Đang tải... (xem toàn văn)
phân tích các chỉ tiêu no2, no3 , no4, nh4 trong nước thải và bước đầu tìm hiểu phương pháp xử lý
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN HÓA CƠ SỞ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU − 2 NO , − 3 NO , + 4 NH TRONG NƯỚC THẢI VÀ BƯỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ GVHD: GVC.THS ĐOÀN THỊ MINH PHƯƠNG LỚP: 02DHLHH SVTH: MSSV: Nguyễn Hoài Lộc 2204115073 Nguyễn Thị Ngọc Phượng 2204115027 Vũ Thị Ý Quỳnh 2204115065 TPHCM, 01/2014 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng ¶ Qua khoảng thời gian học tại trường Đại Học Công nghiệp thực phẩm Tp.HCM, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô trong nhà trường đã truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức bổ ích về khoa học công nghệ, kỹ thuật và xã hội. Chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ Hóa Học đã truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức chuyên môn, các kinh nghiệm trong các buổi học trong suốt thời gian qua. Đặc biệt, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS.Đoàn Thị Minh Phương, là người đã tận tình trực tiếp hướng dẫn chúng tôi từng bước một và luôn khuyến khích động viên chúng tôi trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Cuối cùng, lời cảm ơn xin được gửi tới gia đình và bạn bè thân yêu, là nguồn động viên tích cực, đã luôn chia sẻ và hỗ trợ chúng tôi hoàn thành đồ ánnày. Một lần nữa chúng tôi xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày tháng năm Nguyễn Hoài Lộc Nguyễn Thị Ngọc Phượng Vũ Thị Ý Quỳnh 2 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.HCM, ngày tháng năm 3 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp.HCM, ngày tháng năm 4 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng 5 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng 1 Hình2.1. Hệ thống chưng cất 12 2 Hình 3.1 Vi khuẩn NitrosomonasII (Yuichi Suwa) và Vi khuẩn Nitrobacter 35 3 Hình 3.2 Vi khuẩn Bacillus 37 4 Hình 3.3 Cơ chế sinh hoá giả thiết của phản ứng Anammox 41 5 Hình 3.4 Vi khuẩn Anammox Candidatus Brocadia (John Fuerst/Rick Webb) 42 6 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng STT HÌNH TRANG 1 Bảng 1.1 Tiêu chuẩn cho phép thải với chỉ tiêu tổng Nitơ 4 2 Bảng 1.2 Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp vào vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao và giải trí 4 3 Bảng 1.3 Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp 4 4 Bảng 1.4 Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt 5 5 Bảng 1.5 Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt 7 6 Bảng 2.1. Thể tích mẫu lấy xác định hàm lượng amoni 11 7 Bảng 2.2 Chiều dài đường quang của cuvet ứng với thể tích NO 2 - 1 ppm (mL) 31 8 Bảng 3.1 Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải 43 7 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng ¶ Nước - một thành phần quan trọng trong cuộc sống. Nó cần thiết trong mọi lĩnh vực kinh tế xã hội như: sinh hoạt, sản xuất, công nghệ, công nghiệp, nông nghiệp,… Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nước ta, cuộc sống người dân đã dần được cải thiện rõ rệt, đồng thời tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và còn nhiều nguyên nhân khác nhau như: Điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Mặt khác nước ta là một nước đông dân, có mật độ dân cư cao, nhưng trình độ nhận thức của con người về môi trường còn chưa cao, nên lượng chất thải sinh hoạt cũng bị thải ra môi trường ngày càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực, trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên do nền văn minh đương thời. Đối với môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nước sạch, việc thải và xử lý nước thải trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với toàn thể loài người. Ngày nay vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư.Và đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Nhằm mục đích tìm hiểu góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, chúng tôi chọn đề tài “PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU − 2 NO , − 3 NO , + 4 NH TRONG NƯỚC THẢI VÀ BƯỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ”. Qua đó, chúng tôi trình bày một cách cô đọng những hiểu biết về thực trạng ô nhiễm nguồn nước, một số phương pháp xử lý nước hiện nay.Hy vọng với những thông tin trong đề tài của chúng tôi sẽ giúp mọi người hiểu rõ hơn về thực trạng ô nhiễm của các chỉ tiêu và từ đó đề ra biện pháp xử lý. Với sự cố gắng thực sự khi nghiên cứu một vấn đề nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi rất mong được sự hướng dẫn và đóng góp ý kiến quý báu của quý Thầy Cô và các bạn. 8 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng ! ""#$%&'($)*(+,$- """.$/0/120/'$%03((+,$- − Dễ tan trong nước. Các muối amoni trong nước điện ly gần như hoàn toàn thành ion (khi ở dạng muối amoni gồm cation amoni NH 4 + và amoni gốc acid). − Hằng số phân ly acid (pK a ) của NH 4 + là 9,25. − Ion NH 4 + trong nước khi tác dụng dung dịch kiềm sẽ tạo khí NH 3 bay ra. NH 4 + + OH - NH 3 + H 2 O − Ion NH 4 + nhường H + vậy ion NH 4 + có tính acid. − Theo chu trình Nitơ, khi có tác dụng nhiệt muối amoni trong nước sẽ tham gia các phản ứng sau NH 4 Cl →NH 3 + HCl (NH 4 ) 2 CO 3 →NH 4 + NH 4 HCO 3 NH 4 HCO 3 →NH 3 + H 2 O + CO 2 NH 4 NO 3 →N 2 + 2H 2 O NH 4 NO 2 →N 2 O + 2H 2 O ""4"%'5$6/722/8-)98$//:;$%2<(+,$- 1.1.2.1. Nguồn phát thải Amoini có mặt trong môi trường từ các quá trình chuyển hóa, nông nghiệp, công nghiệp và từ sự khử trùng nước bằng cloramin. Ô nhiễm amoni ngày càng tăng do:Chăn nuôi gia súc qui mô lớn, sử dụng phân bón hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật. 1.1.2.2. Ảnh hưởng từ amoni Những nguyên nhân trên đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước. Đối với con người: Amoni không gây ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe, tác hại của amoni xuất hiện khi tiếp xúc với liều lượng khoảng trên 200 mg/Kg thể trọng. Tuy nhiên amoni gây hại khi chuyển thành các dạng nitrat (1.2.2.2), nitrit (1.3.2.2). Đối với môi trường: Làm mất mỹ quan môi trường, tạo mùi khó chịu. 1.1.2.3. Tiêu chuẩn hàm lượng amoni trong nước 8$%"-='0/'>$0/,6/?62/8-)@-0/A2-='2#$%-2BCDE Khu vực Tiêu chuẩn thải tổng Nitơ (mg/L) Khu vực tinh khiết < 30 Khu vực A < 60 Khu vực B < 60 Khu vực đặc biệt < 60 (*) Trích bảng 1.3 – phần phụ lục 8$%"4-72FG%-@-/H$0702/I$%JK)9$5$%LM0700/12I$/-N+2F,$%$:@02/8-0I$% $%/-O6)9,)P$%$:@0Q-R$)S$QTUP$%0/,+V0L.0/2/R2/(,)9%-8-2F.CDDE" Thông số Mức độ 9 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng F1 F2 F3 Nitơ tổng số, mg/L 20 15 10 Chú thích – F là thải lượng, m 3 /ngày (24 giờ) F1 từ 50 m 3 /ngày đến dưới 500 m 3 /ngày F2 từ 500 m 3 /ngày đến dưới 5000 m 3 /ngày F3 bằng hoặc lớn hơn 5000 m 3 /ngày (**) Trích bảng 1.4 - phần phụ lục 8$%"W-72FG%-@-/H$0702/I$%JK)9$5$%LM0700/12I$/-N+2F,$%$:@02/8-0I$% $%/-O6CDDDE" STT Thông số Đơn vị TCVN 5945: 1995 Dự thảo TCVN 5945: 2005 Gía trị giới hạn Gía trị giới hạn A B C A B C 1 Amoniac (tính theo Nitơ) mg/L 0.1 1 1 1 2 10 2 Tổng Nitơ mg/L 30 60 60 15 30 60 (***) Trích bảng 1.5 – phần phụ lục 8$%"X-72FG0702/I$%JKI$/-N+Y9+0BJ;2.$/2,7$%-72FG2K-L(0/,6/?62F,$% $:@02/8-J-$//,H2" +(Z [Z\CDDDDE Thông số Đơn vị Giá trị C A B Amoni (tính theo N) mg/L 5 10 (****) Trích bảng 1.6 – phần phụ lục Giá trị hệ số K ứng với loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư (Bảng 7.1 – phần phụ lục). ""W"/:B$%6/76Z70LG$/(+,$- Việc xác định amoni có nhiều phương pháp.Tùy vào hàm lượng của amoni có trong mẫu, ảnh hưởng của các cấu tử nhiễu cũng như kỹ năng và điều kiện phòng thí nghiệm mà ta lựa chọn phương pháp xác định hợp lý.Việc xác định trực tiếp chỉ áp dụng đối với trường hợp amoni tương đối thấp với các loại nước uống, nước bề mặt sạch và nước thải đã được xử lý sơ bộ. Trong các trường hợp khác, khi ảnh hưởng của các cấu tử nhiễu là đáng kể thì mẫu cần được chưng cất lại trước khi tiến hành phân tích. Có thể xác định amoni bằng phương pháp chưng cất chuẩn độ, trắc quang với thuốc thử nessler, phương pháp điện cực chọn lọc,phương pháp trắc quang indophenol blue, phương pháp phenat hoặc phương pháp sắc ký lỏng. 10 [...]... có nhiều phương pháp nhiều công trình xử lý nitơ trong nước thải được nghiên cứu và đưa vào vận hành trong đó có cả các phương pháp hoá học, sinh học, vật lý Nhưng phần lớn chúng đều chưa đưa ra được một mô hình xử lý nitơ chuẩn để có thể áp dụng trên một phạm vi rộng Dưới đây là bảng phân tích một cách tổng quan nhất về dạng và hiệu suất làm việc của các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải đã được... nghiên cứu và ứng dụng Bảng 3.1 Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải Hiệu suất xử lý % Hiệu suất xử lý nitơ ( % ) Các phương pháp xử lý Nitơ dạng hữu NH3 cơ NH4+ NO3- Bậc I 10-20% 0 0 Bậc II 15-50% < 10% Hiệu thấp suất Vi khuẩn hấp thụ 0 nitơ 40-70% Hiệu thấp suất Quá trình nitrat 0 80-90% Xử lý thông thường 5-10% 10-30% Xử lý bằng phương pháp sinh học khử 0 Thu hoạch tảo Chủ chuyển thành NH4+ Quá... mL; 0,3 mL; 0,4 mL; 0,5 mL Các bước tiếp theo tiến hành tương tự như mẫu phân tích f Tính toán kết quả 23 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng Trong đó: C: hàm lượng nitrat theo đường chuẩn, mg V: thể tích nước lấy phân tích, mL 2.2.3 Xác định nitrit trong nước thải 2.2.3.1 Phương pháp trắc quang với thuốc thử sunfanilic và – naphthylamin Nitrit trong nước. .. được ứng dụng để xử lý nước thải bãi chôn lấp Nước thải bãi chôn lấp là một hỗn hợp phức tạp của nước và các chất gây ô nhiễm vô cơ và hữu cơ có nồng độ cao, có thể có kim loại nặng được sinh ra trong quá trình phân hủy các chất thải được chôn lấp và được bổ sung thêm vào do nước mưa chảy thấm qua các chất thải Nước thải của quá trình phân hủy yếm khí mà phần nổi ở trên (phần nước thải loại) là một... thoáng mát, tránh nhiệt độ trực tiếp.Vận chuyển mẫu không quá 24 giờ 2.2 Một số phương pháp xác định các chỉ tiêu amoni, nitrat, nitrit trong nước thải 2.2.1 Xác định amoni trong nước thải 2.2.1.1 Phương pháp chưng cất chuẩn độ (Phương pháp Kjeldahl) Nguyên tắc Phân giải amoni trong một thể tích chính xác mẫu bằng dung dịch NaOH, lượng amoni sinh ra sẽ được hấp thu vào dung dịch acid dư (HCl, H 2SO4... gây ung thư 1.3.3 Phương pháp xác định nitrit Nitrit được xác định bằng nhiều phương pháp như: Phương pháp trắc quang với thuốc thử Griss, phương pháp với thuốc thử sulfuanilamide và N-(1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride, phương pháp chuẩn độ với thuốc thử KMnO 4, phương pháp động học xúc tác trắc quang, phương pháp sắc ký… Tùy theo hàm lượng mẫu, phạm vi áp dụng của phương pháp, cùng nhiều yếu... 0 mL; 0,1 mL; 0,2 mL; 0,3 mL; 0,4 mL; 0,5 mL Thêm 0,5 mL acid phenoldisunfonic, lắc đều.Sau đó cho 5 mL amoniac, để yên 10 phút rồi đem đo quang ở bước sóng 410 nm f Tính toán kết quả Trong đó: − C: hàm lượng nitrat theo đường chuẩn, mg − V: thể tích nước lấy phân tích, mL 2.2.2.2 Phương pháp so màu với thuốc thử acid sunfosalixylic Phương pháp sử dụng đơn giản và có độ nhạy cao a Nguyên tắc Trong môi... thị chuẩn trong hệ tọa độ A –C Từ đó suy ra hàm lượng của NO 2- trong mẫu Trong đó: C: hàm lượng nitrit theo đường chuẩn, mg V: thể tích nước lấy phân tích, mL 2.2.3.2 Phương pháp trắc quang với thuốc thử 4-aminobenzen sufonamid và N(1-naphthyl)-ethylenediamine dihydrochloride trong môi trường acid octhophosphoric Phương pháp này áp dụng để xác định nitrit trong nước sinh hoạt, nước thải và nước thô... các bước tiếp theo như mẫu phân tích, sử dụng các cuvet có chiều dài đường quang quy định trong bảng sau: Bảng 2.2 Chiều dài đường quang của cuvet ứng với thể tích NO2- 1 ppm (mL) Dung dịch NO2- 1 ppm (mL) 0,0 0 0,5 0 1,0 0 Chiều dài đường quang của cuvet (mm) 10 và 40 hoặc 50 40 10 và 40 27 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng 1,5 0 40 2,0 0 40 2,5 0 10 và 40 5,0 0... 10 7,5 0 10 1 0,0 0 10 − Vẽ đồ thị của độ hấp thu tương ứng với hàm lượng nitrit đối với từng chiều dài đường quang, đồ thị phải tuyến tính và phải đi qua gốc tọa độ f Tính toán kết quả Trong đó: C: hàm lượng nitrit theo đường chuẩn, mg V: thể tích nước lấy phân tích, mL 28 Khoa Công Nghệ Hóa Học - Chuyên ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lượng CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ − − − − 3.1 Phương pháp . − 2 NO , − 3 NO , + 4 NH TRONG NƯỚC THẢI VÀ BƯỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ”. Qua đ , chúng tôi trình bày một cách cô đọng những hiểu biết về thực trạng ô nhiễm nguồn nước, một số phương pháp. MÔN HÓA CƠ SỞ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU − 2 NO , − 3 NO , + 4 NH TRONG NƯỚC THẢI VÀ BƯỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ GVHD: GVC.THS ĐOÀN THỊ MINH PHƯƠNG LỚP: 02DHLHH SVTH: MSSV: Nguyễn. của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Nhằm mục đích tìm hiểu góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, chúng tôi chọn đề tài “PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU