Đồ án Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng trong xử lý nước
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------------o0o-----------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ
CỦA MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT ỨNG DỤNG
TRONG XỬ LÝ NƯỚC
Chuyên ngành: Môi Trường
Mã số ngành: 108
GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
SVTH : LƯƠNG MINH KHÁNH
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
KHOA
: MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
BỘ MÔN : MÔI TRƯỜNG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN : LƯƠNG MINH KHÁNH
MSSV: 106108009
NGÀNH
: MÔI TRƯỜNG
LỚP : 06DMT
1. Đầu đề Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng
trong xử lý nước
2. Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu)
- Thu thập các tài liệu liên quan đến các loài thực vật có khả năng keo tụ.
- Đánh giá hiệu quả keo tụ của những loại thực vật trên.
- Xây dựng mô hình áp dụng thực tiễn.
3. Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 05/04/2010
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 07/07/2010
5. Họ và tên giáo viên hướng dẫn:
Th.S Võ Hồng Thi
Phần hướng dẫn
...........................
Nội dung và yêu cầu ĐATN đã được thông qua bộ môn.
Ngày........tháng.......năm 2010
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ).........................................
Đơn vị: ................................................................................
Ngày bảo vệ: ....................................................................
Điểm tổng kết: ................................................................
Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp: ...................................
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Kỹ thuật
Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. Đặc biệt là các thầy cô Khoa Môi trường và
Công nghệ sinh học trong suốt thời gian qua đã tận tâm chỉ bảo, truyền đạt
những kiến thức, kinh nghiệm quý báu và dạy dỗ em ngày một trưởng thành
hơn, để em có thể vững vàng bước chân trên con đường sự nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn cô Võ Hồng Thi người đã tận tình giúp đỡ, hướng
dẫn, động viên em trong suốt thời gian em thực hiện đồ án này.
Và em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong phòng thí nghiệm đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đồ án. Cảm ơn tất cả bạn bè trong
lớp, trong khoa những người đã luôn động viên, giúp đỡ em trong thời gian qua
Cuối cùng, em xin gửi lời chúc đến toàn thể thầy cô trong trường cũng như
trong khoa, cô Võ Hồng Thi, các bạn lời chúc sức khỏe, mọi điều tâm muốn và
luôn thành công trong công việc và cuộc sống.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Lương Minh Khánh
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 . MỞ ĐẦU .........................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................1
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI...............................................................................2
1.3 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................2
1.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................................................................3
1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI................................................................................. 3
CHƯƠNG 2 . TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ
LÝ ........................................................................................................................4
2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƢỚC CẤP .......................................................4
2.1.1 Ƣng dụng của nƣớc cấp .............................................................................5
2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lƣợng nƣớc.......................................................5
2.2 CÁC NGUỒN NƢỚC TỰ NHIÊN...................................................................5
2.2.1 Thành phần và chất lƣợng nƣớc mƣa ..........................................................6
2.2.2 Thành phần và chất lƣợng nƣớc bề mặt.......................................................6
2.2.3 Thành phần và chất lƣợng nƣớc ngầm ........................................................7
2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG VÀ TIÊU CHUẨN CHẤT
LƢỢNG NƢỚC ......................................................................................................9
2.3.1 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc.......................................................9
2.3.1.1 Các chỉ tiêu vật lý .............................................................................10
2.3.1.2 Các chỉ tiêu hoá học..........................................................................11
2.3.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh............................................................................15
2.3.2 Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt và ăn uống........................16
2.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC..........................................................17
2.4.1 Lựa chọn nguồn nƣớc cho mục đích cấp nƣớc .......................................17
2.4.2 Các dạng sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc cấp..............................................18
2.4.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thiên nhiên ................................................22
2.4.3.1 Quá trình keo tụ ...........................................................................22
2.4.3.2 Quá trình lắng. .............................................................................23
2.4.3.3 Quá trình lọc nƣớc........................................................................24
2.4.3.4 Khử sắt và mangan.......................................................................25
2.4.3.5 Làm mềm nƣớc ............................................................................25
2.4.3.6 Khử trùng nƣớc............................................................................25
CHƯƠNG 3 . TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT CÓ KHẢ NĂNG
KEO TỤ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC.................................................27
3.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÙM NGÂY ......................................................27
3.1.1 Nguồn gốc ..............................................................................................27
3.1.2 Đặc điểm hình thái .................................................................................28
3.1.3 Đặc điểm phân loại .................................................................................28
3.1.4 Đặc điểm phân bố ..................................................................................29
3.1.5 Công dụng...............................................................................................29
3.1.6 Ứng dụng của chùm ngây trong xử lý nƣớc............................................31
3.2 TỔNG QUAN VỀ CÂY DẦU MÈ.................................................................32
3.2.1 Nguồn gốc .............................................................................................33
3.2.2 Đặc điểm sinh học .................................................................................34
3.2.3 Công dụng ..............................................................................................34
3.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC CÂY HỌ ĐẬU........................................................35
3.3.1 Cây đậu cô ve ........................................................................................35
3.3.2 Cây đậu nành.........................................................................................37
3.3.3 Cây đậu xanh..........................................................................................39
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA MỘT SỐ LOẠI
THỰC VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC .................................................................41
4.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC NGHIỆM.............................................41
4.2 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ....................................41
4.2.1 Giai đoạn 1: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu
nƣớc đục nhân tạo .................................................................................................41
4.2.2 Giai đoạn 2: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu
nƣớc mặt tự nhiên .................................................................................................42
4.2.3 Giai đoạn 3: đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt sau khi xử lý theo dây chuyền
công nghệ keo tụ bằng thực vật, lọc qua cát và khử trùng bằng SODIS .................43
4.3 MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM.........................................................................44
4.3.1 Mô hình Jartest.......................................................................................44
4.3.2 Mô hình bể lọc cát..................................................................................45
4.3.3 Thí nghiệm SODIS.................................................................................46
4.4 CÁC THÔNG SỐ QUAN TRẮC HIỆU QUẢ XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH
THỰC NGHIỆM...................................................................................................47
4.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................48
4.5.1 Giai đoạn 1 và 2.....................................................................................48
4.5.1.1 Nhóm 1: dùng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ .......................48
4.5.1.2 Nhóm 2: dùng hạt cây dầu mè làm chất keo tụ .............................62
4.5.1.3 Nhóm 3: dùng các loại đậu làm chất keo tụ ..................................66
4.5.1.4 Hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ bằng phƣơng pháp keo tụ................76
4.5.1.5 Kết luận và thảo luận kết quả giai đoạn thực nghiệm 1 và 2 .........77
4.5.2 Giai đoạn 3..............................................................................................80
CHƯƠNG 5. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XỬ LÝ QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH ÁP
DỤNG CHO MỘT SỐ VÙNG NÔNG THÔN VIỆT NAM. ..............................84
5.1 NƢỚC SẠCH TỪ MÔ HÌNH
5.1.1 Giới thiệu mô hình ...................................................................................84
5.1.2 Vận hành mô hình...................................................................................85
5.1.3 Đánh giá mô hình....................................................................................87
5.2 GÓP PHẦN “ XÓA ĐÓI GIẢM NGHÈO ” TỪ MÔ HÌNH ............................87
5.2.1 Bài toán dinh dƣỡng................................................................................87
5.2.2 Bài toán kinh tế.......................................................................................88
5.3 CÔNG TÁC TUYÊN TRUYỀN MÔ HÌNH ĐẾN VỚI MỌI NGƢỜI.............88
5.3.1 Xây dựng sổ tay hƣớng dẫn sử dụng mô hình..........................................88
5.3.2 Tập huấn tuyên truyền viên .....................................................................88
5.3.3 Tập huấn cho ngƣời sử dụng ...................................................................89
CHƯƠNG 6 . KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 90
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
- SODIS : Xử lý vi sinh vật trong nƣớc bằng ánh sáng mặt trời.
