Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá được một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kết tủa phôtphat và đưa ra được điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý phôtphat trong nước. Nội dung nghiên cứu: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng (pH, thời gian khuấy, hàm lượng chất kết tủa, nồng độ phôtphat, hàm lượng chất trợ keo tụ) đến hiệu quả xử lý phôtphat trong nước; Đánh giá độ đục của nước sau xử lý phôtphat; Xác định được điều kiện tối ưu để xử lý phôtphat trong nước; Thử nghiệm với mẫu nước thực tế, khu vực nghiên cứu theo các điều kiện tối ưu đã xác định được.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG Nguyễn Thị Hà NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ PHƠTPHAT TRONG NƯỚC BẰNG KẾT TỦA HĨA HỌC Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Mơi trường (Chương trình đào tạo chuẩn) Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG Nguyễn Thị Hà NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH XỬ LÝ PHƠTPHAT TRONG NƯỚC BẰNG KẾT TỦA HĨA HỌC Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Mơi trường (Chương trình đào tạo chuẩn) Cán hướng dẫn: PGS TS Trần Văn Quy TS Nguyễn Viết Hoàng Hà Nội - 2017 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới PGS TS Trần Văn Quy, giảng viên cao cấp Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt q trình thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Viết Hồng, Phịng Giải pháp Công nghệ Cải thiện Môi trường, Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam hướng dẫn bảo cho em suốt thời gian thực tập Viện Em xin gửi lời cảm ơn tới tập thể thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức quý báu chia sẻ kỹ sống suốt quãng thời gian em học tập trường Cuối em xin cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp K58 Công nghệ Kỹ thuật Môi trường giúp đỡ, động viên khích lệ em suốt q trình thực khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 31 tháng năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Hà NguyễnThị Hà K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Phôtphat môi trường nước 1.1.1 Sự tồn phôtphat nước 1.1.2 Nguồn phát sinh đặc tính phơtphat nước 1.1.3 Thực trạng ô nhiễm phôtphat nước Thế giới Việt Nam… 1.2 Ảnh hưởng nước ô nhiễm phôtphat tới môi trường sức khỏe người 1.2.1 Ảnh hưởng tới môi trường 1.2.2 Ảnh hưởng tới sức khỏe người 1.3 Các phương pháp xử lý phôtphat 1.3.1 Phương pháp vật lý 1.3.2 Phương pháp sinh học 1.3.3 Phương pháp hóa học 10 1.3.4 Sử dụng vật liệu hấp phụ 14 1.3.4 Thu hồi P 15 Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Đối tượng nghiên cứu 18 2.2 Phương pháp nghiên cứu 18 2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 18 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản phân tích mẫu 18 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 19 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Ảnh hưởng số yếu tố đến hiệu xử lý phôtphat nước 21 3.1.1 Ảnh hưởng pH 21 3.1.2 Ảnh hưởng thời gian khuấy chậm 23 Nguyễn Thị Hà K58 CNKTMT Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên 3.