Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng (cristaria bialata) hấp phụ photphat (PO4 3 ) ô nhiễm trong nước thải

ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HỒNG THỊ MAI HƯƠNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG (CRISTARIA BIALATA) HẤP PHỤ PHOTPHAT (PO43-) Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Mơi trường Khoa : Mơi trường Khóa học : 2014 - 2018 Thái Nguyên, năm 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HỒNG THỊ MAI HƯƠNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG (CRISTARIA BIALATA) HẤP PHỤ PHOTPHAT (PO43-) Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Lớp : K46 - KHMT - N01 Khoa : Mơi trường Khóa học : 2014 - 2018 Giảng viên hướng dẫn : TS Trần Thị Phả Thái Nguyên, năm 2018 i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực tập tốt nghiệp vừa qua, nhận giúp đỡ nhiệt tình cá nhân, tập thể để tơi hồn thànhtốt khóa luận tốt nghiệp Trước tiên, xin trân trọng cảm ơn ban Giám hiệu nhà trường, tồn thể Thầy Cơ giáo Khoa mơi trường, chuyên nghành Khoa học môi trường truyền đạt cho kiến thức tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Đặc biệt tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS.Trần Thị Phả dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình để tơi hồn thành q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, người động viên giúp đỡ tinh thần, vật chất suốt trình học tập thực đề tài Do trình độ, kinh nghiệm thực tế thân có hạn, thời gian thực tập khơng nhiều khố luận tơi khơng thể tránh khỏi sai sót mong nhận bảo thầy giáo, đóng góp ý kiến bạn sinh viên để khố luận hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 07 tháng 06 năm 2018 Sinh viên Hoàng Thị Mai Hương ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 QCVN 08:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng môi trường nước mặt 15 Bảng 2.2 QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng môi trường nước sinh hoạt 16 Bảng 4.1: Bảng số liệu để xây dựng đường chuẩn 32 Bảng 4.2: Bảng kết thí nghiệm 34 Bảng 4.3: Bảng kết thí nghiệm 36 Bảng 4.4: Bảng kết thí nghiệm 39 Bảng 4.5: Kết thí nghiệm 41 Bảng 4.6: Hiệu suất xử lý photphat (PO43-) qua thí nghiệm 43 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.3 Biểu đồ thể đường chuẩn PO43- 33 Hình 4.4 Biểu đồ thể thay đổi nồng độ đầu vào ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý PO43- bột vỏ trai 35 Hình 4.5 Biểu đồ thể ảnh hưởng lưu lượng đầu vào đến hiệu suất xử lý PO43- bột vỏ trai 38 Hình 4.6 Biểu đồ thể ảnh hưởng độ dày vỏ trai ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý PO43- bột vỏ trai 39 Hình 4.7 Biểu đồ thể ảnh hưởng thời gian phối trộn đến hiệu suất xử lý PO43 bột vỏ trai 42 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu từ Ý nghĩa từ BTNMT Bộ tài ngun Mơi trường CHXHCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa HTNT Hấp thụ nguyên tử KLN Kim loại nặng NĐ - CP Nghị định - Chính phủ NL Nhắc lại QCVN Quy chuẩn Việt Nam TB Trung bình TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG i DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.2.3 Yêu cầu đề tài 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.3.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Cơ sở lý luận 2.1.2 Cơ sở pháp lý 157 2.1.3 Một số quy chuẩn kỹ thuật PO43- nước… ………………….17 2.2 Tình hình nghiên cứu giới Việt Nam 168 2.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1718 2.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 20 2.3 Ô nhiễm photphat số phương pháp xử lý photphat 220 2.3.1 Ô nhiễm photphat 21 2.3.2 Đặc điểm số loại nước thải chứa PO43- 212 2.3.3 Một số phương pháp xử lý photphat sử dụng 223 PHẦN ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 234 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 234 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 234 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 234 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 244 3.3 Nội dung nghiên cứu 244 3.4 Phương pháp nghiên cứu 245 3.4.1 Phương pháp nghiên cứu thu thập số liệu thứ cấp 245 3.4.2 Phương pháp thiết kế thí nghiệm 245 3.4.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích 288 3.4.4 Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 289 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Đặc điểm hấp phụ vỏ trai cánh mỏng (Critaria Bialata) 30 4.2 Nghiên cứu chế độ hệ xử lý cột liên tục 32 4.2.1 Xây dựng đường chuẩn PO43- 32 4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến trình xử lý nước thải chứa photphat (PO43-) vỏ trai cánh mỏng 33 4.3 Hiệu xử lý photphat (PO43-) phân tích dung lượng hấp phụ 43 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 44 5.1 Kết luận 44 5.2 Kiến nghị 455 TÀI LIỆU THAM KHẢO 466 PHỤ LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Như biết đất, khơng khí ánh sáng, nước đóng vai trò quan trọng tác động đến tồn phát triển loài sinh vật đời sống người trái đất Cùng với trình phát triển kinh tế, xã hội, sở hạ tầng, giao thông, khoa học – cơng nghệ lồi người ngày vượt bậc, nguồn tài nguyên dần bị suy giảm tính chất Có thể nói nguồn tài ngun nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng như: Phục vụ cho mục đích sinh hoạt người, sản xuất nông nghiệp, nhu cầu thiết yếu trồng loài động vật, vi sinh vật xã hội ngày phát triển để tạo cải vật chất đáp ứng nhu cầu sử dụng người dẫn đến môi trường nước ngày ô nhiễm Nguyên nhân loại chất thải khu công nghiệp, hoạt động sinh hoạt, trang trại chăn nuôi, loại phân bón hóa chất bảo vệ thực vật không xử lý xử lý không triệt để dẫn đến nguồn nước ngầm nguồn nước mặt ao hồ, sông, suối bị ô nhiễm nghiêm trọng ảnh hưởng đến môi trường sống người sinh vật Một vấn đề ô nhiễm nguồn nước kể đến nhiễm kim loại nặng: Pb, Cd, As, Cr, ô nhiêm nước vi sinh vật nhiễm nước mặt Ngồi vấn đề nhiễm nước kể đến dạng nhiễm nước điển hình ô nhiễm PO43-, nguyên nhân gây nên dạng ô nhiễm hợp chất photphat tìm thấy nước thải hay thải trực tiếp vào nguồn nước mặt phát sinh từ: Thất thoát từ phân bón có đất, chất thải từ người động vật, hóa chất tẩy rửa Để xử lý cho vấn đề nhiễm nguồn nước có nhiều nghiên cứu khoa học, công nghệ áp dụng xử lý nước thải ứng dụng xử lý triệt để Các vật liệu nguồn gốc tự nhiên nghiên cứu ứng dụng như: vỏ trấu, bã mía, xơ dừa, vỏ sò, xỉ than,… Trai cánh mỏng (Cristaria bialata) lồi sinh vật phổ biến sinh sống sơng, hồ, đầm, ao vùng đồng trung du Bắc Bộ nước ta Vỏ trai cánh mỏng có cấu tạo từ thành phần canxi cacbonat, với đặc điểm có hình elip dài, chiều dài tới 23 - 25 cm, vỏ trai cánh mỏng có khả hấp phụ số chất.[15] Từ vấn đề nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng (Cristaria bialata) hấp phụ photphat (PO43-) ô nhiễm nước thải” tiến hành 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung Nghiên cứa khả xử lý photpho (PO43-) nước thải ô nhiễm bột vỏ trai cánh mỏng 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Ngiên cứu đặc điểm hấp phụ vỏ trai cánh mỏng - Xác định ảnh hưởng yếu tố như: Nồng độ (PO4 3-) đầu vào, tốc độ dòng vào, khối lượng lớp vật liệu hấp phụ, thời gian xử lý đến khả hấp phụ (PO43-) bột vỏ trai 1.2.3 Yêu cầu đề tài - Thí nghiệm bố trí thực phòng thí nghiệm, theo dõi, ghi chép cụ thể - Số liệu phải xác, khách quan 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.3.