NGHIÊN cứu xử lý nước THẢI CAO SU BẰNG cây dầu mè

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƢƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI CAO SU BẰNG CÂY DẦU MÈ (Jatropha curcas L.) GVHD: ThS HỒ BÍCH LIÊN SVTH: NGƠ THỊ TẤM MSSV: 08070414 LỚP: 11SH02 BÌNH DƢƠNG – 2012 TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƢƠNG KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC NGÔ THỊ TẤM NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI CAO SU BẰNG CÂY DẦU MÈ (Jatropha curcas L.) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH GVHD: ThS HỒ BÍCH LIÊN BÌNH DƢƠNG – 2012 CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, với nhiều ngành công nghiệp phát triển khác, ngành công nghiệp chế biến mủ cao su đƣợc xem ngành phát triển mạnh nƣớc ta Với đời nhiều nhà máy chế biến mủ cao su tạo việc làm cho hàng ngàn ngƣời lao động, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nƣớc phát triển nhanh theo đà tăng trƣởng kinh tế, góp phần không nhỏ cho GDP đất nƣớc Bên cạnh lợi ích mà cao su đem lại, nƣớc thải cao su trình thu gom chế biến phát sinh vấn đề đáng lo ngại Hằng năm, ngành chế biến mủ cao su thải khoảng triệu m3 nƣớc thải mà chƣa đƣợc xử lý hồn tồn tác hại đến mơi trƣờng ngƣời xung quanh, khơng cịn trực tiếp tác động không nhỏ đến nguồn nƣớc ngầm gây phát sinh bệnh tật, giãm chất lƣợng sống… thật vấn đề nan giải, thu hút quan tâm sâu sắc xã hội Để giải vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nƣớc thải cao su gây ra, nhà quản lý môi trƣờng sử dụng nhiều phƣơng pháp để xử lý nƣớc thải cao su nhƣ phƣơng pháp vật lý, hóa học, sinh học,… nhằm loại bỏ chất nhiễm chuyển chúng từ dạng độc sang dạng không độc thải môi trƣờng Nhƣng hầu hết phƣơng pháp xử lý không triệt để mức độ ô nhiễm nƣớc thải cao su đòi hỏi chi phí đầu tƣ, vận hành lớn Trƣớc tình hình nhiều nƣớc giới sử dụng phổ biến công nghệ phytoremediation, công nghệ sử dụng thực vật có khả hấp thụ chất nhiễm môi trƣờng nƣớc hay đất để xử lý, cải tạo môi trƣờng bị ô nhiễm Phytoremediation ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi toàn giới nhƣ Việt Nam.Với ƣu điểm phƣơng pháp đơn giản, vốn đầu tƣ thấp, vật liệu dễ tìm mà lại thân thiện với môi trƣờng Trong loại thực vật ứng dụng cơng nghệ phytoremediation dầu mè (Jatropha curcas L.) đƣợc nghiên cứu rộng rãi xử lý nƣớc thải, có ƣu điểm có khả chịu hạn cao, thích nghi với mơi trƣờng nƣớc thải tốt hết có tuổi thọ cao lồi thủy sinh Ngồi tính đó, dầu mè cịn cung cấp nguồn lợi lớn, nhƣ cung cấp nguồn nguyên liệu sạch, diesel sinh học, giảm đƣợc việc khai thác dầu mỏ dƣới lịng đất, hạn chế gây nhiễm cho môi trƣờng Tuy nhiên việc sử dụng dầu mè (Jatropha curcas L.) việc xử lý nƣớc thải cao su cịn chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều Vì triển khai nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.)” 1.2 Mục đích Yêu cầu 1.2.1 Mục đích Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.)” nhằm mục đích tìm phƣơng pháp có khả xử lý nƣớc thải cao su tốn mà lại thân thiện với môi trƣờng 1.2.2 Yêu cầu - Khảo sát khả chịu đựng khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) nồng độ nƣớc thải cao su 25%, 50%, 75% mơ hình cánh đồng tƣới thông qua số tiêu nhƣ chiều cao cây, số lá, COD, BOD5 , NH3, nhiệt độ,pH, SS, độ màu… - Khảo sát khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) mơ hình cánh đồng tƣới liều lƣợng nƣớc tƣới khác thông qua số tiêu nhƣ COD, BOD5 , NH3, nhiệt độ, pH, SS, độ màu… CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nƣớc thải cao su 2.1.1 Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải cao su [10] Cao su nguồn nguyên liệu thiếu giới Tuy nhiên việc sản xuất sản phẩm gây nhiều tranh cãi lƣợng lớn nƣớc thải gây ô nhiễm môi