Nghiên cứu xử lý nước thải bằng chuỗi thức ăn TFC kết hợp tạo cảnh quan môi trường

MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG .iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4.1 Đối tượng nghiên cứu 4.2 Phạm vi nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1 Phương pháp luận 5.2 Phương pháp thực nghiệm Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Ý nghĩa khoa học 6.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguồn nước thải 1.1.1 Tổng quan nguồn nước nước thải 1.1.2 Tổng quan nước thải sinh hoạt 1.1.3 Các thông số đặt trưng nước thải 1.1.4 Tác hại nước thải 14 1.2 Tổng quan phương pháp TFC 16 1.2.1 Tổng quan phương pháp xử lý sinh học hiếu khí 16 1.2.2 Tổng quan phương pháp bãi lọc 20 1.2.3 Tổng quan hồ sinh học 28 1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 31 1.3.1 Ngoài nước 31 1.3.2 Trong nước 33 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 36 2.1 Vật liệu nghiên cứu 36 2.2 Mơ hình nghiên cứu 37 2.2.1 Vật liệu xây dựng mơ hình 37 2.2.2 Xây dựng mơ hình nghiên cứu 37 2.3 Bố trí thí nghiệm 39 2.3.1 Chạy thích nghi vi sinh vật 39 2.3.2 Chạy thích nghi cây Lan Ý 40 2.3.3 Khảo sát trình chạy tĩnh 40 2.3.4 Khảo sát trình chạy động 40 2.4 Phương pháp nghiên cứu 40 2.4.1 Phương pháp tổng hợp, biên hội tài liệu 40 2.4.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 40 2.4.3 Phương pháp phân tích mẫu phịng thí nghiệm 41 2.4.5 Phương pháp xử lí số liệu thống kê 43 2.4.6 Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia 43 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 Kết thích nghi mơ hình 44 3.1.1 Thích nghi bể hoạt tính hiếu khí 44 3.1.2 Thích nghi Lan Ý 45 3.2 Kết vận hành mơ hình 46 3.2.1 Giai đoạn chạy tĩnh 46 3.2.2 Giai đoạn chạy động 59 3.3 Đề xuất hướng phát triển mơ hình 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 KẾT LUẬN 67 KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC ii COD DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Nhu cầu oxy hóa học BOD Nhu cầu oxy sinh học TSS Tổng chất rắn lơ lững TN Tổng Nito TP Tổng Photphat DO Oxy hòa tan VSV Vi sinh vật iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Phương pháp phân tích thơng số thí nghiệm Bảng 1.1: Khoảng giá trị nhiệt độ 20 Bảng 2.1 Vật liệu lọc bãi lọc ngầm 37 Bảng 2.2 Phương pháp phân tích thơng số 41 Bảng 2.3 Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt 42 Bảng 3.1 Kết xử lý COD gian đoạn thích nghi bể hoạt tính hiếu khí 44 Bảng 3.2 Kết xử lý COD bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 46 Bảng 3.3 Kết xử lý BOD bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 47 Bảng 3.4 Kết xử lý TSS bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 48 Bảng 3.5 Kết xử lý TN bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 49 Bảng 3.6 Kết xử lý TP bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 50 Bảng 3.7 Kết xử lý COD bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 51 Bảng 3.8 Kết xử lý BOD bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 52 Bảng 3.9 Kết xử lý TSS bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 53 Bảng 3.10 Kết xử lý TN bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 54 Bảng 3.11 Kết xử lý TP bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 55 Bảng 3.12 Kết khảo sát tỉ lệ cá sống hồ sinh học 56 Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết phân tích 57 Bảng 3.14 Kết xử lý COD mơ hình giai đoạn chạy động 58 Bảng 3.15 Kết xử lý BOD mơ hình giai đoạn chạy động 59 Bảng 3.16 Kết xử lý TSS mô hình giai đoạn chạy động 60 Bảng 3.17 Kết xử lý TN mơ hình giai đoạn chạy động 61 Bảng 3.18 Kết xử lý TP mơ hình giai đoạn chạy động 62 Bảng 3.19 Kết khảo sát lượng cá sống sót giai đoạn chạy động……………… 63 iv DANH MỤC HÌNH Hình Sơ đồ phương pháp nghiên cứu Hình 1.1 Tỉ lệ loại nước giới (Liêm, 1990) Hình 1.2: Các giải đoạn tăng trưởng tế bào vi sinh vật 18 Hình 1.3 Mô hình baĩ lo ̣c có dòng chảy bề mă ̣t (SFW) 23 Hình 1.4 Mô hiǹ h baĩ lo ̣c với dòng chảy ngang dưới mă ̣t đấ t (HSF) 25 Hình 1.5 Mô hiǹ h baĩ lo ̣c với dòng chảy thẳ ng đứng (VSF) 25 Hình 1.6 Hồ sinh học 29 Hình 1.7 Trạm xử lý FCR Thẩm Quyến, Trung Quốc 32 Hình 1.8 Trạm xử lý FCR Gencay, Pháp” 33 Hình 1.9 Mơ hình BASTAF – Bãi lọc ngầm 34 Hình 1.10 Khuôn viên trạm xử lý nước thải 35 Hình 2.1 Sỏi cát lọc 36 Hình 2.2 Cây Lan Ý 37 Hình 2.3 Mơ hình 3D 38 Hình 2.4 Mơ hình thực tế 38 Hình 3.1 Hiệu xử lý mơ hình giai đoạn chạy thích nghi 45 Hình 3.2 Hiệu suất xử lý COD bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 46 Hình 3.3 Hiệu suất xử lý BOD bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 47 Hình 3.4 Hiệu suất xử lý TSS bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 48 Hình 3.5 Hiệu suất xử lý Tn bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 49 Hình 3.6 Hiệu suất xử lý TP bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh 50 Hình 3.7 Hiệu suất xử lý COD bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 51 Hình 3.8 Hiệu suất xử lý BOD bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 52 Hình 3.9 Hiệu suất xử lý TSS bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 53 Hình 3.10 Hiệu suất xử lý TN bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 54 Hình 3.11 Hiệu suất xử lý TP bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh 55 v Hình 3.12 Tỉ lệ cá sống sót hồ sinh học 56 Hình 3.13 Trình tự xử lý mơ hình hợp khối 57 Hình 3.14 Hiệu suất xử lý bể hiếu khí bãi lọc ngầm 58 Bảng 3.15 Hiệu suất xử lý COD mơ hình giai đoạn chạy động 59 Bảng 3.16 Hiệu suất xử lý BOD mơ hình giai đoạn chạy động 60 Bảng 3.17 Hiệu suất xử lý TSS mơ hình giai đoạn chạy động 61 Bảng 3.18 Hiệu suất xử lý TN mô hình giai đoạn chạy động 62 Bảng 3.19 Hiệu suất xử lý TP mơ hình giai đoạn chạy động 63 Hình 3.20 Tỉ lệ cá sống sót giai đoạn chạy