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ Al/P 24 3.1.4 Ảnh hưởng nồng độ phôtphat đầu vào 25 3.1.5 Ảnh hưởng chất trợ keo tụ (polymer) 27 3.2 Thử nghiệm với mẫu nước sông Tô Lịch 28 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 36 Nguyễn Thị Hà K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Nguyễn Thị Hà HST Hệ sinh thái ÔNMT Ô nhiễm môi trường N Nitơ NTSH Nước thải sinh hoạt P Phôtpho PO43- Phôtphat PAC Polyanuminium chloride QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia TCVN Tiêu chuẩn Việt nam VSV Vi sinh vật XLNT Xử lý nước thải K58 CNKTMT Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên DANH MỤC BẢNG Bảng Tích số tan số hợp chất phôtphat với canxi, nhôm, sắt 25oC 10 Bảng Phương pháp phân tích thiết bị sử dụng 18 Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào pH nồng độ phôtphat đầu vào 20 mgP/L .21 Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào thời gian khuấy chậm nồng độ phôtphat đầu vào 20 mgP/L 23 Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào tỷ lệ Al/P nồng độ phôtphat đầu vào 20 mgP/L .24 Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào nồng độ phôtphat đầu vào tỷ lệ Al/P = 26 Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào hàm lượng polymer nồng độ phôtphat đầu vào 20 mgP/L 27 Bảng Kết phân tích số tiêu chất lượng mẫu nước thực tế .29 Bảng Hiệu suất xử lý độ đục .31 Nguyễn Thị Hà K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình Tảo nở hoa hồ Xuân Hương, Đà Lạt (2011) Hình Ảnh hưởng pH đến độ đục hiệu suất xử lý phơtphat 21 Hình Ảnh hưởng thời gian khuấy chậm đến độ đục hiệu suất xử lý phôtphat 23 Hình Ảnh hưởng tỷ lệ Al/P đến độ đục hiệu suất xử lý phơtphat 25 Hình Ảnh hưởng nồng độ PO43- đầu vào đến độ đục hiệu suất xử lý phôtphat 26 Hình Ảnh hưởng hàm lượng polymer đến độ đục hiệu suất xử lý phôtphat 27 Hình Hình ảnh quan sát kích thước bơng 28 Hình Hiệu suất xử lý phơtphat mẫu nước thực tế 30 Nguyễn Thị Hà K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Ơ nhiễm phơtpho (P) mối đe dọa nghiêm trọng hệ sinh thái (HST) thủy sinh nước công nghiệp hóa phát triển Việc thải lượng P dư thừa vào sông suối hồ chứa từ bể tự hoại hệ thống nước thải gây tác động tiêu cực đến chất lượng nguồn tiếp nhận, gây tượng phú dưỡng (eutrophication) Hiện tượng phú dưỡng gây tình trạng độc hại HST thủy sinh, dẫn tới cá, loài thuỷ sinh vật khác chết, giảm nguồn nước Sự khan nguồn tài nguyên nước quy định nghiêm ngặt thải nước thải xuất mối quan tâm môi trường quan trọng người Vì P ngun tố khơng tái tạo nên tái chế đáng quan tâm Số lượng P lớn bị hàng năm không phục hồi P Do đó, cần có biện pháp xử lý nước thải (XLNT) có chứa P trước thải môi trường [17] Để đáp ứng yêu cầu giảm phát thải phôtphat vào môi trường, nhiều công nghệ tách loại phôtphat từ nước thải nghiên cứu áp dụng Các phương pháp xử lý truyền thống chủ yếu tập trung vào giải pháp tách loại sinh học, kết tủa, hấp phụ trao đổi ion [5] Trong số kỹ thuật bao gồm: phương pháp vật lý; sinh học; hố học phương pháp hóa học ứng dụng rộng rãi [6, 18] Kết tủa hóa học từ lâu sử dụng để loại bỏ phơtphat, q trình hóa lý, bao gồm việc bổ sung muối kim loại hóa trị hai hóa trị ba vào nước thải, tạo kết tủa kim loại phơtphat khơng hịa tan loại bỏ kết tủa Chất kết tủa chứa P khơng hịa tan lắng, ly tâm, lọc tách khỏi chất lỏng [17] Các chất kết tủa thường dùng bao gồm Al2(SO4)3.18H2O, FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3, FeSO4.7H2O Ca(OH)2 [6, 18] Đặc biệt kết tủa canxi phơtphat làm phân bón nơng nghiệp [18] Các kỹ thuật đại phát triển năm gần bao gồm phương pháp điện thẩm