Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6226:1996 về Chất lượng nước – Thử sự ức chế khả năng tiêu thụ oxi của bùn hoạt hóa quy định phương pháp đánh giá tác dụng ức chế của một chất thử tới khả năng tiêu thụ oxi của các vi sinh vật trong bùn hoạt hóa.
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6226 : 1996 ISO 8192 : 1986 (E) CHẤT LƯỢNG NƯỚC – THỬ SỰ ỨC CHẾ KHẢ NĂNG TIÊU THỤ OXI CỦA BÙN HOẠT HÓA Water quality – Test for inhibition of oxygen consumption by actived sludge Lời nói đầu TCVN 6226:1996 hồn tồn tương đương với ISO 8192:1986 (E); TCVN 6226:1996 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 147 Chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường ban hành CHẤT LƯỢNG NƯỚC – THỬ SỰ ỨC CHẾ KHẢ NĂNG TIÊU THỤ OXI CỦA BÙN HOẠT HÓA Water quality – Test for inhibition of oxygen consumption by actived sludge Cảnh báo ý an toàn – Bùn hoạt hóa nước cống chứa nhiều sinh vật mầm bệnh tiềm tàng Vì phải thận trọng làm việc với chúng Phải cẩn thận làm việc với chất dùng để thử độc tính chất chưa rõ chất Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn quy định phương pháp đánh giá tác dụng ức chế chất thử tới khả tiêu thụ oxi vi sinh vật bùn hoạt hóa Tác dụng ức chế bao gồm tác dụng tới hơ hấp dinh dưỡng 1.2 Phương pháp cung cấp thơng tin tác dụng ức chế kích thích chất thử tới bùn hoạt hóa sau thời gian tiếp xúc ngắn (khoảng 180 min) 1.3 Phương pháp áp dụng cho hóa chất tan điều kiện thử Phải đặc biệt cẩn thận với chất tan nước chất tiêu thụ sản oxi theo trình hóa lý Phụ lục A nêu hai thí dụ áp dụng Phương pháp A nhằm trình bày điều kiện nước mặt Phương pháp B nhằm nêu điều kiện trạm xử lý nước thải phương pháp sinh học Kết thu từ hai phương pháp khác Điều phải nêu rõ báo cáo phương pháp chọn Với chất bay áp dụng thí dụ thứ Phương pháp dùng để thử nước thải Chú thích 1) Phải thận trọng thể kết thử với chất bay hơi, chúng thường thấp khơng ln ln trì nồng độ ban đầu 2) Cần thận trọng với kết thử chất khó tan Tác dụng ức chế bị thấp độ tan chất thay đổi theo môi trường thử 1.4 Các kết thử xem định hướng độc tính chất thử bùn từ nguồn khác khác thành phần nồng độ vi khuẩn Ngồi ra, phòng thí nghiệm khơng thể tạo điều kiện giống mơi trường thực Thí dụ quen dần theo thời gian vi sinh vật bùn hoạt chất thử, chất thử bị hấp thụ lên bùn hoạt hóa, sau thời gian, nồng độ cao so với nồng độ đem thử 2 Định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng định nghĩa sau: 2.1 Bùn hoạt hóa: sinh khối tích tụ tạo xử lý nước thải phát triển vi khuẩn vi sinh vật khác có oxi hòa tan (Định nghĩa theo TCVN 5980:1995 (ISO 6107/1) 2.2 Chất rắn lơ lửng: chất rắn tách từ bùn hoạt hóa cách lọc ly tâm sấy khô khoảng 100 oC đến khối lượng không đổi Chất rắn lơ lửng xác định theo khối lượng khơ đơn vị thể tích tính gam lít miligam lít 2.3 Tốc độ tiêu thụ oxi: lượng oxi bị tiêu thụ vi sinh vật bùn hoạt hóa đơn vị thể tích bùn đơn vị thời gian Đại lượng tính miligam lít 2.4 Tốc độ tiêu thụ oxi riêng: lượng oxi bị tiêu thụ vi sinh vật bùn hoạt hóa đơn vị khối lượng vi sinh vật (chất rắn lơ lửng) đơn vị thời gian Đại lượng tính miligam gam 2.5 Sự ức chế khả tiêu thụ oxi: giảm tốc độ tiêu thụ oxi bùn hoạt hóa có mặt chất thử so với khơng có mặt chất thử Đại lượng tính phần trăm 2.6 Dãy độc: dãy nồng độ chất thử gây ức chế từ đến 100% 2.7 EC50: Nồng độ hiệu dụng chất thử gây ức chế (tính tốn nội suy) 50% khả tiêu thụ oxi so với thử trắng Nguyên tắc: Bùn hoạt hóa, có mặt mơi trường (nền) thích hợp dễ bị phân hủy sinh học, tiêu thụ oxi với tốc độ phụ thuộc vào nồng độ vi sinh vật (và nhiều yếu tố khác nữa) Việc thêm chất thử nồng độ gây độc làm giảm tốc độ tiêu thụ oxi Tốc độ đo điện cực oxi Sự ức chế đánh giá cách so sánh với hỗn hợp thử không chứa chất thử Độ nhạy bùn hoạt hóa kiểm tra chất so sánh thích hợp Bất kỳ tiêu thụ oxi vơ sinh q trình hóa – lý phát Mơi trường thuốc thử 4.1 Đại cương Hóa chất dùng để pha chế môi trường thuốc thử phải loại tinh khiết phân tích Nước cất nước trao đổi ion, khơng chứa chất ức chế tăng trưởng vi sinh vật điều kiện thử Đo pH máy đo pH, có hiệu chỉnh nhiệt độ thử 4.2 Môi trường nhân tạo, dung dịch gốc (xem bảng 1) Bảng – Môi trường nhân tạo (100 lần nước cống pha chế theo OECD) Thành phần Lượng Pepton 16 g Nước thịt ép 11 g Urê 3g Natri clorua (NaCl) 0.7 g Canxi clorua (CaCl2.2H2O) 0.4 g Magie sunfat (MgSO4.7H2O) 0.2 g Kali hidrophotphat (K2HPO4) 2.8 g Nước 1000 ml pH dung dịch phải 7,5 0,5 Nếu môi trường pha chế khơng dùng phải bảo quản tối, oC đến oC không tuần lễ, điều kiện không làm thay đổi thành phần Chú thích – Cũng khử trùng môi trường trước cất giữ, pha pepton nước thịt ép vào trước dùng Trước dùng phải bảo đảm môi trường trộn có pH cần thiết 4.3 Chất thử, dung dịch gốc Chất thử hóa chất tinh khiết, hỗn hợp hóa chất, sản phẩm hóa học, nước thải Chuẩn bị dung dịch gốc chất thử nước nồng độ thích hợp, thí dụ g/l 10g/l Nước thải dùng ngay, khơng cần pha lỗng Với chất khơng tan, chuẩn bị huyền phù thêm trực tiếp chất thử vào bình thử Cẩn thận cho đồng thể tốt 4.4 Chất đối chiếu, dung dịch gốc Hòa tan lượng thích hợp chất đối chiếu nước Dùng 1g 3,5-diclophenol pha trnog 1000ml thích hợp 4.5 Dung dịch đẳng trương (xem bảng 2) Bảng – dung dịch đẳng trương Thành phần Natri clorua (NaCl) Magie sunfat (MgSO4.7H2O) Nước Lượng 5g 0,12 g 1000 ml Xử lý mẫu bùn hoạt hóa Nói chung, bùn hoạt hóa phải lấy từ bể sục khí trạm xử lý nước thải (chủ yếu nước thải dân dụng) hoạt động bình thường Tùy theo mục đích thử, dùng loại bùn hoạt hóa có nồng độ thích hợp, thí dụ từ đến g/l Tuy nhiên, bùn hoạt hóa từ trạm xử lý khác có đặc tính độ nhạy khác Nếu có thể, sục khí cho bùn hoạt hóa dùng vòng 24 kể từ lấy Nếu dùng hàng ngày cần thêm thích hợp, thí dụ môi trường nhân tạo (xem 4.2) Nếu thấy cần, loại bỏ hạt thô cách để lắng thời gian ngắn, thí dụ 15 min, gạn lấy phần gồm hạt mịn Cũng dùng máy trộn để trộn bùn vài giây Nếu nghi bùn có chứa sẵn chất ức chế rửa sau: ly tâm bùn khoảng 10min chừng 10000 m/s2 gạn bỏ phần Hòa phần lại nước máy khơng clo dung dịch đẳng trương (4.5) Tiếp tục ly tâm gạn bỏ phần Nếu cần lặp lại nhiều lần Xác định khối lượng khô bùn Cuối cùng, hòa mẫu vào nước máy khơng clo dung dịch đẳng trương để bùn hoạt hóa có nồng độ thích hợp, thí dụ g/l chất rắn lơ lửng Trong trường hợp, phải nêu rõ nồng độ xử lý bùn hoạt hóa báo cáo kết Thiết bị, dụng cụ 6.1 Bình thử (như bình BOD) cỡ 300 ml, bình nón có nút (xem mục A.1), cốc dung tích 1000ml (xem mục A.2) Để đo nồng độ oxi bình BOD cần chuẩn bị nút có lỗ khoan cắm vừa điện cực oxi Để tránh chất lỏng tràn nhúng điện cực oxi vào dung dịch cắm trước phễu ống thủy tinh qua nút 6.2 Thiết bị đo oxi: điện cực oxi thích hợp ghi (xem TCVN 5499:1995 ISO 5814), Chất lượng nước – Xác định oxi hòa tan – Phương pháp điện hóa) 6.3 Máy khuấy từ 6.4 Thiết bị sục khí: cần cho khơng khí qua màng lọc thích hợp để ngăn bụi dầu mỡ, sau cho qua bình chứa nước để làm ẩm khơng khí Sục khí bình thử pipet Pasteur, thiết bị khác mà chúng khơng hấp thụ hóa chất Cách tiến hành 7.1 Đại cương Cần tổ chức thử nơi nhiệt độ ổn định 20 oC khơng khí khơng chứa bụi độc 7.2 Hỗn hợp thử Chuẩn bị vào bình thử (6.1) hỗn hợp thử, F T, gồm nước, môi trường nhân tạo chất thử để nồng độ mong muốn Điều chỉnh pH đến 7,5 0,5, thêm bùn hoạt hóa pha lỗng nước đến thể tích định Nếu nghiên cứu phụ thuộc vào pH tác dụng ức chế khơng điều chỉnh pH 7.3 Hỗn hợp đối chiếu Chuẩn bị hỗn hợp, FR, với chất đối chiếu giống (xem 7.7) 7.4 Thử trắng Cần chuẩn bị dung dịch trắng, chứa lượng bùn hoạt hóa mơi trường nhân tạo hỗn hợp thử khơng có chất thử Pha lỗng nước đến thể tích hỗn hợp thử 7.5 Thử hóa – lý Nếu thấy cần, chuẩn bị hỗn hợp, FPC, để đo tiêu thụ oxi hóa-lý Những hỗn hợp gồm môi trường nhân tạo, chất thử nước hỗn hợp thử không chứa bùn hoạt hóa Nếu cần, thêm chất ức chế tiêu thụ oxi sinh học, thí dụ thủy ngân clorua HgCl 7.6 Thử sơ Thử sơ có ích cho việc ước lượng khoảng nồng độ chất thử phép thử thức Tiến hành thử sơ với ba nồng độ chất thử, thí dụ 1; 10 100 mg/l, dung dịch trắng, cần, dung dịch thử hóa-lý chứa chất thử nồng độ cao Nếu có thể, cần xác định nồng độ thấp chất thử khơng có hiệu ứng ức chế khả tiêu thụ oxi 7.7 Thử thức Tiến hành thử với dãy nồng độ chất thử rút từ thử sơ Cần thử với năm nồng độ theo thang logarit dung dịch trắng Khơng cần thử hóa-lý thử sơ cho thấy khơng có q trình hóa-lý tiêu thụ oxi Nếu ngược lại nồng độ chất thử phải kèm thử hóa-lý Độ nhạy bùn hoạt hóa thử chất đối chiếu (thí dụ 3,5-diclophenol) Nên thử độ nhạy lô bùn, thử định kỳ bùn lấy từ nguồn 7.8 Xác định Sục khí tất hỗn hợp thử (7.2; 7.3; 7.4 7.5) oxi gần bão hòa Việc khuấy cần thiết để đảm bảo trộn kỹ cho phép đo oxi ổn định, xác Mọi hỗn hợp thử phải nhiệt độ (thường 20 đổi đáng kể thử oC), nhiệt độ không thay Trong phương pháp A (xem A.1), nồng độ oxi hỗn hợp đo điện cực oxi khoảng thời gian thích hợp (ít đo năm lần vòng h) Trong phương pháp B (xem A.2), tốc độ giảm nồng độ oxi hỗn hợp đo điện cực oxi sau sục khí 30 min, yêu cầu sau h Chú ý khơng để hỗn hợp q bão hòa oxi Chú thích – Chọn thời gian h tùy ý Thông thường, bùn hoạt hóa tiêu thụ oxi nước cống pha chế sau thời gian Biểu thị kết Tính tốc độ tiêu thụ oxi hỗn hợp thử từ phần thẳng đồ thị nồng độ oxi-thời gian Biểu diễn tốc độ tiêu thụ oxi miligam lít miligam gam (chi tiết hơn, xem phụ lục A) Sự ức chế khả tiêu thụ oxi, l, tính phần trăm, nồng độ chất thử, theo công thức: I RB ( RT RPC ) 100 RB RT tốc độ tiêu thụ oxi hỗn hợp thử, FT; RB tốc độ tiêu thụ oxi thử trắng, FB; RPC tốc độ tiêu thụ oxi thử hóa - lý, FPC Vẽ đường biểu diễn ức chế khả tiêu thụ oxi- logarit nồng độ chất thử (đường cong ức chế) Trong phương pháp B (A.2), đường cong ức chế vẽ cho thời gian sục khí, thí dụ sau 30 180 Từ đồ thị, tính nội suy nồng độ chất thử gây ức chế 50% khả tiêu thụ oxi (EC50) Nếu số liệu cho phép, tính giới hạn tin cậy 95% EC50, độ dốc đường biểu diễn giá trị ức chế đầu cuối, thí dụ EC10 EC20; EC80 EC90 Trong thực tế, nhiều trường hợp cần thể kết dạng ước lượng, thí dụ EC50 < mg/l EC50 1-10 mg/l EC50 10-100 mg/l EC50 > 100 mg/l Độ tin cậy kết Nếu có thể, thử độ nhạy bùn hoạt hóa chất đối chiếu Trong phép thử vòng dùng bùn hoạt hóa từ nước thải dân dụng, giá trị EC50 3,5diclophenol tìm thấy khoảng từ đến 30 mg/l Nếu EC50 chất đối chiếu nằm khoảng nêu, cần tiến hành thử lại với bùn hoạt hóa lấy từ nguồn khác 10 Báo cáo kết Báo cáo kết cần có thơng tin sau: a) trích dẫn tiêu chuẩn này; b) phương pháp dùng (A B); c) tên, đặc điểm chất chất thử; d) nguồn, nồng độ xử lý bùn hoạt hóa; e) nhiệt độ thử; f) tên chất so sánh ức chế đo với chất (EC50); g) kiểm tra tiêu thụ oxi hóa-lý; h) kết thử, đặc biệt EC50, có thể, số liệu thống kê (xem điều 8); i) số liệu đo đường cong ức chế (xem điều 8); j) tượng khác với phương pháp tiêu chuẩn ảnh hưởng đến kết PHỤ LỤC A (Quy định) PHƯƠNG PHÁP THỬ A.1 Phương pháp A – Dùng bùn hoạt hóa nồng độ thấp Nồng độ bùn hoạt hóa hỗn hợp thử thấp (khoảng 100 đến 200 mg chất rắn lơ lửng lít) Các hỗn hợp thử sục khí lúc bắt đầu thử Chuẩn bị hỗn hợp thử