Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm sinh học làm tăng khả năng xử lý Cr trong nước thải xi mạ

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: Đại Học (CQ, LT, B2, VLVH) Họ và tên sinh viên: Võ Văn Trung MSSV : 107111196………………………… Lớp: 07DSH02 Địa chỉ : 129/1 Bình Quới, P 27, Q Bình Thạnh E-mail : vovantrung3041989@gmail.com Ngành : Công Nghệ Sinh Học Chuyên ngành : Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học Tên đề tài:’’ Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm sinh học làm tăng khả năng xử lí Crom trong nước thải xi mạ’’ Giảng viên hướng dẫn: Th s Vũ Hải Yến LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp được hoàn thành sau bốn năm học tại Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM. Để hoàn thành tốt được luận văn này, em chân thành cảm ơn quý thầy cô đã cố gắng truyền đạt cho em những kiến thức quý báu. Đặt biệt trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, em đã được sự hướng dẫn, giúp đỡ chỉ bảo ân cần của cô Th.S Vũ Hải Yến. Mặc dù rất bận rộn với công việc , xong cô luôn dành thời gian giúp đỡ em trong mọi khó khăn. Em xin cảm ơn và biết ơn sâu sắc tình cảm ,công sức mà cô đã dành cho em. . Cũng trong dịp này em cũng cảm ơn sâu sắc đến thầy Thành, Thầy Dũng đã tạo mọi điều kiện để em dung các dụng cụ cũng như các hóa chất trong phòng thí nghiệm . Em cũng cảm ơn các bạn học cùng lớp đã giúp đỡ em hoàn thành tốt bài luận văn này. Em cũng gửi lời biết ơn sâu sắc đến ông, bà, me, anh chị em trong nhà đã tạo mọi điều kiện cũng như theo dõi việc học của em, để em có được kết quả ngày hôm nay. Sinh viên VÕ VĂN TRUNG DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT KLN : Kim loại năng TP. HCM : Thành Phố Hồ Chí Minh TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam BOD : Biochemical Oxygen Demand COD : Chemical Oxygen Demand EDTA : Ethylenediaminetetraacetic acid IARC : International Agency for Research on Cancer SHA : Secure Hash Algorithm EM : Chế phẩm sinh học BIO – EMS DW : Chế phẩm sinh học BIO – DW CL : Chế phẩm Active Cleaner HH : Hỗn hợp gồm 3 chế phẩm RCBD : Randomized Complete Block Desig. ĐHKTCN : Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ DANH MỤC CÁC BẢNG 12 45 DANH MỤC HÌNH ẢNH 35 46 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1 1.3.Nội dung nghiên cứu 3 1.4.Phương pháp nghiên cứu: 4 1.4.1Phương pháp thực nghiệm 4 1.7.Phạm vi đề tài: 5 1.8.Phương hướng mở rộng của đề tài 5 1.9.Cấu trúc đồ án 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGÀNH XI MẠ 6 2.1 Tổng quan về ngành xi mạ 6 2.1.1 Tổng quan về xi mạ 6 2.1.3 Đặc tính của nước thải ngành xi mạ 9 2.4 Các phương pháp xi mạ 18 2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 21 Xạ khuẩn (Actinomycetes) : 29 CHƯƠNG 3 : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 3.1 Vị trí địa lí, thời gian và khí hậu khu vực tiến hành thí nghiệm 37 3.4 Phương thức lấy mẫu và xử lý mẫu 46 3.4.1 Lấy mẫu và xử lý mẫu ban đầu 46 3.5 Phương pháp phân tích: 46 6.1 Kết luận 87 6.2 Kiến nghị 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài Ngày nay chất lượng cuộc sống con người đang được nâng cao rất nhiều nhờ vào sự phát triển của khoa học kĩ thuật với nhiều ngành sản xuất được đẩy mạnh. Kinh tế phát triển cũng làm nảy sinh nhiều nhu cầu vật chất của con người, từ đó các ngành công nghiệp không ngừng được phát minh và đưa vào hoạt động sản xuất. Nhưng cũng từ đó phát sinh ra một vấn đề mới mà con người cần giải quyết. Đó là vấn đề môi trường. Vấn đề đó ngày càng lớn hơn và hiện nay đã ở mức báo động. Chính vì thế việc cân bằng giữa kinh tế và môi trường là bài toán khó cần sự hợp tác tham gia của tất cả mọi người trên thế giới. Xi mạ là một trong những ngành sản xuất thiết yếu nhưng gây ra sự ô nhiễm môi trường. Hiện nay, ngày càng nhiều phân xưởng xi mạ được mở ra nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường. Thế nhưng hầu như các nhà quản lý chỉ quan tâm đến vấn đề lợi nhuận trong khi đó rất xem nhẹ, hoặc gần như không hề lưu tâm đến vấn đề môi trường. Các phân xưởng xi mạ không bố trí các công trình xử lý nứơc thải mà thải thẳng ra ngoài môi trường. Tại thành phố Hồ Chí Minh, hơn 80% nước thải của các nhà máy, cơ sở xi mạ không được xử lý. Chính nguồn thải này đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước mặt, ảnh hưởng đáng kể chất lượng nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai. Ước tính, lượng chất thải các loại phát sinh trong ngành công nghiệp xi mạ trong những năm tới sẽ lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm. Điều này cho thấy các khu vực ô nhiễm và suy thoái môi trường ở nước ta sẽ còn gia tăng nếu không kịp thời đưa ra các biện pháp hữu hiệu. 1 SVTH: VÕ VĂN TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN Trong nội bộ Đồ án này chưa có điều kiện tính toán cụ thể chi phí để xây dựng và vận hành trạm xử lý trên. Tuy nhiên cần nhấn mạnh rằng, dù chi phí ban đầu có thể là đáng kể nhưng lợi ích môi trừong mà nó đem lại về lâu dài là rất lớn và rất đáng để đầu tư. Chính vì vậy việc thuyết phục các nhà quản lý thấy được tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường cũng như làm mọi người dân nói chung hiểu điều đó là một công việc mà các nhà môi trường học cần hướng tới. Qua thực tế trong những năm gần nay cho thấy, Việt Nam là một nước có tốc độ phát triển kinh tế cao trong khu vực. Bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ của quá trình công nghiệp hóa đất nước, chất thải công nghiệp cũng ngày một gia tăng về khối lượng, đa dạng về chủng loại gây ảnh hưởng xấu đến môi trường cũng như sức khỏe của con người, đòi hỏi con người phải có nhận thức đúng đắn và đầu tư thích đáng cho vấn đề xử lý nhằm phát triển kinh tế song song với việc bảo vệ môi trường sống của chính mình. Ngày nay nước thải của ngành xi mạ phát sinh không nhiều, nồng độ các chất hữu cơ thấp nhưng hàm lượng các kim loại nặng lại rất cao. Chúng là độc chất tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất lý hoá của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn. Ngoài ra còn ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, vật nuôi, canh tác nông nghiệp, làm thoái hoá đất do sự chảy tràn và thấm của nước thải.Nước thải từ các quá trình xi mạ kim loại, nếu không được xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp sẽ tồn đọng trong cơ thể con người và gây các bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm đường hô hấp, ung thư, Để giảm bớt đi những thiệt hại đáng kể đó đã có nhiều biện pháp xử lý được đạt ra nhưng nó lại rất tốn kém và không hiệu quả về kinh tế vì vậy phương pháp là dùng 2 SVTH: VÕ VĂN TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN các chế phẩm sinh học để làm tăng khả năng xử lí Crom trong nước thải xi mạ ,nhưng nó có thật sự xử lý được hay không,có đem lại hiệu quả kinh tế không thì chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu đề tài”NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC CHẾ PHẨM SINH HỌC LÀM TĂNG KHẢ NĂNG XỬ LÍ CROM TRONG NƯỚC THẢI XI MẠ “Những biện pháp hóa học đã cho thấy khả năng tạo ra các sản phẩm phụ độc hại và kém hiệu quả về mặt kinh tế. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm sinh học làm tăng hiệu quả xử lý Crôm Cr 6+ trong nước thải xi mạ” được thực hiện với mục đích tìm ra một giải pháp hiệu quả và kinh tế, thân thiện với môi trường 1.2. Mục tiêu đề tài: • Xác định nồng độ Crom thích hợp để vi sinh vật sống • Xác định ở thời gian lưu nước bao lâu thì hiệu quả xử lí là tốt nhất • Ở nồng độ bao nhiêu thì vi sinh vật xử lí tốt nhất. 1.3. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu về đặc tính hóa học, dạng tồn tại của Cr trong nước thải xi mạ, ảnh hưởng của nước thải xi mạ đến môi trường Nghiên cứu một chế phẩm sinh học trên thị trường, các chủng vi sinh vật và phạm vi sử dụng Thiết lập mô hình xử lý Cr bằng 3 chế phẩm sinh học : Cleaner, Bio- EMS, Bio- DW. Xác định nồng độ Cr tối đa vi sinh vật xử lý được So sánh hiệu quả giữa các chế phẩm sinh học - Phân tích hàm lượng crom có trong nước thải mà vi sinh vật có thể sống - Xác định ngưỡng độ gây chết vi sinh vật - Thu kết quả sau khi xử lí và tiến hành phân tích 3 SVTH: VÕ VĂN TRUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN 1.4. Phương pháp nghiên cứu: Để hoàn thành tốt các nôi dung đã nêu, cần tiến hành các phương pháp sau: 1.4.1 Phương pháp thực nghiệm Thí nghiệm 1:Thích nghi vi sinh vật Thí nghiệm 2: Khảo sát nồng độ Cr tối ưu mà vi sinh vật có khả năng xử lý ở các nồng độ 1, 2, 4, 6, 10mg. Thí nghiệm 3:Khảo sát thời gian lưu nước tối ưu ở mức 5 ngày. - Các phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu để xác định thành phần đặc trưng có trong mẫu nước thải xi mạ - Phương pháp so sánh (So sánh với TCVN, so sánh với chất thải đầu vào,….) - Phương pháp phân tích tổng hợp và lồng ghép trong việc viết báo cáo. - Phương pháp xử lý số liệu thống kê 1.4.2 Phương pháp luận: Dựa vào việc Cr cũng là 1 nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho vi sinh vật, đề tài nghiên cứu khả năng thích nghi và ngưỡng chịu đựng của vi sinh vật trong môi trường có nồng độ Cr cao. Hầu như KLN điều tồn tại trong nước ở dạng ion.Chúng phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau trong đó chủ yếu là nghành công nghiệp nặng xử lý cho các nghành công nghiệp nặng ngày nay là điều rất cấp bách và cần thiết. 1.5. Đối tượng nghiên cứu : Xử lý nước thải chứa Cr bằng chế phẩm…. - Chế phẩm sinh học của công ty Vi Sinh Môi Trường, chế phẩm Cleaner - Nước thải chứa Crom - Thời gian nghiên cứu. 1.6. .Ý nghĩa đối với khoa học và thực tiễn: Ý nghĩa khoa học: - Tìm ra ngưỡng chịu đựng Cr tối đa của vi sinh vật trong các chế phẩm sinh học trên thị trường hiện nay - Góp phần : • Chứng thực được khả năng xử lý nước thải xi mạ của các vi sinh vật 4 SVTH: VÕ VĂN TRUNG [...]... Tuy nhiên, nước thải từ xưởng mạ được phân riêng làm 3 loại: nước thải kiềm – axit, nước thải crom và nước thải xyanua - Nước thải kiềm- axit: chứa các loại axit như H2SO4, HCL, HNO3, HF hoặc các loại kiềm như NaOH, Na2CO3 Ngoài ra, trong dòng nước thải này còn chứa các kim loai như Fe, Cu, Ni, Zn…và các loại muối của chúng Giá trị pH trong dòng nước thải này dao động 1-2 đến 12- 14 - Nước thải xyanua:... xi mạ Nguồn thải Thành phần gây ô nhiễm Quay bóng Nước thải axit Sunfuaric, các chất hoạt động bề mặt ướt Tẩy dầu mỡ Tẩy gỉ Mạ Niken Mạ Crom Các chất dầu mỡ, dung môi Dung dịch axit Nước thải chứa kim loại nặng, muối Niken, muối Florua, axit Boric, axit Sunfuaric Nước thải có chứa cromat, axit sunfuaric, axit cromic (Nguồn: Thùy Trang, 2005) Nhìn chung, đặc tính của nước thải công nghiệp xi mạ của các. .. tổng các chất ô nhiễm trong nước thải dao động trong khoảng 30-300mg/l, giá trị pH từ 1-7 Nước thải crom đặc có thể xử lý dễ dàng và triệt để hơn, vì vậy không nên pha loãng chúng bằng nước thải axit hoặc nước thải khác Ngoài ra trong nước thải còn chứa lẫn cả dầu mỡ, chất huyền phù, đất cát, gỉ sắt,… các dung dịch cũ, hỏng… Các chất hữu cơ thường có rất ít tronh nước thải xi mạ, chỉ có số ít chất... xuất mà có các ion đặc trưng, với mỗi công nghệ như mạ Đồng, Kẽm, Niken hay Crom,… thì nồng độ đặc trưng của các ion trong nước thải rất cao Với điều kiện như vậy, khi xử lý nước thải ta nên tách nước thải thành các công đoạn nhằm đưa ra phương pháp xử lý phù hợp 2.2 Ô nhiễm môi trường của nước thải xi mạ: 2.2.1 Ảnh hưởng đến môi trường: - Là độc chất đối với cá và thực vật nước - Tiêu diệt các sinh vật... trường hợp nước rửa có hàm lượng cr m thay đổi đáng kể, cần thiết có bể điều hoà trước bể khử để giảm thiểu dao động cho hệ thống châm hoá chất 2.4.2 Phương pháp trao đổi ion: Phương pháp này thường được ứng dụng cho xử lý nước thải xi mạ để thu hồi Cr m Để thu hồi axit cr mic trong các bể xi mạ, cho dung dịch thải axit cr mic qua cột trao đổi ion resin cation (RHmạnh) để khử các ion kim loại (Fe, Cr3 +,... Cu, Zn, Cr, Ni,… và cũng tuỳ thuộc vào loại muối kim loại được sử dụng mà nước thải có chứa các độc tố như xianua, sunfat, amoni, cr mat,… Các chất hữu cơ ít có trong nước thải xi mạ, phần chủ yếu là chất tạo bông, chất hoạt động bmặt … nên BOD, COD thường thấp và không thuộc đối tượng xử lý Đối tượng xử lý chính là các ion vô cơ mà đặc biệt là các muối kim loại nặng như Cr, Ni, Cu, Fe,Zn,… Nước thải. .. axit cần thiết cho quá trình khử Cr 6+ phụ thuộc vào độ axit của nước thải nguyên thuỷ, pH của phản ứng khử và loại hoá chất sử dụng Xử lý từng mẻ (batch treatment) ứng dụng có hiệu quả kinh tế, khi nhà máy xi mạ có lưu lượng nước thải mỗi ngày ≤ 100m3/ngày Trong xử lý từng mẻ cần dùng hai SVTH: VÕ VĂN TRUNG 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VŨ HẢI YẾN loại bể có dung tích tương đương lượng nước thải trong. .. dịch kẽm: phức kẽm xianua và xianua tự do hoặc kẽm sunfat, clorua với axit boric hoặc muối amoni làm chất đệm Một ví dụ về công nghệ xi mạ phụ tùng xe đạp và xe máy ở thành phố Hồ Chí Minh: Nguyên liệu  ngâm HCl  thùng quay NaOH  mài cát  nấu NaOH (tẩy bề mặt)  mạ Niken  mạ Cr m  ly tâm  sấy khô  thành phẩm 2.1.3 Đặc tính của nước thải ngành xi mạ Nước thải trong các cơ sở xi mạ chứa thành phần... thể quay trở lại bể xi mạ hoặc bể dự trữ Do hàm lượng Cr m qua bể xi mạ khá cao (105-120kg CrO 3/m3), vì vậy để có thể trao đổi hiệu quả, nên pha loãng nước thải axit cr mic và sau đó bổ sung axit cr mic cho dung dịch thu hồi Đối với nước thải rửa, đầu tiên cho qua cột resin cation axit mạnh để khử các kim loại Dòng ra tiếp tục qua cột resin anion kiềm mạnh để thu hồi cr mat và thu nước khử khoáng Cột... này, nước thải phải có nồng độ kim loại nặng nhỏ hơn 60 mg/l và phải có đủ chất dinh dưỡng (nitơ, phốtpho,…) và các nguyên tố vi lượng cần thiết khác cho sự phát triển của các loài thực vật nước như rong tảo Phương pháp này cần có diện tích lớn và nước thải có lẫn nhiều kim loại thì hiệu quả xử lý kém 2.5 Các nghiên cứu có liên quan 2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước Vấn đề xử dụng vi sinh vật để xử . nhau tìm hiểu đề tài”NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC CHẾ PHẨM SINH HỌC LÀM TĂNG KHẢ NĂNG XỬ LÍ CROM TRONG NƯỚC THẢI XI MẠ “Những biện pháp hóa học đã cho thấy khả năng tạo ra các sản phẩm phụ độc hại và. vovantrung3041989@gmail.com Ngành : Công Nghệ Sinh Học Chuyên ngành : Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học Tên đề tài:’’ Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm sinh học làm tăng khả năng xử lí Crom trong nước thải xi mạ ’ Giảng viên. thiết. 1.5. Đối tượng nghiên cứu : Xử lý nước thải chứa Cr bằng chế phẩm . - Chế phẩm sinh học của công ty Vi Sinh Môi Trường, chế phẩm Cleaner - Nước thải chứa Crom - Thời gian nghiên cứu. 1.6. .Ý nghĩa