Máy khuấy từ gia nhiệt, máy đo dộ đục, máy đo pH, máy phá mẫu COD, máy khuấy, máu hút chân không, máy đo quang, máy sục khí, cân điện tử,…
2.3. Phƣơng pháp xác định một số chỉ tiêu của nƣớc thải 2.3.1. Xác định TSS.
Cân giấy lọc băng xanh đã đƣợc sấy khô ở nhiệt độ 1050C trong 2 giờ đƣợc khối lƣợng m0. Nƣớc thải đƣợc lắc đều, lọc 100ml nƣớc thải đã đƣợc lắc dều bằng giấy lọc băng xanh trên. Tráng sạch giấy lọc bằng nƣớc cất, đem sấy khô trong 2 giờ ở nhiệt độ 1050C, để nguội về nhiệt độ phòng rồi đem cân đƣợc khối lƣợng m1[11].
Khi đó: TSS = m1 – m0
2.3.2. Xác định chỉ số COD bằng phƣơng pháp bicromat.
Nguyên tắc của phƣơng pháp này là mẫu đƣợc đun hồi lƣu với K2Cr2O7 và chất xúc tác bạc sunfat trong môi trƣờng axit sunfuric đặc. Phản ứng diễn ra nhƣ sau:
Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O Quá trình oxi hóa có thể đƣợc viết
18
Bạc sunfat dùng để thúc đẩy quá trình quá trình oxi hóa của các chất hữu cơ phân tử lƣợng thấp. Các ion Cl- gây cản trở cho quá trình phản ứng:
Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ → 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O
Để tránh sự cản trở trên ngƣời ta cho thêm HgSO4 để tạo phức với Cl-. Ngoài sự cản trở của ion Cl- còn phải kể đến sự cản trở của nitrit (NO2-), tuy nhiên với lƣợng nitrit là 1- 1,2 mg/l thì sự cản trở của chúng đƣợc xem là không đáng kể, còn tránh ảnh hƣởng của chúng thì cần thêm vào mẫu một lƣợng axit sunfamic với tỷ lệ 10mg/1mg NO2-.
Quy trình phân tích: Chuẩn bị hóa chất:
+ Hỗn hợp phản ứng: Hòa tan 10,216g K2Cr2O7 loại PA đã đƣợc sấy ở nhiệt độ 103oC sau đó thêm 167ml dung dịch H2SO4 và 33,3g HgSO4. Lạnh và định mức đến 1000ml bằng nƣớc cất.
+ Thuốc thử axit: Pha 5,5g Ag2SO4 trong 1 kg dung dịch H2SO4 đặc (d = 1,84) có thể khuấy hoặc để cho Ag2SO4 tan hết mới sử dụng.
+ Pha dung dịch chuẩn kaliphtalat( HOOC6H4COOK): Sấy sơ bộ một lƣợng kaliphtalat ở 120oC. Sau đó cân 850mg kaliphtalat pha và định mức vào bình 1lít (dung dịch này có nồng độ 1mg O2/ml).
Phƣơng pháp xác định: Lấy vào ống phá mẫu (cuvet) 2,5 ml mẫu sau đó thêm 1,5 ml hỗn hợp phản ứng va 3,5ml thuốc thử axit và. Đặt cuvet vào máy phá mẫu ở nhiệt độ 148o
C trong 2h sau đó lấy ra và để nguội đến nhiệt độ phòng. Đo mật độ quang ở bƣớc sóng 605nm.
Xây dựng đƣờng chuẩn sự phụ thuộc của COD vào mật độ quang từ phƣơng trình đƣơng chuẩn lập đƣợc có thể tính ngƣợc lại giá trị COD khi đo mật độ quang của mẫu nƣớc thải trong quá trình xử lý.
19
Bảng 2. 1. Kết quả đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn COD COD
(mgO2/L)
200 300 400 500 600 700 800 1000 Abs 0.059 0.088 0,111 0,145 0.156 0,2 0,224 0,283
Hình 2.1. Đƣờng chuẩn xác định COD
2.3.3. Xác định nồng độ Amoni trong nƣớc thải bằng phƣơng pháp Nessler.
Nguyên tắc: Amoni trong môi trƣờng kiềm phản ứng với thuốc thử Nessler (K2HgI4) tạo thành phức có màu vàng hay nâu sẫm tuân theo phƣơng trình sau
y = 0.000x + 0.001 R² = 0.994 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 200 400 600 800 1000 1200 Abs Nồng độ COD (mgO2/L) Đƣờng chuẩn COD
20
Cƣờng độ màu của phức này phụ thuộc vào nồng độ amoni có trong nƣớc. Độ nhạy của phức này là 0.25microgam amoni, giới hạn pha loãng là 1 2.107
Dùng phƣơng pháp trắc quang để xác định nồng độ amoni : Đo mật độ quang của hỗn hợp phản ứng ở bƣớc sóng 420nm.
Các bƣớc tiến hành đo nồng độ amoni. Chuẩn bị hóa chất:
- Dung dịch Xenhet: Hòa tan 50g KNaC4H4O6 (Kali-Natri tactrat) trong 100ml nƣớc cất, đun sôi một thời gian để loại hết NH3. Sau đó thêm nƣớc cất đến vạch mức (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Thuốc thử Nessler: Hòa tan 100g HgI2 và 70g KI bằng một lƣợng nhỏ nƣớc cất, khuấy đều chậm. Thêm vào dung dịch này một dung dịch mát của 160g NaOH hòa tan trong 500ml nƣớc cất. Định mức đến 1 lít ta thu đƣợc dung dịch Nessler. Dung dịch cần đƣợc bảo quản tránh ánh sáng và đậy nắp.
- Dung dịch chuẩn amoni: Cân chính xác 0,1486g NH4Cl đã sấy khô ở 100o
C trong thời gian khoảng 1h. Sau đó hòa tan vào bình định mức 1 lít lắc đều, dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch vừa pha đƣợc cho vào bình định mức 1lít rồi định mức đến vạch bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch chuaanr có nồng độ 5mgNH4+/l.
Xây dựng đƣờng chuẩn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ amoni: Lập đƣờng chuẩn: dùng pipet lấy lần lƣợt thể tích dung dịch chuẩn NH4+ vào các bình định mức 25ml theo bảng 2.1:
Bảng 2.2. Cách pha dung dịch chuẩn NH4+ nồng độ từ 0 – 5mg/L
Nồng độ NH4+ (mg/l) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Thể tích dung dịch
NH4+ chuẩn (ml)
21
Cho thêm nƣớc cất cho đến vạch định mức 25ml. Dùng pipet hút 5ml vào các ống nghiệm khô. Thêm 0,2ml dung dịch Xennhet và 0,5ml dung dịch Nessler vào mỗi ống nghiệm. Lắc đều, để yên 10 phút, đem so sánh với mẫu trắng (mẫu không có NH4+) ở bƣớc sóng 420nm đƣợc bảng số liệu biểu thị quan hệ giữa nồng độ và độ hấp thụ quang (ABS), lập đƣờng chuẩn từ bảng số liệu thu đƣợc.
Bảng 2. 3. Kết quả đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn amoni
Nồng độ amoni (mg/L)
0.5 1 1.5 2 3 3.5 4 5
Abs 0.076 0.127 0.188 0.242 0.346 0.388 0.445 0.553
Hình 2.2. Đƣờng chuẩn xác định Amoni
2.3.4. Xác định Nitrat bằng phƣơng pháp Brucine
Nguyên lý:
Thuốc thử Brucine trong môi trƣờng axit H2SO4 đặc tác dụng với nitrat tạo thành hợp chất màu vàng. Phƣơng pháp brucine dựa trên việc đo cƣờng đọ màu vàng của hợp chất đƣợc tạo thành giữa nitrat va brucine ở bƣớc sóng 410nm.
y = 0.1052x + 0.0260 R² = 0.9993 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 2 3 4 5 6 Abs Nồng độ amoni(mg/L) Đƣờng chuẩn amoni
22
Cách pha hóa chất:
- Dung dịch axit H2SO4: thêm cẩn thận 500ml H2SO4 đặc vào 125ml nƣớc cất, làm mát đến nhiệt độ phòng trƣớc khi sử dụng
- Dung dịch brucine sulfanilic: hòa tan 1g brucine sulfate và 0,1g axit sulfanilic trong 70ml nƣớc cất nóng, thêm 3ml HCl đặc, làm mát và định mức thành 100ml.
- Dung dịch chuẩn NO3- (100mg/l): hòa tan 0,7218 KNO3 trong một ít nƣớc cất và định mức đến một lít.
