Nghiên cứu phân tích và xử lý phenol trong nước Suối Cốc, Phường Cam Giá, Thành phố Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- i -
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU vi
MỞ ĐẦU vi
CHƢƠNG 1. TỔ NG QUAN 3
1.1. NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄ M NGUỒ N NƢỚ C 3
1.2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH CÁC CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI 3
1.2.1. Ngnh công nghiệp sản xuất than cc 4
1.2.2. Sử dụng các hoá chất bảo vệ thực vật 4
1.2.3. Sự phát triển của công nghiệp hiện đại 5
1.2.4. Hóa chất dệt nhuộm 5
1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHENOL. 6
1.3.1. Cấu tạo v tính chất của phenol 6
1.3.2. Mộ t số ƣ́ ng dụ ng củ a Phenol 6
1.3.3. Độc tính của phenol 7
1.3.4. Phản ứng tạo phức mu nâu đ antipyrin 8
1.4. MỘT VÀI THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC 9
1.4.1. Trị s pH 9
1.4.2. Hm lƣợng oxi hòa tan DO (Disssolved Oxygen) 9
1.4.3. Nhu cầu oxi hóa hóa học COD (Chemical Oxygen Demand) 10
1.4.4. Tổng chất rắn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid) 10
1.5. QUY CHUẨN QUỐC GIA VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 10
1.6. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TIÊN TIẾN XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI
TRONG MÔI TRƢỜNG. 11
1.6.1. Phƣơng pháp xử lý sinh họ c kỹ thuậ t sƣ̉ dụ ng bùn hoạt tính 11
1.6.2. Công nghệ khử trùng bằng bức xạ tử ngoại. 19
1.6.3. Phƣơng pháp Fenton 19
1.6.4. Phƣơng pháp ozon hoá 20

1.6.5. Phƣơng pháp xúc tác quang 20
1.6.6. Các phƣơng pháp mới đang đƣợc nghiên cứu v sử dụng để xử lý nƣớc thải ở
Việt nam v thế giới 21
1.7. MỘ T SỐ KHÁ I NIỆM TRONG THÔNG KÊ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 22
1.7.1. Khoảng tuyến tính v đƣờng chuẩn 22
1.7.2. Đánh giá độ tin cây của đƣờng chuẩn 23
1.7.3. Giới hạn phát hiện (LOD) 23
1.7.4. Giới hạn định lƣợng (LOQ) 24
1.7.5. Độ chính xác (độ đúng v độ chụm) 24
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. DỤNG CỤ, MÁY MÓC, HÓA CHẤT 27
2.1.1. Dụng cụ, máy móc 27
2.1.2. Hóa chất 27
2.2. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL 28

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- ii -
2.2.1. Phƣơng phá p 5530D 28
2.2.2. Phƣơng phá p 5530C 29
2.2.3. Các yếu t ảnh hƣởng 30
2.2.4. Khảo sát các điều kiện ti ƣu 30
2.2.5. Đo phổ hấp thụ electron của phƣ́ c antipyrine mà u nâu đỏ 32
2.3. THƢ̣ C NGHIỆ M XÁ C ĐỊ NH CÁ C THÔNG SỐ THỐ NG KÊ 32
2.3.1. Xác định khoảng tuyến tính 32
2.3.2. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định phenol 32
2.3.3. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn 33
2.3.4. Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn báo cáo 33
2.3.5. Xác định độ đúng dựa trên phép thu hồi 34
2.3.6. Xác định độ lặp lại 34
2.4. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ COD, TSS, DO VÀ pH 34

2.4.1. Xác định chỉ s COD 34
2.4.2. Xác định hm lƣợng TSS 35
2.4.3. Xác định chỉ s DO v pH 36
2.5. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ VỊ TRÍ LẤY MẪU 36
2.5.1. Đi tƣợng nghiên cứu 36
2.5.2. Vị trí lấy mẫu 38
2.5.3. Lấy mẫu v bảo quản mẫu 39
2.6. XỬ LÝ NƢỚC Ô NHIỄM PHENOL BẰNG BÙN HOẠT TÍNH – HIẾU KHÍ 39
2.6.1. Chuẩn bị 39
2.6.2. Cách tiến hnh 40
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40
3.1. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL PHƢƠNG
PHÁP 5530D 40
3.1.1. Khảo sát các điều kiện ti ƣu cho phản ứng tạo phƣ́ c mà u antipyrin 41
3.1.2. Đo phổ hấp thụ electron của phƣ́ c mà u nâu đỏ antipyrin 45
3.1.3 . Xác định khoả ng tuyế n tí nh 46
3.1.4. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định phenol 46
3.1.5. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định phenol 47
3.1.6. Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng, giới hạn báo cáo 48
3.1.7. Xác định hiệu suất thu hồi 48
3.1.8. Xác định độ lặp lại 49
3.2. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL PHƢƠNG
PHÁP 5530C 50
3.2.1. Kết quả đo phổ hấp thụ electron của phƣ́ c mà u nâu đỏ antipyrin 50
3.2.2. Xác định khoả ng tuyế n tí nh 50
3.2.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định phenol 51
3.2.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định 52
3.2.5. Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng, giới hạn báo cáo 52
3.2.6. Xác định hiệu suất thu hồi 53
3.2.7. Xác định độ lặp lại 53

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- iii -
3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHENOL TRONG MẪU NƢỚC Ở SUỐ I
CỐ C PHƢỜ NG CAM GIÁ THÀ NH PHỐ THÁ I NGUYÊN 55
3.3.1. Kết quả xác định hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm trong các mẫu
nƣớc ở Sui Cc (đợt 1 – 06/02/2012) 55
3.3.2. Kết quả xác định hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm trong các mẫu
nƣớc ở Sui Cc (đợt 2 – 03/03/2012) 57
3.3.3. Kết quả xác định hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm trong các mẫu
nƣớc ở Sui Cc (đợt 3 – 21/03/2012) 60
3.3.4. Đánh giá chung mức độ ô nhiễm nƣớc ở Sui Cc p. Cam Giá – Tp. Thái Nguyên 62
3.4. KẾT QUẢ XỬ LÝ NƢỚC Ô NHIỄM PHENOL BẰNG BÙN HOẠT TÍNH 63
3.4.1. Kết quả xƣ̉ lý nƣớ c ô nhiễ m phenol 63
3.4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải của thí nghiệm 64
KẾT LUẬN 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
PHỤ LỤC 67
Phụ lục 1: Xử lí chƣơng các đƣờng chuẩn bằng trình Excel 68
Phụ lục 2: Mộ t số hì nh ả nh về Suố i Cố c và tì nh hì nh ô nhiễ m Suố i Cố c 69
Phụ lục 3: Hình ảnh dụ ng cụ và thiết bị phân tích 71
Phụ lục 4: Một s hình ảnh hó a chấ t; lấ y mẫ u và bả o quả n mẫ u 73
Phụ lục 5 : Mộ t số hì nh ả nh về phổ hấ p thụ electron phƣ́ c mà u nâu đỏ antipyrin 76

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hm lƣợng oxi hòa tan (DO) bão hòa trong nƣớc sạch ở các nhiệt độ khác nhau tại 1 at [6] 9
Bảng 1.2. Các đặc tính trong quá trình sinh trƣởng của vi sinh vật 15
Bảng 1.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến các quá trình diễn ra trong bùn hoạt tính 16
Bảng 1.4. Giá trị dinh dƣỡng cần thiết để khử BOD 17
Bảng 1.5. Thời gian lƣu bùn cho các quá trình xử lý nƣớc thải của bùn hoạt tính 17