tách phương pháp thẩm thấu ngược [5] Nói chung, hiệu suất xử lý P kết tủa hóa học chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác Đặc biệt, trường hợp nước thải có độ kiềm thấp, việc xử lý P kết tủa khó thực pH thay đổi nhanh sau bổ sung chất kết tủa [6] Phèn nhôm ứng dụng rộng rãi để xử lý nước ô nhiễm Nguyễn Thị Hà K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp phơtphat, có giá thành rẻ, sẵn có thị trường độc hại cho người Cơng nghệ kết tủa phèn nhôm công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm sốt Do việc lựa chọn thực đề tài khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý phơtphat nước kết tủa hóa học” cần thiết có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá số yếu tố ảnh hưởng đến khả kết tủa phôtphat đưa điều kiện tối ưu cho trình xử lý phôtphat nước Nội dung nghiên cứu: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng (pH, thời gian khuấy, hàm lượng chất kết tủa, nồng độ phôtphat, hàm lượng chất trợ keo tụ) đến hiệu xử lý phôtphat nước; Đánh giá độ đục nước sau xử lý phôtphat; Xác định điều kiện tối ưu để xử lý phôtphat nước; Thử nghiệm với mẫu nước thực tế, khu vực nghiên cứu theo điều kiện tối ưu xác định Nguyễn Thị Hà K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp PO43- cịn lại 3,6 mgP/L, thời gian khuấy tăng từ 30 đến 150 phút, hiệu suất thay đổi đạt khoảng 84% tương ứng với nồng độ PO43- lại khoảng 3,1 mgP/L Điều chứng tỏ phản ứng tạo kết tủa nhôm phôtphat xảy nhanh Khi thời gian khuấy chậm 15 phút, độ đục tạo 1,38 FNU, thời gian khuấy chậm tăng từ 30 – 150 phút, độ đục khoảng 0,8 FNU Điều 15 phút phèn nhôm phản ứng chưa hết với phơtphat, kết tủa tạo ít, khoảng cách hạt keo xa nên khả va chạm để hình thành bơng lớn kém, độ đục cao Thời gian khuấy khoảng 30 – 150 phút, lượng phèn nhôm kết tủa hết với phôtphat nước nên độ đục giảm thay đổi Như vây, chọn thời gian khuấy chậm 30 phút để tiến hành nghiên cứu Kết tương tự kết Haiming Huang et al (2016), với thời gian khuấy 30 phút [14] 3.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ Al/P Kết nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ Al/P (theo mol) đến hiệu xử lý phôtphat thể Bảng Hình Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào tỷ lệ Al/P nồng độ phôtphat đầu vào 20 mgP/L Hiệu suất xử lý, (theo mol) Nồng độ sau xử lý, (mgP/L) 0,5 8,9 55,5 2,67 86,6 1,5 0,14 99,3 0,05 99,7 0,03 99,85 0,016 99,9 Tỷ lệ Al/P, Nguyễn Thị Hà 24 (%) K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp 100 1.4 1.21 Hiệu suất (%) 0.96 70 60 1.2 1.1 80 0.9 0.8 0.8 50 0.64 40 0.6 30 0.4 20 Độ đục (FNU) 90 Độ đục Hiệu suất 0.2 10 0 0.5 1.5 Tỷ lệ Al/P (theo mol) Hình Ảnh hưởng tỷ lệ Al/P đến độ đục hiệu suất xử lý phôtphat Từ kết số liệu thu thể Bảng Hình cho thấy, Al/P tăng từ 0,5 – hiệu suất xử lý phôtphat tăng Cụ thể, Al/P tăng từ 0,5 lên 2, hiệu suất tăng tương ứng từ 55,5% đến 99,3% Al/P tăng từ lên 4, hiệu suất thay đổi không đáng kể Tỷ lệ Al/P ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý phơtphat giải thích bởi, tỷ lệ thấp q lượng phèn nhôm bổ sung không đủ để kết tủa hết lượng phơtphat có nước, tỷ lệ cao dư lượng phèn nhơm làm tốn chi phí hóa chất, gây nhiễm thứ cấp dư thừa hóa chất nước thải sau xử lý Do phải lựa chọn tỷ lệ phù hợp vừa hiệu suất xử lý cao vừa có chi phí thấp Khi tỷ lệ Al/P khoảng 0,5, độ đục tạo 0,8 FNU, Al/P khoảng 