Đề tài Xử lý rác thải nhà máy giấy

Đề tài Xử lý rác thải nhà máy giấy có kết cấu nội dung gồm 4 phần: Phần 1 sự ô nhiễm môi trường nước và các thông số đặc trưng nước thải, phần 2 đặc trưng nước thải nhà máy giấy, phần 3 công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy và cuối cùng phần kết luận. Mời các bạn tham khảo.

Trang 1

SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 1

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

Trang 2

MỤC LỤC

Khái quát chung về ngành kĩ thuật hóa học 4

Giới thiệu về Viện Kỹ thuật Hóa học 6

I SỰ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI 10

1 Sự ô nhiễm nước 10

1.1 Ảnh hường do nước thải gây ra đối với nguồn nước tiếp nhận 11

1.2 Phân loại nước thải 12

1.3 Hiện tượng nước bị ô nhiễm 13

2 Các thông số đặc trưng của nước thải 18

2.1 Hàm lượng chất rắn 18

2.2 Hàm lượng oxy hòa tan DO (Dissolved Oxygen) 21

2.3 Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand) 22

2.4 Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical Oxygen Demand) 23

2.5 Các chất dinh dưỡng 24

2.6 Chỉ thị chất lượng về vi sinh của nước 25

2.7 Các tác nhân độc hại và các hợp chất liên quan về mặt sinh thái 25

II ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY 26

1 Tình trạng ô nhiễm nguồn nước và nước thải nhà máy giấy 26

2 Khái quát về quy trình sản xuất giấy 28

3 Nguồn gốc, đặc tính của nước thải nhà máy giấy 29

4 Các thông số đặc trưng của nước thải nhà máy giấy 31

III CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY 34

1 Phương pháp xử lý nước thải nói chung 34

1.1 Phương pháp cơ học 34

1.2 Các phương pháp hóa lý 37

Trang 3

1.3 Phương pháp hóa học 44

1.4 Phương pháp xử lý sinh học 54

2 Quy trình công nghệ xử lý nước thải của các nhà máy giấy ở Việt Nam 57 2.1 Quy trình 1 57

2.2 Quy trình 2 59

2.3 Ưu nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải 61

3 Một số hình ảnh minh họa và chức năng của các bể 61

IV KẾT LUẬN 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

Trang 4

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

Chúng ta cùng tìm hiểu những mốc son đã làm cho hóa học có diện mạo như

ngày nay!

1 Thời kì cổ đại (hay thời kỳ trước giả kim thuật): Từ Thượng cổ cho đến

thế kỷ IV Đó là thời kỳ xuất hiện các kiến thức hóa học của loài người trong xã hội cộng sản nguyên thủy và chiếm hữu nô lệ Trong thời kì này chưa hình

thành các khái niệm cho phép khái quát các kiến thức hóa học thực hành mà

loài người thu được, nhưng đã xuất hiện một số ngành sản xuất hóa học thủ

công và một số quan niệm triết học đầu tiên về cấu tạo vật chất, đồng thời lẻ tẻ cũng có những hoạt động giả kim thuật và chế tạo thuốc trường sinh

2 Thời kì giả kim thuật: Từ thế kỉ IV đến thế kỉ XVI, đó là thời kì trung cổ

trong lịch sử châu Âu Một trào lưu rầm rộ hình thành nhằm tìm kiếm hòn đá

triết học, chế thuốc trường sinh, dung môi vạn năng, tìm cách biến đổi các kim loại không quý thành vàng

Song song với trào lưu giả kim thuật, hóa học thực hành và các nghề thủ công tiếp tục phát triển Nhiều ngành sản xuất được hoàn thiện và phát triển như: nấu quặng thành kim loại, bắt đầu luyện coban, kẽm, antimon, bitmut thủy tinh

mầu, thuốc nhuộm, thuốc nổ

3 Thời kì kết hợp: Từ thế kỉ XVI đến thế kỉ XVIII, trong đó có các trào lưu:

Hóa y học, hóa khí, hóa kĩ thuật, thuyết flogiston

Đây là thời kì phục hưng của nền văn hóa châu Âu

Các nhà hóa học từ bỏ lí thuyết giả kim thuật thần bí và vô hiệu quả để trở về với thực tế cuộc sống Họ tiến hành tìm thuốc chữa bệnh, đẩy mạnh quá trình

luyện kim và chế tạo các loại vật liệu, nghiên cứu các loại "không khí"

Trang 5

Kết quả của thời kì này là sự sụp đổ của thuyết flogiston và sự ra đời của

thuyết "oxi" của Lavoadie về sự cháy

4 Thời kì xây dựng học thuyết nguyên tử - phân tử: Bao gồm 60 năm đầu

của thế kỉ XIX Trong thời kì này các định luật định lượng của hóa học liên tục được khám phá, làm cơ sở cho việc hình thành thuyết nguyên tử - phân tử, là

nền tảng 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 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

Trang 6

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

Những cán bộ đầu tiên của Khoa như thầy Đào Quý Chiệu, Phạm Ngọc Thanh,

Trần Văn Sinh, Kiều Dinh, Phạm Quốc Thăng, Phạm Đồng Điện, Lê Chúc, Hoàng Trọng Yêm, Lê Mậu Quyền, Nguyễn Đình Chi, Trần Bính, Nguyễn Trọng Biểu,

Nguyễn Hoa Toàn, Nguyễn Văn Ích, Hồ Hữu Phương, Lê Văn Nhương, Lê Ngọc

Tú, Lê Ngọc Chương, Cù Thành Long, Hoàng Văn Thư, Trần Đăng Nghi… chính

là lực lượng nòng cốt trong giảng dạy và cũng là những người đặt nền móng xây

dựng chương trình đào tạo, giáo trình cho sinh viên khóa 1 và những khóa tiếp

theo

15/10/1956, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tổ chức lễ khai giảng khóa 1,

Khoa Hóa-Thực phẩm có 184 sinh viên và rất nhiều người trong số đó đã trở thành các nhà khoa học đầu ngành có uy tín cao ở cả trong và ngoài nước Như các thầy Phạm Hữu Đỉnh, La Văn Bình, Trần Vĩnh Diệu, Đỗ Văn Bá, Đào Văn Tường, Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Đỗ Văn Đài, Nguyễn Thế Dân, Nguyễn Vịnh Trị, Bùi Văn Chén, Trần Công Khanh, Lê Thức, Nguyễn Đăng Hùng, Đặng Văn Luyến,

Trần Quang Thảo, Trương Ngọc Liên, Phạm Kỳ…

Giai đoạn 1956 – 1965, Khoa hình thành các Bộ môn Cơ bản, Cơ sở và Chuyên

ngành: Hóa Lý, Hóa Phân tích, Hóa Hữu cơ, Hóa Vô cơ-Đại cương, Kỹ thuật Vô

cơ-Silicat, Kỹ thuật các chất Hữu cơ, Máy hóa-Hóa công

Giai đoạn 1965-1975 (kháng chiến giải phòng miền Nam)

Do chiến tranh leo thang nên đại bộ phận cán bộ và sinh viên Trường cùng công cụ học tập đã di chuyển lên khu sơ tán Lạng Sơn Năm 1967, Bộ môn Thực phẩm tách

ra thành lập Trường Đại học Công nghiệp nhẹ Năm 1969 Khoa chuyển dần về

vùng đồng bằng và Hà Nội Năm 1972 chiến sự ác liệt trở lại, Khoa Hóa 1 lần nữa

sơ tán lên huyện Phú Xuyên, Hà Tây (cũ) sau đó là Huyện Hiệp Hòa, Hà Bắc

Trong suốt 10 năm khó khăn gian khổ này khoa vẫn giữ vững quy mô tuyển sinh, không ngừng trưởng thành về chất lượng dạy và học Biên soạn nhiều giáo trình,

tiến tới mục tiêu đào tạo Kỹ sư Hóa học, nghiên cứu khoa học phục vụ sản xuất và chiến đấu như: sản xuất than hoạt tính, chất phát quang, xi măng lò đứng, mạ

nhôm, phân lân nung chảy…

Trang 7

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,

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 phân tử, Nhiên liệu), Bộ môn Hóa sinh-Vi sinh, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Năm 1987, Bộ môn Cao phân tử tách ra thành lập Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu

Polyme-Compozit

Từ 1995 tới nay: Để đáp ứng yêu cầu của đất nước trong thời kỳ đổi mới, phấn đấu

xây dựng Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trở thành “Trung tâm Đào tạo,

NCKH và CGCN chất lượng cao, đa ngành đa lĩnh vực với một số ngành mũi nhọn đạt trình độ tiên tiến”, nhà trường đã sắp xếp, cơ cấu lại Khoa thành Khoa công

nghệ Hóa học-Thực phẩm-Sinh học với 220 cán bộ, viên chức gồm 15 Bộ môn:

Trang 8

Hóa lý, Hóa Phân tích, Hóa Hữu cơ, Hóa Vô cơ-Đại cương, Công nghệ Vô cơ,

Công nghệ Vật liệu Silicat, Công nghệ Điện hóa và Bảo vệ kim loại, Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa-Thực phẩm, Công nghệ Hóa học, Máy hóa và Máy thực

phẩm, Công nghệ Sinh học Thực phẩm, Công nghệ Lương thực Thực phẩm, Công nghệ Thực phẩm nhiệt đới Công tác đào tạo với số sinh viên chính quy là 1200,

cao đẳng là 1100, cao học: 70, nghiên cứu sinh: 30 Liên kết đào tạo với Trường

Đại học Sư phạm Quy Nhơn Mở thêm ngành mới, môn học mới như Kỹ sư Công nghệ Hóa lý, môn Tin học ứng dụng trong Hóa học, tiếng Anh chuyên ngành

Năm 1995, từ Khoa tách ra thành lập 2 Trung tâm: Trung tâm Nghiên cứu Ăn mòn

và Bảo vệ Kim loại và Trung tâm Khoa học Công nghệ Môi trường (sau là Viện

Khoa học và công nghệ Môi trường)

Năm 1999, 3 Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực phẩm, Công nghệ Lương thực

Thực phẩm, Công nghệ Thực phẩm nhiệt đới tách khỏi Khoa và cùng Trung tâm

Công nghệ Sinh học thành lập Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm

Tháng 7/1999 thành lập Khoa Công nghệ Hóa học với 12 Bộ môn: Hóa lý, Hóa

Phân tích, Hóa Hữu cơ, Hóa Vô cơ-Đại cương, Công nghệ Vô cơ và In, Công nghệ Vật liệu Silicat, Công nghệ Điện hóa và Bảo vệ kim loại, Công nghệ Hữu cơ-Hóa dầu, Công nghệ Hóa học, Xây dựng Công nghiệp, Quá trình-Thiết bị Công nghệ

Hóa học và Thực phẩm, Máy và Thiết bị Hóa chất dầu khí

Năm 2003, do yêu cầu phát triển, Khoa giải thể Bộ môn Công nghệ Hóa học thành

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

Trang 9

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 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 Thông tin liên hệ

 Văn phòng Viện: 214-C4

 Tel: +84-4-3868 0070

 Fax: +84-4-3868 0070

 Email: sce@hust.vn

Trang 10

I SỰ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐẶC

TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI

1 Sự ô nhiễm nước

Nước tự nhiên được hình thành về cả số lượng và chất lượng dưới ảnh hưởng của quá trình tự nhiên, không có tác động của dân sinh Do tác động của dân sinh nước

tự nhiên bị ô nhiễm bởi các chất khác nhau dẫn đến thành phần tính chất của nước

bị thay đổi, ảnh hưởng đến chất lượng của nó

Các khuynh hướng thay đổi chất lượng của nước dưới ảnh hưởng các hoạt động

của con người bao gồm:

- Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi , từ khí quyển và

nước thải công nghiệp, tăng hàm lượng và trong nước

- Tăng hàm lượng các ion của Ca, Mg, Si trong nước ngầm và nước sông

do nước mưa hòa tan, phong hóa của các quặng cacbonat

- Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên như Pb, Cd, Sn,

- Giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước tự nhiên do quá trình oxy hóa liên

quan tới quá trình phì dưỡng các nguồn nước và khoáng hóa các hợp chất

hữu cơ

- Giảm độ trong của nước Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự

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

Trang 11

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 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

b) Thay đổi tính chất lý học

Nguồn nước tiếp nhận nước thải sẽ bị đục, có màu, có mùi do các chất thải đưa vào hoặc do sự phát triển của rong, rêu, tảo, sinh vật phù du… tạo nên

c) Thay đổi thành phần hóa học

Tính chất hóa học của nguồn nước tiếp nhận sẽ bị thay đổi phụ thuộc vào loại nước thải đổ vào Nguồn nước thải mang tính axit hoặc kiềm hoặc chứa nhiều loại hóa

chất làm thay đổi thành phần và hàm lượng các chất có sẵn trong thủy lực

Trang 12

d) Lượng oxi hòa tan trong nước bị giảm

Hàm lượng oxi hòa tan trong nguồn nước tiếp nhận bị giảm là do tiêu hao oxi hóa các chất hữu cơ do nước thải đổ vào Hiện tượng giảm oxi hòa tan (< 4 mg/l) trong nước gây ảnh hưởng xấu cho các loài thủy sinh vật

e) Xuất hiện hoặc làm tăng các loại vi khuẩn gây bệnh

Nước thải kéo theo các loài vi khuẩn gây bệnh vào nguồn nước tiếp nhận làm suy giảm chất lượng nước cấp cho các mục đích khác nhau

1.2 Phân loại nước thải

Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Có các loại nước thải sau:

- Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học

- Nước thải công nghiệp: Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà máy

đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công

nghiệp là chủ yếu

- Nước thấm qua: Đây là nước mưa thấm vào hệ thống cống bằng nhiều cách khác nhau qua các khớp nối, các ống có khuyết tật

- Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như là nước thải tự nhiên Ở những

thành phố hiện đại, nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thống thoát

Trang 13

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 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 H2S, mùi cá ươn của amin CH3NH3,…

Cách xác đinh: dùng phương pháp pha loãng cho đến khi không cảm nhận được

mùi nữa Ví dụ khi nói nước có độ mùi là 2; 8; 10; 25; 50… tức là ta phải pha loãng một lượng nước sạch tương ứng 2; 8; 10; 25; 50… lần để nước không có mùi nưa

Vị của nước cũng được đánh giá tương tự

c) Độ đục

Nước sạch thường không chứa các chất rắn lơ lửng nên trong suốt và không màu

Độ đục do các chất lơ lửng gây ra, những hạt keo, những thể phân tán thô Những hạt vật chất gây đục thường hấp phụ những kim loại nặng, cùng với vi sinh vật gây bệnh

Cách xác đinh: xác định bằng so độ đục của nước với độ đục của một thang chuẩn,

hoặc bằng máy đo độ đục

Trang 14

d) Nhiệt độ

Nhiệt độ nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máy nhiệt điện, nhà

máy hạt nhân, thường cao hơn từ 10 – 250C so với nước thường Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lí Vùng có khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và các quá trình phân hủy

Nhưng ở những vùng nhiệt đới nước nóng sẽ làm thay đổi quá trình sinh, hóa, lí

học bình thường của hệ sinh thái, giảm lượng oxi tan vào nước

Cách xác định: bằng nhiệt kế

e) Chất rắn trong nước

Gồm hai loại là chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan Tổng hai loại chất rắn trên gọi

là tổng chất rắn trong nước Chất rắn lơ lửng là phần chất rắn không bị hòa tan làm cho nước đục, thay đổi màu sắc và các tính chất

Chất rắn hòa tan mắt thường không nhìn thấy được thường làm cho nước có mùi, vị khó chịu, đôi khi cũng làm cho nước có màu Đó là chất khoáng vô cơ, hữu cơ như muối clorua, cacbonat, nitrat, photphat,… Nguồn nước có hàm lượng chất rắn cao 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 1080C, đem cân cặn và tính tổng hàm lượng chất rắn tan

aragonit

Trang 15

Canxi xuất hiện trong nước là do sự cân bằng giữa canxi và các hợp chất magie

cacbonat cùng với CO2 tan trong nước, làm tăng độ cứng của nước

Cách xác đinh: bằng phương pháp chuẩn độ hoặc tính toán theo hàm lượng canxi,

magie trong nước

Độ cứng thường được biểu thị bằng CaCO3 (mg/l), có thể phân loại độ cứng của

nước như sau:

Độ cứng của nước Hàm lượng CaCO3 (mg/l)

Nước mềm Nước cứng trung bình

Cách xác đinh: đơn vị đo là milisimen (mS) trên một mét nước Độ dẫn điện của

mẫu nước được so với độ dẫn điện của dung dịch chuẩn KCl Ở một nhiệt độ xác

định, nếu nồng độ KCl khác nhau, độ dẫn điện sẽ khác nhau

i) Độ axit

Độ axit là hàm lượng của các chất có trong nước có khả năng tham gia phản ứng

với kiềm mạnh Nước axit thường rất ít gặp trừ trường hợp bị ô nhiễm nặng Độ

axit thường do sự có mặt của các axit yếu như H2PO4-, CO2, H2S, 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

Trang 16

 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

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

 Độ kiềm toàn phần (p): lấy 100 ml mẫu nước thổi một luồng không khí sạch qua trong vài phút, đem chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0.01M với chỉ thị

metyl da cam đến khi chuyển từ màu vàng sang màu da cam hết b ml Nếu

dùng máy đo pH thì chuẩn độ đến pH=4.5

k) Các kim loại nặng

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3, chúng tồn tại trong thủy quyển dưới dạng muối hòa tan

 Chì (Pb)

Là nguyên tố có độc tính cao, gây độc cho hệ thần kinh, tác động lên hệ enzim

Tiêu chuẩn tối đa cho phép của WHO nồng độ chì trong nước uống không được

quá 0.05 mg/ml

Xác định hàm lượng chì trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên

tử hoặc phương pháp chiết trắc quang với thuốc thử đithizon trong clorofom

Trang 17

 Thủy ngân (Hg)

Là nguyên tố tương đối độc, dễ bay hơi ở nhiệt độ thường, nên hít phải hơi thủy

ngân sẽ rất độc Trong nước, metyl thủy ngân là dạng độc nhất Chất này hòa tan

mỡ và phần chất béo của màng não tủy Tủy ngân có khả năng phản ứng với các

axit amin chưa lưu huỳnh, các hemoglobin, abumin

Nồng độ tối đa cho phép của WHO đối với thủy ngân trong nước uống là 1 µg/l

Xác định bằng phương pháp vôn – ampe hòa tan, phương pháp chiết trắc quang với đithizon trong clorofom

 Asen (As)

Là nguyên tố kích thích sinh trưởng, nhưng ở nồng độ cao lại gây độc cho sinh vật sống Asen đi vào nguồn nước bằng đường tự nhiên và nhân tạo Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm asen là núi lửa, bụi đại dương Nguồn nhân tạo gây ô nhiễm asen là

quá trình nấu chảy đồng, chì, kẽm, luyện thép, đốt rừng, đốt các chất thải, thuốc trừ 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

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

Trang 18

 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

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 xác định là phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu nước hoặc nước thải trên bếp cách thủy, tiếp đó sấy khô ở nhiệt độ 103oC cho tới khi trọng lượng không đổi Hàm

lượng các chất lắng được gọi là những hạt rắn sẽ lắng xuống đáy bình hình côn (gọi

là phễu Imhop) trong 60 phút, được tính bằng ml/l Chỉ tiêu này là một phép đo gần đúng lượng bùn sẽ được khử trong lắng sơ cấp

Bảng 1: Các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đặc trưng của nước thải và nguồn

- Chất thải sinh hoạt và công nghiệp, sự phân rã

tự nhiên chất hữu cơ

- Sự thối rữa chất thải và các chất thải công nghiệp

Trang 19

- Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt

và sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm, chảy vào

hệ thống cống

- Các chất thải sinh hoạt và sản xuất

- Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuất

- Chất thải nông nghiệp

- Chất thải công nghiệp

- Các chất thải sinh hoạt và thương mại

- Các chất thải sinh hoạt và sản xuất

- Phân rã tự nhiên các chất hữu cơ

- Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt, quá trình thấm của nước ngầm

- Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, quá trình thấm của nước ngầm, các chất làm mềm nước

- Các chất thải công nghiệp

- Các chất thải sinh hoạt và nông nghiệp

- Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp

- Cấp nước sinh hoạt, nước thải sinh hoạt và công nghiệp

- Phân hủy các chất thải công nghiệp

- Phân hủy các chất thải sinh hoạt

- Cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước bề mặt

Trang 20

- Các chất sinh hoạt và nhà máy xử lý

- Các chất thải sinh hoạt

Bảng 2: Các thành phần quan trọng trong nước thải liên quan tới công nghệ xử lý

Các chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng có thể dẫn đến tang khả năng láng

bùn và điều kiện kỵ khí khi nước thải không qua xử lý vào môi trường nước

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

Trang 21

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

oxy không thể thiếu đối với các vi sinh vật sống trên cạn cũng như dưới nước Oxy duy trì quá trình trao đổi chất, sinh ra năng lương cho sự sinh trưởng, sinh sản và

tái sản xuất Nồng độ oxy hòa tan tối thiểu đối với các loại cá hoạt động mạnh như

cá hồi là 5-8mg/l, còn đối với các loài cá có nhu cầu oxy thấp như cá chép là 3mg/l Oxy là chất khí khó hòa tan trong nước, không tác dụng với nước về mặt hóa học

Độ tan của nó phụ thuộc vào các yếu tố như áp suất, nhiệt độ và các đặc tính của

nước Nồng độ bão hòa của oxy trong nước ở nhiệt độ cho trước tính theo định luật Henry Nồng độ này nằm trong khoảng 8-15mg/l ở nhiệt độ thường

Khi thải các chất thải sử dụng oxy vào các nguồn nước, quá trình oxy hóa chúng sẽ làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong các nguồn nước này, thậm chí đe dọa sự sống của các loài cá cũng như sinh vật sống trong nước

Để xác định nồng độ oxy hòa tan trong nước nguồn hay nước thải, người ta thường dùng phương pháp iot (còn gọi là phương pháp Winkler) Phương pháp phân tích

dựa vào quá trình oxy hóa Mn2+ thành Mn4+ trong môi trường kiềm và Mn4+ lại có khả năng oxy hóa I- thành I2 tự do trong môi trường axit Như vậy lượng I2 được

giải phóng tương đương với lượng oxy hòa tan có trong nước lượng iot này được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch natri thiosunfat (Na2S2O3)

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

Trang 22

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 + O2 CO2 + H2O + 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

phân hủy sinh học là công việc quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của một dòng

thai đối với nguồn nước

BOD biểu thị lượng các chất hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bằng các vi sinh vật

Trong kỹ thuật môi trường chỉ tiêu BOD được dùng rộng rãi để:

1 Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để ổn định sinh học các chất hữu cơ

có trong nươc thải

2 Xác định kích thước thiết bị xử lý

3 Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình

4 Xác định sự chấp thuận tuân theo những quy định cho phép thải chất thải

Trong thực tế người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn

toàn chất hữu cơ (vì tốn nhiều thời gian) mà chỉ xác định lượng oxy cần thiết trong

5 ngày đầu ở nhiệt độ ủ 20oC, ký hiệu BOD Chỉ tiên này đã được chuẩn hóa và sử dụng ở hầu khắp các nước trên thế giới

Hiện nay người ta sản xuất được máy đo BOD để phân tích nhanh Do quá trình

oxy hóa sinh học xảy ra rất chậm và kéo dài, trong khoảng thời gian 20 ngày,

khoảng 95÷99% các chất hữu cơ cacbon bị oxy hóa và trong 5 ngày đầu tiên xác

định BOD có khoảng 60÷70% các chất hữu cơ này bị oxy hóa Nhiệt độ 20oC là

nhiệt độ trung bình trong năm ở các nước có khí hậu ôn hòa và nó cũng dễ được tái diễn lại trong tủ ủ Nếu tiến hành ủ mẫu ở các nhiệt độ khác nhau sẽ cho kết quả

Trang 23

BOD5 khác nhau vì tốc độ phản ứng sinh học phụ thuộc vào nhiệt độ Do vậy, một

số nước ở khu vực nhiệt đới, đã dùng thông số BOD4 (là mẫu phân tích được ủ ở

30oC 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

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 CO2 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:

vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD Phép phân tích COD có ưu điểm là cho kết

quả nhanh (khoảng 3 giờ) khắc phục được nhược điểm của phép đo BOD Đối với nhiều loại chất thải, giữa chỉ số COD và BOD có mối tương quan nhất định với

nha Khi thiết lập được mối quan hệ này có thể sử dụng phép đo COD để vận hanh

và kiểm soát hoạt động của các nhà máy xử lý nước thải Hiện nay đã có máy phân tích COD nhanh (COD Reactor)

Trang 24

Ngoài các chỉ số COD và BOD người ta còn dùng một vài chỉ số khác để đo hàm

lượng các chất hữu cơ trong nước như tổng hợp cacbon hữu cơ TOC (Total

Organic Cacbon) và nhu cầu oxy theo lý thuyết ThOD (Theoretical Oxygen

Demand) TOC chỉ được dùng khi hàm lượng các chất hữu cơ trong nước rất nhỏ, còn ThOD chính là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn phần hữu cơ trong

chất thải thành CO2 và nước và chỉ có thể tính được khi biết công thức hóa học của 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

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 NH3 tự do là sản phẩm phân hủy các chất chứa protein

Tổng nito là tổng các hàm lượng nito hữu cơ, N-NH3, N-NO2 và N-NO3 Hàm

lượng nito hữu cơ được xác định bằng phương pháp Kinđal (Kjeldahl) Chỉ tiêu

N-NH3 thường được xác định bằng phương pháp so màu hoặc chuẩn độ, còn các chỉ tiêu N-NO2 và N-NO3 xác định bằng phương pháp so màu

b) Hàm lượng photpho

Ngày này người ta quan tâm nhiều hơn đến việc kiểm soát hàm lượng các hợp chất photpho trong nước mặt, trong nước thải công nghiệp thải vào nguồn nước Vì

nguyên tố này là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển “bùng

nổ” của tảo ở một số nguồn nước mặt Photpho trong nước và nước thải tồn tại ở

các dạng orthophotphat có thể xác định bằng phương pháp so màu với thuốc thử là

NH3MoO4 và SnCl2, còn polyphotphat và photphat hữu cơ cần chuyển hóa thành

Trang 25

orthophotphat qua phản ứng với axit sau đó xác định băng phương pháp so màu nói trên

Chỉ tiêu photpho có ý nghĩa có ý nghĩa quan trọng cấp nước để kiểm soát sự hình thành cận rỉ, ăn mòn và xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học

c) Hàm lượng sunfat

Ion sunfat thường có trong nước cấp sinh hoạt cũng như trong nước thải Lưu

huỳnh cũng là một nguyên tố cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và được giải phóng ra trong quá trình phân hủy chúng Sunfat bị khử sinh học ở điều kiện kỵ

khí Khí H2S được giải phóng ra vào không khí trên bề mặt nước thải trong hệ

thống dẫn Một phần khí này tích tụ tại các hốc bề mặt nhám của ống dẫn bị oxy

hóa sinh học thành H2SO4, làm ăn mòn các ống dẫn Khí H2S 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 (CHCl3), bromodiclomctan,

clorodibromometan và bromoform (CHBr3)

Trang 26

b) Các hợp chất hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ không phân hủy hoặc tác dụng với các chất khác gây ô

nhiễm môi trường sinh thái

c) Các kim loại nặng

Hầu hết các kim loại nặng tồn tại trong nước ở dạng ion Các chất này gồm asen,

bari, cadmi, crom, đồng, chì, thủy ngân, niken, selen, bạc và kẽm Chúng phát sinh

từ nhiều nguồn gốc khác nhau nhưng chủ yếu là do các hoạt động công nghiệp Do chúng không phân rã nên các kim loại nặng tích tụ trong các chuỗi thức ăn của hệ

sinh thái Quá trình này bắt đầu với nồng độ thấp của các kim loại nặng tồn tại

trong nước hoặc cặn lắng, rồi sau đó được tích tụ nhanh trong các thực vật và động vật sống dưới nước

II ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

1 Tình trạng ô nhiễm nguồn nước và nước thải nhà máy giấy

Công nghiệp giấy là ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua (từ năm đến

1999, tốc độ tăng trưởng bình quân là 16%/năm; ba năm gần đây, 2004, 2005, 2006 tốc

độ tăng trưởng là 20%/năm, 5 năm kế tiếp theo tốc độ tăng trưởng dự báo là 28%/năm) Sản phẩm của ngành chiếm ưu thế rất lớn trong thị trường tiêu thụ Mặc dù hiện nay các phương tiện thông tin và liên lạc phát triển mạnh như Internet, máy tính, điện thoại… nhưng giấy vẫn luôn là sản phẩm cần thiết và không thể thiếu đối với ngành giáo dục, báo chí, in ấn, hội họa… và cả trong nhu cầu tiêu dùng hàng ngày khác của con người như khan giấy, giấy vệ sinh… Đặc biệt ngày nay, giấy còn được khuyến khích trong việc sử dụng làm bao bì, giấy gói,… để thay thế túi nilon ở một số quốc gia trên thế giới

Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy cũng là một trong những ngành công nghiệp có mức độ ô nhiễm trầm trọng nhất và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quanh do độc tính nước thải Độc tính của các dòng nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện diện một hỗn hợp phức tạp các dịch chiết trong thân cây như nhựa cây, các axit béo, lignin và một số sản phẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có độc tính sinh thái cao, có nguy cơ gây ung thư và rất khó phân hủy trong môi trường Nồng độ của một số chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối

Trang 27

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

Vì vậy, một bài toán khó đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất, mà đặc biệt quan trọng là nước thải, nhằm giảm ô nhiễm, bảo

vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên

Ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là một trong những ngành tiêu hao lượng tài nguyên nước rất lớn và do đó lượng nước thải ra cũng rất đáng kể Bên cạnh đó, chất lượng nước thải của ngành này cũng là một vấn đề hết sức cấp bách do mức độ ô nhiễm cao Việc xử lý nước thải ngành giấy đang là mối quan tâm của tất cả các doanh nghiệp sản xuất giấy trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng Hiện nay, nước ta có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, nhưng chỉ có khoảng 10% doanh nghiệp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn hầu hết các nhà máy giấy đều chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoặc đã xây dựng nhưng vẫn xử lý ko đạt tiêu chuẩn thải ra Nguyên nhân là do công nghệ sản xuất giấy ở nước ta còn rất lạc hậu và hạn chế

so với trình độ tiên tiến của các nước trên thế giới Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm, các nhà máy ở Việt Nam phải sử dụng khoảng 100 – 350 m3 nước, trong khi các nhà máy sản xuất giấy hiện đại trên thế giới chỉ sử dụng 7 – 15 m3 nước/tấn giấy