-
PET
: PolyEthylene Terephtalate
- TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
- SS: ( Suspended Solid) hàm lƣợng cặn lơ lửng( mg/l)
- TSS: ( Total Suspended Solid) tổng hàm lƣợng cặn lơ lửng( mg/l)
- DS: ( Dissol Solid) chất rắn hoà tan ( mg/l)
- VS: ( Volatile Solid) chất rắn hoá hơi( mg/l)
- COD (Chemical Oxugen Demand): nhu cầu oxy hoá học
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nƣớc bề mặt .....................................6
Bảng 2.2 Thành phần có trong nƣớc ngầm, nƣớc mặt và những điểm khác nhau giữa
hai nguồn nƣớc này..................................................................................9
Bảng 4.1 Các thông số quan trắc hiệu quả xử lý trong quá trình thực nghiệm........47
Bảng 4.2 Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở
các thời gian lắng khác nhau ..................................................................48
Bảng 4.3 Hiệu quả xử lý độ đục nƣớc ứng với các khoảng giá trị của độ đục và
ngƣỡng nồng độ chất keo tụ có thể áp dụng........................................... 55
Bảng 4.4 Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT1 bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian
lắng khác nhau .......................................................................................56
Bảng 4.5 Hiệu quả khi dùng hạt chùm ngây làm chất keo tụ thử nghiệm trên các mẫu
nƣớc tự nhiên .........................................................................................59
Bảng 4.6 Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây dầu mè ở
các thời gian lắng khác nhau ..................................................................63
Bảng 4.7 Nồng độ dầu mè keo tụ ứng với các độ đục nhân tạo...............................66
Bảng 4.8 Hiệu quả keo tụ ở các độ đục của mẫu nƣớc đục nhân tạo khi dùng các loại
đậu khác nhau làm chất keo tụ................................................................73
Bảng 4.9 Nồng độ đậu cô ve làm chất keo tụ cần thiết làm cơ sở áp dụng thử nghiệm
cho mẫu nƣớc tự nhiên...........................................................................73
Bảng 4.10 Hiệu quả loại bỏ COD bằng phƣơng pháp kep tụ với chùm ngây..........76
Bảng 4.11 Hiệu quả loại bỏ COD bằng phƣơng pháp kep tụ với đậu cô ve.............77
Bảng 4.12 So sánh và đánh giá các nhóm vật liệu dùng làm chất keo tụ ................78
Bảng 4.13 Cơ sở nồng độ chất keo tụ chùm ngây và đậu cô ve để áp dụng cho xử lý
keo tụ ở các mẫu nƣớc tự nhiên..............................................................80
Bảng 4.14 Kết quả phân tích các chỉ tiêu chạy mô hình của mẫu nƣớc MH1 với các
chất keo tụ khác nhau.............................................................................81
Bảng 4.15 Kết quả phân tích các chỉ tiêu chạy mô hình của mẫu nƣớc MH2 với các
chất keo tụ khác nhau.............................................................................82
Bảng PL2-1: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU bằng hạt cây chùm
ngây ở các thời gian lắng khác nhau ..................................................A
Bảng PL2-2: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU bằng hạt cây chùm
ngây ở các thời gian lắng khác nhau ................................................. .B
Bảng PL2-3: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 200 NTU bằng hạt cây chùm
ngây ở các thời gian lắng khác nhau ................................................. .B
Bảng PL2-4: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 250 NTU bằng hạt cây chùm
ngây ở các thời gian lắng khác nhau ................................................. .C
Bảng PL2-5: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 300 NTU bằng hạt cây chùm
ngây ở các thời gian lắng khác nhau .................................................D.
Bảng PL2-6: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU bằng hạt cây dầu mè
ở các thời gian lắng khác nhau...........................................................D
Bảng PL2-7: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU bằng hạt cây dầu mè
ở các thời gian lắng khác nhau.......................................................... .E
Bảng PL2-8: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU ở thời gian lắng 2 giờ
của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ................................................F.
Bảng PL2-9: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU ở thời gian lắng 4 giờ
của các loại đậu dùng làm chất keo tụ .................................................F
Bảng PL2-10: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU ở thời gian lắng
6giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ........................................G
Bảng PL2-11: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 2
giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ..........................................H
Bảng PL2-12: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 4
giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ..........................................H
Bảng PL2-13: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 6
giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ.......................................... .I
Bảng PL2-14: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU ở thời gian lắng 2
giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ.......................................... J.
Bảng PL2-15: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 4
giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ.......................................... .J
Bảng PL2-16: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 6
giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ..........................................K
Bảng PL2-17: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT2 bằng hạt cây chùm ngây ở các thời
gian lắng khác nhau .......................................................................... .L
Bảng PL2-18: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT3 bằng hạt cây chùm ngây ở các thời
gian lắng khác nhau .......................................................................... .L
Bảng PL2-19: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT2 bằng hạt đậu cô ve ở các thời gian lắng
khác nhau ........................................................................................ .M
Bảng PL2-20: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT4 bằng hạt đậu cô ve ở các thời gian
lắng khác nhau...................................................................................N
.