sơ theo bảng A.1 Thí dụ thiết bị đo theo phương pháp A trình bày hình A.1 Cần giữ dung dịch tiến hành thử nhiệt độ khơng đổi, thí dụ 20 cần hõa hòa oxi trước chuẩn bị hỗn hợp thử oC Mọi dung dịch Chuẩn bị hỗn hợp thử cách cho vào bình thử khoảng 2/3 nước, chất thử (trừ F B) môi trường nhân tạo Thêm bùn hoạt hóa vào bình thử (trừ FPC) Sục khí trộn bình thử cách khoảng Thêm nước vào đầy bình thử, đậy kín bắt đầu khuấy từ Sau 30 min, ngừng khuấy bình thứ mở nút Nhúng điện cực oxi vào bình lại bật máy khuấy Chờ đến cân thiết lập đo nồng độ oxi hòa tan Ngừng khuấy, lấy điện cực oxi (cả nút) không để tạo bọt khí Lại tiếp tục khuấy Làm với bình thử lại, khoảng thời gian 30 kể từ nạp bùn hoạt hóa bình Lặp lại cách làm 30 một, hết ba giờ, nồng độ oxi hòa tan 1mg/l Chú thích – Lượng bùn hoạt hóa cần lấy để thử cho gây giảm oxi hòa tan từ giá trị bão hòa mg/l đến mg/l ba thử trắng Điều thử trước xác định nồng độ bùn hoạt hóa cuối Với bình thử, vẽ đồ thị nồng độ oxi hòa tan – thời gian Tốc độ tiêu thụ oxi R, tính miligam lít giờ, từ phần thẳng đồ thị biểu thị công thức: R p1 p2 t 60 Trong đó: p1 nồng độ oxi hòa tan, đo điểm đầu đoạn đồ thị thẳng, tính miligam lít; p2 nồng độ oxi hòa tan, đo điểm cuối đoạn đồ thị thẳng, tính miligam lít; t khoảng thời gian tương ứng, p1 p2, tính phút Phép thử thức làm giống thử sơ Cần dùng năm nồng độ chất thử theo thang logarit Thí dụ, chất thử gây ức chế hồn tồn nồng độ 100 mg/l khơng ức chế mg/l thử sơ năm nồng độ thử thích hợp 3,2; 5,6; 18; 32 56 mg/l Tùy theo thí nghiệm, dùng kết thử sơ với kết thử thức để tính nội suy kết cuối Toàn dãy nồng độ dùng để tính tốn 1; 3,2; 5,6; 10; 18; 32; 56 100 mg/l Nếu cần thiết thử độ nhạy bùn hoạt hóa với chất đối chiếu, dùng phương pháp Tính tốn thể kết điều Bảng A1 – Phương pháp A – Các hỗn hợp để thử sơ Nồng độ dung dịch gốc thuốc thử Dung dịch gốc chất thử g/l Xem 4.2 Dung dịch gốc môi trường nhân tạo g chất rắn lơ lửng/lít Bùn hoạt hóa Bình thử 1) Thành phần hỗn hợp FT1 FT2 FT3 FTB FPC Dung dịch gốc chất thử, ml 0,3 30 30 Dung dịch gốc môi trường nhân tạo, ml 10 10 10 10 10 Bùn hoạt hóa, ml 10 10 10 10 297,7 227 250 280 260 Nước, ml Thể tích tồn hỗn hợp, ml 300 300 300 300 300 Nồng độ hỗn hợp Chất thử, mg/l Bùn hoạt hóa, mg chất rắn lơ lửng/l 10 100 100 100 100 100 100 1) Dùng phương pháp cho chất đối chiếu, FR1, FR2… Hình A1 – Thí dụ thiết bị đo theo phương pháp A A.2 Phương pháp B – Dùng bùn hoạt hóa nồng độ cao Nồng độ bùn hoạt hóa hỗn hợp thử cần khoảng 1500 mg chất rắn lơ lửng lít Các hỗn hợp thử sục khí suốt thời gian thử Tiến hành đo tiêu thụ oxi sau thêm bùn 30 Nếu cần thông tin khoảng thời gian dài đo sau thêm bùn h Chuẩn bị hỗn hợp thử sơ theo bảng A2, bình thử dung tích khoảng 1000 ml Mọi dung dịch nơi tiến hành thử cần có nhiệt độ khơng đổi, thí dụ 20 oC Chuẩn bị hỗn hợp thử cách cho vào bình thử khoảng hai phần ba nước, chất thử (trừ FB), mơi trường nhân tạo Mỗi bình thử có khuấy từ Thêm bùn hoạt hóa vào bình thử (trừ FPC), cách khoảng 10 Lập tức thêm nước cho đủ 500ml Sục khí hỗn hợp cho chạy khuấy từ Sau 30 bắt đầu đo nồng độ oxi hòa tan Lấy phần hỗn hợp từ bình thử thứ đo tốc độ tiêu thụ oxi Cho phần hỗn hợp lấy bình thử vào đầy bình BOD có trang bị khuấy từ Nhúng điện cực oxi (có nút) vào bình BOD khởi động máy khuấy từ Đo ghi nồng độ oxi hòa tan đến 10min, đo đến nồng độ oxi giảm xuống mg/l Sau lấy điện cực ra, trả phần hỗn hợp vào bình thử tiếp tục sục khí, khuấy Cũng làm với bình thử khác theo thứ tự, thu dãy kết hỗn hợp thử thời điểm 30min sau thêm bùn Nếu cần thông tin thời gian dài đo 180 Sau thêm bùn Một cách khác không dùng bình BOD mà lấy khoảng 20 ml hỗn hợp vào bình đo hình trụ, có trang bị sẵn điện cực oxi máy khuấy từ Trong trường hợp này, giảm thể tích hỗn hợp thử đến khoảng 200 ml Sau đo xong, bỏ phần hỗn hợp bình đo Trước đo hỗn hợp mới, phải tráng bình đo nước máy Thí dụ thiết bị đo nêu hình A2 Tốc độ tiêu thụ oxi R, tính miligam lít giờ, tính nội suy từ phần thẳng đồ thị biểu diễn giảm nồng độ oxi, theo công thức: R p1 p2 t 60 Trong p1 nồng độ oxi điểm đầu phần thẳng, tính miligam lít; p2 nồng độ oxi điểm cuối phần thẳng, tính miligam lít; t khoảng thời gian tương ứng p1 p2, tính phút Tiến hành thử thức giống thử sơ Chi tiết nồng độ chất thử xem A.1 Bảng A2 – Phương pháp B – Các hỗn hợp để thử sơ Nồng độ dung dịch gốc thuốc thử Dung dịch gốc chất thử g/l Dung dịch gốc môi trường nhân tạo Xem 4.2 Bùn hoạt hóa g chất rắn lơ lửng/lít Bình thử 1) Thành phần hỗn hợp FT1 FT2 FT3 FTB FPC Dung dịch gốc chất thử, ml 0,5 50 50 Dung dịch gốc môi trường nhân tạo, ml 16 16 16 16 16 Bùn hoạt hóa, ml Nước, ml Thể tích tồn hỗn hợp, ml Chất thử, mg/l Bùn hoạt hóa, mg chất rắn lơ lửng/l 250 250 250 250 233,5 229 184 234 434 500 500 500 500 500 10 100 100 1500 1500 1500 1500 1) Dùng phương pháp cho chất so sánh, FR1, FR2… Hình A2 – Thí dụ thiết bị đo để thử ức chế khả tiêu thụ oxi bùn hoạt hóa (phương pháp A2) ... 2.3 Tốc độ tiêu thụ oxi: lượng oxi bị tiêu thụ vi sinh vật bùn hoạt hóa đơn vị thể tích bùn đơn vị thời gian Đại lượng tính miligam lít 2.4 Tốc độ tiêu thụ oxi riêng: lượng oxi bị tiêu thụ vi... chế khả tiêu thụ oxi, l, tính phần trăm, nồng độ chất thử, theo công thức: I RB ( RT RPC ) 100 RB RT tốc độ tiêu thụ oxi hỗn hợp thử, FT; RB tốc độ tiêu thụ oxi thử trắng, FB; RPC tốc độ tiêu thụ... Nếu thấy cần, chuẩn bị hỗn hợp, FPC, để đo tiêu thụ oxi hóa-lý Những hỗn hợp gồm mơi trường nhân tạo, chất thử nước hỗn hợp thử không chứa bùn hoạt hóa Nếu cần, thêm chất ức chế tiêu thụ oxi sinh