BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

“NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM MỘT SỐ LOẠI PHÈN MỚI TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Ở NHIỀU LOẠI NƯỚC THẢI CÓ NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CAO”CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU1.1.Tính cấp thiết của đề tài:Hiện nay với tốc độ công nghiệp hóa hàng loạt các khu chế xuất, khu công nghiệp mọc lên tạo điều kiện giải quyết vấn đề việc làm cho lao động phổ thông, chính vì thế thúc đẩy nền kinh tế của đất nước đi lên. Bên cạnh những lợi ích về kinh tế thì hậu quả của việc phát triển ồ ạt của các ngành công nghiệp đã ảnh hưởng đến môi trường nghiêm trọng, làm ô nhiễm và hủy hoại môi trường. Chúng ta có thể kể đến một số ngành gây ô nhiễm nặng như: Sản xuất Giấy, In ấn, Xi mạ, Thuộc da, Dệt Nhuộm, Hóa chất bảo vệ thực vật…Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80m3 – 450m3. Dịch đen sinh ra trong công đoạn nấu và rữa bột giấy. Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 2535%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào khoảng 70:30. Nước thải sinh ra có hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD, COD cao, đặc biệt trong nước thải nhà máy giấy thường chứa nhiều lignin, chất này khó hòa tan và khó phân hủy, có các chất có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ. Vấn đề ô nhiễm nước thải tại các nhà máy giấy đang được các nhà khoa học và cơ quan quản lý nhà nước về môi môi trường rất quan tâm.Nước thải mực in tác động chủ yếu đến nguồn nước bởi vì lượng nước thải mực in chứa hàm lượng BOD, COD và độ màu rất cao. Lưu lượng nước thải của ngành in không nhiều và nồng độ BOD, COD cũng biến động tùy vào nhu cầu sử dụng nước vệ sinh thiết bị của từng nhà máy, chất lượng nước cũng biến động theo ngày. Đó chính là nguyên nhân làm cho hầu hết các hệ thống xử lý nước thải ngành in đều không xử lý đạt yêu cầu.Để cải thiện hiệu quả xử lý đối với hai loại nước thải giấy và mực in cần xác định được loại phèn thích hợp và điều kiện tối ưu cho loại phèn sử dụng trong quá trình xử lý hóa lý với từng loại nước thải. chính vì thế tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thử nghiệm một số loại phèn keo tụ mới trong quá trình xử lý ở nhiều loại nước thải có nồng độ ô nhiễm cao”.

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN



BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

“NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM MỘT SỐ LOẠI PHÈN MỚI TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Ở NHIỀU LOẠI NƯỚC THẢI

CÓ NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CAO”

Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Lạt

Thủ Đức, ngày 27 tháng 08 năm 2012

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài: 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu: 1

1.3 Nội dung nghiên cứu: 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Giới hạn của đề tài: 2

1.6 Ý nghĩa: 2

1.6.1 Kinh Tế - Xã hội: 2

1.6.2 Môi trường: 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về nước thải: 3

2.1.1 Đặc điểm của nước thải giấy: 3

2.1.2 Đặc điểm của nước thải mực in: 4

2.2 Tổng quan các loại phèn sử dụng: 4

2.2.1. Phèn Sắt II (Fe 2 (SO 4 ) 3 6H 2 O): 4

2.2.2 Phèn Nhôm (Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O): 5

2.2.3 Phèn FAC (Ferous Aluminum Sulphat Compounds): 6

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8

3.1 Bố trí thí nghiệm: 8

3.2 Thực hiện: 8

3.2.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm kiểm tra chất lượng nước thải đầu vào 8

