Tải bản đầy đủ

BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN



BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

“NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM MỘT SỐ LOẠI PHÈN MỚI
TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Ở NHIỀU LOẠI NƯỚC THẢI
CÓ NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CAO”
Người hướng dẫn:
KS. Huỳnh Tấn Nhựt

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Lạt
Trần Thị Ái Lan
Trương Thị Mỹ Loan

Thủ Đức, ngày 27 tháng 08 năm 2012.


Mục lục



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD

: Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

COD

: Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

FAC

: Ferous Aluminum Sulphat Compounds

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

SS

: Rắn lơ lửng (Suspended Solid)

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam



Danh mục Bảng


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài:

Hiện nay với tốc độ công nghiệp hóa hàng loạt các khu chế xuất, khu công nghiệp
mọc lên tạo điều kiện giải quyết vấn đề việc làm cho lao động phổ thông, chính vì thế
thúc đẩy nền kinh tế của đất nước đi lên. Bên cạnh những lợi ích về kinh tế thì hậu quả


của việc phát triển ồ ạt của các ngành công nghiệp đã ảnh hưởng đến môi trường nghiêm
trọng, làm ô nhiễm và hủy hoại môi trường. Chúng ta có thể kể đến một số ngành gây ô
nhiễm nặng như: Sản xuất Giấy, In ấn, Xi mạ, Thuộc da, Dệt Nhuộm, Hóa chất bảo vệ
thực vật…
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều
nước, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80m 3 – 450m3.
Dịch đen sinh ra trong công đoạn nấu và rữa bột giấy. Dịch đen có nồng độ chất khô
khoảng 25-35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào khoảng 70:30. Nước thải sinh ra có
hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD, COD cao, đặc biệt trong nước thải nhà máy giấy
thường chứa nhiều lignin, chất này khó hòa tan và khó phân hủy, có các chất có khả năng
tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ. Vấn đề ô nhiễm nước thải
tại các nhà máy giấy đang được các nhà khoa học và cơ quan quản lý nhà nước về môi
môi trường rất quan tâm.
Nước thải mực in tác động chủ yếu đến nguồn nước bởi vì lượng nước thải mực in
chứa hàm lượng BOD, COD và độ màu rất cao. Lưu lượng nước thải của ngành in không
nhiều và nồng độ BOD, COD cũng biến động tùy vào nhu cầu sử dụng nước vệ sinh thiết
bị của từng nhà máy, chất lượng nước cũng biến động theo ngày. Đó chính là nguyên
nhân làm cho hầu hết các hệ thống xử lý nước thải ngành in đều không xử lý đạt yêu cầu.
Để cải thiện hiệu quả xử lý đối với hai loại nước thải giấy và mực in cần xác định
được loại phèn thích hợp và điều kiện tối ưu cho loại phèn sử dụng trong quá trình xử lý
hóa lý với từng loại nước thải. chính vì thế tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thử nghiệm một
số loại phèn keo tụ mới trong quá trình xử lý ở nhiều loại nước thải có nồng độ ô nhiễm
1.2.

cao”.
Mục tiêu nghiên cứu:

Trang 6


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Tìm ra loại phèn thích hợp, xác định liều lượng phèn và pH tối ưu cho quá trình keo
tụ đối với từng loại nước thải thông qua các loại phèn nghiên cứu.
1.3.

Nội dung nghiên cứu:
Tìm hiểu tính chất nước thải trước xử lý.
Xử lý nước ô nhiễm bằng keo tụ (chạy mô hình Jatest).

1.4.

Đánh giá khả năng xử lý nước ô nhiễm của các loại phèn nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu
Tham khảo tài liệu để có cơ sở cho quá trình nghiên cứu.
Điều tra và lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm.
Chạy mô hình Jartest .
Thí nghiệm phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm.

1.5.

Giới hạn của đề tài:
Đề tài nghiên cứu trên hai loại nước thải Giấy của Nhà máy Giấy Tân Mai và nước

thải mực In của công ty Công nghiệp Tân Á
1.6.
Ý nghĩa:
1.6.1.
Kinh Tế - Xã hội:
Là một công trình nghiên cứu phục vụ cho thực tế với các nhà máy các khu vực ô
nhiễm có tính chất tương tự, giúp cho các hệ thống hoạt động với hiệu suất cao , giảm
lượng hóa chất tiêu tốn, tiết kiệm tài nguyên.
Hạn chế và giảm các chất gây ô nhiễm trong nước xả thải ra môi trường, góp phần
bảo vệ môi trường cho khu vực.
1.6.2. Môi trường:
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì nước thải từ ngành công nghiệp sinh ra
ngày càng nhiều, làm cho môi trường thiên nhiên bị tác động mạnh, mất đi khả năng tự
làm sạch. Vì thế, sử dụng loại phèn thích hợp vào quy trình xử lý của từng loại nước thải
làm tăng hiệu quả xử lý, hạn chế các chất gây ô nhiễm trong nước xả thải ra môi trường.

Trang 7


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.
2.1. Tổng quan về nước thải:
2.1.1. Đặc điểm của nước thải giấy:

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều
nước, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80m 3–
450m3.Nước được dùng trong các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản
xuất hơi nước. Hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước
thải và mang theo các tạp chất, hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô
cơ. Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỉ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào
khoảng 70:30. Thành phần hữu cơ là sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ và
lignin hòa tan vào dịch kiềm. Thành phần vô cơ gồm những hóa chất nấu, một phần nhỏ
là NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunphat liên kết với
các chất hữu cơ trong kiềm.
Nước thải từ công đoạn tẩy trắng bột giấy của các nhà máy sản xuất giấy bằng
phương pháp hóa học hoặc bán hóa học thường chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan
và hợp chất tạo thành bởi những hợp chất đó với những chất tẩy ở dạng độc hại có khả
năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ. Khi tẩy bằng clo,
các thông số ô nhiễm đặc trưng: BOD vào khoảng 15 - 17kg/tấn bột giấy, COD khoảng
60-90kg/tấn bột giấy, đặc biệt giá trị AOX(các hợp chất clo hữu cơ) khoảng4- 10kg/tấn
bột giấy.
Công đoạn xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng và các chất phụ
gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh. Nước thải từ khâu rửa máy móc thiết bị, rửa
sàn thường có các chất lơ lửng và các hóa chất bị rơi vãi tuy nhiên dòng thải này có lưu
lượng không đáng kểvà không liên tục.
Xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy là công việc rất khó khăn và tốn kém, đòi
hỏi vốn đầu tư và chi phí vận hành cao. Đây là vấn đề bức xúc với các doanh nghiệp sản
xuất ở nước ta do không đủ kinh phí để đầu tư trang thiết bị xử lý chất thải cũng như đổi

Trang 8


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

mới công nghệ để giảm thiểu ô nhiễm và chi phí để vận hành các hệ thống xử lý nước
thải một cách triệt để.
2.1.2. Đặc điểm của nước thải mực in:
Nước thải từ quá trình sản xuất mực in không nhiều, chỉ phát sinh từ công đoạn vệ
sinh thiết bị máy móc. Ngoài ra nước thải còn phát sinh từ quá trình vệ sinh xưởng khi
mực in bị tràn đổ. Tuy nhiên, nồng độ các chất gây ô nhiễm rất cao. Khi trực tiếp thải vào
nguồn tiếp nhận không qua xử lý, chất hữu cơ có trong nước thải sẽ làm suy giảm nồng
độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu
cơ.
Bảng 2.1. Kết quả phân tích chất lựng nước thải tại nhà máy sản xuất mực in tại ct Tân Á
Yêu Cầu Chất Lượng Nước

Chỉ

Đơn

Tiêu

Vị

1

pH

-

6,35

5,5 – 9

2

COD

mg/l

5400

150

3

BOD

mg/l

2435

50

4

SS

mg/l

2116

100

5

Độ

Co-Pt

2135

150

STT

Giá Trị Đầu Vào
Đầu Ra (QCVN 40:2011, cột B)

màu

2.2. Tổng quan các loại phèn sử dụng:
2.2.1.
Phèn Sắt II (Fe2(SO4)3.6H2O):

Muối sắt chưa phổ biến ở Việt Nam nhưng rất phổ biến ở các nước nước công
nghiệp. Khi thuỷ phân sẽ tạo axit, vì vậy cần đủ độ kiềm để giữ pH không đổi.
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+
Ưu điểm của phèn sắt:

Trang 9


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Liều lượng phèn sắt(II) dùng để kết tủa thấp hơn phèn nhôm (chỉ bằng 1/3 – 1/2
liều lượng phèn nhôm).
Phèn sắt ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ và giới hạn pH rộng (pH hiệu quả tốt nhất
với phèn sắt từ 5-9).
Nhược điểm của phèn sắt:
Dễ ăn mòn đường ống vì trong quá trình phản ứng tạo ra H+.
2.2.2.