1, độ đục 0,64 FNU, Al/P tăng từ 1,5 lên 4, độ đục khoảng FNU Như vậy, chọn tỉ lệ Al/P (theo mol) tối ưu để tiến hành nghiên cứu Kết gần với kết nghiên cứu Đỗ Khắc Uẩn với tỉ lệ mol Al/P 2,3 [6] Theo lý thuyết, phương trình phản ứng hóa học, mol Al3+ phản ứng với mol PO43- để tạo AlPO4, nhiên thực tế lượng phèn nhôm bổ sung theo tỷ lệ Al/P kết tủa hết phơtphat có nước 3.1.4 Ảnh hưởng nồng độ phôtphat đầu vào Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ PO43- đầu vào đến hiệu xử lý phôtphat thể Bảng Hình Nguyễn Thị Hà 25 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào nồng độ phôtphat đầu vào tỷ lệ Al/P = Nồng độ phôtphat đầu vào, (mgP/L) Nồng độ sau xử lý, Hiệu suất xử lý, (mgP/L) (%) 10 0,072 99,3 20 0,05 99,7 50 0,096 99,8 100 0,115 99,88 100 1.2 1.1 Hiệu suất (%) 96 0.98 0.79 0.8 94 0.6 92 0.4 90 0.2 88 Độ đục (FNU) 0.96 98 Độ đục Hiệu suất 10 20 50 100 Nồng độ PO4 đầu vào (mgP/L) Hình Ảnh hưởng nồng độ PO43- đầu vào đến độ đục hiệu suất xử lý phôtphat Từ kết số liệu thu thể Bảng Hình cho thấy, nồng độ PO43- đầu vào thay đổi từ 10, 20, 50 100 mgP/L, hiệu suất xử lý phôtphat tương ứng từ 99,3; 99,7; 99,8 99,9% Như vậy, việc thay đổi nồng độ đầu vào không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất xử lý phôtphat Điều giải thích áp dụng tỷ lệ Al/P tối ưu cho dù nồng độ phơtphat thay đổi lượng phèn nhơm bổ sung đủ để kết tủa hết lượng phơtphat có nước Nguyễn Thị Hà 26 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Khi nồng độ 10 mgP/L, độ đục tạo 0,79 FNU Khi nồng độ thay đổi từ 20, 50, lên 100 mgP/L, độ đục khoảng FNU 3.1.5 Ảnh hưởng chất trợ keo tụ (polymer) Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ polymer đến hiệu suất xử lý phơtphat thể Bảng Hình 6: Bảng Hiệu xử lý phôtphat nước phụ thuộc vào hàm lượng polymer nồng độ phôtphat đầu vào 20 mgP/L Hàm lượng polymer, (mg/L) Nồng độ sau xử lý, (mgP/L) Hiệu suất xử lý, 0,0 0,042 99,8 0,5 0,044 99,78 1,0 0,046 99,77 1,5 0,06 99,7 0,048 99,76 0,016 99,78 (%) 100 2.1 99 Hiệu suất (%) 98.5 98 1.5 1.27 97.5 1.1 1.07 1.05 1.04 97 96.5 96 Độ đục (FNU) 99.5 2.5 Độ đục Hiệu suất 0.5 95.5 95 0 0.5 1.5 Hàm lượng polymer (mg/L) Hình Ảnh hưởng hàm lượng polymer đến độ đục hiệu suất xử lý phôtphat Nguyễn Thị Hà 27 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Từ kết số liệu thu thể Bảng Hình cho thấy, hàm lượng polymer tăng từ 0,5 đến 3,0 mg/L, hiệu suất xử lý phôtphat đạt khoảng 99,8% Hàm lượng polymer bổ sung làm tăng kích thước hạt keo nên ảnh hưởng đến độ đục sau xử lý phơtphat Khi khơng bổ sung polymer tốc độ lắng chậm (độ đục 2,1 FNU), hàm lượng polymer tăng từ 0,5 đến 3,0 mg/L tốc độ lắng nhanh dần, dẫn đến độ đục giảm dần Khi hàm lượng polymer 0,5 mg/L, độ đục 1,27 FNU nồng độ polymer tăng từ 1,0 - 3,0 mg/L, độ đục giảm không đáng kể (giảm từ 1,1 cịn 1,04 FNU) Do để giảm chi phí thời gian lắng, chọn hàm lượng polymer khoảng mg/L để tiến hành nghiên cứu Hình Hình ảnh quan sát kích thước bơng a) Khơng bổ sung polymer b) Bổ sung polymer hàm lượng mg/L Theo quan sát kích thước thời gian khuấy chậm thu thể Hình cho thấy, bổ sung polymer làm tăng kích thước tăng tốc độ lắng đồng thời làm cho thời gian lắng giảm 3.2 Thử nghiệm với mẫu nước sông Tô Lịch Kết phân tích số tiêu chất lượng mẫu nước thực tế lấy từ sông Tô Lịch, khu vực nghiên cứu, thể Bảng Nguyễn Thị Hà 28 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Bảng Kết phân tích số tiêu chất lượng mẫu nước thực tế Đơn vị Kết QCVN 08:2015/BTNMT (Cột A1) QCVN 08:2015/BTNMT (Cột B2) - 7,71 – 8,5 5,5 – COD mg/L 148 10 50 TSS mg/L 24 20 100 NH4+ (tính theo N) mg/L 38,3 0,3 0,9 Độ màu PCU 95,3 - - Độ đục FNU 40 - - PO43- (tính theo P) mg/L 0,1 0,5 Chỉ tiêu pH Từ kết số liệu phân tích thu thể Bảng cho thấy, hầu hết tiêu phân tích chất lượng nước khu vực nghiên cứu vượt so với cột A1 cột B2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt (QCVN 08:2015/BTNMT) Cụ thể, so với cột A1, tiêu COD gấp 14,8 lần, NH4+ - 128 lần, PO43- - 20 lần so với cột B2, COD - gần lần, NH4+ - 43 lần PO43- khoảng lần Thử nghiệm xử lý tách loại phơtphat có mẫu nước thực tế thực sở điều kiện tối ưu xác định từ thí nghiệm với mẫu pha chế Cụ thể, giá trị pH khoảng 6,0, thời gian khuấy chậm 30 phút, hàm lượng phèn nhôm bổ sung theo tỷ lệ Al/P khoảng (theo mol), hàm lượng polymer mg/L, đồng thời so sánh hiệu xử lý thay đổi nồng độ phôtphat mẫu nước thực tế bổ sung phôtphat lên 10 mgP/L điều chỉnh hàm lượng phèn nhôm theo tỷ lệ Al/P lên (theo mol) Kết thử nghiệm với mẫu thực tế thể Hình Nguyễn Thị Hà 29 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp 100 98 96 Hiệu suất (%) 94 mẫu thực tế (2 mgP/L) 92 90 mẫu thực tế (10 mgP/L) 88 mẫu pha chế (10 mgP/L) 86 84 82 80 Al/P (mol/mol) Hình Hiệu suất xử lý phôtphat mẫu nước thực tế Từ kết số liệu phân tích thu thể Hình cho thấy, với mẫu nước nồng độ mgP/L, tỷ lệ Al/P (theo mol) tăng từ – hiệu suất xử lý tăng từ 83 – 97% tương ứng với nồng độ PO43- lại tương ứng giảm từ 0,34 - 0,06 mgP/L Như vậy, áp dụng điều kiện tối ưu để xử lý mẫu nước thực tế, nồng độ phôtphat sau xử lý 0,34 mgP/L đạt tiêu chuẩn cột B2 QCVN 08:2015/BTNMT Khi bổ sung PO43- vào mẫu thực tế để tăng nồng độ lên 10 mgP/L, đồng thời tỷ lệ Al/P tăng từ – (theo mol), hiệu suất xử lý mẫu thực tế tương đương với kết thu làm với mẫu pha chế Cụ thể, hiệu suất mẫu thực tế tăng từ 98,5 – 99,8%, mẫu pha chế tăng từ 99,3 – 99,86% Nguyên nhân gây chênh lệch chút hiệu suất xử lý phôtphat mẫu thực tế mẫu pha chế ảnh hưởng chất nhiễm khác có nước chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng Kết số liệu phân tích hiệu xử lý độ đục thể Bảng Nguyễn Thị Hà 30 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Bảng Hiệu suất xử lý độ đục Tỷ lệ Al/P (theo mol) Mẫu nước thực tế, độ đục ban đầu 40 FNU Khơng điều chỉnh, mgP/L Có điều chỉnh, 10 mgP/L Độ đục sau xử lý, (FNU) Hiệu suất, (%) Độ đục sau xử lý, (FNU) Hiệu suất, (%) 9,55 76,2 2,53 93,6 7,65 80,9 2,73 93,2 6,31 84,2 4,08 89,8 Từ kết số liệu thể Bảng cho thấy, tỷ lệ Al/P tăng từ – (theo mol), hiệu suất xử lý độ đục với mẫu không điều chỉnh (2 mgP/L) tăng dần từ 76,2 – 84,2% tương ứng với độ đục giảm từ 9,55 xuống 6,31 FNU, hiệu suất xử lý độ đục với mẫu có điều chỉnh (10 mgP/L) giảm dần từ 93,6 – 89,8% tương ứng với độ đục tăng từ 2,53 lên 4,08 FNU Phèn nhôm chất keo tụ phổ biến Ngồi việc kết tủa phơtphat có nước thải, phèn nhơm cịn tham gia vào q trình keo tụ để xử lý chất rắn lơ lửng Do đó, sử dụng phèn nhơm mang lại hiệu xử lý phôtphat lẫn xử lý cặn rắn lơ lửng nước Các kết thử nghiệm mẫu thực tế cho thấy, kết nghiên cứu bước đầu có tính khả thi áp dụng vào thực tế Nguyễn Thị Hà 31 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đã xác định điều kiện tối ưu số yếu tố ảnh hưởng đến