trƣờng khơng đƣợc xử lý Trong thành phần ô nhiễm nƣớc thải cao su gồm nhiều, số có Chất làm tiêu hao oxy : Các chất làm tiêu hao oxy nƣớc thải chế biến mủ cao su hầu hết có nguồn gốc từ mủ nƣớc Trong mủ nƣớc có khoảng 4,3% chất hữu cao su, chủ yếu protein, hydrat cacbon chất béo Ngoài ra, chất hữu vơ q trình bảo quản chế biến mủ góp phần chủ yếu làm tăng khối lƣợng chất làm tiêu hao oxy nƣớc thải cao su Chất dinh dƣỡng thực vật : Do việc sử dụng NH3 trình bảo quản chế biến Chất dinh dƣỡng thực vật chủ yếu nitơ (Amoniac nitơ hữu cơ) Trong trình chế biến cao su khô, nguồn gốc nƣớc thải cao su phát sinh từ công đoạn nhƣ khuấy trộn, đánh đông mủ gia công học Trong nƣớc có nồng độ nhiễm cao nƣớc serum (nƣớc đƣợc thải từ mƣơng đông tụ) Bảng 2.1 Nguồn gốc chất ô nhiễm nƣớc thải chế biến mủ cao su Thành phần Hàm lƣợng % w/w Nguồn gốc nguyên liệu Protein 1,8 Nguyên liệu lipid 0,95 Nguyên liệu Hydrat carbon 0,9 Nguyên liệu NH3 0,16 Chế biến Các acid hữu 0,16 Chế biến Các acid béo tự 0,22 Nguyên liệu acid amin tự 2.1.2 Đặc điểm nƣớc thải cao su [6] Trong trình chế biến mủ cao su, khâu đánh đơng mủ (đối với quy trình chế biến mủ nƣớc) nhà máy thải ngày lƣợng lớn nƣớc thải cao su khoảng từ 600- 1.800 m3 cho nhà máy Lƣợng nƣớc thải có nồng độ chất hữu dễ phân hủy cao nhƣ acid acetic, đƣờng, chất béo, protein… hàm lƣợng COD từ 2.500- 35.000 mg/l hàm lƣợng BOD từ 1.500- 12.000 mg/l làm ô nhiễm hầu hết nguồn nƣớc Nƣớc thải cao su thƣờng có pH thấp, Nitơ, Amoni, nitơ hữu hàm lƣợng chất hữu cao Chất ô nhiễm hữu nƣớc thải chủ yếu dạng dễ phân hủy sinh học Nƣớc thải cao su phát sinh chủ yếu từ nguồn thải liên tục thời gian sản xuất gồm: - Nƣớc thải từ phân xƣởng sản xuất mủ cốm: bao gồm nƣớc thải từ mƣơng đánh đông, máy cắt, ép thƣờng mang hóa chất hịa tan nhƣ tác nhân bảo quản, amoniac, axit formic axit axetic, chất hữu cơ, hạt mủ chƣa kịp đông… - Nƣớc thải từ phân xƣởng mủ tạp: bao gồm nƣớc thải bể ngâm mủ tạp, nƣớc thải từ máy cán, cắt chứa chất rắn nhƣ bụi đất, rác, chất bẩn khác bám dính mủ thu gom nhà máy Ngồi cịn có nƣớc thải từ vệ sinh xúc rửa xe bồn nhƣng đƣợc thải gián đoạn xúc rửa xe Nhƣ nƣớc thải sản xuất chủ yếu có tính chất nhƣ sau: Lƣu lƣợng cao, độ pH thấp, hàm lƣợng chất lơ lửng cao, mủ cao su dạng hạt nhỏ chiếm tỷ lệ lớn Trong nƣớc thải phân xƣởng mủ tạp có chứa nhiều cặn đất Tải lƣợng hàm lƣợng chất hữu cao 2.1.3 Tính chất nƣớc thải cao su [8] Nƣớc thải cao su có độ nhiễm bẩn cao, ảnh hƣởng lớn đến điều kiện vệ sinh môi trƣờng Nƣớc thải từ nhà máy với khối lƣợng lớn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến khu vực dân cƣ, ảnh hƣởng đến sức khỏe, đời sống nhân dân khu vực Nếu không xử lý triệt xã trực tiếp lƣợng nƣớc thải vào nguồn tiếp nhận nhƣ ao, hồ, sông suối tầng nƣớc ngầm ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh Nƣớc thải chế biến mủ cao su đƣợc hình thành chủ yếu từ cơng đoạn khuấy trộn, làm đông, gia công học nƣớc rửa máy móc, bồn chứa - Nƣớc thải chế biến cao su có pH thấp, khoảng 4,2 - 5,2 việc sử dụng axit để làm đông tụ mủ cao su - Các hạt cao su tồn nƣớc dạng huyền phù với nồng độ cao Các hạt huyền phù hạt cao su đông tụ nhƣng chƣa kết lại thành mảng lớn, phát sinh giai đoạn đánh đông cán crep Nếu lƣu nƣớc thải thời gian dài khơng có xáo trộn dịng huyền phù tự lên kết dính thành mảng lớn bề mặt nƣớc - Các hạt cao su tồn dạng nhũ tƣơng keo phát sinh trình rửa bồn chứa, rửa chén mỡ, nƣớc tách từ mủ ly tâm gian đoạn đánh đơng - Trong nƣớc thải cịn chứa lƣợng lớn protein hòa tan, N-NH3 (dùng q trình kháng đơng) Hàm lƣợng COD nƣớc thải cao, lên đến 15.000 mg/l mn - Tỷ lệ BOD/COD nƣớc thải 0,60 - 0,88 thích hợp cho q trình xử lý sinh học 2.1.4 Tác động đến môi trƣờng nƣớc thải cao su [7] Tuy lƣợng nƣớc thải sản xuất không