3.2.2 Thí nghiệm 2: thí nghiệm Jartest: 9

3.3 Phương pháp phân tích: 12

3.4 Phương pháp tính toán và xử lý số liệu: 12

3.4.1 Phương pháp tính toán: 12

3.4.2 Phương pháp xử lý số liệu: 13

4.1 Thí nghiệm với nước thải nhà máy giấy Tân Mai 14

4.1.1 Thí nghiệm 1: Kiểm tra chất lượng nước thải đầu vào: 14

4.1.2 Thí nghiệm 2 Thí nghiệm Jartest 15

Thí nghiệm 2.1 Thí nghiệm Jartest với phèn FAC 15

Thí nghiệm 2.2 Thí nghiệm Jartest với phèn Nhôm 21

Thí nghiệm 2.3 Thí nghiệm Jartest với sắt II 26

4.1.3 Kết luận chung 31

4.2 Thí nghiệm với nước thải mực in: 31

4.2.1 Thí nghiệm 1 Kiểm tra chất lượng nước đầu vào 31

4.2.2 Thí nghiệm 2 Thí nghiệm Jartest 32

Thí nghiệm 2.1 Thí nghiêm Jartest với phèn FAC 32

Thí nghiệm 2.2 Thí nghiêm Jartest với phèn Nhôm 37

Thí nghiệm 2.3 Thí nghiêm Jartest với phèn Sắt II 42

4.2.3 Kết luận chung: 46

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

5.1 Kết luận: 47

5.2 Kiến nghị: 47

Tài liệu tham khảo: 49

BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

Hình 2.1 Phèn FAC 6

Hình 3.1 Sơ đồ thiết kế thí nghiệm 8

Hình 3.2 Mô hình nghiên cứu thí nghiệm Jartest 11

Hình 4.1 Nước thải đầu vào ở các thời điểm khác nhau tại Nhà máy giấy Tân Mai 14

Hình 4.2 Nước thải trước Jartest với pH tối ưu của phèn FAC 15

Hình 4.3 Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC 16

Hình 4.4 Nước thải sau Jartest với lượng phèn tối ưu cho phèn FAC 18

Hình 4.5 Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC 18

Hình 4.6.Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC 19

Hình 4.7 Nước thải sau Jartest với lượng phèn tối ưu cho phèn FAC 19

Hình 4.8 Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC 19

Hình 4.9.Nước thải sau khi Jartest với pH tối ưu của phèn Nhôm 21

Hình 4.10 Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn Nhôm 22

Hình 4.11 Nước thải sau Jartest với lượng lượng phèn tối ưu của phèn Nhôm 24

Hình 4.12 Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn Nhôm 24

Hình 4.13 Nước thải sau Jartest với pH tối ưu của phèn sắt 26

Hình 4.14 Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn sắt 27

Hình 4.15 Nước thải sau Jartest với lượng phèn tối ưu cho phèn sắt 29

Hình 4.16 Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn sắt 29

Hình 4.17 Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC 33

Hình 4.18 Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC 35

Hình 4.19 Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn Nhôm 37

Hình 4.20 Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn nhôm 39

Hình 4.21 Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn sắt 42

Danh mục Bản

Bảng 2.2 Bảng chỉ tiêu và mức chất lượng của phèn Nhôm 5

Bảng 2.3 Thành phần và tính chất của FAC rắn 6

Bảng 3.1 Danh sách dụng cụ cho thí nghiệm Jartest 10

Bảng 3.2 danh sách hóa chất cho thí nghiệm Jarest 10

Bảng 3.3 Chỉ tiêu và các phương pháp phân tích 12

Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm kiểm tra nước thải đầu vào 14