động 64 Hình 3.21 Mơ hình áp dụng quy mơ nhỏ 65 Hình 3.22 Mơ hình áp dụng quy mơ lớn 65 vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Nước nguồn tài nguyên vô quý giá người Nước tự nhiên bao gồm toàn nước từ đại dương, biển vịnh sông hồ, ao suối, nước ngầm Trên trái đất nước chiếm tỉ lệ nhỏ so với nước mặn Nước mặt cần thiết cho sống phát triển, nước giúp cho tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào phản ứng sinh hóa tạo nên tế bào Vì vậy, nói đâu có nước có sống Nước dùng cho đời sống, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp dịch vụ Sau sử dụng nước trở thành nước thải chúng bị ô nhiễm với mức độ khác Ngày nay, với bùng nổ dân số tốc độ phát triển cao ngành công, nông nghiệp… Chúng để lại nhiều hậu phức tạp, đặc biệt vấn đề ô nhiễm môi trường nước Vấn đề mối nguy đáng lo ngại nhiều người nhiều quốc gia giới Sự phát triển nhanh chóng khu vực thị làm gia tăng nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt thương mại, kéo theo lượng nước thải ngày lớn Tuy nhiên hệ thống xử lý nước thải nước đáp ứng từ 12 – 13% nước thải sinh hoạt Toàn nước thải sinh hoạt chưa xử lý thải trực tiếp sông, hồ, ao kênh, rạch Vì vậy, dẫn đến tình trạng nhiễm nguồn nước bốc mùi khó chịu, làm cảnh quan ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe người loài động thực vật sống gần khu vực xã thải Trước tình hình trên, cần phải tìm giải pháp để giảm thiểu nhiễm nguồn nước Vì vậy, việc thực đề tài “Nghiên cứu mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt chuỗi thức ăn TFC kết hợp tạo cảnh quan môi trường” cần thiết MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU − Xây dựng mơ hình xử lý nước thải chuỗi thức ăn − Đánh giá khả xử lý nước thải mơ hình − Đánh giá tính khả thi mơ hình áp dụng thực tế ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NỘI DUNG NGHIÊN CỨU − Tổng quan nước thải, nước thải sinh hoạt vấn đề môi trường − Tổng quan phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí, bãi lọc trồng phương pháp FCR − Xây dựng mơ hình vận hành mơ hình phịng thí nghiệm − Xử lý số liệu thực nghiệm đánh giá hiệu xử lý tiêu TSS, COD, BOD, TN, TP mơ hình − Xác định thông số động học mô hình ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4.1 Đối tượng nghiên cứu − Đối tượng nghiên cứu nước thải sinh hoạt hộ gia đình địa 248/23/13/2 Nguyễn Thái Bình, P.12, Q.Tân Bình, Tp.HCM − Sử dụng mơ hình bể sinh học hiếu khí kết hợp chuỗi phản ứng thức ăn 4.2 Phạm vi nghiên cứu − Nghiên cứu tiến hành từ tháng – 7/2018 − Mơ hình đặt Phịng thí nghiệm thuộc Trung tâm Đào tạo Nhân lực chất lượng cao Trường Đại học Công nghệ Tp HCM − Phân tích mẫu Phịng thí nghiệm thuộc Trung tâm Đào tạo Nhân lực chất lượng cao Trường Đại học Công nghệ Tp HCM PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1 Phương pháp luận Đề tài dựa phương pháp thu thập thông tin khoa học sở nghiên cứu thơng tin Trên sở đó, đề tài lập khung nghiên cứu cho phương pháp luận cụ thể sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tổng quan nước thải Các phương pháp xử lý Thu thập liệu Tình hình xử lý nước thải Phân tích số liệu, lựa chon phương pháp xử lý Xử lý nước thải sinh hoạt hộ gia đình Phương pháp TFC kết hợp tạo cảnh quan Bể hiếu khí Bãi lọc ngầm Hồ thuỷ sinh Lựa chọn địa điểm lấy mẫu Mẫu nước thải Xác định thông số đầu vào Thiết kế mơ hình cơng cụ vẽ 3D Xây dựng mơ hình Xây dựng mơ hình thực nghiệm Chạy thích nghi Hiệu xử lý Vận hành mơ hình Chạy tĩnh Khảo sát Thông số động học Chạy động Chỉ thị sinh học Đánh giá hiệu quả, khả áp dụng vào thực tế mơ hình Hình Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 Phương pháp thực nghiệm − Phương pháp thu thập tài liệu: liệu thu thập từ kết nghiên cứu, tài liệu trang web liên quan − Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát vể tính chất thành phần nước thải − Phương pháp xây dựng mơ hình: vận hành mơ hình mơ quy mơ phịng thí nghiệm để xử lý nước thải − Phương pháp phân tích: thơng số đo phương pháp phân tích tương ứng bảng sau: Bảng 1: Phương pháp phân tích thơng số thí nghiệm STT Thơng số Phương pháp phân tích COD Phương pháp đun kín (K2Cr2O7) BOD Phương pháp oxy hóa ướt SS Phương pháp khối lượng Nitơ tổng Phương pháp chưng cất Kjeldahl Photpho Phương pháp so màu − Phương pháp so sánh: Sau có kết phân tích tiêu nguồn thải, người nghiên cứu đem kết để so sánh với tiêu chuẩn qui chuẩn Việt Nam từ biết nồng độ tiêu nguồn thải có vượt mức quy định hay không So sánh với QCVN 14MT:2015/BTNM − Phương pháp tư vấn chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Ý nghĩa khoa học − Nghiên cứu kết hợp trình tạo màng vi sinh vật nhân tạo hệ sinh thái nhân tạo cho vi sinh vật sinh sôi phát triển, hệ thống xử lý phương ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.21 Mơ hình áp dụng quy mơ nhỏ Đối với nguồn nước thải có lưu lượng nhỏ hộ gia đình, qn cà phê,… áp dụng mơ hình để xử lý nước thải nguồn Mơ hình xây dựng dạng hịn non đặt trời kết hợp trồng xanh số vật trang trí làm tăng tính thẩm mĩ cho mơ hình Hình 3.22 Mơ hình áp dụng quy mô lớn 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đối với nguồn nước thải có lưu lượng lớn khu dân cư tập trung, chung cư,… xây dựng mơ hình diện tích lơn kết hợp làm kinh tế Mơ hình xây âm đất, tận dụng diện tích trống bên để làm dịch vụ Hồ sinh học dùng để nuôi cá cảnh, bên làm quán café qn ăn, sàn làm kính để nhìn thấy phía Hoặc hướng khác ni loại cá có giá trị kinh tế 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN • Trong giai đoạn chạy tĩnh: Mơ hình có hiệu suất xử lý cao, cụ thể 91,75% COD; 89,44% BOD; 94,20% TSS; 80,04% TN; 90,04% TP Tỉ lệ cá sống cao (75%) cho thấy nước thải đầu an toàn sinh vật thủy sinh Hiệu suất xử lý thành phần bể hiếu khí bãi lọc ngầm cao Trong hiệu suất xử lý bãi lọc ngầm cao bể hiếu khí tất tiêu Riêng thông số TN TP hiệu suất xử lý bể hiếu khí cịn thấp • Trong giai đoạn chạy động, ngày đầu hiệu xử lý cao tăng liên tục ngày tiếp theo, đến ngày thứ tiêu ổn định gần đạt quy chuẩn cho phép, ngày thứ hiệu xử lý cao, cụ thể: 89,58 COD; 89,47 BOD; 91,95 TSS; 78,18 TN; 79,82 TP • Kết phân tích thơng số nước đầu cho thấy tất thông số đạt quy chuẩn loại A QCVN 14-MT:2015/BTNMT • Trong q trình xử lý mơ hình khơng gây mùi khó chịu • Các VSV module có giao lưu với vùng sinh thái, làm tăng đa dạng sinh thái, đa dạng chuỗi thức ăn giúp việc xử lý chất hữu hiệu Các sinh vật module phát triển tốt cho thấy sinh vật tận dụng nguồn thức ăn từ nước thải mơ hình tạo tốt • Mơ hình có khả áp dụng vào thực tế cao KIẾN NGHỊ Do thời gian nghiên cứu kiến thức hạn chế nên việc nghiên cứu khảo sát số vấn đề Trong trình thực đề tài, số ý tưởng hình thành, sau số kiến nghị hướng phát triển đề tài: − Khảo sát hiệu xử lý mơ hình thời gian lưu nước khác nhau, tìm thời gian lưu nước tối ưu mơ hình − Tính tốn thơng số động học mơ hình 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP − Khảo sát hiệu xử lý mơ hình tải trọng cao, nồng độ không ổn định − Nghiên cứu khả xử lý loài thực vật khác bãi lọc, thay đổi vật liệu lọc − Nghiên cứu hiệu xử lý mơ hình với loại nước thải khác − Xây dựng mơ hình quy mơ lớn, xử dụng nước thải sau xử lý dùng cho mục đích thủy canh kết hợp nuôi cá lấy thịt, 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt “ Tóm tắt cơng nghê thiết bị phản ứng dạng chuỗi thức ăn ORGANICA (FCR)” (http://binhnguyen-fcrsolution.com/tom-tat-giai-phap-p9.html) Tài liệu xử nước thải phương pháp sinh học, PGS Nguyễn Văn Phước Giáo trình xử lý nước thải, Th.S Lâm Vĩnh Sơn Giáo trình thực hành hóa kỹ thuật mơi trường, Th.S Võ Hồng Thi Tiêu chuẩn Việt Nam cách lấy mẫu bảo quản mẫu theo TCVN 5999:1995 (ISO 5667-3) Lê Sĩ Quí, Lê Dương Ngọc Phú, 2016 Nghiên cứu xử lí nước thải chứa hàm lượng chất hữu cao chợ mơ hình kết hợp phương pháp kỵ khí phương pháp chuỗi thức ăn (FCR), Trường Đại học Công nghệ Tp.HCM (HUTECH) Dương Ngọc Thành, 2014 Nghiên cứu phát triển công nghệ bãi lọc ngầm trồng để xử lý nước thải chăn nuôi điều kiện tỉnh thái nguyên, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Lâm Vĩnh Sơn, 2010 Nghiên cứu xử lý nước thải chợ mơ hình hợp khối BASTAF – bãi lọc ngầm trồng cây, Trường Đại học Công nghệ Tp HCM (HUTECH) Tài liệu Tiếng Anh Hammer, D.A, 1992 Creating freshwater wetlands Lewis Publisher, Chelsea 10 Metcalf &Eddy, Inc 2003 Wastewater Engineering, Treatment and Reuse 11 Ranbin Liu, 2017 A fancy eco-compatible wastewater treatment system: Green Bio-sorption Reactor, School of Civil Engineering, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland Web 12 https://www.sciencedirect.com/ 13 https://www.organicawater.com/ 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC Phụ lục A: Các phương pháp xác định tiêu nước thải ❖ Chỉ tiêu COD − Lấy 2,5ml mẫu + 1,5ml K2Cr2O7 + 3,5ml H2SO4 Reagent vào ống nghiệm, đậy nút, lắc kỹ( cẩn thận phản ứng phát nhiệt).