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức, kỹ rút kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác nghiên cứu sau - Vận dụng phát huy kiến thức vào thực tế 13 Lê Thị Huyền Trang (2016), Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại Học Nông Lâm, ĐH Thái Nguyên, Thái Nguyên 14 Luật bảo vệ môi trường 2014, Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII lỳ họp thông qua ngày 23 tháng năm 2014 có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 01năm 2015 15.QCVN 08:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng môi trường nước mặt 16.QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước thải sinh hoạt II Tài liệu Tiếng Anh 17 Astrom, M, and A, Bjorklund,, (1995), Impact of acid sulfate soils on stream water geochemistry in western Finland, Journal of Geochemical Exploration 55, pp, 163-170 18 Arellano, C,(1999), Trace elements in terrestrial environments; nd biogeochemistry, bioavailability and risks of metals, Edition, Springer: New York 19 McLaughlin M J, Hamon R E, McLaren R G, Speir T W, Roger S L (2000), A bioavailability-based rationale for the controlling metal and metalloid contaminants of agricultural land in Australia and New Zealand, New Zealand Journal of Agricultural Research 38, pp, 10371048 III Một số trang web 20 http:// www.vi.wikipedia.org/wiki/Ô_nhiễm_nước 21 http:// www.vi.wikipedia.org/wiki/Vỏ_trai_cánh_mỏng 22 https://vi.wikipedia.org/wiki/T%C3%A0i_nguy%C3%AAn_n%C6%B0% E1%BB%9Bc 23 http://www.hach.vn/loai-bo-photpho-trong-xu-ly-nuoc-thai-car-2-doc15.aspx PHỤ LỤC KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU BẰNG PHẦN MỀM SAS 9.1 THÍ NGHIỆM The SAS System 20:33 Thursday, January 9, 2018 phần The GLM Procedure Class Level Information Class Levels Values ct 40 60 80 100 120 Number of Observations Read 15 Number of Observations Used 15 The SAS System 20:33 Thursday, January 9, 2018 phần The GLM Procedure Dependent Variable: kq Sum of Source DF Squares Model 0.23352360 0.05838090 Error 10 0.00132800 0.00013280 Corrected Total 14 Mean Square F Value Pr > F 0.23485160 439.62 F 0.05838090 Type III SS 0.23352360 kq Mean 439.62 F 0.05838090 The SAS System 439.62 F Mean Square 0.00001622 Type III SS 0.00004867 kq Mean 0.855333 F Value Pr > F 0.37 0.7792 Mean Square F Value Pr > F 0.00001622 0.37 0.7792 The SAS System 20:59 Thursday, January 9, 2018 Phần The GLM Procedure t Tests (LSD) for kq NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000044 Critical Value of t 2.30600 Least Significant Difference 0.0125 Means with the same letter are not significantly different t Grouping A Mean N ct 0.858667 40 0.855000 20 0.854333 50 0.853333 30 A A A A A A The SAS System The GLM Procedure t Tests (LSD) for kq 20:59 Thursday, January 9, 2018 Phần NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000044 Critical Value of t 3.35539 Least Significant Difference 0.0182 Means with the same letter are not significantly different t Grouping A Mean N ct 0.858667 40 0.855000 20 0.854333 50 0.853333 30 A A A A A A Thí nghiệm The SAS System 20:59 Thursday, January 9, 2018 phần The GLM Procedure Class Level Information Class ct Levels Values 2500 5000 7500 Number of Observations Read Number of Observations Used The SAS System 20:59 Thursday, January 9, 2018 phần The GLM Procedure Dependent Variable: kq Sum of Source DF Model Error Squares 3.48391089 0.00125533 Corrected Total 0.00020922 3.48516622 Coeff Var Root MSE 0.999640 1.325129 0.014465 DF Source ct 1.74195544 8325.86 F 3.48391089 DF Type I SS The SAS System 1.091556 Mean Square F Value Pr > F 1.74195544 8325.86 F 1.74195544 8325.86 F 0.00058767 0.00001133 0.00185367 R-Square Coeff Var Root MSE 0.951088 0.799328 0.003367 DF 51.85 F ct Source ct 0.00176300 DF 0.00058767 Type III SS 0.00176300 51.85 F 0.00058767 The SAS System 51.85