Đang tải... (xem toàn văn)
... tài Nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa Ca(OH)2 để xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến thủy sản thực Mục tiêu đề tài: Loại bỏ lân khỏi nước vật liệu có chứa canxi hidroxit (Ca(OH)2) để ứng dụng. .. phosphate vật liệu 22 Bảng 4.3 Các dạng lân trước sau xử lý vật liệu 34 vii TÓM LƢỢC Đề tài Nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa Ca(OH)2 để xử lý lân nước thải nhà máy chế thủy sản thực... (QCVN 40:2011/BTNMT loại A)) để áp dụng cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Vật liệu thí nghiệm với nước thải nhà máy chế biến thủy sản cho kết xử lý cao khả hấp phụ tốt (đạt
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN NGUYỄN VĂN HÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CÓ CHỨA Ca(OH)2 ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN Luận văn tốt nghiệp Đại học Chuyên ngành Khoa học Môi trƣờng Cán hƣớng dẫn: Lê Anh Kha Cần Thơ, 2013 PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG Luận văn tốt nghiệp kèm theo đây, với tựa đề “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa Ca(OH)2 để xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến thủy sản”, Nguyễn Văn Hài thực báo cáo hội đồng chấm luận văn thông qua Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013 Thành viên hội đồng: Cán phản biện Cán phản biện PGS.TS Nguyễn Văn Công ThS Nguyễn Thị Như Ngọc Cán hƣớng dẫn ThS.Lê Anh Kha i LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành cảm ơn: Quý thầy cô môn Khoa học Môi trường tạo điều kiện, truyền đạt kiến thức quý báu để tơi hồn thành tốt luận văn Q thầy hội đồng phản biện đóng góp ý kiến q báu để tơi hồn thành luận văn Thầy Lê Anh Kha quan tâm, hướng dẫn tận tình suốt khóa luận văn để tơi thực tốt đề tài Các bạn Nguyễn Thị Thu An, Hồ Ngọc Hiền Lê Thị Mỹ Trinh giúp tơi suốt q trình thực luận văn Gia đình, bạn lớp Khoa học Mơi trường 36 động viên, giúp đỡ đóng góp ý kiến cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Con xin dâng thành đến ba mẹ kính yêu! Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013 Người thực Nguyễn Văn Hài ii MỤC LỤC PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG i LỜI CẢM TẠ ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH HÌNH vi DANH SÁCH BẢNG vii TÓM LƢỢC viii CHƢƠNG I MỞ ĐẦU CHƢƠNG II LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Hiện tượng phú dưỡng hóa 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Nguyên nhân 2.1.3 Hiện tượng tác hại phú dưỡng hóa 2.2 Sơ lược đất sét 2.3 Sơ lược canxi hidroxit (Ca(OH)2) 2.2.1 Tính chất vật lý 2.2.2 Tính chất hóa học 2.2.3 Ứng dụng canxi hidroxit 2.4 Hợp chất lân nước 2.5 Chu trình phosphorus tự nhiên 2.6 Sơ lược biện pháp xử lý nước 2.5.1 Trao đổi ion 2.5.2 Lọc 2.5.3 Hấp phụ iii 2.7 Một số vật liệu sử dụng để loại bỏ lân 2.8 Một số nghiên cứu vật liệu tự chế có khả hấp phụ lân 10 2.9 Một số thông số lý, hóa nước nước thải 11 2.8.1 Nhiệt độ 11 2.8.2 pH 11 CHƢƠNG III VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 13 3.2 Vật liệu phương tiện thí nghiệm 13 3.2.1 Vật liệu 13 3.2.2 Phương tiện thí nghiệm 13 3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 13 3.3.1 Tạo vật liệu chứa Ca(OH)2 có khả hấp phụ lân nước 13 3.3.2 nước Thí nghiệm khảo sát định tính khả hấp phụ lân vật liệu 14 3.3.3 nước Thí nghiệm khảo sát định lượng khả hấp phụ lân vật liệu 16 3.3.4 Thí nghiệm khảo sát định lượng khả hấp phụ lân vật liệu nước thải nhà máy chế biến