(Làm mẫu rỗng với nước cất) − Đem ống nghiệm sấy 1500C − Để nguội, thêm giọt Feroin định phân FAS 0,1M Kết thúc mẫu chuyển từ xanh lục sang nâu đỏ COD (mg/l) = Trong đó: (𝐴−𝐵)×𝑁×8000 𝑉 A: Thể tích FAS dùng cho mẫu rỗng B: Thể tích FAS dùng cho mẫu thật N: Nồng độ FAS ❖ Chỉ tiêu TSS TSS xác định theo phương pháp khối lượng: − Sấy giấy lọc nhiệt độ 105o C − Cân giấy lọc vừa sấy xong (m1) − Lọc V mẫu nước qua giấy lọc xác định khối lượng − Để − Dùng kẹp (không dùng tay) đưa miếng giấy lọc vào sấy nhiệt độ 105o C − Làm nguội, cân giấy lọc m2 TSS(mg/l) = 𝑚1 −𝑚2 𝑉 × 1000 ❖ Chỉ tiêu Phosphat − Lọc mẫu qua giấy lọc − Hút 30ml mẫu (đã lọc) cốc, thêm giọt thị phenolphthalein Nếu dung dịch có màu hồng, thêm giọt dung dịch H2SO4 3:7 vào đến -1- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP màu Sau thêm tiếp 1ml dung dịch H2SO4 3:7 khoảng 0,5g (NH4)2S2O8 − Đun sôi nhẹ bếp cốc có mẫu hóa chất nói thể tích giảm khoảng cịn 10ml − Để nguội dung dịch đun sôi thêm nước cất vào dung dịch đến khoảng 30ml − Thêm vào giọt thị phenolphatalein trung hòa dung dịch cốc NaOH 1N đến dung dịch có màu hồng − Đo mẫu xử lí trút tồn dung dịch thu vào bình định mức 50m Thêm 4ml Amonium Molybdate 10 giọt SnCl2 − Đảo , đợi khoảng 10 – 15 phút để đạt màu cực đại Đem đo bước sóng 690nm − Tiến hành theo bảng theo trình tự từ xuống sau tiến hành lập đương chuẩn y= ax + b -2- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 2.2: Xác định đường chuẩn PO 3-4 Hóa chất Các bình định mức số 2 4 10 10 (ml) Thể tích dung dịch dung dịch Amonium Molybdate 4 4 4 (ml) Dung dịch SnCl2( giọt) 10 10 10 10 10 10 10 Thể tích dung dịch phosphate chuẩn làm việc Định mức tới vạch nước cất- đảo bình – đợi 10-12 phút – đo độ hấp thụ mẫu chuẩn 690nm ❖ Chỉ tiêu Tổng N ( N-Kjeldhl) • Giai đoạn vơ hóa mẫu − Đưa thể tích mẫu thích hợp vào bình Kjeldahl ( dựa vào bảng 15 dây ) cho 5ml dung dịch acid phá mẫu vào bình Đặt bình Kjeldahl lên bếp đun, đậy miệng bình phễu thủy tinh Bảng 2.3: Thể tích mẫu cần lấy để vơ hóa phép xác định N-Kjeldahl Khoảng nồng độ Nito hữu mẫu Thể tích mẫu đem vơ hóa (ml) (mg/L) – 40 50 – 80 25 20 – 200 10 40 – 400 Lưu ý: giai đoạn phải thực tủ hút , đặt bình nghiêng bếp, tránh trường hợp sơi mạnh hóa chất bắn ngồi Khi dung dịch sơi, ý giữ nhiệt độ bếp đun vừa phải để tránh hóa chất trào ngồi khơng bị thất ammoniac Trong đun, theo dõi màu dung dịch bình đun, thấy dung dịch gần suốt nhẹ nhàng lắc -3- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP xoay bình để kéo hết phần mẫu bám thành bình cịn chưa bị oxi hóa vào dung dịch Tiếp tục đun dung dịch hồn tồn Để nguội bình chuyển tồn dung dịch sang bình định mức 50ml, dùng nước cất tráng lại bình Kjeldahl định mức đến vạch • Giai đoạn chưng cất − Chuyển 50ml dung dịch bình định mức vào bình chưng cất Kjeldahl Tiếp tục cho vào bình cất khoảng – 10ml dung dịch kiềm hóa NaOH-Na2S2O3 Lắc bình dung giấy quỳ kiểm tra pH dung dịch bình cất để đảm bảo pH ≥ 11 (nếu pH chưa đạt mức tiếp tục thêm dung dịch kiềm hóa thử lại giấy quỳ) − Tiến hành lắp hệ thống chưng cất Cho vào bình hứng 10ml dung dịch chuẩn H2SO4 0,02 N giọt thị hỗn hợp để dung dịch có màu tím hồng, Chú ý đặt bình hứng cho đầu ống sinh hàn ngập tong dung dịch Tiến hành chưng cất Theo dõi bình hứng, dung dịch bình hứng chuyển sang màu xanh lục cho tiếp 5ml H2SO4 0,02 N vào bình hứng (lưu ý thao tác nhanh) − Sau chưng cất khoảng 10 – 20 phút, tiến hành kiểm tra xem NH3 tạo không cách dùng giấy quỳ thử đầu ống sinh hàn ( giấy quỳ không đổi sang màu xanh hết NH3) Dừng chưng cất, đợi hệ thống nguội tháo rửa • Giai đoạn chuẩn độ Chuẩn độ lượng H2SO4 dư bình hứng dung dịch chuẩn NaOH 0,02 N thị đổi màu từ tím hồng sang xanh lục Ghi nhận thể tích dung dịch NaOH 0,02 N sử dụng • Tính tốn kết Nồng độ Nito Kjeldahl mẫu (mg/l) = -4- (𝑉2 −𝑉1 )×280 𝑉 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ❖ Chỉ tiêu BOD • Phương pháp xác định trực tiếp (khơng pha lỗng mẫu) Đối với mẫu bị ô nhiễm nhẹ chất hữu (BOD < 7mg/L) xác định trực tiếp giá trị BOD5 phương pháp • - Lấy đầy mẫu vào chai DO sạch: + Chai thứ dùng để xác định nồng độ DO (thủ tục phân tích nồng độ oxyhịa tan) gọi DO0 + Chai thứ hai đem ủ 20oC tủ ấm BOD ngày + Sau ngày, xác định nồng độ DO lại chai thứ hai gọi DO5 - Lưu ý: kết xác định DO5 < 1mg/L hay tính tốn BOD5 > 7mg/L cần lấy mẫu lại xác định phương pháp pha loãng (sẽ đề cập đây) • Phương pháp pha lỗngDo hàm lượng oxy hịa tan bão hòa nướcbchỉ đạt khoảng 8mg/L 25oC, mẫu nước có nồng độ chất hữu cao cần pha loãng tới giới hạn phù hợp để đảm bảo lượng oxy hòa tan tối thiểu phải tồn suốt q trình thí nghiệm Mức độ pha lỗng định đến thành cơng thí nghiệm BOD5 Nếu pha lỗng ít, tức mẫu nước nhiều chất hữu sau ngày ủ, khơng cịn oxy hịa tan (DO5 0) có nghĩa thiếu oxy cho q trình phân hủy dẫn đến kết BOD5 mắc sai số âm Ngược lại, mức pha lỗng q lớn sai số thí nghiệm lớn theo Mức độ pha lỗng phù hợp mức mà sau ngày ủ, kết DO5 xác định tối thiểu 1mg/L - Chọn hệ số pha loãng phù hợp: + Dựa giá trị COD biết mẫu, ước đoán khoảng nồng độ BOD mẫu + Từ giá trị BOD5 ước đốn mẫu, chọn hệ số pha lỗng theo bảng sau: -5- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BOD5 ước đoán (mg/L) Hệ số pha loãng 3-6 Giữa - 12 10 - 30 20 – 60 10 40 - 120 20 100 - 300 50 200 - 600 100 400 - 1200 200 1000 - 3000 500 2000 - 6000 1000 Lưu ý: Để tăng độ xác phép xác định, nên thực phân tích mức độ pha lỗng khác - Chuẩn bị nước pha loãng: thêm dung dịch đệm phosphat, MgSO4, FeCl3 CaCl2 vào nước cất dùng để pha loãng mẫu theo tỉ lệ 1mL/1L nước ứng với loại dung dịch Sau tiến hành sục khí hỗn hợp nước cất chất vịng tối thiểu Chú ý khơng làm nhiễm bẩn nước pha loãng Nước pha loãng nên dùng vòng 24 sau chuẩn bị Đối với mẫu đo BOD5 