Bảng 4.2.Bảng ANOVA 16

Bảng 4.3.So sánh nồng độ xử lý COD khi pH thay đổi từ 6,5 – 9 16

Bảng 4.4.BẢNG ANOVA 19

Bảng 4.5.So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 4 –9ml 20

Bảng 4.6 Bảng ANOVA 22

Bảng 4.7 Bảng so sánh nồng độ xử lý COD giữa các pH thay đổi từ 6 – 8,5 22

Bảng 4.8 .BẢNG ANOVA 24

Bảng 4.9 So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 0 – 1ml 25

Bảng 4.10.BẢNG ANOVA 27

Bảng 4.11.So sánh nồng độ xử lý COD giữa pH thay đổi từ 6,5 – 9 27

Bảng 4.12.Bảng ANOVA 29

Bảng 4.13 So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 1 – 3,5ml 30

Bảng 4.14 Kết quả thí nghiệm kiểm tra nước thải đầu vào 31

Bảng 4.15.Bảng ANOVA 33

Bảng 4.16.So sánh nồng độ xử lý COD khi pH thay đổi từ 5 – 7,5 34

Bảng 4.17.BẢNG ANOVA 35

Bảng 4.18 So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 0 –1ml 36

Bảng 4.19.Bảng ANOVA 37

Bảng 4.20 Bảng so sánh nồng độ xử lý COD giữa các pH thay đổi từ 5– 7,5 38

Bảng 4.22.So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 0 – 1ml 40

Bảng 4.23.BẢNG ANOVA 42

Bảng 4.24 So sánh nồng độ xử lý COD giữa pH thay đổi từ 5 – 7,5 43

Bảng 4.25.Bảng ANOVA 44

Bảng 4.26 So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 0,2 – 1,7ml 45

Bảng 5.1 Kết quả thí nghiệm Jartest với 2 loại nước thải giấy và mực in 47

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Hiện nay với tốc độ công nghiệp hóa hàng loạt các khu chế xuất, khu côngnghiệp mọc lên tạo điều kiện giải quyết vấn đề việc làm cho lao động phổ thông,chính vì thế thúc đẩy nền kinh tế của đất nước đi lên Bên cạnh những lợi ích về kinh

tế thì hậu quả của việc phát triển ồ ạt của các ngành công nghiệp đã ảnh hưởng đếnmôi trường nghiêm trọng, làm ô nhiễm và hủy hoại môi trường Chúng ta có thể kểđến một số ngành gây ô nhiễm nặng như: Sản xuất Giấy, In ấn, Xi mạ, Thuộc da, DệtNhuộm, Hóa chất bảo vệ thực vật…

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụngnhiều nước, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80m3– 450m3 Dịch đen sinh ra trong công đoạn nấu và rữa bột giấy Dịch đen có nồng độchất khô khoảng 25-35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào khoảng 70:30 Nước thảisinh ra có hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD, COD cao, đặc biệt trong nước thải nhàmáy giấy thường chứa nhiều lignin, chất này khó hòa tan và khó phân hủy, có các chất

có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ Vấn đề ônhiễm nước thải tại các nhà máy giấy đang được các nhà khoa học và cơ quan quản lýnhà nước về môi môi trường rất quan tâm

Nước thải mực in tác động chủ yếu đến nguồn nước bởi vì lượng nước thải mực

in chứa hàm lượng BOD, COD và độ màu rất cao Lưu lượng nước thải của ngành inkhông nhiều và nồng độ BOD, COD cũng biến động tùy vào nhu cầu sử dụng nước vệsinh thiết bị của từng nhà máy, chất lượng nước cũng biến động theo ngày Đó chính lànguyên nhân làm cho hầu hết các hệ thống xử lý nước thải ngành in đều không xử lýđạt yêu cầu

Để cải thiện hiệu quả xử lý đối với hai loại nước thải giấy và mực in cần xác địnhđược loại phèn thích hợp và điều kiện tối ưu cho loại phèn sử dụng trong quá trình xử

lý hóa lý với từng loại nước thải chính vì thế tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thử nghiệm

một số loại phèn keo tụ mới trong quá trình xử lý ở nhiều loại nước thải có nồng độ ô nhiễm cao”.

Tìm ra loại phèn thích hợp, xác định liều lượng phèn và pH tối ưu cho quá trình keo tụ đối với từng loại nước thải thông qua các loại phèn nghiên cứu

Tìm hiểu tính chất nước thải trước xử lý

Xử lý nước ô nhiễm bằng keo tụ (chạy mô hình Jatest)

Đánh giá khả năng xử lý nước ô nhiễm của các loại phèn nghiên cứu

Tham khảo tài liệu để có cơ sở cho quá trình nghiên cứu

Điều tra và lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm

Chạy mô hình Jartest

Thí nghiệm phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm

Đề tài nghiên cứu trên hai loại nước thải Giấy của Nhà máy Giấy Tân Mai và

nước thải mực In của công ty Công nghiệp Tân Á

1.6.1 Kinh Tế - Xã hội:

Là một công trình nghiên cứu phục vụ cho thực tế với các nhà máy các khu vực ônhiễm có tính chất tương tự, giúp cho các hệ thống hoạt động với hiệu suất cao , giảmlượng hóa chất tiêu tốn, tiết kiệm tài nguyên

Hạn chế và giảm các chất gây ô nhiễm trong nước xả thải ra môi trường, gópphần bảo vệ môi trường cho khu vực

1.6.2 Môi trường:

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì nước thải từ ngành công nghiệp sinh ra ngày càng nhiều, làm cho môi trường thiên nhiên bị tác động mạnh, mất đi khả năng tự làm sạch Vì thế, sử dụng loại phèn thích hợp vào quy trình xử lý của từng loại nước thảilàm tăng hiệu quả xử lý, hạn chế các chất gây ô nhiễm trong nước xả thải ra môi trường

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.

2.1.1 Đặc điểm của nước thải giấy:

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụngnhiều nước, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ80m3– 450m3.Nước được dùng trong các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy

và sản xuất hơi nước Hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trởthành nước thải và mang theo các tạp chất, hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạnghữu cơ và vô cơ Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỉ lệ giữa chất hữu cơ

và vô cơ vào khoảng 70:30 Thành phần hữu cơ là sản phẩm phân hủy hydratcacbon,axit hữu cơ và lignin hòa tan vào dịch kiềm Thành phần vô cơ gồm những hóa chấtnấu, một phần nhỏ là NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềmnatrisunphat liên kết với các chất hữu cơ trong kiềm

Nước thải từ công đoạn tẩy trắng bột giấy của các nhà máy sản xuất giấy bằngphương pháp hóa học hoặc bán hóa học thường chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan

và hợp chất tạo thành bởi những hợp chất đó với những chất tẩy ở dạng độc hại có khảnăng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ Khi tẩy bằng clo,các thông số ô nhiễm đặc trưng: BOD vào khoảng 15 - 17kg/tấn bột giấy, COD khoảng60-90kg/tấn bột giấy, đặc biệt giá trị AOX(các hợp chất clo hữu cơ) khoảng4- 10kg/tấnbột giấy

Công đoạn xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng và các chất phụgia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh Nước thải từ khâu rửa máy móc thiết bị, rửasàn thường có các chất lơ lửng và các hóa chất bị rơi vãi tuy nhiên dòng thải này có lưulượng không đáng kểvà không liên tục

Xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy là công việc rất khó khăn và tốn kém,đòi hỏi vốn đầu tư và chi phí vận hành cao Đây là vấn đề bức xúc với các doanhnghiệp sản xuất ở nước ta do không đủ kinh phí để đầu tư trang thiết bị xử lý chất thải

cũng như đổi mới công nghệ để giảm thiểu ô nhiễm và chi phí để vận hành các hệthống xử lý nước thải một cách triệt để.

2.1.2 Đặc điểm của nước thải mực in:

Nước thải từ quá trình sản xuất mực in không nhiều, chỉ phát sinh từ công đoạn

vệ sinh thiết bị máy móc Ngoài ra nước thải còn phát sinh từ quá trình vệ sinh xưởngkhi mực in bị tràn đổ Tuy nhiên, nồng độ các chất gây ô nhiễm rất cao Khi trực tiếpthải vào nguồn tiếp nhận không qua xử lý, chất hữu cơ có trong nước thải sẽ làm suygiảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủycác chất hữu cơ

Bảng 2.1 Kết quả phân tích chất lựng nước thải tại nhà máy sản xuất mực in tại ct Tân Á

Tiêu

Đơn

Yêu Cầu Chất Lượng Nước

Muối sắt chưa phổ biến ở Việt Nam nhưng rất phổ biến ở các nước nước côngnghiệp Khi thuỷ phân sẽ tạo axit, vì vậy cần đủ độ kiềm để giữ pH không đổi

Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+

Ưu điểm của phèn sắt:

Liều lượng phèn sắt(II) dùng để kết tủa thấp hơn phèn nhôm (chỉ bằng 1/3 – 1/2liều lượng phèn nhôm)

Phèn sắt ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ và giới hạn pH rộng (pH hiệu quả tốt nhất với phèn sắt từ 5-9)

Nhược điểm của phèn sắt:

Dễ ăn mòn đường ống vì trong quá trình phản ứng tạo ra H+

Quá trình thủy phân tạo ra acid nên tốn nhiều hóa chất (Kiềm) để giữ pH không đổi

Đây là chất keo tụ phổ biến nhất, đặc biệt là ở Việt Nam

Bảng 2.2 Bảng chỉ tiêu và mức chất lượng của phèn Nhôm

ngà hoặc hơi vàng

4 Hàm lượng chất không tan trong nước, %, không lớn hơn 0,3

Cơ chế keo tụ của phèn nhôm:

Khi dùng phèn nhôm làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng thuỷ phân:

Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 6 H+ +3SO4Khi độ kiềm của nước thấp, cần kiềm hóa nước bằng NaOH

2-Khi sử dụng phèn nhôm cần lưu ý :

pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5

Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40oC

Ngoài ra, cần chú ý đến : các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ,liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…

Ưu điểm của phèn nhôm :

Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có nănglựckeo tụ thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại màloài người biết Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ Công nghệ keo tụbằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm soát, phổ biến rộng rãi

Nhược điểm của phèn nhôm:

Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phísản xuất tăng

Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại.Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng Hàm lượng Al dư trong nước lớnhơn so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn tiêu chuẩn với (0,2mg/lit)

Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạnchế Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đốivới vi sinh vật

Fe 2 O 3 ):

FAC là hổn hợp phèn nhôm sắt hỗn hợp tỷ lệ 56% ở dạng khan dễ hòa tan và dễ

sử dụng

Hình 2.1 Phèn FAC

Có hai loại phèn FAC:

FAC dạng rắn: dạng bột màu trắng ngà ánh vàng, tan hoàn toàn trong

FAC dạng lỏng: chất lỏng màu vàng nâu, hàm lượng chất keo tụ %

AL2O3 (%) & Fe2O3 là 56 % ± 1

FAC lỏng có thể bảo quản lâu dài ở điều kiện bảo quản thông thường trong cáccan nhựa hoặc bồn chứa FAC lỏng sử dụng đơn giản và trực tiếp bằng cách dùng bơm

định luợng bơm dung dịch vào nước cần xử lý khi vận hành hệ thống, thêm chất trợkeo tụ polyme để giúp quá trình tạo bông và lắng tốt hơn, khuấy đều và để lắng trong.

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng: Nước thải đầu vào của nhà máy giấy Tân Mai và nước thải mực in

công ty Công nghiệp Tân Á

TN2.1 Thí nghiệm

Jartest với phèn

TN1.Thí nghiệm kiểmtra chất lượng nước thải

đầu vào

TN1.1 Kiểm tra lần

Lấy kết quả COD trung bình của cả 3 lần kiểm tra

để thực hiện thí nghiệm 2 (thí nghiệm Jartest)

TN2 Thí nghiệmJartest

TN2.3 Thí nghiệmJartest với phèn sắt

TN2.2 Thínghiệm Jartest với

m xác định lượng phèn tối ưu

m xác định lượng phèn

TN2.3.3 Thínghiệ

m xác định lượng phèn tối ưu

TN2.3

2 Thí nghiệ

m xác định

pH tối ưu

TN2.2

1

Thí nghiệ

m xác địnhlượng phèn

TN2.2.3 Thínghiệ

m xác định lượng phèn tối ưu

TN2.2

2 Thí nghiệ

m xác định

pH tối ưu

3.2.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm kiểm tra chất lượng nước thải đầu vào

Mục đích

Đánh giá được chất lượng nước thải đầu vào và lựa chọn phương pháp xử lý hóa

lý thích hợp để làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải

Mô tả thí nghiệm

Lấy mẫu nước thải tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu như : SS, pH, COD Thí

nghiệm kiểm tra được lặp lại 3 lần với 3 mẫu khác nhau sau đó lấy kết quả phân tích trung bình của 3 lần kiểm tra để thảo luận và đưa ra mức xử lý đầu vào để thực hiện thí nghiệm xử lý hóa lý

Dụng cụ và hóa chất

Các thiết bị và hóa chất dùng để kiểm tra SS, pH, COD

Các bước tiến hành

Kiểm tra lần 1, lần 2, lần 3

- Lấy mẫu nước thải đem về phòng thí nghiệm để test COD, pH, SS.

- Tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu SS, COD, pH.

3.2.2 Thí nghiệm 2: thí nghiệm Jartest:

Mục đích

Xác định giá trị pH tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông

Xác định liều lượng phèn tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông

Bảng 3.1 Danh sách dụng cụ cho thí nghiệm Jartest

2 bảng phẳng nằm trong cùng một mặt phẳng đứng đặt trong 6 beaker dung tích

1000ml chứa cùng 1 thể tích mẫu nước cho 1 đợt thí nghiệm

Hình III.2 Mô hình nghiên cứu thí nghiệm Jartest Các bước tiến hành

Thí nghiệm 2.1 Thí nghiệm Jartest với phèn FAC

Thí nghiệm 2.1.1.Thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng

Bước 1: Lấy 1 becher cho vào becher 500ml nước mẫu

Bước 2: Dùng pipet hút acid hay xút để điều chỉnh pH về khoảng thích hợp

Bước 3: Dùng pipet 10ml, lấy lần lượt 0,1 ml phèn châm từ từ vào mẫu đã chuẩn bị

(vừa châm vừa dùng đũa khuấy để lượng phèn được hòa tan đều trong mẫu)

Bước 4: Dừng châm phèn khi mẫu nước bắt đầu xuất hiện bông cặn, ghi nhận lượngphèn này Đây chính là lượng phèn phản ứng

Thí nghiệm 2.1.2 Thí nghiệm xác định pH tối ưu

Bước 1 : Lấy 500ml mẫu nước thải cho vào 6 beaker 1000 ml

Bước 2 : Dùng NaOH và HCl để điều chỉnh pH ở mỗi cốc với khoảng pH giữa 2cốc liên tiếp là 0,5

Bước 3 : Đưa 6 cốc vào máy Jartest, điều chỉnh máy với tốc độ 100 vòng/phút trong

1 phút

Bước 4 : Cho vào mỗi cốc lượng phèn phản ứng đã xác định ở thí nghiệm 2.1.1 thínghiệm xác định lượng phèn phản ứng

Bước 5 : Để Jartest với tốc độ 20vòng/phút trong 15 phút

Bước6 : Sau 15 phút tắt máy, để yên cho các cốc lắng tĩnh trong 30 phút

Bước 7 : Lấy mẫu nước thải phía trên mỗi cốc đem phân tích COD

→ Ta chọn giá trị pH tối ưu là giá trị pH ở cốc có hàm lượng COD thấp nhất

Thí nghiệm 2.1.3 Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu

Bước 1 : Lấy 500ml mẫu nước thải cho vào 6 beaker 1000 ml

Bước 2: Sử dụng NaOH và HCl để điều chỉnh pH ở mỗi cốc bằng với pH tối ưu ta

đã chọn trên thí nghiệm 2.1.2.thí nghiệm xác định pH tối ưu

Bước3 : Đưa các beaker vào Jartest ở tốc độ 100 vòng/phút trong 1 phút

Bước 4 : Cho phèn FAC vào mỗi cốc với hàm lượng chênh nhau một khoảng thíchhợp

Bước 5 : Jartest ở tốc độ 20 vòng/phút trong 15 phút

Bước 6 : Sau 15 phút ngừng khuấy và để lắng tĩnh 30 phút

Bước 7 : Lấy mẫu nước thải phía trên mỗi cốc đem phân tích COD

→ Hàm lượng phèn tối ưu là hàm lượng phèn ở cốc có hàm lượng COD thấp nhất

Làm tương tự với thí nghiệm 2.2 Thí nghiệm jartest với phèn Nhôm và thí nghiệm 2.3 Thí nghiệm Jartest với phèn sắt II.

Các chỉ tiêu cần phân tích là : COD, SS, pH

Bảng 3.3 Chỉ tiêu và các phương pháp phân tích

STT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích n vị Đơ

C% : Nồng độ phần trăm của dung dịch, %

d : Khối lượng riêng của dung dịch, g/cm3

M : Khối lượng phân tử của dung dịch

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Lấy mẫu và tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu pH, COD, SS

Hình 4.1 Nước thải đầu vào ở các thời điểm khác nhau tại Nhà máy giấy Tân Mai

Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm kiểm tra nước thải đầu vào

Thời điểm lấy mẫu

7,35

TN 2 Kiểm

tra lần 2

09/07/2012Tại bể điều hòa

6,78

thay đổi phụ thuộc vào hoạt động sản xuất của nhà máy và công suất của nhà máy Thínghiệm lần 2 thì hàm lượng SS cũng như COD thấp hơn so với lần 1.

Nhìn vào kết quả thí nghiệm ở cả 3 lần thí nghiệm ta thấy nồng độ COD trongkhoảng 2153 - 2575 mg/l và pH của nước thải ở những thời điểm lấy mẫu khác nhaucũng khác nhau, nhưng chủ yếu pH dao động từ khoảng 6,67 – 7,35

Lấy giá trị trung bình của cả 3 lần thí nghiệm ta được hàm lượng COD trongnuớc thải đầu vào là 2342mgO2/l, hàm lượng SS là 1240mg/l và pH của nước thải là6,92

Vì vậy, với nồng độ chất ô nhiễm cao như vậy thì dùng 1 phương pháp xử lý sẽkhông hiệu quả nên phải có sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau như keo tụtạo bông kết hợp với Oxy hóa nâng cao và sinh học

4.1.2 Thí nghiệm 2 Thí nghiệm Jartest

Lấy 500ml nước thải sau khi qua thí nghiệm kiểm tra chất lượng nước thải đầuvào cho vào 6 cốc thủy tinh đánh số thứ tự từ 1 đến 6 tiến hành thí nghiệm Jartest

Thí nghiệm 2.1 Thí nghiệm Jartest với phèn FAC

Thí nghiệm 2.1.1 Thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng

Lượng phèn phản ứng là 2ml với pH nước thải là 6,92

Thí nghiệm 2.1.2.Thí nghiệm xác định pH tối ưu

Hình 4.2 Nước thải sau Jartest với pH tối ưu của phèn FAC

6.5 7 7.5 8 8.5 91500

17001900

010203040

Đ th th hi n pH t i u cho phèn FAC ồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ện pH tối ưu cho phèn FAC ối ưu cho phèn FAC ưu cho phèn FAC

0 missing value(s) have been excluded

Bảng 4.3 So sánh nồng độ xử lý COD khi pH thay đổi từ 6,5 – 9

Multiple range analysis for PHFAC.COD by PHFAC.PH

Kết quả xử lý số liệu cho thấy với độ tin cậy 95% có p = 0,000 < 0,05 nên ảnhhưởng của pH tới COD là rất cao.Mặt khác, nhìn vào bảng so sánh nồng độ xử lý CODgiữa các pH thay đổi từ 6,5 – 9 thì ta thấy được sự khác biệt giữa nghiệm thức 1 và 2,nghiệm thức 1 và 3, nghiệm thức 2 và 4 là có ý nghĩa Tuy nhiên, sự khác biệt giữanghiệm thức 1 và 4, 1 và 5, 1 và 6 là không có ý nghĩa, hiệu suất xử lý giữa cácnghiệm thức này không có sự thay đổi lớn Tại nghiệm thức 3 và 4 hiệu suất xử lýkhông có sự khác biệt nhiều Tại pH bằng 7,5 thì hiệu suất xử lý COD là 33,95%, còn

pH = 8 tương ứng với hiệu suất là 34,77%

Nhìn vào đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC và bảng số liệu ta thấy đượchiệu quả xử lý cao nhất tại pH=8, tuy nhiên sự khác biệt giữa pH =8 và pH= 7,5 làkhông lớn lắm, vì tính kinh tế nên ta chọn pH tối ưu cho phèn FAC là 7,5.

Kết luận: pH tối ưu cho thí nghiệm Jatest với phèn FAC là 7,5.

Thí nghiệm 2.2.3 Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu

Điều chỉnh pH của nước thải bằng 7,5 và cho biến thiên lượng phèn từ 0-5ml

Hình 4.4 Nước thải sau Jartest với lượng phèn tối ưu cho phèn FAC

010002000

02040

COD (mg/l) Hiệu suất (%)

Hình 4.5 Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC

Dựa vào biểu đồ và kết quả xử lý số liệu ta thấy hiệu quả xử lý COD cao nhất tạibecher 6 và tại lượng phèn bằng 5, khi tăng hàm lượng phèn thì hiệu suất tăng lên nên

ta không thể chọn lượng phèn tối ưu bằng 5 vì sẽ có khả năng hàm lượng phèn tối ưu ởmức cao hơn 5 vì vậy ta phải tiến hành lại thí nghiệm Biến thiên lượng phèn từ 5 –10ml

5 6 7 8 9 100

500100015002000

0204060

Đ th th hi n l ồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ện pH tối ưu cho phèn FAC ưu cho phèn FACợng phèn FAC ng phèn FAC

t i u t 5 - 10ml ối ưu cho phèn FAC ưu cho phèn FAC ừ 0 - 5ml

COD (mg/l) Hiệu suất (%)

Hình 4.6.Đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn FAC

Từ 2 đồ thị trên ta có thể thấy rằng hiệu suất xử lý bắt đầu giảm khi cho lượngphèn là 8ml Vậy ta cho biến thiên lượng phèn trong khoảng 4 - 9 ml

Hình 4.7 Nước thải sau Jartest với lượng phèn tối ưu cho phèn FAC

0500100015002000

0204060

Đ th th hi n l ồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ị thể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ể hiện pH tối ưu cho phèn FAC ện pH tối ưu cho phèn FAC ưu cho phèn FACợng phèn FAC ng phèn FAC t i u ối ưu cho phèn FAC ưu cho phèn FAC

COD Hiệu suất (%)

One-Way Analysis of Variance

0 missing value(s) have been excluded

Bảng 4.5 So sánh nồng độ xử lý COD giữa lượng phèn thay đổi từ 4 –9ml

Multiple range analysis for PHENFAC.COD by PHENFAC.PHEN