Tải bản đầy đủ

Đánh giá chất lượng và độc tính nguồn nước của một số lưu vực tiếp nhận nước thải công nghiệp bằng phướng pháp sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ ĐỘC TÍNH
NGUỒN NƯỚC CỦA MỘT SỐ LƯU VỰC
TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Ngành:

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành:

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn

: ThS. Trịnh Trọng Nguyễn


Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Ngọc Lan

MSSV

: 1411090368

Lớp

: 14DMT04

TP. Hồ Chí Minh, 2018


LỜI CAM ĐOAN
Kính thưa quý Thầy Cô! Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này, em
đã sưu tập tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau như báo chí, internet và các báo cáo
chuyên đề, đồ án có liên quan trong lĩnh vực môi trường, cùng với vốn kiến thức
tích lũy được trong quá trình học tập em đã thực hiện xong đồ án tốt nghiệp của
mình. Đồ án được hoàn thành là nhờ có sự chỉ dẫn tận tình của Thầy Trịnh Trọng
Nguyễn và sự giúp đỡ, chia sẻ kiến thức của các bạn, em đã tự hoàn thành xong đồ
án tốt nghiệp của mình mà không sao chép theo tài liệu nào khác.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 08 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ngọc Lan


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập chương trình đào tạo về chuyên ngành Kỹ Thuật
Môi Trường thuộc Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH - Trường Đại Học Công
Nghệ TP.HCM. (HUTECH), em xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý Thầy Cô
Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt những kiến
thức quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trường.
Đồng thời em cũng gửi đến Thầy Trịnh Trọng Nguyễn lòng biết ơn sâu sắc,
Thầy đã dành nhiều thời gian và công sức tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án
tốt nghiệp một cách tốt nhất.


Cuối cùng, xin cám ơn bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ, giành thời gian cùng nhau
học tập, trao đổi kiến thức để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù cố gắng hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhưng do khả năng, kiến thức và
thời gian có hạn nên em sẽ không tránh khỏi những sai sót. Kính mong sự thông
cảm và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô giúp em rút kinh nghiệm, hoàn thiện và tự
tin hơn khi ra trường.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 08 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ngọc Lan


MỤC MỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC MỤC ............................................................................................................ I
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ III
DANH MỤC BẢNG ...........................................................................................VI
DANH MỤC ĐỒ THỊ ...................................................................................... VII
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................IX
MỞ ĐẦU................................................................................................................ 1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................... 1
2. MỤC TIÊU ..................................................................................................... 2
2.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................... 2
2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 3
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................ 3
3.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 3
3.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 3
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ..................................................... 3
4.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................... 3
4.2. Ý nghĩa thực tiễn...................................................................................... 3
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 4
1.1. Tổng quan về nước thải công nghiệp [30] .............................................. 5
1.1.1. Nguồn gốc phát sinh, phân loại nước thải công nghiệp ................... 5
1.1.2. Đặc tính nước thải công nghiệp........................................................ 5
1.1.3. Tính chất nước thải công nghiệp [32] .............................................. 8
1.2. Các chỉ tiêu đánh giá nước thải công nghiệp ....................................... 12

i


1.3. Tổng quan về 04 KCN trên địa bàn TP.HCM ....................................... 14
1.3.1. Khu công nghệ cao TP.HCM (Saigon High Tech Part – SHTP) [33]
................................................................................................................... 15
1.3.2. Khu chế xuất Linh Trung 1 [36]..................................................... 18
1.3.3. Khu công ngiệp Tân Bình [37] ....................................................... 21
1.3.4. Khu công nghiệp Vĩnh Lộc ............................................................ 24
1.4. Các phương pháp thử nghiệm độc học nước ........................................ 28
1.4.1. Thử nghiệm độc cấp tính [7] .......................................................... 28
1.4.2. Thử nghiệm độc mãn tính .............................................................. 30
1.4.3. Thử nghiệm độc tĩnh [4]................................................................. 32
1.4.4. Thử nghiệm độc động (liên tục) [4] .............................................. 32
1.5. Giới thiệu về vi khuẩn Nitrosomonas [18] ............................................ 32
1.5.1. Vi khuẩn Nitrosomonas .................................................................. 32
1.5.2. Các nghiên cứu về Nitrosomonas stercoris trong chỉ thị mức độ ô
nhiễm của môi trường................................................................................ 34
1.6. Các nghiên cứu liên quan về thử nghiệm độc tính nguồn nước ............ 35
1.6.1. Các nghiên cứu trên thế giới .......................................................... 35
1.6.2. Các nghiên cứu trong nước ............................................................ 39
1.6.3. Đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ...................... 43
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 47
2.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 47
2.1.1. Nội dung 1: Tổng hợp các tài liệu có liên quan ............................. 47
2.1.2. Nội dung 2: Khảo sát, điều tra thực địa và lấy mẫu tại khu vực
nghiên cứu ................................................................................................. 47
2.1.3. Nội dung 3: Đánh giá chất lượng nước thải tại một số KCN, KCX
thông qua các thông số hóa lý ................................................................... 47
2.1.4. Nội dung 4: Thử nghiệm động học và đánh giá độc tính tại một số
KCN, KCX bằng vi khuẩn Nitrosomonas ................................................. 47

ii


2.1.5. Nội dung 5: Xác định nguyên nhân gây ra độc tính của nước thải
công nghiệp ............................................................................................... 48
2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 48
2.2.1. Phương pháp biên tập, tổng hợp tài liệu......................................... 48
2.2.2. Phương pháp lấy mẫu ..................................................................... 48
2.2.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý ..................................... 48
2.2.4. Phương pháp thử nghiệm độc học nước ......................................... 51
2.2.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ......................................... 54
2.2.6. Phương pháp so sánh, đánh giá. ..................................................... 57
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊM CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 58
3.1. Diễn biến chất lượng nước tại nguồn tiếp nhận của các KCN ............. 59
3.1.1. Nhóm chỉ tiêu vật lý ....................................................................... 59
3.1.2. Nhóm chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ ....................................................... 60
3.1.3. Nhóm chỉ tiêu ô nhiễm dinh dưỡng ................................................ 62
3.2. Đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ số độc học nước ..................... 64
3.2.1. Độc tính của nguồn nước ............................................................... 64
3.3. Xác định chỉ số tương quan giữa thông số độc học và các thông số khác
..................................................................................................................... 71
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ............................................................................... 74
1. KẾT LUẬN................................................................................................... 75
2. KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 77
1. TIẾNG VIỆT ................................................................................................ 77
2. TIẾNG ANH ................................................................................................. 78
3. TRANG WED............................................................................................... 79
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 1

iii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TT

Từ viết tắt

1

BOD

2

CLN

3

COD

4

CN

5

CNC

6

DO

7

DOUR

8

EC50

9

FAO

Tiếng Anh

Tiếng Việt

Biological Oxygen

Nhu cầu oxy sinh học

Demand

Chất lượng nước
Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học
Công nghiệp
Công nghệ cao
Oxy hòa tan

