2.3.2.1 Phương pháp đo pH
- Rửa sạch điện cực bằng nƣớc cất đựng trong bình tia. - Bật máy, nhúng điện cực vào mẫu cần đo
- Đợi cho giá trị pH trên máy ổn định rồi đọc trực tiếp kết quả trên màn hình. - Rửa sạch điện cực bằng nƣớc cất
- Ngâm vào dung dịch bảo quản điện cực.
2.3.2.2 Phương pháp phân tích TSS
a) Tài liệu tham khảo: Quy trình này đƣợc biên dịch từ "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1999 – 2540D"
b) Nguyên tắc
Mẫu sau khi đã khuấy trộn đều cho qua giấy lọc đã biết trƣớc khối lƣợng. Sấy khơ giấy lọc đã cĩ cặn đến khối lƣợng khơng đổi ửo nhiệt độ 103°C–105°C. Độ tăng khối lƣợng giấy lọc là tổng lƣợng chất rắn lơ lửng cĩ trong mẫu.
c) Thiết bị và dụng cụ
Thiết bị
• Tủ sấy điều chỉnh đƣợc nhiệt độ ( 105°C) • Cân phân tích chính xác đến
• Bơm hút chân khơng Dụng cụ
• Bộ hút chân khơng gồm bình tam giác và phễu lọc chuyên dụng • Giấy lọc vàng
d) Tiến hành
Chuẩn bị giấy lọc
• Sấy giấy lọc ban đầu ở 105°C trong 1 giờ. • Làm nguội trong bình hút ẩm 15 phút.
• Cân và ghi trọng lƣợng mo [g]. Thực hiện quá trình cân đến trọng lƣợng khơng đổi.
Lọc mẫu
• Lắc đều mẫu, đong 1 thể tích V [mL]. • Lọc mẫu qua giấy lọc đã chuẩn bị.
• Sấy lại giấy đã đƣợc lọc ở nhiệt độ 105°C trong 1 giờ. • Làm nguội trong bình hút ẩm 15 phút.
• Cân và ghi trọng lƣợng m1 [g]. Thực hiện quá trình cân đến trọng lƣợng khơng đổi.
e) Tính kết quả
Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng [mg/L] tính theo cơng thức:
1 0 ( / ) m m 1000 TSS mg l V 2.3.2.3 Phương pháp phân tích độ đục
a) Nguyên tắc: Dựa trên sự hấp thu ánh sáng của các căn lơ lửng (vật chất hữu cơ, vơ cơ và vi sinh vật) cĩ trong dung dịch.
b) Thiết bị: Máy spectrophotometer HACH- DR2000
c) Tiến hành
- Bật máy, vào mã chƣơng trình 750 – Enter, chỉnh bƣớc sĩng về 450nm - Lắc đều mẫu, lấy 50mL mẫu vào cốc 100mL
- Cho nƣớc cất vào curvet ngang đến vạch trắng (25mL), nhấn ZERO cho đến khi màn hình xuất hiện 0 FTU
- Cho mẫu vào curvet tƣơng tự với mẫu nƣớc cất, bấm READ đọc giá trị đo trực tiếp trên màn hình.
2.3.2.4 Phương pháp phân tích COD
a) Tài liệu tham khảo: quy trình này đƣợc biên dịch từ "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1999 – 5220C"
b) Nguyên tắc:
Mẫu sau khi phản ứng với K2Cr2O7 sẽ làm thay đổi số oxi hĩa của crom từ + 6 xuống cịn +3 theo phƣơng trình:
2 3 x y z 2 7 2 2 y 2 y z C H O tCr O 8tH xCO 4t H O + 2tCr t x 2 3 6 3
Lƣợng K2Cr2O7 và H2SO4 đƣợc biết trƣớc sẽ giảm tƣơng đƣơng với lƣợng chất hữu cơ cĩ trong mẫu. Lƣợng kali bicromate dƣ sẽ đƣợc định phân bằng dung
dịch (FAS) và lƣợng chất hữu cơ bị oxy hĩa sẽ tính bằng lƣợng oxy tƣơng đƣơng qua bị khử, lƣợng oxy tƣơng đƣơng này tính bằng [mg/L] chính là COD.
c) Thiết bị và hĩa chất Thiết bị - Buret 25mL - Ống COD - Pipet 10mL - Erlen 100mL - Bếp phá mẫu COD Hĩa chất
- Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,01667N : cân 4,903g K2Cr2O7sấy ở 105oC trong 2 giờ và hịa tan trong 500mL nƣớc cất, thêm vào 167mL H2SO4 đậm đặc và 33,3g HgSO4 khuấy tan, để nguội đến nhiệt độ phịng và định mức thành 1 lít.
