than hoạt tính để hấp phụ thủy ngân và những thuốc nhuộm khó phân hủy, nhưng tốn kém và làm cho quá trình không kinh tế

3- SỬ LÝ ĐỘC TỐ HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI

Oxy hóa bằng Clo :

Clo và các chất chứa Clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất, thường được dùng để tách hydrosunfua, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit,

phenol, xyanua ra khỏi chất thải

Ví dụ: Quá trình tách xyanua ra khỏi nước thải được tiến hành ở môi trường

kiềm (pH = 9 ) Xyanua có thể bị oxy hóa tới N2và CO2

Oxy hóa bằng hydro peoxit: H2O2

được dùng để oxy hóa các nitrit, xyanua, phenol, các chất thải chứa lưu huỳnh và các chất nhuộm mạnh

4- CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT BẰNG THỰC VẬT – HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ TRIỂN

VỌNG

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất đang diễn ra phổ biến ở nhiều nơi trên Thế giới Có rất nhiều phương pháp khác nhau được

sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất Tuy nhiên, gần đây phương pháp

sử dụng thực vật để xử lý kim loại nặng trong đất được các nhà khoa học quan tâm đặc biệt bởi chi phí đầu tư thấp, an toàn và thân thiện với môi trường Bài viết này tập trung giới thiệu các loại thực vật siêu hấp thụ kim loại nặng trong đất cũng như triển vọng của công nghệ xử lý môi trường mới này

4- CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT BẰNG THỰC VẬT – HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ TRIỂN VỌNG

Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường Hầu hết, các loài thực vật rất nhạy cảm với

sự có mặt của các ion kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp Tuy nhiên, vẫn

có một số loài thực vật không chỉ có khả năng sống được trong môi trường

bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà còn có khả năng hấp thụ và tích các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng

Có ít nhất 400 loài phân bố trong 45 họ thực vật được biết là có khả năng hấp thụ kim loại [2, 3, 6] Các loài này là các loài thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, có khả năng tích luỹ và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các loài bình thường khác Các loài thực vật này thích nghi một cách đặc biệt với các

điều kiện môi trường và khả năng tích luỹ hàm lượng kim loại cao có thể góp phần ngăn cản các loài sâu bọ và sự nhiễm nấm

Một số loài thực vật có khả năng tích luỹ kim loại nặng cao

Tên loài Nồng độ kim loại tích luỹ trong

thân (g/g trọng lượng khô) Tác giả và năm công bố

Arabidopsis halleri

(Cardaminopsis halleri) 13.600 Zn Ernst, 1968

Thlaspi caerulescens 10.300 Zn Ernst, 1982

Thlaspi caerulescens 12.000 Cd Mádico et al, 1992

Thlaspi rotundifolium 8.200 Pb Reeves & Brooks, 1983

Minuartia verna 11.000 Pb Ernst, 1974

Thlaspi geosingense 12.000 Ni Reeves & Brooks, 1983

Alyssum bertholonii 13.400 Ni Brooks & Radford, 1978Alyssum pintodasilvae 9.000 Ni Brooks & Radford, 1978Berkheya codii 11.600 Ni Brooks, 1998

Psychotria douarrei 47.500 Ni Baker et al., 1985

Miconia lutescens 6.800 Al Bech et al., 1997

Melastoma malabathricum 10.000 Al Watanabe et al., 1998

Tên loài Nồng độ kim loại tích luỹ trong

thân (g/g trọng lượng khô) Tác giả và năm công bố

Arabidopsis halleri

(Cardaminopsis halleri) 13.600 Zn Ernst, 1968

Thlaspi caerulescens 10.300 Zn Ernst, 1982

Thlaspi caerulescens 12.000 Cd Mádico et al, 1992

Thlaspi rotundifolium 8.200 Pb Reeves & Brooks, 1983Minuartia verna 11.000 Pb Ernst, 1974

Thlaspi geosingense 12.000 Ni Reeves & Brooks, 1983Alyssum bertholonii 13.400 Ni Brooks & Radford, 1978Alyssum pintodasilvae 9.000 Ni Brooks & Radford, 1978Berkheya codii 11.600 Ni Brooks, 1998

Psychotria douarrei 47.500 Ni Baker et al., 1985

Miconia lutescens 6.800 Al Bech et al., 1997

Melastoma malabathricum 10.000 Al Watanabe et al., 1998

Bảng 2 Một số loài thực vật cho sinh khối nhanh

có thể sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất