ITên tình huốngTrong môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch là vô cùng quan trọng. Đồng thời việc bảo vệ và cung cấp, việc thải và xử lí nước thải trước khi đổ vào nguồn là vấn đề bức xúc với toàn thể loài người. Vậy làm thế nào để xử lí nguồn nước bị ô nhiễm do nước thải, rác thải, và do bị nhiễm phèn?
Trang 1SỞ GD & ĐT TỈNH …
TRƯỜNG THPT ……
- -BÀI DỰ THI KIẾN THỨC LIÊN MÔN:
“ XỬ LÍ NƯỚC THẢI TRONG SINH
HOẠT”
, tháng 2 năm 20
Trang 2I- Tên tình huống
Trong môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch là vô cùng quan trọng Đồng thời việc bảo vệ và cung cấp, việc thải và xử lí nước thải trước khi đổ vào nguồn là vấn đề bức xúc với toàn thể loài người Vậy làm thế nào để xử lí nguồn nước bị ô nhiễm do nước thải, rác thải, và do bị nhiễm phèn?
II- Mục tiêu giải quyết tình huống
Ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên do nền văn minh đương thời Ngày nay, vấn đề xử lí nước và cung cấp nước sạch đang là mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư Và đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nước ta trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nhằm xử lí nguồn nước bị ô nhiễm
Trong bài này, em xin trình bày cô đọng một số phương pháp xử lí nước hiện nay thông qua các môn học mà em đã được học
Trang 3Với sự cố gắng thực sự khi tìm hiểu vấn đề này nhưng không thể tránh khỏi sự thiếu sót,em mong muốn nhận được sự hướng dẫn cũng như những lời góp ý để bài viết được hoàn thiện hơn
Tình huống mà em đưa ra là xử lí nguồn nước bị ô nhiễm do nước thải, rác thải, và do bị nhiễm phèn Với tình huống đó, em hi vọng bằng một số biện pháp hóa học, sinh học sẽ ngăn chặn sự ô nhiễm nước và làm sạch nguồn nước
III- Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến việc giải
quyết tình huống
Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… 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 Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thủy sản
Trang 4Trong những năm gần đây, có rất nhiều nghiên cứu được đưa
ra để giải quyết vấn đề ô nhiểm nguồn nước như xử lý nước thải bằng bột than hoạt tính; xử lý nước thải bằng đất sét, rơm
rạ, trấu, sơ dừa, cám gạo, engym
IV- Giải pháp giải quyết tình huống
Những giải pháp chúng ta có thể sử dụng là:
−Đối với sinh học: xử lí nước thải bằng phương pháp kị khí
tự động, tuần hoàn tự nhiên
−Đối với hóa lí: lọc, lọc qua song chắn rác, lắng tụ, đông tụ
và keo tụ, tuyến nổi, hấp thụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược
Sau đây em xin trình bày một số cách xử lí
V-Thuyết minh tiến trình giải quyết tình huống
1 Xử lí nước thải bằng phương pháp kị khí tự động
Quy trình xử lí gồm 4 công đoạn chính sau: thu gom, điều hòa, xử lí trong các modun, xử lí mùi và bể lắng Theo đó nước thải được đưa vào bể thu gom Sau đó đưa lên điều hòa, để lắng cặn sơ bộ, rồi được bơm vào các modun kị khí có gắn chất mang
Trang 5SVS bằng polyetylen qua hệ thống khuấy bổ trợ và được đưa vào
bể lắng tiếp theo để xử lí mùi, kết hợp với lắng cặn Sau quá trình
xử lí, nước thải nhiễm hữu cơ đạt tiêu chuẩn môi trường
Tuy nhiên phương pháp hiếu khí chỉ xử lí được nước thải có mức độ ô nhiễm thấp, chi phí vận hành cao và tạo ra nhiều bùn thải Đối với phương pháp xử lí kị khí thì cần phải thời gian dài, lại không chủ động về nhiệt độ môi trường nước, hàm lượng SVS nước sau khi xử lí vẫn còn gây mùi hôi thối
Để khắc phục các nhược điểm của công nghệ xử lí nước thải bằng phương pháp hiếu khí và kị khí nêu trên, hiện nay, đã có quy trình công nghệ xử lí nước thải ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp kị khí điều khiển tự động
2 Xử lí nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên
Hệ thống xử lí nước thải tuần hoàn tự nhiên dựa trên nguyên tắc hoạt động của các vi sinh vật có sẵn để phân hủy các hợp chất hữu cơ cũng như các quá trình vật lí và hóa học tương tự như các quá trình xảy ra trong tự nhiên để làm sạch nước thải Hệ thống
có thể xử lí với hiệu quả cao, các chất ô nhiễm hữu cơ dễ phân
Trang 6hủy, hợp chất nitơ, phốt pho, các chất hoạt động trên bề mặt vi khuẩn, các chất rắn lơ lửng, màu và mùi có trong nước thải
3 Xử lí nước thải bằng bột than hoạt tính
