Đang tải... (xem toàn văn)
Nước là nguồn tài nguyên quý giá của nhân loại. Tuy nhiên, hiện nay ở hầu hết các quốc gia mà đặc biệt là các nước nghèo hoặc đang phát triển nguồn tài nguyên này đang bị sử dụng quá mức và ô nhiễm nghiêm trọng. Nguyên nhân chủ yếu bắt nguồn từ sự phát triển của công nghiệp gắn liền với việc đô thị hoá làm nảy sinh những vấn đề về môi trường cần giải quyết. Ngành Công nghiệp mạ điện tuy có khối lượng nước thải phát sinh không nhiều nhưng lại chứa các hoá chất độc hại như axít, xút và các kim loại nặng (KLN) mà chủ yếm là Crôm và Niken. Những chất này nếu không được xử lý triệt để trước khi xả thải ra môi trường sẽ trở thành mối đe dọa lớn đối với sức khỏe con người và sự an toàn của hệ sinh thái. Tác động của kim loại nặng nói chung có thể theo các hướng như: độc hại với cá và các loài thuỷ sinh, tác động xấu đến chất lượng hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng tới quá trình xử lý sinh học và làm ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Khác với các chất thải hữu cơ có thể tự phân hủy. Trong đa số trường hợp, các kim loại nặng khi đã thải vào môi trường sẽ tồn tại lâu dài. Chúng tích tụ vào các mô sống qua chuỗi thức ăn để gây độc cho con người. Vì vậy, việc loại bỏ các thành phần chứa kim loại nặng ra khỏi các nguồn nước, đặc biệt là nước thải công nghiệp là rất cần thiết và là mục tiêu rất quan trọng hiện nay. Ngày nay trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý nước thải được đưa ra: Phương pháp hoá học, phương pháp trao đổi ion, phương pháp khử kết tủa, phương pháp sinh học... Tuy nhiên, khả năng áp dụng phương pháp này vào xử lý nước thải ở những nước đang phát triển như nước ta còn rất hạn chế vì chi phí xử lý khá cao, các cơ sở chưa có nhận thức đúng về vấn đề xử lý chất ô nhiễm, chưa đầu tư vốn để đổi mới công nghệ và thiết bị cho thích hợp nhằm giảm chất gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa dưới áp lực phát triển đẩy năng xuất sản phẩm mạ tăng làm cho các thiết bị và công nghệ xử lý trở nên cũ kỹ, lạc hậu và quá tải dẫn đến hiệu quả xử lý thấp các thành phần kim loại nặng gây độc hại (chủ yếu là Cr+6) trong nước thải đầu ra tăng lên nhiều lần cho phép.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHƯƠNG ĐÔNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC – MÔI TRƯỜNG -o O o - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: Xây dựng quy trình xử lý nước thải mạ điện bằng đá vôi, mùn cưa và thực vật Giáo viên hướng dẫn: TS BÙI THỊ KIM ANH Sinh viên thực : TRẦN NGỌC LINH MSSV : 511303022 Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Những nội dung đồ án em thực hướng dẫn trực tiếp TS Bùi Thị Kim Anh – Viện Công Nghệ Môi Trường Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, địa điểm cơng bố Nội dung đồ án chép đồ án cơng trình có từ trước Nếu vi phạm em xin chịu hình thức kỷ luật Khoa Sinh viên Trần Ngọc Linh LỜI CẢM ƠN Sau thời gian ngắn nỗ lực cố gắng, em hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học Môi trường, trường Đại học Phương Đông với thầy cô khoa tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập thời gian làm đồ án Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Bùi Thị Kim Anhphịng Thủy sinh học Mơi trường, Viện Công nghệ Môi trường anh chị phịng tận tình bảo, tạo điều kiện thuận lợi đóng góp nhận xét bổ ích cho em trình học tập Viện Trong trình thực thiện đồ án, cố gắng để hoàn thiện cách tốt thời gian có hạn nên đồ án em khơng thể tránh khỏi sai sót, em mong thầy cô xem xét thông cảm cho em Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2015 Sinh viên Trần Ngọc Linh MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT CNMĐ Công nghệ mạ điện KL Kim Loại KLN Kim loại nặng MT Môi trường SV Sinh vật VN Việt nam VSV Vi sinh vật DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Nội dung Dây chuyền công nghệ chung công nghệ xi mạ Trang 12 1.2 Sơ đồ dòng vật chất sở sản xuất điển hình cơng đoạn mạ 13 1.3 Sơ đồ số công đoạn CNMĐ 22 2.1 Mùn cưa sau nghiền sàng 33 2.2 Cây sậy 34 2.3 Cỏ Vetiver 34 2.4 Lấy mẫu làng nghề Phùng Xá 36 2.5 Thí nghiệm thủy phân mùn cưa điều kiện nước thải chứa KLN 38 2.6 Modul xử lý hệ thống thực tế 40 3.1 Hiệu suất xử lý Cr6+, Cr3+, Ni theo nồng độ thời gian thí nghiệm từ 0,5h – 8h 45 3.2 Hiệu suất xử lý Cr6+, Cr3+, Ni theo nồng độ thời gian thí nghiệm từ 10h – 72h 46 3.3 Sơ đồ hệ thống đá vôi mùn cưa xử lý nước thải mạ điện 50 3.4 Sơ đồ hệ thống xử lý KL nước đá vôi, mùn cưa công nghệ đất ngập nước 51 3.5 Hàm lượng COD biến động theo thời gian chặng bể xử lý 53 3.6 Hàm lượng sunfat biến động theo thời gian chặng bể xử lý 55 3.7 Hàm lượng Cr6+ biến động theo thời gian chặng bể xử lý 59 3.8 Hàm lượng Cr3+ biến động theo thời gian chặng bể xử lý 60 3.9 Hàm lượng Ni biến động theo thời gian chặng bể xử lý 63 DANH MỤC BẢNG Bảng Nội dung trang 1.1 Khử kim loại nặng bể với bùn hoạt tính 27 3.1 Các số ô nhiễm KLN nước thải mạ điện 42 3.2 Hiệu loại bỏ hỗn hợp Cr, Ni theo thời gian thí nghiệm 44 MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên quý giá nhân loại Tuy nhiên, hầu hết quốc gia mà đặc biệt nước nghèo phát triển nguồn tài nguyên bị sử dụng mức ô nhiễm nghiêm trọng Nguyên nhân chủ yếu bắt nguồn từ phát triển công nghiệp gắn liền với việc thị hố làm nảy sinh vấn đề môi trường cần giải Ngành Công nghiệp mạ điện có khối lượng nước thải phát sinh khơng nhiều lại chứa hố chất độc hại axít, xút kim loại nặng (KLN) mà chủ yếm Crôm Niken Những chất không xử lý triệt để trước xả thải môi trường trở thành mối đe dọa lớn sức khỏe người an toàn hệ sinh thái Tác động kim loại nặng nói chung theo hướng như: độc hại với cá loài thuỷ sinh, tác động xấu đến chất lượng hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng tới q trình xử lý sinh học làm nhiễm nước mặt nước ngầm Khác với chất thải hữu tự phân hủy Trong đa số trường hợp, kim loại nặng thải vào mơi trường tồn lâu dài Chúng tích tụ vào mô sống qua chuỗi thức ăn để gây độc cho người Vì vậy, việc loại bỏ thành phần chứa kim loại nặng khỏi nguồn nước, đặc biệt nước thải công nghiệp cần thiết mục tiêu quan trọng Ngày giới có nhiều phương pháp xử lý nước thải đưa ra: Phương pháp hoá học, phương pháp trao đổi ion, phương pháp khử kết tủa, phương pháp sinh học Tuy nhiên, khả áp dụng phương pháp vào xử lý nước thải nước phát triển nước ta cịn hạn chế chi phí xử lý cao, sở chưa có nhận thức vấn đề xử lý chất ô nhiễm, chưa đầu tư vốn để đổi công nghệ thiết bị cho thích hợp nhằm giảm chất gây nhiễm mơi trường Hơn áp lực phát triển đẩy xuất sản phẩm mạ tăng làm cho thiết bị công nghệ xử lý trở nên cũ kỹ, lạc hậu tải dẫn đến hiệu xử lý thấp thành phần kim loại nặng gây độc hại (chủ yếu Cr +6) nước thải đầu tăng lên nhiều lần cho phép Chính em lựa chọn đề tài “Xây dựng quy trình xử lý nước thải mạ điện bằng đá vôi, mùn cưa và thực vật” để nghiên cứu đồ án tốt nghiệp mình.Từ đó, tiền đề cho việc đề xuất giải pháp xử lý phù hợp với đặc điểm kinh tế trình độ Việt Nam để giải vấn đề ô nhiễm sở mạ 10 wetland) hàm lượng COD giảm xuống khoảng 340 đến 400 mg/L Tuy nhiên sau qua bể wetland, (thời gian lưu khoảng 2,65 ngày), hàm lượng COD cịn khoảng gần 50 mg/L Hình 3.5: Hàm lượng COD biến động theo thời gian chặng bể xử lý Trong hệ thống xử lí đá vôi mùn cưa vi sinh, hợp chất hữu hình thành chủ yếu cellulose có mùn cưa bị thủy phân: cellulose thủy phân thành glucozơ, sau tiếp tục lên men tạo thành rượu etylic, metanol, axit axetic, axit lactic theo phương trình phản ứng sau (Reddy and Graetz 1988, Vymazal, Brix et al 1998, Mitsch and Gosselink 2000): (C6H10O5)n + nH2O → n C6H12O6 2C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O C6H12O6 3CH3COOH + H2 C6H12O6 2CH3CHOHCOOH Mặt khác carbon vô dạng CO32-, HCO3- với có mặt vi sinh vật chúng chuyển hóa thành hợp chất hữu mạch ngắn tan nước axetat theo phương trình phản ứng sau (Killham 1994): CO32- + 2H2O → CH3OO- + OHLượng carbon đóng vai trị quan trọng trình khử vi sinh vật Một mặt đóng vai trị làm nguồn chất khử cho trình khử nitrat thành nitơ, khử sunfat thành sunfur… mặt khác, đóng vai trị làm nguồn carbon cho vi sinh vật phát triển (Paul and Clark 1996, Nguyen, Dang et al 2014) CH3COOH + H2SO4 2CO2 + 2H2O + H2S 53 (CH2O) + 4NO3- + 4H+ 5CO2 + 7H2O + 2N2 Ở đầu hệ thống đá vôi mùn cưa (chặng 100 cm) đầu vào hệ thống wetland, hàm lượng COD giảm xuống khoảng 340 đến 400 mg/L, điều phần lượng carbon cịn dư sử dụng cho vi sinh vật phát triển, phần chuyển hóa thành CH tiếp xúc với oxy khơng khí chuyển hóa thành CO2 (CH2O)n + O2 CO2 + H2O CH3COOH + 4H2 2CH4 + 2H2O Trong hệ thống wetland, với việc cung cấp oxy thơng qua rễ cây, nguồn chất oxy hóa hiệu cho việc loại việc loại bỏ hợp chất hữu (Armstrong, Armstrong et al 1990, Brix, Sorrell et al 1996, Nguyen 2011), sau qua hệ thống CW, COD loại bỏ đáng kể, hàm lượng đầu khoảng 50 mg/L Kết với việc kết hợp hệ thống đá vôi mùn cưa, vi sinh vật hệ thống CW, lượng COD tạo hệ thống đá vôi mùn cưa đủ cung cấp cho hoạt động khử sulfat, lượng COD dư hệ thống loại bỏ hiệu hệ thống CW đạt kết xử lý nước thải mong đợi, đảm bảo tiêu xả thải môi trường với thời gian lưu tương đối ngắn Hiệu loại bỏ SO42Kết nghiên cứu hiệu hệ thống kết hợp đến việc loại bỏ sunfat nước thải mạ điện hình 3.6 Hình 3.6: Hàm lượng sunfat biến động theo thời gian chặng hệ thống xử lý 54 Kết thể hình 14chỉ có ảnh hưởng rõ rệt hệ thống đặc biệt hệ thống đá vôi mùn cưa vi sinh vật đến việc loại bỏ ion sulfat có nước thải Trong q trình nghiên cứu, hàm lượng ion SO42- nước thải loại bỏ tương đối hiệu quả, nồng độ chúng giảm đáng kể đặc biệt hệ thống đá vôi mùn cưa Tại bể đá vôi mùn cưa vi sinh vật, nồng độ đầu vào dao động khoảng 300 đến 380 mg/L, sau qua chặng 50 cm (25 cm chứa hồn tồn đá vơi cịn lại đá vôi mùn cưa thủy phân) hàm lượng SO 42- giảm đáng kể, nồng độ chúng cịn lại trung bình khoảng 135 mg/L tương đối ổn định suốt thời gian nghiên cứu Ở chặng 50 cm khả loại bỏ chúng đạt khoảng gần 200 mg/L Ở chặng 100 cm (ở đầu bể đá vôi, mùn cưa đầu vào hệ thống wetland) nồng độ SO 42- cịn lại trung bình khoảng 32 - 41 mg/L Sau nước thải qua hệ thống đá vôi, mùn cưa nước thải đầu hệ thống dẫn qua hệ thống wetland lượng sulfat tiếp tục loại bỏ Tuy nhiên, hiệu loại bỏ chậm nhiều so với hệ thống đá vôi mùn cưa vi sinh thời gian lưu dài 2,6 ngày Hàm lượng sulfat đầu vào hệ thống khoảng 32 mg/L đầu khoảng 0,5 mg/L Trong hệ thống xử lý, nước thải qua chặng, đặc biệt chặng chứa đá vôi, SO42- loại bỏ thơng qua q trình tạo kết tủa với Ca 2+ thành CaSO4 cộng kết với ion kim loại, ví dụ với ion sắt tạo thành sắt hydroxo sunfat (Brady, Bigham et al 1986) hay Schwertmannit, Jarosit, Basaluminit (Bigham, Schwertmann et al 1990, Bigham, Schwertmann et al 1996, Rothenhưfer, Sabin et al 2000) Trong chặng chứa đá vôi mùn cưa vi sinh, điều kiện thuận lợi cho việc phát triển vi sinh, giá trị pH, nguồn carbon, nhiệt độ, vi khuẩn 55 khử sunfat nên việc loại bỏ SO42- diễn thơng qua q trình hóa học, vật lý sinh học Tuy nhiên, hiệu loại bỏ sulfat chặng chủ yếu thơng qua q trình sinh học (Nguyen 2011) Q trình loại bỏ sunfat thơng qua trình sinh học diễn sau: (CH2O)n + SO42- CO2 + S2- + H2O H2 + SO42- S2- + H2O Sau loại bỏ đáng kể hệ thống đá vôi mùn cưa vi sinh, chặng tiếp theo, nước thải dẫn qua hệ thống constructed wetland, hệ thống hiệu loại bỏ sulfat đáng kể Quá trình loại bỏ sulfat hệ thống diễn theo trình tiếp nhận cây, trình khử sulfat vi sinh dị dưỡng tự dưỡng xung quanh rễ (Middelburg 2000, Steudel 2000), trình kết tủa, trình cộng kết (Megonikal, Hines et al 2004, Nguyen 2011) Như thấy rằng, hiệu loại bỏ sulfat cao hệ thống thơng qua q trình sinh học, có tác động tích cực đến hiệu loại bỏ ion kim loại nặng Hiệu loại bỏ Cr6+ Hiệu loại bỏ Cr6+ hệ thống xử lý hình 3.7 Kết rằng, với việc sử dụng hệ thống kết hợp để xử lý nước thải mạ điện đạt hiệu lớn Trong đầu vào hàm lượng Cr 6+ dao động khoảng 50 - 60 mg/L đầu hàm lượng Cr 6+ coi khơng đáng kể, dao động từ đến 0,2 mg/L Ở chặng 50 cm, theo thời gian hiệu xử lý giảm dần Trong thời gian 36 ngày đầu vận hành, hàm lượng trung bình cịn từ 1,1 đến 1,5 mg/L, kết cho thấy, giai đoạn hiệu xử lý Cr 6+ chặng 50 cm tốt, loại bỏ đáng kể lượng Cr 6+ , nhiên, hiệu loại bỏ chặng 56 lại giảm theo thời gian Nguyên nhân giai đoạn đầu q trình vận hành, CaCO3 hịa tan H+ tạo thành Ca2+ CO32- CaCO3 + H+ Ca2+ + CO32Khi nước thải chứa Cr6+ qua chặng này, ion Ca2+ tạo thành tiếp tục phản ứng với phần ion CrO 42- để tạo thành kết tủa CaCrO4 loại bỏ theo phương trình phản ứng sau: Ca2+ + CrO42- CaCrO4 Mặt khác chặng này, ion kim loại Fe(III), Mn bị thủy phân kết tủa dạng FeOH hay Fe(OH)3 dạng kết tủa khác, kết tủa đóng vai trị làm vật liệu hấp phụ ion Cr 6+ hiệu (Masscheleyn, Pardue et al 1992, DeLaune, Patrick et al 1998) Ngoài phần cuối chặng phần lượng hợp chất hữu hịa tan hình thành q trình thủy phân cellulose có mùn cưa vi sinh, sản phẩm tham gia phản ứng dễ dàng để tạo thành Cr3+ , đồng thời dạng khử khác Fe(II), S 2- hình thành tham gia vào q trình loại bỏ Cr 6+ thơng qua phản ứng tạo Cr3+ (DeLaune, Patrick et al 1998) CrO42- + (CH2O) Cr3+ + CO2 + H2O CrO42- + H2S Cr3+ + SO42- + H2O CrO42- + Fe2+ + H+ Cr3+ + Fe3+ + H2O Trong thời gian vận hành từ 40 ngày đến 94 ngày, hàm lượng giảm xuống cịn từ 1,4 mg/L tăng lên đến 11,6 mg/L Kết cho thấy, theo thời gian khả nặng loại bỏ Cr6+ giảm dần, nguyên nhân chủ yếu với có mặt ion Cr6+ ảnh hưởng đến q trình phát triển vi sinh vật nói chung si sinh vật khử sulfat nói riêng có hệ thống, lượng S 2- giảm dẫn đến trình khử Cr6+ Cr3+ giảm (TL) 57 Hình 3.7: Hàm lượng Cr6+ biến động theo thời gian chặng bể xử lý Ở chặng 100 cm, hàm lượng Cr6+ lại khoảng từ 0,2 đến 1,9 mg/L Ở chặng này, hàm lượng COD thấp so với chặng 50 cm, giá trị khoảng 350 mg/L, đồng thời hàm lượng sulfat chặng tương đối thấp, giá trị trung bình khoảng 32 mg/L, điều cho thấy hoạt động vi sinh khử sulfat thành sulfur chặng tốt Với gia tăng hàm lượng S2- với hàm lượng COD tương đối cao, chúng đóng vai trị làm nguồn chất khử thúc đẩy trình loại bỏ Cr 6+ Tuy nhiên hiệu loại bỏ Cr 6+ chặng giảm dần theo thời gian Nguyên nhân tạo nhiều kết tủa dạng keo, ngăn cản va chạm ion Cr 6+ ion sulfur chất hữu hòa tan, hàm lượng ion Cr 6+ giảm đến mức tốc độ phản ứng giảm, Cr6+ chưa bị loại bỏ hoàn toàn Ở hệ thống wetland, hàm lượng đầu vào Cr6+ thấp, nhiên chúng tiếp tục loại bỏ hàm lượng đầu hệ thống tiếp tục giảm Hàm lượng chúng lại khoảng từ đến 0,2 mg/L Quá trình loại bỏ hệ thống chủ yếu diễn trình hóa học phản ứng oxy hóa khử, phản ứng kết tủa cộng kết (Bigham, Schwertmann et al 1990, Bigham, Schwertmann et al 1996, Rothenhöfer, Sabin et al 2000) Tóm lại sử dụng đá vơi mùn cưa vi sinh kết hợp với hệ thống constructed wetland để loại bỏ Cr6+ khỏi hệ thống đạt hiệu cao với thời gian lưu tương đối ngắn Hiệu xử lý Cr3+ Hiệu xử lý Cr3+ hệ thống xử lý hinh 5-5 Kết rằng, với việc sử dụng đá vôi đá vôi mùn cưa để xử lý nước thải đạt hiểu lớn Trong thời gian vận hành, hàm lượng đầu vào Cr3+ có khác đầu hàm lượng Cr3+ coi không đáng kể Ở chặng 50 cm hàm lượng đầu vào Cr 3+ khoảng 29 đến 39 mgL, 58 đó, sau di qua chặng đầu tiên, hàm lượng Cr 3+ cịn lại khoảng 0,1 đên 1,9 mg/L Hình 3.8: Hàm lượng Cr3+ biến động theo thời gian chặng bể xử lý Như vậy, nồng độ Cr3+ chặng 50 cm giảm vào khoảng từ 28 đến 35 mg/L Hiệu loại bỏ Cr3+ chặng đạt từ 95 đến 99 % Ở chặng này, trình loại bỏ Cr3+ chủ yếu hình thành kết tủa hydroxit kết tủa cộng kết để hình thành muối khó tan HCr 3(SO4)2(OH)6, KCr3(SO4)2(OH)6, Cr8O8(SO4)(OH)6… kết tủa tạo tiếp tục đóng vai trị làm chất hấp phụ, tiếp tục hấp phụ ion kim loại khác (Bigham, Schwertmann et al 1990, Bigham, Schwertmann et al 1996, Rothenhöfer, Sabin et al 2000): Cr3+ + CO32- + H2O Cr(OH)3 + CO2 Cr3+ + S2- + H2O Cr(OH)3 + H2S Trong đó, chặng 100 cm hàm lượng đầu vào Cr3+ tải lượng đầu vào tương đối thấp, ngồi chặng hoạt động vi sinh vật khử sulfat tốt, điều tác động đến việc hình thành sulfur qua làm tăng cường khả loại bỏ Cr3+ hệ thống thơng qua q trình kết tủa (Bigham, Schwertmann et al 1990, Bigham, Schwertmann et al 1996, Rothenhöfer, Sabin et al 2000) Ngồi với có mặt mùn cưa, có diện tích bề mặt tương đối lớn, đóng vai trị làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng nói chung ion Cr3+ nói riêng hiệu (Krowiak 2013; Gupta et al 2009), qua làm tăng hiệu loại bỏ Cr3+ đặc biệt hàm lượng đầu vào chúng nhỏ (TL) Kết cho thấy, chặng hàm lượng Cr3+ lại từ 0,01 đến 1,1 mg/L, tỉ lệ loại bỏ cao đạt 96% 59 Ở hệ thống constructed wetland, sau qua hệ thống đá vôi mùn cưa vi sinh, ion Cr3+ loại bỏ gần hết, hàm lượng đầu vào hệ thống tương đối thấp, nhiên hệ thống ion Cr3+ tiếp tục loại bỏ thơng qua q trình tiếp nhận thực vật, kết tủa hấp phụ Kết cho thấy, đầu hệ thống hàm lượng ion Cr3+ lại khoảng 0,004 đến 0,6 mg/L Tóm lại sử dụng đá vơi mùn cưa vi sinh để loại bỏ Cr3+ khỏi hệ thống hiệu cao với thời gian lưu 0,5 ngày, kết hợp với hệ thống constructed wetland hiệu cịn cao Nước thải sau xử lý có giá trị thấp nhiều so với tiêu chuẩn xả thải Hiệu loại bỏ Ni Hiệu loại bỏ Ni hệ thống xử lý hình 3.9 Kết rằng, hàm lượng đầu vào Ni có khác chúng dao động từ 10 đến 13 mg/L đầu hàm lượng Ni coi không đáng kể Hiệu loại bỏ hệ thống đạt khoảng 98 đến 100% Ở chặng 50 cm hệ thống, kết lượng Ni loại bỏ khoảng tử 84 đến 97%, hàm lượng ion Ni sau qua chặng khoảng 0,32 đến 1,90 mg/L Nguyên nhân chặng này, ion Ni kết hợp với ion CO32- HCO3- tạo kết tủa carbonat, phần ion Ni tham gia vào trình cộng kết kết tủa Fe, Cr(III) Lượng Ni dư qua phần mùn cưa vi sinh tiếp tục kết tủa NiS va chạm với ion S2- Ni2+ + CO32- NiCO3 Ni2+ + HCO3- NiCO3 + H+ Ni2+ + S2- NiS Theo chặng hàm lượng Ni giảm liên tục, hàm lượng chúng không đáng kể Ở chặng 100 cm hình thành sulfur thơng qua hoạt động vi sinh nên hàm lượng Ni loại bỏ chủ yếu thơng qua q 60 trình kết tủa sulfur, ngồi mùn cưa đóng vai trị làm vật liệu hấp phụ ion Ni hệ thống (Singh 2011), hàm lượng Ni chặng cịn lại khơng đáng kể So với hàm lượng ion Cr3+ hàm lượng ion Ni thấp nhiều, nguyên nhân tích số tan Ni thấp nhiều so với tích số tan Cr(OH)3 Ở chặng này, nồng độ Ni khoảng từ 0,1 đến 1,0 mg/L, giá trị thấp so với tiêu xả thải Tuy nhiên kết hệ thống hiệu loại bỏ Ni giảm dần theo thời gian Nguyên nhân hệ thống xuất kết tủa keo ngăn cản va chạm ion Ni với ion S2- bề mặt mùn cưa, hiệu loại bỏ chúng giảm Hình 3.9: Hàm lượng Ni biến động theo thời gian chặng bể xử lý Tại hệ thống CW nồng độ ion Ni vào nhỏ, ion Ni tiếp tục loại bỏ, trái ngược với việc loại bỏ ion Cr6+, ion Cr3+ ion sulfat, theo thời gian vận hành, hàm lượng ion Ni đầu gần khơng cịn, hàm lượng chúng nằm khoảng 0,1 đến mg/L Việc loại bỏ Ni hệ thống q trình tiếp nhận thực vật, trình hấp phụ vùng rễ trình kết tủa sulfur kết tủa cộng kết (TL) Kết hàm lượng ion Ni đầu thấp nhiều so với tiêu môi trường Điều cho thấy hệ thống xử lý kết hợp đem lại hiệu cao KẾT LUẬN Quá trình nghiên cứu sử dụng đá vôi mùn cưa kết hợp với hệ thống CW để xử lý nước thải có hàm lượng cao kim loại nặng Cr 6+, Cr3+, Ni sunfat tiến hành đồng từ quy mơ phịng thí nghiệm đến quy mơ pilot 61 Trong trình khảo sát đánh giá nguồn nước thải số làng nghề khu cơng nghiệp thấy số sở mạ điện làng nghề kim khí Phùng Xá, tiêu thuộc phạm vi nghiên cứu Cr 3+ vượt QCVN 40:2011 (B) 25 lần, hàm lượng Cr 6+ vượt 31 lần, hàm lượng Ni vượt 16 lần Các dòng thải không xử lý mà xả nguồn nước tiếp nhận gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường nước đất Đã tiến hành nghiên cứu phân lập 12 chủng vi khuẩn môi trường CMC thủy phân cellulose, tuyển chọn nhân giống ba chủng C1, C3 C9 có hoạt tính thủy phân cellulose cao, mật độ tế bào chế phẩm đạt khoảng108 - 109 CFU/ ml Sử dụng nguồn vi sinh vật có phân bị để thủy phân cellulose đem lại hiệu cao so với chế phẩm vi sinh vật thủy phân cellulose Sản phẩm thủy phân mùn cưa thu chủ yếu ethanol, glucose, lactate, acetate, methanol… Hiệu trình thủy phân vi sinh vật cao, giá trị COD thu khoảng 5,7 g/kg mùn cưa ngày Tại pilot, hệ thống xử lý kết hợp đá vôi mùn cưa với constructed wertland vận hành liên tục Các ion kim loại nặng Ni, Cr3+, Cr6+ loại bỏ gần hoàn toàn đáp ứng TCVN 40: 2011dù cho hàm lượng đầu vào cao thời gian lưu tương đối ngắn (0,5 ngày) Có thể triển khai hệ thống xử lý với qui mô lớn cho việc xử lý nước thải công nghiệp khác nước thải axit mỏ, nước thải công nghiệp luyện kim… TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Việt Anh, Viện Khoa học kỹ thuật môi trường (IESE) – Giới thiệu giải pháp cơng nghệ nước xử lý nước thải phân tán http://www.epe.edu.vn/images/news/Giai%20phap%20TNXLNT %20phan%20tan.pdf 62 Đặng Kim Chi, Nguyễn Ngọc Lân, Trần Lệ Minh (2005) Làng nghề Việt Nam Môi trường NXB Khoa học Kĩ thuật Lawrence K Wang, Yung-Tse Hung, Nazih K Shammas (2010) Handbook of Advanced Industrial and Hazardous Wastes Treatment CRC Press Taylor & Francis Group pp 231-259 Lê Văn Cát (1999) Cơ sở hoá học kỹ thuật xử lý nước, NXB Thanh Niên Hà Nôi Trang 192÷216 Đặng Kim Chi, Nguyễn Ngọc Lân, Trần Tuệ Minh (2005), Làng nghề Việt Nam môi trường Nhà xuất khoa học kỹ thuật Lại Thúy Hiền cs 2003 Nghiên cứu xử lý hỗn hợp KLN nước thải làng nghề khí Vân Chàng, Nam Định vi khuẩn khử sunfua nội Đề tài cấp Viện KHCN Việt Nam Nguyễn Văn Nội nnk, Nghiên cứu sử dụng mùn cưa biến tính để xử lý nước nhiễm dầu, 2001 Tuyển tập cơng trình khoa học- Hội nghị khoa học kỷ niệm 45 năm thành lập Khoa Hoá học, Hà Nội, tr.130-133 Đặng Đình Kim 2004 Khả ứng dụng thực vật thuỷ sinh xử lý ô nhiễm thuỷ vực Hội thảo Khoa học “ứng dụng biện pháp sinh học cao chất lượng nước hồ Hà Nội” Liên hiệp Hội KHKT Hà Nội, 9-2004 Trần Văn Thắng, Hà Thị An, Nguyễn Minh Tuyển (2001),Nghiên cứu khử Cr6+ cơng ty dụng cụ khí xuất Hà Nội, Tạp chí Hố học, T 39, số 1, 2001, tr 84-88 10 Trần Văn Tựa cs 2007 Nghiên cứu sử dụng loài thực vật thuỷ sinh điển hình cho xử lý nước thải cơng nghiệp chứa kim loại nặng nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm Đề tài cấp Viện KHCN Việt Nam 11 