Dissolved Oxygen
Dissolved Oxygen Uptake
Rate
Effective Concentration 50

Tỉ lệ tiêu thụ oxy hòa tan
Nồng độ gây ảnh hưởng
50%

Food and Agriculture

Tổ chức Lương thực và

Organization of the United

Nông nghiệp Liên Hiệp

Nations

Quốc

10

KCN

Khu công nghiệp

11

KCX

Khu chế xuất

12

KCNC

13

KCNNT

14

LC50

15

LOEC

16

NMXLNT

17

NOEC

Khu công nghệ cao
Khu công nghiệp Nhơn
Trạch
Lethal Concentration

Nồng độ gây chết 50%

Lowest Observed Effect

Nồng độ thấp nhất có phát

Concentration

hiện ảnh hưởng
Nhà máy xử lý nước thải

No Observed Effect

Nồng độ cao nhất không gây

Concentration

ảnh hưởng

iv


18

Quy chuẩn Việt Nam

QCVN

Bể xử lý nước thải bằng
19

SBR

Sequencing Batch Reactor

phương pháp sinh học theo
quy trình phản ứng từng mẻ

20

SHTP

Saigon High Tech Part

21

SS

22

TCVN

23

TDS

Total Dissolved Solids

Tổng chất rắn hoà tan

24

TOC

Total Organic Carbon

Tổng carbon hữu cơ

25

TSS

Total Suspended Solids

Tổng chất rắn lơ lửng

26

TP.HCM

27

TU

28

VK

Vi khuẩn

29

VSV

Vi sinh vật

Chất rắn lơ lửng

Suspended Solids

Tiêu chuẩn Việt Nam

Thành phố Hồ Chí Minh
Đơn vị độc tính

Toxicity Units

v


DANH MỤC BẢNG
BẢNG 1.1: ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CỦA MỘT SỐ LOẠI HÌNH
SẢN XUẤT THƯỜNG GẶP.......................................................................................... 6
BẢNG 1.2: TIÊU CHUẨN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI CỦA MỘT SỐ
NGÀNH SẢN XUẤT: .................................................................................................... 7
BẢNG 1.3: MỘT SỐ CHẤT CÓ MÙI ........................................................................... 9
BẢNG 1.4: THÀNH PHẦN VÀ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CỦA NƯỚC THẢI CÔNG
NGHIỆP ........................................................................................................................ 12
BẢNG 1.5: GIÁ TRỊ C CỦA CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI
CÔNG NGHIỆP ............................................................................................................ 13
BẢNG 1.6: TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI KCN CAO TP.HCM .................................... 16
BẢNG 1.7: CÁC CHỈ TIÊU XỬ LÝ NƯỚC CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI:
....................................................................................................................................... 19
BẢNG 1.8: NGUỒN GÂY Ô NHIỄM VÀ NƯỚC THẢI TẠI KCN TÂN BÌNH ...... 22
BẢNG 1.9: CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC
THẢI ............................................................................................................................. 23
BẢNG 1.10: DANH SÁCH THỐNG KÊ CÁC NGÀNH NGHỀ ĐẦU TƯ................ 26
BẢNG 1.11: THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI KCN VĨNH LỘC ..... 26
BẢNG 1.12: LC50 CỦA MỘT SỐ HÓA CHẤT ĐỐI VỚI CÁ TUẾ .......................... 29
BẢNG 1.13: ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, PHÂN BỐ VÀ MÔI TRƯỜNG SỐNG CỦA
NITROSOMONAS ......................................................................................................... 33
BẢNG 2.1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU LÝ, HÓA..................... 49

vi


BẢNG 2.2: ĐIỀU KIỆN TIẾN HÀNH THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH VỚI VI KHUẨN
NITROSOMONAS ......................................................................................................... 53
BẢNG 2.3: THANG XẾP LOẠI CHỈ SỐ ĐỘC TÍNH NƯỚC ................................... 55
BẢNG 2.4: PHÂN LOẠI CÁC GIÁ TRỊ TƯƠNG QUAN ......................................... 57
BẢNG 3.1: KẾT QUẢ EC50 ......................................................................................... 69
BẢNG 3.2: TỔNG HỢP CHỈ SỐ TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ
VÀ CHỈ SỐ ĐỘC HỌC ................................................................................................ 71
BẢNG 3.3: CÁC YẾU TỐ GÂY ĐỘC CHÍNH TẠI CÁC KCN ................................ 73

vii


DANH MỤC ĐỒ THỊ
ĐỒ THỊ 3.1: DIỄN BIẾN GIÁ TRỊ PH........................................................................ 59
ĐỒ THỊ 3.2: DIỄN BIẾN GIÁ TRỊ TSS. ..................................................................... 60
ĐỒ THỊ 3.3: DIỄN BIẾN COD. ................................................................................... 61
ĐỒ THỊ 3.4: DIỄN BIẾN TOC. ................................................................................... 61
ĐỒ THỊ 3.5: DIỄN BIẾN TỔNG NITƠ. ...................................................................... 63
ĐỒ THỊ 3.6: DIỄN BIẾN NH4+. ................................................................................... 63
ĐỒ THỊ 3.7: DIỄN BIẾN ĐỘC TÍNH TẠI CÁC LƯU VỰC TIẾP NHẬN. .............. 65
BẢN ĐỒ 3.8: DIỄN BIẾN EC50 TẠI CÁC VỊ TRÍ LẤY MẪU.................................. 70
ĐỒ THỊ 3.9: TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC THÔNG SỐ LÝ HÓA VÀ CHỈ SỐ ĐỘC
HỌC VÀO THÁNG 05. ................................................................................................ 72
ĐỒ THỊ 3.10: TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC THÔNG SỐ LÝ HÓA VÀ CHỈ SỐ ĐỘC
HỌC VÀO THÁNG 06. ................................................................................................ 72

viii


DANH MỤC HÌNH
HÌNH1.1: KHU CÔNG NGHỆ CAO TP.HCM [33].................................................... 15
HÌNH 1.2: KHU CHẾ XUẤT LINH TRUNG. ............................................................ 18
HÌNH 1.3: KHU CÔNG NGHIỆP TÂN BÌNH. ........................................................... 21
HÌNH 1.4: KHU CÔNG NGHIỆP VĨNH LỘC ............................................................ 24
HÌNH 1.5: MÁY MICROTEST MODEL 500 (NGUỒN: [7]) .................................... 30
HÌNH 1.6: VI KHUẨN GIÁP XÁC DAPHNIA MAGNA. NGUỒN [7] ...................... 31
HÌNH 1.7: VI KHUẨN NITROSOMONAS (NGUỒN: THE MICROBE ZOO (BY
YUICHI SUWA). .......................................................................................................... 33
HÌNH 2.1: THIẾT BỊ QUAN TRẮC DI ĐỘNG – MOBILAB3. ................................ 49
HÌNH 2.3: ĐIỆN CỰC CHỌN LỌC ION NH3 VÀ THIẾT BỊ AMMONITOR. ........ 51
HÌNH 2.4: THIẾT BỊ ĐO ĐỘC TÍNH CỦA NƯỚC - NITRITOX ............................. 51
HÌNH 2.5: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY NITRITOX. ................... 52
HÌNH 3.1: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 CỦA KCX
LINH TRUNG. ............................................................................................................. 67
HÌNH 3.2: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 TẠI KCN TÂN
BÌNH. ............................................................................................................................ 67
HÌNH 3.3: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 CỦA KCNC.68
HÌNH 3.4: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 CỦA KCN
VĨNH LỘC. ................................................................................................................... 68

ix


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Với mục tiêu đẩy mạnh phát triển công nghiệp trong nước và thu hút đầu tư
nước ngoài nhằm phát triển đất nước theo định hướng công nghiệp hóa - hiện đại
hóa. Từ năm 1991, Chính phủ Việt Nam chủ trương xây dựng và phát triển các khu
công nghiệp (KCN). Theo báo cáo của Vụ Quản lý các khu kinh tế (Bộ Kế hoạch và
Đầu tư), tính đến hết 6/2017, Việt Nam có 325 KCN được thành lập, với tổng diện
tích đất tự nhiên là 94.900 ha [25].
Trong đó, Thành phố Hồ Chí Minh (TP. HCM) là một trong những địa
phương đi đầu trong cả nước về phát triển công nghiệp, với 3 khu chế xuất (KCX)
và 16 KCN được thành lập với tổng diện tích 4.532 ha; trong đó 17 KCX, KCN đã
hoạt động thu hút 1.371 dự án đầu tư với số vồn gần 10 tỷ USD, tạo ra việc làm cho
gần 290.000 lao động. Sản phẩm công nghiệp trong các KCX - KCN chiếm 40%
kim ngạch xuất khẩu hàng công nghiệp của TP.HCM [26]. Sự phát triển công
nghiệp tại TP. HCM không chỉ góp phần tăng trưởng nền kinh tế cho quốc gia mà
góp phần cải thiện đời sống, làm tăng thu nhập và mức sống của người dân trong và
ngoài địa phương.
Tuy nhiên, sự phát triển của các ngành công nghiệp ngoài mặt tích cực là tăng
sản phẩm, cải thiện đời sống của con người còn kéo theo nhiều mặt tiêu cực, cụ thể
là việc sử dụng cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, làm suy thoái môi trường. Thêm vào
đó là sự ô nhiễm môi trường do khí thải và phế thải công nghiệp ngày càng tăng,
đặc biệt là ô nhiễm nước do nước thải công nghiệp, làm ảnh hưởng nghiêm trọng
đến sức khỏe của người dân và gia tăng ô nhiễm môi trường.
Theo Cơ quan điều tra các nguồn nước thải công nghiệp hiện nay cho biết, chỉ
có khoảng 60% nguồn thải có hệ thống xử lý nước thải trước khi xả thải ra môi
trường, các nguồn thải còn lại thì chỉ xử lý qua hệ thống sơ bộ, thậm chí là đổ thải

1


trực tiếp ra môi trường. Chính điều này đã đóng góp đến 80% làm cho tình trạng ô
nhiễm nguồn nước ngày càng xấu đi [27]. Các nguồn thải chưa qua xử lý của các
KCN khi thải ra môi trường tự nhiên đã mang theo nhiều hóa chất độc hại từ các
hoạt động sản xuất như: dệt nhuộm, sản xuất giấy, chế biến thủy hải sản, sản xuất
phân bón… [28]. Hiện nay, việc giám sát chất lượng nguồn thải tại các KCN đã
được thực hiện, tuy nhiên việc giám sát mới chỉ dừng ở những chỉ tiêu nước lý hóa
cơ bản hay những nghiên cứu, khảo sát và đánh giá về chất lượng nước thải của các
KCN cũng chỉ dựa trên các chỉ tiêu hóa lý, kim loại nặng, vi sinh vật, trong khi đó
các yếu tố gây độc, cũng như nguyên nhân gây độc trong nước thải công nghiệp vẫn
chưa được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi [29].
Các phương pháp sinh học dùng để đánh giá độc tính của nguồn nước hiện nay
chủ yếu là sử dụng các sinh vật như: giáp xác, vi khuẩn phát quang, một số loài
cá… Các phương pháp này có hạn chế là tốn khá nhiều thời gian để theo dõi cũng
như không đánh giá được độc tính của nguồn nước một cách liên tục. Một trong
những phương pháp thử nghiệm độc học nhanh nhất hiện nay là sử dụng vi khuẩn
Nitrosomonas với cơ chế độc tính dựa trên mức độ ức chế khả năng hô hấp của loài
vi khuẩn này trong các mẫu nước. Với thời gian thử nghiệm rất ngắn, phương pháp
này có thể đánh giá được độc tính của nguồn nước một cách liên tục và tự động.
Phương pháp này cũng phù hợp với thời điểm hiện nay bởi xu thế kiểm soát chất
lượng nước tự động là nhu cầu thiết yếu trong giai đoạn này.
Với sự phát triển mạnh mẽ của các KCN, KCX tại TP. HCM hiện nay kèm theo đó
là vấn đề nước thải chưa thực sự được giám sát một cách chặt chẽ và phù hợp. Do
đó, việc “Đánh giá chất lượng và độc tính nguồn nước của một số lưu vực tiếp
nhận nước thải công nghiệp bằng phương pháp sinh học” là vấn đề thiết yếu,
cần thiết cho việc đánh giá độc tính tổng hợp của nước thải công nghiệp một cách
chính xác nhằm có những giải pháp rõ ràng cho nhóm đối tượng này.
2. MỤC TIÊU
2.1. Mục tiêu tổng quát

2


Đánh giá chất lượng và độc tính của một số lưu vực kênh tiếp nhận nước thải
công nghiệp đối với vi khuẩn Nitrosomonas bằng phương pháp sinh học
2.2. Mục tiêu cụ thể
 Đánh giá CLNT tại nguồn tiếp nhận của các KCN qua các thông số hóa lý
 Đánh giá độc tính của nước thải tại nguồn tiếp nhận của các KCN lên nhóm
vi khuẩn Nitrosomonas
 Đánh giá nguyên nhân gây ra độc tính của nước thải tại một số KCN trên địa
bàn TP. HCM thông qua mối tương quan với các thông số lý hóa, nhóm chỉ
tiêu ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là chủng vi khuẩn Nitrosomonas Stecoric được phân
lập từ Công ty LAR của Đức và được chạy thích nghi tại Việt Nam.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
 Phạm vi nghiên cứu chỉ tập trung vào lưu vực tiếp nhận nguồn nước thải
công nghiệp của 04 KCN trên địa bàn TP.HCM, bao gồm: KCX Linh Trung,
KCN Cao TP.HCM, KCN Vĩnh Lộc, KCN Tân Bình.
 Các chỉ tiêu chất lượng nước thải công nghiệp gồm các thông số lý học (pH,
TSS), thông số ô nhiễm hữu cơ (TOC, COD), chỉ tiêu dinh dưỡng (TN,
Amoni) và chỉ số độc học (TOX).
 Thời gian thực hiện nghiên cứu: 03 tháng.
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
4.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu này cung cấp phương pháp thử nghiệm độc học nhanh và phù hợp
với xu hướng hiện nay.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
 Cung cấp những thông số chất lượng nước tại các KCN cho các nghiên cứu
tiếp theo.

3


 Đánh giá độc tính tại nguồn tiếp nhận nước thải của các KCN từ đó có những
giải pháp cụ thể hơn cho từng loại nước thải tại từng KCN.
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Đối tượng được sử dụng để đánh giá độc tính nước thải là vi khuẩn
nitrosomonas, vi khuẩn này có khả năng đánh giá độc tính của nước trong thời gian
ngắn, liên tục dựa trên tốc độ tiêu thụ oxy của vi khuẩn nitrosomonas trong nước.

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về nước thải công nghiệp [30]
1.1.1. Nguồn gốc phát sinh, phân loại nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công
nghiệp, từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất. Nước thải
phát sinh từ quá trình sinh hoạt của các cán bộ công nhân viên trong công ty sản
xuất cũng là một dạng của nước thải công nghiệp.
Nước thải công nghiệp được chia làm 2 loại:
- Nước bẩn: là nước thải sinh ra từ các quá trình sản xuất, xúc rửa máy móc
thiết bị hay từ quá trình sinh hoạt của công nhân viên. Loại nước thải này chứa
nhiều tạp chất, chất độc hại, ô nhiễm.
- Nước không bẩn: là loại nước sinh ra chủ yếu khi làm nguội thiết bị, giải
nhiệt trong các trạm làm lạnh, ngưng tụ hơi nước hay nước rửa một số vật liệu sản
xuất sạch... Loại nước này lấy nguồn từ nước sạch và nước phát sinh hầu như vẫn là
nước sạch, có chứa một ít bụi bẩn.
1.1.2. Đặc tính nước thải công nghiệp
Do nước thải được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau trong quá trình sản
suất như làm nguội sản phẩm, làm mát máy, vận chuyển nguyên vật liệu, làm dung
môi, các quá trình giặt, làm sạch khí…nên nước thải công nghiệp bị nhiễm bẩn bởi
nguyên liệu rơi vãi, các hóa chất tham gia sản xuất. Nước thải công nghiệp có thể
chứa chất tan, các chất vô cơ, các chất hữu cơ, có thể mang tính kiềm hoặc axit,
không màu hoặc có màu và có thể chứa dầu mỡ cũng như các chất độc hại.
Đặc tính của nước thải công nghiệp của mỗi loại hình sản xuất là khác nhau.
Bảng dưới đây thể hiện đặc tính nước thải công nghiệp của một số loại hình sản
xuất thường gặp:

5


Bảng 1.1: Đặc tính nước thải công nghiệp của một số loại hình sản xuất thường gặp
STT