Quá trình thủy phân tạo ra acid nên tốn nhiều hóa chất (Kiềm) để giữ pH không đổi.
Phèn Nhôm (Aluminum Sulphat - Al2(SO4)3.18H2O):
Đây là chất keo tụ phổ biến nhất, đặc biệt là ở Việt Nam.

Bảng 2.2. Bảng chỉ tiêu và mức chất lượng của phèn Nhôm
Tên chỉ tiêu

Mức chất lượng

1. Ngoại quan

Dạng bột, màu hơi trắng
ngà hoặc hơi vàng.

2. Hàm lượng nhôm oxyt Al2O3, %, không nhỏ hơn

16

3. Hàm lượng Acid Sunfuaric H2SO4, %, không lớn hơn

0,001

4. Hàm lượng chất không tan trong nước, %, không lớn hơn

0,3

Cơ chế keo tụ của phèn nhôm:
Khi dùng phèn nhôm làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng thuỷ phân:
Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 6 H+ +3SO42Khi độ kiềm của nước thấp, cần kiềm hóa nước bằng NaOH.
Khi sử dụng phèn nhôm cần lưu ý :
pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5.
Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40oC.
Trang 10


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Ngoài ra, cần chú ý đến : các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ,
liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…
Ưu điểm của phèn nhôm :
Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có nănglực
keo tụ thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại mà
loài người biết. Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ. Công nghệ keo tụ
bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm soát, phổ biến rộng rãi.
Nhược điểm của phèn nhôm:
Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí
sản xuất tăng.
Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại.
Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng. Hàm lượng Al dư trong nước lớn
hơn so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn tiêu chuẩn với (0,2mg/lit).
Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạn
chế. Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO 42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối
với vi sinh vật.
2.2.3. Phèn FAC (Ferous Aluminum Sulphat Compounds -AL2O3 (56±1%)& Fe2O3):

FAC là hổn hợp phèn nhôm sắt hỗn hợp tỷ lệ 56% ở dạng khan dễ hòa tan và dễ sử
dụng.

Hình 2.1. Phèn FAC
Có hai loại phèn FAC:
FAC dạng rắn: dạng bột màu trắng ngà ánh vàng, tan hoàn toàn trong nước.
Trang 11


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Bảng 2.3. Thành phần và tính chất của FAC rắn
Tính chất

Giá trị

AL2O3 (%) & Fe2O3

56 ± 1

Cl- (%)

≤ 23

Kim loại nặng

thấp hơn mức cho phép

Độ kiềm

56 ± 2

pH (dung dịch 10 % )

4.2 ~ 4.4

Tỷ trọng khối (kg/dm3)

0.90 ~ 0.95

FAC rắn có thể để lâu dài ở điều kiện bảo quản thông thường, khi sử dụng phải pha
thành dung dịch 12 % hoặc 15 % bằng nước trong, cho lượng dung dịch tương ứng với
lượng chất keo tụ cần thiết vào nước cần xử lý, khuấy đều và để lắng trong.
FAC dạng lỏng: chất lỏng màu vàng nâu, hàm lượng chất keo tụ % AL 2O3 (%) &
Fe2O3 là 56 % ± 1
FAC lỏng có thể bảo quản lâu dài ở điều kiện bảo quản thông thường trong các can
nhựa hoặc bồn chứa. FAC lỏng sử dụng đơn giản và trực tiếp bằng cách dùng bơm định
luợng bơm dung dịch vào nước cần xử lý khi vận hành hệ thống, thêm chất trợ keo tụ
polyme để giúp quá trình tạo bông và lắng tốt hơn, khuấy đều và để lắng trong.

Trang 12


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Bố trí thí nghiệm:

3.1.

TN1.Thí nghiệm kiểm tra
chất lượng nước thải đầu
vào

TN1.1. Kiểm tra lần 1

TN1.2. Kiểm tra lần 2

TN 1.3. Kiểm tra lần 3

Lấy kết quả COD trung bình của cả 3 lần kiểm tra để
thực hiện thí nghiệm 2 (thí nghiệm Jartest)
TN2. Thí nghiệm Jartest
TN2.1. Thí nghiệm
Jartest với phèn FAC
TN2.1.1.
Thí
nghiệm
xác định
lượng
phèn
phản ứng

TN2.1.2.
Thí
nghiệm
xác định
pH tối ưu

TN2.1.3.
Thí
nghiệm
xác định
lượng
phèn tối
ưu

TN2.2. Thí nghiệm
Jartest với phèn
TN2.2.1.
Thí
nghiệm
xác định
lượng
phèn
phản ứng

TN2.2.2.
Thí
nghiệm
xác định
pH tối ưu

TN2.2.3.
Thí
nghiệm
xác định
lượng
phèn tối
ưu

TN2.3. Thí nghiệm
Jartest với phèn sắt II
TN2.3.1.
Thí
nghiệm
xác định
lượng
phèn
phản ứng

TN2.3.2.
Thí
nghiệm
xác định
pH tối ưu

TN2.3.3.
Thí
nghiệm
xác định
lượng
phèn tối
ưu

Hình 3.1. Sơ đồ thiết kế thí nghiệm
Thời gian: Từ 7/2012 – 3/2013.
Địa điểm: Phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Trường Đại học
Nông Lâm.
Đối tượng: Nước thải đầu vào của nhà máy giấy Tân Mai và nước thải mực in công
ty Công nghiệp Tân Á.
3.2.

Thực hiện:

Trang 13


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

3.2.1. Thí nghiệm 1: Thí nghiệm kiểm tra chất lượng nước thải đầu vào

Mục đích
Đánh giá được chất lượng nước thải đầu vào và lựa chọn phương pháp xử lý hóa
lý thích hợp để làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải.
Mô tả thí nghiệm
Lấy mẫu nước thải tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu như : SS, pH, COD. Thí
nghiệm kiểm tra được lặp lại 3 lần với 3 mẫu khác nhau sau đó lấy kết quả phân tích
trung bình của 3 lần kiểm tra để thảo luận và đưa ra mức xử lý đầu vào để thực hiện
thí nghiệm xử lý hóa lý.
Dụng cụ và hóa chất
Các thiết bị và hóa chất dùng để kiểm tra SS, pH, COD
Các bước tiến hành
Kiểm tra lần 1, lần 2, lần 3
- Lấy mẫu nước thải đem về phòng thí nghiệm để test COD, pH, SS.
- Tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu SS, COD, pH.
3.2.2. Thí nghiệm 2: thí nghiệm Jartest:

Mục đích
Xác định giá trị pH tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông.
Xác định liều lượng phèn tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông.
Mô tả thí nghiệm
Lấy kết quả mẫu nước thải đầu vào có hàm lượng COD trung bình của cả 3 lần
kiểm tra đã tìm được ở thí nghiệm 1, thí nghiệm kiểm tra chất lượng nước thải đầu vào
để làm thí nghiệm Jartest.
Thí nghiệm gồm 3 phần:
Phần 1: Xác định liều lượng phèn phản ứng

Trang 14


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Phần 2: Cố định hàm lượng phèn và thay đổi giá trị pH để tìm được giá trị pH tối ưu
của quá trình keo tụ tạo bông
Phần 3: Cố định giá trị pH tối ưu đã tìm được ở trên và thay đổi hàm lượng phèn ở
các cốc để tìm được hàm lượng phèn và pH tối ưu cho quá trình keo tụ tạo bông.
Dụng cụ và hóa chất
Bảng 3.1. Danh sách dụng cụ cho thí nghiệm Jartest
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Loại dụng cụ thiết bị
Mô hình jatest
Becher
Becher
Pipet
Pipet
Đũa khuấy
Ống đong
Quả bóp cao su
Máy đo pH

Quy cách
1000ml
100ml
10ml
2ml
50ml

Số lượng
1
6
3
1
1
1
1
1
1

Bảng 3.2. danh sách hóa chất cho thí nghiệm Jarest
STT
1
2
3
4
5

Hóa chất
Al2(SO4)3.nH2O
FAC
FeSO4.7H2O
H2SO4
NaOH

Nồng độ
10%
10%
10%
10%
10%

Mô hình
Thiết bị Jartest là một thiết bị gồm 6 cánh khuấy quay cùng tốc độ. Nhờ hộp số
tốc độ quay có thể điều chỉnh từ 10 – 120 vòng/phút. Cánh khuấy có dạng tubine gồm
2 bảng phẳng nằm trong cùng một mặt phẳng đứng đặt trong 6 beaker dung tích
1000ml chứa cùng 1 thể tích mẫu nước cho 1 đợt thí nghiệm

Trang 15


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Hình III.2. Mô hình nghiên cứu thí nghiệm Jartest
Các bước tiến hành
Thí nghiệm 2.1. Thí nghiệm Jartest với phèn FAC
Thí nghiệm 2.1.1.Thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng
Bước 1: Lấy 1 becher cho vào becher 500ml nước mẫu
Bước 2: Dùng pipet hút acid hay xút để điều chỉnh pH về khoảng thích hợp
Bước 3: Dùng pipet 10ml, lấy lần lượt 0,1 ml phèn châm từ từ vào mẫu đã chuẩn bị
(vừa châm vừa dùng đũa khuấy để lượng phèn được hòa tan đều trong mẫu)
Bước 4: Dừng châm phèn khi mẫu nước bắt đầu xuất hiện bông cặn, ghi nhận lượng
phèn này. Đây chính là lượng phèn phản ứng.
Thí nghiệm 2.1.2. Thí nghiệm xác định pH tối ưu
Bước 1 : Lấy 500ml mẫu nước thải cho vào 6 beaker 1000 ml
Bước 2 : Dùng NaOH và HCl để điều chỉnh pH ở mỗi cốc với khoảng pH giữa 2
cốc liên tiếp là 0,5.
Bước 3 : Đưa 6 cốc vào máy Jartest, điều chỉnh máy với tốc độ 100 vòng/phút trong
1 phút
Bước 4 : Cho vào mỗi cốc lượng phèn phản ứng đã xác định ở thí nghiệm 2.1.1. thí
nghiệm xác định lượng phèn phản ứng
Bước 5 : Để Jartest với tốc độ 20vòng/phút trong 15 phút
Bước6 : Sau 15 phút tắt máy, để yên cho các cốc lắng tĩnh trong 30 phút
Bước 7 : Lấy mẫu nước thải phía trên mỗi cốc đem phân tích COD
→ Ta chọn giá trị pH tối ưu là giá trị pH ở cốc có hàm lượng COD thấp nhất.

Trang 16


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Thí nghiệm 2.1.3. Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu
Bước 1 : Lấy 500ml mẫu nước thải cho vào 6 beaker 1000 ml
Bước 2: Sử dụng NaOH và HCl để điều chỉnh pH ở mỗi cốc bằng với pH tối ưu ta
đã chọn trên thí nghiệm 2.1.2.thí nghiệm xác định pH tối ưu
Bước3 : Đưa các beaker vào Jartest ở tốc độ 100 vòng/phút trong 1 phút
Bước 4 : Cho phèn FAC vào mỗi cốc với hàm lượng chênh nhau một khoảng thích
hợp.
Bước 5 : Jartest ở tốc độ 20 vòng/phút trong 15 phút
Bước 6 : Sau 15 phút ngừng khuấy và để lắng tĩnh 30 phút
Bước 7 : Lấy mẫu nước thải phía trên mỗi cốc đem phân tích COD.
→ Hàm lượng phèn tối ưu là hàm lượng phèn ở cốc có hàm lượng COD thấp nhất.
Làm tương tự với thí nghiệm 2.2. Thí nghiệm jartest với phèn Nhôm và thí
nghiệm 2.3. Thí nghiệm Jartest với phèn sắt II.
3.3. Phương pháp phân tích:

Các chỉ tiêu cần phân tích là : COD, SS, pH.
Bảng 3.3. Chỉ tiêu và các phương pháp phân tích

Trang 17


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

C
h

ti
ê
S u
T p
T h
â
n

c
h

Ph
ươ
ng
ph
áp Đ
ph
ân
tíc
h

C
1 O
D

T
C
V
N
64
91
:1
99
9

m

R

n
l
ơ
l

2
n
g
(
T
S
S
)

T
C
V
N
66
25
:2
00
0

m

p
H

T
C
V
N
64
92
:1
99
9

3

3.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu:
Trang 18


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Phương pháp tính toán:

3.4.1.