q trình tách phơtphat nước nhôm sunfat: pH khoảng 6,0; thời gian khuấy chậm khoảng 30 phút; tỷ lệ Al/P (theo mol) 2,0; hàm lượng polymer 1,0 mg/L; nồng độ phôtphat đầu vào ảnh hưởng không nhiều đến hiệu xử lý Sự hình thành kết tủa phơtphat làm nước sau xử lý bị đục Độ đục sau xử lý phụ thuộc vào pH, thời gian khuấy chậm, tỷ lệ Al/P, nồng độ phôtphat đầu vào, hàm lượng polymer Hầu hết tiêu phân tích chất lượng nước mẫu nước Tô Lịch khu vực nghiên cứu vượt so với cột A1 cột B2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt (QCVN 08:2015/BTNMT) Cụ thể, so với cột A1, tiêu COD gấp 14,8 lần, NH4+ - 128 lần, PO43- - 20 lần so với cột B2, COD - gần lần, NH4+ - 43 lần PO43- - khoảng lần Các kết thử nghiệm mẫu thực tế, khu vực nghiên cứu áp dụng điều kiện tối ưu cho thấy, nồng độ phôtphat nước sau xử lý đạt QCVN 08:2015/BTNMT (cột B2) Ngoài ra, độ đục sau xử lý giảm đáng kể, kết nghiên cứu bước đầu có tính khả thi áp dụng vào thực tế KHUYẾN NGHỊ Trên kết nghiên cứu với đối tượng nước thải pha chế Để tăng khả áp dụng thực tế, nghiên cứu cần mở rộng thêm với nước thải thực tế ô nhiễm phôtphat từ nhà máy sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, chất tẩy rửa… Kết nghiên cứu cần mở rộng thêm để kết hợp cơng trình xử lý khác kết tủa trực tiếp hệ thống xử lý sinh học, kết hợp với trình lọc… Nguyễn Thị Hà 32 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ phôtpho, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ Hà Nội Nguyễn Xuân Huân cộng (2012), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hỗn hợp sắt nano bentonit, ứng dụng để xử lý phơtpho nước”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28, số 4S, tr.87-94 Nguyễn Thị Hà, Phùng Sĩ Hùng (2006), “Ảnh hưởng ion SO42-, PO43-, Fe2+, CO32- đến hiệu tách amoni nước ngầm phương pháp điện thẩm tách”, Tạp chí khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXII, Số 3B PT, tr.115-120 Đào Ngọc Nhiệm cộng (2016), “Nghiên cứu hấp phụ anion phôtphat (PO43-) từ dung dịch oxit hỗn hợp CeO2-Al2O3”, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, tạp chí hóa học, 54(3), tr 387-390 Vũ Đức Lợi cộng (2015), “Nghiên cứu xử lý ion phơtphat nước bùn đỏ biến tính”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, Viện Hố học, Viện Hàn lâm Khoa học Và Công nghệ Việt Nam, tập 20, số 3, tr.173-184 Đỗ Khắc Uẩn (2009), “Các yếu tố ảnh hưởng đến trình kết tủa phơtphat nước thải có độ kiềm thấp”, tạp chí khoa học cơng nghệ, đại học đà nẵng, số (30), tr.90-96 Đỗ Khắc Uẩn, Đặng Kim Chi (2008), “Tình trạng khan phơtpho cần thiết việc tái sử dụng nguồn thải chứa phôtpho” Tạp chí Khoa học Phát triển, Tập VI, Số 6, tr 570-577 Bùi Văn Thắng (2011), “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Bentonit biến tính, ứng dụng hấp phụ phôtpho nước”, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ, Bộ Giáo dục Đào tạo, trường Đại học Đồng Tháp Ngô Thị Kim Toán (2012), “Nghiên cứu phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật ứng dụng xử lý nước thải giàu nitơ, phôtpho”, luận văn thạc sĩ khoa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Nguyễn Thị Hà 33 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp 10 Trần Văn Quy (2010), “Nghiên cứu điều chế vật liệu bentonit biến tính lantan ứng dụng xử lý phôtpho môi trường nước”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ 26, số 5S, tr.836-842 