Loại hình sản xuất công nghiệp

1

Giấy và bột giấy

2

Chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng
COD, BOD, SS, dung dịch Sulfit, NH3,
cặn hòa tan, vi khuẩn

Thịt, sữa và các sản phẩm từ thịt

pH, BOD, chất rắn hòa tan, cặn lắng,

sữa

NH3, NO3, dầu mỡ, vi khuẩn
pH, BOD, COD, SS, cặn hòa tan, Cl, dầu

3

Chế biến hải sản

4

Trại chăn nuôi gia súc, gia cầm

BOD, cặn hòa tan, N, P, vi khuẩn

5

Đường

pH, BOD, COD, SS, NO3, vi khuẩn

6

Cao su

7

Ngâm và gỗ tấm

8

Dệt nhuộm

9

Xi măng

10

Mạ điện

11

Nhựa và vật liệu tổng hợp

12

Thuộc và chế biến da

13

Xà phòng và chất tẩy rửa

14

Hóa chất hữu cơ, vô cơ

15

Kính

mỡ, vi khuẩn.

BOD, COD, N, chất hoạt động bề mặt,
S, phenol, dầu mỡ, Cr
BOD, COD, SS, cặn hòa tan, màu,
cacbon hữu cơ.
BOD, COD, SS, màu, dầu mỡ, kim loại
nặng (Cu, Zn, Cr, …)
pH, SS, nhiệt, cặn hòa tan
Kim loại nặng (Cu, Zn, Ni,…), axit, SS,
cặn hòa tan
BOD, COD, SS, nhiệt, kim loại nặng
BOD, COD, SS, kiềm, màu, độ cứng
NaCl, SO2, S, amoni, dầu mỡ, vi khuẩn
pH, BOD, COD, SS, dầu mỡ, chất hoạt
động bề mặt
pH, BOD, COD, SS, cặn hòa tan, nhiệt
pH, BOD, SS, cặn hòa tan, Cl, NH3, độ
đục, nhiệt, phenol, dầu mỡ
(Nguồn: [30])
6


Đặc tính nước thải được xác định qua đo đạc, lấy mẫu phân tích. Đặc tính
nước thải cho phép đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải và là những thông số
cần thiết để lựa chọn phương pháp xử lý và thiết kế tính toán các thiết bị xử lý.
Bảng 1.2: Tiêu chuẩn và đặc tính của nước thải của một số ngành sản xuất:
Ngành sản xuất

Tiêu chuẩn,

Các chất gây ô

Nồng độ

m3/tấn SP

nhiễm

(kg/m3)

Amoniac

0,5

Đồng

1,0

Sau làm sạch
bằng đồng –

0,17

Nitric

amoniac

hydrocacbonat

Amoniac:

Amoniac
Với hơi
ngưng tụ
Cacbamic (với hai cốc ngưng
tụ)
Axit nitric (sau lò thổi – tận
dụng phế liệu)

Metanol và

1,17

fomandehit

0,45

0,06

Nitrat amoni (NH4NO3) (sau
loại muối khoáng của nước

0,08

bằng trao đổi ion)
Metanol (sản phẩm đáy hệ
thống chưng luyện)

Xôđa nung

1,0

8,0 – 10

7

Tới 1
0,8
0,1

Dioxit cacbon

0,16

Amoniac

0,1

Cacbamit

1,0

Cacbon dioxit

0,16

Canxi sunfat

3,0

Canxi clorua

2,62

Magie clorua

1,56

Natri clorua

5,46

Metanol

2,0

Hạt rắn lơ lửng

20 – 24

Canxi clorua

110 – 120

Canxi sunfat

0,7 – 0,8

Natri clorua

50 – 60


Supephotphat kép:
Sau sấy axit photphoric

Sau tạo hạt
Axit clohydric

0,06 – 0,08

0,08 – 0,12
12 – 13

Amoni hydroxit

0,1 – 0,12

Axit flosilic

0,1

Axit photphoric

0,5 – 0,6

Canxi sunfat

60 – 70

Các hạt lơ lửng

35 – 40

Axit photphoric

3–4

Axit flosilic

23 – 25

Axit clohydric

Đến 0,01

Axit sunfuric, axit
Nitrobenzen

50 – 60

nitric và

1,0 – 2,0

nitrobenzen
Axit ađipic HOOC – (CH2)4 –
COOH

8,0

Nitric nitrat

5,0

Natri oxalat

1,5
Nguồn: [31]

1.1.3. Tính chất nước thải công nghiệp [32]
1.1.3.1. Tính chất vật lý
Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu màu sắc,
mùi, nhiệt độ và lưu lượng.
a. Màu sắc
-

Màu của nước thải mới có màu nâu hơi sáng, tuy nhiên thường có màu xám

vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ thay đổi đáng kể nếu như bị nhiễm khuẩn, khi đó
sẽ có màu đen sẫm.
-

Ảnh hưởng: mất mỹ quan, nó có thể làm cản trở khả năng khuếch tán của

ánh sáng vào nguồn nước gây ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của hệ thủy sinh
thực vật.
b. Mùi

8


Trong nước thải, mùi xuất hiện do các khí sinh ra trong quá trình phân hủy các
hợp chất hữu cơ hay do một số chất được đưa thêm vào.
Bảng 1.3: Một số chất có mùi
Chất có mùi

Công thức hóa học

Mùi

Amoni

NH3

Khai

Phân

C8H5NHCH3

Phân

Hydrosunfua

H2 S

Trứng thối

Sunfua hữu cơ

(CH3)2S, CH3SSCH3

Bắp cải thối rữa

Mercaptan

CH3SH, CH3(CN2)3SH

Hôi

Amin

CH3NH2, (CH3)2N

Cá ươn

Diamin

NH2(CH2)4NH

Thịt thối

Clo

Cl2

Nồng

Phenol

C6H5-OH

Phenol
Nguồn: [32]

c. Nhiệt độ:
Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu, do có
sự gia nhiệt vào nước từ các dụng cụ và máy móc sản xuất.
1.1.3.2. Tính chất hóa học
Tính chất hóa học của nước thải được thể hiện qua các một số thông số đặc
trưng như độ kiềm, nhu cầu oxi sinh hóa, nhu cầu oxi hóa học, các chất khí hòa tan,
các hợp chất N,…
1.1.3.3. Đặc điểm sinh vật, VSV và độc tính sinh thái
a. Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật
Vi sinh trong nước thải thường được phân biệt theo hình dạng. Vi sinh xử lý
nước thải có thể chia thành 3 nhóm: vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh.

9


Nước thải có chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có nhiều VSV gây hại, các loại
trứng giun. Người ta xác định sự tồn tại của một loại vi khuẩn đặc biệt là trực khuẩn
E.coli để đánh giá độ bẩn sinh học của nước thải, xác định bằng tổng Coliform.
b. Độc tính sinh thái
Các chất và hữu cơ có độc tính cao thường là các chất bền vững, khó bị vi sinh
phân hủy. Một số có tác dụng tích lũy và tồn lưu lâu dài trong môi trường và trong
cơ thể thủy sinh vật nên gây ô nhiễm lâu dài, đồng thời tác hại đến hệ sinh thái
nước, đó là chất policlophenol (PCP), policlobiphenyl (PCB), các hydrocacbon đa
vòng ngưng tụ, hợp chất dị vòng N hoặc O. Các chất này thường có trong nước thải
công nghiệp và nguồn nước các vùng nông, lâm nghiệp sử dụng nhiều thuốc trừ sâu,
thuốc kích thích sinh trưởng, diệt cỏ…Một số chất tiêu biểu là:
-

Các hợp chất phenol
Phenol và các dẫn xuất phenol có trong nước thải công nghiệp. Sự xuất hiện

của các hợp chất phenol trong nước là 1 trong các nguyên nhân làm cho nước có
mùi, đồng thời gây tác hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người. Giá trị LD50 của
pentaclorophenol là 27 mg/kg đối với chuột. Một số phenol có khả năng gây ung
thư. Theo quy định của tổ chức Y tế Thế giới WHO, hàm lượng 2.4 - triclophenol
và pentaclophenol trong nước uống không quá 1. Tiêu chuẩn nước thủy sản của
FAO đối với quy định nồng độ các phenol, đối với các loại cá họ salmonid và
cyprinid.
Các hợp chất phenol có thề được định lượng bằng phương pháp trắc quan, ở
pH 7,9 các phenol phản ứng với 4 - aminopyrin khi có thêm kali ferricyanua tạo
màu. Ta dùng chlorophorm chiết chất màu và đo hấp thụ quang ở 460 nm.. Các hợp
chất phenol còn được xác định bằng phương pháp sắc ký khí lỏng.
-

Các thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ
Hiện nay, có hàng trăm loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng trong nông

nghiệp. Các nhóm hóa chất chính là photpho hữu cơ, clo hữu cơ, cacbamat, phenoxi
axetic và pyrethroid tổng hợp. Hầu hết các chất này có độc tính cao đối với người

10


và động vật. Trong đó, clo hữu cơ được chú trọng đặc biệt hơn hết do nó có độ bền
vững rất cao trong môi trường và khả năng tích lũy trong cơ thể sinh vật.
Hiện nay, việc phân tích các thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ thường được thực
hiện bằng phương pháp sắc ký khí hoặc sắc ký khí khối phổ. Các nghiên cứu về tồn
lưu, độc tính sinh thái của thuốc bảo vệ thực vật ở Việt Nam đã và đang được thực
hiện tại Trung tâm Bảo vệ Môi trường và một số cơ quan của cục Bảo vệ thực vật.
Tannin và lignin

-

Tannin và lignin là các hóa chất có nguồn gốc thực vật. Lignin có nhiều trong
nước thải các nhà máy sản xuất bột giấy, còn tannin có trong nước thải công nghiệp
thuộc da, các chất này gây ra cho nguồn nước có màu nâu, đen, có độc tính cao đối
với thủy sinh và gây ra suy giảm chất lượng nước cấp cho nông nghiệp, sinh hoạt.
Cả hai loại hợp chất tannin và lignin đều có chứa các nhóm –OH gắn với vòng
thơm nên có thể phản ứng với các axit tungstophotphoric và molipdophotphoric tạo
phẩm màu xanh. Dựa vào tính chất này ta có thể xác định bằng phương pháp trắc
quan, đồng thời lignin và tannin trong nước thải.
Các chất vô cơ

-

Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion còn có thể có các chất vô cơ có
độc tính cao như Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, F.
Một số chất vô cơ tiêu biểu trong nước thải:
-

Amoni
Amoni (NH4+ ) trong nước bề mặt tự nhiên vùng không nhiễm được phát

hiện dưới dạng vết (dưới 0,05 ppm). Lượng amoni trong nước thải từ khu dân cư và
nước thải các nhà máy hóa chất chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10,100 mg/l.
-

Nitrat
Nitrat (NO3–) là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất chứa nitơ có

trong chất thải của người và động vật. Trong nước tự nhiên nồng độ nitrat thường
dưới 5 mg/l. Ở vùng ô nhiễm do chất thải, phân bón, nồng độ nitrat cao trên 10 mg/l
là môi trường dinh dưỡng tốt cho sự phát triển tảo, rong gây ảnh hưởng đến chất

11


lượng nước sinh hoạt và thủy sản. Trẻ con uống nước nhiều nitrat có thể ảnh hưởng
đến máu.
-

Photphat
Photphat cũng như nitrat, đó là chất dinh dưỡng cho sự phát triển rong tảo.

Nồng độ photphat trong nguồn nước không ô nhiễm thường < 0,01 mg/l.
Sunfat (SO42-)

-

Ở các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt là nước biển và nước phèn có nồng độ
sunphat cao. Nước có nồng độ sunfat cao sẽ gây rỉ sét đường ống và các công trình
bêtông, gây tác hại đến cây trồng.
Clorua (Cl-)

-

Clorua là một trong các ion quan trọng trong nước và nước thải. Vị mặn của
nước là do ion Cl– tạo ra. Nguồn nước có nồng độ clorua cao có khả năng ăn mòn
kim loại, gây hại cho cây trồng, giảm tuổi thọ của các công trình bằng bêtông. Cl–
trong nước có thể được xác định bằng chuẩn độ với bạc nitrat, chất chỉ thị là
cromat.
1.2. Các chỉ tiêu đánh giá nước thải công nghiệp
Bảng 1.4: Thành phần và chỉ tiêu đánh giá của nước thải công nghiệp
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị

Ảnh hưởng
pH trong nước thay đổi sẽ ảnh hưởng

1

pH



5,0 – 9,0

đến các yếu tố lý, hóa, sinh của môi
trường và hoạt động của VSV trong
nước.

2

COD

mg/l

50

Gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận
dẫn đến ảnh hưởng hệ sinh thái môi

3

BOD5

mg/l

30

trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều
kiệm yếm khí có thể hình thành, sinh ra

12


các sản phẩm như H2S, NH3, CH4,… làm
cho nước có mùi hôi thối và làm giảm
pH của môi trường
4

5

Chất rắn
lơ lửng
Tổng
Nitơ

mg/l

50

mg/l

15

Lắng đọng nguồn tiếp nhận, gây điều
kiện yếm khí.
Nồng độ trong nước quá cao dẫn đến phú
dưỡng hóa.
(Nguồn: [34])

Giới hạn về giá trị các thành phần và chỉ tiêu của nước thải CN được tuân theo
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp: QCVN 40:2011/BTNMT.
Bảng 1.5: Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp
TT

Thông số

1

Nhiệt độ

2

Đơn vị

Giá trị C
A

B

C

40

40

Màu

Pt/Co

50

150

3

pH

-

6-9

5,5 - 9

4

BOD5 (200C)

mg/l

30

50

5

COD

mg/l

75

150

6

Chất rắn lơ lửng

mg/l

50

100

7

Asen

mg/l

0,05

0,1

8

Thủy ngân

mg/l

0,005

0,01

9

Chì

mg/l

0,1

0,5

10

Cadimi

mg/l

0,05

0,1

11

Crom (VI)

mg/l

0,05

0,1

12

Crom (III)

mg/l

0,02

1

13

Đồng

mg/l

2

2

14

Kẽm

mg/l

3

3

15

niken

mg/l

0,2

0,5

0

13


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×