.
.
.
.
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1 Cây chùm ngây.......................................................................................28
Hình 3.2 Sử dụng cây chùm ngây xử lý nƣớc ở châu Phi ......................................32
Hình 3.3 Cây dầu mè ............................................................................................33
Hình 3.4 Cây đậu cô ve.........................................................................................36
Hình 3.5 Cây đậu nành .........................................................................................38
Hình 3.6 Cây đậu xanh .........................................................................................40
Hình 4.1 Mô hình thí nghiệm Jartest.....................................................................45
Hình 4.2 Mô hình bể lọc cát.................................................................................45
Hình 4.3 Hƣớng dẫn cách áp dụng SODIS ...........................................................46
Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt
cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau .......................................49
Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU bằng hạt
cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau .......................................50
Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU bằng hạt
cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau .......................................51
Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 200 NTU bằng hạt
cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau .......................................52
Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 250 NTU bằng hạt
cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau .......................................53
Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 300 NTU bằng hạt
cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau .......................................54
Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT1 bằng hạt cây chùm ngây ở
các thời gian lắng khác nhau ..................................................................57
Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT2 bằng hạt cây chùm ngây ở
các thời gian lắng khác nhau ..................................................................58
Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT3 bằng hạt cây chùm ngây ở
các thời gian lắng khác nhau ..................................................................59
Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt
cây dầu mè ở các thời gian lắng khác nhau.............................................63
Hình 4.14 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU bằng
hạt cây dầu mè ở các thời gian lắng khác nhau .......................................64
Hình 4.15 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU bằng
hạt cây dầu mè ở các thời gian lắng khác nhau .......................................65
Hình 4.16 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU ở thời
gian lắng 2 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................67
Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU ở thời
gian lắng 4 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................67
Hình 4.18 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 50 NTU ở thời
gian lắng 6 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................68
Hình 4.19 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời
gian lắng 2 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................69
Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời
gian lắng 4 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................69
Hình 4.21 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 100 NTU ở thời
gian lắng 6 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................70
Hình 4.22 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU ở thời
gian lắng 2 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................71
Hình 4.23 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU ở thời
gian lắng 4 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................71
Hình 4.24 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nƣớc đục nhân tạo 150 NTU ở thời
gian lắng 6 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ ............................72
Hình 4.25 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT2 bằng hạt cây đậu cô ve ở
các thời gian lắng khác nhau ..................................................................74
Hình 4.26 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT4 bằng hạt cây đậu cô ve ở
các thời gian lắng khác nhau ..................................................................75
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1: vòng tuần hoàn nƣớc cấp.......................................................................4
Sơ đồ 2.2 Xử lý với nguồn nƣớc mặt có hàm lƣợng cặn 2500 mg/l...................18
Sơ đồ 2.3 Xử lý với nguồn mặt có hàm lƣợng cặn >2500 mg/l ............................19
Sơ đồ2.4 Xử lý với nguồn nƣớc ngầm................................................................19
Sơ đồ 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc của công ty cấp thoát nƣớc số 2 ..............20
Sơ đồ 2.6 Sơ đồ công nghệ CNH xử lý nƣớc giếng nhiễm phèn ..........................20
Sơ đồ 2.7 Xử lý nƣớc nhiễm sắt dùng trong sinh hoạt và công nghiệp.................20
Sơ đồ 2.8 Sơ đồ xử lý nƣớc ngầm của Tp.HCM ..................................................21
Sơ đồ 2.9 Sơ đồ xử lý nƣớc của nhà máy nƣớc Thủ Đức .....................................21
Sơ đồ 5.1 Mô hình xử lý nƣớc bằng vật liệu tự nhiên và năng lƣợng mặt trời......84
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC 1: CÁC BẢNG KẾT QUẢ ĐO ĐỘ HẤP THU CỦA MẪU
PHỤ LỤC 2: CÁC BẢNG KẾT QUẢ XỬ LÝ ĐỘ ĐỤC.
PHỤ LỤC 3: LẬP ĐƢỜNG CHUẨN ĐỘ ĐỤC.
PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ HÌNH ẢNH QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
CHƢƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước sạch và vệ sinh môi trường là một nhu cầu cơ bản trong đời sống hằng ngày
của mọi người, đang trở thành đòi hỏi bức bách trong việc bảo vệ sức khỏe và cải
thiện điều kiện sinh hoạt cho nhân dân, cũng như trong sự nghiệp công nghiệp hóa và
hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt là nước sạch, một yếu tố rất quan trọng vì chiếm đến
70% trọng lượng cơ thể con người. Hiện nay, những dịch bệnh lây truyền qua đường
nước đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia. Theo báo cáo của
chương trình phát triển của Liên hợp quốc, ở Việt Nam 80% bệnh tật ở nông thôn là
do ô nhiễm nước hoặc các bệnh truyền nhiễm qua đường nước gây ra. Trên thế giới
hiện nay, mỗi ngày có 400 trẻ em chết vì các bệnh liên quan đến nguồn nước. Hiểu
được vai trò của nước sạch, Nghị quyết Đại Hội Đảng lần thứ VIII đã chỉ rõ “ cải
thiện việc cấp thoát nước ở đô thị, thêm nguồn nước sạch cho nông thôn”.
Theo báo cáo “ chiến lược Quốc gia cấp nước sạch và vệ sinh nông thôn đến năm
2020” của Bộ xây dựng, hiện nay vẫn còn hơn 70% dân số nông thôn sử dụng nước
không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh. Ở nhiều vùng nông thôn, do điều kiện sống còn
khó khăn nên người dân chưa tiếp xúc được với nước sạch, mà chủ yếu vẫn dùng
nước từ các nguồn không an toàn như: nước hồ, sông, suối… mà không qua bất cứ
hình thức xử lý nào khi sử dụng trực tiếp trong ăn uống và sinh hoạt hàng ngày.
Nguồn nước này có nhiều cặn, một số chất hữu cơ và các vi sinh vật gây bệnh cho
người. Có thể nêu lên một vài nguyên nhân quan trọng của vấn đề thiếu nước sạch
đó. Nguyên nhân đầu tiên là, tuy Việt Nam có trữ lượng nước khá dồi dào, lượng
mưa khá cao, hệ thống sông ngòi kênh mương dày đặc, nước ngầm cũng phong phú
tại những vùng thấp, nhưng lượng nước phân bố không đều theo thời gian và không
gian. Việc sử dụng ngày càng nhiều nước cho sản xuất nông nghiệp và công nghiệp,
dân số tăng nhanh làm tăng nhu cầu sử dụng nước. Nguyên nhân thứ 2 là một số
nguồn nước hiện nay đang ngày càng bị ô nhiễm do các hoạt động sản xuất nông
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
1
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày một xấu hơn. Chính
vì thế, để có đủ nước cung cấp và đảm bảo an toàn sức khỏe, đòi hỏi công tác xử lý
nước phải được đẩy mạnh và áp dụng dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp.
Ở nông thôn, phần lớn các hộ gia đình sử dụng 2 nguồn nước, một nguồn để ăn
uống thường là nước mưa và một nguồn để tắm giặt. Các hệ thống cấp nước tập
trung ở nông thôn hiện nay vẫn chưa phổ biến. Do đó, các hộ thường có công trình
cấp nước riêng như giếng đào, lu vại hay bể chứa nước mưa. Công tác xử lý thì rất
đơn giản, thường là lắng sơ bộ hoặc nếu nguồn nước quá đục thì dùng phèn keo tụ
tạo thành bông rồi để lắng, nhưng lượng phèn sử dụng hoàn toàn ngẫu nhiên. Nói
chung các hộ phải tự xử lý nước hoặc chấp nhận dùng nước chưa qua xử lý.
Keo tụ là quá trình rất quan trọng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp
nói riêng và nước ô nhiễm nói chung. Quá trình keo tụ giúp loại bỏ các hạt lơ lửng
do đó làm độ đục của nước giảm đi. Ngoài ra nó cũng góp phần làm tăng hiệu quả
của các quá trình xử lý tiếp theo như lắng, lọc, khử trùng…..Hiện tại, trong công
nghệ xử lý nước tập trung hiện nay thi người ta chỉ sử dụng các chất hóa học làm
chất keo tụ nước như phèn sắt, phèn nhôm, PAC.... và dư lượng các hóa chất này
trong nước là nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Để giảm bớt lượng các chất hóa học hiện diện trong nguồn nước sử dụng hằng
ngày, đề tài “ Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng
dụng trong xử lý nước” đã ra đời với mong muốn thay thế các hóa chất dùng trong
công tác xử lý nước nói chung và keo tụ nước nói riêng bằng việc sử dụng một số
loại thực vật làm chất keo tụ, góp phần giải quyết và nâng cao chất lượng nước cấp
sinh hoạt ở các vùng nông thôn chưa có điều kiện tiếp cận với nguồn nước sạch.
1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ nước của một số loại thực vật sẵn có tại
Việt Nam
Xem xét tính khả thi của các loại thực vật trên khi áp dụng trên quy mô hộ gia
đình ở một số vùng nông thôn Việt Nam.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
2
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
1.3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu thực nghiệm xem xét tính khả thi trên nước đục nhân tạo.
Nghiên cứu thực nghiệm trên một số nguồn nước mặt tự nhiên.
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu chỉ thực hiện trên nước đục nhân tạo và một số nguồn nước mặt tự
nhiên thu nhận trên một số vị trí tại lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai và nước
hồ.
- Nghiên cứu thử nghiệm trên mô hình với quy mô hộ gia đình.
1.4
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp tổng hợp tài liệu : tài liệu tham khảo từ Internet, một số tạp chí
khoa học nước ngoài, sách và luận văn.
- Phương pháp thực nghiệm: thực hiện thí nghiệm trên mô hình Jartest với mẫu
nước đục nhân tạo và mẫu nước mặt tự nhiên, thử nghiệm trên mô hình lọc qua
cát với mẫu nước tự nhiên, xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả xử lý.
- Phương pháp tính toán, thống kê: dùng phần mềm Excel 2007 xử lý số liệu và vẽ
đồ thị.
1.5
Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1 Ý nghĩa khoa học
- Phương pháp mới giúp tận dụng được các nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự
nhiên phục vụ công tác xử lý nước cấp.
- Giảm thiểu được các nguy cơ tiềm ẩn từ việc sử dụng các chất keo tụ hóa học.
- Xây dựng công nghệ xử lý nước hoàn toàn không sử dụng hóa chất nhân tạo.
1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn
Phương pháp giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho người dân .
Thân thiện với môi trường.
Là phương pháp đơn giản dễ áp dụng do đó có tính khả thi cao đối với các vùng
nông thôn không có điều kiện tiếp cận với nguồn nước sạch.
CHƢƠNG 2
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
3
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
TỔNG QUAN VỀ NƢỚC CẤP VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP
XỬ LÝ NƢỚC
2.1. TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƢỚC CẤP
Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật. Không có nước cuộc sống trên
trái đất không tồn tại. Nhu cầu dùng nước của con người là từ 100 đến 200
l/ngày.đêm cho các hoạt động bình thường ( theo tiêu chuẩn 20 TCN 33 - 85) chưa
kể đến hoạt động sản xuất. Lượng nước này thông qua con đường thức ăn nước uống
đi vào cơ thể để thực hiện quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đó theo
đường bài tiết (nước giải, mồ hôi…) mà thải ra ngoài.
Ngày nay với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho
nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế, con người phải xử lý các
nguồn nước cấp để có đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh
hoạt và sản xuất công nghiệp.
Tổng quan về vòng tuần hoàn nước cấp như sau:
Các nguồn nước tự nhiên
Khai thác và xử lý
Thu gom và xử lý
Phân phối và sử dụng
Sơ đồ 2.1 Vòng tuần hoàn nước cấp.
Con người khai thác nước từ các nguồn nước tự nhiên, dùng các biện pháp lý,
hoá, sinh để xử lý nhằm đạt được số lượng và chất lượng nước mong muốn sau đó
cấp đến hệ thống phân phối cho người tiêu dùng. Nước sau khi sử dụng được thu
gom và xử lý ở hệ thống xử lý nước thải, rồi trả lại vào các nguồn nước tự nhiên,
thực hiện vòng tuần hoàn mới.
2.1.1 Ứng dụng của nƣớc cấp
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
4
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
Trong sinh hoạt:dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt
động công cộng như cứu hoả, phun nước, tưới cây , rửa đường..
