Tổng chất rắn hòa tan và tổng chất rắn lơ lửng

Tổng chất rắn hòa tan và tổng chất rắn lơ lửng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa Bài tiểu luận MÔN HỌC KỸ THUẬT PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG Đề tài: TỔNG RẮN (Tổng chất rắn hòa tan tổng chất rắn lơ lửng) GVHD:Phạm Thị Thanh Yên SVTH: Nhóm Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa MỤC LỤC Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa MỞ ĐẦU Nước chiếm 70% diện tích đất Trong lượng nước có mặt đất, nước đại dương chiếm khoảng 97%, nước đóng băng cực đất chiếm khoảng 2%, lại khoảng 1% “nước ngọt” (ao hồ, sông, nước ngầm…) Nước đóng vai trò quan trọng hệ sinh học Vì việc đánh giá thành phần nước việc làm quan trọng trình kiểm tra đánh giá chất lượng nước Các thông số đánh giá chất lượng nước bao gồm: I.Các tiêu vật lý Độ pH Tổng hàm lượng chất rắn (TS) Nhiệt độ Tổng hàm lượng chất rắn lơ lững (SS) Màu sắc Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (DS) Độ đục Tổng hàm lượng chất dễ bay (VS) II.Các tiêu hóa học Độ kiềm toàn phần Độ cứng nước Hàm lượng oxigen hòa tan (DO) Nhu cầu oxigen hóa học (COD) Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD) Một số tiêu hóa học khác nước III.Các tiêu vi sinh nước Từ ta thấy việc phân tích đánh giá hàm lượng tổng rắn tiêu quan trọng để dánh giá chất lượng nước Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa Phần I TỔNG QUAN VỀ TỔNG RẮN 1.1.Khái niệm 1.1.1Tổng hàm lượng chất rắn (TS) Các chất rắn nước chất tan không tan Các chất bao gồm chất vô lẫn chất hữu Tổng hàm lượng chất rắn (TS : Total Solids) lượng khô tính mg phần lại sau làm bay lít mẫu nước nồi cách thủy sấy khô 105oC khối lượng không đổi (đơn vị tính mg/L) 1.1.2.TDS - Tổng chất rắn hoà tan Tổng chất rắn hoà tan - Total Dissolved Solids (TDS) tổng số ion mang điện tích, bao gồm khoáng chất, muối kim loại tồn khối lượng nước định, thường biểu thị hàm số mi/L ppm (phân ngìn) TDS thường lấy làm sở ban đầu để xác định mức độ sạch/ tinh khiết nguồn nước Tổng rắn hòa tan (TDS/Total Dissolved Solids) không bao gồm tổng rắn không hòa tan (TSS/Total Suspended Solids) tổng số chất vô hữu (dạng phân tử, chất rắn bị ion hóa, chất rắn hòa tan hay hạt cực nhỏ lơ lửng lọc được) Phần lớn TDS calcium, phosphate, nitrates, sodium, potassium, số chất độc hại công nghiệp, thuốc trừ sâu rầy v.v Tuy nhiên, TDS xem hoàn toàn độc hại mà bao gồm nguyên tố vi lượng cần thiết cho thể Chất rắn hòa tan (dissolved solids - DS): phần lại nước sau lọc tách chất rắn lơ lửng xem phần chất rắn hòa tan đánh giá thông qua thông số tổng chất rắn hòa tan (TDS).Tổng chất rắn hòa tan thường xác định trực tiếp cách làm bay đến khô kiệt mẫu nước sau Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa lọc bỏ chất rắn lơ lửng Khối lượng phần cặn khô lại TDS nước TDS thường biểu diễn đơn vị mg/L 1.1.3.TSS-Tổng chất rắn lơ lửng Chất rắn lơ lửng (suspended solids – SS): chất rắn lơ lửng nước hạt chất vô cơ, hữu kể hạt chất lỏng không trộn lẫn với nước Các hạt có chất vô hạt đất sét, phù sa, hạt bùn,… Hạt có chất hữu thường sợi thực vật, tảo, vi khuẩn,… Chất rắn lơ lửng thường có nước mặt hoạt động xói mòn có nước ngầm khả tách lọc tốt đất.Ngoài hạt chất rắn lơ lửng có nguồn gốc tự nhiên, nhiều chất rắn lơ lửng xuất phát từ hoạt động sinh hoạt, sản xuất người Thông thường chất rắn lơ lửng xác định cách lọc mẫu nước qua giấy lọc sợi thủy tinh (glass−fiber filter) có cỡ lỗ xốp khoảng 1,2 μm màng polycacbonat có cỡ lỗ xốp khoảng μm, sau sấy khô phần không qua giấy lọc 103 đến 105°C đến khối lượng không đổi cân để xác định chất rắn lơ lửng Đơn vị biểu diễn: mg/L Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa 1.2.Nguồn gốc gây tổng rắn • Một số chất rắn hòa tan từ nguồn hữu lá, bùn, sinh vật phù du, chất thải công nghiệp nước thải Các nguồn khác đến từ dòng chảy từ khu vực đô thị, muối đường sử dụng đường phố mùa đông, phân bón thuốc trừ sâu sử dụng bãi cỏ trang trại • Chất rắn hòa tan đến từ vật liệu vô đá không khí chứa calcium bicarbonate, nitơ, phốt sắt, lưu huỳnh, khoáng chất khác Nhiều người số tài liệu tạo thành muối, hợp chất có chứa kim loại phi kim loại Muối hòa tan nước tạo thành ion Ion hạt có điện tích dương âm • Nước lấy kim loại chì đồng chúng qua đường ống sử dụng để phân phối nước cho người tiêu dùng Chất rắn hoà tan nói đến tồn dạng ion âm ion dương Do nước có tính hoà tan cao nên thường có xu hướng lấy ion từ vật mà tiếp xúc Ví dụ, chảy ngầm lòng nói đá, nước lấy ion Can-xi, khoáng chất Khi chảy đường ống, nước lấy ion kim loại bề mặt đường ống, sắt, đồng, chì (ống nhựa) Theo quy định hành WHO, US EPA, TCVN, TDS không vượt 500 nước tinh khiết không vượt 1000 nước sinh hoạt TDS nhỏ chứng tỏ nước tinh khiết Một số ứng dụng ngành sản xuất điện tử yêu cầu TDS không vượt Tuy nhiên, điều ngược lại Nguồn nước có TDS cao chưa không an toàn, chứa nhiều ion có lợi Các loại nước khoáng thường không bị giới hạn TDS Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa Chất rắn hòa tan nước khoáng bao gồm ion vô đồng, kẽm, mangan, cyanua, thạch tín, thủy ngân, chì, fluor Nếu vượt giới hạn cho phép, chúng gây hại cho sức khỏe Vậy đo thấy số TDS cao, cần tiếp tục phân tích mẫu nước để xác định thành phần ion chủ yếu đối chiếu với ứng dụng thực tế để định có cần giảm TDS hay không Ví dụ nước dùng cho nồi hơi, nước cho máy giặt công nghiệp phải ion can-xi, ma-giê, tránh tình trạng nổ lò giảm tuổi tho máy giặt Nếu TDS cao nhiều ion can-xi, magiê, bắt buộc phải loại bỏ hết Đối với nước khoáng, cần xác định thành phần khoáng để có biện pháp lựa chọn giữ lại giảm bớt Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa PHẦN TỔNG RẮN TRONG NƯỚC THẢI 2.1.Khái niệm chất rắn nước thải Chất rắn nước thải bao gồm chất rắn lơ lửng, chất rắn có khả lắng, hạt keo chất rắn hòa tan Tổng chất rắn (Total solid, TS) nước thải phần lại sau cho nước thải bay hoàn toàn nhiệt độ từ 103 ¸ 105oC Các chất bay nhiệt độ không coi chất rắn Tổng chất rắn biểu thị đơn vị mg/L Tổng chất rắn chia làm hai thành phần: chất rắn lơ lửng (có thể lọc được) chất rắn hòa tan (không lọc được) Chất rắn lơ lửng hạt nhỏ (hữu vô cơ) nước thải Khi vận tốc dòng chảy bị giảm xuống (do chảy vào hồ chứa lớn) phần lớn chất rắn lơ lửng bị lắng xuống đáy hồ; hạt không lắng tạo thành độ đục (turbidity) nước Các chất lơ lửng hữu tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO nguồn nước Các cặn lắng làm đầy bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng bể Hàm lượng chất rắn lơ lửng phụ thuộc chủ yếu vào lượng nước sử dụng hàng ngày người Lượng nước tiêu thụ lớn hàm lượng chất rắn lơ lửng nói riêng chất gây ô nhiễm nói chung nhỏ ngược lại Tùy theo kích thước hạt, trọng lượng riêng chúng, tốc độ dòng chảy tác nhân hóa học mà chất lơ lửng lắng xuống đáy, lên mặt nước trạng thái lơ lửng Để xác định hàm lượng chất rắn có khả lắng (settable solid) ngưới ta dùng dụng cụ thủy tinh gọi nón Imhoff có chia vạch thể tích Cho lít nước thải vào nón Imhoff lắng tự nhiên vòng 45 phút, sau khuấy nhẹ sát thành nón lắng tiếp vòng 15 phút Sau đọc Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa thể tích chất lơ lửng lắng vạch chia bên Hàm lượng chất rắn lơ lửng lắng biểu thị đơn vị mL/L Chỉ tiêu chất rắn có khả lắng biểu diễn gần lượng bùn loại bỏ bể lắng sơ cấp Ngoài chất lắng được, nước thải chứa tạp chất (floating solid) có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng riêng nước Khi lắng chất lên bề mặt công trình Các chất rắn hòa tan (không lọc bao gồm hạt keo chất hòa tan Các hạt keo có kích thước từ 0,001 ÷ mm, hạt keo loại bỏ phương pháp lắng học Các chất hòa tan phân tử ion chất hữu hay vô Để xác định hàm lượng hữu chất rắn lơ lửng người ta sử dụng tiêu VSS (volatile suspended solid) cách đem hóa tro chất rắn 550 ± 50oC Phần bay chất hữu (VSS), phần lại sau hóa tro chất vô FSS (Fixed suspended solid) Lưu ý hầu hết muối vô không bị phân hủy nhiệt độ 825oC, trừ magnesium carbonate bị phân hủy thành MgO CO2 nhiệt độ 350oC Chỉ tiêu VSS nước thải thường xác định để biết rõ khả phân hủy sinh học 2.2 Nguồn gốc ảnh hưởng tổng rắn Do hoạt động tự nhiên nhân tạo mà thành phần chất lượng nước môi trường bị thay đổi Sau thời gian nước tự làm thông qua trình tự nhiên hấp phụ, lắng, lọc, tạo keo, phân tán, oxy hóa, khử, polime hóa, biến đổi tác dụng vi sinh vật Khả tự làm nước đáng kể nguồn nước có lưu thông (sông, suối, ) Do điều kiện có dòng chảy oxy từ không khí khuếch tán hòa tan vào nước để tham gia vào trình phân hủy chất ô nhiễm vi sinh vật Khi đưa lượng nhiều chất gây ô nhiễm vào nguồn nước tự nhiên, vượt khả tự làm nguồn nước bị ô nhiễm Nhóm Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa Có nhiều chất gây ô nhiễm nước Tác hại chất ô nhiễm phụ thuộc vào tính chất vật lý, hóa học mà phụ thuộc vào dạng tồn chúng môi trường Vì vậy, đánh giá mức độ ô nhiễm nước, cần phân tích xác định có mặt nguyên tố, hợp chất gây ô nhiễm mà phải xác định dạng tồn môi trường (speciation) 2.2.1 Các nguồn gây ô nhiễm Các nguồn gây ô nhiễm nước chủ yếu xuất phát từ trình sinh hoạt hoạt động sản xuất người tạo nên (công nghiệp, thủ công nghiệp, nông ngư nghiệp, giao thong thủy, dịch vụ…) Ô nhiễm nước yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt, ) nghiêm trọng, không thường xuyên, nguyên nhân gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu Các nguồn gây ô nhiễm nước thường gặp: • Nước thải sinh hoạt (domestic wastewater): nước thải phát sinh từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, quan trường học, chứa chất thải trình sinh hoạt, vệ sinh người.Thành phần nước thải sinh hoạt chất hữu dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn vi trùng Tùy theo mức sống lối sống mà lượng nước thải tải lượng chất có nước thải người ngày khác Nhìn chung mức sống cao lượng nước thải tải lượng thải cao • Nước thải đô thị (municipal wastewater): loại nước thải tạo thành gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh nước thải sở thương mại, công nghiệp nhỏtrong khu đô thị Nước thải đô thị thường thu gom vào hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung Thông thường đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 70 đến 90% tổng lượng nước sử dụng đô thị trở thành nước thải đô thị chảy vào đường cống • Nước thải công nghiệp (industrial wastewater): nước thải từ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp hông c thành Nhóm Trang 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa nhớt lớn môi trường (thường xảy lớp khối bùn nằm sâu đáy bể lắng thứu cấp hay thiết bị làm đặc bùn Ngoài người ta tách hạt lơ lửng cách tiến hành trình lắng chúng tác dụng lực li tâm xyclon thủy lực máy ly tâm a)Xyclon thủy lực: Khi chất lỏng chuyển động quay tròn xyclon thủy lực, lực ly tâm tác dụng lên hạt rắn làm văng chúng thành Ngoài có lực sau tác dụng lên chúng lực cản dòng chuyển động, trọng lực lực quán tính b) Máy ly tâm: - Máy lọc ly tâm thực nhờ quay tròn huyền phù thùng quay, chất lỏng chui qua lưới lọc vải lọc lỗ thân thùng hạt rắn giữ lại lưới vải lọc thành thùng Chúng lấy tay dao cạo 2.3.3.2 Phương pháp keo tụ tạo KEO TỤ VÀ TẠO BÔNG CẶN Nhóm Trang 20 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa Hai trình hóa học kết tụ chất rắn lơ lửng hạt keo để tạo nên hạt có kích thước lớn Nước thải có chứa hạt keo có mang điện tích (thường điện tích âm) Chính điện tích ngăn cản không cho va chạm kết hợp lại với làm cho dung dịch giữ trạng thái ổn định Việc cho thêm vào nước thải số hóa chất (phèn, ferrous chloride ) làm cho dung dịch tính ổn định gia tăng kết hợp hạt để tạo thành cặn đủ lớn để loại bỏ trình lọc hay lắng cặn Các chất keo tụ thường sử dụng muối sắt hay nhôm có hóa trị Các chất tạo cặn thường sử dụng chất hữu cao phân tử polyacrilamid Việc kết hợp sử dụng chất hữu cao phân tử với muối vô cải thiện đáng kể khả tạo cặn 2.3.3.3.Phương pháp tuyển TUYỂN NỔI Quá trình dùng để loại bỏ chất có khả mặt nước thải dầu, mỡ, chất rắn lơ lửng Trong bể tuyển người ta kết hợp để cô đặc loại bỏ bùn Đầu tiên nước thải, hay phần nước thải tạo áp suất với diện lượng không khí đủ lớn Khi nước thải trả áp suất tự Nhóm Trang 21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa nhiên khí quyển, tạo nên bọt khí Các hạt dầu, mỡ chất rắn lơ lửng kết dính với bọt khí với để lên bị gạt tách chúng khỏi nước thải 2.3.3.4.Phương pháp hóa học Sử dụng hóa chất để loại chất rắn lơ lửng Phèn nhôm: thêm vào nước thải có chứa calcium hay magnesium bicarbonate phản ứng xảy sau: Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO)3 →3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2 + 18H2O Aluminum hydroxide không tan, lắng xuống với vận tốc chậm kéo theo chất rắn lơ lửng Trong phản ứng tên cần thiết phải có 4,5 mg/L alkalinity (tính theo CaCO3) để phản ứng hoàn toàn với 10 mg/L phèn nhôm Do cần thiết phải sử dụng thêm vôi để alkalinity thích hợp Vôi: cho vôi vào nước thải phản ứng sau xảy Ca(OH)2 + H2CO3 →CaCO3 + 2H2O Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3 + 2H2O Quá trình lắng CaCO3 kéo theo chất rắn lơ lửng Sulfate sắt vôi: hầu hết trường hợp sulfate sắt không sử dụng riêng lẻ mà phải kết hợp với vôi để tạo kết tủa Các phản ứng xảy sau: FeSO4 + Ca(HCO3)2 → 2Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 2H2O Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 →2Fe(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2 →4Fe(OH)O Khi Fe(OH)3 lắng xuống kéo theo chất rắn lơ lửng Trong phản ứng ta cần thêm 3,6 mg/L alkalinity, 4,0 mg/L vôi 0,29 mg/L oxy 2.3.3.5.Phương pháp Lọc Lọc trình nhằm loại bỏ chất rắn lơ lửng mịn cặn (từ trình keo tụ tạo cặn), bể lọc nhằm mục đích khử bớt nước Nhóm Trang 22 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa bùn lấy từ bể lắng Quá trình lọc dựa nguyên tắc chủ yếu nước thải qua lớp vật liệu có lổ rỗng, chất rắn có kích thước lớn lổ rỗng bị giữ lại Có nhiều loại bể lọc khác có loại sử dụng tốt cho trình xử lý nước thải Hai loại thường sử dụng trình xử lý nước thải bề lọc cát trống quay Lọc ứng dụng để tách tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà bể lắng loại chúng được, trình tách hạt rắn khỏi pha lỏng pha khí cách cho dòng khí lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qua lớp ngăn xốp, hạt rắn bị gữi lại Lọc xảy tác dụng áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất thấp sau vách ngăn 2.3.4.Biện pháp xử lý chất rắn hòa tan ( TDS) Khi biết thành phần TDS áp phương pháp thích hợp như: Trao đổi ion,Thẩm thấu ngược, Kết tủa, thẩm điện tách, hấp thụ,hấp phụ… 2.3.4.1.Xử lý phương pháp trao đổi ion Phương pháp trao đổi ion ứng dụng để xử lý nứơc thải khỏi kim loại Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn,… hợp chất Asen, Photpho, Xyanua chất phóng xạ Phương pháp cho phép thu hồi kim loại có giá trị đạt mức độ xử lý cao Vì phương pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối xử lý nước cấp nứơc thải a) Một số khái niệm trình trao đổi ion Trao đổi ion trình ion bề mặt chất rắn trao đồi ion với ion có điện tích dung dịch tiếp xúc với Các Nhóm Trang 23 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa chất gọi ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan nước Các chất có khả hút ion dương từ dung dịch điện ly gọi cationit Những chất mang tính axit Những chất có khả hút ion âm gọi anionit chúng mang tính kiềm Nếu ion trao đổi cation anion người ta gọi chúng ionit lưỡng tính b) Các chất trao đổi ion Các chất trao đổi tion chất vô vơ hay hữu có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhan tạo Nhóm chất trao đổi ion vô tự nhiên gồm có zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau,… c) Cơ sở trình trao đổi ion Cơ chế trao đổi ion gồm giai đoạn sau : +)Di chuyển ion A từ nhân dòng chất thải lỏng tới bề mặt lớp biên giới màng chất lỏng bao quanh hạt trao đổi ion +)Khuếch tán lớp ion qua lớp biên giới.Chuyển ion qua biên giới phân pha hạt nhựa trao đổi +)Khuếch tán ion A bên hạt nhựa trao đổi tới nhóm chức trao đổi ion Phản ứng hoá học trao đổi ion A B,khuếch tán ion B bên hạt trao đổi ion tới biên giới phân pha +)Chuyển ion B qua biên giới phân pha bề mặt màng chất lỏng Khuếch tán ion B qua màng,khuếch tán ion B vào nhân dòng chất lỏng 2.3.4.2.Phương pháp Kết tủa Kết tủa phương pháp thông dụng để loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải Thường kim loại nặng kết tủa dạng hydroxide Do đó, để hoàn thành trình người ta thường cho thêm bazo vào nước thải nước thải đạt đến pH mà kim loại nặng cần phải loại bỏ có khả hòa tan thấp Thường trước trình kết tủa, người ta cần loại bỏ Nhóm Trang 24 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa chất ô nhiễm khác có khả làm cản trở trình kết tủa Quá trình kết tủa dùng để khử phosphate nước thải Cơ chế trình việc thêm vào nước thải hóa chất để làm kết tủa chất hòa tan nước thải chất rắn lơ lửng sau loại bỏ chúng thông qua trình lắng cặn 2.3.4.3 Phương pháp hấp thụ Phương pháp dùng để loại bỏ hết chất bẩn hoà tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh học phương pháp khác không loại bỏ với hàm lượng nhỏ Thông thường hợp chất hoà tan có độc tính cao chất có mùi vị màu khó chịu Các chất hấp thụ thướng dùng là: than hoạt tính, đất sét silicagel, keo nhôm, số chất tổng hợp chất thải sản xuất xỉ mạ sắt,… Trong số này, than hoạt tính dùng phổ biến Các chất hữu kim loại nặng chất màu dễ bị than hấp thụ Lượng chất hấp thụ tuỳ thuộc vào khả hấp thụ chất hàm lượng chất bẩn nước thải Các chất hữu bị hấp thụ: phenol, allcyllbenzen, sunfonicacid, thuốc nhuộm, hợp chất thơm Sử dụng phương pháp hấp thụ hấp thụ đến 58 – 95% chất hữu màu Ngoài ra, để loại kim loại năng, chất hữu cơ, vô độc hại người ta dùng than bùn để hấp thụ nuôi bèo tẩy mặt hồ 2.3.4.4.Phương pháp hấp phụ Quá trình hấp phụ trình tập hợp chất hòa tan dung dịch lên bề mặt chung chất lỏng khí, hai chất lỏng chất lỏng chất rắn thích hợp Trong phần đề cập đến trình hấp phụ xảy bề mặt chung chất lỏng chất rắn Xử lý bột than hoạt tính: bột than hoạt tính nước thải (thường nước thải sau xử lý sinh học) cho vào bể tiếp xúc, sau thời gian định bột than hoạt tính cho lắng, lọc Do than hoạt tính mịn Nhóm Trang 25 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa nên phải sử dụng thêm chất trợ lắng polyelectrolyte Bột than hoạt tính cho vào bể aeroten để loại bỏ chất hữu hòa tan nước thải Than hoạt tính sau sử dụng thường tái sinh để xử dụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than hoạt tính chưa tìm ra, than hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh lò đốt để oxy hóa chất hữu bám bề mặt chúng, trình tái 10% hạt than bị phá hủy phải thay hạt 2.3.4.5.Phương pháp điện thẩm tách Điện thẩm tách thực cách đặt màng có tính chọn lọc với cation anion luân phiên dọc theo chiều dòng điện.Khi đưa dòng điện vào,các cation gắn điện qua màng trao đổi cation hướng,còn anion qua màng trao đổi ion hướng khác 2.3.4.6 Phương pháp Thẩm thấu ngược Thẩm thấu ngược quy trình ngược lại thẩm thấu Thẩm thấu tượng tự nhiên Nước chuyển dịch từ nơi có nồng độ muối/ khoáng thấp đến nơi có nồng độ cao Quá trình diễn nồng độ muối khoáng từ nơi cân Để làm điều ngược lại (thẩm thấu ngược), người ta dùng áp lực đủ để đẩy Nhóm Trang 26 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa ngược nước từ nơi có hàm lượng muối/ khoáng cao “thấm” qua loại màng đặc biệt để đến nơi có muối/ khoáng “Thẩm thấu ngược chuyển tự phát dung môi từ môi dung dịch loãng vào dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm”.ở áp suất định,sự cân thiết lập áp suất gọi áp suất cân thẩm thấu Khi áp suất tăng áp suất thẩm thấu pha dung dịch màng có dòng di chuyển ngược,nghĩa dung môi di chuyển từ dung dịch qua màng vào phía sung môi.đây khái niệm thẩm thấu ngược.Vì định nghĩa thẩm thấu ngược trình lọc dung dịch qua màng bán thấm áp suất cao áp suất thẩm thấu +)Màng RO Là màng mỏng làm từ vật liệu Cellulose Acetate, Polyamide màng TFC có lỗ nhỏ tới 0.0001 micron Tất màng chịu áp suất cao khả chịu pH chlorine không giống MÀNG LỌC RO viết tắt từ hai chữ REVERSE OSMOSIS (THẨM THẤU NGƯỢC) Màng lọc RO sản xuất từ chất liệu Polyamit, công nghệ lọc RO phát minh nghiên cứu từ năm 50 kỷ trước phát triển hoàn thiện vào thập niên 70 sau Đầu tiên nó nghiên cứu ứng dụng chủ yếu cho lĩnh vực hàng hải vũ trụ HOA KÌ Được phát minh nhà khoa học Oragin Sau công nghệ RO ứng dụng rộng rãi vào đời sống sản xuất, sản xuất nước uống, cung cấp nước tinh khiết cho sản xuất thực phẩm, dược phẩm hay phòng thí nghiệm Công nghệ màng dẫn đến khái niệm mang tính cách mạng xử lý nước thải Màng hoạt động rào cản vi khuẩn chất rắn lơ lửng để tạo dây chuyền xử lý độ đục hiệu với số lượng vi khuẩn hạn chế Nhóm Trang 27 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa +) Quá trình hoạt động Màng lọc RO hoạt động chế chuyển động phần tử nước nhờ áp lực nén máy bơm cao áp tạo dòng chảy mạnh (đây gọi trình phân ly dòng nước môi trường bình thường nhờ áp lực) đẩy thành phần hóa học, kim loại, tạp chất có nước chuyển động mạnh, văng vùng có áp lực thấp hay trôi theo dòng nước theo đường thải(giống nguyên lý hoạt động thận người) Trong khí phân tử nước lọt qua mắt lọc cỡ kích cỡ 0,001 micromet nhờ áp lực dư, với kích cỡ mắt lọc hầu hết thành phần hóa chất kim loại, loại vi khuẩn lọt qua Với tốc độ áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục bề mặt màng RO Một phần số phân tử nước “chui” qua lỗ lọc Các tạp chất bị dòng nước trôi “thải” bỏ Với cách thức này, bề mặt màng RO liên tục rửa có tuổi thọ tới - năm Các loại tạp chất không qua lỗ lọc, bị dòng nước rửa trôi bề mặt màng lọc thải theo đường ống dẫn thải +)Hiệu xuất loại bỏ tạp chất màng RO Với cấu tạo đặc biệt, màng RO (thẩm thấu ngược) loại bỏ hiệu tất nước Nhóm Trang 28 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa PHẦN CÁCH XÁC ĐỊNH TỔNG RẮN Hai phương pháp chủ yếu đo tổng chất rắn hòa tan gravimetry dẫn Phương pháp trọng lực xác liên quan đến bốc dung môi lỏng xác định khối lượng dư lượng lại Phương pháp thường tốt nhất, tốn thời gian Nếu muối vô bao gồm phần lớn TDS, phương pháp trọng lực thích hợp Độ dẫn điện nước trực tiếp liên quan đến nồng độ chất rắn hòa tan bị ion hóa nước Ion từ chất rắn hòa tan nước tạo khả cho nước để thực dòng điện, đo cách sử dụng mét dẫn thông thường đồng hồ đo TDS Khi tương quan với phòng thí nghiệm đo TDS, độ dẫn điện cung cấp giá trị gần cho nồng độ TDS, thường độ xác mười phần trăm 3.1.Phương pháp trọng lực • Tổng chất rắn hòa tan (TDS) tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Chất rắn diện nước bao gồm vật chất hòa tan không hòa tan Để đo tổng lượng chất rắn hoà tan (TDS) Mẫu cần lọc để loại bỏ vật chất không hòa tan, nước lọc cho bốc phần lại cân để tính hàm lượng chất rắn hòa tan Tổng lượng chất rắn hòa tan bao gồm vật chất hữu vô hoà tan, biểu thị mg/L Tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS) tính cách cân trọng lượng chất lại giấy lọc sử dụng lọc nước phân tích chất rắn hoà tan TSS biểu thị lượng vật chất không hòa tan lơ lửng nước biểu thị mg/L Vật liệu dụng cụ dùng phân tích tổng chất rắn hòa tan tổng chất rắn lơ lửng gồm: Giấy lọc sợi thủy tinh, tủ nung 550 oC, bình làm nguội hút ẩm, hệ thống lọc chân không, cân phân tích Nhóm Trang 29 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa • Tổng chất rắn hòa tan TDS (Total Dissolved Solid) Thu mẫu vào bình lít đậy kín Bảo quản lạnh 4oC Ngâm giấy lọc thủy tinh 24 giờ, sau sấy khô Nung cốc sứ (đĩa sành) nhiệt độ 550 oC 30 phút, sau làm nguội bình hút ẩm cân khối lượng cốc sứ (W1) Lọc nước hệ thống lọc chân không Lấy 100mL lọc cho vào cốc sứ chuẩn bị sẵn Đặt cốc sứ vào tủ sấy nhiệt độ 95oC Sau gia tăng nhiệt độ lên 105oC 1giờ Làm nguội đĩa cân trọng lượng (W2) Tổng lượng chất rắn hòa tan tính theo công thức sau: (mg/l) TDS = W2 − W1 V Trong đó: W2: Trọng lượng đĩa lần (mg) W1: Trọng lượng đĩa ban đầu (mg) V: Thể tích mẫu nước • Tổng chất rắn lơ lửng - TSS (Total Suspended Solid) Thu mẫu vào bình lít đậy kín Bảo quản lạnh 4oC Lọc mẫu giấy lọc có cấu tạo chất liệu sợi thủy tinh đường kính 47 mm, cỡ lọc 0,22-0,45 m Đánh số mẫu giấy lọc Sấy giấy lọc 105oC 2-3 Cân ghi khối lượng giấy lọc (Wo) Lắc mẫu nước trước lọc Lọc mẫu nước, ghi thể tích mẫu nước lọc (V mL) Nhóm Trang 30 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa Sấy 105oC 2-3 giờ, hút ẩm 30 phút bình hút ẩm, cân khối lượng (W1) Nung 550oC 2-3 giờ, hút ẩm 30 phút bình hút ẩm, cân khối lượng (W2) Các tiêu vật chất lơ lửng tính theo công thức sau: (mg/l) TSS = W2 − W1 V V: thể tích mẫu nước lọc (mL) W: khối lượng (mg) TSS: tổng vật chất lơ lửng (mg/L) OSS: vật chất hữu lơ lửng (mg/L) (OSS = Organic Suspended Solid) ISS: vật chất vô lơ lửng (mg/L) (ISS = Inorganic Suspended Solid) trọng lượng chấtcòn lại giấy lọc sử dụng lọc nước phân tích chất rắn hoà tan TSS biểuthị lượng vật chất không hòa tan lơ lửng nước biểu thị mg/L.Vậ t l i ệu dụn g c ụ dùn g p hâ n t í ch t ổ n g c hấ t r ắ n h ò a t a n t ổ n g c hấ t r ắ n l l n g gồm: Giấy lọc sợi thủy tinh, tủ nung 550oC, bình làm nguội hút ẩm, hệ thống lọc chânkhông, cân phân tích 3.2.Phương pháp đo độ dẫn điện 3.2.1 Chất rắn (Solids) Các chất rắn phần mẫu nước không bị trình bay Chất rắn nước bao gồm dạng lơ lửng dạng hoà tan Chất rắn tổng cộng (Total Solids –TS): lượng chất lại cốc sau làm bay nước mẫu làm khô tủ sấy nhiệt độ xác định Chất rắn tổng cộng bao gồm tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids) phần tổng chất rắn lại giấy lọc hàm lượng chất rắn hoà tan (Total Dissolved Solids ) phần chất rắn hòa tan qua giấy lọc Nhóm Trang 31 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa Mẫu khuấy trộn làm bay cốc cân làm khô đến khối lượng không đổi tủ sấy nhiệt độ 103 -105 o C Độ tăng khối lượng cốc khối lượng chất rắn tổng cộng Tổng chất rắn hoà tan = chất rắn tổng cộng – tổng chất rắn lơ lửng 3.2.2 TDS (Total Dissolved Solids) L tổng lượng vật chất hữu vô hòa tan nước (có kích thước nhỏ 1nm =10 –9 m) Phương pháp xác định: TDS (mg/l) = k x EC (µS / cm) Trong đó: k: hệ số dẫn điện = 0,50 – 0,85 (tùy vùng) EC: độ dẫn điện riêng, giá trị nghịch đảo điện trở riêng dung dịch Đơn vị tính: µS/ cm (microsiemen/cm) Nhóm Trang 32 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa KẾT LUẬN Việc phân tích,đánh giá xác định tổng rắn tiêu quan trọng đánh giá chất lượng nước tinh khiết chất lượng nước thải.Từ xác định giới hạn cho phép hàm lượng chất rắn hòa tan chất rắn lơ lửng đưa biện pháp xử lý làm giảm tổng rắn đảm bảo yêu cầu sử dụng giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước Qua tiểu luận giúp sinh viên hiểu rõ tổng rắn,nguồn gốc ảnh hưởng tổng rắn tới môi trường sinh thái người phương pháp xác định giảm thiểu lượng TS Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn cô Phạm Thị Thanh Yên hướng dẫn giúp đỡ chúng em hoàn thành tiểu luận này! Nhóm Trang 33 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Công Nghệ Hóa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Xử lý nước thải:Th.s:Lâm Vĩnh Sơn [2]Giáo trình công nghệ xử lý nước thải:Trần Văn Nhân- Ngô Thị Nga [3]Bài giảng môn xử lý nước thải:GV:Nguyễn Thị Hường [4]Tài liệu.vn [5]Một số tài liệu liên quan khác Nhóm Trang 34