nhiều nhƣng đặc tính dễ phân hủy sinh học kết tụ nên không đƣợc xử lý mà thải trực tiếp nguồn tiếp nhận khả gây ô nhiễm lớn, đặc biệt đến ô nhiễm mơi trƣờng nƣớc khơng khí Các tác động tiêu cực kể nhƣ sau : - Các mảng cao su bám dính lên thành mƣơng dẫn bề mặt cơng trình lâu ngày gây tắc nghẽn cơng trình giảm mỹ quan cơng trình - Các hạt từ cao su đóng váng mặt nƣớc bao kín bề mặt quang hợp ngăn cản q trình phát triển thực vật nƣớc - Nƣớc thải có pH thấp chứa chất dễ bị phân hủy sinh học nhƣ protein, lipid, acid béo… đồng thời lại chứa nhiều loại vi khuẩn Khi thải nguồn tiếp nhận có khả làm cạn kiệt hàm lƣợng oxi hịa tan nƣớc q trình phân hủy yếm khí chất hữu ảnh hƣởng đến đời sống thủy sinh - Latex cao su phân hủy điều kiện yếm khí tạo sản phẩm nhƣ H 2S, mecaptan, acid amin, acid béo, bazơ hữu cơ,… gây mùi khó chịu ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe công nhân nhƣ dân cƣ khu vực xung quanh xí nghiệp, cống xá,… 2.2 Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải cao su 2.2.1 Phƣơng pháp xử lý học [11] Xử lý học nhằm loại bỏ tạp chất không tan vơ hữu có nƣớc Tùy theo đặc điểm loại cặn có nƣớc thải, q trình cơng trình đơn vị sau đƣợc áp dụng : Song chắn rác, lƣới chắn rác, bể lắng, xiclon thủy lực, lọc cát ly tâm Trong quan trọng trình : - Song chắn rác lƣới chắn rác Loại bỏ tất tạp vật gây cố trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải nhƣ tắc ống bơm, đƣờng ống ống dẫn Song chắn rác gồm thép không rỉ xếp song song với tạo thành khe hở, hình dáng bề mặt hƣớng dịng thải chảy tới Thanh hình chữ nhật, hình chữ nhật có cạnh sắc, hình bán nguyệt, hình trịn… - Bể lắng cát Trong xử lý nƣớc thải cao su, trình lắng đƣợc sử dụng để loại tạp chất dạng huyền phù thô khỏi nƣớc thải Theo chức năng, bể lắng đƣợc phân thành: Bể lắng cát, bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp Yêu cầu: có hiệu suất lắng cao xả bùn dễ dàng - Lọc Lọc đƣợc ứng dụng để tách tạp chất phân tán có kích thƣớc nhỏ khỏi nƣớc thải cao su mà bể lắng loại chúng đƣợc, trình tách hạt rắn khỏi pha lỏng pha khí cách cho dịng khí lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qua lớp ngăn xốp, hạt rắn bị giữ lại - Bể gạn mủ Thu hồi hạt cao su thất thoát vào nƣớc thải nhằm giảm thiểu thiệt hại lợi nhuận, giảm tác động khơng tốt đến cơng trình xử lý phía sau Ngồi với kích thƣớc đủ lớn nên bể gạn mủ cịn đóng vai trị bể điều hịa có nhiệm vụ điều hịa lƣu lƣợng nồng độ nƣớc thải nhằm đảm bảo cho trình xử lý 2.2.2 Phƣơng pháp xử lý hóa lý [12] Các phƣơng pháp hóa lý thƣờng hay sử dụng : - Phƣơng pháp đông tụ keo tụ Q trình lắng tách đƣợc hạt rắn huyền phù nhƣng tách đƣợc chất gây nhiễm bẩn dạng keo hòa tan chúng hạt rắn có kích thƣớc nhỏ Nhƣ để tăng nhanh trình lắng chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, ngƣời ta dùng phƣơng pháp đơng tụ, nồng độ chất màu, mùi, lơ lửng giảm xuống Các chất đông tụ thƣờng dùng nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua, Al2(SO4)3 vào nƣớc tác dụng với bicacbonat nƣớc tạo thành Al(OH)3 dạng hấp phụ kết dính hạt huyền phù, chất dạng keo lơ lửng nƣớc thải - Phƣơng pháp tuyển Phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng để tách tạp chất dạng lỏng dạng rắn phân tán không tan, tự lắng khỏi pha lỏng Bản chất trình ngƣợc lại với trình lắng, chất lơ lửng lên bề mặt tập hợp lại thành lớp lên bề mặt nƣớc thải dƣới sức nâng bọt khí Phƣơng pháp tuyển áp dụng để xử lý sơ trƣớc xử lý sinh học, hóa học xử lý triệt để sau xử lý sinh học - Phƣơng pháp hấp thụ Quá trình hấp phụ trình tập hợp chất hòa tan dung dịch lên bề mặt chung chất lỏng khí, hai chất lỏng chất lỏng chất rắn thích hợp Phƣơng pháp hấp thụ đƣợc ứng dụng rộng rãi để làm triệt để nƣớc khỏi chất hữu hòa tan sau xử lý hóa sinh, nồng