Phân tích đánh giá chất lượng nước của sông tô lịch và đề xuất giải pháp xử lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Hiền PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC CỦA SÔNG TÔ LỊCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -LỜI CẢM ƠN Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Hồng Cơn tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơnVũ cácThị cô chú, Hiềnanh chị bạn thuộc phịng thí nghiệm, Viện Nghiên cứu Phát triển Vùng giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc phịng sau đại học, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC CỦA SƠNG TƠ LỊCH khoa hóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện giúp VÀ đỡ tơi q trình XỬ luận LÝ văn ĐỀ XUẤT GIẢIthực PHÁP Cuối xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Chun ngành: Hóa phân tích Hà Nội, ngày tháng Học viên năm 2015 Mã số: 60440118 Vũ Thị Hiền LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN HỒNG CÔN Hà Nội – Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin trân thành cảm ơn PGS.TS Trần Hồng Côn tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin trân thành cảm ơn cô chú, anh chị bạn thuộc phịng thí nghiệm, Viện Nghiên cứu Phát triển Vùng giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Tôi xin trân thành cảm ơn thầy giáo, bạn sinh viên khoa hóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Cuối tơi xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hoàn thiện luận văn Hà Nội, ngày tháng Học viên Vũ Thị Hiền năm 2015 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG – TỔNG QUAN 1.1.Ảnh hưởng sông Tô Lịch đến đời sống người dân mỹ quan đô thị 1.2.Nguyên nhân gây ô nhiễm sông Tô Lịch 1.3.Cấp hàm lượng cho phép với chất lượng nước mặt 1.4.Một số nghiên cứu chất lượng nước sông Tô Lịch thời gian qua 1.5.Một số phương pháp xử lý nước thải 1.5.1 Các phương pháp sinh học 1.5.2 Các phương pháp hóa lý 1.5.3 Các phương pháp hóa học .9 CHƢƠNG – MỤC TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 2.1 Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu 10 2.1.1 Địa điểm thời điểm lấy mẫu 10 2.1.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 10 2.2 Hóa chất dụng cụ .10 2.3 Lấy mẫu bảo quản mẫu 11 2.4 Các phương pháp phân tích đánh giá chất lượng nước sơng .11 2.4.1 Xác định tổng chất rắn lơ lửng (TSS) nước 11 2.4.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 12 2.4.2.1 Xác định COD nước 13 2.4.2.2 Xác định hàm lượng amoni (NH4+) nước phương pháp so màu với thuốc thử Nessler 14 2.4.2.3 Xác định hàm lượng Nitrit (NO2-) nước phương pháp so màu với thuốc thử Griss .16 2.4.2.4 Xác định hàm lượng nitrat (NO3-) nước phương pháp so màu với thuốc thử phenoldisunfonic 17 2.4.2.5 Xác định hàm lượng PO43- nước theo phương pháp so màu với amoni molipdat 18 2.4.3 Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng ICP-MS 19 2.4.4 Định lượng Coliforms nước phương pháp MPN .22 CHƢƠNG – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .25 3.1 Đánh giá trạng thiết bị phân tích Phịng Thí nghiệm – Viện Nghiên cứu Phát triển Vùng 25 3.1.1 Hiện trạng máy ICP-MS 25 3.1.1.1 Đường chuẩn 25 3.1.1.2 Độ xác máy ICP-MS .26 3.1.2 Hiện trạng máy quang phổ tử ngoại khả kiến 28 3.1.2.1 Xác định COD nước 28 3.1.2.2 Xác định amoni (NH4+) nước .29 3.1.2.3 Xác định nitrit (NO2-) nước 31 3.1.2.4 Xác định nitrat (NO3-) nước .32 3.1.2.5 Xác định PO43- nước 34 3.2 Kết phân tích chất lượng nước sơng Tơ Lịch 35 3.3 Nghiên cứu khả giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch phương pháp keo tụ với PAC………………………………………………………………… 47 3.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý COD nước sông Tô Lịch .47 3.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý TSS nước sông Tô Lịch .48 3.3.3 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý amoni nước sông Tô Lịch 50 3.3.4 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý PO43trong nước sông Tô Lịch 50 3.3.5 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý Coliforms nước sông Tô Lịch 51 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt……………………….4 Bảng 1.2: Tính chất nước sơng Tơ Lịch đoạn chảy qua khu cơng nghiệp Thượng Đình………………………………………………………………………………….6 Bảng 1.3: Kết phân tích chất lượng nước sơng Tơ Lịch số điểm năm 2009-2010…………………………………………………………………… Bảng 2.1: Giá trị chuẩn Q dùng để loại bỏ giá trị bất thường…………………… 23 Bảng 2.2: Quan hệ nồng độ chất phân tích độ lệch chuẩn tương đối (RSD) cho phép với phương pháp phân tích………………………………………………24 Bảng 3.1 : Kết đánh giá độ thiết bị đo ICP-MS…………………… 27 Bảng 3.2: Kết đánh giá độ xác thiết bị phân tích COD nước 29 Bảng 3.3 Kết xây dựng đường chuẩn Amoni nước…………………… 29 Bảng 3.4: Kết đánh giá độ xác thiết bị phân tích NH4+ nước……………………………………………………………………………… 30 Bảng 3.5: Kết xây dựng đường chuẩn nitrit (NO2-) nước………………31 Bảng 3.6: Kết đánh giá độ xác thiết bị phân tích nitrit (NO2-) nước ……………………………………………………………………………….32 Bảng 3.7: Kết xây dựng đường chuẩn nitrat (NO3-) nước…………… 32 Bảng 3.8: Kết đánh giá độ xác thiết bị phân tích nitrat (NO3-) nước……………………………………………………………………………… 33 Bảng 3.9: Kết xây dựng đường chuẩn P nước………………………… 34 Bảng 3.10: Kết đánh giá độ xác thiết bị phân tích PO43- nước……………………………………………………………………………… 35 Bảng 3.11: Kết phân tích mẫu nước sơng Tơ Lịch…………………………….35 Bảng 3.12: Kết phân tích mẫu nước sơng Tơ Lịch (tóm gọn)…………………42 Bảng 3.13: Chất lượng nước sông Tô Lịch dùng để nghiên cứu …………………47 Bảng 3.14: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý COD nước sông Tô Lịch.……………………………………………………………… 47 Bảng 3.15: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý TSS nước sông Tô Lịch.……………………………………………………………… 48 Bảng 3.16: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý amoni nước sông Tô Lịch.……………………………………………………………… 50 Bảng 3.17: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý PO43- nước sông Tô Lịch.……………………………………………………………… 50 Bảng 3.18: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý Coliforms nước sông Tô Lịch.………………………………………………………….51 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Phương trình đường chuẩn xác định COD nước………………….28 Hình 3.2: Phương trình đường chuẩn xác định NH4+ nước………………….30 Hình 3.3: Phương trình đường chuẩn xác định nitrit (NO2-) nước ………….31 Hình 3.4: Phương trình đường chuẩn xác định nitrat (NO3-) nước…………33 Hình 3.5: Phương trình đường chuẩn xác định PO43- nước…………………34 Hình 3.6: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý COD nước sông Tơ Lịch.………………………………………………………… 48 Hình 3.7: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý TSS nước sơng Tơ Lịch…………………………………………………………………49 Hình 3.8: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý PO43trong nước sơng Tơ Lịch.………………………………………………………… 51 Hình 3.9: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý Coliforms nước sông Tô Lịch.………………………………………………………… 52 BẢNG CHỮ VIẾT TẮT TSS Tổng chất rắn lơ lửng COD Nhu cầu oxy hóa học BOD Nhu cầu oxy sinh hóa PAC Polyme nhơm clorit MỞ ĐẦU Ơ nhiễm môi trường vấn đề nhận quan tâm hàng đầu không nước mà giới Chúng ta dễ dàng bắt gặp hình ảnh thực nhiễm nước, nhiễm khơng khí… Đặc biệt thành phố đơng dân cư, đơng nhà máy, xí nghiệp Hà Nội vấn đề nóng bỏng Việc xả rác, xả nước thải chưa qua xử lý sông diễn hàng ngày gây lên tình trạng báo động nhiễm sơng, số phải kể đến sơng Tô Lịch Trên báo đài thời gian qua phản ánh nhiều tình trạng nhiễm nước sơng Tơ Lịch, đứng trước tình hình nhà nước nhanh chóng vào cuộc, phát động phong trào mơi trường khơng nhiễm ý đầu tư vào lạo vét sông, đắp bờ, kê bờ Thêm vào việc xử phạt nghiêm ngặt quan quản lý môi trường với đối tượng gây nhiễm nên việc xả thải trực tiếp có phần giảm thiểu Tuy nhiên, băn khoăn liệu nhờ vào giải pháp chất lượng nước sơng cải thiện hay chưa Nhìn qua nước sơng đen ngịm có mùi hôi tiêu đánh giá chất lượng nước có nằm hay vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép Để có câu trả lời xác khơng có cách ngồi việc phân tích chất lượng nước Xuất phát từ mục đích trên, tơi thực đề tài “Phân tích, đánh giá chất lượng nước sơng Tô Lịch đề xuất giải pháp xử lý” việc làm giúp người có nhìn cụ thể chất lượng nước sông Tô Lịch 10 Cl(mg/L) 12 NO3 (mg/L) 14 30,60±1,0 51,70±0,75 30,80±0,83 56,10±0,81 SD 0,73 0,68 0,75 0,75 0,68 0,75 RSD (%) 0,68 0,63 0,69 0,69 0,63 0,69 0,02±0,005 0,98±0,035 0,02±0,006 1,08±0,019 0,10±0,010 0,74±0,060 SD 0,005 0,038 0,007 0,020 0,011 0,065 RSD (%) 22,00 3,92 37,16 1,82 10,87 8,80 0,02±0,007 0,03±0,007 0,02±0,006 0,04±0,009 0,020±0,007 0,02±0,005 SD 0,008 0,008 0,007 0,010 0,008 0,005 RSD (%) 44,1 23,0 37,2 25,0 40,8 22,0 - NO2 (mg/L) Mn Fe (µg/L) 128,47±0,92 121,47±1,68 136,97±0,78 128,37±1,15 141,76±0,79 124,59±0,78 SD 0,99 1,81 0,84 1,24 0,85 0,84 RSD (%) 0,77 1,49 0,61 0,97 0,60 0,68 242,43±0,82 284,83±0,74 367,97±0,70 320,36±0,88 421,45±0,95 347,28±1,15 SD 0,89 0,80 0,76 0,95 1,03 1,24 RSD (%) 0,21 0,28 0,21 0,30 0,25 0,36 14,08±0,28 22,69±0,40 15,01±0,26 33,08±0,43 23,13±0,43 24,03±0,39 SD 0,30 0,43 0,28 0,46 0,46 0,42 RSD (%) 2,14 1,87 1,89 1,40 1,98 1,67 46,12±0,60 37,09±0,66 56,44±0,83 49,18±0,84 47,51±0,69 34,90±0,50 SD 0,65 0,71 0,90 0,91 0,74 0,54 RSD (%) 1,40 1,90 1,59 1,85 1,55 1,54 0,88±0,01 1,27±0,04 0,95±0,03 1,05±0,03 0,75±0,02 0,93±0,02 Cu (µg/L) 13 36,50±0,91 - (µg/L) 11 19,47±0,80 Zn (µg/L) Co 43 - 15 0,05 - 2mg/L 1mg/L 2mg/L - (µg/L) 15 16 Ni (µg/L) 18 0,01 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 RSD (%) 1,31 2,82 3,16 2,54 2,85 2,40 2,49±0,04 3,25±0,06 2,39±0,05 5,13±0,05 2,42±0,04 3,65±0,06 SD 0,04 0,06 0,05 0,05 0,04 0,06 RSD (%) 1,68 1,75 1,97 0,94 1,78 1,62 0,05±0,007 0,11±0,013 0,07±0,008 0,10±0,010 0,10±0,011 0,04±0,005 SD 0,008 0,014 0,009 0,011 0,012 0,005 RSD (%) 16,33 12,23 12,60 10,82 11,55 14,97 1,00±0,02 0,99±0,03 1,01±0,02 1,42±0,03 1,34±0,04 1,30±0,05 SD 0,02 0,03 0,02 0,03 0,04 0,05 RSD (%) 2,19 3,07 1,81 1,98 2,99 3,45 2,59±0,06 3,35±0,06 2,21±0,03 2,35±0,03 3,20±0,02 1,09±0,02 SD 0,06 0,07 0,03 0,03 0,02 0,02 RSD (%) 2,21 2,11 1,25 1,32 0,54 2,23 Cd (µg/L) 17 SD Pb (µg/L) As (µg/L) 44 0,1mg/L 0,01mg/L 0,05mg/L 0,1mg/L Từ việc phân tích mẫu nước sông Tô Lịch kết hợp với việc áp dụng phương trình thống kê để xử lý số liệu nhận thấy hàm lượng số tiêu đánh giá chất lượng nước vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Cụ thể hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) vào mùa mưa cao tiêu chuẩn cho phép khoảng lần, đạt từ 218,39-255,36 mg/L Trong tháng mùa khơ, mặt nước bị biến động nên hàm lượng có giảm nằm tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao ngun nhân gây nhiễm hạt vật chất lơ lửng có bề mặt hấp thụ kim loại vi khuẩn gây bệnh Lượng oxy hịa tan nước sơng mức thấp, vào mùa khơ Đặc biệt vị trí Cầu Bươu Cầu Giấy số DO < mg/L Vào mùa mưa, số DO có cao đạt yêu cầu cho phép ngưỡng thấp, từ 2,44 – 3,99 mg/L Điều lý giải hàm lượng hữu nước sông cao, số lượng vi khuẩn vi sinh vật tăng, lượng oxy tiêu hao để thực trình phân giải hữu lớn dẫn đến thiếu hụt oxy nước Hàm lượng COD vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Cụ thể vào mùa mưa hàm lượng COD đạt từ 168,41-198,31 mg/L, cao gấp lần so với tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng có xu hướng tăng lên rõ rệt vào mùa khơ, đạt từ 302,66-359,36 mg/L cao gấp 6-7 lần so với tiêu chuẩn cho phép Amoni sản phẩm phân hủy chất hữu tiêu đạt giá trị cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Vào mùa mưa, hàm lượng amoni vào khoảng 2,41-3,12mg/L, cao gấp 2-3 lần so với tiêu chuẩn cho phép Nhưng đến mùa khô, hàm lượng tăng cách báo động đạt tới gần 50mg/L Hàm lượng PO43- vậy, vào mùa mưa đạt từ 2,55 – 3,30 mg/L Cao gấp lần tiêu chuẩn cho phép Vào mùa khô, hàm lượng bị đẩy lên tới 6,40 mg/L, gấp 12 lần so với tiêu chuẩn cho phép 45 Tuy nhiên hàm lương tiêu Clorua, nitrat nitrit kim loại nặng nằm giới hạn cho phép Nhiệt độ pH nước ổn định Với nhiệt độ nước dao động từ 18-25oC Về mùa đông nước lạnh vào khoảng 15oC, mùa hè xạ mặt trời nhiệt độ nước ấm lên từ 23-25oC pH nước ổn định dao động khoảng từ 6,5 – 7,5 phản ánh nước sông vào loại trung tính kiềm Nhìn chung độ pH khơng bị biến đổi nhiều khơng có sai khác nhiều điểm phân tích dọc sơng với tháng năm Điều thuận lợi cho việc xử lý nước sơng biện pháp hóa học, sinh học Vi sinh vật: Mật độ vi khuẩn nước sông Tô Lịch cao gấp 3,5 lần so với tiêu chuẩn cho phép, với hàm lượng Coliforms đạt 35000 MPN/100ml Như vậy, với nỗ lực quan chức tồn thể người dân môi trường không ô nhiễm chất lượng nước sông Tô Lịch cải thiện cách đáng kể Tuy nhiên nước sông bị ô nhiễm tác nhân hữu từ nước thải đổ vào Nhằm giảm bớt tình trạng nhiễm chất lượng nước, có nhiều phương pháp nghiên cứu đạt thành tựu đáng nể Một số phương pháp keo tụ Trong khuôn khổ luận văn này, xin đề xuất giải pháp xử lý nước sông Tô Lịch phương pháp keo tụ với PAC Theo cơng trình nghiên cứu nhà khoa học cho thấy, yếu tố ảnh hưởng mang tính định đến hiệu trình keo tụ xử lý nước thải hàm lượng chất keo tụ Do vậy, khuôn khổ luận văn trọng vào yếu tố để đưa điều kiện tối ưu cho việc xử lý nước theo phương pháp keo tụ với PAC Các bước tiến hành trình keo tụ bao gồm: Xác định thơng số mẫu nước thải dùng để nghiên cứu: COD, TDS, NH4+, PO43-, Coliforms 46 Bảng 3.13: Chất lượng nước thải dùng để nghiên cứu TT Chỉ tiêu Hàm lượng COD 168,41 mg/L TSS 218,39 mg/L NH4+ 3,12 mg/L PO43- 3,30 mg/L Coliforms 35000 MPN/100ml pH nước sơng Tơ Lịch khoảng 6,5-7,5 thích hợp cho việc sử dụng PAC làm tác nhân keo tụ Chuẩn bị thể tích nước xác định (500-1000ml) để keo tụ Trước tiên cho chất keo tụ vào, để keo tụ tốc độ khuấy cao (khoảng 300 vòng/phút vòng phút), tiếp tục khuấy khoảng phút với tốc độ thấp khoảng 50 vòng/phút Sau để dung dịch lắng 30 phút, đem gạn lấy nước bên để xác định thông số 3.3 Nghiên cứu khả giảm thiểu ô nhiễm nƣớc sông Tô Lịch phƣơng pháp keo tụ với PAC Điều kiện thí nghiệm: Thời gian khuấy nhanh (ở giai đoạn phản ứng đông tụ) phút với tốc độ 300 vòng/phút Thời gian khuấy chậm (ở giai đoạn tạo bơng) phút với tốc độ 50 vịng/phút 3.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý COD nước sông Tô Lịch Bảng 3.14: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý COD nước sông Tô Lịch TT Nồng độ chất keo tụ COD (mg/L) (mg/L) 168,41 47 Hiệu suất xử lý (%) 50 150,05 10,9 100 117,72 30,1 150 101,21 39,9 175 89,09 47,1 200 81,51 51,6 225 83,87 50,2 250 84,37 49,9 Hiệu suất xử lý COD (%) 60 50 40 30 20 10 0 50 100 150 200 250 300 Hàm lượng PAC (mg/L) Hình 3.6: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý COD nước sông Tô Lịch Kết thu nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý COD nước sông Tô Lịch cho thấy Khi hàm lượng PAC đạt 200mg/L khả xử lý COD tốt Khi tăng tiếp hàm lượng PAC lên khả xử lý khơng khơng tăng lên mà cịn bị giảm 3.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý TSS nước sông Tô Lịch Bảng 3.15: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý TSS nước sông Tô Lịch 48 Nồng độ chất TT keo tụ (mg/L) TSS (mg/L) Hiệu suất xử lý (%) 0 218,39 50 42,59 80,50 100 32,10 85,30 150 17,95 91,78 175 12,69 94,19 200 9,85 95,49 225 9,19 95,79 250 9,43 95,68 120 Hiệu suất xử lý TSS (%) 100 80 60 40 20 0 50 100 150 200 250 300 Hàm lượng PAC (mg/L) Hình 3.7: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý TSS nước sông Tô Lịch Kết thu nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý TSS nước sông Tô Lịch cho thấy Khi hàm lượng PAC đạt 175mg/L khả xử lý TSS tốt Khi tăng tiếp hàm lượng PAC lên khả xử lý tăng lên không đáng kể 49 3.3.3 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý amoni nước sông Tô Lịch Bảng 3.16: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý amoni nước sông Tô Lịch Nồng độ chất TT keo tụ (mg/L) NH4+ (mg/L) Hiệu suất xử lý (%) 0 3,12 50 3,17 100 3,08 150 3,10 175 3,14 200 3,07 225 3,10 250 3,10 Từ kết phân tích thể bảng 3.18 cho thấy sử dụng PAC làm tác nhân keo tụ nước khơng có khả làm giảm hàm lượng NH4+ nước 3.3.4 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý PO43trong nước sông Tô Lịch Bảng 3.17: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý PO43- nước sông Tô Lịch TT Nồng độ chất keo tụ (mg/L) PO43- (mg/L) Hiệu suất xử lý (%) 0 3,30 50 1,96 40,61 100 1,48 55,15 150 0,98 70,30 50 175 0,67 79,70 200 0,49 85,15 225 0,48 85,45 250 0,48 85,45 90 Hiệu suất xử lý PO43- (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 50 100 150 200 250 300 Hàm lượng PAC (mg/L) Hình 3.8: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý PO43- nước sông Tô Lịch Kết thu nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý PO43- nước sông Tô Lịch cho thấy Khi hàm lượng PAC khoảng 200mg/L khả xử lý PO43- tốt Khi tăng tiếp hàm lượng PAC lên khả xử lý không tăng nhiều 3.3.5 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý Coliforms nước sông Tô Lịch Bảng 3.18: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý Coliforms nước sông Tô Lịch TT Nồng độ chất keo tụ (mg/L) Coliforms (mg/L) Hiệu suất xử lý (%) 35000 0 51 50 26115 25,39 100 22931 34,48 150 20059 42,69 175 15610 55,40 200 12918 63,09 225 12204 65,13 250 11896 66,01 Hiệu suất xử lý Coliforms (%) 60 50 40 30 20 10 0 50 100 150 200 250 300 Hàm lượng PAC (mg/L) Hình 3.9: Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý Coliforms nước sông Tô Lịch Kết thu nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý Coliforms nước sông cho thấy Khi hàm lượng PAC đạt 200mg/L khả xử lý Coliforms tốt Khi tăng tiếp hàm lượng PAC lên khả xử lý không tăng nhiều Vậy việc xử dụng PAC làm tác nhân keo tụ việc xử lý nước sông Tô Lịch đem lại hiệu đáng kể Với hàm lượng 200mg/L chất keo tụ PAC thể tối ưu khả làm nước Cơ chế việc keo tụ nước với PAC lí giải sau: 52 Keo tụ chất hữu hòa tan diễn việc bổ sung muối kim loại thủy phân vào nước thải Cụ thể sau: Khi cho PAC vào nước thải xảy phản ứng thủy phân: PAC + H2O  Al(OH)3 + Cl- + OHNhư cho phèn nhôm vào dung dịch phải hịa tan tạo ion Al3+ trung hịa điện tích hạt keo âm Sau Al3+ thủy phân tạo kết tủa Al(OH)3 cặn kết tủa kéo theo hạt keo cần xử lý (keo tụ quét) làm nước Kết thực nghiệm cho thấy hàm lượng chất keo tụ yếu tố ảnh hưởng gần định đến trình keo tụ Khi hàm lượng chất keo tụ q thấp, nhân keo tạo ít, khơng đủ để đông keo tụ, lôi kéo hạt cặn hệ huyền phù, hiệu xử lý thấp Khi hàm lượng chất keo tụ cao, dư thừa, chúng làm đảo dấu điện tích, làm hệ huyền phù bền trở lại Khi hệ huyền phù bền trở lại, tiếp tục đưa thêm chất keo tụ vào tượng keo tụ tiếp tục xảy khơng phải chế hấp phụ trung hịa trình bày mà kết tủa hydroxyt nhôm mạnh, chúng kết tủa lôi cuốn, quét hạt huyền phù chìm theo Mặt khác, ion H+ sinh phản ứng thủy phân phèn nhôm làm giảm pH nước, đẩy hệ keo hydroxit nhôm muối chúng lệch khỏi điểm đẳng điện làm giảm hiệu keo tụ Việc bổ sung chất keo tụ kim loại (phèn nhôm) ép pH nước thải đến giá trị thấp trình thủy phân chúng sinh ion H+ Tuy nhiên mức độ giảm pH phụ thuộc vào hàm lượng chất keo tụ pH ban đầu Khi hàm lượng chất keo tụ lớn hình thành thủy phân trình keo tụ xảy nhiều, dẫn đến hình thành nhiều ion H+ nên pH giảm (hay mức độ giảm pH lớn) kéo theo việc làm giảm hiệu keo tụ [3] Như việc sử dụng PAC làm tác nhân keo tụ việc xử lý nước thải đem lại hiệu lớn Tuy nhiên, sử dụng PAC việc xử lý nước thải hiệu suất xử lý không triệt để Do để tăng hiệu xử lý, ta nên 53 kết hợp với biện pháp xử lý khác chất lượng việc xử lý tốt nhiều 54 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu thực đề tài, thu kết sau: Tìm hiểu thực trạng chất lượng nước sông Tô Lịch thời điểm tại: Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, đạt tới 255mg/L vào mùa mưa pH nước sông tương đối ổn định vào loại trung tính kiềm, thích hợp cho việc sử dụng PAC làm tác nhân keo tụ Hàm lượng DO mức thấp đặc biệt mùa khô, nhỏ 1mg/L Vào mùa mưa số có cao mức thấp khoảng mg/L Nhu cầu oxy hóa học COD vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần đạt tới 168,41-198,31 mg/L vào mùa mưa, gấp lần so với tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng có xu hướng tăng lên rõ rệt với mùa khô đạt từ 300-350 mg/L, cao gấp lần so với tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng NH4+ PO43- đạt giá trị cao với nước sông Tô Lịch Cụ thể vào mùa mưa, hàm lượng NH4+ đạt từ 2,5-3 mg/L, hàm lượng PO43- từ 2,55-3,30 mg/L Nhưng đến mùa khô, hàm lượng tăng cách báo động đạt tới 49,17 mg/L với NH4+ 6,40 mg/L với PO43- Tuy nhiên, hàm lượng Cl-, NO3- NO2- đạt tiêu chuẩn cho phép Tất mẫu phân tích nước sơng Tơ Lịch có mặt hầu hết kim loại nặng đồng, chì, crom, thủy ngân, asen… so với tiêu chuẩn nước mặt QCVN 08 – 2008 BTNMT nồng độ chất chưa vượt giới hạn tiêu chuẩn nước loại B Mật độ vi khuẩn nước sông Tô Lịch 35000 MPN/100 phecalcoliform, cao gấp 3,5 lần so với tiêu chuẩn cho phép Việc sử dụng PAC làm tác nhân keo tụ việc xử lý nước sông Tô Lịch đem lại hiệu tốt Tuy nhiên, sử dụng PAC việc xử lý nước thải hiệu suất xử lý không triệt để Do để xử lý triệt để nước sông Tô lịch, sau keo tụ cần kết hợp phương pháp xử lý tiếp theo, thuận lợi hiệu phương pháp vi sinh 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý Kim Bảng, Hoàng Kim Cơ, Dương Đức Hồng, Lương Đức Thẩm, Trần Hữu Uyển (2001), Kỹ thuật môi trường, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Xuân Hải (2010), Nghiên cứu khả sinh khí H2S từ nước sơng Tơ Lịch, Đề tài Khoa học Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Bùi Thị Tuyết Loan (2013), Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải công nghiệp in, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật môi trường, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết phương pháp ph n t ch phổ khối lượng nguyên tử - phép đo ICP-MS, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội Ngô Thị Nga, Trần Văn Nhân (1999), Công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất khoa học kỹ thuật QCVN 08:2008 – BTNMT (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt Tạ Thị Thảo (2010), Thống kê hóa phân tích, Giáo trình Khoa Hóa, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Lương Đức Thẩm, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nhà xuất giáo dục Nguyễn Quang Trung (2001), Xác định mơ hình điều khiển hệ thống thủy nông xử lý ô nhiễm nước (thuộc hệ thống thủy nông sông Nhuệ), Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Viện Khoa học Thủy Lợi Việt Nam, Hà Nội 10 TCVN 6663-6:2008, ISO 5667-6:2005 Chất lượng nước – Lấy mẫu – Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu sông suối 11 Đào Thị Hồng Vân (2012), Nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh vật địa nhằm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị Hà Nội, Luận án Tiến sĩ Công nghệ sinh học thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 56 57 ... việc phân tích chất lượng nước Xuất phát từ mục đích trên, tơi thực đề tài ? ?Phân tích, đánh giá chất lượng nước sông Tô Lịch đề xuất giải pháp xử lý? ?? việc làm giúp người có nhìn cụ thể chất lượng. .. triển Vùng - Phân tích mẫu nước thực tế lấy sông Tô Lịch để đánh giá mức độ ô nhiễm nước sông - Đề xuất giải pháp xử lý nhiễm nước 2.2 Hóa chất dụng cụ - Hóa chất sử dụng loại hóa chất tinh khiết... thường dựa vào đặc điểm loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp [5] Thơng thường có phương pháp xử lý sau: - Xử lý phương pháp sinh học - Xử lý phương pháp hóa lý - Xử lý phương pháp