Xác định tỷ lệ

Trong đó:

CM : Nồng độ mol của dung dịch, mol/l
C% : Nồng độ phần trăm của dung dịch, %
d : Khối lượng riêng của dung dịch, g/cm3

M : Khối lượng phân tử của dung dịch.
3.4.2. Phương pháp xử lý số liệu:
Kết quả phân tích được xử lý theo phương pháp thống kê toán học:
Trị số trung bình X được tính:

Việc tính toán và vẽ biểu đồ dựa trên phần mền Microsoft Office Exel, phiên bản
2007.
Việc phân tích, xử lý số liệu, chạy hàm ANOVA một chiều sử dụng phần mềm
STATGRAPHICS, phiên bản chạy trên nền DOC lưu hành nội bộ Trường Đại học Nông
Lâm.

Trang 19


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Thí nghiệm với nước thải nhà máy giấy Tân Mai
4.1.1. Thí nghiệm 1: Kiểm tra chất lượng nước thải đầu vào:
Lấy mẫu và tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu pH, COD, SS.
 Kết quả:

Hình 4.1. Nước thải đầu vào ở các thời điểm khác nhau tại Nhà máy giấy Tân Mai

Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm kiểm tra nước thải đầu vào

TN 1. Kiểm tra
lần 1
TN 2. Kiểm tra
lần 2
TN 3. Kiểm tra
lần 3
Giá trị trung
bình

Thời điểm lấy
mẫu
02/07/2012
Tại bể điều hòa
09/07/2012
Tại bể điều hòa
16/07/2012
Tại bể điều hòa
-

pH

SS (mg/l)

7,35

COD(mgO
2/l)
2575

6,78

2153

1236

6,67

2297

1074

6,92

2342

1240

1410

 Phân tích kết quả

Nước thải được lấy tại bể điều hòa của HTXLNT Nhà máy giấy Tân Mai vì thế
nồng độ các chất bẩn đầu vào hệ thống xử lý cũng biến động.
Nước thải lấy tại bể điều hòa của hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Tân Mai
tại các thời điểm khác nhau sẽ có màu sắc và hàm lượng chất ô nhiễm khác nhau.
Nước thải lấy lần 1 vào ngày 2/7/2012 có màu đục nhất và qua phân tích các chỉ số thì
thấy được hàm lượng SS, COD của nước thải khá cao. Thành phần, tính chất nước thải
thay đổi phụ thuộc vào hoạt động sản xuất của nhà máy và công suất của nhà máy. Thí
nghiệm lần 2 thì hàm lượng SS cũng như COD thấp hơn so với lần 1.

Trang 20


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Nhìn vào kết quả thí nghiệm ở cả 3 lần thí nghiệm ta thấy nồng độ COD trong
khoảng 2153 - 2575 mg/l và pH của nước thải ở những thời điểm lấy mẫu khác nhau
cũng khác nhau, nhưng chủ yếu pH dao động từ khoảng 6,67 – 7,35.
Lấy giá trị trung bình của cả 3 lần thí nghiệm ta được hàm lượng COD trong
nuớc thải đầu vào là 2342mgO2/l, hàm lượng SS là 1240mg/l và pH của nước thải là
6,92.
Vì vậy, với nồng độ chất ô nhiễm cao như vậy thì dùng 1 phương pháp xử lý sẽ
không hiệu quả nên phải có sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau như keo tụ tạo
bông kết hợp với Oxy hóa nâng cao và sinh học.
4.1.2. Thí nghiệm 2. Thí nghiệm Jartest
Lấy 500ml nước thải sau khi qua thí nghiệm kiểm tra chất lượng nước thải đầu
vào cho vào 6 cốc thủy tinh đánh số thứ tự từ 1 đến 6 tiến hành thí nghiệm Jartest.
Thí nghiệm 2.1. Thí nghiệm Jartest với phèn FAC
Thí nghiệm 2.1.1. Thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng
Lượng phèn phản ứng là 2ml với pH nước thải là 6,92.
Thí nghiệm 2.1.2.Thí nghiệm xác định pH tối ưu


Kết quả

Hình 4.2 .Nước thải sau Jartest với pH tối ưu của phèn FAC

Hình 4.3. Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC
 Kết quả xử lý số liệu
Bảng 4.2.Bảng ANOVA
One-Way Analysis of Variance
--------------------------------------------------------------------------------

Trang 21


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
Data: PHFAC.COD
Level codes: PHFAC.PH
Labels:
Means plot: LSD

Confidence level: 95
Range test: LSD
Analysis of variance
-------------------------------------------------------------------------------Source of variation
Sum of Squares
d.f.
Mean square
F-ratio Sig. level
-------------------------------------------------------------------------------Between groups
140140.11
5
28028.022
36.271
.0000
Within groups
9272.83
12
772.736
-------------------------------------------------------------------------------Total (corrected)
149412.94
17
0 missing value(s) have been excluded.

Bảng 4.3. So sánh nồng độ xử lý COD khi pH thay đổi từ 6,5 – 9
Multiple range analysis for PHFAC.COD by PHFAC.PH
-------------------------------------------------------------------------------Method: 95 Percent LSD
Level
Count
Average
Homogeneous Groups
-------------------------------------------------------------------------------8
3
1630.8333
X
7.5
3
1656.6667
XX
7
3
1705.8333
X
8.5
3
1810.6667
X
6.5
3
1825.8333
XX
9
3
1861.5000
X
-------------------------------------------------------------------------------contrast
difference
limits
6.5 - 7
120.000
49.4655 *
6.5 - 7.5
169.167
49.4655 *
6.5 - 8
195.000
49.4655 *
6.5 - 8.5
15.1667
49.4655
6.5 - 9
-35.6667
49.4655
7
- 7.5
49.1667
49.4655
7
- 8
75.0000
49.4655 *
* denotes a statistically significant difference.

 Thảo luận

Nước thải sau Jartest với pH tối ưu của phèn FAC có sự khác biệt giữa các
becher. Cảm quan vào ta thấy becher 2, 3, 4 nhìn trong hơn becher 1, 4 và 6.
Quan sát đồ thị pH tối ưu cho phèn FAC, từ nghiệm thức 1 tới nghiệm thức 6
không có sự thay đổi nhiều về hiệu suất. từ nghiệm thức 1 tới nghiệm thức 4 hiệu suất
xử lý có xu hướng tăng lên từ 26,97% - 43,77%, tuy nhiên khi ta tiếp tục tăng pH thì
Trang 22


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

hiệu suất lại giảm xuống.Tại nghiệm thức 3 và 4 tương ứng với pH = 7,5 và pH = 8 thì
hiệu suất gần như không thay đổi nhiều.
Kết quả xử lý số liệu cho thấy với độ tin cậy 95% có p = 0,000 < 0,05 nên ảnh
hưởng của pH tới COD là rất cao.Mặt khác, nhìn vào bảng so sánh nồng độ xử lý COD
giữa các pH thay đổi từ 6,5 – 9 thì ta thấy được sự khác biệt giữa nghiệm thức 1 và 2,
nghiệm thức 1 và 3, nghiệm thức 2 và 4 là có ý nghĩa. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa
nghiệm thức 1 và 4, 1 và 5, 1 và 6 là không có ý nghĩa, hiệu suất xử lý giữa các
nghiệm thức này không có sự thay đổi lớn. Tại nghiệm thức 3 và 4 hiệu suất xử lý
không có sự khác biệt nhiều. Tại pH bằng 7,5 thì hiệu suất xử lý COD là 33,95%, còn
pH = 8 tương ứng với hiệu suất là 34,77%.
Nhìn vào đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC và bảng số liệu ta thấy được
hiệu quả xử lý cao nhất tại pH=8, tuy nhiên sự khác biệt giữa pH =8 và pH= 7,5 là
không lớn lắm, vì tính kinh tế nên ta chọn pH tối ưu cho phèn FAC là 7,5.
Kết luận: pH tối ưu cho thí nghiệm Jatest với phèn FAC là 7,5.
Thí nghiệm 2.2.3. Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu
Điều chỉnh pH của nước thải bằng 7,5 và cho biến thiên lượng phèn từ 0-5ml.
 Kết quả

Hình 4.4. Nước thải sau Jartest với lượng phèn tối ưu cho phèn FAC

Hình 4.5. Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC

Trang 23


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Dựa vào biểu đồ và kết quả xử lý số liệu ta thấy hiệu quả xử lý COD cao nhất tại
becher 6 và tại lượng phèn bằng 5, khi tăng hàm lượng phèn thì hiệu suất tăng lên nên
ta không thể chọn lượng phèn tối ưu bằng 5 vì sẽ có khả năng hàm lượng phèn tối ưu ở
mức cao hơn 5 vì vậy ta phải tiến hành lại thí nghiệm. Biến thiên lượng phèn từ 5 –
10ml.

Hình 4.6.Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC
Từ 2 đồ thị trên ta có thể thấy rằng hiệu suất xử lý bắt đầu giảm khi cho lượng
phèn là 8ml. Vậy ta cho biến thiên lượng phèn trong khoảng 4 - 9 ml.

Hình 4.7. Nước thải sau Jartest với lượng phèn tối ưu cho phèn FAC

Hình 4.8. Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC
Bảng 4.4. Bảng ANOVA
One-Way Analysis of Variance
-------------------------------------------------------------------------------Data: PHENFAC.COD
Level codes: PHENFAC.PHEN
Labels:
Means plot: LSD
Confidence level: 95
Range test: LSD
Analysis of variance
-------------------------------------------------------------------------------Source of variation
Sum of Squares
d.f.
Mean square
F-ratio Sig. level
-------------------------------------------------------------------------------Between groups
180876.16
5
36175.231
89.967
.0000
Within groups
4825.13
12
402.094
-------------------------------------------------------------------------------Total (corrected)
185701.28
17
0 missing value(s) have been excluded.

Trang 24


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

Bảng 4.5. So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 4 –9ml
Multiple range analysis for PHENFAC.COD by PHENFAC.PHEN
-------------------------------------------------------------------------------Method: 95 Percent LSD
Level
Count
Average
Homogeneous Groups
-------------------------------------------------------------------------------6
3
1198.1667
X
7
3
1242.5000
X
5
3
1312.9167
X
4
3
1372.5000
X
8
3
1406.0000
X
9
3
1496.6667
X
-------------------------------------------------------------------------------contrast
difference
limits
4 - 5
59.5833
35.6821 *
4 - 6
174.333
35.6821 *
4 - 7
130.000
35.6821 *
4 - 8
-33.5000
35.6821
4 - 9
-124.167
35.6821 *
5 - 6
114.750
35.6821 *
5 - 7
70.4167
35.6821 *
* denotes a statistically significant difference.

 Thảo luận:

Từ hình 4.7 ta thấy được là sau khi cho phèn FAC vào thì nước thải sau xừ lý có
màu hơi đen do phèn FAC là hỗn hợp phèn Nhôm sắt nên khi cho vào nước thải thì ion
Fe2+ sẻ kết hợp với S2- có trong thành phần của nước thải tạo ra kết tủa FeS làm nước
thải có màu hơi đen. Quá trình keo tụ diễn ra nhanh hơn tại becher 2, 3, 4 còn becher 6
diễn ra chậm nhất. Hàm lượng cặn lắng sau quá trình lắng của becher 2, 3, 4 cũng
nhiều hơn so với các becher còn lại và khả năng lắng tốt hơn.
Nhìn vào đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC ta thấy được là hiệu
suất xử lý có xu hứơng tăng từ nghiệm thức 1 tới nghiệm thức 3, và hiệu suất có xu
hướng giảm từ nghiệm thức 3 tới nghiệm thức 6, tuy nhiên sự thay đổi đó là không
đáng kể. Hiệu suất xử lý cao nhất là 52,07% tương ứng với lượng phèn là 6ml.
Kết quả xử lý số liệu cho thấy với độ tin cậy 95% có p = 0,000 < 0,05 nên ảnh
hưởng của lượng phèn tới COD là rất cao.Sự khác biệt giữa nghiệm thức 4 và 5 là

Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×