Tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt và nước thải trong ngành công nghiệp giấy

MỤC LỤC

Nhu cầu Oxy hóa học COD (Chemical Oxygen Demand)

Chỉ số này được dùng rộng rãi để biểu thị hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải và mức độ ô nhiễm nước tự nhiên. COD được định nghĩa là lượng ôxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và nước. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được xác định khi sử dụng 1 tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường axit.

Trong đó: A- Thể tích dung dịch FAS tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch trắng, ml B- Thể tích dung dịch FAS tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch mẫu, ml.

Độ pH của nước

Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị ôxy hóa bằng vi sinh vật.

Các chỉ tiêu vi sinh [6]

Tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt ở các nước phát triển quy định trị số E.coli > hoặc = 100ml, chỉ số E.coli tương ứng là 10. Các loại rong tảo phát triển trong nước làm cho nước nhiễm bẩn chất hữu cơ và làm cho nước có màu xanh, ngoài ra nó còn làm tắc bể lọc, ống dẫn, hệ thống cấp thoát nước, gây tình trạng thừa hay thiếu oxy trong nước, tạo ra các chất độc hại cho nước. Nguyên nhân của sự phát triển rong tảo là trong nước có chứa các chất dinh dưỡng như: NH4+, NH3, N2 … và nhờ ánh sáng chiếu vào nguồn nước.

Vì vậy để tránh tác hại của rong tảo cần có các biện pháp phòng ngừa sự phát triển của chúng ngay tại nguồn nước.

Các tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt và nước thải ngành công nghiệp giấy

Vì vậy nếu thấy E.coli trong mẫu nước xét nghiệm chứng tỏ mẫu nước đó đã bị nhiễm phân người hoặc súc vật. Trị số E.coli là số đơn vị thể tích nước có chứa 1 vi khuẩn E.coli. Chỉ số E.coli là số lượng vi khuẩn E.coli có chứa trong một lít nước.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI [6, 11, 14]

Các phương pháp cơ học

  • Tách các hạt rắn lơ lửng dưới tác dụng của lực ly tâm và lực nén 1. Xyclon thủy lực

    Trong công nghiệp xử lý nước thải, theo chức năng, các bể lắng được phân thành: bể lắng cát, bể lắng cấp I và bể lắng trong (cấp II). Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố chính sau: lưu lượng nước thải, thời gian lắng (thời gian lưu), khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lửng, tải lượng thủy lực, sự keo tụ các hạt rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ của nước thải và kích thước bể lắng. Quá trình lọc xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất chân không sau vách ngăn.

    Lọc ly tâm thực hiện nhờ quay tròn huyền phù trong thùng quay, chất lỏng chui qua lưới lọc hoặc vải lọc và các lỗ trên thân thùng ra ngoài, còn hạt rắn được giữ lại trên lưới hoặc vải lọc trên thành thùng.

    Các phương pháp hóa lý 1. Đông tụ và keo tụ

    • Hấp phụ
      • Các phương pháp điện hóa

        Ban đầu các phân tử mới hình thành liên kết lại với nhau tạo thành phần ion của khối hoặc gần giống một trong các ion trong khối về tính chất và kích thước, tạo thành lớp vỏ bọc ion, lớp vỏ ion này cùng với khối phân tử bên trong tạo thành hạt keo. Khả năng tạo thành tổ hợp tuyển nổi của các hạt-bọt khí, vận tốc của quá trình, độ bền vững của mối dính kết và thời gian tồn tại của tổ hợp trên phụ thuộc vào bản chất của hạt, vào đặc tính tác dụng tương hỗ của các tác nhân với bề mặt hạt và khả năng thấm ướt của bề mặt hạt. Dung lượng trao đổi tổng cộng có thể được xác định trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp chuẩn độ với axit (đối với cột trao đổi anion dạng OH- ) hoặc với bazơ (đối với cột trao đổi cation dạng H+ ), dung lượng trao đổi cũng được xác định bằng đường cong ngưỡng hấp thụ.

        Khi sử dụng các điện cực không tan có thể xảy ra quá trình đông tụ do hiện tượng sinh điện và phóng điện của các hạt mang điện trên các điện cực, tạo thành trong dung dịch các chất có tác dụng phá vỡ các muối solvat (Clo, Oxy) trên bề mặt hạt.

        Các phương pháp hóa học

          Để trung hòa nước thải chứa axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa ta dùng vật liệu lọc có thể là mahetit (MgCO3), đôlômit, đá vôi, đá phấn , đá hoa và các chất thải rắn như xỉ và xỉ tro. Trung hòa bằng các khí axit: để trung hòa nước thải chứa kiềm trong những năm gần đây người ta đã dùng khí thải chứa CO2, SO2, NO2, N2O3, việc sử dụng khí axit không những cho phép trung hòa nước thải mà đồng thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại. Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxytclo, clorat canxi và natri, pe manganat kali, bicromat kali, peoxythydro (H2O2), oxy của không khí, ozon….

          Trong quá trình oxy hóa các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước, quá trình này tiêu tốn lượng lớn tác nhân hóa học do đó quá trinh oxy hóa học chỉ được dùng trong những trường.

          Các phương pháp sinh học

            Các phương pháp yếm khí dùng để lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như nước thải công nghiệp chứa hàm lượng hữu cơ cao (BOD=4-5g/l). Tùy thuộc vào loại sản phẩm cuối cùng, người ta phân loại quá trình này thành lên men rượu, lên men axit lactic, lên men metan những sản phẩm cuối cùng lên men là cồn, axit, axeton, khí CO2, H2, CH4. Cơ chế quá trình này chưa biết đến một các đầy đủ và chính xác nhưng người ta nhưng người ta giải thích quá trình lên men khí metan gồm hai pha: pha axit và pha kiềm (hay pha metan).

            Trong pha axit các vi khuẩn tạo axit hóa lỏng các chất rắn hữu cơ sau đó lên men các chất hữu cơ phức tạp đó tạo thành các axit bậc thấp như axit béo, cồn, axit amin, amoniac, glyxerin, axeton, CO2, H2.

            Phương pháp đo độ màu của nước Dụng cụ và hóa chất

               Mở nắp máy đo quang và cho mẫu và dung dịch trống vào đúng vị trí. Với mỗi giá trị bước sóng λ khác nhau sẽ cho ta giá trị mật độ quang khác nhau. Tiến hành khảo sát sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch chất màu theo bước sóng λ ta xây dựng được đồ thị hấp thụ ánh sáng của dung dịch chất màu.

              Từ các kết quả thu được ta tìm thấy giá trị bước sóng λmax =450nm. Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch đã chuẩn độ tạ bước sóng λmax =450nm trong điều kiện không đổi.

              Bảng 2.2.  Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào bước sóng
              Bảng 2.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào bước sóng

              Phương pháp đo độ đục 1. Cơ sở phương pháp

                Lắc đều, sau đó rót nhanh ra cuvet rồi đem đi đo mật độ quang ở các bước sóng khác nhau trong khoảng λ=580-620nm. Đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc A theo độ đục Silic Để xác định độ đục của mẫu nước phân tích ta đo mật độ quang của nước ở bước sóng 600nm, được giá trị mật độ quang rồi nội suy theo đường chuẩn ta được giá trị độ đục theo độ đục silic.

                Bảng 2.4.  Số liệu đường chuẩn độ đục silic
                Bảng 2.4. Số liệu đường chuẩn độ đục silic

                Xác định nhu cầu oxy hóa học – COD

                  Cho vào bình nón dung tích 500ml một lượng mẫu sao cho nồng độ chất hữu cơ không quá 100mg trong một lít, có thể lấy một thể tích nhỏ rồi thêm nước cất đến đủ 100ml. Lắc đều, chuẩn độ lượng axit dư bằng kali pemanganat 0,1 N đến khi mầu của dung dịch chớm có màu hồng tím, ghi thể tích kali pemanganat đã dùng (a). Làm song song một mẫu trắng như đã làm với thuốc thử, ghi thể tích kali pemanganat dùng cho mẫu trắng (b).

                  Dùng thiết bị đo pH thường dùng trong phòng thí nghiệm là pH mét có trang bị 1 điện cực thủy tinh và 1 điện cực so sánh là Ag/AgCl.  Chuyển mẫu thí nghiệm vào cốc và điều chỉnh nhiệt độ của nước đến 25±1 oC.

                  Các phương pháp thực nghiệm xử lý nước thải 1. Phương pháp xử lý nước thải sử dụng phèn nhôm

                  • Phương pháp xử lý nước thải sử dụng phèn sắt 1. Cơ sở phương pháp
                    • Phương pháp xử lý nước thải sử dụng hỗn hợp phèn nhôm và phèn sắt 1. Cơ sở phương pháp

                       Tùy từng trường hợp cụ thể ta thêm lượng phèn nhôm, chất trợ keo và điều chỉnh pH sao cho thích hợp. Sau đó đem xác định các thông số: độ đục, độ màu, COD của mẫu sau xử lý. Khi cho phèn sắt vào dung dịch sẽ xảy ra phản ứng thủy phân, tạo ra Fe(OH)3 kết tủa đóng vai trò là nhân keo.

                      Quá trình tạo mixen keo phụ thuộc chủ yếu vào phản ứng thủy phân Fe3+, phản ứng này phụ thuộc vào pH của môi trường. Quá trình cần khuấy mạnh để trộn nhanh và đều chất keo tụ với nước để nhân keo tụ tạo thành được nhiều và phân phối đều trong thể tích nước. Giai đoạn sau là giai đoạn các mixen keo tạo thành cùng các tạp chất có trong nước hấp phụ và trung hòa điện tích tạo thành bông keo, lôi cuốn cùng các chất kết tủa làm bông keo dễ lắng hơn.

                      Giai đoạn này phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như nồng độ tạp chất và bản chất của các tạp chất có trong nước thải, lượng chất keo tụ đưa vào, đặc biệt là chế độ khuấy trộn (cần khuấy nhẹ bởi nếu khuấy mạnh có thể làm vỡ bông keo). Quá trình thực nghiệm tiến hành tương tự như trường hợp sử dụng phèn nhôm. Phương pháp xử lý nước thải sử dụng hỗn hợp phèn nhôm và phèn sắt 3.1.

                      Việc kết hợp phèn nhôm và phèn sắt dựa trên cơ sở của quá trình tạo bông keo như đã trình bày ở trên đối với từng phèn.