- Dung dịch H2SO4 : hịa tan 5,5g Ag2SO4 trong 1kg H2SO4đậm đặc và để 1- 2 ngày cho hịa tan hồn tồn.
- Thuốc thử Ferroin : pha 1,485g 1,10-phenalthroline monohydrate và 695mg FeSO4.7H2O định mức thành 100mL.
- Dung dịch FAS (xấp xỉ 0,1N) : hịa tan 39,2 Fe(NH4)2(SO4).6H2O vào nƣớc cất, thêm vào 20mL H2SO4 đậm đặc và định mức thành 1 lít
d) Tiến hành
- Rửa ống COD và nút bằng dung dịch H SO2 4 20% trƣớc khi sử dụng.
- Ống phá mẫu COD sử dụng là ống Hach – Mỹ với kích thƣớc 16 100mm
Bảng 2.1 Lượng hĩa chất cần thiết để phân tích COD
Vmẫu [mL] K Cr O2 2 7 [mL] H SO2 4 [mL] Vtc [mL]
2,5 1,5 3,5 7,5
- Cho vào ống COD V [mL] mẫu, dung dịch K Cr O2 2 7 0,01667N và H SO2 4 đã chuẩn bị theo bảng hƣớng dẫn trên. Cho acid chảy dọc theo thành ống nghiệm. Sau đĩ lắc mẫu thật đều. Làm 3 mẫu để lấy kết quả trung bình
- Làm tƣơng tự với mẫu trắng (thay mẫu thật bằng nƣớc cất).
- Cho ống COD cĩ chứa mẫu và mẫu trắng vào bếp phá mẫu, nung ở nhiệt độ 150°C trong 2 giờ.
- Để nguội đến nhiệt độ phịng, đổ ra erlen, thêm 2 giọt chỉ thị Ferroin và định phân bằng FAS 0,1N. Kết thúc phản ứng khi dung dịch chuyển từ màu xanh lục sang nâu đỏ. Tƣơng tự định phân mẫu trắng.
e) Tính kết quả : COD [mg/L] (A B) M 8000 V
Trong đĩ : • A, B: thể tích FAS dùng để chuẩn mẫu trắng và mẫu thực [mL] • M: nồng độ của dung dịch FAS [N]
• V: thể tích mẫu đem phân tích [mL]
2.3.2.5 Phương pháp phân tích BOD5
a) Nguyên tắc: sử dụng chai DO cĩ V = 125ml. Đo hàm lƣợng DO ban đầu và sau 5 ngày ủ ở 200C. Lƣợng oxy chênh lệch do vi sinh vật sử dụng là BOD
Mn2+ + 2OH- + ½ O2 = MnO2 + 2H2O MnO2 + 2I + 4H+ = Mn2+ +I2+2H2O
b) Dụng cụ & thiết bị
- Tủ điều nhiệt BOD ở 200C ±10C - Bình tam giác 100ml
- Chai BOD (nâu ) - Pipet
- Ống đong 100ml - Buret
c) Hĩa chất:
- Dung dịch đệm phosphat : hịa tan 8,5g KH2PO4 ; 21,75g K2HPO4 ; 33,4g Na2HPO4.H2O và 1,7g NH4Cl trong 500ml nƣớc cất và định mức thành 1lit.
- Dung dịch MgSO4: hịa tan 22,5g MgSO4.7H2O trong nƣớc cất, định mức thành 1 lít.
- Dung dịch FeCl3: hịa tan 0,225g FeCl3.6H2O trong nƣớc cất, định mức thành 1 lit.
- Dung dịch H2SO4 1N hoặc NaOH 1N để trung hịa mẫu .
- Dung dịch MnCl2.4H2O: cân 15,7143g hịa tan và định mức 100ml.
- Dung dịch KI/NaOH: 10,0000g KI và 10,0000g NaOH hịa tan và định mức 100ml. - Dung dịch H2SO4 (1:2): pha 1 thể tích H2SO4 đặc với 2 thể tích nƣớc cất. - Dung dịch H2SO4 (1:4): pha 1 thể tích H2SO4 đặc với 4 thể tích nƣớc cất. - Dung dịch Na2S2O3 0,1N: pha 1 ống Na2S2O3 tiêu chuẩn 0,1N trong 1000ml nƣớc cất.
- Hồ tinh bột 1%: cân 1g hồ tinh bột hịa tan trong 100ml nƣớc ấm. Thêm 0,5ml formanlin để sử dụng lâu.
d) Tiến hành
Chuẩn bị nƣớc pha lỗng (nƣớc cất đƣợc sục khí bào hịa oxy)
Sử dụng cho mỗi dung dịch đệm phosphate, MgSO4, CaCl2, FeCl3 là 1ml cho 1 lít nƣớc cất bão hịa oxy và giữ ở 20°C (nƣớc pha lỗng này đƣợc sục khí từ 8 – 10 phút).
Xử lý mẫu:
Nếu mẫu cĩ độ kiềm hoặc độ acid thì phải trung hịa mẫu đến pH 6,5 – 7, 5 bằng H2SO4 hoặc NaOH lỗng.
Pha lỗng mẫu theo tỷ lệ phù hợp
Cho mẫu pha lỗng vào 2 chai: dùng pipet nhúng xuống đáy chai thả từ từ mẫu vào chai đến thể tích cần sử dụng, lấy nhanh pipet ra khỏi chai đậy nút lại (khơng cĩ bọt khí). Một chai ủ kín trong 5 ngày (BOD5), một chai xác định ngay.
Cho vào mỗi lọ 1ml dung dịch MnCl2 10%; 1ml KI/NaOH. Đậy nút chai lại sao cho khơng cĩ bọt khí, khuấy trộn mạnh kết tủa trong lọ bằng cách lắc đảo liên tục, để bất động trong tối.
Xác định oxy ban đầu khi kết tủa trong lọ ổn định và lắng xuống, mở nút lọ, dùng pipet lấy 1ml H2SO4 1:1 vào lọ. đậy nút đảo ngƣợc để hịa tan kết tủa. Lấy 50ml cho vào bình tam giác 100ml, dung dịch vàng đậm.
Chuẩn độ hỗn hợp bằng Na2S2O3 0,1N đến màu vàng nhạt. Thêm 3 – giọt hồ tinh bột, dung dịch màu xanh lam. Tiếp tục chuẩn độ đến khơng màu. Ghi lại thể tích tiêu tốn làm 3 lần lấy kết quả trung bình.
DO(mg/l) = (8.n.N.1000)/V Trong đĩ:
8: trọng lƣợng đƣơng lƣợng của oxy N: độ chuẩn dd Na2S2O3
V: thể tích mẫu đem chuẩn độ
n: số ml dd Na2S2O3 tiêu thụ khi chuẩn độ BOD5 = DO0 – DO5
2.3.2.6 Phương pháp phân tích hàm lượng phosphorus
a) Tài liệu tham khảo : Quy trình này đƣợc biên dịch từ "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 4500 PE, 1999"
b) Nguyên tắc
Ammonium molybdate và potassiumantimonyl tartrate sẽ phản ứng với ortho- phosphate trong mơi trƣờng acid để tọa thành acid phosphomolybdic, sau đĩ acid này sẽ bị khử bởi acid ascorbic để tạo thành molybdenum màu xanh dƣơng.
c) Thiết bị, dụng cụ và hĩa chất
Thiết bị - Máy UV- Vis - pH kế Metrohm Dụng cụ
Tất cả dụng cụ thủy tinh phải đƣợc rửa thật sạch bằng dung dịch acid HCl lỗng, nĩng rồi tráng rửa thật kỹ bằng nƣớc cất.
Hĩa chất
- Dung dịch H2SO4 0,5N: 70mL H2SO4 đậm đặc định mức bằng nƣớc cất thành 500mL
- Dung dịch potassiumantimonyl tartrate : cân 1,3715g potassiumantimonyl tartrate hịa tan vào 400mL nƣớc cất rồi định mức thành 500mL. Lƣu trữ dung dịch trong chai màu nâu.
- Dung dịch ammonium molybdate: hịa tan 20g ammonium molybdate vào 500 mL nƣớc cất. Trữ trong chai màu nâu.
- Dung dịch acid ascorbic 0,01N: hịa tan 1,76g acid ascorbic vào 100mL nƣớc cất. Dung dịch ổn định trong 1 tuần ở nhiệt độ 4o
C.
- Thuốc thử hỗn hợp: trộn đều các hĩa chất trên theo thể tích sau • 50mL H2SO4 0,5N
• 5mL dung dịch potassiumantimonyl tartrate • 15mL dung dịch ammonium molybdate • 30mL acid ascorbic
Trộn đều mỗi hĩa chất sau khi thêm. Phải giữ tất cả hĩa chất trƣớc và sau khi thêm ở nhiệt độ phịng. Nếu thuốc thử hỗ hợp bị đục sau khi pha, lắc đều để lắng vài phút trƣớc khi tiến hành thí nghiệm. Thuốc thử này ổn định trong 4h.
- Dung dịch trữ phosphate: hịa tan 219,5mg tinh thể KH2PO4 khan vào 1000mL nƣớc cất, trong đĩ 3
4
1mL50 g P PO .
- Dung dịch chuẩn phosphate: pha lỗng 50mL dung dịch trữ phosphate thành 1L. Trong đĩ 3
4
1mL2,5 g P PO
d) Tiến hành
Xử lý mẫu
- Lấy 50mL mẫu cho vào cốc thủy tinh. Thêm vào một mẫu 1 giọt phenolphta- lein. Nếu mẫu chuyển sang màu đỏ thì cho từng giọt H2SO4 vào cho đến khi mất màu.
- Thêm tiếp 8mL thuốc thử hỗn hợp vào mẫu, trộn đều và để phản ứng xảy ra trong 15 phút. Đem đo độ hấp thụ ở bƣớc sĩng 880nm.
Bảng 2.2 Lượng hĩa chất cần thiết để dựng đường chuẩn phân tích phosphorus STT 1 2 3 4 5 6 V dd chuẩn 3 4 PO [mL] 0 1 2 5 10 20 V nƣớc cất [mL] 50 49 48 45 40 30 Tổng thể tích [mL] 50 50 50 50 50 50 Nồng độ [mg/L] 0 0,05 0,1 0,2 0,5 1 V thuốc thử hỗn hợp [mL] 8 8 8 8 8 8
- Tiến hành đo độ hấp thu ở bƣớc sĩng 880nm.
- Dựa vào kết quả cĩ đƣợc, dựng đƣờng chuẩn biểu diễn mối tƣơng quan giữa nồng độ và độ hấp thụ, đƣờng chuẩn cĩ dạng A= aC + b
e) Tính kết quả
Từ kết quả đo độ hấp thu cĩ đƣợc của mẫu, ta tính đƣợc :
A b C a 2.3.2.7 Phương pháp phân tích TKN
a) Tài liệu tham khảo : quy trình này đƣợc biên dịch từ "AOAC 973.48 – 1995"
b) Nguyên tắc
Vơ cơ hĩa mẫu bằng acid sunfuric đậm đặc với sự cĩ mặt của chất xúc tác (K2SO4 và CuSO4.5H2O) để chuyển hĩa nitơ trong các hợp chất hữu cơ về dạng (NH4)2SO4 rồi dùng kiềm mạnh (NaOH) để đẩy NH3 ra. Khí NH3 đƣợc hấp thu vào dung dịch acid boric dƣ. Sau đĩ chuẩn độ dung dịch tạo ra bằng dung dịch chuẩn H2SO4 với chỉ thị hỗn hợp Tashiro (methyl đỏ + methyl xanh) đến lúc dung dịch chuyển từ màu lục sang tím.
c) Thiết bị, dụng cụ và hĩa chất
Thiết bị : Hệ thống phá mẫu và chƣng cất đạm bán tự động Kjeldahl Dụng cụ
- Buret 25mL
- Ống đong 1000mL
- Erlen 100mL Hĩa chất - Nƣớc cất 1 lần - H2SO4 đậm đặc
- Hỗn hợp xúc tác (K2SO4 và CuSO4.5H2O); NaOH; H3BO3 - Methyl đỏ và methyl xanh
- Ethanol 95%
- Dung dịch chuẩn H2SO4 0,05 mol/L (0,1N) Pha hĩa chất
- Xúc tác hỗn hợp gồm CuSO4.5H2O và K2SO4 đƣợc cân theo tỷ lệ 1:5 trộn đều. - NaOH 40% : hịa tan 400g NaOH trong nƣớc và định mức thành 1L. - H3BO3 4% : hịa tan 40g H3BO3trong nƣớc và định mức thành 1L. - Ethanol 95% : 950ml ethanol trong nƣớc và định mức thành 1000mL. - Dung dịch chuẩn H2SO4 0,05 mol/L (0,1N) : pha ống chuẩn H2SO4 (0,1N) và định mức thành 1L.
d) Tiến hành
Vơ cơ hĩa mẫu
- Lấy 1mL mẫu cho vào ống Kjeldahl cĩ dung tích phù hợp (thƣờng 250mL) - Thêm 0,9 1, 2g chất xúc tác CuSO4.5H2O và K2SO4 .
- Thêm 25mL H2SO4 đậm đặc và đặt bộ ống Kjeldahl vào bộ phá mẫu - Cài đặt nhiệt độ và thời gian cho máy. Tổng thời gian vơ cĩ hĩa từ 3 4h
- Sau khi phá mẫu hồn tất chất lỏng trong bình trong và cĩ màu xanh da trời nhạt. Để nguội, nếu thấy quá trình vơ cơ hĩa xuất hiện cặn rắn thì cho 1 ít nƣớc cất vào rồi lắc đều.
Chƣng cất amoniac
- Đem mẫu đi chƣng cất. Cài đặt thơng số cho máy nhƣ sau H2O : 2S
H3BO3 : 3S NaOH : 5S
- Thời gian chƣng cất : 5 phút
- Nhỏ 3 giọt chỉ thị Tashiro vào bình hấp thu và tiến hành chƣng cất mẫu. Chuẩn độ
Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn H2SO4 0,05 mol/L (0,1N), ghi nhận điểm cuối khi dung dịch chuyển từ màu xanh dƣơng sang mận chín. Đọc thể tích H2SO4 tiêu tốn trên buret.
e) Tính kết quả : N 1 o pt (V V ) C 14000 W V
Trong đĩ : • V1 : thể tích dung dịch H2SO4dùng để chuẩn độ mẫu thử [mL] • Vo:thể tích dung dịch H2SO4dùng để chuẩn độ mẫu trắng [mL]
• C : nồng độ đƣơng lƣợng của dung dịch H2SO4[N] • Vpt : thể tích của mẫu thử [ml]
2.3.2.8 Phương pháp phân tích hàm lượng chloride
a) Tài liệu tham khảo : quy trình này đƣợc biên dịch từ "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 4500- ClB, 1999"
b) Nguyên tắc
Trong mơi trƣờng trung tính hay kiềm nhẹ (pH 7 8) potassium chromate (K2CrO4) đƣợc dùng làm chất chỉ thị màu tại điểm kết thúc trong phƣơng pháp định phân chloride (Cl–) bằng dung dịch silver nitrate (AgNO3)
10 sp
Ag Cl AgCl (K 3 10 )(1)
2 12
4 2 4 sp
2Ag CrO Ag CrO (K 5 10 ) (2)
Dựa vào sự khác biệt của tích số tan (Ksp), khi thêm dung dịch AgNO3 vào mẫu cĩ hỗn hợp Cl và 2
4
CrO , Ag lập tức phản ứng với ion Cl dƣới dạng kết tủa
trắng đến hồn tồn, sau đĩ phản ứng (2) sẽ xảy ra cho kết tủa đỏ gạch dễ nhận thấy.
c) Dụng cụ và hĩa chất
Dụng cụ - Erlen 250ml - Buret 50ml
Hĩa chất
- Dung dịch chỉ thị K2CrO4
- Dung dịch chuẩn AgNO3 0,01N : pha ống chuẩn AgNO3 (0,1N) và định mức thành 1L, rồi tiếp tục pha lỗng dung dịch chuẩn 0,1N 10 lần để đƣợc dung dịch chuẩn cĩ nồng độ 0,01N.
- Dung dịch huyền phù Aluminium hydroxide : hịa tan 125g aluminium potassium sulfate KAl(SO ) .12H O4 2 2 hoặc aluminium ammonium sulfate AlNH (SO ) .12H O4 4 2 2 ,
làm ấm đến 60oC, thêm từ từ 55ml NH4OH đậm đặc, lắc đều. Đợi 1 giờ rửa huyền phù nhiều lần với nƣớc cất cho đến khi nƣớc rửa khơng cịn Cl nữa (thử bằng AgNO3), sau đĩ thêm nƣớc cất cho đủ 1L.
- Chỉ thị màu phenolphtalein, nƣớc oxy già H2O2 30% - Dung dịch NaOH 1N và H2SO4 1N
d) Tiến hành
- Nếu mẫu cĩ hàm lƣợng Clcao thì phải pha lỗng mẫu.
- Nếu mẫu cĩ độ màu cao thì thêm 3ml dung dịch huyền phù, khuấy kỹ, lắng, lọc, rửa giấy lọc, nƣớc rửa nhập chung vào nƣớc qua lọc.