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN Các giải pháp cải thiện môi trường làng nghề tiểu thủ công nghiệp, Hà Nội 12/2000 63 12 13 Beguin P, Aubert J 1994 The biological degradation of cellulose FEMS Microbiol Rev 13; p: 25–58 Bhagat, M., et al 2004 Precipitation of mixed metal residues from wastewater utilizing biogenic sulphide." Miner Eng.17; p: 925-932 14 Demain A, Newcomb M, Wu J 2005 Cellulase, Clostridia, and Ethanol Microbiol Mol Biol Rev 69: 124 15 Evans T Musapatika et al 2012 Cobalt removal from wastewater using pine sawdust African Journal of Biotechnology 11 (19), p: 9407-9415 16 Kaksonen, A H and J A Puhakka 2007 Sulfate reduction based bioprocesses for the treatment of acid mine drainage and the recovery of metals Eng Life Sci.6; p: 541-564 17 Kishor Kumar Singh et al 2011 Abatement of toxic heavy metals from highway runoff using sawdust as adsorbent Journal of Chemical and Pharmaceutical Research (1), p: 338 – 348 18 Köhler, M and F Völsgen.1998 Geomikrobiologie, Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH 19 Kolmert, A and D B Johnson (2001) "Remediation of acidic waste waters using immobilised, acidophilic sulfate-reducing bacteria " Chem Technol Biotechnol.76: 836-843 20 Lee, J., Bae, H., Jeong, J., Lee, J.Y., Yang, Y.Y., Hwang, I., K SHAH, J.M NONGKYNRIH 632.Martinoia, E., Lee, Y 2003 Functional expression of a bacterial heavy metal transporter in Arabidopsis enhances resistance to and decrease uptake of heavy metals - Plant Physiol 133: 589-596 64 21 Leustek, T., und Saito, K (1999) "Sulfate transport and assimilation in plants." Plant Physiol.120: 637-643 22 Maree, J P and W F Strydom (1985) "Biological sulphate removal from a packed bed reactor." Water Research19(9): 1101-1106 23 Preuß, V (2004) "Konkurrenz zwischen Methanogenen und Desulfurikanten bei Bergbauwässern bei Energiequelle " der biochemischen Verwendung BTU von Entsäuerung Methanol als von C-und Cottbuswassertechnik und Siedlungswasserbau56: 57-62 24 Schwenn, J D and W J Cram (1997) Assimilatory reduction of inorganic sulphate.In: Sulphur metabolism in higher plants The Netherlands, Backhuys Publishers, Leiden: 39-58 25 26 http://www.khoahoc.com.vn/print/45557.aspx (Mun cua + da voi) http://environment.about.com/od/pollution/a/top_10_polluted.htm (Blackmis) 27 Abida Begum,1 M Ramaiah,2 Harikrishna,3 Irfanulla Khan,4 and K Veena 2009 Heavy Metal Pollution and Chemical Profile of Cauvery River Water E-Journal of Chemistry Volume (2009), Issue 1, Pages 47-52 28 http://luanvan.co/luan-van/kiem-soat-o-nhiem-nganh-ma-dien-4398/ 65 ... tăng lên nhiều lần cho phép Chính em lựa chọn đề tài ? ?Xây dựng quy trình xử lý nước thải mạ điện bằng đá vôi, mùn cưa và thực vật? ?? để nghiên cứu đồ án tốt nghiệp mình.Từ đó, tiền... Thử nghiệm khả xử lý ô nhiễm Cr, Ni nước thải mùn cưa quy mơ phịng thí nghiệm Thí nghiệm đánh giá khả xử lý hỗn hợp Cr, Ni đá vôi và mùn cưa theo thời gian thí nghiệm 41 Bảng 3.2 Hiệu... lại lần 37 Hình 2.5 Thí nghiệm thủy phân mùn cưa điều kiện nước thải chứa KLN Thí nghiệm 2: Đánh giá khả xử lý hỗn hợp Cr, Ni đá vôi và mùn cưa theo thời gian thí nghiệm Thí nghiệm