Trong công nghiệp: làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát,
rượu bia… Hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn
nguyên liệu không gì thay thế được trong sản xuất.
Tuỳ thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp mà nhu
cầu về nước với chất lượng khác nhau cũng rất khác nhau. ở các nước phát triển, nhu
cầu về nước có thể gấp nhiều lần so với các nước đang phát triển.
2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lƣợng nƣớc
Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp trong đó có
thể có các chỉ tiêu cao thấp khác nhau, nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đạt
tiêu chuẩn an toàn vệ sinh về mặt vi sinh của nước và không có chất độc hại làm
nguy hại đến sức khoẻ con người.
Thông thường nước cấp cho sinh hoạt cần phải đảm bảo các chỉ tiêu lý học, hoá
học cùng các chỉ tiêu vệ sinh an toàn khác như số vi sinh vật trong nước.
Nước cấp cho nhu cầu công nghiệp ngoài các chỉ tiêu chung chất lượng, còn tuỳ
thuộc vào từng mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng.
Trong xử lý nước cấp tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất
lượng nước cấp mà quyết định quá trình xử lý để có được chất lượng nước cấp đảm
bảo các chỉ tiêu và ổn định chất lượng cấp cho các nhu cầu sử dụng.
2.2
CÁC NGUỒN NƢỚC TỰ NHIÊN
Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên (thường
gọi là nước thô) gồm :
- Nước mưa
- Nước bề mặt gồm: nước sông, hồ,suối..
- Nước ngầm
Tuỳ thuộc vào địa hình và các điều kiện môi trường xung quanh mà các nguồn
nước tự nhiên có thể có chất lượng khác nhau.
2.2.1 Thành phần và chất lƣợng nƣớc mƣa
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
5
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
Nước mưa, dân gian còn gọi là nước không rễ được nhiều người coi là nước sạch.
Một số người dân thích uống nước mưa không đun sôi vì nhiều lý do: nó chứa ít các
loại muối khoáng hoà tan, chứa ít sắt làm cho nước không tanh… người ta còn cho
rằng nước mưa, nước tuyết tan không có thành phần nước nặng, nên rất có lợi cho
sức khoẻ con người
Thực tế khi mưa rơi xuống một phần bụi bặm và vi khuẩn sẽ bám vào hạt mưa.
Gần những khu vực có nhà máy lớn, các chất khói độc hại thải ra và khí có hại cho
sức khoẻ như NOx,SOx,gây ra mưa axit. Hơn nữa nước mưa được hứng từ mái nhà là
nơi tích luỹ rất nhiều chất bẩn.Vì thế không nên uống trực tiếp nước mưa hứng được.
2.2.2 Thành phần và chất lƣợng nƣớc bề mặt
Bao gồm nước trong các hồ chứa, sông suối. Do sự kết hợp từ các dòng chảy trên
bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:
Các chất hoà tan dưới dạng ion, phân tử có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ.
Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước ao, đầm, hồ chứa ít chất
rắn lơ lửng hơn và chủ yếu ở dạng keo)
Hàm lượng chất hữu cơ cao.
Chứa nhiều vi sinh vật.
Có sự hiện diện của nhiều loại tảo.
Bảng 2.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước bề mặt.
Chất rắn lơ lửng d>1µm
Các chất hoà tan
Các chất keo d=0,001 1 µm
(chủ yếu 0,050,2 mm)
-Đất sét
d<0,001 µm
-Đất sét
- Các ion K+, Na+, Ca2+,
+
2-
3-
-Cát
-Protein
NH4 , SO4 ,Cl- , PO4
-Keo Fe(OH)3
-Silicat SiO2
…
-Chất thải hữu cơ,vsvật -Chất thải sinh hoạt hữu cơ
- Các chất khí CO2, 02,
N2, CH4, H2S…
-Vi trùng 1 -10 µm
-Cao phân tử hữu cơ
-Virut 0,030,3 µm
-Tảo
- Các chất hữu cơ
- Các chất mùn
Nguồn: Hoàng Văn Huệ, Công nghệ môi trường, Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2004.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
6
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
Nước bề mặt là nguồn nước tự nhiên gần gũi với con người nhất và cũng chính vì
vậy mà nước bề mặt cũng là nguồn nước dễ bị ô nhiễm nhất. Ngày càng hiếm có một
nguồn nước bề mặt nào đáp ứng được chất lượng tối thiểu cho nhu cầu sinh hoạt và
công nghiệp mà không cần xử lý trước khi đưa vào sử dụng. Do hàm lượng cao của
các chất có hại cho sức khoẻ và có nhiều vi sinh vật có khả năng gây bệnh cho con
người trong nước bề mặt phải giám định chất lượng nguồn nước, kiểm tra các thành
phần hoá học, lý học, sinh học, mức độ ô nhiễm phóng xạ nguồn nước và nhất thiết
phải khử trùng nếu như nước cấp được dùng cho mục đích sinh hoạt. Đối với nước
sông thì chất lượng nước phụ thuộc vào các yếu tố xung quanh như mức độ phát
triển công nghiệp, mật độ dân số trong lưu vực, hiệu quả của công tác quản lý các
dòng thải vào sông. Ngoài ra chất lượng nước sông còn phụ thuộc vào điều kiện thuỷ
văn, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu và thời tiết trong khu vực. Nơi có mật độ dân số
cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lý các dòng thải công nghiệp, dòng thải
sinh hoạt không được chú trọng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các hoá chất
độc hại, các chất hữu cơ ô nhiễm… nơi có lượng mưa nhiều, điều kiện xói mòn,
phong hoá dễ dàng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, độ
đục cao do các chất huyền phù và các chất rắn, chất mùn có trong nguồn nước. Còn
chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu vào các điều kiện thời tiết, sinh thái
môi trường và chất lượng các nguồn nước chảy vào hồ, trong đó có cả nguồn nước
thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp. Nơi thiếu ánh sáng mặt trời, điều kiện lưu
thông kém và chất thải hữu cơ nhiều, nước hồ sẽ có lượng oxy hoà tan thấp, điều
kiện yếm khí tăng, nước sẽ có mùi vị khó chịu. Nơi có nhiều ánh sáng mặt trời, điều
kiện quang hợp dễ dàng, các chất dinh dưỡng tích tụ nhiều sẽ thúc đẩy quá trình phì
dưỡng cũng gây tác hại đến chất lượng nước hồ. Thường nước hồ cũng không đảm
bảo chất lượng của tiêu chuẩn nước cấp.
Tuy nhiên nước sông, hồ vẫn thường xuyên xảy ra quá trình tự làm sạch như quá
trình lắng các chất huyền phù trong thời gian lưu, quá trình khoáng hoá các chất hữu
cơ, quá trình nitrat hoá các hợp chất chứa nitơ, quá trình bốc hơi.
2.2.3 Thành phần và chất lƣợng nƣớc ngầm
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
7
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở
rời như cặn, sạn, cát bột kết trong các khe nứt có thể khai thác cho các hoạt động
sống của con người. Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh
trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Chất lượng nước
ngầm thường tốt hơn nước mặt. Đặc trưng chung của nước ngầm:
- Độ đục thấp
- Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định.
- Không có oxi nhưng chứa nhiều H2S và CO2…
- Chứa nhiều chất khoáng hoà tan chủ yếu là Fe, Mn, Ca, Mg, Flo.
- Ít sự hiện diện của vi sinh vật.
Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng nông và nước
ngầm tầng sâu.
Nước ngầm tầng nông : thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt vì
thế thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước
mặt. Loại nước ngầm tầng nông rất dễ bị ô nhiễm.
Nước ngầm tầng sâu: thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên
trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. Theo không gian phân bố,
một lớp nước ngầm tầng sâu thường có ba vùng chức năng: Vùng thu nhận
nước,vùng chuyển tải nước,vùng khai thác nước có áp.
Nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu ở nhiều quốc gia và vùng
dân cư trên thế giới. Do vậy ô nhiễm nước ngầm có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng
môi trường sống của con người. Các tác nhân ô nhiễm và suy thoái nước ngầm bao
gồm: các tác nhân tự nhiên như: nhiễm mặn, phèn, hàm lượng Fe, Mn và một số kim
-
-
loại khác. Các tác nhân nhân tạo: nồng độ kim loại nặng cao, hàm lượng NO3 , NO2 ,
+
3-
NH4 ,PO4 ,.. vượt tiêu chuẩn cho phép, ô nhiễm bởi vi sinh vật.
Suy thoái trữ lượng nước ngầm giảm bởi công suất khai thác, hạ thấp mực nước
ngầm, lún đất. Ngày nay, tình trạng ô nhiễm và suy thoái nước ngầm đang phổ biến
rộng. Để hạn chế tác động ô nhiễm và suy thoái nước ngầm cần phải tiến hành đồng
bộ các công tác điều tra, thăm dò trữ lượng và chất lượng nguồn nước ngầm, xử lý
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
8
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
nước thải và chống ô nhiễm các nguồn nước mặt, quan trắc thường xuyên trữ lượng
và chất lượng nước ngầm.
Bảng 2.2 Thành phần có trong nước ngầm, nước mặt và những điểm khác nhau
giữa hai nguồn nước này
Thông số
Nước bề mặt
Nước ngầm
Nhiệt độ
Thay đổi theo mùa
Thường cao và thay đổi
theo mùa
Tương đối ổn định
Thấp hoặc hầu như không
có
Hàm lượng chất rắn lơ
lửng
Chất khoáng hoà tan
Thay đổi theo chất lượng
đất, lượng mưa
Ít thay đổi, cao hơn nước
bề mặt ở cùng một vùng
Thường xuyên có
Hàm lượng sắt (Fe2+)
mangan(Mn2+)
Rất thấp, trừ dưới đáy hồ
Khí CO2 hoà tan
Thường rất thấp hoặc gần Thường xuất hiện ở nồng
bằng không
độ cao
Khí 02 hoà tan
Khí NH3
Thường gần bão hoà
Xuất hiện ở các nguồn
nước nhiễm bẩn
Không
Thường không tồn tại
thường có
Khí H2S
SiO2
Thường có
Thường có ở nồng độ
trung bình
Thường có ở nồng độ cao
-
N03
Thường thấp
Thường ở nồng độ cao, do
phân bón hoá học
Các vi sinh vật
Vi khuẩn azotobacter, vk
Các vi khuẩn sắt như
leptothrix ochracea,..
amon hoá, nitrat hoá...
Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thuỷ, Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp, Nhà
xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2000
2.3
CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG VÀ TIÊU CHUẨN
CHẤT LƢỢNG NƢỚC
2.3.1 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
9
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
2.3.1.1 Các chỉ tiêu vật lý
a. Độ đục
Nước nguyên chất là một môi trường trong suốt và có khả năng truyền ánh sáng
tốt, nhưng khi trong nước có các tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng, các vi sinh vật
và cả các hoá chất hoà tan thì khả năng truyền ánh sáng của nước giảm đi. Dựa trên
nguyên tắc đó mà người ta xác định độ đục của nước.
- Có nhiều đơn vị đo độ đục, thường dùng : mg SiO2/l, NTU, FTU.
- Nước cấp cho ăn uống độ đục không vượt quá 5 NTU. Nước mặt thường có độ
đục 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam , độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy
được gọi là độ trong, ở độ sâu đó người ta có thể đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Đối
vơi nước sinh hoạt độ đục phải lớn hơn 30 cm.
b. Độ màu (tính bằng độ màu coban)
Được xác định theo phương pháp so màu với thang độ màu Coban.
Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất sắt và mangan
không hoà tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng còn
các loại thuỷ sinh tạo cho nước có màu xanh lá cây. Nước bị nhiễm bẩn nước thải
công nghiệp hay sinh hoạt có màu đen.
c. Mùi ,vị của nƣớc
Các chất khí và các chất hoà tan trong nước làm cho nước có mùi vị. Nước thiên
nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hoá chất hoà
tan trong nó như mùi clo, amoniac, sunfua hydro… Nước có thể có vị mặn, ngọt,
chát… tuỳ theo thành phần và hàm lượng muối hoà tan trong nước.
d. Hàm lƣợng cặn không tan (mg/l)
Được xác định bằng cách lọc một thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy ở
(105-110oC)
Hàm lượng cặn trong nước ngầm thường nhỏ 30-50mg/l, chủ yếu do cát mịn
trong nước gây ra.
Hàm lượng trong nước sông lớn dao động 20-5000 mg/l, có khi lên đến
30.000mg/l.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
10
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
e. Hàm lƣợng chất rắn trong nƣớc
Gồm có chất rắn vô cơ (các muối hoà tan, chất rắn không tan như huyền phù đất,
cát…), chất rắn hữu cơ ( gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo và
các chất rắn hữu cơ vô sinh như phân rác, chất thải công nghiệp…). Trong xử lý
nước khi nói đến hàm lượng chất rắn, người ta đưa ra các khái niệm:
Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS(Total Suspended Solid) là trọng lượng khô
tính bằng miligam của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi
cách thuỷ rồi sấy khô ở 1030C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là
mg/l.
- Cặn lơ lửng SS (Suspended Solid) , phần trọng lượng khô tính bằng miligam
của phần còn lại trên giấy lọc khi lọc 1 lít mẫu nước qua phễu, sấy khô ở
1030C-1050C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l.
- Chất rắn hoà tan DS (Disolved Solid) bằng hiệu giữa tổng lượng cặn lơ lửng
TSS và cặn lơ lửng SS
DS = TSS – SS
- Chất rắn bay hơi VS (Volatile Solid) là phần mất đi khi nung ở 5500C trong
một thời gian nhất định. Phần mất đi là chất rắn bay hơi, phần còn lại là chất
rắn không bay hơi.
2.3.1.2 Các chỉ tiêu hoá học
a. Độ pH của nƣớc
pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng
để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.
Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước.
pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước. Độ pH có ảnh hưởng
đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do vậy rất có ý
nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường
b. Độ kiềm
Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyl
và anion của các muối axít yếu. Do hàm lượng các muối này rất nhỏ nên có thể bỏ
qua.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
11
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
Ơ nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do
có trong nước. Độ kiềm là chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Để xác
định độ kiềm dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric.
c. Độ cứng của nƣớc
Là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước. Trong xử
lý nước thường phân biệt ba loại độ cứng:
Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie có trong nướ
Độ cứng tạm thời : biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các
muối cacbonat (hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magie) có trong nước.
Độ cứng vĩnh cửu: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các
muối axit mạnh của canxi và magie.
Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và
magie phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan. Trong sản xuất,
nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm.
d. Khí hydro sunfua (H2S)
Là sản phẩm của quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ, phân rác có trong nước
thải. Khí làm cho nước có mùi trứng thối khó chịu. Với nồng độ cao khí mang tính
ăn mòn vật liệu.
e. Các hợp chất của nitơ
Là kết quả của quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên, các chất
thải và các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hoặc gián tiếp đưa vào nguồn
nước. Các hợp chất này thường tồn tại dưới dạng amoniac, nitric, nitrat và cả dạng
nguyên tố nitơ (N2). Tuỳ theo mức độ có mặt của các hợp chất niơ mà ta có thể biết
được mức độ ô nhiễm nguồn nước. Khi nước mới bị nhiễm bẩn bởi phân bón hoặc
-
-
-
nước thải, trong nguồn nước có NH3, NO2 , NO3 . Sau một thời gian NH3, NO2 bị
-
oxy hoá thành NO3 . Nếu nước chứa NH3 và nitơ hữu cơ thì coi như nước mới bị
-
nhiễm bẩn và nguy hiểm. Nếu nước chủ yếu có NO2 thì nước đã bị ô nhiễm thời
-
gian dài hơn, ít nguy hiểm hơn. Nếu nước chủ yếu có NO3 thì quá trình oxy hoá đã
kết thúc.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
12
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
-
Ở điều kiện yếm khí NO3 sẽ bị khử thành N2 bay lên. Amoniac là chất gây nhiễm
độc trầm trọng cho nước, gây độc cho loài cá.
Việc sử dụng rộng rãi các nguồn phân bón hoá học cũng làm cho hàm lượng
amoniac trong nước tự nhiên tăng lên. Trong nước ngầm và nước đầm lầy hay gặp
-
-
NO3 và amoniac hàm lượng cao. Nếu trong nước uống chứa hàm lượng cao NO3
thường gây bệnh xanh xao ở trẻ nhỏ có thể dẫn đến tử vong.
f. Clorua
Tồn tại ở dạng Cl-, ở nồng độ cho phép không gây độc hại, nồng độ cao
(>250mg/l) nước có vị mặn. Nguồn nước ngầm có thể có hàm lượng clo lên tới 500
1000 mg/l. Sử dụng nước có hàm lượng clo cao có thể gây bệnh thận. Nước chứa
nhiều ion Cl- có tính xâm thực đối với bêtông. Ion Cl- có trong nước do sự hoà tan
muối khoáng, do quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ.
g. Các hợp chất của axit silic
Trong thiên nhiên thường có các hợp chất của axit silic, mức độ tồn tại của chúng
-
phụ thuộc vào độ pH của nước. Ở pH< 8- 11 silic chuyển hoá dạng HSiO3 , các hợp
chất này có thể tồn tại dạng keo hay dạng ion hoà tan.
Sự tồn tại của các hợp chất này gây lắng đọng cặn silicat trên thành ống, nồi hơi,
làm giảm khả năng vận chuyển và khả năng truyền nhiệt.
2-
h. Sunfat SO4
Ion sunfat thường có nguồn gốc khoáng chất hay nguồn gốc hữu cơ. Nước có
hàm lượng sunfat hơn 250mg/l có tính độc hại cho sức khoẻ người sử dụng.
k. Sắt và mangan
2-
Trong nước ngầm sắt tồn tại ở dạng Fe2+, kết hợp với gốc SO4 , Cl-. Đôi khi tồn
tại dưới dạng keo của axit humic hoặc silic. Khi tiếp xúc với oxy không khí tạo ra
Fe3+dễ kết tủa màu nâu đỏ. Nước mặt thường chứa sắt ở dạng Fe3+, tồn tại keo hữu
cơ hoặc cặn huyền phù .Với hàm lượng sắt > 0,5 mg/l: nước có mùi tanh khó chịu,
vàng quần áo, hỏng sản phẩm dệt.