Tiếng Anh 11 Asmaa Shalaby et al (2014), “Phosphate Removal from Wastewater by Electrocoagulation Using Aluminium Electrodes”, American Journal of Environmental Engineering and Science, 1(5), pp.90-98 12 G.K Morse et al (1998), “Phosphorus removal and recovery technologies”, The Science of the Total Environment, 212, pp.69-81 13 Georgantas et al (2006), “Phosphorus and organic matter removal from synthetic wastewater using alum and aluminum hydroxide”, Global NEST Journal, Vol 8, No 2, pp 121-130 14 Haiming Huang et al (2016), “Comparison investigation on phosphate recovery from sludge anaerobic supernatant using the electrocoagulation process and chemical precipitation”, Journal of Cleaner Production 141, pp.429-438 15 J.Thistleton et al (2002), “Mechanisms of chemical phosphorus removal iron (III)”, Institution of Chemical Engineers Trans IChemE, Vol 80, Part B, pp.265 – 269 16 Oleksandr Panasiuk (2010), Phosphorus Removal and Recovery from Wastewater using Magnetite, Industrial Ecology, Royal Institute of Technology 17 Ravindra Kumar Gautam et al (2014), Remediation Technologies for Phosphate Removal from Wastewater: An Overview, Advances in Environmental Research, Vol.36, Chapter 18 Sawsan A M Mohammed and Haider Abbas Shanshool (2009), “Phosphorus Removal from Water and Waste Water by Chemical Precipitation Using Alum and Calcium Chloride”, Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering, Vol.10 No.2, pp.35-42 19 Simon A Parsons and Jennifer A Smith (2008), “Phosphorus Removal and Recovery from Municipal Wastewaters”, elements , Vol.4, pp.109–112 20 Swamy et al (2013), “Determination of levels of phosphates and sulphates in domestic water from three selected springs in Nandi County, Kenya”, Nguyễn Thị Hà 34 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp International Journal of pharmacy and life sciences, Vol 4, Issue 7, pp.2828-2833 21 Vaishali Sahu (2013), “Removal Techniques Of Phosphorus From Waste Water To Enhance Its Reuse Potential To Meet The Water Crises”, International Journal of Engineering Sciences and Research Technology, 2(1), pp.19-23 Nguyễn Thị Hà 35 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp PHỤ LỤC Phụ lục Một số hình ảnh q trình thí nghiệm Hình PL1 Thí nghiệm thiết bị Jartest Hình PL3 Lấy mẫu nước thực tế Hình PL2 Phân tích tiêu Nguyễn Thị Hà 36 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Phụ lục Một số thiết bị sử dụng Hình PL5 Máy đo pH Hình PL4 Tủ sấy Binder Hình PL6 Máy đo quang Nguyễn Thị Hà Hình PL7 Cân phân tích số 37 K58 CNKTMT Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Hình PL8 Cân phân tích số Hình PL9 Máy khuấy từ Hình PL10 Máy đo độ đục Nguyễn Thị Hà 38 K58 CNKTMT ... khóa luận tốt nghiệp ? ?Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến q trình xử lý phơtphat nước kết tủa hóa học? ?? cần thiết có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá số yếu tố ảnh hưởng đến. .. Đại học Khoa học Tự nhiên Khóa luận tốt nghiệp Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng số yếu tố đến hiệu xử lý phôtphat nước 3.1.1 Ảnh hưởng pH Kết khảo sát ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý phôtphat. .. HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG Nguyễn Thị Hà NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ PHƠTPHAT TRONG NƯỚC BẰNG KẾT TỦA HĨA HỌC Khóa luận tốt