Với những vấn đề như trên thì việc xử lý nguồn nước thải từ các nhà máy giấy là cực kỳ quan trọng thu hút được đông đảo sự quan tâm của giới khoa học, giới kinh doanh cũng như của người dân Trong bài tiểu luận này chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu những ảnh

hưởng cũng như hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy giấy hiện nay Từ đó hy vọng đề ra biện pháp giải quyết, kêu gọi mọi người chung tay bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này, cũng chính là bảo vệ chúng ta

Trang 28

2 Khái quát về quy trình sản xuất giấy

a) Giai đoạn sản xuất bột giấy

Trang 29

b) Giai đoạn sản xuất giấy

3 Nguồn gốc, đặc tính của nước thải nhà máy giấy

Có hai nguồn sản sinh ra nước thải đó là: từ quá trình xeo giấy và quá trình làm việc Trong quá trình tạo bột của công nghiệp xeo giấy sẽ xuất hiện trong dịch thải và sẽ gây

ô nhiễm nặng đối với môi trường nếu không kịp thời thu hồi được dịch đen

Dịch đen, theo thuật ngữ của ngành giấy, bao gồm 70% chất rắn hữu cơ (có thể thu hồi

để tái tạo) và sử dụng và 30% chất rắn vô cơ Cũng vì thế, mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỷ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen

Trang 30

Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lý mà xả thẳng ra sông ngòi sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước

Những chất ô nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giây đối với các nguồn nước bao gồm:

Vật huyền phù: là những hạt chất rắn không chìm trong nước, bao gồm chất vô cơ, cát,

bụi, quặng,… hoặc những chất hữu cơ như dầu, cặn hữu cơ Nhiều vật huyền phù xả xuống nguồn nước dần dần sẽ hình thành các “bãi sợi” và tạo ra quá trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hòa tan trong nước, tác động tới sự sống còn của các sinh vật trong nước, phủ lấp không gian sinh tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường…

Vật hóa hợp dễ sinh hóa phân giải: là những thành phần nguyên liệu với số lượng tương

đương đã tan trong quá trình tạo bột xeo giấy dễ sinh hóa phân giải, bao gồm các vật có lượng phân tử thấp (chất bán sợi, metanol, axit, loại đường…)

Những chất này sẽ bị oxy hóa, do đó cũng tiêu hao oxy hòa tan trong nước, gây tác hại đối với các sinh vật

Vật hóa hợp khó sinh hóa phân giải: bắt nguồn chủ yếu từ chất đường phân tử lớn và

lignin trong nguyên liệu sợi Những chất này thường có màu, do đó ảnh hưởng đến sự chiếu rọi của ánh sáng vào nguồn nước Những vật chất này cũng có thể gây biến dị trong cơ thể sinh vật nếu bị hấp thụ

Các vật chất có độc: rất nhiều vật chất có độc đối với sinh vật hiện diện trong nước thải của công nghiệp giấy như colophan và axit béo không bão hòa trong dịch đen, dịch thải của đoạn tẩy trắng, dịch thải đoạn rút xút

Bên cạnh các vật chất độc hại trên, nước thải của ngành công nghiệp giấy có thể làm ảnh hưởng trầm trọng đến trị số pH của nguồn nước hoặc làm ngăn cản ánh sáng, tác động đến quá trình quang hợp Từ đó làm mất sự cân bằng sinh thái trong môi trường nước

Mặt khác do quá trình đi lại của công nhân từ ngoài vào trong xưởng hay nhà máy sẽ mang một lượng đất, cát vào khí mà rửa sàn nhà thì đất, cát này sẽ đi theo dòng nước ra

bể chứa nước thải

Trang 31

4 Các thông số đặc trưng của nước thải nhà máy giấy

Bảng 3: Thành phần nước thải của một số nhà máy sản xuất giấy và bột giấy với

nguyên liệu là gỗ và giấy thải

Chỉ tiêu Đơn vị

Nguyên liệu từ gỗ

mềm Nguyên liệu là giấy thải

Sản phẩm giấy carton Sản phẩm giấy

vệ sinh

Sản phẩm giấy bao bì

Trang 32

Bảng 4: Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông

dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (TCVN 6980 : 2001)

Không

có mùi khó chịu

Không

Trang 33

Q là lưu lượng sông, m3/s;

F là thải lượng, m3/ngày (24 giờ);

F1 từ 50 m3/ngày đến dưới 500 m3/ ngày;

F2 từ 500 m3/ngày đến dưới 5000 m3/ngày;

F3 bằng hoặc lớn hơn 5000 m3/ ngày

Định dạng
Số trang	67
Dung lượng	1,49 MB