Mangan có trong nước ngầm dưới dạng Mn2+. Nước có hàm lượng mangan
khoảng 1mg/l sẽ gây trở ngại giống như khi sử dụng nước có hàm lượng sắt cao.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
13
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước. Mangan thường gặp
trong nước ngầm nhưng ít hơn sắt nhiều, ít khi lớn hơn 5 mg/l.
l. Các hợp chất photpho
Trong nước tự nhiên các hợp chất ít gặp nhất là photphat, khi nguồn nước bị
3-
nhiễm bẩn bởi rác và các chất hữu cơ trong quá trình phân huỷ, giải phóng ion PO4 ,
-
2-
3-
có thể tồn tại dưới dạng H2PO4 , HPO4 , PO4 , Na3(PO4)3.
Photpho không thuộc loại độc hại với con người nhưng sự tồn tại của chất này
với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặt biệt là hoạt
động của bể lắng.
m. Các hợp chất của florua
Nước ngầm ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất có chứa cặn apatit thường có hàm
lượng các hợp chất florua cao ( 2 2,5 mg/l), tồn tại dạng cơ bản là canxi florua và
magie florua.
Các hợp chất florua khá bền vững, khó bị phân huỷ ở quá trình tự làm sạch. Hàm
lượng florua trong nước cấp ảnh hưởng đến việc bảo vệ răng. Nếu thường xuyên
dùng nước có hàm lượng florua lớn hơn 1,3 mg/l hoặc nhỏ hơn 0,7 mg/l đều dễ mắc
bệnh loại men răng.
n. Các chất khí hoà tan
Các chất khí hoà tan thường gặp trong nước thiên nhiên là khí cacbonic, oxy và
sufurhydro.
Trong nước ngầm khi pH <5,5 thì nước chứa nhiều CO2. Hàm lượng CO2 hoà tan
trong nước cao thường làm cho nước có tính ăn mòn bêtông ngăn cản sự tăng pH của
nước.
Trong nước ngầm khí H2S là sản phẩm của quá trình khử diễn ra trong nước. Nó
cũng xuất hiện trong nước ngầm mạch nông khi nước ngầm nhiễm bẩn các loại nước
thải. Hàm lượng khí H2S hoà tan trong nước nhỏ hơn 0,5 mg/l đã tạo cho nước có
mùi khó chịu và làm cho nước có tính ăn mòn kim loại.
o. Các kim loại có tính độc cao
Arsen (As)
- Crom (Cr)
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
14
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
- Thuỷ ngân ( Hg)
- Chì (pb)
2.3.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh
Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng và siêu vi trùng, trong đó có các
loại vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm là: kiết lị, thương hàn, dịch tả, bại liệt… việc
xác định sự có mặt của các vi trùng gây bệnh này thường rất khó khăn và mất nhiều
thời gian. Trong thực tế việc xác định số vi khuẩn trong nước thường là xác định
E.coli vi đặc tính của nó có khả năng tồn tại cao hơn các vi trùng gây bệnh khác. Do
đó, sau khi xử lý, nếu trong nước không còn phát hiện thấy E.coli chứng tỏ các loài
vi trùng khác cũng đã bị tiêu diệt, mặt khác việc xác định loại vi khuẩn này đơn giản
và nhanh chóng
a. Vi trùng gây bệnh
Vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước gây tác hại cho mục đích sử dụng nước
trong sinh hoạt. Các vi sinh vật này vốn không bắt nguồn từ nước, chúng cần vật chủ
để sống kí sinh phát triển và sinh sản. Một số vi sinh vật gây bệnh sống một thời gian
khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng.
-Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn trong nước thường gây các bệnh về đường ruột như
+ Vi khuẩn Shigella spp: chủ yếu gây nên các triệu chứng lỵ . Biểu hiện bệnh từ
tiêu chảy nhẹ đến nghiêm trọng như đi tiêu ra máu, mất nước, sốt cao và bị co rút
thành bụng. Các triệu chứng này có thể kéo dài 12-14 ngày thậm chí hơn.
+ Vi khuẩn Salmonella typhii : gây sốt thương hàn.
+ Vi khuẩn Vibrio cholerae: tác nhân gây nên các vụ dịch tả trên toàn thế giới.
Dịch tả gây bởi Vibrio cholerae thường được lan truyền rất nhanh qua đường
nước.
- Virus: Các bệnh do virus gây ra thường mang tính triệu chứng và cấp tính với giai
đoạn mắc bệnh tương đối ngắn, virut sản sinh với mức độ cao, liều lây nhiễm thấp và
giới hạn động vật chủ. Gồm:
+ Virus Adenovirus bệnh khuẩn xâm nhập từ khí quản: virus đậu mùa, thuỷ đậu,
virus zona,..
+ Virus Poliovirus : virus bại liệt
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
15
MSSV: 106108009
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: ThS. VÕ HỒNG THI
+ Hepatitis -A Virus (HAV) : virus viêm gan siêu vi A
+ Reovirus, rotavirus, norwalk virus :viêm dạ dày ruột
- Động vật đơn bào ( protozoa): Các loại động vật đơn bào dễ dàng thích nghi với
điều kiện bên ngoài nên chúng tồn tại rất phổ biến trong nước tự nhiên. Trong điều
kiện môi trường không thuận lợi, các loại động vật đơn bào thường tạo lớp vỏ kén
bao bọc(cyst), rất khó tiêu diệt trong quá trình khử trùng. Vì vậy thông thường trong
quá trình xử lý nước sinh hoạt cần có công đoạn lọc để loại bỏ các động vật đơn bào
ở dạng vỏ kén này.
+ Giardia spp : nhiễm trùng đường ruột
+ Cryptospridium spp : gây bệnh thương hàn, ỉa chảy
Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và
động vật. Trong người và động vật thường có vi khuẩn E. coli sinh sống và phát
triển. Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường. Sự có
mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn
tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ
nhiễm bẩn. Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh
khác. Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli
chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định
mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác địng số lượng số lượng
E.coli đơn giản và nhanh chóng. Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc
trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước.
b. Các loại rong tảo
Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước
có màu xanh. Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó có loại gây hại chủ
yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào. Hai loại tảo này khi phát
triển trong đường ống có thể gây tắc ngẽn đường ống đồng thời làm cho nước có tính
ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonic.
2.3.2 Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt và ăn uống
Người ta thường sử dụng nước mặt và nước ngầm để cấp nước uống và sinh hoạt.
Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt do ít thay đổi hơn
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH
16
MSSV: 106108009
Tải về để xem bản đầy đủ
160 trang
01/11/2024
60
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng trong xử lý nước", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- do_an_nghien_cuu_danh_gia_kha_nang_keo_tu_cua_mot_so_loai_th.pdf