thủy sản 18 3.4 Phương pháp thu bảo quản mẫu 18 3.5 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 19 3.4.1 Phương pháp phân tích 19 3.4.2 Phương pháp xử lý số liệu 19 CHƢƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 4.1 nước Thí nghiệm khảo sát định tính khả hấp phụ lân vật liệu 20 iv 4.2 nước Thí nghiệm khảo sát định lượng khả hấp phụ lân vật liệu 24 4.3 Thí nghiệm khảo sát định lượng khả hấp phụ lân vật liệu nước thải nhà máy chế biến thủy sản 31 CHƢƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 5.1 Kết luận 34 5.2 Kiến nghị 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ chu trình phosphate .8 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm hệ thống cột lọc 18 Hình 4.1 Nồng độ P_PO43- lại sau 30 phút 20 Hình 4.2 Khả phóng thích P_ PO43- vật liệu 23 Hình 4.3 Khả hấp phụ photphate gam vật liệu sau 180 phút 24 Hình 4.4 Thời gian hấp phụ tối ưu 10 gam vật liệu hạt 26 Hình 4.5 Biến động nồng độ P-PO43- pH sau 7,5 xử lý qua hệ thống cột lọc (V = 4,03 lít/giờ) 27 Hình 4.6 Biến động nhiệt độ theo thời gian lưu tốc V = 4.03 lít/giờ 28 Hình 4.7 Biến động nồng độ P-PO43- pH sau 7,5 xử lý qua hệ thống cột lọc (V = 2,89 lít/giờ) 29 Hình 4.8 Biến động nhiệt độ theo thời gian lưu tốc V = 2.89 lít/giờ 30 Hình 4.9 Biến động nồng độ P-PO43- pH sau 7,5 xử lý qua hệ thống cột lọc (V = 2,31 lít/giờ) 31 Hình 4.10 Biến động nhiệt độ theo thời gian lưu tốc V = 2.31 lít/giờ 33 Hình 4.11 Kết xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản lưu tốc V = 2,89 lít/giờ 33 Hình 4.13 Các dạng photphat sau xử lý 34 vi DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1 Các nghiệm thức thí nghiệm 15 Bảng 3.2 Các nghiệm thức thí nghiệm 15 Bảng 3.3 Các nghiệm thức thí nghiệm 16 Bảng 3.4 Các nghiệm thức thí nghiệm 16 Bảng 3.5 Các tiêu phương pháp phân tích thí nghiệm 19 Bảng 4.1 Sự phóng thích phosphate vật liệu 22 Bảng 4.3 Các dạng lân trước sau xử lý vật liệu 34 vii TÓM LƢỢC Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa Ca(OH)2 để xử lý lân nước thải nhà máy chế thủy sản” thực Khoa Môi trường Tài nguyên thiên nhiên từ 9/2012 đến tháng 12/2013 nhằm nghiên cứu khả hấp phụ lân nước vật liệu chứa Ca(OH)2 Kết thí nghiệm chọn vật liệu phối trộn đất sét Ca(OH)2 theo tỷ lệ 1:1 cho khả hấp phụ tốt đạt hiệu suất xử lý 91,40%, đảm bảo u cầu đặt vật liệu phóng thích photphate thấp không đáng kể (0,11 ± 0,005mgP/L, sau 24 giờ) Định lượng khả hấp phụ photphate tối đa gam vật liệu nghiền 5,22 mgP/L 40 phút Thời gian xử lý tối ưu 10 gam vật liệu hạt phút 14,03 mgP/L tương ứng gam vật liệu hạt xử lý 1,40 mgP/L Kết thí nghiệm với nước thải nhà máy chế biến thủy sản cho hiệu suất xử lý cao khả hấp phụ tốt (đạt 85,60% hiệu suất xử lý, thời gian 330 phút so với quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT cột A) Từ khóa: phú dưỡng hóa, xử lý nước thải, hấp phụ, vật liệu hấp phụ viii CHƢƠNG I MỞ ĐẦU Ngành chế biến thủy sản Việt Nam không ngừng phát triển với giá trị kim ngạch xuất thủy sản đạt 4,5 tỷ USD năm 2008 tăng 20% so với năm 2007 (Báo cáo ngành thủy sản Việt Nam, 2009) Hiện nay, lượng nước thải sinh từ lĩnh vực chế biến thủy sản lớn, cụ thể tổng lượng nước thải từ Khu công nghiệp (KCN) đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) 13.700 m3/ngày, Cần Thơ chiếm 11.300 m3/ngày (Bộ Tài nguyên Môi Trường, 2009) Nhiều doanh nghiệp xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nhiên việc vận hành hệ thống khơng hiệu dẫn đến tình trạng nước thải mơi trường có số tiêu vượt QCVN, đặc biệt COD, tổng đạm tổng lân Theo nghiên cứu Bùi Thị Nga ctv (2008) cho thấy nước thải KCN Trà Nóc có hàm lượng chất rắn lơ lửng vượt QCVN từ 2-53 lần,chất hữu vượt từ - lần, coliform vượt từ - 48 lần (QCVN 08:2008/BTNMT); điều làm gia tăng mức độ ô nhiễm nguồn nước sông, rạch ảnh hưởng nghiêm trọng đến q trình ni trồng thủy sản, sinh hoạt cộng đồng dân cư chỗ lân cận Tuy nhiên, hàm lượng đạm lân dưỡng chất nước thải có ảnh hưởng lớn đến sinh vật môi trường nước Hàm lượng đạm lân cao môi trường nước làm điều kiện thuận lợi để phát triển loại thực vật nước (như rong, lục bình, bèo v.v ) phát triển tảo gây tượng phú dưỡng nguồn nước, làm suy giảm chất lượng nước, làm tăng chất lơ lửng, chất hữu cơ, làm suy giảm lượng ôxy nước, phóng thích độc tố làm ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh vật, tạo khó khăn tốn cho ngành kinh tế quốc dân, cần nghiên cứu nhằm tìm biện pháp để khắc phục Hiện nay, số biện pháp xử lý nước thải chế biến thủy sản chủ yếu loại bỏ hàm lượng chất hữu cách oxi hóa sinh hóa hàm lượng nitơ photpho giảm chưa đáng kể ((Green and Shelef, 1994), Mitsuhori et al (2009) trích Lê Anh Kha (2012)) Nên việc nghiên cứu loại bỏ lân nước thải nhà máy chế biến thủy sản trước thải môi trường bên cần thiết Để hạn chế phú dưỡng hóa nguồn nước, cải thiện chất lượng nguồn nước thải trước đưa nguồn tiếp nhận, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa Ca(OH)2 để xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến thủy sản” thực Mục tiêu đề tài: Loại bỏ lân khỏi nước vật liệu có chứa canxi hidroxit (Ca(OH)2) để ứng dụng vào xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản quy mơ phịng thí nghiệm Như vậy, thời gian hấp phụ tốt vật liệu (đất sét Ca(OH)2 theo tỉ lệ 1:1) 40 phút gam vật liệu nghiền có khả hấp phụ 5,22 mgP cao so với kết xử lý lân vật liệu chứa phèn nhôm 2,648 mgP (kết nghiên cứu Trương Nguyễn Minh Kha, 2013) thấp vật liệu chứa Ca(OH)2 25,29 mgP phút 150 (kết nghiên cứu Dương Thị Cẩm Giang, 2013) thời gian hấp phụ lại nhanh Do vật liệu nghiền nhỏ, có khuấy trộn liên tục nên có diện tích tiếp xúc lớn nước làm tăng nhanh hiệu xử lý vật liệu Tuy nhiên, ứng dụng vào hệ thống xử lý, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: vật liệu nghiền nhỏ nên diện tích tiếp xúc bị hạn chế; nghiền vật liệu bị trơi theo dòng chảy làm nghẹt đường ống hệ thống xử lý; hạn chế việc hoàn nguyên vật liệu Nên vật liệu sử dụng thí nghiệm sau vật liệu tạo hình (vật liệu hình trụ có kích thước: đường kính - 5mm chiều dài từ - 1,5 cm) Nồng độ P-PO43- (mg/L) Như vậy, cần kiểm tra khả hấp phụ photphate vật liệu hạt trước đưa vào hệ thống thí nghiệm, nhằm xác định khả hấp phụ tối ưu vật liệu hạt để áp dụng thực tế Thí nghiệm khả hấp phụ tối ưu vật liệu hạt tiến hành kết khảo sát thể hình 4.4: Nghiệm thức 30 Nghiệm thức 25 20 15 b b b b b b b b a b b b b b b 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 10 0 Thời gian (phút) Hình 4.4 Thời gian hấp phụ tối ưu 10 gam vật liệu hạt Ghi chú: cột có ký tự chữ khác (a-b) có khác biệt mức ý nghĩa 5% Duncan; Nghiệm thức 1: 1000ml P_PO43- 26,67mg/L; Nghiệm thức 2: 1000ml P_PO43- 26,63mg/L + 10 gam hỗn hợp đất sét Ca(OH)2 nghiền (theo tỷ lệ 1:1) Trong thời gian khảo sát 90 phút cho thấy, kết thí nghiệm nghiệm thức có biến động biến động khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức 5% Duncan Vậy vật liệu nghiệm thức giảm vật liệu hấp phụ 25 Trong đó, nghiệm thức nồng độ photphate giảm biến động liên tục theo thời gian, phút nồng độ biến động lớn 13,95 ± 0,468 mg/L so với nồng độ ban đầu 27,98 mg/L đạt hiệu suất xử lý 50,10%, tương ương ứng với 10 gam vật liệu xử lý 14,03 mgP tương đương gam vật liệu hạt xử lý 1,403 mgP Sau thời gian phút đến kết thúc thí nghiệm, nồng độ photphate biến động tăng, giảm liên tục theo thời gian khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức 5% Duncan Kết thí nghiệm hồn tồn phù hợp với kết thí nghiệm vật liệu sử dụng vật liệu tạo hình nên hạn chế diện tích bề mặt tiếp xúc so với vật liệu nghiềm (có diện tích tích xúc nhiều nhất) So với kết nghiên cứu Trương Nguyễn Minh Kha (2013), thời gian lượng photphate xử lý thấp (ở phút đầu xử lý 15,397 mgP với nồng độ 26,04 mg/L) Tóm lại, thời gian hấp phụ tối ưu vật liệu liệu dạng hạt phút hấp phụ 1,403 mgP Thí nghiệm 5: Thí nghiệm khảo sát khả hấp phụ lân nước vật liệu hệ thống cột lọc tự chế Nhằm xác định lưu tốc diễn biến theo thời gian mà vật liệu xử lý tốt (kết so sanh với quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT) mang lại hiểu kinh tế Đồng thời, xác định mối tương quan pH khả hấp phụ photphate vật liệu Thí nghiệm tiến hành lưu tốc xác định là: 4,03 L/giờ; 2,89 L/giờ 2,31 L/giờ Photphate 35 pH 12 30 10 25 20 15 10 pH Nồng độ P-PO43- (mg/L) Kết thí nghiệm với lƣu tốc 4,03 lít/ đƣợc thể qua hình 4.5 0 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 450 Thời gian (phút) Hình 4.5 Biến động nồng độ P-PO43- pH sau 7,5 xử lý qua hệ thống cột lọc (V = 4,03 lít/giờ) 26 Qua hình cho thấy, nồng độ photphate giảm mạnh 30 phút đầu (từ 30,80 mgP/L sau 30 phút lại 3,43 ± 0,210 mgP/L) cho hiệu xử đạt 88,90%, sau khả hấp phụ vật liệu giảm từ phút 30, nồng độ photphate đầu tăng nhanh phút 60 đến phút 150 (từ 4,71 ± 0,168 lên 14,55 ± 0,043 mgP/L) tăng thời gian từ 210 phút đến 450 phút (từ 15,54 ± 0,026 lên 22,67 ± 0,068 mgP/L), vượt giới hạn cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại A) từ phút 60 Thông số pH theo dõi cho thấy, trước xử lý pH (thời gian 0, pH = 7,88) nằm khoảng cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT loại A (pH từ 6-9), sau qua hệ thống xử lý pH tăng nhanh 10 phút đầu vượt chuẩn cho phép (QCVN 40:2011/BTNMT loại A) Tuy nhiên, pH giảm dần sau phút thứ 10, đến phút 210 pH năm khoảng cho phép (pH = 8,92) Nguyên nhân pH tăng nhanh sau qua hệ thống xử lý lý giải sau: vật liệu chứa nhiều ion (OH)- , nên có dịng chảy nước tác động làm cho ion (OH) - phóng thích mơi trường nước làm tăng pH nước Qua kết ta thấy, pH khả hấp phụ vật liệu có mối tương quan tỷ lệ thuận, pH tăng cao, khả xử lý photphate vật liệu hiệu (pH = 9,53 ± 0,311, lượng photphate lại 3,04 ± 0,210 mg/L, đạt 90,10%) Khi pH giảm, khả hấp phụ vật liệu giảm theo pH dần trở trung tính nồng độ photphate nước tăng dần nồng độ ban đầu Nhìn chung, nhiệt độ đo thí nghiệm với lưu tốc dao động từ 29 C đến 30oC nằm khoảng cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT loại A Kết thể qua hình 4.6 Nhiệt độ (oC) o 29.9 29.4 28.9 28.4 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 Thời gian (phút) Hình 4.6 Biến động nhiệt độ theo thời gian lưu tốc V = 4.03 lít/giờ 27 450 Photphate pH 35 12 30 10 25 20 15 pH Nồng độ P-PO43- (mg/L) Kết thí nghiệm với lƣu tốc 2,89 lít/ đƣợc thể qua hình 4.6 10 0 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 450 Thời gian (phút) Hình 4.7 Biến động nồng độ P-PO43- pH sau 7,5 xử lý qua hệ thống cột lọc (V = 2,89 lít/giờ) Kết khảo sát cho thấy, với lưu tốc 2,89 lít/giờ (pH = 7,75) cho hiệu xử lý cao so với lưu tốc 4,03 lít/giờ thời gian xử lý lâu Ở lưu tốc này, thời gian xử lý tối đa đạt 270 phút, cho hiệu suất xử lý 88.00% (nồng độ photphate lại 3,46 ± 0,003 mg/L, đạt quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại A)); lưu tốc 4,03 lít/giờ 30 phút cho 88,90% hiệu xuất xử lý Đến 330 phút cịn 4,49 mgP/L cho hiệu suất xử lý 84,50% (đạt quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại B)) Theo khả hấp phụ vật liệu, theo thời gian vật liệu có xu hướng giảm khả hấp phụ nồng độ photphate tăng Trong đó, pH giảm xuống từ phút 20 đến phút 450 (từ 10,17 ± 0,480 xuống cịn 9,65 ± 0,312) khơng nằm quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) Qua hình 4.8 cho thấy, nhiệt độ biết động liên tục không ổn định so với lưu tốc 4,03 lít/giờ Nhìn chung, nhiệt độ có xu hướng giảm dao động khoảng cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) Nhiệt độ đầu vào khoảng 29,5 oC sau xử lý nhiệt độ dao động khoảng từ 30 ± 0,50 oC đến 28 ± 0,866 oC 28 31.0 Nhiệt độ (oC) 30.0 29.0 28.0 27.0 26.0 25.0 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 450 Thời gian (phút) Hình 4.8 Biến động nhiệt độ theo thời gian lưu tốc V = 2.89 lít/giờ Photphate 35 pH 12 30 10 25 20 15 pH Nồng độ P-PO43- (mg/L) Kết thí nghiệm với lƣu tốc 2,31 lít/ đƣợc thể qua hình 4.7 10 0 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 450 Thời gian (phút) Hình 4.9 Biến động nồng độ P-PO43- pH sau 7,5 xử lý qua hệ thống cột lọc (V = 2,31 lít/giờ) Qua hình cho thấy, mối quan hệ pH lên khả hấp phụ giống với hai lưu tốc trên: pH tăng làm tăng khả hấp phụ vật liêu (pH tăng từ 7,75 lên 9,98 ± 0,376, nồng độ photphate từ 29,83 mg/L 2,81 ± 0,059 mg/L 10 phút đầu) Đến phút 30, pH tăng tên 10,13 ± 0,505 lượng photphate cịn lại 1,14 ± 0,01 mg/L cho hiệu xuất cao (đạt 96,20%) Thời gian hấp phụ tối đa vật liệu nghiệm thức 330 phút, lâu so với hai lưu tốc (lưu tốc 4,03 lít/giờ; 2,89 lít/giờ) Ở 330 phút, cho hiệu suất xử lý đạt 86,70% thấp so với hiệu suất lưu tốc 2,89 lit/giờ 88,00% thời gian hấp phụ tối ưu Qua thời gian xử lý, pH sau xử lý giảm khả hấp phụ giảm pH lưu tốc cao so với hai lưu tốc (ở thời điểm phút 450, lưu tốc 2,31 lít/giờ 9,65 ± 0,312, lưu tốc 4,03 lít/giờ 8,82 ± 0,05, lưu tốc 2,89 lít/giờ 9,43 ± 0,200) Ngược lại, kết đo nhiệt độ lại thấp so với hai lưu tốc trên, phút 450 nhiệt độ 28,5oC kết không thấp nhiều so với hai lưu tốc 29oC 29 Nhưng giống với hai lưu tốc gian theo thời gian, kết biến động nhiệt độ lưu tốc 2,31 lít/giờ biểu diễn hình 4.10 32.0 Nhiệt độ (oC) 31.0 30.0 29.0 28.0 27.0 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 450 510 Thời gian (phút) Hình 4.10 Biến động nhiệt độ theo thời gian lưu tốc V = 2.31 lít/giờ Nhìn chung, kết xác định lưu tốc cho thấy, lưu tốc 2,31 lít/giờ có khả hấp phụ tốt (đạt 96,20%) ba lưu tốc có thời gian hấp phụ tối đa 330 (đạt 86,70%) lâu so với lưu tốc 4,03 lít/giờ 60 phút (đạt 84,70%) lưu tốc 2,89 lít/giờ 270 phút (đạt 88,00%) hiệu suất xử lý thấp so với lưu tốc 2,89 lít/giờ (so với quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại A) Tuy nhiên, lưu tốc 2,89 lít/giờ phút 330 nằm khoảng cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) loại B (nồng độ photphate 4,49 ± 0,008 mg/L, đạt 84,50%) pH đầu vào lưu tốc nằm khoảng cho phép từ (6 - 9), qua hệ thống xử lý pH tăng lên cao (cao lưu tốc 2,89 lít/giờ 10,25; 2,31 lít/giờ 10,21 4,03 lít/giờ 9,53) làm cho khả hấp phụ photphate tăng mạnh 60 phút đầu Khi pH giảm, khả hấp phụ photphate giảm, pH cao nồng độ photphate nằm khoảng cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) (cao lưu tốc 2,31 lít/giờ 4,71 ± 0,168 mgP/L 9,65 ± 0,416; 2,89 lít/giờ 4,49 ± 0,005 mg/L 9,64 ± 0,080 4,03 lít/giờ 4,65 ± 0,074 mg/L 9,21 ± 0,08) Theo xu hướng, diễn biến theo thời gian khả giảm pH lưu tốc 2,89 lít/giờ nhanh so với lưu tốc 2,31 lít/giờ, khả hấp phụ hiệu xuất xử lý lưu tốc 2,31 lít/giờ khơng cao nhiều so với lưu tốc 2.89 lit/giờ Nhiệt độ khảo sát cho thấy, độ dao động khoảng - 1,5 oC nằm khoảng cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) 30 Tóm lại, ba lưu tốc trên, lưu tốc chọn lưu tốc 2,89 lít/giờ hiệu suất xử lý cao pH thấp so với lưu tốc 2,31 lít/giờ Ở lưu tốc 4,03 lít/giờ hiệu suất xử lý không cao (không đạt yêu cầu đặt ra) 4.3 Thí nghiệm khảo sát định lƣợng khả hấp phụ lân vật liệu nƣớc thải nhà máy chế biến thủy sản Thí nghiệm 6: Định lượng khả hấp phụ lân vật liệu nước thải nhà máy chế biến thủy sản Sau chọn lưu tốc theo yêu cầu, tiến hành thí nghiệm lưu tốc chọn với nước thải chế biển thủy sản lấy nhà máy Công ty TNHH Thủy sản Quang Minh (Lơ 2:20A Khu cơng nghiệp Trà Nóc 2, phường Phước Thới, quận Ơ Mơn, phố Cần Thơ) Kết thí nghiệm trình bày hình 4.11, qua hình cho thấy, pH ln ln tỉ lệ thuận với khả hấp phụ vật (từ thí nghiệm 6), đầu vào pH = 8,22 sau 10 phút qua hệ thống xử lý pH tăng lên 10,61 ± 0,07 cao nhất, khả hấp phụ vật liệu 98,70% (nồng độ photphate lại 0,33 ± 0,015 mg/L so với nồng độ ban đầu 25,27 mg/L), pH khả hấp phụ giảm theo thời gian kề thừ phút thứ 10 Sau 330 phút khả hấp phụ photphate vật liệu khơng cịn tốt bắt đầu vượt chuẩn cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại A) Đến phút thứ 450 (5,01 ± 0,305 mgP/L) nồng độ photphate đầu bắt đầu vượt chuẩn cho phép quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại B) pH = 9,19 ± 0,025 nằm khoảng cho phép (từ - 9) xả thải pH 12 Nồng độ P-PO43- (mg/L) 24 10 20 16 12 pH Photphate 28 0 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 450 510 Thời gian (phút) Hình 4.11 Kết xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản lưu tốc V = 2,89 L/giờ 31 So với kết lưu tốc chọn thí nghiệm dung dịch pha từ hóa chất có nồng độ tương đương nồng độ nước thải nhà máy xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản (28,93 mgP/L) khả xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đạt hiệu cao thời gian xử lý tối đa lâu (xử lý tới 330 phút (3,38 ± 0,275 mgP/L) đạt quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại A), dung dịch pha 330 phút (4,49 ± 0,008 mgP/L) vượt loại A Nhiệt độ (oC) 31.2 31 30.8 30.6 30.4 30.2 30 29.8 10 20 30 60 90 150 210 270 330 390 450 Thời gian (phút) Hình 4.12 Biến động nhiệt độ xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Đồng thời, nhiệt độ thí nghiệm dao động khơng lớn nằm khoảng từ 30,5 - 31oC ổn định sau 10 phút xử lý So với thí nghiệm lưu tốc, nhiệt độ ln có xu hướng giảm ổn định theo thời gian Các dạng photphate sau xử lý: Kết phân tích tiêu TP, TDP đầu vào cho thấy TP đầu vào gấp khoảng lần so với TDP PO43-, khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 5% Do dung dịch đầu vào nước thải từ nhà máy chế biến thủy sản Kết phân tích thể bảng 4.3 Bảng 4.3 Các dạng lân trước sau xử lý vật liệu Chỉ tiêu Đầu vào (mgP/L) Đầu (mgP/L) TP 55,8 ± 0,015 20,18 ± 0,474 TDP 26,55 ± 0,010 12,89 ± 0,569 PO43- 25,27 ± 0,015 4,56 ± 0,353 Ghi chú: giá trị bảng giá trị trung bình ± Sd 32 Sau qua hệ thống xử lý TP, TDP PO43- giảm, TP TDP giảm gấp đơi so với đầu vào, cịn PO43- gấp lần so với đầu vào Điều chứng tỏ vật liệu có khả hấp phụ cao Quá trình xử lý chủ yếu hấp phụ (hấp phụ chiếm 63,84%) Kết phân tích thể hình 4.13 Khơng hấp phụ Hấp Phụ 36.16% 63.84% Hình 4.13 Các dạng photphate sau xử lý 33 CHƢƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Kết thí nghiệm vật liệu tỷ lệ phối trộn đất sét Ca(OH)2 theo tỷ lệ khác nhau, chọn vật liệu phối trộn đất sét Ca(OH)2 theo tỷ lệ 1:1 cho khả hấp phụ tốt đạt hiệu suất xử lý 91,40% Khả hấp phụ photphate tối đa gam vật liệu nghiền 5,22 mgP/L 40 phút Kết thí nghiệm với vật liệu hạt, thời gian xử lý tối ưu 10 gam vật liệu hạt 14,03 mgP/L tương ứng gam vật liệu hạt xử lý 1,40 mgP/L Thí nghiệm định lượng dung dịch pha từ hóa chất, chọn lưu tốc 2,89 (cho hiệu suất xử lý đạt 88,00% thời gian xử lý tối đa 270 phút, so với quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại A)) để áp dụng cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Vật liệu thí nghiệm với nước thải nhà máy chế biến thủy sản cho kết xử lý cao khả hấp phụ tốt (đạt 85,60% thời gian 330 phút so với quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT loại A)) so với dung dịch pha từ hóa chất có nồng độ tương đương nước thải nhà máy chế biến thủy sản Kết xác định dạng photphate sau phản ứng có xuất dạng photphate lơ lửng chiếm 36,16%, lượng hấp phụ chiếm 63,84% 5.2 Kiến nghị Nghiên cứu phối trộn với loại đất: đất phèn, đất sét (pH từ – 9) so sánh khả hấp phụ vật liệu Tiến hành thí nghiệm đánh giá khả hấp phụ vật liệu hệ thống xử lý sục khí liên lục Nghiên cứu tạo hình dạng có diện tích tiếp xúc nhiều để tăng hiệu suất xử lý khả hấp phụ TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường, 2009 Báo cáo trạng môi trường quốc gia Bùi Thị Nga, Nguyễn Thanh Giao Phạm Việt Nữ, 2008 Ảnh hưởng nước thải Khu công nghiệp Trà Nóc thủy vực lân cận Thành phố Cần Thơ Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ 2008:9, 194 - 201 Bùi Thị Nga, Nguyễn Thị Thùy, Huỳnh Vương Thu Minh Hồ Nguyệt Hằng, 2013 Hiệu suất xử lý COD, tổng đạm, tổng lân hệ thống xử lý nước thải công ty TNHH xuất nhập thủy sản Cần Thơ Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 25, 2013: 52-58 Cơ Thị Kính, Phạm Việt Nữ, Lê Anh Kha Lê Văn Chiến, 2012 Nghiên cứu hiệu xử lý lân nước thải chế biến thủy sản đất đỏ bazan phịng thí nghiệm Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, số 23a, 2012: 11-19 Dương Thị Cẩm Giang, 2013 Nghiên cứu khả hấp phụ lân vật liệu tự chế chứa canxi hidroxit (Ca(OH)2) Luận văn tốt nghiệp Đại học - chuyên ngành Khoa học Môi trường - Khoa Môi trường & TNTN - trường Đại học Cần Thơ Hồ Thị Mỹ Lan, 2011 Nghiên cứu khả hấp phụ lân nước thải thủy sản đất đỏ bazan Luận văn tốt nghiệp Đại học - chuyên ngành Khoa học Môi trường - Khoa Môi trường & TNTN - trường Đại học Cần Thơ Lê Anh Kha ctv , 2012 Sử dụng vật liệu địa phương để loại bỏ đạm lân nước thải chế biến thủy sản Kỷ yếu Hội thảo khoa học Môi trường, Tài nguyên thiên nhiên Biến đổi khí hậu Trang 234 - 243 Lê Anh Kha, 2012 Hiệu vật liệu tự chế xử lý đạm lân từ nước thải nhà máy chế biến thực phẩm Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cơng nghệ cấp Bộ Lê Hồng Việt, 2000 Nguyên lý trình xử lý nước thải Trung tâm lượng Đại học Cần Thơ Lê Văn Chiến, 2010 Khảo sát hiệu xử lý lân nước thải chế biến thủy sản vật liệu đất đỏ bazan tỉnh Bình Dương Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Khoa học Môi trường, trường Đại học Cần Thơ Lê Văn Khoa, 1995 Môi trường ô nhiễm Nhà xuất Giáo dục Hà Nội Lữ Minh Tấn, 1982 Khảo sát thành phần lân đáp ứng lúa lên mức độ lân dễ tiêu đất phù sa Gley Đồng Bằng Sông Cửu Long Luận văn tốt nghiệp đại học – trường Đại học Cần Thơ Ngô Thị Hồng Chi, 2005 Loại bỏ phospho, sắt nước thải vật liệu tự chế Luận văn tốt nghiệp Đại học - Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng Đại học Cần Thơ Nguyễn Hồng Xuyến, 2007 Loại bỏ lân nước thải vật liệu tự chế Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Môi trường & QLTNTN, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ Nguyễn Thị Ngọc Hạnh Ngô Thụy Thùy Trang, 2013 Ảnh hưởng kích cở loại vật liệu lên khả hấp phụ chất giải hấp phụ lân số vật liệu tự chế Tạp chí khoa học, trường Đại học Cần Thơ, số 26a (2013): 10-16 Nguyễn Văn Bé, 1987 Bài giảng môn Thủy lý hóa Đại học Cần Thơ Trần Bích Lũy, 2010 Khảo sát khả hấp phụ đạm , lân than tràm Luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường tài nguyên thiên nhiên, trường Đại học Cần Thơ Trần Đức Hạ, 2002 Xử lý nước thải sinh hoạt qui mô nhỏ vừa Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Trần Ngọc Lan, 2008 Hóa học nước tự nhiên Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Trương Nguyễn Anh Kha, 2013 Nghiên cứu khả hấp phụ lân vật liệu tự chế có chứa phèn nhơm Luận văn tốt nghiệp Đại học - chuyên ngành Khoa học Môi trường - Khoa Môi trường & TNTN - trường Đại học Cần Thơ Trương Thị Hồng Quyên, 2009 Đánh giá khả hấp phụ lân nước thaircuar số loại đất phèn nung Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ chuyên nghành Khoa học Môi trường, trường Đại học Cần Thơ Trần Văn Nhân Ngô Thị Nga, 2006 Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải NXB Khoa học kỹ thuật Lê Anh Kha Masayuki Seto, 2003 Sử dụng hạt đất nung khối bê tông để loại bỏ lân đạm nước thải” Tạp chí Khoa học, Đại Học Cần Thơ: 224-231 PHỤC LỤC Kết Duncan thí nghiệm 1: Xác định khả hấp phụ vật liệu Descriptives Nồng độ Nghiệm thức (NT) N Std Std Error Deviation Mean 95% Confidence Interval for Mean Minimum Đầu vào NT 78.64000 46.86667 Lower Bound Upper Bound 861858 0.497594 76.49902 80.78098 1.501943 0.867147 43.13563 50.59770 NT NT 3 6.73333 1.76667 3.863397 2.230533 0.425245 0.245515 -2.86388 0.71030 16.33054 2.82303 3.600 1.450 NT 11.71667 2.150194 1.241415 6.37529 17.05804 9.350 NT NT 3.23333 61.08333 0.076376 0.044096 0.202073 0.116667 3.04360 60.58136 3.42306 61.58531 3.150 60.900 NT 75.12000 0.632139 0.364966 73.54968 76.69032 74.520 24 35.64500 31.900737 6.511711 22.17450 49.11550 1.450 Total 78.000 45.950 Nồng độ Duncan Subset for alpha = 0.05 NT N NT 3 1.76667 NT 3.23333 NT NT NT NT NT Đầu vào Sig 6.73333 11.71667 46.86667 61.08333 75.12000 78.64000 0.307 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Kết Duncan thí nghiệm 3: So sánh khả phóng thích photphate vật liệu thí nghiệm Descriptives phongthich Nghiệm thức (NT) N Mean Std Deviation 95% Confidence Interval for Mean Std Error Lower Bound 0.002309 1.16606 NT 1.17600 0.004000 NT 0.02400 0.002000 0.001155 0.01903 NT 3 0.03033 0.002517 0.001453 0.02408 NT 0.03333 0.007095 0.004096 0.01571 NT 0.03300 0.004000 0.002309 0.02306 NT 0.06100 0.006245 0.003606 0.04549 NT 0.05733 0.004933 0.002848 0.04508 Total 21 20214 407631 0.088952 0.01659 Duncan Nghiệm thức (NT) N Subset for alpha = 0.05 NT 0.02400 NT 3 0.03033 NT 0.03300 NT 0.03333 NT 0.05733 NT 0.06100 NT Sig 0.03033 1.17600 0.123 0.473 0.358 1.000