NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nội dung nghiên cứu.
3.2. Kết quả nghiên cứu.
3.2.1.Phương pháp phân tích.
3.2.1.1. pH
Đại cương :
Là đại lượng đặc trưng cho tính acid hay kiềm trong mẫu nước và đặc trưng bởi nồng độ ion H+.
Công thức tính pH: pH = - lg [H+]. Khi pH = 7 : nước trung tính
pH < 7 : nước có tính axit
Trong lĩnh vực cấp nước, pH liên quan đến tính ăn mòn, hoà tan và ảnh hưởng đến các quá trình xử lý nước như keo tụ, oxy hoá, diệt khuẩn, làm mềm, khử sắt. Trong lĩnh vực nông nghiệp ảnh hưởng tới cây trồng và năng suất cây trồng.
pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hoà tan trong nước. Ở pH < 5, nước có thể chứa Fe, Mn, Al ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn tại ở dạng tự do trong nước. Tính chất này được sử dụng để khử các hợp chất sulfur và cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng. Khi tăng pH có thêm tác nhân oxy hoá, các kim loại hoà tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.
pH chi phối mọi quá trình hoạt động của vi sinh ật trong nước. Vì vậy, pH cần được kiểm soát trong khoảng thích hợp đđể các vi sinh vật hoạt động tốt trong việc xử lý nước ô nhiễm.
Phương pháp phân tích và cách tiến hành :
Dùng máy đo pH meter một đầu đo. Các bước đo được tiến hành như sau: - Lắc đều mẫu trước khi đổ ra cốc100 ml để đo.
- Sử dụng nước cất để rửa đầu điện cực. - Nhúng điện cực vào dung dịch mẫu.
- Gạt nút power sang phía đối diện để mở máy.
- Đợi giá trị pH trên máy ổn định (khoảng 10 s) thì đọc kết quả. 3.2.1.2. DO (oxy hoà tan).
Đại cương :
Là lượng oxy hoà tan trong nước, tuỳ thuộc vào điều kiện hoá lý và hoạt động của các loài vi sinh vật (kỵ khí hoặc hiếu khí) trong nước. Đây là chỉ tiêu quan trọng liên quan đến việc kiểm soát dòng chảy. Ngoài ra DO còn là cơ sở kiểm tra BOD nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp khả năng tự làm sạch của dòng sông.
Phương pháp phân tích và cách tiến hành :
Dùng phương pháp Winkler cải tiến xác định hàm lượng DO. Các bước tiến hành như sau:
- Hoá chất: dd MnSO4. dd Iodur-Azur-Kiềm, axit Sunfuric đậm đặc, dd Na2S2O3, chỉ thị hồ tinh bột.
- Lấy đầy mẫu vào chai BOD, đậy nút gạt bỏ phần trên ra, V = 300 ml (không để bọt khí bám quanh thành chai).
- Mở nút, lần lượt thêm vào: 2ml dd MnSO4, 2ml dd Iodur-Azur-Kiềm.
- Đậy nút, đảo ngược chai ít nhất 20 giây cho kết tủa lắng khoảng 2/3 chiều cao của chai.
- Đợi kết tủa lắng yên, mở nút chai cho vào 2 ml H2SO4 đậm đặc, đậy nút lắc mạnh chai dưới vòi nước.
- Khi kết tủa tan hoàn toàn, lấy ống đong rót bỏ 97ml dung dịch, phần còn lại chuẩn bằng dd Natrithiosunphate đến khi có màu vàng nhạt, thêm khoảng 5 giọt hồ tinh bột và chuẩn độ đến khi dd mất màu xanh.
- Cách tính : 1 ml dd Na2S2O3 0,025 N đã dùng = 1 mg O2/l. 3.2.1.3. BOD (nhu cầu oxy sinh hoá).
Đại cương :
Nhu cầu oxy sinh hoá là lượng oxy cần thiết phải cung cấp để vi sinh tiêu thụ trong quá trình oxy hoá các chất hữu cơ có thể bị vi sinh vật phân huỷ trong điều kiện yếm khí.
BOD được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật môi trường. Là chỉ tiêu xác định mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt và công nghiệp qua chỉ số oxy dùng để khoáng hoá các chất hữu cơ. Chỉ số BOD chỉ ra lượng oxy mà vi khuẩn tiêu thụ trong phản ứng oxy hoá các chất hữu cơ trong nước ô nhiễm. Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học ô nhiễm trong nước càng lớn. Ngoài ra BOD còn là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để
kiểm soát ô nhiễm dòng chảy, BOD có liên quan đến việc đo lượng oxy tiêu thụ do vi sinh vật khi phân huỷ chất hữu cơ có trong nước ô nhiễm. Do đó BOD còn được ứng dụng để ước lượng công suất các công trình xử lý sinh học cũng như đánh giá hiệu quả xử lý các công trình đó và khả năng tự làm sạch của dòng sông nhờ các vi sinh vật có trong nguồn nước đó.
Phương pháp phân tích và cách tiến hành :
Xử lý mẫu:
- Nếu có độ kiềm và độ axít thì phải trung hòa đến pH = 6,5 – 7,5 bằng H2SO4 hoặc NaOH.
- Nếu mẫu có hàm lượng Clo dư đáng kể, thêm 1 ml axit acetic (1:1) hay H2SO4 (1:50) trong 1 lít mẫu, sau đó tiếp tục cho KI 10% rồi định phần bằng Na2S2O3 dứt điểm.
Kỹ thuật pha loãng:
Thực hiện pha loãng mẫu xử lý theo tỷ lệ đề nghị như sau: - 0,1 – 1 % : Cho nước thải công nghiệp nhiễm bẩn nặng. - 1 – 5 % : Cho nước chưa xử lý Space hoặc đã lắng. - 5 – 25 % : Cho dòng chảy qua quá trình oxi hóa.
- 25 – 100 % : Cho các dòng sông ô nhiễm ( tiếp nhận nước thải)
Chiết mẫu đã pha loãng vào 2 chai: một chai đậy kin để ủ 5 ngày (BOD5) và một chai để định phân tức thì. Chai ủ trong 20oC đậy kỹ, niêm bằng màng nước mỏng trên chổ lọc của miệng chai (lưu ý để lượng nước này không bị cạn hết).
Định phân lượng oxi hòa tan:
- Đối với các loại nước đã biết chắc hàm lượng DO = 0 thì không cần định phân lượng oxi hòa tan.
- Đối với mẫu:
o Chai còn lại ủ ở nhiệt độ 20oC và định phân DO5 ( sau 5 ngày)
- Độ pha loãng sao cho để sự khác biệt giữa 2 lần định phân phải > 1mgO2/l.
- Chỉ số BOD được xác định theo công thức:
f DO DO l mg BOD( / )=( 0 − 5)× Trong đó:
DOo: Oxy hòa tan đo được ngày đầu tiên (sục khí trong 2 giờ) DO5: Oxy hòa tan đo được trong 5 ngày.
f : hệ số pha loãng.
3.2.1.4. COD (nhu cầu oxy hoá học).
Đại cương :
Nhu cầu oxy hoá học là lượng oxy tương đương của các cấu tử hữu cơ trong mẫu nước bị oxy hoá bởi tác nhân hoá học có tính oxy hoá mạnh.
Là một trong những chỉ tiêu đặc trưng dùng để khảo sát, đánh giá hiện trạng và kiểm tra mức độ ô nhiễm của nguồn nước ô nhiễm và nước mặt đặc biệt là các công trình xử lý nước thải. Theo phương pháp này, chỉ trong một khoảng thời gian ngắn hầu như toàn bộ các chất hữu cơ đã bị oxy hoá, chỉ trừ một số ít trường hợp ngoại lệ, nhờ vậy cho phép xác định nhanh hàm lượng chất hữu cơ.
Tỷ lệ giữa BOD và COD thường trong khoảng từ 0,5 – 0,7. Phương pháp phân tích và cách tiến hành :
Sử dụng phương pháp dichromate hoàn lưu xác định COD. Các bước tiến hành như sau:
- Hoá chất: dd chuẩn K2Cr2O7 0,0167 M, H2SO4 reagent, chỉ thị màu Feroin, dd FAS 0,1 M.
- Cho hoá chất như bảng dưới đây :
Ống nghiệm ml mẫu Dd K2Cr2O7 H2SO4reagent
- Đậy nút vặn kỹ, lắc nhiều lần cẩn thận vì phản ứng phát nhiệt. - Cho vào lò sấy ở nhiệt độ 150oC trong 2 giờ.
- Lấy ra để nguội đến nhiệt độ phòng, sau đó cho vào 2 giọt ferroin và chuẩn bằng dd FAS 0,1 M.
- Mẫu chuyển từ màu xanh lục sang màu nâu đỏ. Làm mẫu rỗng với nước cất.
- Tính toán : COD(mg/l)=(A−B)CxNx8000
Trong đó:
A : Thể tích FAS dùng chuẩn độ mẫu rỗng. B : Thể tích FAS dùng chuẩn độ mẫu thật. C : Thể tích mẫu (ml).
N : Nồng độ thực của FAS. 3.2.1.5. SS (chất rắn lơ lửng).
Đại cương :
Chất rắn trong nước tồn tại ở dạng lơ lửng và dạng hoà tan do các chất rửa trôi từ đất, sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, động thực vật và do ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Chúng có ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước mặt hoặc nước thải. Ngoài ra hàm lượng cặn lơ lửng còn gây ảnh hưởng nghiêm trọng trong việc kiểm soát quá trình xử lý cho các nhà máy xử lý nước cấp.
Phương pháp phân tích và cách tiến hành :
- Sấy giấy lọc ở 1050C trong 1h. - Bỏ vào bình hút ẩm khoảng 5 phút. - Cân giấy lọc (m1).
- Hút 10ml nước sông đã được khuấy đều cho vào giấy lọc. - Sau đó bỏ vào tủ sấy 1050C trong 1h.
- Lấy ra bỏ vào bình hút ẩm 5 phút. - Cân giấy lọc lần 2 (m2) - Tính toán kết quả: SS (mg/l) = (m2 – m1) * 100 3.2.1.6. Phosphate. Đại cương :
Trong thiên nhiên, phosphate được xem là sản phẩm của quá trình lân hoá, thường gặp ở dạng vết đối với nước thiên nhiên. Khi hàm lượng phosphate cao sẽ là một yếu tố giúp rong rêu phát triển mạnh. Hiện tượng này có thể có nguồn gốc từ sự ô nhiễm của nước sinh hoạt, nông nghiệp hoặc từ nước thải công nghiệp sản xuất bột giặt, chất tẩy rửa hay phân bón. Do đó, chỉ tiêu phosphate được ứng dụng trong việc kiểm soát mức độ ô nhiễm của dòng nước.
Phương pháp phân tích và cách tiến hành :
a.1) Mẫu lắc đều lấy 50 ml (mẫu đục, có lẫn chất khác) cho vào 0.05ml (1 giọt) chất chỉ thị phenolphthalein. Nếu mẫu có mầu thêm vào từ từ dung dịch sunfuric acid đến khi mất màu. Sau đó thêm 1ml dung dịch sunfuric acid và 0.4g (NH4)2S2O8 hoặc 0.5g K2S2O8.
- Đun khoảng 30 – 40 phút hoặc thể tích còn khoảng 10ml. Để nguội thêm vào 1 giọt chất chỉ thị phenolphthalein và trung hòa đến màu hồng nhạt bằng dung dịch NaOH..định thể tích lại thành 50 ml bằng nước cất.
a.2) Nếu mẫu không có màu và không đục, thêm 1 giọt chất chỉ thị phenolphthalein. Nếu mẫu chuyển sang màu hồng, thêm từ từ dung dịch strong acid để mất màu.
b.) Thêm vào 2ml molydate và 0.25ml (5 giọt) tin chloride và lắc đều. Tốc độ và cường độ hiện màu phụ thuộc vào nhiệt độ. Nên giữ dung dịch chuẩn và mẫu cùng nhiệt độ phòng thí nghiệm (20 – 30 oC) sao cho sai biệt nhiệt độ không quá 2oC giữa các ống vì màu sắc tuỳ thuộc nhiều vào nhiệt độ.