Nguyên cứu hiệu quả của phương pháp xử lý cu2+ trong nước thải bằng công nghệ sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI TRẦN THỊ DUY LY NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CU2+ CÓ TRONG NƢỚC THẢI BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI TRẦN THỊ DUY LY NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CU2+ CÓ TRONG NƢỚC THẢI BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hoàng Nam PGS.TS.Trần Thị Hồng Vân HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án kết nghiên cứu cá nhân Các số liệu tài liệu đƣợc trích dẫn luận văn trung thực Kết nghiên cứu không trùng với công trình đƣợc công bố trƣớc Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan Hà Nội, tháng năm 2017 Tác giả luận văn Trần Thị Duy Ly LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, lời xin gửi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo TS Nguyễn Hoàng Nam cô giáo PGS TS Trần Thị Hồng Vân – ngƣời giao đề tài, bảo tận tình cho kiến thức quý báu trình nghiên cứu Tôi xin cảm ơn phòng thí nghiệm Hóa học – Khoa Đại Cƣơng – Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất giúp đỡ trình làm thực nghiệm Xin chân thành cảm ơn bạn, em làm việc phòng thí nghiệm Hóa Môi Trƣờng giúp đỡ trình tìm tài liệu làm thực nghiệm Trong trình thực thiện, cố gắng để hoàn thiện cách tốt nhƣng thời gian có hạn nên luận văn tránh khỏi sai sót, mong thầy cô xem xét thông cảm Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Trần Thị Duy Ly DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu Tên tiếng Anh BOD Biochemical Oxigen Demand LOD Limit of detection COD Chemical Oxigen Demand Tên tiếng Việt Giới hạn phát VSV Vi sinh vật DDC Đietylđithiocacbaminat KLN Kim loại nặng LOQ Limit of quantity Giới hạn định lƣợng SD Standard deviation Độ lệch chuẩn RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tƣơng đối TVTS Thực vật thủy sinh DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hồ chứa thải Công ty mỏ tuyển đồng Sin Quyền sặc sụa mùi đồng thuốc nổ (Ảnh: Hùng Võ/Vietnam+) 11 Hình 2.1 Máy trắc quang ABS Optizen 2120UV 37 Hình 2.3 Mô hình xử lý đồng 38 Hình 2.4 Sự xuất phân lớp dung dịch sau kết thúc phản ứng 43 Hình 3.1 Phổ hấp thụ phức màu đƣợc hình thành từ Cu2+ với DDC (đo ABS) .55 Hình 3.2 Phổ hấp thụ phức màu đƣợc hình thành từ Cu2+ với DDC (đo %T) 55 Hình 3.3 Phổ hấp thụ phức màu đƣợc hình thành từ Cu2+ với DDC .56 Hình 3.4 Sự tuân theo định luật Beer phức Cu(DDC)2 .59 Hình 3.6 Đƣờng chuẩn COD – ABS 63 Hình 3.7 Đƣờng chuẩn nồng độ SO42- .64 Hình 3.8 Giá trị pH phụ thuộc vào chặng hệ thống xử lý nƣớc thải mạ điện 66 Hình 3.9 Giá trị dung lƣợng bazơ phụ thuộc vào chặng hệ thống 68 Hình 3.10 Giá trị COD trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải 69 Hình 3.11 Hàm lƣợng SO42- trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải 71 Hình 3.12 Hàm lƣợng sunfua theo chặng 72 Hình 3.13 Hàm lƣợng Cu2+ trung bình theo chặng hệ thống 73 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số đặc điểm đặc trƣng đồng Bảng 1.2 Khử kim loại nặng bể với bùn hoạt tính 25 Bảng 2.1 Thành phần nƣớc thải 39 Bảng 3.1 Ảnh hƣởng pH đến tạo phức Cu(DDC)2 56 Bảng 3.2 Ảnh hƣởng lƣợng dƣ thuốc thử đến tạo phức Cu(DDC)2 57 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian lắc 58 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng ion kim loại đến tạo phức Cu(DDC)2 60 Bảng 3.5 Kết xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cu2+ 61 Bảng 3.6 Kết đo ABS với nồng độ COD biến thiên khoảng 50-500mg/L 63 Bảng 3.7 Kết đo ABS với nồng độ SO42- biến thiên khoảng 50-500mg/L 64 Bảng 3.5 Kết xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cu2+ 82 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU GIẢ THUYẾT KHOA HỌC NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN VĂN CẤU TRÚC LUẬN VĂN .4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN TỐ ĐỒNG 1.1.1 Tính chất vật lý, hóa học đồng 1.1.1.1 Tính chất vật lý .5 1.1.1.2 Tính chất hóa học 1.1.2 Ứng dụng 1.1.3 Hoạt tính sinh hóa đồng 1.2 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XỬ LÝ ION CU2+ .9 1.2.1 Quy chuẩn giới Việt Nam có mặt đồng nƣớc thải 1.2.1.1 Thế giới 1.2.1.2 Việt Nam 1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm ion Cu2+ nƣớc 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỒNG .11 1.3.1 Phƣơng pháp phân tích hóa học .11 1.3.1.1 Phương pháp phân tích khối lượng 11 1.3.1.2 Phương pháp phân tích thể tích 12 1.3.2 Phƣơng pháp điện hóa [10, 14, 16] 13 1.3.2.1 Phương pháp cực phổ 14 1.3.2.2 Phương pháp von-ampe hòa tan 14 1.3.3.Phƣơng pháp chiết sắc ký [8, 10, 16] 15 1.3.3.1 Phương pháp chiết .15 1.3.3.2 Sắc ký 15 1.3.4 Phƣơng pháp phân tích quang học [9, 15, 16] 16 1.3.4.1 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử 16 1.3.4.2 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 16 1.3.4.3 Phương pháp phổ hấp thụ phân tử 17 1.4 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐỒNG TRONG NƢỚC THẢI 20 1.4.1 Phƣơng pháp vật lí 20 1.4.1.1 Phương pháp k o tụ ng ng iện 20 1.4.1.2 Phương pháp hấp phụ 21 1.4.1.3 Phương pháp trao ổi ion 22 1.4.1.4 Phương pháp tách ng màng .22 1.4.1.5 Phương pháp thẩm thấu ngược 22 1.4.2 Phƣơng pháp hóa học 23 1.4.2.1 Phương pháp kết tủa 23 1.4.2.2 Phương pháp trung h a .24 1.4.3 Phƣơng pháp sinh học .24 1.4.4 Phƣơng pháp kết hợp 29 1.4.5 Phƣơng pháp sử dụng mùn cƣa để xử lý ô nhiễm kim loại nặng nƣớc thải .29 1.4.5.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc .29 1.4.5.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam .31 1.4.5.3 Khái quát mùn cưa xử lý nước thải chứa kim loại nặng .33 1.4.5.4 Tình hình sử dụng hợp chất hữu khác để làm nguồn cacbon chất khử xử lý nƣớc thải chứa kim loại nặng giàu sunfat 34 1.4.5.5 Sử dụng mùn cƣa nhƣ chất hấp phụ sinh học để xử lý ô nhiễm kim loại nặng nƣớc ô nhiễm kim loại nặng sunfat 34 CHƢƠNG II THỰC NGHIỆM 36 2.1 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 36 2.1.1 Hoá chất 36 2.1.2 Dụng cụ, thiết bị .36 2.1.3 Thiết bị xử lý 37 2.1.4 Thành phần nƣớc thải .39 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 41 2.3.1 Pha chế dung dịch thuốc thử dung dịch khác cần dùng .42 2.3.2 Qui trình xác định Cu2+ 43 2.3.3 Khảo sát điều kiện tối ƣu cho trình tạo phức Cu2+ với thuốc thử Pb(DDC)2 43 2.3.3.1 Khảo sát ước sóng tối ưu 44 2.3.3.2 Ảnh hưởng pH ến tạo phức .44 2.3.3.3 Ảnh hưởng lượng thuốc thử .44 2.3.3.4 Ảnh hưởng thời gian lắc thuốc thử với dung dịch Cu2+ 45 2.3.3.5 Khảo sát tuân th o ịnh luật Beer phức Cu(DDC)2 45 2.3.3.6 Ảnh hưởng ion kim loại ến tạo phức màu Cu(DDC)2 45 2.3.4 Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cu2+ phƣơng pháp trắc quang 46 2.3.5 Xác định hàm lƣợng Cu2+ phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử nhờ tạo phức với DDC 49 2.4 LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU 50 2.4.1 Lấy mẫu 50 2.4.2 Bảo quản mẫu 50 2.5.1 Xác định hàm lƣợng COD hệ thống 50 2.5.1.1 Nguyên tắc 50 3.3.3 Nhu cầu oxi hóa học (COD – Chemical Oxygen Demand) Hình 3.10 kết nhu cầu oxi hóa học COD chặng Từ kết COD cho thấy, hàm lƣợng chất hữu có nƣớc thải đầu vào thấp, giá trị trung bình mg/L, chặng nồng độ COD tiếp tục tăng cao Tại đầu nồng độ giảm xuống 19,96 mg/L 84.99 90 80 COD mg /l 70 60 50 43.83 36.4 40 26.14 30 16.96 20 10 0 Đầu vào 0cm 25cm 50cm 75cm 100cm Đầu Vị trí Hình 3.10 Giá trị COD trình vận hành hệ thống xử lý nước thải Với thời gian lƣu ngày giá trị COD tăng đặn theo chặng từ 25 cm đến 100 cm đạt cao chặng 75 cm đầu giá trị COD 16,96 mg/L Hợp chất hữu hệ thống xử lý chủ yếu đƣợc hình thành bể vi sinh Với có mặt vi sinh, xenlulozơ thủy phân thành glucozơ, sau tiếp tục thủy phân tạo thành hợp chất hữu mạch ngắn nhƣ: rƣợu etylic, metanol, axit axetic, axit lactic theo phƣơng trình phản ứng sau [2, 17]: (C6H10O5)n + nH2O → n C6H12O6 (3.11) C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (3.12) C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O (3.13) C6H12O6 → 3CH3COOH + H2 (3.14) C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH (3.15) 69 Mặt khác cacbon vô dạng CO32-, HCO3- với có mặt vi sinh vật chúng chuyển hóa thành hợp chất hữu mạch ngắn tan nƣớc nhƣ axetat theo phƣơng trình phản ứng sau [2, 17]: CO32- + 2H2O → CH3OO- + OH- (3.16) Lƣợng cacbon đóng vai trò quan trọng trình khử vi sinh vật Một mặt đóng vai trò làm nguồn chất khử cho trình khử nitrat thành nitơ, khử sunfat thành sunfua… mặt khác, đóng vai trò làm nguồn cacbon cho vi sinh vật phát triển [1, 2] CH3COOH + H2SO4 → 2CO2 + 2H2O + H2S (3.17) (CH2O) + 4NO3- + 4H+ → 5CO2 + 7H2O + 2N2 (3.18) Kết với việc kết hợp hệ thống đá vôi mùn cƣa, vi sinh vật, lƣợng COD đƣợc tạo hệ thống đá vôi mùn cƣa đủ cung cấp cho hoạt động khử sulfat, lƣợng COD dƣ hệ thống lại ít, đạt đƣợc kết xử lý nƣớc thải nhƣ mong đợi, đảm bảo tiêu xả thải môi trƣờng với thời gian lƣu tƣơng đối ngắn 3.3.4 Hiệu loại bỏ SO42Kết nghiên cứu ảnh hƣởng hệ thống kết hợp đến việc loại bỏ sunfat nƣớc thải mạ điện đƣợc hình 3.11 70 1200 Series1 1122.68 H m lƣợng SO42- (mg/l) 1000 800 723.91 626.93 600 527.28 400 255.46 148.58 200 106.99 Vị trí Đầu vào cm 25 cm 50 cm 75 cm 100 cm Đầu Hình 3.11 Hàm lượng SO42- trình vận hành hệ thống xử lý nước thải Kết có ảnh hƣởng rõ rệt hệ thống đá vôi mùn cƣa vi sinh đến việc loại bỏ ion sunfat có nƣớc thải Trong trình nghiên cứu, hàm lƣợng ion SO42- nƣớc thải đƣợc loại bỏ tƣơng đối hiệu quả, nồng độ chúng giảm đáng kể đặc biệt hệ thống đá vôi mùn cƣa vi sinh Tại bể đá vôi mùn cƣa vi sinh, nồng độ đầu vào dao động khoảng 907,16 đến 1099,16 mg/L, sau qua chặng 50 cm (25 cm chứa hoàn toàn đá vôi lại đá vôi mùn cƣa vi sinh) hàm lƣợng SO42- giảm đáng kể, nồng độ chúng lại trung bình khoảng 546,19 mg/L tƣơng đối ổn định suốt thời gian nghiên cứu Ở chặng khả loại bỏ chúng đạt khoảng gần 78,05 mg/L Ở chặng 100 cm, nồng độ SO42- lại trung bình khoảng 43,63 mg/L đầu nồng độ khoảng 14.87mg/L Trong hệ thống xử lý, nƣớc thải khi qua chặng, đặc biệt chặng chứa đá vôi, SO42- đƣợc loại bỏ thông qua trình tạo kết tủa với Ca2+ thành CaSO4 cộng kết với ion kim loại, ví dụ với ion sắt tạo thành sắt hiđroxo sunfat [26] hay Schwertmannit, Jarosit, Basaluminit [26, 27] Trong chặng chứa đá vôi mùn cƣa vi sinh, điều kiện thuận lợi cho việc phát triển vi sinh, nhƣ giá trị pH, nguồn cacbon, nhiệt độ, vi sinh vật nên việc loại 71 bỏ SO42- diễn thông qua trình hóa học, vật lý sinh học Tuy nhiên, hiệu loại bỏ sunfat chặng chủ yếu thông qua trình sinh học [2] Quá trình loại bỏ sunfat thông qua trình sinh học diễn nhƣ sau: (CH2O)n + SO42- → CO2 + S2- + H2O (3.19) H2 + SO42- → S2- + H2O (3.20) Nhƣ thấy hiệu loại bỏ sunfat cao hệ thống thông qua trình sinh học, có tác động tích cực đến hiệu loại bỏ ion kim loại nặng 3.3.5 H m lƣợng S2Kết nghiên cứu ảnh hƣởng hệ thống kết hợp đến việc loại bỏ sunfua nƣớc thải mạ điện đƣợc hình 3.12 H m lƣợng sunfua 180 161.664 160 H m lƣợng (mg/l) 140 121.368 120 98.24 100 80 60 20 40.69 37.084 40 0 Đầu vào 0cm 25cm 50cm 75cm 100cm Đầu Vị trí Hình 3.12 Hàm lượng sunfua theo chặng Tại bể đá vôi mùn cƣa vi sinh, nồng độ đầu vào dao động khoảng 12.8 mg/L đến 9.6 mg/L, sau qua chặng 25 cm hàm lƣợng SO42- tăng lên đáng kể, nồng độ chúng trung bình khoảng 22,4 mg/L tƣơng đối ổn định suốt thời gian nghiên cứu Ở chặng 50cm hàm lƣợng sunfua tiếp tục đƣợc tăng lên trung bình khoảng 31,1 mg/L Hàm lƣợng sunfua tăng mạnh chặng 75cm với nồng độ nằm khoảng từ 16 – 44,8 mg/L Ở chặng 100 cm hàm lƣợng S2- giảm xuống đến đầu lại trung bình khoảng 18 mg/L 72 Hàm lƣợng sunfua chặng 50cm 75cm tăng cao có vi sinh vật khử sunfat hoạt động nên sunfua đƣợc tạo từ sunfat hàm lƣợng sunfua tăng lên nhiên sunfua đƣợc tạo kết tủa với kim loại nặng nên hàm lƣợng gia tăng không rõ n t Sau hàm lƣợng giảm dần chặng 100 cm đầu trình kết tủa kim loại hoàn thành chặng cuối hệ thống xử lý 3.3.6 Hiệu loại bỏ Cu2+ Kết loại bỏ Cu2+ hệ thống đƣợc hình 3.13 H m lƣợng Cu2+ trung b nh theo chặng HÀM LƢỢNG Cu2+ (mg/l) 140 120 117.04 106.36 95.62 100 80 60 TB 40.31 40 19.18 20 3.19 0.63 Đầu vào cm 25 cm 50 cm 75 cm 100 cm Đầu Vị trí Hình 3.13 Hàm lượng Cu2+ trung bình theo chặng hệ thống Kết rằng, giai đoạn I (đá vôi+vi sinh vật) tỉ lệ loại bỏ Cu2+ chƣa cao Nồng độ trung bình đầu vào khoảng 117,04 mg/L, đến ngăn lại 95,62 mg/L Trong giai đọan Cu2+ đƣợc loại bỏ chủ yếu thông qua trình tạo kết tủa: Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 (↓rắn) (3.21) Cu2+ + 2OH- + CO32- → Cu2(OH)2CO3 (↓rắn) (3.22) Cu2+ + CO32- → CuCO3 (↓rắn) (3.23) 73 Từ chặng 25 cm đến đầu hệ thống, nồng độ Cu2+ giảm mạnh, đầu nồng độ trung bình lại 0.63 mg/L, giai đoạn góp phần loại bỏ đến 80% lƣợng Cu2+ Theo chặng, nồng độ Cu2+ giảm tƣơng đối đặn đặc biệt giảm mạnh sau qua bể vi sinh Nguyên nhân chặng này, ion Cu2+ kết hợp với ion nhƣ CO32- HCO3- tạo kết tủa cacbonat, phần ion Cu2+ tham gia vào trình cộng kết kết tủa Fe, Cr(III) Lƣợng Cu2+ dƣ qua phần mùn cƣa vi sinh nhanh chóng bị kết tủa thành CuS va chạm với ion S2- Cu2+ + HCO3- → CuCO3 + H+ (3.24) Cu2+ + S2- → CuS↓ (3.25) Đặc biệt, giai đoạn có xuất mùn cƣa, nguồn cacbon dồi cung cấp cho hoạt động sống vi sinh vật khử sunfat thành sunfua, lƣợng sunfua tăng lên nhiều nên hàm lƣợng Cu2+ đƣợc loại bỏ chủ yếu thông qua trình kết tủa sunfua, mùn cƣa đóng vai trò làm vật liệu hấp phụ ion Cu2+ hệ thống [40], hàm lƣợng Cu2+ sau qua chặng lại không đáng kể Do tích số tan CuS nhỏ nhiều tích số tan CuCO3 Cu(OH)2 nên Cu2+ bị kết tủa gần nhƣ hoàn toàn Cụ thể, chặng này, nồng độ Cu2+ khoảng 0,63 mg/L, giá trị thấp so với tiêu xả thải chấp nhận dành cho Cu2+ mg/L Ngh a nƣớc thải đầu đáp ứng hoàn toàn tốt yêu cầu hàm lƣợng cho phép Cu2+ xả thải môi trƣờng Tuy nhiên kết hệ thống hiệu loại bỏ Cu2+ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân hệ thống vi sinh vật hoạt động kém, dẫn đến trình thuỷ phân mùn cƣa vi sinh giảm dẫn đến trình khử sulfat thành sulfur giảm hàm hƣợng S2- giảm hiệu loại bỏ chúng giảm Từ kết cho thấy: Trong hệ thống xử lý, bể đá vôi loại bỏ Cu2+ không hiệu hệ thống vi sinh Điều giải thích tích số tan CuCO3 lớn nhiều lần tích số tan CuS, việc loại bỏ Cu kết tủa CuS tốt so với kết tủa CuCO3 Bể đá vôi đóng vai trò loại bỏ ion H+ phần kim loại năng, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động tốt cho bể Tóm lại, hệ thống kết hợp đá vôi mùn cƣa vi sinh loại bỏ đƣợc Cu2+ khỏi dung dịch tốt thời gian lƣu ngắn Hiệu xử lý giai đoạn sau khả quan 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong khuôn khổ đề tài, tiến hành nghiên cứu số vấn đề sau: Đã khảo sát đƣợc điều kiện tối ƣu cho trình xác định Cu2+ thuốc thử Pb(DDC)2 cụ thể nhƣ sau: bƣớc sóng tối ƣu cho hấp thụ quang phức 450 nm, pH tối ƣu 4.75, khoảng nồng độ có phụ thuộc tuyến tính nồng độ Cu2+ giá trị mật độ quang 0,03 – mg/l, thời gian lắc thuốc thử tạo phức 40 giây, ảnh hƣởng ion lạ có mặt mẫu không đáng kể Xây dựng đƣờng chuẩn Cu2+ khoảng nồng độ 0,1 – mg/L với R2 =0,9999 Đã tiến hành nghiên cứu khả loại bỏ ion Cu2+ có nƣớc thải hệ thống đá vôi kết hợp với mùn cƣa vi sinh, đánh giá hiệu xử lý chúng chặng khác thu đƣợc số kết sau: Giá trị pH đầu vào thấp khoảng 2.2 – 2.6, nhiên chặng hệ thống nhƣ đầu đạt giá trị trung tính khoảng – Ở giá trị thuận loại cho trình loại bỏ ion Cu2+ vi sinh Giá trị COD hệ thống nhƣ đầu tƣơng đối cao (giá trị trung bình đạt 101 -153 mg/L), điều chứng tỏ khả thủy phân xenlulo vi sinh điều kiện nghiên cứu tốt, qua thúc đẩy trình tăng trƣởng nhƣ trình khử vi sinh Kết nghiên cứu rằng, dùng hệ thống kết hợp đá vôi, mùn cƣa vi sinh thời gian lƣu ngày để loại bỏ ion Cu2+ có nƣớc thải đạt tiêu chuẩn xả thải Từ ứng dụng hệ thống cho việc xử lý nƣớc thải số khu công nghiệp có tính chất nƣớc thải tƣơng tự 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tiếng Việt 1) Bùi Thị Kim Anh, Nguyễn Hồng Chuyên, Vũ Thị Nguyệt, Đặng Đình Kim (2015), “Nghiên cứu khả xử lý nƣớc ô nhiễm Crôm, Niken mùn cƣa thủy phân đá vôi , Tạp chí Khoa học Công nghệ, 53 (6A), tr 124 - 131 2) Bùi Thị Kim Anh, Nguyễn Hoàng Nam (2015), “Đánh giá khả xử lý crôm, niken nƣớc đá vôi, mùn cƣa điều kiện phòng thí nghiệm , Tạp chí Đại học Công nghiệp, tr 90 – 97 3) Nguyễn Việt Anh, Giới thiệu giải pháp công nghệ thoát nước xử lý nước thải phân tán, Viện Khoa học kỹ thuật môi trƣờng (IESE) 4) Bộ tài nguyên môi trƣờng (2009), Thông tƣ quy định đánh giá khả chất tiếp nhận nƣớc thải nguồn nƣớc 5) Đặng Kim Chi (1998), Hóa học môi trường - Tập 2, NXB Khoa học K thuật 6) Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích phần III: Các phương pháp ịnh lượng hóa học, NXB Giáo dục 7) PGS.TS Lê Đức (chủ biên), PGS.TS Trần Khắc Hiệp, TS Nguyễn Văn Cự, Ths Phạm Văn Khang, CN Nguyễn Ngọc Minh (2004), Một số phương pháp phân tích môi trường, NXB đại học Quốc gia Hà Nội 8) Vũ Mạnh Hải (2010), Xác ịnh hàm lượng số kim loại nặng thực phẩm b ng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng lửa F-AAS, Luận văn Thạc s Hóa học, ĐH Sƣ phạm Hà Nội 9) Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-Vis, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 10) Đàm Mai Hoa (2013), Phân tích, ánh giá hàm lượng ca imi, chì, ồng rau nước tưới số xã huyện Thanh Trì – Hà Nội b ng phương pháp hấp thụ nguyên tử không lửa (GF-AAS), Luận văn Thạc s khoa học Hóa học, ĐH Sƣ phạm Hà Nội 11) Trịnh Lê Hùng (2006), Kĩ thuật xử lý nước thải, NXB Giáo Dục, Hà Nội 76 12) Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vô – Tập 3, NXB Giáo dục, Hà Nội 13) Nguyễn Văn Nội cộng (2001), “Nghiên cứu sử dụng mùn cƣa biến tính để xử lý nƣớc nhiễm dầu , Tuyển tập công trình khoa học - Hội nghị khoa học kỷ niệm 45 năm thành lập Khoa Hoá học, Hà Nội, tr.130-133 14) Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung (1991), Các phương pháp phân tích lý hóa, NXB Đại học Sƣ phạm, Hà Nội 15) Hồ Viết Quý (1999), Các phương pháp phân tích quang học hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 16) Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích công cụ hóa học ại, NXB Đại học Sƣ phạm, Hà Nội 17) Ninh Thị Thuận (2013), Nghiên cứu ánh giá hiệu xử lý hợp chất nitơ có nước thải phòng thí nghiêm hóa học b ng hệ thống kết hợp vôi, mùn cưa vi sinh, Luận văn Thạc s Hóa học, ĐH Sƣ phạm Hà Nội 18) Nguyễn Thị Phƣơng Thùy (2008), Xác ịnh hàm lượng ồng nước b ng phương pháp trắc quang nhờ tạo phức với i tyl ithiocac aminat phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, Luận văn tốt nghiệp đại học, đại học Thái Nguyên 19) Nguyễn Đức Vận (2009), Hóa học vô – Tập 2, NXB Khoa học k thuật 20) Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng (2000), ĐHBKHN, Các giải pháp cải thiện môi trường làng nghề tiểu thủ công nghiệp, Hà Nội B Tiếng Anh 21) APHA (1998), "Standard Methods for Examination of water and Wastewater, Washington, DC, American Public Health Association/American Water Works Asssociation", Water Environmental Federation 22) Beguin P, Aubert J (1994), "The biological degradation of cellulose", FEMS Microbiol Rev 13, pp 25–58 23) Benito, Y and M L Ruiz (2002), "Reverse osmosis applied to metal finishing wastewater", Desalination 142(3), pp 229-234 77 24) Bhagat, M., et al (2004), "Precipitation of mixed metal residues from wastewater utilizing biogenic sulphide." Miner Eng 17, pp 925-932 25) Bigham, J M., et al (1990), "A poorly crystallized oxyhydroxysulfate of iron formed by bacterial oxidation of Fe(II) in acid mine waters", Geochim Cosmochim Acta 54, pp 2743-2758 26) Bigham, J M., et al (1996), "Schwertmannite and the chemical modeling of iron in acid sulfate waters." Geochim Cosmochim Acta 60, pp 2111-2121 27) Brady, K S., et al (1986), "Influence of sulfate on Feoxide formation: comparisons with a stream receiving acid mine drainage", Clays and Clay Minerals 34, pp 266-274 28) Brock, T (1997), Biology of Microorganisms, Eigth Edition, Prentice-Hall, Inc 29) GolestaniI, H A., M Mousavi and M Borghei (2011), "Treatment of welding electrode manufacturing plant wastewater using coagulation/flocculationnanofiltration as a hybrid process", Braz J Chem Eng 28 30) Henze, M., Harremoes, P., Jansen, J and Arvin, E (2002), Biological and chemical processes, Heidelberg, Springer, 430 31) Kosolapov, D B., P Kuschk, M B Vainshtein, A V Vatsourina, A Wießner, M Kästner and R A Müller (2004), "Microbial processes of heavy metal removal from bon-deficient effluents in constructed wetlands", Eng Life Sci (5), pp 403-411 32) Kuschk, P., A Wiessner, S Buddhawong, U Stottmeister and M Kästner (2006), "Effectiveness of different designed small-scale constructed wetlands to decrease acidity of acid mine drainage under field conditions", Eng Life Sci 6(4), pp 394-398 33) Leustek, T., und Saito, K (1999), "Sulfate transport and assimilation in plants" Plant Physiol 120, pp 637-643 34) Lawrence K Wang, Yung-Tse Hung, Nazih K Shammas (2010), Handbook of Advanced Industrial and Hazardous Wastes Treatment, CRC Press Taylor & Francis Group, pp 231-259 78 35) Maree, J P and W F Strydom (1985), "Biological sulphate removal from a packed bed reactor", Water Research19(9), pp 1101-1106 36) Masscheleyn, P H., et al (1992), "Chromium redox chemistry in lower Mississippi Valley Bottomland Hardwood wetland", Environ Sci Technol 26, pp 1217-1226 37) Megonikal, J P., et al (2004), "Anaerobic metabolism: linkage to trace gases and aerobic processes, in: Biogeochemistry, W.H Schlesinger (ed.)", ElsevierPergamon, Oxford, U.K, pp 317-424 38) Meier, J., et al (2004), "Microbial cycling of iron and sulfur in sediments of acidic and pH-neutral mining lakes in Lusatia (Brandenburg, Germany)", Biogeochemistry 67, pp 135-156 39) Meier, J., H.-D Babenzien, et al (2004), "Microbial cycling of iron and sunfua in sediments of acidic and pH-neutral mining lakes in Lusatia (Brandenburg, Germany)", Biogeochemistry 67, pp 135-156 40) Meulepas, R J W., et al (2009), "Effect of environmental conditions on sulfate reduction with methane as electron donor by an Eckernfo¨rde bay enrichment", Environ Sci Technol 43(17), pp 6553-6559 41) Meulepas, R J W., et al (2010), "Biotechnological aspects of sulfate reduction with methane as electron donor", Rev Environ Sci Biotechnol 9, pp 59-78 42) Middelburg, J J (2000), "The geochemical sulfur cycle, in: Environmental Technologies to Treat Sulfur Pollution", Principles and Engineering, P.N.L Lens, and L Hulshoff Pol, eds., IWA Publishing, London, pp 33-46 43) Mierek-Adamska, A., G Dabrowska, et al (2009), "Genetically modified plants and strategies of soil remediation from heavy metals", Postepy Biologii Komorki 36(4), pp 649-662 44) Siegel, L M (1965), "A direct microdetermination for sulfide", Anal Biochemistry 11, pp 126-132 79 PHỤ LỤC Quy chuẩn giới nước thải công nghiệp Tabelle Error! No text of specified style in document.-1: Einleitbedingungen und Grenzwerte angelehnt an das ATV-Arbeitsblatt A 115 r Eigenschaft oder Inhaltsstoff des Abwassers Anforderungen, Grenzwerte Temperatur 35°C an der Einleitungsstelle pH-Wert 6,0 - 9,0 an der Einleitungsstelle Aluminium (Al) g/m3 Arsen 0,1 g/m3 Blei (Pb) g/m3 10 Cadmium (Cd) 0,1 g/m3 11 (Cl), sofern Vorbehandlungsanlage erforderlich 0,5 g/m³ 12 Chrom, gesamt g/m³ Frachtbegrenzung 100 g/d 13 Chrom/Cr(VI) 0,5 g/m3 14 Cyanid (Cn), leicht freisetzbar 0,2 g/m3 15 Fluorid (F), gesamt 50 g/m3 16 Kupfer (Cu) g/m3 17 Nickel (Ni) g/m3 18 Nitrit (NO2) 10 g/m3 19 Quecksilber (Hg) 0,02 g/m3 20 Silber (Ag) g/m3 21 Selen (Se) g/m3 80 22 Sulfit (S03) 50 g/m3 23 Sulfat (SO4) 400 g/m3 24 Zink (Zn) g/m3 25 Kohlenwasserstoffe 20 g/m3 26 Phenol 20 g/m3 27 Verseifbahre Öle und Fette 100 g/m3 28 Adsorbierbare organisch gebundene Halogene (AOX) 0,5 g/m3 29 Trichlorethan 0,5 g/m3 30 Trichlorethen 0,5 g/m3 31 Tetrachlorethen 0,5 g/m3 32 Trichlormethan 0,5 g/m3 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (2009) Bảng giá trị nồng độ (C) thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp STT Thông số Giá trị C Đơn vị A B C 40 40 Nhiệt độ pH - 6-9 5,5-9 Mùi - Không khó chịu Không khó chịu Độ mầu (Co-Pt pH = 7) - 20 70 BOD5 (200C) mg/l 30 50 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 Amoni (tính theo Nitơ) mg/l 10 Tổng Nitơ mg/l 15 30 Tổng Cu mg/l 81 Trong đó: - Cột A quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt; - Cột B quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nguồn nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt; - Thông số clorua không áp dụng nguồn tiếp nhận nƣớc mặn nƣớc lợ So với quy chuẩn giới Việt Nam năm 2002 2009, hàm lƣợng đầu hệ thống đạt chuẩn nƣớc sinh hoạt Kết tính LOD LOQ Khi xử lý thống kê phƣơng trình đƣờng chuẩn phƣơng pháp hồi quy tuyến tính đƣợc lập trình theo ngôn ngữ Pascal thu đƣợc kết nhƣ sau: Bảng 3.5 Kết xây dựng đường chuẩn xác định Cu2+ Cu2+ [mg/L] 0,10 0,25 0,50 0,75 1,00 ABS 0,040 0,086 0,166 0,245 0,322 Tính toán thống kê thu đƣợc: Cu2+ [mg/L] 0.1 0.25 0.5 0.75 ABS ALT (ALT - ATT)2 0.04 0.086 0.166 0.245 0.322 0.03974 0.0869 0.1655 0.2441 0.3227 SUM Sy LOD LOQ 6.76E-08 8.1E-07 2.5E-07 8.1E-07 4.9E-07 2.43E-06 0.000779 0.007455 0.024889 82 Với: ALT A lý thuyết tính đƣợc theo phƣơng trình đƣờng chuẩn ATT A thực tế đo đƣợc trình xây dựng đƣờng chuẩn Sy   (A LT  A TT ) (n  1) n số ph p đo thực (ở n =4) LOD = 3*Sy/a LOQ = 10*Sy/b 83 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI TRẦN THỊ DUY LY NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CU2+ CÓ TRONG NƢỚC THẢI BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã... Nghiên cứu hiệu việc sử dụng công nghệ sinh học để xử lý Cu2+ nƣớc thải, làm môi trƣờng thông qua việc xác định hàm lƣợng Cu2+ trƣớc sau xử lí phƣơng pháp đo quang KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU... “Nghiên cứu hiệu phƣơng pháp xử lý Cu2+ có nƣớc thải công nghệ sinh học Đây đƣợc coi nhƣ tiền đề cho việc áp dụng rộng rãi phƣơng pháp vào thực tế tƣơng lai Để xác định hiệu phƣơng pháp, ta phải