- Dung dịch chuẩn NO3- (5mg/l): lấy 5ml dung dịch chuẩn NO3- 100mg/l pha loãng và định mức đến 100ml bằng nƣớc cất ta thu đƣợc dung dịch NO3- 5mg/l. - Dung dịch NaOH 1M: hòa tan 40g NaOH trong một lít nƣớc cất.
Cách xác định:
Lập đƣờng chuẩn: dùng pipet lấy lần lƣợt thể tích dung dịch chuẩn NO3- 5mgN/l vào các bình định mức 25ml theo bảng 2.2:
Bảng 2.4. Cách pha dung dịch chuẩn NO3- nồng độ từ 0 – 2mg/L Nồng độ NO3- (mgN/l) 0 0,05 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Thể tích dung dịch chuẩn (ml) 0 0,25 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cho thêm nƣớc cất cho đến vạch định mức 25ml, đổ ra các cốc 100ml. Dùng pipet hút 10ml vào các bình định mức 50ml. Thêm 19ml dung dịch H2SO4 làm việc vào mỗi bình, lắc đều, thêm 0,5ml brucine sulfanilic vào mỗi bình lắc đều. Cho các bình vào xoong nƣớc sôi 100oC đun trong 20 phút (nƣớc trong xoong vừa đủ để tránh đổ mẫu). Sau đó để nguội rồi đem so sánh với mẫu trắng (mẫu không có NO3-) ở bƣớc sóng 410nm đƣợc bảng số liệu biểu thị quan hệ giữa nồng độ và độ hấp thụ quang (ABS). lập đƣờng chuẩn từ bảng số liệu thu đƣợc.
23
Bảng 2. 5. Kết quả đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn nitrat (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nồng độ nitrat (mg/L) 1 2 4 6 8 10
Abs 0,198 0,222 0,323 0,402 0,491 0,562
Hình 2.3. Đƣờng chuẩn xác định nitrat
2.3.5. Xác định hàm lƣợng Nitrit trong nƣớc thải
Nguyên tắc: Trong môi trƣờng axit acetic ion NO2- phản ứng với axit sunfanilic và α- naphtylamin tạo thành hợp chất có màu hồng.
Cƣờng độ màu tỷ lệ với hàm lƣợng NO2- có trong nƣớc. Đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng 543 nm. Từ mật độ quang thu đƣợc và dựa vào phƣơng trình đƣờng chuẩn ta tính đƣợc hàm lƣợng nitrit tƣơng ứng.
Các bƣớc tiến hành đo nồng độ nitrit - Chuẩn bị thuốc thử y = 0.042x + 0.146 R² = 0.997 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 2 4 6 8 10 12 Abs Nồng độ nitrat (mg/L) Đƣờng chuẩn nitrat
24
Dung dịch axit sunfanilic (Griss A). Hòa tan 0,5g axit sunfanilic trong 150ml dung dịch CH3COOH 12%. Dung dịch đƣợc đựng trong lọ sẫm màu.
Dung dịch α- naphtylamin (Griss B). Hòa tan 0.1g α- naphtylamin trong 150 ml dung dịch CH3COOH 12%. Đun nóng nhẹ cho tan hết rồi lọc qua giấy lọc. Bảo quản trong lọ sẫm màu.
- Chuẩn bị dung dịch chuẩn NaNO2
Hòa tan 0.1497 g NaNO2 tinh khiết đã sấy khô ở 105oC trong 2h bằng nƣớc cất, định mức thành 1 lít. Dung dịch thu đƣợc có hàm lƣợng 100mg/l.
Pha loãng 100 lần dung dịch trên thu đƣợc dung dịch chuẩn NO2- có hàm lƣợng 1mgNO2-/l.
- Tiến hành phân tích
Lấy 5ml mẫu nƣớc cần phân tích cho vào ống nghiệm khô, thêm 0,5ml Griss A và 0,5ml dung dịch Griss B. Lắc đều, để yên 10 phút rồi đem đo mật độ quang ở bƣớc sóng 543nm.
