Đang tải... (xem toàn văn)
Ô nhiễm amoni và một số phương pháp xử lý
Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường LỜI MỞ ĐẦUKhoảng 71% với 361 triệu km2 bề mặt trái đất được bao phủ bởi nước. Nước là dạng vật chất rất cần cho tất cả các sinh vật sống trên Trái Đất. Nước có nhiệt hoá hơi, đóng băng và ngưng kết tương đối gần nhau, vì vậy nước tồn tại trên Trái Đất ở cả ba dạng: rắn, lỏng và hơi.Người ta đã phát hiện thấy khoảng 80% loại bệnh tật của con người có liên quan đến chất lượng của nguồn nước dùng cho sinh hoạt. Vì vậy chất lượng nước có vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp bảo vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng.Các nguồn nước được sử dụng chủ yếu là nước mặt và nước ngầm đã qua xử lý hoặc sử dụng trực tiếp. Phần lớn chúng đều bị ô nhiễm bởi các tạp chất với thành phần và mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện địa lý, đặc thù sản xuất, sinh hoạt của từng vùng và phụ thuộc vào địa hình mà nó chảy qua hay vị trí tích tụ. Ngày nay, với sự phát triển của nền công nghiệp, quá trình đô thị hoá và bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên ngày càng cạn kiệt và ngày càng ô nhiễm.Hoạt động nông nghiệp sử dụng gắn liền với các loại phân bón trên diện rộng. Các loại nước công nghiệp, sinh hoạt giàu hợp chất nitơ thải vào môi trường làm cho nước ngầm ngày càng bị ô nhiễm các hợp chất nitơ mà chủ yếu là amoni.Amoni không gây độc trực tiếp cho con người nhưng sản phẩm chuyển hoá từ amoni là nitrit và nitrat là yếu tố gây độc. Các hợp chất nitrit và nitrat hình thành do quá trình oxi hoá của vi sinh vật trong quá trình xử lý, tàng trử và chuyển tải nước đến người tiêu dùng. Vì vậy việc xử lý amoni trong nước là đối tượng rất đáng quan tâm.Với mục đích áp dụng phương pháp trao đổi ion để xử lý amoni trong nước ngầm trên vật liệu trao đổi ion là nhựa cationit, đồ án này em tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi amoni trên nhựa cationit như: nồng độ amoni trong nước, tốc dộ dòng chảy, độ cứng trong nước. Để phục vụ mục tiêu thiết kế cột trao đổi ion nhằm loại amoni ra khỏi nước ngầm.Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN1 Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường Chương1TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM AMONI VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ1.1 NGUỒN GỐC VÀ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM AMONI TRONG NƯỚC NGẦM Ở VIỆT NAM1.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm amoni trong nước ngầm1.1.1.1 Sự tồn tại của các hợp chất Nitơ trong nước Amoni (NH4+) thật ra không quá độc đối với sức khoẻ con người song do quá trình khai thác, xử lý, lưu trữ NH4+ chuyển hoá thành nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-). Nitrit là chất độc rất có hại cho sức khoẻ con người do nó chuyển hoá thành Nitrosamin, là một chất có khả năng gây ung thư.Nitơ tồn tại trong hệ thuỷ sinh ở nhiều dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ. Các dạng vô cơ cơ bản với tỷ lệ khác nhau tuỳ thuộc vào môi trường nước. Nitrat là muối Nitơ vô cơ trong môi trường được sục khí đầy đủ và liên tục. Nitrit (NO2-) tồn tại trong điều kiện đặc biệt, còn amoniac (NH3) tồn tại ở dạng cơ bản trong điều kiện kỵ khí. Amoni hòa tan trong nước tạo thành dạng hyđrôxit amoni (NH4OH) và sẽ phân ly thành ion amoni (NH4+) và ion hydroxit (OH-). Quá trình oxi hoá có thể chuyển tất cả các dạng Nitơ vô cơ thành ion nitrat, còn quá trình khử sẽ chuyển hoá chúng thành dạng nitơ. Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN2Các prôtêin(động vật và thực vật)Quá trình cố định nitơQuá trình denitrat hoáNO3-(Nitorat tan trong nước)NO2-(Nitorit tan trong nước)NH3(NH4OH)(amoni tan trong nước)Quá trình oxi hoá và quá trình khửQuá trình quang tổng hợpQuá trình hô hấp Quá trình nitrat hoáCác amino axitHình1.1 Quá trình chuyển hoá của các hợp chất Nitơ trong nước Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường Quá trình oxi hoá các dạng Nitơ vô cơ thành NO3- được gọi là quá trình nitrat hoá (nitrification). Quá trình khử nitrat (denitrication) là quá trình chuyển khí NO3- thành khí Nitơ (N2) hoặc ôxit Nitơ (N2O). Quá trình cố định Nitơ (nitrogenfixation) là quá trình Nitơ trong không khí được cố định vào hệ sinh học thông qua dạng amoni. Quá trình này đòi hỏi một năng lượng đáng kể để chuyển hoá Nitơ không khí thành dạnh Amon. Các prôtêin trong mùn động vật và thực vật sau đó có thể bị phân ly thành các amoni axit rồi tiếp đến phân huỷ thành amoni và các dạng nitơ vô cơ trong nước đi vào hệ sinh vật rồi cuối cùng chuyển hoá về dạng Nitơ vô cơ. Các ion NO3- trong nước thải chảy ra sông và biển ở hàm lượng lớn, chúng sẽ kích thích sự phát triển của động vật thuỷ sinh. Sau khi chết xát của chúng sẽ gây ô nhiễm nguồn nước. Nitơ và Photpho là hai yếu tố gây ảnh hưởng đến môi trường nước ngọt. Nếu nồng độ NO3- tăng lên nhưng Photpho không tăng, hoặc nồng độ Photpho tăng lên nhưng nồng độ Nitơ không tăng thì sẽ không làm cho thực vật phát triển.Qua hình 1.2 chúng ta có thể thấy nghiên nhân chính dẫn đến ô nhiễm amoni trong nước là từ hai nguồn chính: khoáng hoá các hợp chất hữu cơ và từ nguồn phân bón sử dụng trong sản xuất nông nghiệp hoặc nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ cao.1.1.1.2 Nguồn gốc ô nhiễm amoni trong nước ngầm ở Việt Nam Có nhiều nghiên nhân dẫn đến trình trạng nhiễm bẩn amoni và các chất hữu cơ trong nước ngầm nhưng một trong những nghiên nhân chính là do việc sử dụng quá mức lượng phân bón hữu cơ, thuốc trừ sâu, hoá chất, thực vật đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước, hoặc do quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ và các chất trên càng làm đẩy nhanh quá trình nhiễm amoni trong nước ngầm. Ngoài ra mức độ ô nhiễm còn Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN3Hình 1.2 Chu trình Nitơ trong tự nhiên Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường phụ thuộc vào loại hình canh tác của từng khu vực. Riêng đối với khu vực Hà Nội, nhất là khu vực phía nam, bị nhiễm amoni có thể giải thích theo khía cạnh địa chất như sau [4]: i. Do cấu tạo địa chất và lịch sử hình thành địa tầng Kết quả của những hoạt động địa chất đã hình thành lên tầng chứa nước cuội sỏi Đệ Tứ. Đây là nguồn nước chính được khai thác cung cấp nước sinh hoạt cho các hoạt động sống của con người. Tầng Đệ Tứ bao gồm nhiều loại kiến tạo với các loại trầm tích khác nhau về nguồn gốc. Nhưng nhìn chung các tầng này đều có chứa các hạt than bùn, đất có lẫn các hợp chất hữu cơ. Khả năng duy chuyển chất bẩn vào tầng nước có liên quan chặc chẽ đến thành phần hạt. Hạt càng khô tính lưu thông càng lớn, khả năng hấp thụ nhỏ, các chất bẩn duy chuyển dễ dàng, hạt mịn thì ngược lại. ii. Do sự tồn tại của nguồn ô nhiễm nằm ở phía trên mặt đất Do quá trình khai thác nước ngầm ngày càng mở rộng đã kéo theo việc giải phóng các hợp chất Nitơ được phát hiện ngay từ lớp đất bùn chứa chất hữu cơ bị phân huỷ, đây có thể là một trong những nghiên nhân làm hàm lượng amoni trong nước ngày càng cao. Trong nhiều năm qua cùng với sự phát triển của đời sống xã hội, sự phát triển của công nghệp và nông nghiệp chúng ta đã thải vào môi trường một lượng lớn chất thải, mà trong đó cả nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt đều có hàm lượng chất hữu cơ gây ô nhiễm sinh học cao. Trình trạng khoan khai thác nước một cánh tuỳ tiện của tư nhân hiện nay rất phổ biến. Giếng được khoan có độ sâu từ 25 m đến 30 m là nguồn gốc tạo ra các cửa sổ thuỷ văn đưa chất nhiễm bẩn xuống nước ngầm. Ngoài ra việc khai thác nước ngầm với khối lượng lớn mà lượng nước mới không kịp bổ xung và đã tạo ra các phểu hạ thấp mực nước, đều này cũng gốp phần làm cho chất bẩn xâm nhập nhanh hơn. Để bù đắp lượng nước ngầm bị khai thác, quá trình xâm thực tự nhiên được đẩy mạnh, nước ngầm được bổ xung bằng việc thấm từ nguồn nước mặt xuống. Đây chính là nghiên nhân của sự gia tăng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước ngầm bởi các chất có nguồn gốc nhân tạo. Do việc phóng thải một lượng lớn các chất thải, nước thải có chứa nhiều hợp chất Nitơ hoà tan trong nước đã dẫn đến sự gia tăng nồng độ các chất Nitơ trong nước bề mặt, ví dụ sản phẩm của quá trình Urê hoá, amoni và muối amon từ phân bón, từ quá trình thối rửa và từ dây chuyền sinh học cũng như từ nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp…Các chất này theo nước mặt thấm xuyên từ trên xuống hoặc thấm qua sườn các con sông, xâm nhập vào nước ngầm dẫn tới trình trạng tăng nồng độ amoni trong nước ngầm. iii. Do chiều dày đới thông khíSinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN4 Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường Khi chiều dày đới thông khí (hay chiều dày đường thấm) càng nhỏ khả năng xâm nhập các chất bẩn vào tầng chứa nước càng nhiều. Nhưng riêng đối với hợp chất nitrat và nitrit thì chiều dày đới thông khí lớn, quá trình nitrat hoá diễn ra thuận lợi, còn chiều dày đới thông khí nhỏ quá trình nitrat hoá yếu hơn. Đối với thực tế trong điều kiện đới thông khí càng dày khi đó hàm lượng oxy xâm nhập từ khí quyển và các nguồn khác trên mặt đất vào đới thông khí sẽ lớn, thúc đẩy các điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí. Khi đó quá trình nitrat hoá xảy ra và làm tăng hàm lượng NO2- và NO3-. iv. Do độ dốc thuỷ lực lớn Những nơi có cường độ dòng chảy mạnh làm tăng khả năng xâm nhập của các chất ô nhiễm vào nước ngầm. Điều này có thể lý giải một phần tại sao khu vực phía nam Hà Nội lại ô nhiễn amoni cao như vậy. Những khu vực nằm dưới độ dốc cao thường có hàm lượng ô nhiễm nặng hơn những vùng có độ dốc thấp. Điều này phù hợp với qui luật vận động tự nhiên của vật chất. 1.1.2 Hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm ở Việt Nam Theo đánh giá của nhiều báo cáo và hội thảo khoa học thì trình trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm đã được phát hiện tại nhiều vùng trong cả nước. Chẳng hạn như tại thành phố Hồ Chí Minh: ”Theo chi cục bảo vệ môi trường thành phố Hồ Chí Minh (TP Hồ Chí Minh), kết quả quan trắc nước ngầm tầng nông gần đây cho thấy lượng nước ngầm ở khu vực ngoại thành đang diễn biến ngày càng xấu đi. Cụ thể nước ngầm ở trạm Đông Thạch (huyện Hóc Môn) bị ô nhiễm amoni (68,73 mg/l cao gấp 1,9 lần so với năm 2005) và có hàm lượng nhôm cao, độ mặn tăng và mức độ ô mhiễm chất hữu cơ cũng tăng nhanh trong những năm gần đây; nồng độ sắt trong nước ngầm của một số khu vực khác như Linh Trung, Trường Thọ (Thủ Đức), Tân Tạo (Bình Chánh)…cũng khá cao (11,76 đến 27,83 mg/l) vượt tiêu chuẩn cho phép gần 50 lần [7]. Ngoài ra còn có một số khu vực khác cũng bị ô nhiễm amoni trong nước ngầm nhưng khu vực bị ô nhiễm amoni trong nước ngầm nặng nề nhất trong cả nước là khu vực đồng bằng Bắc Bộ. Theo kết quả khảo sát của trung tâm nghiên cứu thuộc trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia và trường Đại Học Mỏ-Địa Chất thì phần lớn nước ngầm khu vực đồng bằng Bắc Bộ gồm các tỉnh như: Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình và phía nam Hà Nội đều bị nhiễm bẩn amoni rất nặng. Xác suất các nguồn nước ngầm nhiễm amoni có nồng độ cao hơn tiêu chuẩn nước sinh hoạt (3 mg/l) khoảng 70-80%. Trong nhiều nguồn nước ngầm còn chứa nhiều hợp chất hữu cơ, độ oxi hoá có nguồn đạt 30-40 mg O2/l. Có thể cho rằng phần lớn Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN5 Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường các nguồn nước ngầm đang sử dụng không đạt tiêu chuẩn về amoni và các hợp chất hữu cơ [6]. Theo kết quả khảo sát của các nhà khoa học Viện Địa lý thuộc Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam thì hầu như các mẫu nước từ các huyện của tỉnh Hà Nam đều có tỷ lệ nhiễm amoni ở mức đáng báo động[9].Chẳng hạn như tại Lý Nhân có mẫu nước với hàm lượng lên tới 111,8 mg/l gấp 74 lần so với tiêu chuẩn Bộ Y Tế (TC BYT), còn ở Duy Tiên là 93,8 mg/l gấp 63 lần…Trong khi đó, các kết quả khảo sát của trường Đại Học Mỏ-Địa Chất Hà Nội cũng cho biết chất lượng nước ngầm ở tầng mạch nông và mạch sâu tại các địa phương này cũng có hàm lượng Nitơ trung bình > 20 mg/l vượt mức tiêu chuẩn Việt Nam cho phép rất nhiều lần [10]. (Tiêu chuẩn nước vệ sinh ăn uống 1329/BYT-2002 đối với nồng độ NH4+ tối đa cho phép là 1,5 mg/l)Bảng 1.1 Chất lượng nước tại một số huyện thuộc tỉnh Hà Nam [9]STT Tên các huyệnSố lượngmẫu lấy[N-NH4+] theo giá trị điển hình (mg/l)Tiêu chuẩn Bộ Y Tế (mg NH4+/l)1 Bình Lục 20 58.82 Thanh Liêm 20 >503 Kim Bảng 5 >504 Lý Nhân 5 111,85 Duy Tiên 6 93,86Thị Trấn Vĩnh Trụ- 77,63≤1,5Riêng đối với khu vực Hà Nội là nơi duy nhất của cả nước sử dụng 100% nước ngầm làm nguồn nước cấp cho sinh hoạt. Mặc dù qui định hàm lượng các chất Nitơ trong nước là rất nghiêm ngoặt song nước ngầm Hà Nội đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là khu vực phía nam thành phố.Bảng 1.2 Đặc trưng chất lượng nước ngầm của một số nhà máy nước khu vực Hà Nội[11]Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN6 Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường Các nhà máyCác chỉ tiêu chất lượngPHNH4+(mg/l)NO3-(mg/l)Fe(mg/l)Cl-(mg/l)Độ cứng (0dH)Mn(mg/l)Độ oxi (mg/l)-Ngô Sĩ Liên Cao Thấp Trung bình8,06,26,713,301,510,600,716,70,43,188204813192,301,00,100,7-Lương Yên Cao Thấp Trung bình8,06,87,7501,0400,419,92,87,24219570,500,21,800,4-Tương Mai Cao Thấp Trung bình86,36,8302,610,4500,327,44,410,310562711371,500,312,80,22,9-Hạ Đình Cao Thấp Trung bình7,66,56,920412,8500,419,76,711,445102510480,400,18,21,33,0-Pháp Vân Cao Thấp Trung bình7,86,57606,619,7300,2123,88,13192211580,900,114,22,96,3-Mai Dịch Cao Thấp Trung bình866,61,300,212,301,33,300,777625101820,10,7300,3-Ngọc Hà Cao Thấp Trung bình7,16,16,73000,77,500,94,70,11,657143714492,401,12,600,5-Yên Phụ Cao Thấp Trung bình8,26,27,22002,8500,211,60,33,751415170,3112,90,30,66,600,8-Sóc Sơn Trung bình 6,5 1,3 1,7 2,7 47 6 - 0,7-Đông Anh Trung bình 6,3 2,0 1,6 7,9 - - - 1,2Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN7 Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường -Gia Lâm Trung bình 6,7 2,1 1,2 8,1 - - - 1,0Từ bảng 1.2 chúng ta có thể nhận thấy được hầu như nguồn nước ngầm Hà Nội đều bị ô nhiễm amoni. Riêng các nhà máy phía nam thì bị ô nhiễm amoni nặng chẳng hạn như: Tương Mai, Hạ Đình riêng Pháp Vân thì rất nặng. Mặc dù vậy nhưng sau khi qua hệ thống xử lý nước ở các nhà máy để cấp cho người dân thì hàm lượng amoni trong nước vẫn còn ở mức cao, vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Bảng 1.3 Hàm lượng NH4+ tại đầu ra của một số nhà máy nước ở Hà Nội[4]STT Tên nhà máy nước[NH4+](mg/l) theo giá trị trung bìnhTiêu chuẩn Bộ Y Tế 1329/2002 (mg/l)1 Mai Dịch 0,852 Yên Phụ 1,453 Ngọc Hà 1,804 Ngô Sỹ Liên 0,605 Lương Yên 1,546 Tương Mai 8,097 Hạ Đình 15-208 Pháp Vân 23,201,51.2 AMONI VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG Amoni thật ra không gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người, nhưng trong quá trình khai thác, lưu trữ và xử lý…Amôni được chuyển hoá thành nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) là những chất có tính độc hại tới con người, vì nó có thể chuyển hoá thành Nitrosamin có khả năng gây ung thư cho con người. Chính vì vậy qui định nồng độ nitrit cho phép trong nước sinh hoạt là khá ngoặt nghèo. Như vậy ở trong nước ngầm amoni không thể chuyển hoá được do thiếu oxy, khi khai thác lên vi sinh vật trong nước nhờ oxy trong không khí chuyển amoni thành nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) tích tụ trong thức ăn. Khi ăn uống nước có chứa nitrit thì cơ thể sẽ hấp thu nitrit vào máu và chất này sẽ tranh oxy của hồng cầu làm hemoglobin mất khả năng lấy oxy, dẫn đến trình trạng thiếu máu, xanh da. Vì vậy, nitrit đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ mới sinh dưới sáu tháng tuổi, nó có thể làm chậm sự phát triển, gây bệnh ở đường hô hấp. Đối với người lớn, nitrit kết hợp với các axit amin trong thực phẩm làm thành một họ chất nitrosami. Nitrosamin có thể gây tổn thương duy truyền tế bào, nghiên nhân gây ung thư. Những thí nghiệm cho nitrit vào trong thức ăn, thức uống của chuột, thỏ…với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép thì thấy sau một thời gian những khối u sinh ra trong gan, phổi, vòm họng của chúng [6].Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN8 Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường Các hợp chất nitơ trong nước có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng nước. Nitrat tạo ra chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo nên những nitrosamin là nghiên nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa. Sau khi lọt vào cơ thể, nitrat được chuyển hóa nhanh thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người. Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thư. Một số nghiên cứu ở Nepan đã khẳng định, khi hàm lượng NO3- trên 45 mg/l nếu người dân dùng thường xuyên nguồn nước này sẽ mắc các bệnh ung thư về dạ dày, thực quản và bệnh tiểu đường [9]. Ngoài ra, thức ăn có hàm lượng nitrit và nitrat cao cũng rất đáng lo ngại. Mối quan hệ giữa nước giếng nhiễm nitrat và hội chứng BBS (Bady Blue Syndrome) lần đầu tiên được Hunter Comly, bác sỹ ở Iowa tìm thấy hồi thập niên 40 khi ông điều trị cho hai đứa trẻ mắc chứng da xanh [4]. Bên cạnh đó hàm lượng NH4+ trong nước uống cao có thể gây một số hậu quả như sau: ● Nó có thể kết hợp với Clo tạo ra Cloramin là một chất làm cho hiệu quả khử trùng giảm đi rất nhiều so với Clo gốc. ● Nó là nguồn Nitơ thứ cấp sinh ra nitrit trong nước, một chất có tiềm năng gây ung thư. ● NH4+ là nguồn dinh dưỡng để rêu tảo phát triển, vi sinh vật phát triển trong đường ống gây ăn mòn, rò rỉ và mất mỹ quan. Mặc dù bằng chứng về nhiễm độc của các hợp chất Nitơ trong nước chưa đầy đủ nhưng có thể khẳng định rằng nó rất độc với trẻ em vì nguy cơ gây bệnh mất sắc tố máu, xanh da, hôn mê,…và có thể gây ung thư đối với người lớn. Để đề phòng sự nhiễm độc do các hợp chất Nitơ gây ra thì một số quốc gia và tổ chức trên thế giới đưa ra tiêu chuẩn về các hợp chất Nitơ sau đây.Bảng 1.4 Tiêu chuẩn một số quốc gia về các hợp chất Nitơ trong nước cấp[6]Chỉ tiêu Hoa KỳChâu Âu 80/778/EECWHO 1993Tiêu chuẩn Bộ Y Tế 1329/2002NH4+- 1,5 1,5 1,5NO3-44,3 50 50 50NO2-4,4 0,1 3 3Tóm lại tác hại của các hợp chất Nitơ trong nước được trình bày dưới dạng bảng sau:Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN9NO3- trong nước cấpNO2- trong nước cấpNguồn gốc gây ra bệnh methmoglobin- huyết cho trẻ sơ sinh (nhất là trẻ dưới sáu tháng tuổi)Được xem là nguồn gốc gây bệnh ung thưNH4+ trong nước cấp- NH4+ kết hợp với Clo tạo ra các hợp chất cơ Clo trong quá trình khử trùng, một chất có tiềm năng gây ung thư.- NH4+ có thể kết hợp với Clo tạo Cloramin là chất làm giảm hiệu suất khử trùng.- NH4+ là nguồn dinh dưỡng để rêu tảo phát triển, vi sinh vật tái phát triển trong đường ống gây ăn mòn, rò rỉ và mất mỹ quan… Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường 1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ AMONI Amoniac (NH3) là chất khí và ở dạng bazơ yếu, độ tan trong nước rất cao: tại 200C áp suất thường độ tan là 520 g/l. Khi tan trong nước nó tồn tại ở hai dạng: amoniac (NH3) là dạng trung hoà và dạng ion amoni NH4+. Phụ thuộc vào PH của nước mà tỷ lệ NH3/NH4+ được xác định. Điểm PkB của chúng là 9,15 tức là tại PH = 7 hoặc PH = 11 thì amoni hoặc amoniac có khả năng bốc hơi [13]. Trong nước ngầm, các hợp chất nitơ có thể tồn tại dưới dạng các hợp chất hữu cơ là: nitrit, nitrat, và amoni. Có rất nhiều phương pháp xử lí amoni trong nước ngầm đã được các nước trên thế giới thử nghiệm và đưa vào áp dụng: Làm thoáng để khử NH3 ở môi trường pH cao (pH = 10 - 11); Clo hóa với nồng độ cao hơn điểm đột biến (break-point) trên đường cong hấp thụ Clo trong nước, tạo Cloramin; Trao đổi ion NH4+ và NO3- bằng các vật liệu trao đổi Cation/Anion; Nitrat hóa bằng phương pháp sinh học; Nitrat hóa kết hợp với khử nitrat; Công nghệ Annamox, Sharon/Annamox (nitrit hóa một phần amoni, sau đó amoni còn lại là chất trao điện tử, nitrit tạo thành là chất nhận điện tử, được chuyển hóa thành khí nitơ nhờ các vi khuẩn kỵ khí; Phương pháp điện hóa, điện thẩm tách, điện thẩm tách đảo chiều; v.v .1.3.1 Phương pháp Clo hoá đến điểm đột biến Clo gần như là hoá chất duy nhất có khả năng oxi hoá amoni/amoniac ở nhiệt độ phòng thành N2. Khi hoà tan Clo trong nước tuỳ theo PH của nước mà Clo có thể nằm dạng HClO hay ion ClO- do có phản ứng theo phương trình: Cl2 + H2O HCl + HClO (PH<7) (1.1) HClO H+ + ClO- (PH>8) (1.2) Khi trong nước có NH4+ sẽ xảy ra các phản ứng sau:Sinh viên:Đào Chánh Thuận Lớp CNMT-K47-QN10 [...]... quả xử lý amoni ─ Xác định ảnh hưởng của nồng độ amoni đầu vào đến hiệu quả xử lý Sinh viên:Đào Chánh Thuận 16 Lớp CNMT-K47-QN Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION Khái niệm quá trình trao đổi ion Trao đổi ion là một phương pháp mà trong một số điều kiện, một chất không tan (nhựa) hút một ion dương hay âm của một dung dịch và nhả... nồng độ amoni đầu vào nhằm loại bỏ amoni ra khỏi các nguồn nước ngầm bằng phương pháp trao đổi ion, đảm bảo nước sau xử lý nồng độ amoni đầu ra nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép (1.5 mg NH4+/l) 3.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng phương pháp trao đổi ion, với vật liệu trao đổi là nhựa cation C100 (Mỹ) Ứng dụng cho qui mô hộ gia đình và các cơ sở sản xuất có qui mô vừa và nhỏ... kê một số công trình nghiên cứu sau đây: -Hoàn thiện công nghệ xử lý nước để áp dụng cho một số nguồn nước bị nhiễm arsenic; nguồn nước bị nhiễm amoni với hàm lượng lớn Chủ nghiệm đề tài: KS Đinh Viết Đường, Công ty nước và môi trường Việt Nam -Nghiên cứu xử lý N -Amoni trong nước ngầm Hà Nội Nguyễn Văn Khôi, Cao Thế Hà(2002) -Đề tài cấp thành phố 01C-09/11-2002... chuyển Do đó nồng độ tạp chất không bị lọt qua và dung dịch tái sinh cần ít Sinh viên:Đào Chánh Thuận 34 Lớp CNMT-K47-QN Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường Chương 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION 3.1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục đích của đồ án nhằm xác định những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý amoni bằng phương pháp trao đổi ion như: tốc độ... mã số QT.05.36,2005 -Xây dựng công nghệ khả thi xử lý amoni và asen trong nước sinh hoạt , Viện Công nghệ Môi trường… Phần lớn các đề tài trên đều khẳng định có thể xử lý tốt amoni trong nước ngầm cũng như trong nước thải ô i với qui mô vừa và nhỏ thì phương pháp trao ô i ion được Sinh viên:Đào Chánh Thuận 15 Lớp CNMT-K47-QN Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi... khoa học và công nghệ Việt Nam bằng phương pháp vi sinh, chủ trì đề tài Nguyễn Văn Nhị -Đề tài xử lý Nitơ quy mô nhỏ bằng phương pháp trao ô i ion với vật liệu Zeolit, chủ trì Nguyễn Hưu Phú- Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam -Xử lý nitrat, báo cáo của Lâm Minh Triết và cộng tác viên, Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh -Nghiên cứu xử lý amoni trong... xử lý amoni hơn nữa để loại bỏ amoni ra khỏi nước cấp nhằm phụ vụ nhu cầu cung cấp nước sạch cho người dân và các cở sở sản xuất Từ hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm như hiện nay, để loại bỏ amoni ra khỏi nước ngầm nhằm cung cấp nước sạch cho người dân và các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ thì phương pháp trao đổi ion là thích hợp nhất Chất trao đổi ion có độ chọn lọc cao với amoni. .. cứu xử lý amoni trong nước ngầm Hà Nội Đề tài cấp thành phố 01C – 09/11-2002-2, Chủ trì Nguyễn Văn Khôi –Sở giao thông công chính Hà Nội -Báo cáo bước đầu xử lý amoni cho nhà máy nước Nam Dương công suất 30000m3/ngày.đêm , (2002) – công ty tư vấn thoát nước và môi trường Việt Nam (VIWASE Vietnam Water Supply and Environment) -Các đề tài xử lý Nitơ quy mô nhỏ của... đổi H+ trong điều kiện thích hợp Tuy vậy các loại vật liệu này đã bị kiềm phá huỷ và có xu hướng peptit hoá Vì vậy trước khi sử dụng chúng cần được ổn định thông qua các biện pháp xử lý Than non, than lignin có thể xử lý với dung dịch muối đồng, muối Crom hay muối nhôm Một số loại than đá, than có độ cứng nhất định xử lý với xút hay với axit clohydric, sản phẩm tạo thành có độ bền hoá học tốt hơn Nhiều... CNMT-K47-QN Đồ án tốt nghiệp Viện Khoa Học & Công Nghệ Môi Trường trao đổi được xem là một đại lượng đặc trưng không phụ thuộc vào ngoại cảnh hoặc phụ thuộc vào điều kiện tiến hành Sau đây là một vài định nghĩ về dung lượng trao đổi ion[14]: Dung lượng tổng: là số nhóm chức tính bằng đương lượng gam trên một đơn vị khối lượng khô chất trao đổi hay trên một đơn vị thể tích trao đổi ở trạng thái tương . & Công Nghệ Môi Trường Chương1TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM AMONI VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ1.1 NGUỒN GỐC VÀ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM AMONI TRONG. Công Nghệ Môi Trường Chương 2CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁPTRAO ĐỔI ION Khái niệm quá trình trao đổi ionTrao đổi ion là một phương pháp mà trong một số