Bột than hoạt tính và nước thải thường là nước thải sau xử lí sinh học, được cho vào một bề mặt tiếp xúc, sau một thời gian nhất định bột than hoạt tính được cho lắng, hoặc lọc Do than hoạt tính rất mịn nên phải sử dụng thêm các chất trơ lắng poly electrolyte Bột than hoạt tính còn được cho vào bể
Aeroten để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải Than hoạt tính sau khi sử dụng thường được tái sinh để sử dụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than chưa được tìm ra, đối với than hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh trong lò đốt để ô
xi hóa các chất 10% hữu cơ bám trên bề mặt của chúng, trong quá trình tái sinh than bị phá hủy và phải thay thế bằng các hạt mới
4 Xử lí nước nhiễm phèn
Nước ta có nguồn nước thiên nhiên khá dồi dào Tuy nhiên hiện nay phần lớn trong số đó đều bị ô nhiễm nặng vấn đề này làm cho nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm để sử dụng cho
Trang 7mục đích sinh hoạt, ăn uống… Một trong những vấn đề nan giải
và chiếm phạm vi khá rộng là nước bị chua phèn
Nước chua phèn đã gây nhiều ảnh hưởng đến sinh hoạt cũng như sức khỏe của con người
Trong nước thiên nhiên, kể cả nước mặt và nước ngầm đều
có chứa sắt Hàm lượng sắt và dạng tồn tại của chúng tùy thuộc vào từng loại nguồn nước, điều kiện nguồn nước, điều kiện môi trường
Trong nước mặt, sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, dạng keo hay huyền phù Hàm lượng này thường không lớn và sẽ được khử trong quá trình làm trong nước
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng ion sắt hóa trị 2 trong thành phần của các muối hòa tan như bicacbonat, sunfat, clorua…Hàm lượng sắt này thường cao và phân vố không đồng đều trong các lớp trầm tích dưới sâu
Khi trong nước có hàm lượng sắt cao, nước có mùi tanh và
có nhiều cặn bẩn màu vàng, làm giảm chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất Vì vậy, khi trong nước có hàm lượng sắt
Trang 8lớn hơn giới hạn cho phép thì phải tiến hành khử sắt Và phương pháp xử lý tổng quát như sau:
4.1 Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng
Thực chất của phương pháp khử sắt bằng làm thoáng là làm giàu oxi cho nước, tạo điều kiện để Fe2+ oxi hóa thành Fe3+ thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3 rồi dùng bể lọc để giữ lại
4.2 Khử sắt bằng phương pháp hóa chất
a Khử sắt bằng các chất oxi hóa mạnh
Các chất oxi hóa mạng thường sử dụng để khử sắt là: Cl2,
KMnO4, O3…Phản ứng diễn ra như sau:
2Fe2+ + CL2 + 6H2O → 2Fe(OH)3 ↓ + 2Cl- + 6H+
3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O → 3Fe(OH)3 ↓ + K+ + 5H+
Trong phản ứng để oxi hóa 1 mg Fe2+ cần 0.64mg Cl2 hoặc 0.94mg KMnO4 và đồng thời độ kiềm của nước giảm đi 0.018meq/l
b Khử sắt bằng vôi
Trang 9Phương pháp khử sắt bằng vôi thường không đứng độc lập, mà kết hợp với các quá trình làm ổn định nước hoặc làm mềm nước Phản ứng xảy ra theo 2 trường hợp:
• Có oxi hòa tan:
4Fe(HCO3)2 + 2O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2 → 4Fe(OH)3 ↓ + 4Ca(HCO3)2
Sắt (III) hydroxit được tạo thành, dễ dàng lắng lại trong bể lắng
và giữ lại hoàn toàn trong bể lọc
• Không có oxi hòa tan
Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 → FeCO3 ↓ + CaCO3 + 2H2O
Sắt được khử đi dưới dạng FeCO3 chứ không phải hydroxit sắt
4.3 Các phương pháp khử sắt khác:
• Khử sắt bằng trao đổi cation
Cho nước đi qua lớp vật liệu lọc có khả năng trao đổi ion Các ion H+ và Na+ có trong thành phần của lớp vật liệu lọc, sẽ trao đổi với các ion Fe2+ có trong nước Kết quả Fe2+ được giữ lại
Trang 10trong lớp vật liệu lọc có khả năng trao đổi ion là Cation thường được sử dụng cho nguồn nước có chứa Fe2+ ở dạng hòa tan
• Khử sắt bằng điện phân
• Khử sắt bằng phương pháp vi sinh vật
V- Ý nghĩa của việc giải quyết tình huống
Như đã trình bày ở trên việc xử lí nước thải là vấn đề vô cùng quan trọng và cấp bách Giải quyết được vấn đề nước thải đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế- xã hội Việc áp dụng hóa học, sinh học, vật lý vào giải quyết vấn đề này sẽ giúp học sinh nhớ được kiến thức được học và đưa môn học gần hơn với thực tiễn cuộc sống.Hy vọng rằng nhờ các phương pháp xử lý nước thải mà em đã trình bày nguồn nước của chúng ta sẽ sạch và trong hơn