- Lập đƣờng chuẩn
- Lập đƣờng chuẩn: dùng pipet lấy lần lƣợt thể tích dung dịch chuẩn NO2- 1mgNO2-/l vào các ống nghiệm khô theo bảng 2.3:
Bảng 2.6. Cách pha dung dịch chuẩn NO2- nồng độ từ 0 – 1mg/L Nồng độ NO2- (mgN/l) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Thể tích dung dịch NO2- chuẩn (ml) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4.5 5 Nƣớc cất (ml) 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
25
Sau đó thêm 0.5ml Griss A và 0.5ml dung dịch Griss B. Lắc đều, để yên 10 phút rồi đem đo mật độ quang ở bƣớc sóng 543nm đƣợc bảng số liệu biểu thị quan hệ giữa nồng độ và độ hấp thụ quang (Abs), lập đƣờng chuẩn từ bảng số liệu thu đƣợc.
Bảng 2. 7. Kết quả đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn nitrit Nồng độ nitrit
(mg/L)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Abs 0,14 0,202 0,272 0.332 0,394 0,445 0,497 0,562 0,591
Hình 2.4. Đƣờng chuẩn xác định Nitrit
2.3.6. Xác định Photphat bằng phƣơng pháp so màu vanađat
Nguyên tắc: Trong dung dịch orthophotphat loãng, amoni molypdat trong môi trƣờng axit tác dụng tạo thành dạng hetero polyaxit, molypdo photphoric axit. Khi có vanadi, màu vàng của vanado molypdo photphoric đƣợc tạo thành. Cƣờng độ màu vàng biểu thị nồng độ photphat trong dung dịch.
y = 0.576x + 0.037 R² = 0.994 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 A bs Nồng độ nitrit (mg/L) Đƣờng chuẩn nitrit
26 Chuẩn bị thuốc thử Photphat:
- Dung dich A: Cân 12.5g Amoni Molipdat, thêm nƣớc cất 2 lần, sau đó đun nóng nhẹ cho tan hết, để nguội.
- Dung dich B: Cân 0.625g Amoni Vanadat, thêm nƣớc cất 2 lần, đun nóng nhẹ cho tan hết, để nguội. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trộn dung dịch A với dung dịch B vào bình định mức 500ml, sau đó thêm 175ml dung dịch HCl đặc vào và định mức tới vạch.
Pha dung dịch chuẩn photphat : Cân chính xác 1.25g NaH2PO4.2H2O. Sau đó hòa tan vào bình định mức 500ml, lắc đều ta thu đƣợc dung dịch photphat có nồng độ 500mg/l.
Dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch vừa pha đƣợc cho vào bình định mức 100ml rồi định mức tới vạch bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch chuẩn photphat có nồng độ 50mg/l.
Xây dựng đƣờng chuẩn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ photphat: Lập đƣờng chuẩn: dùng pipet lấy lần lƣợt thể tích dung dịch chuẩn photphat 50mg/l vào các bình định mức 25ml theo bảng 2.4:
Bảng 2.8. Cách pha dung dịch chuẩn photphat nồng độ từ 0 – 18mg/L
Nồng độ PO43- (mgN/l) 0 4 6 8 10 12 14 16 18 Thể tích dung dịch
photphat chuẩn (ml)
0 2 3 4 5 6 7 8 9
Cho thêm nƣớc cất đến vạch định mức, đổ ra các cố 50ml. Sau đó cho thêm 3ml dung dịch thuốc thử photphat vào mỗi cốc, lắc đều, để yên 10 phút rồi đem đo mật độ quang ở bƣớc sóng 470nm đƣợc bảng số liệu biểu thị quan hệ giữa nồng độ và độ hấp thụ quang (Abs), lập đƣờng chuẩn từ bảng số liệu thu đƣợc.
27
Bảng 2. 9. Kết quả đo Abs xây dựng đƣờng chuẩn photphat
Nồng độ photphat (mg/L)
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 5
Abs 0,014 0,03 0,045 0,063 0,076 0,09 0,105 0,125 0,151
Hình 2.5. Đƣờng chuẩn xác định Photphat
2.3.7. Xác định Coliform bằng phƣơng pháp đếm khuẩn lạc
Môi trƣờng nuôi cấy Endo: đây là môi trƣờngdinh dƣỡng thích hợp để định lƣợng Coliform trong nƣớc. y = 0.030x - 0.000 R² = 0.998 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0 1 2 3 4 5 6 A bs Nồng độ photphat (mg/L) Đƣờng chuẩn photphat
28
Bảng 2.10. Thành phần các chất trong môi trƣờng nuôi cấy Endo
Thành phần Đơn vị (g/l) Pepton 10 Lactoza 10 K2HPO4 2,5 Na2SO3 3,3 Fushin bazơ 0,3 Agar 15
Hòa tan các chất trong 1000ml nƣớc cất, pH = 7,5, rồi đổ ra đĩa peptri, hấp khử trùng ở 1210
C trong 120 phút, đƣợc môi trƣờng nuôi cấy vô trùng.
Phƣơng pháp lọc vô trùng và đếm lạc khuẩn trên đĩa peptri: phƣơng pháp này đƣợc dùng để định lƣợng vi sinh vật chỉ thị trong mẫu nƣớc thải sinh hoạt. Bƣớc lọc để tập chung vi sinh vật trong một mẫu nƣớc trên màng lọc và xác định số tế bào vi sinh vật dựa vào số khuẩn lạc đếm đƣợc sau khi đặt màng lọc trên môi trƣờng thạch có thành phần dinh dƣỡng thích hợp đã tạo trên đĩa peptri (màng lọc có kích thƣớc lỗ là 25µm đƣợc chế tạo từ nguyên liệu là sợi thủy tinh siêu mảnh, sợi polypropylene, đƣợc cung cấp trong trạng thái vô trùng).
29
Hình 2.6. Quy trình lọc mẫu
Sau khi lọc mẫu, dùng kẹp gắp màng lọc vào đĩa peptri có sẵn môi trƣờng dinh dƣỡng và nuôi cấy trong tủ điều nhiệt ở nhiệt độ 370C trong 24h. Phƣơng pháp đém khuẩn lạc là phƣơng pháp cho phép xác định số lƣợng tế bào vi sinh vật còn sống hiện diện trong mẫu. Tế bào sống là tế bào có khả năng phân chia thành khuẩn lạc trên môi trƣờng chọn lọc. Do vậy, phƣơng pháp này có tên gọi là phƣơng pháp đếm khuẩn lạc (colony count). Phƣơng pháp này có điểm đặc biệt là cho phép định lƣợng chọn lọc vi sinh vật tùy môi trƣờng và điều kiện nuôi cấy. Phƣơng pháp này có thể đƣợc thực hiện bằng kỹ thuật hộp trải hoặc hộp đổ với các thiết bị hỗ trợ đề đếm kết quả. Mật độ tế bào quá lớn làm các khuẩn lạc chồng chéo lên nhau hoặc tạo thành màng sinh khối. Ngƣợc lại, số lƣợng lạc khuẩn trên một đĩa quá nhỏ sẽ không có giá trị thống kê. Số lƣợng khuẩn lạc tối ƣu từ 25 – 250 khuẩn lạc/đĩa.
30
Số lƣợng khuẩn lạc xuất hiện trên đĩa phụ thuộc vào lƣợng mẫu sử dụng , môi trƣờng và điều kiện ủ, kết quả đếm thƣờng đƣợc trình bày bằng số đơn vị hình thành khuẩn lạc CFU/ml (conony – forming unit) hoặc MNP/ml.
2.4. Lấy mẫu và bảo quản mẫu
- Địa điểm lấy mẫu: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mẫu nƣớc thải dùng cho nghiên cứu phân tích và kiểm tra đƣợc lấy trực tiếp tại nguồn nƣớc cần phân tích và kiểm tra.
- Cách lấy mẫu:
Do lấy mẫu bằng phƣơng pháp thủ công đƣợc chứa trong bình nhựa đã đƣợc rửa sạch và tráng bằng mẫu nƣớc cần lấy. Mẫu đƣợc lấy vào buổi sáng, khoảng từ 8-10 giờ.
- Bảo quản mẫu:
Do mẫu thƣờng đƣợc lấy tại địa điểm xa phòng thí nghiệm nên mẫu phân tích lấy vrrf phải đƣợc xác định ngay các thông số cần thiết nhƣ COD, độ đục, pH hoặc bảo quản lạnh ở 3 – 40C. Đối với mẫu dùng để điều chỉnh pH của nƣớc thải về môi trƣờng kiềm mạnh (pH≈12) tránh hiện tƣợng phân hủy yếm khí.
2.5. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp keo tụ hóa học 2.5.1. Keo tụ bằng phèn nhôm
Khi cho phèn nhôm vào nƣớc, ion Al3+ dễ dàng bị thủy phân tiếp theo phƣơng trình phản ứng: