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 mơi 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).
Hình 2.6. Quy trình lọc mẫu
Sau khi lọc mẫu, dùng kẹp gắp màng lọc vào đĩa peptri có sẵn mơi 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 ni 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 q nhỏ sẽ khơng có giá trị thống kê. Số lƣợng khuẩn lạc tối ƣu từ 25 – 250 khuẩn lạc/đĩa.
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:
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 cơng 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 phịng 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 nhơm
Khi cho phèn nhôm vào nƣớc, ion Al3+ dễ dàng bị thủy phân tiếp theo phƣơng trình phản ứng:
Al3+(aq) + 6 H2O(l) ↔ [Al(H2O)6]3+(aq) Vì vậy, để tránh sự thủy phân của ion Al3+
trong khi xử lý nƣớc thì cách tốt nhất là chúng ta nên dùng Al2(SO4)3 bão hòa. Ở nhiệt độ phòng, độ tan của phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) là 36,4; do đó, để có đƣợc dung dịch Al2(SO4)3 bão hòa chúng ta pha 364g Al2(SO4)3.18H2O trong 1000ml nƣớc cất. Khi xử lý nƣớc bằng phƣơng pháp keo tụ, trong các muối nhơm thì muối nhơm sunfat đƣợc dùng nhiều nhất. Khối lƣợng của Al2(SO4)3 trong 1000ml dung dịch bão hịa là 196,92g. Để thuận tiện cho việc tính tốn, khố lƣợng của Al2(SO4)3 đƣợc làm trịn là 160g, vì vậy khối lƣợng của
Al2(SO4)3.18H2O có trong 1000ml dung dịch là 311,6g. Dung dịch thu đƣợc “gần nhƣ” bão hòa và vẫn đảm bảo tránh đƣợc sự thủy phân của ion Al3+.
Sau khi pha dung dịch phèn nhơm bão hịa, lấy nƣớc thải đã loại bỏ cặn to cho vào năm cốc, mỗi cốc 500ml. Sau đó cho phèn nhơm bão hịa vào từng cốc với liều lƣợng khác nhau, lần lƣợt là 64mg/L, 128mg/L, 256mg/L, 320mg/L và 384mg/L. Dùng máy khuấy để khuấy, ban đầu khuấy nhanh (200 vòng/phút) trong thời gian từ 30 giây đến một phút; sau khuấy chậm (50 – 60 vòng/phút) trong khoảng 10 phút. Dừng khuấy, đợi đến khi khơng cịn dịng xốy thì đo tốc độ lắng, đo lƣợng bùn lắng, phân tích một số chỉ tiêu của nƣớc trong (nƣớc sau khi xử lý bằng phèn nhôm) nhƣ: COD, độ đục, NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, Coliform. Phân tích các chỉ tiêu COD, độ đục, NH4+, NO3-, NO2-, PO43- với mẫu nƣớc lấy về chƣa qua xử lý để so sánh.
2.5.2. Keo tụ bằng PAC
Pha dung dịch PAC bão hòa, lấy nƣớc thải đã loại bỏ cặn to cho vào năm cốc, mỗi cốc 500ml. Sau đó cho phèn nhơm bão hòa vào từng cốc với liều lƣợng khác nhau, lần lƣợt là 64mg/L, 128mg/L, 256mg/L, 320mg/L và 384mg/L. Dùng máy khuấy để khuấy, ban đầu khuấy nhanh (200 vòng/phút) trong thời gian từ 30 giây đến một phút; sau khuấy chậm (50 – 60 vòng/phút) trong khoảng 10 phút. Dừng khuấy, đợi đến khi khơng cịn dịng xốy thì đo tốc độ lắng, đo lƣợng bùn lắng, phân tích một số chỉ tiêu của nƣớc trong (nƣớc sau khi xử lý bằng phèn nhôm) nhƣ: COD, độ đục, NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, Coliform. Phân tích các chỉ tiêu COD, độ đục, NH4+, NO3-, NO2-, PO43- với mẫu nƣớc lấy về chƣa qua xử lý để so sánh.
2.6. Xử lý nƣớc sông Kim Ngƣu bằng phƣơng pháp bùn hoạt tính hiếu khí 2.6.1. Chuẩn bị sinh khối
Lấy nƣớc sông Kim Ngƣu để làm môi trƣờng cho sự phát triển sinh khối. Nƣớc lấy về đƣợc pha lỗng để trong nƣớc có nồng độ COD xấp xỉ hoặc bằng 1000 mg/L, sục khí để đảm bảo đủ oxy cho vi sinh vật phát triển. Hằng ngày ta phải đo nồng độ COD, nếu nồng độ COD nhỏ hơn 1000 mg/L thì ta phải thêm glucozơ (nhƣ nguồn hyđrocacbon) vào bể để duy trì nồng độ COD xấp xỉ 1000 mg/L; đồng thời sử dụng phân vi lƣợng để cung cấp dinh dƣỡng cho sự phát triển của vi sinh vật. Vi lƣợng đƣợc cho vào với nồng độ 10g/20L nƣớc. Sau khoảng hai tuần, lƣơng sinh khối (bùn hoạt tính) tăng lên khoảng 3 – 5%, ta dùng sinh khối này để xử lý sinh học hiếu khí.
2.6.2. Xử lý sinh học hiếu khí
- Lấy nƣớc thải đã qua xử lý bằng phƣơng pháp keo tụ hóa học trộn với bùn hoạt tính theo tỷ lệ 10% thể tích (thể tích bùn hoạt tính là thể tích sau khi lắng).
- Sục khí và điều chỉnh lƣu lƣợng dịng khí 2 – 3 L/phút
- Lấy mẫu nƣớc và phân tích giá trị COD, amoni trong bể phản ứng ở thời điểm 0, 30,60, 90, 120, 180, 240, 300, 360,420, 480 phút.
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Một số chỉ tiêu nƣớc sông Kim Ngƣu
Chính vì mức độ ô nhiễm nặng của sông Kim Ngƣu nên chất lƣợng nƣớc sông Kim Ngƣu là một trong những đề tài đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm. Tuy nhiên, để đánh giá mức độ tác động của các nguồn thải đến chất lƣợng nƣớc sơng Kim Ngƣu thì chƣa đƣợc quan tâm đúng mức, đặc biệt là tác động của nƣớc thải sinh hoạt. Để làm rõ ảnh hƣởng của nƣớc thải sinh hoạt đến chất lƣợng nƣớc sông Kim Ngƣu, luận văn lấy mẫu nƣớc tại cống thải nƣớc sinh hoạt vào sông Kim Ngƣu đoạn chân cầu Mai Động để phân tích, đánh giá. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mẫu đƣợc lấy vào mùa khô (tháng 1/2014) và phân tích các chỉ tiêu chất lƣợng môi trƣờng nƣớc theo các phƣơng pháp phân tích đƣợc quy định trong các tiêu chuẩn và quy định của Việt Nam về phân tích mơi trƣờng. Xác định một số chỉ tiêu hóa học, sinh học của nƣớc sơng nhƣ:
- pH: sử dụng máy đo TOA – Nhật Bản
- TSS: sử dụng phƣơng pháp khối lƣợng sau khi lọc mẫu và sấy khô mẫu ở 1050C đến khối lƣợng không đổi.
- COD: sử dụng phƣơng pháp oxi hóa bằng K2Cr2O7 trong môi trƣờng axit mạnh.
- N-NH4+: bằng phƣơng pháp Nessler. - N-NO3-: bằng phƣơng pháp Brucine. - P-PO43-: phƣơng pháp so màu vanađat.
- Kim loại nặng đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử
Kết quả thu đƣợc trình bày trong bảng 3.1.
Bảng 3. 1. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu nƣớc sơng Kim Ngƣu
STT Chỉ tiêu Đơn vị đo Kết quả
1 pH - 7,53
2 Nhiệt độ 0C 20 0C
3 Độ đục NTU 144
4 COD (trƣớc khi lọc) Mg/L 349 5 COD (sau khi lọc) Mg/L 332,3
6 NH4+ Mg/L 20,29 7 NO2- Mg/L 0,17 8 NO3- Mg/L 22,09 9 PO43- Mg/L 1,49 10 TSS Mg/L 32,07 11 Coliform MNP/100ml 1,3×106 12 Fe Mg/L 1,28 13 Mn Mg/L 0,44 14 Ni Mg/L < 0,001 15 As Mg/L < 0,002 16 Cu Mg/L 0,01 17 Cd Mg/L < 0,001 18 Pb Mg/L < 0.002 19 Co Mg/L 0,003 20 Cr Mg/L 0.001 21 Zn Mg/L 0,024
Theo kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc sông Kim Ngƣu so với QCVN08-2008BTNMT ta thấy:
- pH: độ pH của nƣớc sông Kim Ngƣu (pH=7,53) đạt quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
- TSS: đạt quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08- 2008BTNMT, cột B2.
- COD: cao hơn 6,98 lần so với quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
- N-NH4+: cao hơn 20,29 so với lần quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
- N-NO2-: cao hơn 3,4 lần so với quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
- N-NO3-: cao hơn 1,47 lần so với quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
- P-PO43-: cao hơn 2,98 lần so với quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
- Coliform: cao hơn 130 lần so với quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
- Một số kim loại nặng nhƣ Fe, Cu, As, Pb, Cd, Mn, Co, Cr, Zn, Ni đều có hàm lƣợng thấp hơn so với quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN08-2008BTNMT, cột B2.
3.2. Xử lý nƣớc sông Kim Ngƣu bằng phèn nhôm và PAC
Dựa trên cơ sở lý thuyết (đã trình bày ở chƣơng 1) và cách làm thực nghiệm (ở chƣơng 2), luận văn ngiên cứu hiệu quả việc loại bỏ TSS, COD, amoni, nitrat, nitrit, photphat, coliform khỏi nƣớc sơng Kim Ngƣu bằng phƣơng pháp keo tụ hóa học với chất keo tụ là phèn nhôm, PAC với nồng độ chất keo tụ tăng dần và lần lƣợt là 64; 128; 256; 320 và 384mg/L. Kết quả đƣợc trình bày ở dƣới.
3.2.1. Hiệu suất xử lý TSS, độ đục của phèn nhôm và PAC
Bảng 3. 2. Hiệu suất xử lý TSS của phèn nhôm và PAC Hàm Hàm
lƣợng (mg/l)
TSS (Mg/L) Hiệu suất xử lý TSS (%) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phèn nhôm PAC Phèn nhôm PAC
0 30,47 30,47 64 10,15 5,44 66,69 82,15 128 8,89 4,59 70,82 84,95 256 8,18 3,22 73,15 89,44 320 5,5 1,12 81,95 96,32 384 4,27 0,88 85,99 97,10
Hình 3.1. Hiệu suất xử lý TSS bằng phèn nhôm và PAC
0 20 40 60 80 100 120 0 100 200 300 400 500 H iệu xuấ t (%) Nồng độ (mg/L) phèn nhôm PAC
Bảng 3. 3. Hiệu suất xử lý độ đục của phèn nhôm và PAC Hàm Hàm lƣợng (mg/l) Độ đục (NTU) Hiệu suất xử lý độ đục (%)
Phèn nhôm PAC Phèn nhôm PAC
0 120 120 64 31 20 74,17 83,33 128 23 12 80,83 90,00 256 15 7 87,5 94,16 320 11 6 90,83 95,00 384 6 2 95,00 98,33
Hình 3.2. Hiệu suất xử lý độ đục của phèn nhôm và PAC
Việc sử dụng phèn nhôm và PAC đã loại bỏ đáng kể đƣợc TSS và độ đục; hiệu suất xử lý càng cao khi liều lƣợng chất kết tủa càng lớn. Và ta thấy PAC loại bỏ TSS,
0 20 40 60 80 100 120 0 100 200 300 400 500 h iệ u xu ất (% ) Nồng độ (mg/L) phèn nhôm PAC
độ đục tốt hơn phèn nhôm khi ta sử dụng với liều lƣợng nhƣ nhau. Sau khi xử lý, TSS và độ đục thấp hơn so với QCVN08-2008BTNMT.
3.2.2. Hiệu suất xử lý COD của phèn nhôm và PAC
Bảng 3. 4. Hiệu suất xử lý COD của phèn nhôm và PAC
Hàm lƣợng (mg/l)
COD (Mg/L) COD tính theo %
Phèn nhơm PAC Phèn nhôm PAC
0 305 305 64 228.72 248,24 25,01 18,64 128 224.72 233,90 26,32 23,31 256 220.7 212,89 27,64 30,20 320 217.95 198,50 28,54 34,92 384 215.24 178,00 29,43 42,64
Hình 3.3. Hiệu suất xử lý COD của phèn nhôm và PAC
Kết quả từ hình cho ta thấy hiệu quả xử lý COD của phèn nhôm tăng chậm khi liều lƣợng tăng dần từ 64 mg/L đến 384 mg/L, trong khi đó hiệu quả xử lý tăng nhanh khi
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 400 500 H iệu xuấ t (%) Nồng độ (mg/L) phèn nhôm PAC
sử dụng PAC có cùng liều lƣợng. Do đó, với liều lƣợng thấp, việc loại bỏ COD của phèn nhôm tốt hơn PAC nhƣng với liều lƣợng cao thì PAC lại loại bỏ COD tốt hơn phèn nhôm. Tuy nhiên, sau khi xử lý với liều lƣợng cao, nồng độ COD vẫn vƣợt tiêu chuẩn Việt Nam về nƣớc thải loại B. Nhƣ vậy dùng keo tụ hóa học xử lý chƣa tốt COD.
3.2.3. Hiệu suất xử lý Amoni của phèn nhôm và PAC
Bảng 3.5. Hiệu suất xử lý Amoni bằng phèn nhôm và PAC
Hàm lƣợng (mg/l)
Amoni (Mg/L) Hiệu suất xử lý amoni (%)
Phèn nhôm PAC Phèn nhôm PAC
0 18,25 18,25 64 18,25 18,25 0% 0% 128 18,25 18,25 0% 0% 256 18,25 18,25 0% 0% 320 18,25 18,25 0% 0% 384 18,25 18,25 0% 0%
Hiệu suất xử lý Amoni trong nƣớc thải bằng phèn nhôm và PAC đƣợc thể hiện trong bảng. Kết quả cho thấy cả phèn nhơm và PAC đều khơng có ảnh hƣởng đến việc loại bỏ Amoni trong nƣớc thải kể cả khi ta sử dụng liều lƣợng cao nhất đối với cả hai chất keo tụ đó. Hay nói cách khác là phèn nhôm và PAC không loại bỏ đƣợc Amoni trong nƣớc thải.
3.2.4. Hiệu suất xử lý Nitrit của phèn nhôm và PAC
Bảng 3. 6. Hiệu suất xử lý nitrit bằng phèn nhôm và PAC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hiệu suất xử lý nitrit trong nƣớc thải bằng phèn nhôm và PAC đƣợc thể hiện trong bảng. Kết quả cho thấy, phèn nhôm và PAC đạt hiệu quả cao trong việc xử lý Nitrit. Hàm lƣợng Nitrit trong nƣớc sông đã bị loại bỏ triệt để với phèn nhôm và PAC ngay cả khi nồng độ của chúng là thấp nhất.
3.2.5. Hiệu suất xử lý Nitrat của phèn nhôm và PAC
Bảng 3. 7. Hiệu suất xử lý Nitrat của phèn nhôm và PAC Hàm
lƣợng (mg/l)
Nitrat (Mg/L) Nitrat tính theo %
Phèn nhôm PAC Phèn nhôm PAC
0 19,85 19,85 64 0,284 0,206 98,57 98,96 128 0,276 0,202 98,61 98,98 256 0,266 0,198 98,66 99,0 320 0,258 0,171 98,7 99,14 384 0,246 0,153 98,76 99,23 Hàm lƣợng (mg/l)
Nitrit (Mg/L) Nitrit tính theo % Phèn nhôm PAC Phèn nhôm PAC
0 0,019 0,019 64 0 0 100 100 128 0 0 100 100 256 0 0 100 100 320 0 0 100 100 384 0 0 100 100
Hình 3.4. Hiệu suất xử lý Nitrat của phèn nhôm và PAC
Sử dụng phèn nhôm và PAC đạt hiệu quả cao trong việc xử lý nitrat có trong nƣớc thải. Cả hai đã loại bỏ đƣợc đáng kể lƣợng nitrat trong nƣớc thải, và hiệu suất xử lý thay đổi không nhiều so với sự tăng về liều lƣợng chất kết tủa.
3.2.6. Hiệu suất xử lý Photphat của phèn nhôm và PAC
Bảng 3. 8. Hiệu suất xử lý photphat của phèn nhôm và PAC Hàm
lƣợng (mg/l)
Photphat (mg/L) Hiệu suất xử lý
photphat (%)
Phèn nhôm PAC Phèn nhôm PAC
0 1,490 1,490 64 1,027 0,603 31,07 59,53 128 0,829 0,514 44,36 65,5 256 0,492 0,467 66,98 68,66 320 0,475 0,455 68,12 69,46 384 0,446 0,306 70,07 79,46 98.5 98.6 98.7 98.8 98.9 99 99.1 99.2 99.3 0 100 200 300 400 500 H iệ u xu ất (% ) Nồng độ (mg/L) phèn nhơm PAC
Hình 3.5. Hiệu suất xử lý phophat của Phèn nhôm và PAC
Kết quả cho thấy PAC xử lý photphat cao hơn so với phèn nhôm. Tuy nhiên, sự biến