XỬ LÝ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP

Chất thải là những vật và chất mà người dùng không còn muốn sử dụng và thải ra, tuy nhiên trong một số ngữ cảnh nó có thể là không có ý nghĩa với người này nhưng lại là lợi ích của người khác, chất thải còn được gọi là rác. Trong cuộc sống, chất thải được hình dung là những chất không còn được sử dụng cùng với những chất độc được xuất ra từ chúng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

TIỂU LUẬN

HÓA MÔI TRƯỜNG

XỬ LÝ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Thanh VânSinh viên thực hiện: nhóm 3

Lớp: 05DHHH

Năm 2017

Trần Quốc Đạt 2004140029

Lê Hoàng Xuân Bình 2004140013

Nguyễn Bá Vi Hòa 2004140087

Huỳnh Ngọc Hiền 2004140076

Thiệu Thị Mỹ Duyên 2004140052

Nguyễn Hồ Thị Thúy Huyền 2004140110

2

bài tiểu luận này là thành quả của quá trình học tập và rèn luyện dưới sự dày công

dạy bảo của quý thầy cô Nhóm em đến cô LÊ THỊ THANH VÂN lời cảm ơn chân

thành, người đã giúp nhóm em hoàn thành tốt bài tiểu luận này

Với thời gian thực tập hạn hẹp và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên khôngtránh khỏi những thiếu xót, nhóm em kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo củaquý thầy cô

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn, kính chúc cô sức khỏe và thành đạt

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHẤT THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP

1.1 Giới thiệu chất thải

Chất thải là những vật và chất mà người dùng không còn muốn sử dụng và thải

ra, tuy nhiên trong một số ngữ cảnh nó có thể là không có ý nghĩa với người nàynhưng lại là lợi ích của người khác, chất thải còn được gọi là rác Trong cuộc sống,chất thải được hình dung là những chất không còn được sử dụng cùng với những chấtđộc được xuất ra từ chúng

Hình 1.1 Các chất thải công nghiệp

Quản lý rác thải là hành động thu gom, phân loại và xử lý các loại rác thải củacon người Hoạt động này nhằm làm giảm các ảnh hưởng xấu của rác vào môi trường

và xã hội

Rác liên quan trực tiếp tới sự phát triển của con người cả về công nghệ và xã hội.Cấu tạo của các loại rác biến đổi qua thời gian và nơi chốn, với quá trình phát triển vàđổi mới có tính chất công nghiệp đang trực tiếp ảnh hưởng tới nguồn phế liệu Ví dụnhư nhựa và công nghệ hạt nhân Một số thành phần của rác có giá trị kinh tế đã đượctái chế lại một cách hoàn hảo

1.2. Các chất và nguồn ô nhiễm cơ bản

1.2.1. Nước

Nước thải của các nhà máy công nghiệp và nông nghiệp thải vào nguồn tiếp nhậnnhư sông, hồ, biển Cac chất gây ô nhiễm nước rất đa dạng, bao gồm: các hợp chấthữu cơ dễ phân hủy, hóa chất độc, chất rắn lơ lửng, các chất dinh dưỡng (nitơ,photpho), các vi khuẩn gây bệnh, nhiệt độ… Hiện nay có khoảng hơn 500.000 chấtbẩn khác nhau tồn tại trong môi trường nước Các kim loại nặng: chì, thủy ngân, kẽm,

đồng,cadmi trong nước sẽ được các lọai động vật, nhất là các loài cá hấp thụ mạnh,gây ngộ độc cho chúng và người ăn phải chúng.

Do tác động của các hoạt động sống, nước bị nhiễm bẩn bởi các chất khác nhau

và bị giảm chất lượng, chất lượng nước thay đổi theo các khuynh hướng sau:

• Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi các axit sunfuaric và axit nitrit

từ khí quyển, tăng hàm lượng sunfat và nitrat trong nước

• Tăng nồng độ các ion trong nước ngầm và nước sông do quá trình rửatrôi, hòa tan các quặng cacbonat và các quặng khác dưới tác động của mưaaxit

• Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng như và các ion sunfat, nitrảt,nitrit trong nước tự nhiên

• Tăng hàm lượng muối trong nước bề mặt và nước ngầm do sự xâm nhậpcủa nước thải, từ khí quyển và rửa trôi một phần chất thải rắn

• Tăng hàm lượng chất hữu cơ trong nước, đặc biệt là các chất bền sinh học(chất hoạt động bề mặt, thuốc sát trùng

1.2.1.1. Ảnh hưởng của các kim loại nặng trong nước

Chì (Pb): là kim loại có độc tính đối với não và có thể gây chết người nếu bịnhiễm độc nặng.chì có khả năng tích tụ lâu dài trong cơ thể Trong nước sông haoò cólượn vết chì ( độ 1-50 mg/l), nước biển không ô nhiễm có nồng độ chì 0,03g/l

Chì trong nước được xác định bằng hai phương pháp: quang phổ hấp thụ nguyên

tử hay chiết trắc quang với thuốc thử dithizon trong cloroform, đo mật độ quang ở 510nm

Thủy ngân (Hg): thủy ngân vô vơ, hữu cơ đều cực độc đối với con người và thủysinh Nồng độ cho phép của WHO đối với thủy ngân trong nước uống là 1

Thủy ngân trong nước được xác định bằng hai phương pháp quang phổ hấp thụnguyên tử hay chiết trắc quang với thuốc thử dithizon trong cloroform, đo mật độquang ở 492nm

Asen (Asen) là chất độc cực mạnh có tác dụng tích lũy và gây ung thư Nước tựnhiên có chứa vết asen với nồng độ khoảng 10 Tiêu chuẩn cho phép của WHO trongnước uống là 50 Asen thường được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụnguyên tử

1.2.1.2. Ảnh hưởng của chất rắn trong nước

Các chất rắn trong nguồn nước tự nhiên được tạo ra trong quá trình xối mòn,phong hóa địa chất, do nước thải tràn từ đồng ruộng ở vùng cửa sông, chất rắn đượchình thành do quá trình keo tụ các ion vô cơ khi gặp nước mặn chất rắn được đưa vàonguồn nước tự nhiên từ nước thải sinh hoạt chất rắn có khả năng gây trở ngại cho pháttriển thủy sản, cấp nước sinh hoạt nếu chúng có nồng độ cao Tiêu chuẩn của WHOđối với nước uống không chấp nhận tổng chất rắn tan (TDS) cao hơn 1200mg/l.

1.2.2. Không khí

Các chất ô nhiễm không khí chủ yếu là oxit cacbon, oxit lưu huỳnh, oxit nitơ,hydrocacbon và bụi công nghiệp Các nguồn ô nhiễm chính là giao thông, chiếm gần70% tổng tải lượng ô nhiễm, một số ngành công nghiệp và các nhà máy nhiệt điện Bên cạnh đó, chất ô nhiễm môi trường nguy hiểm nhất vẫn là chất phóng xạ, doviệc sử dụng năng lượng hạt nhân trong các nhà máy điện nguyên tử, trong y học,nghiên cứu khoa học và quốc phòng

Ngoài ra, còn có ô nhiễm ở dạng năng lượng là ô nhiễm tiếng ồn Giới hạn chịuđựng của con người là 85 90 dB Những kết quả nghiên cứu ở Đức đã cho thấy thiệthại do tiếng ồn giao thông chiếm 2% GDP

1.2.3. Đất

Sự ô nhiễm môi trường đất chủ yếu là do thuốc trừ sâu diệt cỏ, khai thác khoángsản, phá rừng, chất thải rắn chôn lấp không hợp vệ sinh, nhiễm mặn, nhiễm phèn.Hóa chất bảo vệ thực vật là nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường đất vàmất cân bằng sinh thái Việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật đã dẫn tới nồng độ cácchất hóa học trong đất vượt quá mức độ cho phép, có nguy cơ tích lũy trong thức ăn.Sau mỗi chuỗi thức ăn, nồng độ chất độc tăng lên từ hàng chục đến hàng trăm lần.Việc sử dụng phân bón vô cơ đã làm thay đổi tính chất hóa lý của đất, làm suygiảm hoạt động sống của các vi sinh vật, quá trình sinh hóa đất bị phá vỡ Do sử dụngkhông hợp lý nên diện tích đất bị sa mạc hóa ngày càng nhiều, từ 5 7 triệu ha/ năm

Sự khai thác khoáng sản dẫn đến ngăn cản quá trình hấp thu các chất dinh dưỡngtrong cây trồng

1.3. Phân loại chất thải

Có nhiều phương pháp phân loại khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu:

+ Dựa vào trạng thái vật lý, các chất ô nhiễm được chia thành rắn, lỏng, khí

+ Dựa vào kích thước hạt, chất ô nhiễm được chia thành phân tử ( hỗn hợp khí hơi) vàaerosol( gồm các hạt rắn, lỏng) trong đó aerosol được chia thành bụi, khói, sương Bụi

là các hạt rắn có kích thước từ 5 - 50m, còn khói là các hạt rắn có kích thước từ 5m và được hình thành do ngưng tụ hơi hoặc khi phun chất lỏng trong khí

0,3-1.3.1. Rác thải sinh hoạt

Rác thải sinh hoạt là các chất rắn bị loại ra trong quá trình sống, sinh hoạt, hoạtđộng, sản xuất của con người và động vật Rác phát sinh từ các hộ gia đình, khu côngcộng, khu thương mại, khu xây dựng, bệnh viện, khu xử lý chất thải… Trong đó, rácsinh hoạt chiếm tỉ lệ cao nhất Số lượng, thành phần chất lượng rác thải tại từng quốcgia, khu vực là rất khác nhau, phụ thuộc vào trình độ phát triển kinh tế, khoa học, kỹthuật Bất kỳ một hoạt động sống của con người, tại nhà, công sở, trên đường đi, tạinơi công cộng…, đều sinh ra một lượng rác đáng kể Thành phần chủ yếu của chúng làchất hữu cơ và rất dễ gây ô nhiễm trở lại cho môi trường sống nhất Cho nên, rác sinhhoạt có thể định nghĩa là những thành phần tàn tích hữu cơ phục vụ cho hoạt độngsống của con người, chúng không còn được sử dụng và vứt trả lại môi trường sống

1.3.2. Chất thải công nghiệp

Chất thải công nghiệp là các chất thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất các nhàmáy, xí nghiệp, gồm:

+ Chất thải rắn nguy hại: bao gồm khí thải độc hại, hóa chất ở dạng lỏng, chúng dễ gây

ra cháy nổ, ngộ độc, tác động không tốt đến sức khỏe của con người và dễ ăn mònnhiều vật chất khác

+ Chất thải rắn như sắt thép kim loại bị gỉ cũ kĩ gây ít hoặc không nguy hại nhưngchúng cần phải được xử lí dọn dẹp hay tái chế cẩn thận

1.3.3. Chất thải xây dựng

Chất thải xây dựng được thải ra từ quá trình hoạt động của công trường xây dựng

và sửa chữa các công trình xây dựng, chủ yếu là các loại gạch, đá, đất vụn bị phá dỡ

ra, chúng còn được gọi là xà bần

1.3.4. Chất thải y tế

Chất thải y tế là vật chất ở thể rắn, lỏng và khí được thải ra từ các cơ sở y tế, baogồm:

+ Chất thải y tế nguy hại: là chất thải y tế chứa yếu tố nguy hại cho sức khỏe con người

và môi trường như dễ lây nhiễm bệnh, gây ngộ độc, phóng xạ, dễ cháy, dễ nổ, dễ ănmòn hoặc có đặc tính nguy hại khác nếu những chất thải này không được tiêu hủy antoàn

+ Một số chất hữu cơ có độc tính cao trong môi trường nước:

Các chất hữu cơ có độc tính cao thường là các chất bền vững, khó bị vi sinh phânhủy Một số có tác dụng tích lủy và tồn tại lâu dài trong môi trường và trong cơ thểthủy sinh vật nên gây ô nhiễm lâu dài đồng thời tác hại đến hệ sinh thái nước, đó làchất policlophenol (PCP), policlobiphenyl (PCB), các huydrocacbon đa vòng ngưng

tụ, hợp chất dị vòng N hoặc O Các hợp chất này thường có nước thải công nghiệp vànguồn nước các vùng nông, lâm nghiệp sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, thuốc kích thíchsinh trưởng, diệt cỏ…

Một số chất tiêu biểu:

• Các hợp chất phenol: Phenol và các chất dẫn xuất Phenol có trong nước thải công

nghiệp Các hợp chất phenol làm cho nước có mùi,đồng thời hây tác hại cho hệ sinhthái và sức khỏe dân chúng Giá trị LD50 của pentaclorophenol là 27 mg/kg đối vớichuột Một số phenol có khả năng hây ung thư Theo quy định của Tổ chức Y tế thếgiới (WHO), hàm lượng 2,4-triclophenol và pentaclophenol trong nước uống khôngquá 1µg/l Tiêu chuẩn nước thủy sản của FAO đối với quy định nồng độ các phenol

<5mg/l đối với các loại cá họ salmonid và cyprinid

• Các hợp chất phenol có thể được định lượng bằng phương pháp trắc quang: ở Ph

7,9 các phenol phản ứng với 4-aminopyrin khi có thêm kali ferricyanua tạo màu Tadùng chloroform chiết chất màu và đo hấp phụ quang ở 460nm Độ nhạy của phươngpháp đến 1µg phenol/l Các hợp chất phenol còn được xác định bằng phương pháp sắc

ký lỏng

• Thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ: hiện nay, có hàng trăm thuốc diệt sâu rầy, nắm mốc,

phát quang cỏ dại được sử dụng trong công nghiệp Các nhóm hóa chất chính là cácphotpho hữu cơ, clo hữu cơ, cacbamat, phonoxi axetic và pyrethroid tổng hợp Hầu hếtcác chất này có độc tính cao đối với ngươi và động vật Trong đó, người ta đặc biệtquan tân đến clo hữu cơ do có độ bền vững cao trong môi trường và khả năng tích lũytrong cơ thể sinh vật Do vậy, việc quản lí và giám sát thuốc bảo vệ thực vật phải đượcquan tâm đặc biệt Quy định của WHO về hàm lượng tối đa các thuốc bảo vệ thực vật

và các chất hữu cơ trong nước uống trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Quy định của WHO về nồng độ cho phép các thuốc bảo vệ thực vật trongnước uống

Tên hóa chất Nồng độ, mg/l Tên hóa chất Nồng độ, mg/lAldrin và dieldrin 0,03 Methoxiclo 30

• Tannin và lignin: lignin và tannin là các hóa chất có nguồn gốc thực vật Lignin có

nhiều trong nước thải các nhà máy sản xuất bột giấy, còn tannin có trong nước thảicông nghiệp thuốc da, các chất này gây cho nguồn nước có màu (nâu, đen), có độc tínhđối với thủy sinh và gây suy giảm chất lượng nước cấp cho nông nghiệp, sinh hoạt, dulịch

Cả hai loại hợp chất lignin và tannin đều có chứa các nhóm -OH gắn với vòngthơm nên có thể phản ứng với các axit tungatophotphoric và molipdophotphoric tạohợp chất có màu xanh Dựa vào tính chất này, ta có thể xác định bằng phương pháptrắc quang được đồng thời lignin và tannin trong nước thải

• Các chất vô cơ: các ion vô cơ có nồng độ rất cao trong nước tữ nhiên, đặc biệt là nước

Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion còn tồn tại các chất vô cơ có độc tínhcao như: Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, F Dưới đây là một số chất vô cơ tiêu biểu trong nướcthải.

• Amoni (NH4 ): trong nước bề mặt tự nhiên vùng không ô nhiễm, amoni được phát hiệndưới dạng vết (dưới 5ppm) Tuy nhiên, nồng độ amoni trong nước ngầm có giá trị rấtlớn Trong nước thải sinh hoạt, và nước thải nhà máy hóa chất, chế biến thực phẩm,hàm lượng NH4 đạt 10-100mg/l Theo qui định của Hà Lan chất lượng nước bề mặt,lượng amoni trên 5mg/l được xem là ô nhiễm nặng Tiêu chuẩn nước thủy sản củaFAO yêu cầu nồng độ amoni <0,2mg/l đối với cá salmonid và 0,8mg/l đối với loại cácyprinid

Amoni trong nước được xác định bằng thuốc thử Nester trong môi trường kiềmmạnh Dựa vào màu của sản phẩm phản ứng, ta có thể định lượng NH4+ bằng phươngpháp trắc quang

• Nitrat (NO3-): là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các hợp chất chứa nitơ có trongchất thải Trong nước tự nhiên, nồng độ nitrai thường dưới 5 mg/l Nước sông Mêkôngthường có hảm lượng nitrat vào khoảng 0.5 mg/l Ở vùng ô nhiễm do chất thải, rongtảo, gây ảnh hưởng xấu đến đến chất lượng nước cấp sinh hoạt và công nghiệp thủysản Theo quy định của WHO, hàm lượng nitrat trong trong nước không quá 10 mg/l.Nitrat trong nước có thể xác định bằng phổ tử ngoạt ở 275nm trong môi trườngaxit (HCl) hoặc bằng điện cực chọn lọc nhạy cảm với nitrat

1.4. Ảnh hưởng của chất thải

Các vật dụng khó phân huỷ không dùng được nữa mà thải bừa bãi ra xung quanhthì môi trường ngày càng chứa nhiều loại vật gây chật chội, mất vệ sinh và mất mỹquan, tạo cơ hội cho các loài nấm và vi khuẩn, côn trùng độc hại phát triển gây độc hạicho con người

Tác động của rác thải đến sức khỏe cộng đồng: Trong thành phần rác thải sinhhoạt, thông thường hàm lượng hữu cơ chiếm tỷ lệ lớn Các loại rác hữu cơ dễ phân huỷgây hôi thối, phát triển vi khuẩn làm ô nhiễm môi trường không khí, nước, đất, làmmất vệ sinh môi trường và ảnh hưởng tới đời sống mọi người Khu tập trung rác hữu

cơ là nơi thu hút, phát sinh và phát triển chuột, ruồi, muỗi, gián và các loại vi trùnggây nhiều chứng bệnh truyền nhiễm cho con người, vật nuôi trong gia đình và lây langây thiệt hại lớn; nước thải từ bãi rác đôộ hại nếu thải ra nguồn nước gây ô nhiễm lâylan

Rác thải không được thu gom, tồn đọng trong không khí, lâu ngày sẽ ảnh hưởngđến sức khoẻ con người sống xung quanh Những người tiếp xúc thường xuyên với rácnhư những người làm công việc thu nhặt các phế liệu từ bãi rác dễ mắc các bệnh nhưviêm phổi, sốt rét, các bệnh về mắt, tai, mũi họng, ngoài da, phụ khoa Hàng năm, theo

tổ chức Y tế thế giới, trên thế giới có 5 triệu người chết và có gần 40 triệu trẻ em mắccác bệnh có liên quan tới rác thải Nhiều tài liệu trong nước và quốc tế cho thấy, nhữngxác động vật bị thối rữa trong hơi thối có chất amin và các chất dẫn xuất sufua hyđrohình thành từ sự phân huỷ rác thải kích thích sự hô hấp của con người, kích thích nhịptim đập nhanh gây ảnh hưởng xấu đối với những người mắc bệnh tim mạch

Các bãi rác công cộng là những nguồn mang dịch bệnh Các kết quả nghiên cứucho thấy rằng: Trong các bãi rác, vi khuẩn thương hàn có thể tồn tại trong 15 ngày, vikhuẩn lỵ là 40 ngày, trứng giun đũa là 300 ngày Các loại vi trùng gây bệnh thực sựphát huy tác dụng khi có các vật chủ trung gian gây bệnh tồn tại trong các bãi rác nhưnhững ổ chứa chuột, ruồi, muỗi,…và nhiều loại ký sinh trùng gây bệnh cho người vàgia súc, một số bệnh điển hình do các trung gian truyền bệnh như: chuột truyền bệnhdịch hạch, bệnh sốt vàng da do xoắn trùng, ruồi, gián truyền bệnh đường tiêu hoá,muỗi truyền bệnh sốt rét, sốt xuất huyết,…

Ảnh hưởng đến môi trường không khí: Khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và mưa

nhiều ở nước ta là điều kiện thuận lợi cho các thành phần hữu cơ trong rác thải phânhuỷ, thúc đẩy nhanh quá trình lên men, thối rữa và tạo nên mùi khó chịu cho conngười Các chất thải khí phát ra từ các quá trình này thường là H2S, NH3, CH4, SO2,

CO2

Ảnh hưởng đến môi trường nước: Theo thói quen nhiều người thường đổ rác

tại bờ sông, hồ, ao, cống rãnh Lượng rác này sau khi bị phân huỷ sẽ tác động trực tiếp

và gián tiếp đến chất lượng nước mặt, nước ngầm trong khu vực Rác có thể bị cuốntrôi theo nước mưa xuống ao, hồ, sông, ngòi, kênh rạch, sẽ làm nguồn nước mặt ở đây

bị nhiễm bẩn Lâu dần những đống rác này sẽ làm giảm diện tích ao hồ, giảm khả năng

tự làm sạch của nước gây cản trở các dòng chảy, tắc cống rãnh thoát nước Hậu quảdẫn đến hệ sinh thái nước trong các ao hồ bị huỷ diệt

Ảnh hưởng đến môi trường đất: Trong thành phần rác thải có chứa nhiều các

chất độc, khi rác thải được đưa vào môi trường và không được xử lý khoa học thìnhững chất độc xâm nhập vào đất sẽ tiêu diệt nhiều loài sinh vật có ích cho đất như:giun, vi sinh vật, nhiều loài động vật không xương sống, ếch nhái,…làm cho môi