độ chất không cao chúng phân hủy sinh học độc - Phƣơng pháp trao đổi ion Sử dụng để loại bỏ ion kim loại khỏi nƣớc, chất trao đổi ion trình tƣơng tác dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi ion chứa ion khác có dung dịch Các chất cấu thành pha rắn gọi ionit Có hai phƣơng pháp sử dụng trao đổi ion trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động, vận hành tái sinh liên tục trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên ,vận hành tái sinh gián đoạn Trong trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh phổ biến - Các trình tách màng Quá trình phân tách màng dựa nguyên lý hoạt động màng bán thấm cho phép nƣớc qua màng giữ lại chất rắn lơ lửng chất khơng mong muốn khác Màng lọc nói tích hợp thay hiệu cho công nghệ keo tụ, lọc cặn, hấp phụ, nén ép chƣng cất Có nhiều phƣơng pháp khác để đƣa chất thấm qua màng, phƣơng pháp đƣợc áp dụng nhiều sử dụng áp suất cao, trì nồng độ hai bên màng cung cấp nguồn điện - Các phƣơng pháp điện hóa Nghiên cứu mối liên hệ q trình hóa học dịng điện Một phản ứng hóa học xảy có dịng điện chạy qua, hay qua phản ứng hóa học có hiệu điện thế, q trình điện hóa Trong q trình ln tồn đồng thời hai tƣợng: ơxi hóa ơxi hóa khử 29/05 93.26 0.05 (*-) + -+ -+ -+120 160 200 240 Pooled StDev = 5.09 Analysis of variance for SS versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 75% VOI LUONG NUOC TUOI 2L Source NGAY Error Total DF 11 S = 2.067 Level 01/05 10/05 20/05 29/05 N 3 3 SS 12979.35 34.19 13013.54 MS 4326.45 4.27 R-Sq = 99.74% Mean 239.72 195.56 173.77 150.51 StDev 4.08 0.26 0.52 0.30 F 1012.31 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.64% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev -+ -+ -+ -+ -(*) (*) (-*) (*) -+ -+ -+ -+ -150 175 200 225 Pooled StDev = 2.07 Analysis of variance for SS versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 75% VOI LUONG NUOC TUOI 3L Source NGAY Error Total DF 11 S = 2.304 Level 01/05 10/05 20/05 29/05 N 3 3 SS 6594.08 42.48 6636.56 MS 2198.03 5.31 R-Sq = 99.36% Mean 239.72 210.35 192.69 176.50 StDev 4.08 0.33 0.16 2.11 F 413.97 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.12% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev -+ -+ -+ -+ -(-*) (*-) (*-) (*-) -+ -+ -+ -+ -180 200 220 240 Pooled StDev = 2.30 Analysis of variance for BOD5 versus NGHIEM THUC NUOC MÁY 93 Source NGAY Error Total DF SS 1.55754 0.00654 1.56408 S = 0.04043 MS 1.55754 0.00163 R-Sq = 99.58% Level SAUTHINGHIEM TRUOCTHINGHIEM N 3 Mean 1.2167 2.2357 F 952.72 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.48% StDev 0.0503 0.0271 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev + -+ -+ -+ ( *-) ( *-) + -+ -+ -+ 1.20 1.50 1.80 2.10 Pooled StDev = 0.0404 Analysis of variance for BOD5 versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 25% Source NGAY Error Total DF S = 0.6075 SS 653.544 1.476 655.020 MS 653.544 0.369 R-Sq = 99.77% Level SAUTHINGHIEM TRUOCTHINGHIEM N 3 Mean 13.867 34.740 F 1770.80 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.72% StDev 0.307 0.802 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev -+ -+ -+ -+ (-*-) (-*-) -+ -+ -+ -+ 18.0 24.0 30.0 36.0 Pooled StDev = 0.608 Analysis of variance for BOD5 versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 50% Source NGAY Error Total DF S = 0.9718 SS 565.705 3.777 569.482 MS 565.705 0.944 R-Sq = 99.34% Level SAUTHINGHIEM TRUOCTHINGHIEM N 3 Mean 38.720 58.140 F 599.04 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.17% StDev 0.477 1.289 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev + -+ -+ -+( *-) ( *-) + -+ -+ -+- 94 42.0 48.0 54.0 60.0 Pooled StDev = 0.972 Analysis of variance for BOD5 versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 75% Source NGAY Error Total DF S = 1.231 SS 1199.92 6.07 1205.99 MS 1199.92 1.52 R-Sq = 99.50% Level CUOITHINGHIEM DAUTHINGHIEM N 3 Mean 85.87 114.15 F 791.21 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.37% StDev 1.18 1.28 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev + -+ -+ -+ (-*-) (-*-) + -+ -+ -+ 90 100 110 120 Pooled StDev = 1.23 Analysis of variance for BOD5 versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 75% VOI LUONG NUOC TUOI 1L Source NGAY Error Total DF SS 4165.408 3.560 4168.968 S = 0.9435 MS 4165.408 0.890 R-Sq = 99.91% Level CUOITHINGHIEM DAUTHINGHIEM N 3 Mean 61.430 114.127 F 4679.62 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.89% StDev 0.205 1.318 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev + -+ -+ -+ (*) (*) + -+ -+ -+ 60 75 90 105 Pooled StDev = 0.943 Analysis of variance for BOD5 versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 75% VOI LUONG NUOC TUOI 2L Source NGAY Error Total DF S = 1.083 SS 1880.55 4.69 1885.24 MS 1880.55 1.17 R-Sq = 99.75% F 1604.74 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.69% 95 Level CUOITHINGHIEM DAUTHINGHIEM N 3 Mean 78.72 114.13 StDev 0.78 1.32 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev -+ -+ -+ -+ -(-*) (-*-) -+ -+ -+ -+ -80 90 100 110 Pooled StDev = 1.08 Analysis of variance for BOD5 versus NGHIEM THUC NUOC THAI CS 75% VOI LUONG NUOC TUOI 3L Source NGAY Error Total DF S = 1.166 SS 679.26 5.44 684.70 MS 679.26 1.36 R-Sq = 99.21% Level CUOITHINGHIEM DAUTHINGHIEM Level CUOITHINGHIEM DAUTHINGHIEM N 3 Mean 92.85 114.13 F 499.50 P 0.000 R-Sq(adj) = 99.01% StDev 0.99 1.32 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev + -+ -+ -+ ( *-) ( * ) + -+ -+ -+ 91.0 98.0 105.0 112.0 Pooled StDev = 1.17 96 LỜI CẢM ƠN Luận văn tác phẩm sinh viên trƣớc rời khỏi trƣờng đại học.Để hoàn thành đƣợc luận văn này, sinh viên cần áp dụng tất kiến thức hiểu biết mà tích lũy đƣợc suốt năm trƣờng Chính kiến thức mà em tiếp thu đƣợc năm học trƣờng Đại Học Bình Dƣơng tảng vững giúp em hoàn thành luận văn Và đây, đứng cuối khóa học em xin cảm ơn nhiều ngƣời cao quý Thành kính cảm ơn Bố mẹ sinh thành, ni dƣỡng khơn lớn cho có đƣợc ngày hôm nay, cảm ơn tất ngƣời gia đình ln ủng hộ, động viên tạo điều kiện cho suốt trình học tập Em xin cảm ơn Ban Giám Hiệu trƣờng Đại Học Bình Dƣơng, Ban chủ nhiệm q Thầy Cơ Khoa Cơng Nghệ Sinh Học, tồn thể q Thầy Cô truyền đạt kiến thức cho em suốt q trình học tập trƣờng Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Cơ ThS Hồ Bích Liên trực tiếp hƣớng dẫn, bảo tận tình thời gian em thực đề tài Đồng thời cô động viên nhƣ truyền đạt kiến thức kinh nghiệm cần thiết để giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Thầy, cô bạn phịng thí nghiệm Khoa Cơng NGhệ Sinh Học, Trƣờng Đại học Bình Dƣơng hết lịng giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp Em xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy Bùi Minh Trí ngƣời tận tình bảo, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn Cảm ơn tập thể lớp 11SH02 thân yêu chia sẻ giúp đỡ động viên tơi lúc gặp khó khăn, vui buồn suốt thời gian học tập làm đề tài Sinh viên thực Ngô Thị Tấm i MỤC LỤC Trang LỜI CÁM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH VIẾT TẮT v DANH SÁCH CÁC BẢNG vi DANH SÁCH CÁC HÌNH .vii CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích Yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nƣớc thải cao su 2.1.1 Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải cao su 2.1.2 Đặc điểm nƣớc thải cao su 2.1.3 Tính chất nƣớc thải cao su 2.1.4 Tác động đến môi trƣờng nƣớc thải cao su 2.2 Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải cao su 2.2.1 Phƣơng pháp xử lý học 2.2.2 Phƣơng pháp xử lý hóa lý 2.2.3 Phƣơng pháp xử lý hóa học 2.2.4 Phƣơng pháp xử lý sinh học 10 2.3 Tổng quan Phytoremediation 15 2.3.1 Giới thiệu Phytoremediation 15 2.3.2 Lịch sử ứng dụng thực vật cải tạo môi trƣờng 15 2.3.3 Phân loại Phytoremediation 16 2.3.4 Ƣu nhƣợc điểm phytoremediation 19 ii 2.4 Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải theo mơ hình cánh đồng tƣới, cánh đồng lọc bãi lọc trồng 19 2.4.1 Xử lý nƣớc thải cánh đồng lọc 20 2.4.2 Xử lý nƣớc thải theo mơ hình cánh đồng tƣới 22 2.4.3 Xử lý nƣớc thải bãi lọc trồng 23 2.5 Tổng quan dầu mè 25 2.5.1 Tên gọi vị trí phân loại 25 2.5.3 Đặc điểm hình thái dầu mè (Jatropha curcas L.) 26 2.5.4 Đặc điểm sinh thái dầu mè ( Jatropha cucas L.) 27 2.5.5 Thành phần hóa học Cây dầu mè (Jatropha curcas L.) 27 2.5.6 Một số ứng dụng dầu mè kinh tế môi trƣờng 28 2.5.7 Một số nghiên cứu có liên quan đề tài giới việt nam 30 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 3.1 Thời gian địa điểm 31 3.1.1 Thời gian 31 3.1.2 Địa điểm 31 3.2 Đối tƣợng nghiên cứu 31 3.1 Cây dầu mè 31 3.2 Nƣớc thải cao su 31 3.3 Vật Liệu, Hóa Chất Và Dụng Cụ Nghiên Cứu 31 3.4 Phƣơng Pháp Nghiên Cứu 32 3.4.1 Giai đoạn chuẩn bị vật liệu nghiên cứu 32 3.4.2 Bố trí thí nghiệm 33 3.4.3 Giai đoạn dƣỡng 34 3.4.4 Tiến hành thí nghiệm 34 3.5 Phƣơng pháp xác định tiêu 39 3.5.1 Phƣơng pháp xác định chiều cao 39 3.5.2 Phƣơng pháp xác định số 39 3.5.3 Phƣơng pháp xác định nhiệt độ 39 iii 3.5.4 Phƣơng pháp xác định pH 40 3.5.6 Chỉ tiêu chất rắn lơ lửng (SS) 41 3.5.7 Chỉ tiêu NH3 41 3.5.8 Phân tích kết 42 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 43 4.1 Đánh giá khả chịu đựng khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) nồng độ 25%, 50%, 75% mơ hình cánh đồng tƣới 43 4.1.1 Kết đánh giá tiềm sinh trƣởng, phát triển dầu mè (Jatropha curcas L.) nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% mơ hình cánh đồng tƣới 43 4.1.2 Đánh giá khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) nồng độ 25%, 50%, 75% mơ hình cánh đồng tƣới 46 4.2 Đánh giá khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) mơ hình cánh đồng tƣới liều lƣợng nƣớc tƣới khác 58 4.2.1 Kết tiêu pH 58 4.2.2 Kết tiêu nhiệt độ 59 4.2.3 Kết tiêu COD 60 4.2.4 Kết tiêu NH3 64 4.2.5 Kết tiêu SS 66 4.2.6 Kết tiêu màu 68 4.2.7 Kết tiêu BOD5 62 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 5.1 Kết Luận 69 5.2 Kiến Nghị 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD5 (Biological Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh học ngày COD (Chemical Oxygen Demand)Nhu cầu oxy hóa học DO Dissolved Oxygen L Lít ĐH Đại Học NH3 Amoniac NT Nghiệm Thức QCVN Quy Chuẩn Việt Nam TB Trung bình TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam SS (Suspended Solid)Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Nguồn gốc chất ô nhiễm nƣớc thải chế biến mủ cao su Bảng 2.2 Các công nghệ Phytoremediation [5] 17 Bảng 3.1 Các tiêu theo dõi khả chịu đựng khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè nồng độ 25%, 50%, 75% 36 Bảng 3.2 Các tiêu phân tích khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè mơ hình cánh đồng tƣới liều lƣợng nƣớc tƣới khác 39 Bảng 4.1 Kết chiều cao (cm) trung bình dầu mè nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50% 75% trƣớc sau thí nghiệm 43 Bảng 4.2 Số trung bình dầu mè nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50% 75% trƣớc sau thí nghiệm 45 Bảng 4.3 Sự biến đổi nhiệt độ nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% nghiệm thức theo thời gian 46 Bảng 4.4 Sự biến đổi pH nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% nghiệm thức theo thời gian 47 Bảng 4.5 Hàm lƣợng BOD5 (mgO2/l) trung bình nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% nghiệm thức 48 Bảng 4.6 Hàm lƣợng COD (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% nghiệm thức theo thời gian 50 Bảng 4.7 Hàm lƣợng NH3 (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% nghiệm thức theo thời gian 52 Bảng 4.8 Hàm lƣợng SS (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% nghiệm thức theo thời gian 54 Bảng 4.9 Kết tiêu pH nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 58 Bảng 4.10 Chỉ tiêu nhiệt độ (0C) nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 59 vi Bảng 4.11 Hàm lƣợng COD (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 60 Bảng 4.12 Kết tiêu BOD5 (mgO2/l) nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức 62 Bảng 4.13 Hàm lƣợng NH3 (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 64 Bảng 4.14 Kết tiêu SS (mg/l) nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 66 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Cây, Hoa Trái Hạt dầu mè [4] 25 Hình 3.1 Bể chứa nƣớc thải cao su – Nơi lấy mẫu 32 Hình 3.2 Cây dầu mè năm tuổi dùng nghiên cứu 33 Hình 3.3 Mơ hình thí nghiệm phác họa 33 Hình 3.4 Mơ hình thí nghiệm thực tế 34 Hình 3.5 Sơ đồ bố thí thí nghiệm khảo sát khả chịu đựng khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (jatropha curcas L.) nồng độ 25%, 50%, 75% mô hình cánh đồng tƣới 35 Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) mơ hình cánh đồng tƣới liều lƣợng nƣớc tƣới khác 38 Hình 4.1 Sự tăng trƣởng chiều cao trung bình dầu mè nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% nghiệm thức 44 Hình 4.2 Sự phát triển số trung bình dầu mè nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50% 75% 45 Hình 4.3 Biến thiên nhiệt độ nƣớc thải cao su nghiệm thức theo thời gian 47 Hình 4.4 Biến thiên pH nƣớc thải cao su nghiệm thức theo thời gian 48 Hình 4.5 Sự biến thiên hàm lƣợng BOD5 (mgO2/l) trung bình nƣớc thải cao su nghiệm thức 49 Hình 4.6 Hiệu suất xử lý BOD5 (%) nghiệm thức nƣớc thải cao su 49 Hình 4.7 Sự biến thiên hàm lƣợng COD (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nghiệm thức theo thời gian 51 Hình 4.8 Hiệu suất xử lý COD (%) nghiệm thức nƣớc thải cao su theo thời gian 51 Hình 4.9 Sự biến thiên hàm lƣợng NH3 (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nghiệm thức theo thời gian 53 viii Hình 4.10 Hiệu suất xử lý NH3 (%) nghiệm thức nƣớc thải cao su 53 Hình 4.11 Hàm lƣợng SS (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nghiệm thức theo thời gian 55 Hình 4.12 Hiệu suất xử lý SS (%) nghiệm thức nƣớc thải cao su nghiệm thức theo thời gian 55 Hình 4.13 Mẫu nƣớc thải cao su ban đầu chƣa qua xử lý 56 Hình 4.14 Mẫu nƣớc thải cao su sau xử lý 57 Hình 4.15 Sự biến thiên pH nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 59 Hình 4.16 Sự biến thiên nhiệt độ (0C) nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 60 Hình 4.17 Sự biến thiên hàm lƣợng COD (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su 75% nghiệm thức theo thời gian 61 Hình 4.18 Hiệu suất xử lý COD (%) nghiệm thức nƣớc thải cao su 75%% nghiệm thức theo thời gian 62 Hình 4.19 Sự biến thiên hàm lƣợng BOD5 (mgO2/l) trung bình nƣớc thải cao su 75% nghiệm thức 63 Hình 4.20 Hiệu suất xử lý BOD5 (%) nghiệm thức nƣớc thải cao su nghiệm thức 63 Hình 4.21 Sự biền thiên hàm lƣợng NH3 (mg/l) trung bình nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 65 Hình 4.22 Hiệu suất xử lý NH3 (%) nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 65 Hình 4.23 Sự biến thiên SS (mg/l) nƣớc thải cao su nồng độ 75% nghiệm thức theo thời gian 67 Hình 4.24 Hiệu suất xử lý SS (%) nghiệm thức nƣớc thải cao su nghiệm thức theo thời gian 67 Hình 4.25 Mẫu nƣớc trƣớc sau thí nghiệm 68 ix TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.)” đƣợc tiến hành từ tháng 3/2012 đến tháng 6/2012 phịng thí nghiệm Thực Phẩm Mơi Trƣờng, trƣờng Đại Học Bình Dƣơng Nghiên cứu đƣợc thực đối tƣợng nƣớc thải cao su dầu mè gồm thí nghiệm : Thí nghiệm : Khảo sát khả chịu đựng khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) nồng độ nƣớc thải cao su 25%, 50%, 75% mơ hình cánh đồng tƣới Kết cho thấy nƣớc thải cao su 25% nồng độ tối ƣu dùng để tƣới dầu mè mơ hình cánh đồng tƣới - Đánh giá tiềm sinh trƣởng, phát triển dầu mè (Jatropha curcas L.) nƣớc thải cao su nồng độ 25%, 50%, 75% mơ hình cánh đồng tƣới Kết cho thấy dầu mè sinh trƣởng phát triển tốt nồng độ nƣớc thải cao su 25% Kế tiếp nồng độ nƣớc thải cao su 50%, sau nƣớc thải cao su 75% Qua cho thấy dầu mè sinh trƣởng phát triển tốt nƣớc thải cao su 25% nƣớc máy - Đánh giá khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) nồng độ 25%, 50%, 75% mơ hình cánh đồng tƣới Kết cho thấy dầu mè chất ô nhiễm nƣớc thải cao su nồng độ 25% cho hiệu xử lý tốt Cụ thể hiệu suất xử lý BOD5, COD, NH3, SS nghiệm thức lần lƣợt là: Nghiệm thức dầu mè với nƣớc thải cao su pha loãng 25% 60,2%, 60%, 95%, 57,9%, hàm lƣợng BOD5, COD, NH3 nƣớc thải cao su 25% đầu đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN24-2009/BTNMT, hàm lƣợng SS nƣớc thải cao su 25% đầu đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN24-2009/BTNMT Nghiệm thức đối chứng gồm dầu mè nƣớc máy 46,1%, 45,2%, 90,6%, 72,2%, hàm lƣợng BOD5, COD, NH3, SS nƣớc máy đầu đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN24-2009/BTNMT Tiếp nghiệm thức gồm dầu mè nƣớc thải cao su pha loãng 50% 33.35%, 33,4%, 77%, 49,7%, hàm lƣợng BOD5 nƣớc thải cao su 50% đầu đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN24-2009/BTNMT, hàm lƣợng COD, NH3, SS nƣớc thải cao su 50% đầu đạt x tiêu chuẩn loại B theo QCVN24-2009/BTNMT Nghiệm thức gồm dầu mè nƣớc thải cao su pha loãng 75% 24,74%, 24,6%, 64%, 37,9%, hàm lƣợng BOD5, COD, NH3, SS nƣớc thải cao su 75% đầu chƣa đạt tiêu chuẩn theo QCVN242009/BTNMT Thí nghiệm 2: Khảo sát khả xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.) mơ hình cánh đồng tƣới liều lƣợng nƣớc tƣới khác Kết cho thấy dầu mè tƣới lít nƣớc thải cao su 75% lƣợng nƣớc tƣới thích hợp Cụ thể hiệu suất xử lý BOD5, COD, NH3, SS nghiệm thức lần lƣợt nghiệm thức dầu mè với nƣớc thải cao su pha loãng 75% với lƣợng nƣớc tƣới 1l: 48,1%, 46,25%, 66,3%, 61,09%, hàm lƣợng NH3 nƣớc thải cao su 75% với lƣợng nƣớc tƣới lít đầu đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN24-2009/BTNMT, hàm lƣợng BOD5, COD, SS nƣớc thải cao su 75% với lƣợng nƣớc tƣới lít đầu chƣa đạt tiêu chuẩn theo QCVN24-2009/BTNMT Tiếp nghiệm thức gồm dầu mè nƣớc thải cao su pha loãng 75% với lƣợng nƣớc tƣới 2l: 31%, 31%, 42,6%, 37,2%, hàm lƣợng BOD5, COD, NH3, SS nƣớc thải cao su 75% với lƣợng nƣớc tƣới lít đầu chƣa đạt tiêu chuẩn theo QCVN24-2009/BTNMT Nghiệm thức gồm dầu mè nƣớc thải cao su pha loãng 75% với lƣợng nƣớc tƣới 3l: 18,6%, 18,7%, 31,1%, 26,3%, hàm lƣợng BOD5, COD, NH3, SS nƣớc thải cao su 75% với lƣợng nƣớc tƣới lít đầu chƣa đạt tiêu chuẩn theo QCVN24-2009/BTNMT xi ... (NT1): Cây dầu mè + nƣớc máy Nghiệm thức ( NT2): Cây dầu mè + nƣớc thải cao su 25% Nghiệm thức (NT3): Cây dầu mè + nƣớc thải cao su 50% Nghiệm thức (NT4): Cây dầu mè + nƣớc thải cao su 75% 34 ba... mè (Jatropha curcas L.) việc xử lý nƣớc thải cao su chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều Vì chúng tơi triển khai nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu xử lý nƣớc thải cao su dầu mè (Jatropha curcas L.)” 1.2 Mục... nƣớc thải cao su pha loãng 50% sau nƣớc thải cao su 75% Qua chúng tơi thấy nghiệm thức dầu mè tƣới nƣớc thải cao su 25% có tiềm sinh trƣởng, phát triển tốt dầu mè tƣới nƣớc máy nƣớc thải cao su