Mở đầu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD TS TRẦN THỊ THANH THỦY (( )) MỤC LỤC MỞ ĐẦU 4 PHẦN I TỔNG QUAN 5 1 Vai trò nước và tình trạng ô nhiễm 5 1 1 Vai trò nước 5 1 2 Tình trạng ô nhiễm nước 5 2 Một số thông số[.]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY (( )) - MỤC LỤC MỞ ĐẦU ………………………………………………………… …………4 PHẦN I TỔNG QUAN………………………………………….….…….… Vai trị nước tình trạng nhiễm……… …………………………….…5 1.1 Vai trị nước………………………………… ……………….… 1.2 Tình trạng nhiễm nước…………… …… ……………….…….5 Một số thông số quan trọng nước thải…………………………….… 2.1 Hàm lượng chất rắn nước………………………………… 2.2 Độ đục ……………………………… ………….……………… 10 2.3 Độ mầu……………………………… ………….…… …………10 2.4 Độ cứng nước …………………………………… ……… 10 2.5 Hàm lượng oxy hòa tan ………… ………………….…….……… 11 2.6 Độ pH…………………………………………………………… 11 2.7 Nhu cầu oxy hóa học ……………………………… ………… 11 2.8 Nhu cầu oxy sinh học … 13 2.9 Các tiêu vi sinh ……………………………………………… 13 Các phương pháp xử lý nước thải………………… …………………….14 3.1 Phương pháp xử lý lý học ………………… …………………… 14 3.1.1 Song chắn ……………………………… ………………… 15 3.1.2 Quá trình lắng …………………………… ……………… 15 3.1.2.1 Lắng cát ………………… ……… …………………15 3.1.2.2 Bể lắng………………… …………….……………15 3.1.3 Tuyển nổi…………………………………… …………… 16 3.1.4 Lọc ………………………………………… …………… 16 3.2 Phương pháp xử lý hóa học hóa lý……………… ………… 17 3.2.1 Phương pháp đông tụ keo tụ …………….…….……… 17 SVTH: Vũ Văn Chức (- ) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (( GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY )) - 3.2.2 Hấp phụ ……………………………………….……………19 3.2.3 Trao đổi ion……………………………………………… 19 3.2.4 Các trình tách màng …………………….……… 21 3.2.4.1 Thẩm thấu ngược ………………………………… 21 3.2.4.2 Siêu lọc ……………………… ………………….22 3.2.4.3 Thẩm tách điện thẩm tách ………………….… 22 3.2.5 Các phương pháp điện hóa ………………………….…… 23 3.2.5.1 Oxy hóa anot khử canot ……………………23 3.2.5.2 Đông tụ điện ………………… ………….………23 3.2.5.3 Tuyển điện ……………………………….24 3.2.6 Các phương pháp hóa học …………………………………24 3.2.6.1 Phương pháp trung hịa ………… ………….……25 3.2.6.2 Phương pháp oxy hóa khử ………… ……………26 3.3 Xử lý nước thải phương pháp sinh học ……….………… 26 Quặng bauxit………………………………… 27 PhầnII Các phương pháp nghiên cứu ……………………….……….…….31 Các phương pháp kiểm tra chất lượng nước …… ………….… …31 1.1 Phương pháp đo độ mầu nước ………………………… … 31 1.2 Phương pháp đo độ đục ………………………………………… 36 1.3 Xác định nhu cầu oxy hóa học … …….….……………….…….38 Các phương pháp tiến hành xử lý nước thải ………………………… 41 Phần III Kết thảo luận …………………………… …….…………44 A Kết xử lý nước thải nhà máy giấy làng nghề bắc ninh……….……44 Khảo sát khả xử lý nước thải giấy sử dụng phèn nhôm…… 44 Khảo sát khả xử lý nước thải giấy sử dụng quặng bauxit… … 50 Khảo sát xử lý nước thải giấy việc kết hợp bauxit phèn nhôm………………………………………………………………… 56 B Kết xử lý nước hồ mẫu…………………………………………… 59 Khảo sát khả xử lý nước hồ sử dụng phèn nhôm………… ….59 SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (( GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY )) - Khảo sát khả xử lý nước hồ sử dụng quặng bauxit…………… 65 Khảo sát xử lý nước hồ việc kết hợp bauxit phèn nhôm………………………………………………….……….……69 C Kết xử lý nước sông tô lịch ………………………………………….74 Khảo sát khả xử lý nước sông sử dụng phèn nhôm………….…74 Khảo sát khả xử lý nước sông sử dụng quặng bauxit……………….78 Khảo sát xử lý nước sông việc kết hợp bauxit phèn nhôm …………………………………………… ……….……….83 KẾT LUẬN…………………………………………………………….……88 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………… ………….89 SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY (( )) - MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên quý giá, nguốn gốc sống yếu tố thiếu sống trái đất, tầm quan trọng khơng có khơng biết Nhưng ngày phát triển nhanh chóng cơng nghiệp với gia tăng dân số, trình thị hóa diễn mạnh mẽ, dẫn đến vấn đề nghiêm trọng nhiễm mơi trường nói chung nhiễm nguồn nước nói riêng Nó khơng ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến sinh vật sống nước mà cịn ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống sức khỏe người Chính lí với việc sinh viên chun ngành cơng nghệ Hóa Lý em chọn đề tài đồ án tốt nghiêp “Nghiên cứu sử dụng phèn nhôm quặng bauxit để xử lý số nguồn nước nhiễm bẩn” nội dung đề tài SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY (( )) - Phần I TỔNG QUAN Vai trò nước tình trạng nhiễm 1.1 Vai trị nước Nước nguồn tài nguyên giá nguồn gốc sống môi trường diễn q trình sống, khơng có nước khơng có sống trái đất Nước chiếm 3/4 diện tích bề mặt trái đất, chiếm gần 70% thể người, nước cịn đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân Phân tử nước phân tử phân cực mạnh với mô men lưỡng cực µ=1,87D (1 Debye=0,333.10-27K.cm) [3] Do tính phân cực mạnh nước nên dung mơi tốt hịa tan nhiều chất Chính mà nước dễ bị nhiễm bẩn chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh… gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước, Ngồi nước cịn có nhiều tính chất đặc biệt như: nhiệt dung riêng cao (4184J/kg.oC) nên đun nóng làm nguội lâu, có tác dụng điều hịa ổn định khí hậu vùng địa lý khác Nhiệt bay cao Cr=2258kJ/kg nên sử dụng trình truyền nhiệt Ngồi cịn có sức căng bề mặt lớn, không màu, không mùi, không vị … Vai trò nước đời sống quan trọng: mơi trường cho hầu hết phản ứng sinh hóa xảy thể động thực vật Nó ngun liệu khơng thể thiếu cho ngành cơng nghiệp, nơng nghiệp… 1.2 Tình trạng nhiễm nước Nước tự nhiên nước hình thành số lượng chất lượng ảnh hưởng q trình tự nhiên khơng có tác động nhân sinh Do tác động nhân sinh nước tự nhiên bị nhiễm bẩn chất khác dẫn đến kết làm ảnh hưởng đến chất lượng Sự nhiễm nước có mặt số chất ngoại lai môi trường nước tự nhiên dù chất SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (( GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY )) - có độc hay khơng, vượt q ngưỡng chất trở lên độc hại với người sinh vật Do tác động người mà nước tự nhiên bị nhiễm bẩn, nguồn nước ô nhiễm chủ yếu nước thải từ công nghiệp, nông nghiệp, nước thải sinh hoạt…không xử lý triệt để Nước thải thường phân chia thành nhiều loại, ta xét số loại chính: 1.2.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, quan… Đặc trưng nước thải sinh hoạt thường chứa nhiều tạp chất khác có khoảng 52% chất hữu cơ, 48% chất vô số lượng lớn vi sinh vật Phần lớn vi sinh vật nước thải thường dạng virus vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn…Đồng thời nước thải chứa vi khuẩn không gây hại mà có tác dụng phân hủy chất thải 1.2.2 Nước thải công nghiệp Cùng với phát triển công nghiệp lượng nước thải sản xuất nguyên nhân nhiễm kim loại nặng, hợp chất hữu cơ, nhiễm hóa chất … Theo thống kê lượng nước thải trung bình khu cơng nghiệp nước ta thể bảng sau: SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY (( )) - Bảng Lượng nước thải trung bình khu cơng nghiệp[5] Lượng nước STT Khu công nghệp thải (m3/ngày) Hà nội 300 000-330000 TP Hồ Chí Minh 500 000 Hải Phòng 137 000 Đà Nẵng 30 000 Nam Định 30 000-50 000 Hải Dương 24 000 Việt Trì 60 000 Thành phần nước thải sản xuất đa dạng, chí ngành cơng nghiệp số liệu thay đổi đáng kể mức độ hồn thiện cơng nghệ điều kiện môi trường Việc xử lý nước thải công nghiệp dựa vào đặc điểm thành phần nước sản xuất nhà máy, vào thành phần khối lượng nước thải mà lựa chọn biện pháp cơng nghệ thích hợp để xử lý cho có hiệu chi phí mức thấp 1.2.3 Nước thải công nghiệp giấy nước bề mặt 1.2.3.1 Nước thải công nghiệp giấy [3] Thành phần chất thải có nước thải cơng nghiệp giấy phức tạp cơng đoạn lại có loại chất thải khác - Công đoạn rửa ngun liệu có chất hữu hịa tan, đất đá, vỏ cây… - Công đoạn nấu rửa sau nấu chứa phần lớn chất hữu hòa tan, hóa chất nấu phần xơ sợi Dịng thải có màu đen nên gọi dịch đen (dịch đen nồng độ chất khơ khoảng 25-35%, ngồi có sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ, thành phần vơ cơ: gồm hóa chất nấu, phần nhỏ NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2SO3 , phần nhiều Na2SO4 liên kết chất hữu kiềm) SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (( GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY )) - - Công đoạn nghiền bột xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng chất phụ gia nhựa thơng phẩm màu cao lanh - Dịng thải từ công đoạn rửa thiết bị, rửa sàn… chất thải chất lơ lửng hóa chất rơi vãi 1.2.3.2 Nước bề mặt [2] Thành phần chất lượng nước bề mặt chịu nhiều ảnh hưởng yếu tố tự nhiên, nguồn gốc xuất xứ, điều kiện môi trường xung quanh tác động người khai thác sử dụng nguồn nước thông thường nước bề mặt tìm thấy thành phần sau: - hóa chất hịa tan dạng ion phân tử, có nguồn gốc vơ hữu - chất lơ lửng có chất vơ cơ, hữu - vi sinh vật, virut… Nguồn chủ yếu nước bề mặt nước sông, chất lượng nước sông phụ thuộc vào yếu tố xung quanh mức độ phát triển cơng nghiệp, mật độ dân số lưu vực Ngồi chất lượng nước sơng cịn phụ thuộc vào điều kiện thủy văn, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu thời tiết khu vực Một nguồn khác đáng kể nguồn nước bề mặt nước hồ Chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu, thời tiết chất lượng nguồn nước chảy vào hồ, có nguồn nước thải sinh hoạt nước thải cơng nghiệp Ngồi chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời tiết khu vực, điều kiện sinh thái môi trường Nghiên cứu thành phần chất lượng nước bề mặt, tổ chức y tế giới phân loại sau: o Nước nhiễm bẩn vi trùng , virus chất hữu gây bệnh o Nguồn nước nhiễm bẩn chất hữu phân hủy từ động thực vật chất thải công nghiệp o Nguồn nước nhiễm bẩn chất thải cơng nhiệp, chất thải rắn có chứa chất độc hại sở công nghiệp SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (( GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY )) - o Nguồn ô nhiễm dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ trình khai thác, sản xuất, chế biến vận chuyển o Nguồn ô nhiễm chất tẩy rửa tổng hợp sinh hoạt cơng nghiệp o Các chất phóng xạ từ sở sản xuất sử dụng phóng xạ o Các hóa chất bảo vệ thực vật o Các hóa chất hữu tổng hợp sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp chất dẻo, dược phẩm, vải sợi o Các hóa chất vơ chất dùng làm phân bón cho nơng nghiệp o Một nguồn nước thải đáng kể từ nhà máy nhiệt điện Một số thống số quan trọng nước thải 2.1 Hàm lượng chất rắn nước[2] Chất rắn nước gồm có chất rắn vơ ( muối hịa tan chất rắn khơng tan huyền phù , đất cát …) chất rắn hữu ( gồm có vi sinh vật , vi khuẩn, động vật , tảo chất rắn hữu vô sinh, phân rác , chất thải công nghiệp Các khái niệm: Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid ) trọng lượng khơ tính miligam phần cịn lại sau bay lít mẫu nước nồi cách thủy sấy khô 103 oC tới trọng lượng không đổi đơn vị (mg/l) Cặn lơ lưởng SS (Suspended Solid) phần trọng lượng khơ tính tính miligam phần cịn lại giấy lọc lọc lít mẫu nước qua phễu sấy khô 103 oC -105 oC tới trọng lượng khơng đổi (mg/l) Chất rắn hịa tan DS (Dissolve Solid) hiệu tổng lượng cặn lơ lửng TSS cặn lơ lửng SS: DS=TSS-SS SVTH: Vũ Văn Chức (- -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (( GVHD: TS TRẦN THỊ THANH THỦY )) - Chất rắn bay VS (Volatile Solid) phần nung 550 oC thời gian định, phần phần chất rắn bay phấn lại chất rắn không bay 2.2 Độ đục Độ đục nước bắt nguồn từ hữu tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng vi sinh vật hóa chất hịa tan Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) độ đục xác định chiều sâu lớp nước thấy được, gọi độ độ sâu người ta đọc hàng chữ tiêu chuẩn Độ đục đo máy so mầu quang điện với kính lọc màu đỏ bước sóng 580÷620nm Tiến hành : lấy nước trong, quay li tâm 3000 vòng/ phút, 10- 15 phút lấy dịch đưa lên máy so mẫu, chỉnh máy Sau lấy mẫu thử cho vào cu vét đo máy so mẫu, số đo biểu thị độ đục mẫu thử Lưu ý số đo máy so mẫu bước sóng 600- 620nm lớn độ đục lớn độ tính ngược lại.[15] 2.3 Độ màu Độ màu nước chất bẩn hòa tan nước tạo nên mùn, sản phẩm từ phân hủy chất hữu tạo ra, số ion kim loại nguyên nhân gây cho nước có màu Phương pháp xác định độ màu so sánh với dung dịch chuẩn ống Ness thường dùng dung dịch K2PtCl6+ CaCl2 2.4 Độ cứng nước Là đại lượng biểu thị hàm lượng ion can xi, magie có nước, Trong nước thải phân làm loại: độ cứng toàn phần, độ cứng vĩnh cửu độ cứng tạm thời Dùng nước có độ cứng cao có tác hại ion can xi, magie phản ứng với axit béo tạo hợp chất khó hịa tan , sinh hoạt gây lãng phí xà phịng, sản xuất muối can xi, magie kết tủa gây trở ngại cho q trình sản xuất 2.5 Hàm lượng oxy hịa tan DO (Dissolve Oxygen) SVTH: Vũ Văn Chức (- 10 -) Lớp: CN Hóa Lý - K50 ... A Kết xử lý nước thải nhà máy giấy làng nghề bắc ninh……….……44 Khảo sát khả xử lý nước thải giấy sử dụng phèn nhôm…… 44 Khảo sát khả xử lý nước thải giấy sử dụng quặng bauxit… … 50 Khảo sát xử. .. phương pháp xử lý nước thải chia thành loại sau: Phương pháp xử lý lý học Phương pháp xử lý hóa học hóa lý Phương pháp xử lý sinh học 3.1 Phương pháp xử lý lý học Trong nước thải chứa chất... mức thấp 1.2.3 Nước thải công nghiệp giấy nước bề mặt 1.2.3.1 Nước thải công nghiệp giấy [3] Thành phần chất thải có nước thải cơng nghiệp giấy phức tạp cơng đoạn lại có loại chất thải khác - Công