cần ức chế trình Nitrat hóa, bổ sung thêm dung dịch chất ức chế ATU vào nước pha loãng theo tỉ lệ 2mL/1L nước - Chuẩn bị nước cấy (phương pháp pha loãng có cấy vi sinh): số loại nước nước thải sinh hoạt, nước thải sau xử lý chưa khử trùng, nước sông chịu tác động nước thải nhìn chung chứa đủ mật độ vi sinh vật cần thiết cho thí nghiệm BOD5 Tuy nhiên, số loại nước khác nước thải công nghiệp chưa qua xử lý, nước thải khử trùng, nước thải có nhiệt độ cao hay độ pH acid q kiềm mật độ vi sinh vật chưa đủ cho thí nghiệm BOD5 Đối với loại nước này, cần -6- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP bổ sung thêm nước cấy nước có chứa nhiều vi sinh vật vào mẫu nước ban đầu Cách chuẩn bị sử dụng nước cấy tham khảo tài liệu (1), (2) (4) ghi mục thông số Trong giới hạn khn khổ giáo trình, giả thiết mẫu nước đem phân tích BOD5 mẫu có đủ mật độ vi sinh cần thiết - Xử lý sơ mẫu (nếu cần thiết), bao gồm: + Trung hòa mẫu: chỉnh pH mẫu thử khoảng - dung dịch NaOH 1N H2SO4 1N + Nếu nghi ngờ mẫu có chứa độc chất (ví dụ kim loại nặng): cần có biện pháp thích hợp loại bỏ độc chất trước tiến hành xác định BOD5 - Lấy thể tích mẫu xác định sau chọn hệ số pha loãng vào chai DO sạch, thêm nước pha loãng đến đầy chai, lắc nhẹ tránh tạo bọt khí + Chai thứ dùng để xác định nồng độ DO (theo thủ tục phân tích nồng độ oxy hịa tan DO) gọi DO0 + Chai thứ hai đem ủ 20oC tủ ấm BOD ngày + Sau ngày, xác định nồng độ DO lại chai thứ hai gọi DO5 • TÍNH TỐN KẾT QUẢ BOD5 (mgO2/L) = (DO0 – DO5).f Với: DO0 nồng độ DO thời điểm bắt đầu trình phân hủy (mgO2/L) DO5 nồng độ DO thời điểm ngày sau bắt đầu phân hủy (mgO2/L) f hệ số pha loãng mẫu -7- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phụ lục B: Một số hình ảnh thí nghiệm: Hình 1: Bể hiếu khí Hình 2: Bãi lọc ngầm Hình 1: Bể hiếu khí Hình 4: Khảo sát cá -8- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5: Tủ ủ BOD Hình 6: Máy đo pH Hình 8: Bình hút ẩm Hình 7: Tủ sấy Hình 9: Mẫu COD Hình 10: Mẫu BOD -9- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 11: Máy đo DO Hình 12: Máy phá mẫu Kjeldalh Hình 13: Mẫu Photphat Hình 14: Mẫu Kjeldalh Hình 14: Mẫu nước lấy bể hiếu khí bãi lọc -10- ... nguồn nước Vì vậy, việc thực đề tài ? ?Nghiên cứu mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt chuỗi thức ăn TFC kết hợp tạo cảnh quan môi trường? ?? cần thiết MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU − Xây dựng mô hình xử lý nước thải. .. thải chuỗi thức ăn − Đánh giá khả xử lý nước thải mô hình − Đánh giá tính khả thi mơ hình áp dụng thực tế ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NỘI DUNG NGHIÊN CỨU − Tổng quan nước thải, nước thải sinh hoạt vấn đề môi. .. khung nghiên cứu cho phương pháp luận cụ thể sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tổng quan nước thải Các phương pháp xử lý Thu thập liệu Tình hình xử lý nước thải Phân tích số liệu, lựa chon phương pháp xử lý Xử