Bảng 3.1. Ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo phức mu antipyrin 41
Bảng 3.2. Nồng độ 4-Aminoantipyrine khác nhau vớ i phenol v A khảo sát 42
Bảng 3.3. Nồng độ 4-Aminoantipyrine khác nhau, không có phenol v abs khảo sát 42
Bảng 3.4. Nồng độ của K
3
Fe(CN)
6
khác nhau v abs khảo sát 43
Bảng 3.5. Khoảng thời gian khác nhau v abs khảo sát 44
Bảng 3.6. Độ hấp thụ quang v nồng độ ở các thời điểm khác nhau 46
Bảng 3.7. Tóm tắt các hệ s từ phƣơng trình Abs = a* C + b thể hiện sự tƣơng
quan giữa độ hấp thụ quang v nồng độ phenol 46
Bảng 3.8. Nồng độ phenol khác nhau v abs để xây dựng đƣờng chuẩn 46
Bảng 3.9. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định phenol 47

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- iv -
Bảng 3.10. Kết quả thực nghiệm v giá trị tính toán đƣợc 48
Bảng 3.11. Kế t quả củ a cá c đợ t thí nghiêm xá c đị nh hiệ u suấ t thu hồ i 48
Bảng 3.12. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,1 mg phenol/l 49
Bảng 3.13. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,5 mg phenol/l 49
Bảng 3.14. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấ p: Blank + 1,2 mg phenol/l 49
Bảng 3.15. Độ hấp thụ quang v nồng độ ở các thời điểm khác nhau 50
Bảng 3.16. Tóm tắt các hệ s từ phƣơng trình Abs = a* C + b thể hiện sự
tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang v nồng độ phenol 51
Bảng 3.17. Nồng độ phenol khác nhau v abs để xây dựng đƣờng chuẩn 51
Bảng 3.18. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định phenol 52
Bảng 3.19. Kết quả thực nghiệm v giá trị tính toán đƣợc. 53
Bảng 3.20. Kế t quả củ a cá c đợ t thí nghiêm xá c đị nh hiệ u suấ t thu hồ i 53
Bảng 3.21. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,02 mg phenol/l 53

Bảng 3.22. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,05 mg phenol/l 54
Bảng 3.23. Xác định độ lặp lại ở khoảng nồng độ thấp: Blank + 0,1 mg phenol/l 54
Bảng 3.24. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nƣớc đợt 1 55
Bảng 3.25. Kết quả xác định chỉ s DO (mg/l) trong các mẫu nƣớc đợt 1 55
Bảng 3.26. Kết quả xác định COD trong mẫu nƣớc ở Sui Cc đợt 1 56
Bảng 3.27. Kết quả phân tích hm lƣợng TSS trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 1 56
Bảng 3.28. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 1 56
Bảng 3.29. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm đợt 1 57
Bảng 3.30. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nƣớc đợt 2 57
Bảng 3.31. Kết quả xác định chỉ s DO (mg/l) trong các mẫu nƣớc đợt 2 58
Bảng 3.32. Kết quả xác định COD trong mẫu nƣớc ở Sui Cc đợt 2 58
Bảng 3.33. Kết quả phân tích hm lƣợng TSS trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 2 59
Bảng 3.34. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 2 59
Bảng 3.35. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm đợt 2 59
Bảng 3.36. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nƣớc đợt 3 60
Bảng 3.37. Kết quả xác định chỉ s DO (mg/l) trong các mẫu nƣớc đợt 3 60
Bảng 3.38. Kết quả xác định COD trong mẫu nƣớc ở Sui Cc đợt 3 61
Bảng 3.39. Kết quả phân tích hm lƣợng TSS trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cốc đợt 3 61
Bảng 3.40. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol trong các mẫu nƣớ c ở Suố i Cố c đợt 3 61

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- v -
Bảng 3.41. Kết quả phân tích hm lƣợng phenol v các thông s ô nhiễm đợt 3 62
Bảng 3.42. Kết quả phân tích và hiệ u xuấ t xƣ̉ lý hm lƣợng phenol sau xử lý 63

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Công thức cấu tạo v mô hình phân tử phenol 6
Hình 1.2. Trùng biến hình (amoebae) Hình 1.3. Trùng roi (flagellate) 13
Hình 1.4. Trùng tiên mao bơi Hình 1.5. Trùng tiêm mao bò 14
Hình 1.6. Trùng tiêu mao có cung Hình 1.7. Giun tròn sng tự do 14

Hình 2.1. Mộ t số hì nh ả nh ô nhiễ m nƣớ c ở Suố i Cố c trong chƣơng thời sự VTV1 37
Hình 2.2. Bản đồ Suố i Cố c p. Cam Giá – Tp. Thái Nguyên 38
Hình 2.3. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nƣớc ở Suố i Cố c 38
Hình 2.4. Hình ảnh bùn hoạt tính 40
Hình 3.2. Ảnh hƣởng nồ ng độ củ a 4-Aminoantipynrine đế n tạ o phƣ́ c antipyrin 43
Hình 3.5. Phổ hấp thụ electron của phức mu antipyrin đƣợc quét từ
400

700 nm ở ba giá trị nồng độ khác nhau 45
Hình 3.6. Đƣờng chuẩn xác định hm lƣợng phenol 47
Hình 3.7. Phổ hấp thụ electron của phức mu antipyrin đƣợc quét từ
400

700 nm ở ba giá trị nồng độ khác nhau 50
Hình 3.8. Đƣờng chuẩn xác định hm lƣợng phenol 52
Hình 4.1. Một s hình ảnh ô nhiễm Sui Cc 70
Hình 4.2. Một s hình ảnh của chƣơng trì nh thờ i sƣ̣ ngà y 14/07/2011 71
Hình 4.3. Một s hình ảnh dụng cụ v thiết bị 1 72
Hình 4.4. Một s hình ảnh dụng cụ v thiết bị 2 73
Hình 4.5. Một s hình ảnh hóa chất 73
Hình 4.6. Một s hình ảnh lấy mẫu 1 74
Hình 4.7. Một s hình ảnh lấy mẫu 2 75
Hình 4.8. Một s hình ảnh bảo quản mẫu 75
Hình 4.9. Một s hình ảnh phổ hập thụ electron 76

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- vi -
MỞ ĐẦU
Ô nhiễm nƣớc đang l mi quan tâm lớn của ton cầu. Trong hôi nghị
thƣợng đỉnh thế giới về phát triển bền vững (Johan nesbugr, 2002) nƣớc đƣợc xếp l

tài nguyên thiên nhiên quan trọng thứ 2 sau ti nguyên con ngƣời. Ti nguyên nƣớc
đang chịu sức ép nặng nề do biến đổi khí hậu, tc độ tăng dân s, phát triển mạnh mẽ
của các hoạt động phát triển kinh tế…v tình trạng suy thoái, ô nhiễm nƣớc ngy
cng trầm trọng. Qúa trình đô thị hóa, công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển cng
mạnh thì nhu cầu về nƣớc ngọt cng lớn. Vì vậy nguồn nƣớc ngọt ngy cng bị cạn
kiệt. Ô nhiễm trở thnh hiện tƣợng phổ biến v ngy cng quan trọng trên ton thế
giới đặc biệt l ô nhiễm nƣớc mặt v nƣớc ngầm.

Xã hội nƣớc ta ngy nay đang trên đ phát triển rất mạnh mẽ, cùng với đó l sự
phát triển về kinh tế, khoa học kĩ thuật. Sự tn phá của thiên nhiên do thiên tai, bão lụt, ô
nhiễm môi trƣờng… ngy cng trầm trọng không chỉ ở các nƣớc phát triển trên thế giới
m ngay ở cả Việt Nam. Tình trạng ô nhiễm môi trƣờng và nguồn nƣớc đang rất nghiêm
trọng. Vì vậy nguồn lƣơng thực, thực phẩm cũng bị ảnh hƣởng nặng nề. Một trong
những hậu quả tất yếu của sự phát triển chƣa đồng bộ đó l sự ô nhiễm nguồn nƣớc bởi
các kim loại nặng v các chất hữu cơ độc hại nhƣ phenol v dẫn xuất của nó. Tình trạng
ô nhiễm đang diễn ra ở rất nhiều nơi đặc biệt là các đô thị v thnh ph lớn nhƣ: Thái
Nguyên, H Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Bình Dƣơng,… nơi có dân cƣ đông đúc v
nhiều khu công nghiệp lớn. Hầu hết sông, hồ ở các thnh ph ny đều bị ô nhiễm chất
thải công nghiệp v chất thải sinh hoạt. Phần lớn lƣợng nƣớc thải đều không qua hệ
thng xử lý hoặc thu gom đến nh máy xử lý nƣớc thải chung m thải trực tiếp vo sông,
hồ rồi thấm xung mạch nƣớc ngầm.
Trong những năm gần đây, các khu công nghiệp (KCN) có vai trò quan trọng
trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam. Các KCN l nhân t chủ yếu
thúc đẩy tăng trƣởng, tăng khả năng thu hút vn đầu tƣ. Phát triển công nghiệp, đẩy
mạnh xuất khẩu, tạo công ăn việc lm v thu nhập cho ngƣời lao động. Tuy nhiên, bên
cạnh những đóng góp tích cực, quá trình phát triển các KCN ở Việt Nam đang phải đi
mặt với nhiều thách thức lớn về ô nhiễm môi trƣờng do chất thải, nƣớc thải v khí thải
công nghiệp.
Theo Báo cáo Môi trƣờng quc gia 2009, môi trƣờng xung quanh các KCN
đang bị suy thoái nghiêm trọng. Khoảng 70% trong s hơn một triệu m

3
nƣớc thải/ngy
từ các KCN không qua xử lý đƣợc xả ra các nguồn tiếp nhận đã gây ra ô nhiễm môi
trƣờng. Có đến 57% s KCN đang hoạt động chƣa có hệ thng xử lý nƣớc thải tập
trung. Ô nhiễm môi trƣờng từ các KCN gây tác động xấu tới môi trƣờng sinh thái tự
nhiên. Nhất l nƣớc thải không qua xử lý từ các KCN xả thải vo môi trƣờng gây ra
những thiệt hại không nh tới hoạt động sản xuất nông nghiệp v nuôi trồng thủy sản

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 2 -
tại các khu vực lân cận. Ngoi ra, ô nhiễm môi trƣờng từ các KCN lm gia tăng gánh
nặng bệnh tật, gia tăng tỷ lệ ngƣời mắc bệnh…[2].
Thành ph Thái Nguyên là một trong những trung tâm công nghiệp lớn ở Việt
Nam. Nơi đây, tập trung nhiều nhà máy, xí nghiệp nhƣ: Nhà máy gang thép Thái
Nguyên, Nhà máy Giấy Hong Văn Thụ, Nhà máy điện Cao Ngạn… Lƣợng nƣớc thải
từ các nhà máy, xí nghiệp đổ ra môi trƣờng hàng ngày khá lớn. Nh máy Cc Hóa, nhà
máy gang thép, nh máy Tấm Lợp Amiăng Xi Măng Thái Nguyên v KCN Gang Thép
– phƣờng Cam Giá thnh ph Thái Nguyên – Thái Nguyên hàng ngày xả một lƣợng
lớn nƣớc thải vào Sui Cc gây ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận và nguồn nƣớc Sông
Cầu. Ảnh hƣởng đến con ngƣời và hệ sinh thái tự nhiên của khu vực đó.
Xuất phát từ tình hình ô nhiễm môi trƣờng nói chung v tình hình ô nhiễm
nguồn nƣớc tại cá c khu công nghiệ p nó i riêng, ý thức đƣợc tầm quan trọng việc xử lý ô
nhiễm nguồn nƣớc, chúng tôi chọn đề ti “Nghiên cứu phân tích và xử lý phenol
trong nướ c Suố i Cc – phườ ng Cam Giá, thành ph Thái Nguyên”.





Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

- 3 -
CHƢƠNG 1. TỔ NG QUAN
1.1. NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄ M NGUỒ N NƢỚ C
Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc, chủ yếu l do con ngƣời sử
dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, bệnh viện và sinh hoạt thải ra. Trong nƣớc thải có
chứa nhiều chất gây ô nhiễm, có thể chia thnh các nhóm chính sau:
Nhóm chất thải công nghiệp: từ các nh máy hoá chất, dệt, nhuộm, luyện kim,
giấy, chế biến nông sản, thực phẩm, luyện cc
Nhóm chất thải nông nghiệp: từ phân bón, thuc hoá học bảo vệ thực vật
(HHBVTV), các trang trại, đồng ruộng
Nhóm chất thải sinh hoạt: từ các khu dân cƣ đô thị, trƣờng học, bệnh viện
Các chất thải đa dạng v phong phú, chúng tồn tại ở cả thể rắn, thể lng v thể
khí. Bao gồm các kim loại v phi kim; các đơn chất v hợp chất; các chất vô cơ v hữu cơ;
các chất độc, ít độc v không độc. Những chất thải ny, qua các quá trình phong hóa, biến
đổi tạo thnh các ion đi vo nguồn nƣớc.
1.2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH CÁC CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI
Trên thế giới có rất nhiều chất gây ô nhiễm môi trƣờng. Trong s đó có 12
nhóm chất hữu cơ đặc biệt nguy hại với môi trƣờng. Chín trong s đó l các loại thuc
trừ sâu, một l chất dùng trong công nghiệp (policlobiphenyl viết tắt l PCB) v hai
nhóm chất sinh ra ngoi ý mun. Chúng đƣợc gọi chung l "Các hợp chất hữu cơ ô
nhiễm khó phân hủy" - viết tắt l POPs [14].
Nguồ n phát sinh phenol trong nƣớ c chí nh là các nhà máy có sử dụng phenol ,
dẫn xuất, các hợp chất hữu cơ có vòng thơm làm nguyên liệ u, dung môi trong quá trình
sản xuất. Các nh máy tổng hợp phenol, dẫn xuất v hợp chất hữu cơ vòng thơm. Các
nhà máy luyệ n cố c, dƣợc phẩm, thực phẩm, sản xuất giấy, vật liệu bán dẫn, linh kiện
điện tử… Đặc biệt trong nƣớ c lm mát của quá trình luyện cố c có hà m lƣợ ng phenol
v các hợp chất hữu cơ vòng thơm thƣờng rấ t cao. Các nh máy sản xuất dƣợc phẩm
có các mặt hng thuc giảm đau aspirin, axit salicylic…trong nƣớ c thả i vệ sinh thiế t bị ,
dụng cụ có hm lƣợng phenol. Tại các cơ sở sản xuất hạt điều , trong nƣớ c thả i ngâm ủ
hạt v vệ sinh nh xƣởng có nhiều dẫn xuất của phenol.

Phenol có trong thà nh phầ n thuố c diệ t cỏ, thuố c diệ t nấ m mố c. Do đó , trong quá
trình lƣu trữ, bảo quản v sử dụng sẽ có tình trạng thất thoát ra ngoi môi trƣờng. Trong
sản xuất nông nghiệp quá trình sử dụng thuc diệt c, trừ sâu; các chai lọ, lƣợng thuc tồn
dƣ v nƣớc rửa dụng cụ chƣa đƣợc thu gom v xử lý.
Ngoi ra, phenol cò n đƣợ c sƣ̉ dụ ng là m chấ t sá t trù ng , gây tê (Chloraseptic
spray), lm bong tróc lớp tế bo chết (trong chiế n tranh thế giớ i II ), tẩ y uế (hỗ n hợ p
phenol và chloroform là mộ t hỗ n hợ p thƣờ ng dù ng để tẩ y uế DNA trong ngà nh sinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 4 -
học phân tử ) v lƣợng dƣ phenol trong quá trình sử dụng sẽ phát tán vo môi trƣờ ng
gây ra tì nh trạ ng ô nhiễ m [14].
1.2.1. Ngnh công nghiệp sản xuất than cc
Nƣớ c thả i củ a nh máy sản xuất than cc có chƣa nhiề u hợ p chấ t hƣ̃ u cơ khó
phân hủ y, đặ c biệ t là phenol. Hm lƣợng phenol trong nƣớ c dập cc, nƣớc thải của các
nh máy Cc thƣờng rấ t cao.
Nƣớc thải có chứa phenol của nh máy Cc đƣợc phát sinh chủ yếu từ các
nguồn sau: Nƣớc amoniac (NH
3
) tuần hon dƣ tại phân xƣởng cc; Nƣớc lm lạnh
cui, nƣớc phân ly benzen tạp tại phân xƣởng hoá; Nƣớc rửa, nƣớc phân ly dầu cc
trong phân xƣởng hoá; Nƣớc từ tháp chƣng NH
3
ở công đoạn sunphat mol hoá tại phân
xƣởng hoá; Nƣớc thải ở công đoạn chƣng dầu cc; Nƣớc thải từ hơi nƣớc tạp có trong
đƣờng ng dẫn khí thanol [4].
Trong quá trì nh sả n xuấ t than cố c , than đá đƣợc chƣng cất trong lò cc không
có không khí ở khoảng 1000
0
C. Ở nhiệt độ ny, các chất hữu cơ có trong than mỡ sẽ bị

phân hủy, thoát ra cùng hơi nƣớc. Để thu đƣợ c sả n phẩ m than cố c ngƣờ i ta cầ n qua
công đoạ n dậ p cố c. Xe dập đƣa cc nóng vo tháp dập. Dập cc tại nh máy Cc bằng
phƣơng pháp ƣớt. Ngƣờ i ta dù ng nƣớ c lạ nh phun và o than cố c đang ở nhiệ t độ cao để
lm nguội than cố c. Nƣớc thả i củ a công đoan dập cc là nƣớ c có chƣ́ a nhiề u cá c hợ p
chấ t hƣ̃ u cơ khó phân hủ y và chủ yếu l hỗn hợp hidrocacbon thơm, dị vòng thơm, dẫn
xuất của chúng. Phenol l một thnh phần trong s đó [4].
1.2.2. Sử dụng các hoá chất bảo vệ thực vật
Theo thng kê sơ bộ, Việt Nam đã v đang sử dụng khoảng 300 loại thuc trừ
sâu, 200 loại thuc trừ bệnh, gần 150 loại thuc trừ c, 6 loại thuc diệt chuột v 23
loại thuc kích thích sinh trƣởng cây trồng. Các hoá chất bảo vệ thực vật ny đa dạng
về cả s lƣợng v chủng loại, trong đó có một s loại thuộc danh mục cấm sử dụng,
hạn chế sử dụng v tồn đọng hết hạn sử dụng [23].
Thuc bảo vệ thực vật (BVTV) đƣợc chia thnh hai loại chính l thuc trừ sâu
v thuc diệt c. Các loại hóa chất BVTV đều có độc tính cao v ảnh hƣởng đi sức
khe của con ngƣời. Các hợp chất ny rất khó phân hủy v có thời gian tồn dƣ dài. Hóa
chất BVTV đƣợc con ngƣời sử dụng rộng rãi v phổ biến trên thế giới với s lƣợng ngy
cng tăng, lƣợng hóa chất tồn dƣ có thể xâm nhập vo đất, các nguồn nƣớc…[23].
Các hoá chất ny rất nguy hiểm đi với sức khoẻ của con ngƣời v động vật,
gây ung thƣ, tổn hại đến thần kinh, gây ri loạn sinh sản, gây dị tật, quái thai, phá huỷ
hệ miễn dịch, dẫn đến tử vong [23].
Những nƣớc chủ yếu sản xuất nông nghiệp nhƣ Việt Nam, lƣợng hoá chất
BVTV đƣợc sử dụng ngy cng tăng. Lƣợng hoá chất này tồn dƣ sẽ tan trong nƣớc,
ngấm xung đất, xâm nhập vo nguồn nƣớc, trầm tích, tích luỹ ngy cng nhiều.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 5 -
1.2.3. Sự phát triển của công nghiệp hiện đại
Đời sng con ngƣời ngày càng đƣợc phát triển v những nhu cầu của con
ngƣời trong cuộc sng cũng đƣợc nâng cao. Chính vì vậy, các ngnh công nghiệp phục
vụ cho đời sng của con ngƣời cũng phát triển ngy cng mạnh mẽ. Nhƣng sự phát

triển mạnh của công nghiệp bao giờ cũng kèm theo hệ quả tiêu cực đi với môi trƣờng.
Không chỉ những chất thải từ các ngnh công nghiệp l nguồn gây ô nhiễm m kể cả
những sản phẩm của một s ngnh công nghiệp nhƣ: các chất kháng sinh trong công
nghiệp dƣợc phẩm, các chất tẩy rửa tổng hợp, các hợp chất có nhân thơm, các chất
mu sử dụng trong công nghiệp dệt nhuộm đều l các hợp chất hữu cơ độc hại, bền
vững v nguy hại đi với sức khoẻ con ngƣời.
1.2.4. Hóa chất dệt nhuộm
Sự phát triển mạnh mẽ của ngnh dệt may tại Việt Nam đã đóng góp rất lớn cho xã
hội. Đi cùng với nó l chất lƣợng vải, mu sắc, kiểu dáng rất đa dạng. Tuy nhiên, dƣới góc
độ môi trƣờng thì đây lại l nguyên nhân dẫn đến sự ô nhiễm với mức độ ngy cng trầm
trọng hơn v cng khó khăn hơn trong nghiên cứu công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm.
Hng năm, ngnh công nghiệp dệt may sử dụng hng nghìn tấn thuc nhuộm.
Hiệu suất sử dụng của các loại thuc nhuộm vo khoảng 70-80%. Nhƣ vậy, một phần
các loại hoá chất, thuc nhuộm sử dụng sẽ thải ra môi trƣờng. Theo s liệu thng kê
ngnh dệt may thải ra môi trƣờng khoảng 24-30 triệu m
3
nƣớc thải/năm. Trong đó chỉ
khoảng 10% tổng lƣợng nƣớc thải đƣợc xử lý, còn lại đều thải ra môi trƣờng tiếp nhận
(cng thoát hoặc mƣơng tiêu thoát của thnh ph) [7].
Ở một s nƣớc, tiêu chuẩn cho phép đi với các thông s ô nhiễm của công
nghiệp dệt nhuộm đã ngy cng giảm xung, điều đó cho thấy sự tiến bộ trong công
nghệ sản xuất của các nƣớc để có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu đó. Các cơ sở sản xuất
buộc phải thay đổi quy trình công nghệ, thay đổi những hoá chất sử dụng, hệ thng xử
lý cho phù hợp. Ví dụ, các thông s tiêu chuẩn đi với nƣớc thải dệt ở Đức hiện nay đã
giảm xung đi với COD chỉ còn l 160 mg/l (vì đây l loại chất hữu cơ khó phân huỷ
nên ở nƣớc Đức có quy định riêng. Đi với Việt Nam mặc dù COD cho phép xả thải l
150mg/l đi với nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40/BTNMT loại B) nhƣng l quy định
chung cho tất cả các loại nƣớc thải sản xuất, không phân biệt các ngnh khác nhau.
Tiêu chuẩn ngy cng cao cũng đồng nghĩa với việc cần các phƣơng pháp công nghệ
xử lý tiên tiến hơn, hiệu quả hơn.

Vấn đề chất thải rắn, rác thải, khí thải của ngnh dệt nhuộm ở Việt Nam cũng
cần quan tâm. Chất thải rắn của ngnh dệt nhuộm bao gồm các loại xỉ than, phế liệu,
vải vụn, bụi bông, bao bì, các loại thuc nhuộm bị hng, phế liệu ngnh cơ khí Mỗi
năm lƣợng chất thải rắn khoảng trên 700 ngn tấn. Hiện nay, lƣợng chất thải rắn ny
đƣợc các doanh nghiệp chú trọng thu gom xử lý v một phần đƣa vo tái sử dụng.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 6 -
Ngoài ra, một s các hợp chất hữu cơ độc hại khó phân hủy nhƣ: Các hợp chất cơ
Phôtpho, các hợp chất cacbamat, hợp chất chứa gc phenol thƣờng có trong nƣớc thải
của công nghiệp dệt. Các hợp chất hoạt động bề mặt, dầu mỡ, các hóa chất tổng hợp
nhƣ nitrobezen… [7].
1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHENOL.
1.3.1. Cấu tạo v tính chất của phenol
Phenol là mộ t loạ i hợ p chấ t hƣ̃ u cơ mà trong phân tƣ̉ có chƣ́ a nhó m hydroxyl
(-OH) liên kế t trƣ̣ c tiế p vớ i nhân benzen (nhân thơm) [26,27].
Phenol đơn chƣ́ c, chƣ́ a mộ t nhân thơm, gố c hydrocacbon liên kế t vo nhân thơm
không có hay nế u có là gố c no mạ ch hở C
n
H
2n+2-8-1
OH → C
n
H
2n-7
OH (n

6) [18,19].
Công thức phân tử : C
6

H
5
OH ( M = 94 đvc) [18,19].
OH OH
Hay
CÊu t¹o ph©n tö phenol

Hình 1.1. Công thức cấu tạo và mô hình phân tử phenol
Tên hoá học (theo IUPAC) : Benzenol.
Tên thƣờng dùng: Phenol.
Phenol l một chất rắn ở điều kiện thƣờng, nóng chảy ở 43
0
C v sôi ở 182
0
C.
Để lâu trong không khí, phenol tự chảy rữa (vì hút ẩm tạo thnh hiđrat, nóng chảy ở
18
0
C) và nhum mu hồng (vì bị oxi hoá một phần bởi oxi không khí). Tuy có khả
năng tạo liên kết hiđro với nƣớc nhƣng phenol ít tan trong nƣớc lạnh (9,5g/100g nƣớc
ở 25
0
C) vì phân tử có gc thơm – C
6
H
5
. Khi đun nóng, độ tan tăng lên v ở trên 70
0
C
phenol tan vô hạn trong nƣớc [26,27].

Các hợp chất hữu cơ độc hại nói chung, đặc biệt l các hợp chất hữu cơ độc
hại có vòng thơm đã gây ra nhiều tác hại to lớn vì chúng khó bị phân huỷ, tồn tại trong
môi trƣờng trong thời gian di v có thể tồn tại ở pha hơi, hấp phụ vo các hạt rắn lơ
lửng, tan vo trong nƣớc.
Phenol v các dẫn xuất phenol có trong nƣớc thải của một s ngnh công nghiệp
nhƣ than cố c, lọc hoá dầu, sản xuất bột giấy, nhuộm, Các hợp chất loại ny lm cho nƣớc
có mùi lạ, có mu, gây độc đi với các loi động thực vật sng trong nƣớc, có hại đi với
sức khoẻ con ngƣời. Một s dẫn xuất của phenol có khả năng gây ung thƣ [20, 22].
1.3.2. Mộ t số ƣ́ ng dụ ng củ a Phenol
Bác sĩ Joseph Lister l ngƣời tiên phong trong việc sử dụng phenol trong khử
trùng phẫ u thuậ t, mặ c dù việ c tiế p xú c phenol trong mộ t thờ i gian lâu dà i gây nên cá c
hiệ n tƣợ ng phỏ ng da , nhƣng dặ c tí nh khƣ̉ trù ng củ a phenol dẫ n đế n việ c thay thế cá c

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 7 -
phƣơng phá p khƣ̉ trù ng trong phẫ u thuậ t . Đây là mộ t trong nhƣ̃ ng thnh phần chính
của chất khử trùng TCP đã đƣợ c thƣơng mạ i hó a [26,27].
Phenol đƣợ c dù ng để điề u chế nhiề u sả n phẩ m nhƣ aspirin là m giả m đau , hạ
nhiệ t, phòng v chữa huyết khi; axit salicylic là m thuố c giả m đau, hạ nhiệt, chố ng viêm,
metyl salicylic (dầ u nò ng, lm giảm đau trong các chứng viêm thấp khớp, đau cơ) [18].
Phenol sƣ̉ dụ ng để điề u chế đƣợ c phẩ m nhuộ m , chấ t dẻ o (nhƣ̣ a bakelite là mộ t
hỗ n hợ p củ a phenol – formandehyde…), tơ tổ ng hợ p (nylon – 6,6…), thuố c diệ t cỏ và
cũng l chất kích thích t thực vật (2,4-D, l mui natri của axit 2,4-
điclophenoloxiaxetic, thuố c nổ (axit picric ), thuố c diệ t nấ m mố c (ortho – v
nitrophenol, o- v p-O
2
N-C
6
H
4

OH…) [26,27].
Phenol có thể dù ng trƣc tiế p là m chấ t sá t trù ng , tẩ y uế …(nhƣ phenol đƣợ c cho
vo hồ tinh bột lm keo dán giấy để bảo quản hồ tinh bột lâu hng , nhờ tí nh sá t trù ng
của phenol) [26,27].
1.3.3. Độc tính của phenol
Phenol có thể thâm nhập vo cơ thể con ngƣời qua việc hô hấp v tiếp xúc da,
mắt, mng nhầy. Phenol đƣợc xem l chất cực độc với con ngƣời nếu đi vo cơ thể
ngƣời qua đƣờng miệng với hm lƣợng lớn. Khi ăn phải những chất có hm lƣợng
phenol cao sẽ dẫn đến tử vong. Triệu chứng nhƣ co giật, hôn mê dẫn tới ri loạn hô hấp,
không còn khả năng kiểm soát, máu trong cơ thể thay đổi dẫn đến hiện tƣợng tụt huyết
áp. Phenol còn lm ảnh hƣởng tới gan, thận v cả tim của bị ngƣời nhiễm độc [12,27].
Những ảnh hƣởng lâu di của phenol: nhiều thí nghiệm đã chỉ ra sự liên quan
về đau bắp thịt, sƣng gan của con ngƣời khi tiếp xúc với phenol lâu ngy. Phenol còn
gây bng cho da, lm ri loạn nhịp tim [12,27].
Hiện nay, chƣa có nghiên cứu no về sự ảnh hƣởng của phenol ở nồng độ thấp
đi với sự phát triển của cơ thể, tuy nhiên nhiều nh khoa học cho rằng tiếp xúc thƣờng
xuyên với phenol có thể dẫn đến sự phát triển chậm trễ, gây ra sự biến đổi dị thƣờng ở
thế hệ sau, tăng tỉ lệ đẻ non ở ngƣời mang thai [12,27].
Khả năng gây ung thƣ của phenol: hiện nay, chƣa có một nghiên cứu cụ thể no
chỉ ra rằng phenol có khả năng gây ra ung thƣ ở ngƣời. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu
khi cho động vật ăn thƣờng xuyên thức ăn có chứa phenol ở hm lƣợng cho phép chỉ ra
rằng: Ở động vật đó xuất hiện các khi u hoặc các chất gây bệnh ung thƣ da. EPA
(Environmental Protection Agency) đã xếp phenol vo nhóm D, nhóm có khả năng gây
bệnh ung thƣ ở ngƣời [12,27].
Khi ăn, uố ng phả i mộ t lƣợ ng phenol có thể gây kí ch ƣ́ ng , bng phía bên trong
cơ thể và gây tƣ̉ vong ở hm lƣợng cao. Tình trạng kích ứng v ảnh hƣởng cũng xảy ra
tƣơng tƣ̣ đố i vớ i cá c loà i độ ng vậ t khi tiế p xú c vớ i phenol [12,27].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 8 -

Chính vì vậy, phenol có tá c độ ng rấ t lớ n đế n môi trƣờ ng . Tính trạng ô nhiễm
phenol trong không khí, nƣớ c thả i và trong đấ t có thể gây ả nh hƣở ng đế n hệ sinh thá i và
ở hm lƣợng cao có thể tiêu diệt ton bộ hệ sinh thái.
1.3.4. Phản ứng tạo phức mu nâu đ antipyrin
X OH
(X: H; Cl; CO
2
H; OMe)
+
N
N
Me
Ph
O
Me
NH
2
N
N
Me
Ph
O
Me
N
O
Oxidation
(1)
(2)

+

N
N
Me
Ph
O
Me
NH
2
(1)
OH
Me
K
3
Fe(CN)
6
O
Me
N
N
O
N
Me
Me
Ph
(3a)

O
R
N
N

O
N
Me
Me
Ph
O
R
C
N
N
O
N
Me
Ph
H
H H
OH
R
N
N
O
CH
2
N
Me
Ph
N
N
O
CH

2
NH
Me
Ph
OH
H R
(4)
(5)
(6)
a
b
c
a R=Me
b R=Et
a R=Me
b R=Et
a R=Me
b R=He
[59]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 9 -
VI
VII
(3a)
(5)
(4a)
(4a)
(3a) (6)
N

H
N
O
Me
CH
2
N
Ph
OH
R
N
N
O
CH
2
N
Me
Ph
1,7 sigmatropic
rearrangement
O
Me
C
N
N
O
N
Me
Ph
H

H H
Cyclization
O
Me
O
Me
N
H
N
O
Me
CH
2
N
Ph
EtO
O
R
N
N
O
CH
2
N
Me
Ph
H
+
R
Me

Ph
N
N
N
O
O
H
CH
2
[59 ]
1.4. MỘT VÀI THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC
1.4.1. Trị s pH
pH l chỉ tiêu cần kiểm tra đi với chất lƣợng nƣớc cấp v nƣớc thải. Giá trị
pH của nƣớc có ảnh hƣởng quan trọng tới thnh phần các chất trong nƣớc, ảnh hƣởng
đến các quá trình lý học, hóa học v sinh học xảy ra trong nƣớc [42].
1.4.2. Hm lƣợng oxi hòa tan DO (Disssolved Oxygen)
Oxi hòa tan trong nƣớc tham gia vo nhiều quá trình trao đổi chất v năng
lƣợng, duy trì sự sng, sinh trƣởng v phát triển cho các sinh vật trong nƣớc. Ngoi ra,
oxi hòa tan còn giúp cho nhiều quá trình lý học, hóa học v sinh học xảy ra trong nƣớc.
DO l một chỉ tiêu cho phép đánh giá chất lƣợng nguồn nƣớc [42]- tr.2010.
- Khi chỉ s DO thấp, có nghĩa l nƣớc chứa nhiều chất hữu cơ, nhu cầu oxi hóa sinh
học, hóa học cao, mức tiêu thụ oxi lớn.
- Khi chỉ s DO cao, chứng t hm lƣợng các chất hữu cơ trong nƣớc nh v nguồn
nƣớc có nhiều rong tảo tham gia quá trình quang hợp giải phóng oxi.
Chỉ s DO rất quan trọng để duy trì điều kiện hiếu khí v l cơ sở để xác định
nhu cầu oxi hóa sinh học. Khả năng hòa tan của oxi vo nƣớc phụ thuộc vo nhiệt độ,
áp suất v mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc [6].
Bảng 1.1. Hàm lượng oxi hòa tan (DO) bão hòa trong nước sạch ở các nhiệt độ khác nhau tại 1 at [6]
Nhiệt độ (
0

C)
0
5
10
15
20
25
30
Nƣớc ngọt (mg/l)
14,6
12,8
11,3
10,2
9,2
8,4
7,6
Nƣớc biển (mg/l)
11,3
10,0
9,0
8,1
7,1
6,7
6,1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 10 -
1.4.3. Nhu cầu oxi hóa hóa học COD (Chemical Oxygen Demand)
Chỉ s COD l lƣợng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu
cơ thnh CO

2
và H
2
O. Nhƣ vậy COD biểu thị lƣợng chất hữu cơ có thể oxy hóa hóa học,
tƣơng đƣơng với lƣợng chất có tính oxi hóa mạnh nhƣ K
2
Cr
2
O
7
hoặc KMnO
4
. Thực tế,
chỉ s COD đƣợc dùng rộng rãi để đặc trƣng cho mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ (cả
chất hữu cơ dễ phân hủy v khó phân hủy sinh học). Thông thƣờng, tỉ lệ BOD/COD =
0,5  0,7. Vì việc xác định BOD đòi hi thời gian lâu hơn COD, nên ngƣời ta thƣờng
xác định COD để đánh giá mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ [42]- tr.2028.
Nhƣ vậy, khi DO giảm v các chỉ s COD, BOD cao, chứng t nƣớc bị ô
nhiễm [6]- tr.135, do đó các chỉ s DO, COD, BOD l những chỉ tiêu cơ bản để đánh
giá mức độ ô nhiễm các nguồn nƣớc.
1.4.4. Tổng chất rắn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid)
Chất rắn lơ lửng l các hạt nh (hữu cơ hoặc vô cơ) trong nƣớc thải. Khi vận tc của
dòng chảy bị giảm xung (do nó chảy vo các hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ lửng sẽ
bị lắng xung đáy hồ; những hạt không lắng đƣợc sẽ tạo thnh độ đục (turbidity) của nƣớc.
Các chất lơ lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy lm giảm DO của nguồn nƣớc [6].
1.5. QUY CHUẨN QUỐC GIA VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
QCVN 40:2011/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quc gia về chất l
ƣợng nƣớc biên soạn thay thế QCVN 24:2009/BTNMT, Tổng cục Môi trƣờng, Vụ Khoa học
v Công nghệ, Vụ Pháp chế trình duyệt v đƣợc ban hnh theo Thông tƣ s 47/2011/TT-
BTNMT ngy 28 tháng 12 năm 2011 của Bộ trƣởng Bộ Ti nguyên v Môi trƣờng.

Bảng 1.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp
TT
Thông s
Đơn vị
Giá trị C
A
B
1
Nhiệt độ
oC
40
40
2
Màu
Pt/Co
50
150
3
pH
-
6

9
5,5

9
4
BOD5 (20oC)
mg/l
30

50
5
COD
mg/l
75
150
6
Chất rắn lơ lửng
mg/l
50
100
7
Asen
mg/l
0,05
0,1
8
Thuỷ ngân
mg/l
0,005
0,01
9
Chì
mg/l
0,1
0,5
10
Cadimi
mg/l
0,05

0,1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 11 -
11
Crom (VI)
mg/l
0,05
0,1
12
Crom (III)
mg/l
0,2
1
13
Đồng
mg/l
2
2
14
Kẽm
mg/l
3
3
15
Niken
mg/l
0,2
0,5
16

Mangan
mg/l
0,5
1
17
Sắt
mg/l
1
5
18
Tổng xianua
mg/l
0,07
0,1
19
Tổng phenol
mg/l
0,1
0,5
20
Tổng dầu mỡ khoán g
mg/l
5
10
21
Sunfua
mg/l
0,2
0,5
22

Florua
mg/l
5
10
23
Amoni (tính theo N)
mg/l
5
10
24
Tổng nitơ
mg/l
20
40
25
Tổng pht pho (tính theo P )
mg/l
4
6
26
Clorua (không áp dụng khi xả vo
nguồn nƣớc mặn, nƣớc lợ)
mg/l
500
1000
27
Clo dƣ
mg/l
1
2

28
Tổng hoá chất bảo vệ thực vật clo hữu cơ
mg/l
0,05
0,1
29
Tổng hoá chất bảo vệ thực vật pht pho hữu cơ
mg/l
0,3
1
30
Tổng PCB
mg/l
0,003
0,01
31
Coliform
vi khuẩn/100ml
3000
5000
32
Tổng hoạt độ phóng xạ α
Bq/l
0,1
0,1
33
Tổng hoạt độ phóng xạ β
Bq/l
1,0
1,0

Trong đó: C l giá trị của thông s ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp.
Cột A Bảng 1 quy định giá trị C của các thông s ô nhiễm trong nƣớc thải
công nghiệp khi xả vo nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt;
Cột B Bảng 1 quy định giá trị C của các thông s ô nhiễm trong nƣớc thải
công nghiệp khi xả vo nguồn nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt [10];
Mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận nƣớc thải đƣợc xác định tại khu vực
tiếp nhận nƣớc thải.
1.6. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TIÊN TIẾN XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI
TRONG MÔI TRƢỜNG.
1.6.1. Phƣơng pháp xử lý sinh họ c kỹ thuậ t sƣ̉ dụ ng bùn hoạt tính
1. Bùn hoạt tính

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 12 -
Bùn hoạt tính l một tập hợp gồm nhiều vi sinh vật v các hạt có kích thƣớc
khác nhau có khả năng ổn định chất hữu cơ hiếu khí gồm: nấm, vi khuẩn, protoroa,
rotifer, trong đó hm lƣợng vi khuẩn chiếm 95 % sinh khi của bùn. Các hạt có thể l
các vi khuẩn 0,5 - 5 m hoặc l các bông bùn lớn từ 1mm trở lên [4].
Bùn hoạt tính l có nhiệm vụ lm giảm nồng độ chất hữu cơ (C v năng lƣợng) v vô
cơ đến mức thấp nhất có thể. Do vậy m quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính phải sng
trong môi trƣờng cạnh tranh gay gắt. Chỉ có quần thể sinh vật no có khả năng thích nghi tt
mới có thể sng sót. Tuy nhiên loi chiếm ƣu thế trong quần thể vi sinh vật thƣờng thay đổi
do các yếu t ảnh hƣởng không phải lúc no cũng ging nhau. Nhƣng dù l loi no đi
chăng nữa thì cũng phản ảnh đầy đủ đặc điểm của hệ thng bùn hoạt tính đó [4].
2. Các nghiên cứu về bùn hoạt tính
Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học hiếu khí - bùn hoạt tính ngy nay
đó trở nên rất phổ biến v quen thuộc. Tổ tiên của phƣơng pháp ny l tiến sĩ Angus
Smith. Vo cui thế kỉ trƣớc, ông đó nghiên cứu việc lm thoáng khí tạo điều kiện oxy
hoá chất hữu cơ lm giảm ô nhiễm trong nƣớc thải. Từ đó, có rất nhiều nghiên cứu về
vấn đề ny. Năm 1910, Black v Phelps thấy rằng có thể lm giảm ô nhiễm nƣớc thải

đáng kể bằng cách sục khí. Nhiều thí nghiệm tiếp theo đó đƣa đến thí nghiệm
Lowrence trong sut năm 1912, 1913 của Clark v Gage. Hai ông thấy rằng nƣớc thải
đƣợc lm thoáng, cùng với việc nuôi cấy vi sinh trong các bình, các hồ đƣợc che một
phần bằng các máng che cách nhau 25mm sẽ tăng khả năng lm sạch nƣớc. Dựa vo
kết quả của công trình nghiên cứu ny, Tiến sĩ G.J. Flower đại học Manchester, Anh
thực hiện một s thí nghiệm tƣơng tự v cui cùng đó đƣa đến công trình của Arden v
Lockett tại viện nghiên cứu nƣớc thải Manchester. Trong sut quá trình thí nghiệm của
mình, hai ông phát hiện rằng, bùn đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nƣớc thải
bằng cách sục khí. Công trình nghiên cứu ny đƣợc tuyên b vo ngy 3/5/1914.
Arden v Lockett đặt tên cho quá trình ny l quá trình bùn hoạt tính [4].
3. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính
Quần thể bùn hoạt tính chủ yếu l các vi khuẩn tồn tại dạng keo kết nhƣ:
Pseudomonas, Flavobacterium, Achromobacter, Chrombacterium, Micrococcus,
Bacillus, Alcaligenes, Arthrobacter , Citromonas, Zooglea, Ngoi ra còn có một s
vi sinh vật khác nhƣ nấm, protozoa (động vật nguyên sinh) v metazoa (động vật đa
bo). Trong bùn hoạt tính có các hạt vô cơ v hữu cơ (từ nƣớc thải), các polymer ngoại
bo (để tăng cƣờng quá trình kết bông bùn) v các hạt dễ bay hơi.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 13 -
Tuy nhiên các vi sinh vật trong bùn hoạt tính đƣợc chia lm 2 nhóm chính:
Nhóm phân huỷ: chịu trách nhiệm phân huỷ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải.
Đại diện cho nhóm ny gồm có vi khuẩn, nấm, cynaphyta không mu [4].
Nhóm tiêu thụ: có nhiệm vụ tiêu thụ vi khuẩn v tế bo vi khuẩn, thƣờng đƣợc
gọi chung l chất nền. Nhóm ny chủ yếu l microfauna (động vật hiển vi) gồm động
vật nguyên sinh v động vật đa bo [4].
Khoảng 95% loi trong bùn hoạt tính lm chức năng phân huỷ (trong đó chủ yếu l
vi khuẩn). Qua đó ta thấy vai trò loại b chất bẩn của động vật hiển vi không đáng kể [4].
4. Sự tăng trưởng vi sinh vật khi trong bùn hoạt tính
Vi sinh vật sinh trƣởng thêm nhiều nhờ sinh sản phân đôi, sinh sản giới tính,

nhƣng chủ yếu chúng phát triển bằng cách phân đôi. Thời gian cần để phân đôi tế bo
thƣờng gọi l thời gian sinh sản, có thể dao động dƣới 20 phút đến hằng ngy. Các giai
đoạn sinh trƣởng của vi khuẩn:
Giai đoạn tiềm tng hay thích nghi (giai đoạn sinh trƣởng chậm - Lag phase): là giai
đoạn vi khuẩn cần thời gian để thích nghi với môi trƣờng dinh dƣỡng. Ở giai đoạn ny,
nồng độ BOD trong nƣớc thải cao, nồng độ oxy ho tan thấp. Nhóm protozoa có thể sng
trong điều kiện ny l trùng biến hình (amoebae) v trùng roi (flagellates). Trùng tiêm mao
(ciliated protozoa), trùng bánh xe (rotifers), giun tròn sng tự do (free-living nematodes)
cũng xuất hiện ở giai đoạn ny nhƣng s lƣợng ít v khả năng hoạt động không hiệu quả. Vì
vậy, hiệu quả xử lý BOD trong sut pha lag không cao, nƣớc thải bị đục [4].

Hình 1.2. Trùng biến hình (amoebae) Hình 1.3. Trùng roi (flagellate)
Giai đoạn tăng sinh khi theo s mũ (Log phase): Ở pha log vi khuẩn sản xuất
ra nhiều enzym cần thiết để lm giảm BOD v tổng hợp tế bo cần thiết cho quá trình
sinh trƣởng. S lƣợng trùng tiên mao bơi (free-swimming ciliates) tăng nhanh trong
sut pha log v l động vật nguyên sinh đặc trƣng ở pha ny, thời gian sinh trƣởng của
trùng tiên mao bơi khoảng 24 giờ. Sự xuất hiện của lƣợng lớn trùng tiên mao bơi lm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 14 -
tăng hiệu quả xử lý, chất lƣợng nƣớc thải đầu ra đƣợc cải thiện đáng kể: nồng độ BOD,
nồng độ TSS v độ đục giảm [4].
Giai đoạn tăng trƣởng chậm dần (Declining log phase): Đây l giai đoạn quan
trọng nhất đi với sự phát triển của vi sinh vật cũng nhƣ sự hình thành bông bùn.
Trong giai đoạn ny, lƣợng sinh khi rất nhiều v đa dạng, hiệu quả xử lý BOD cao.
S lƣợng trùng tiên mao nhiều, trong đó chiếm ƣu thế l trùng tiên mao bò (crawling
ciliated protozoa) [4].

Hình 1.4. Trùng tiên mao bơi Hình 1.5. Trùng
tiêm mao bò

(free – swimming ciliate) (crawling ciliated protozoa)
Giai đoạn hô hấp nội bo (Endogenous phase): Trong giai đoạn ny xảy ra hiện
tƣợng giảm dần sinh khi. Phần lớn lƣợng BOD bị vi khuẩn phân hủy trong giai đoạn ny
đƣợc sử dụng cho hoạt động sng của tế bo vi khuẩn hơn l tổng hợp v sinh trƣởng [4].

Hình 1.6. Trùng tiêu mao có cuống Hình 1.7. Giun tròn sống tự
do
(stalk ciliated protozoa) (free – living nematode)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 15 -

Hình 1.8. Trùng bánh xe (rotifer) Hình 1.9. Bùn giai đoạn hô hấp nội bào
Bảng 1.2. Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật
T
T
Các đặc tính
Giai đoạn
thích nghi
Giai đoạn
tăng sinh khi
theo s mũ
Giai đoạn
sinh trƣởng
chậm dần
Giai đoạn
hô hấp nội
bào
1
Bông bùn

Chƣa có
Chƣa có
Xuất hiện
Xuất hiện
2
Hình dạng bông bùn
-
-
Hình cầu
Bất thƣờng
3
BOD
Cao
Cao
Trung bình
Thấp
4
DO
Thấp
Thấp
Trung bình
cao
5. Tính chất tạo bông bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính gồm các cá thể vi sinh vật không sng độc lập m phát triển theo
từng khi. Khả năng tạo bông l đặc tính quan trọng nhất của bùn hoạt tính. Nhờ đó m
bùn có một tc độ lắng thích hợp. Chỉ có lắng trọng lực l cách hiệu quả v kinh tế nhất
để tách bùn ra khi nƣớc thải sau xử lý. Những vi sinh vật có khả năng kết bông hoặc
chỉ cần có khả năng kết dính vo bông bùn sẽ có lợi cho bản thân hơn rất nhiều so với
những loi sng riêng rẽ:
Chúng đƣợc giữ lại trong bùn hoạt tính trong khi các loi không có khả năng tạo

bông hay kết dính sẽ bị cun trôi đi.
Phát triển thnh khi sẽ bảo vệ cho chúng chng lại sự đe dọa của các loi khác.
Các vi sinh vật tạo bông có trong bùn hoạt tính nhƣ: Pseudomonas, Achromobacter,
Alcaligenes, Citromonas, Flavobacterium và Zoogloea có khả năng chuyển các chất hữu cơ
thnh glycocalyx. Glycocalyx l một lớp polisaccarit bao xung quanh lớp mng bên ngoi
các tế bo gram âm v lớp peptidoglycan của tế bo gram dƣơng [4].
6. Các yếu t ảnh hưởng tới bùn hoạt tính
Nhiệt độ nƣớc thải ảnh hƣởng rất lớn tới tc độ phản ứng sinh hoá trong quá
trình xử lý nƣớc thải. Nhiệt độ ảnh hƣởng đến hoạt động của vi sinh vật mà còn tác
động lớn tới quá trình hấp thụ khí oxy vo trong nƣớc thải v sự phát triển cũng nhƣ
khả năng lắng của bông bùn. Nếu nhiệt độ giảm, nƣớc thải sẽ trở nên nặng lm giảm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 16 -
tc độ lắng của bông bùn. Khi nhiệt độ tăng, nƣớc thải nhẹ hơn nên tc độ lắng của
bông bùn tăng lên [4].
Bảng 1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các quá trình diễn ra trong bùn hoạt tính
Stt
Nhiệt độ
Ảnh hƣởng
1
> 38
Ảnh hƣởng bất lợi tới hình thnh bông bùn
2
> 32
Động vật nguyên sinh kém hoạt động
3
> 16
Tc độ khử BOD tăng đáng kể
4

> 14
Tc độ khử cBOD tăng đáng kể
5
> 12
Bông bùn hình thành nhanh chóng
6
> 8
Chất béo, dầu, mỡ giảm xung
7
> 4
Động vật nguyên sinh hoạt động mạnh mẽ
Theo Waste Water Engineering- Metcalf and Eddy, bảng 8.3 trang 652
Ảnh hƣởng của chất dầu mỡ trong nƣớc thải nhƣ: chất bơ, margarine, dầu thực
vật, dầu ăn. Chất béo v dầu mỡ thƣờng bền vững v khó bị phân hủy. Trong quá trình
xử lý nƣớc thải bằng bùn hoạt tính, các hợp chất ny sẽ bao phủ các bông bùn v can
thiệp vo hoạt động vi khuẩn cũng nhƣ cấu trúc bông bùn [4].
Ảnh hƣởng của kim loại nặng: Nƣớc thải công nghiệp thƣờng chứa nhiều kim
loại nặng độc hại. Hầu hết các kim loại nặng xâm nhập vo bùn hoạt tính ở dạng ho
tan nhƣ oxit kim loại hay dƣới dạng các ion tự do nhƣ Cu
2+
, Pb
2+
,
… Khi các kim loại
ny hấp thụ vo bề mặt của tế bo vi khuẩn, vo trong tế bo vi khuẩn. Kim loại nặng
không chỉ tấn công vi khuẩn m còn tấn công trùng tiêm mao, trùng bánh xe, giun tròn
di chuyển tự do. Việc ny dẫn tới lm giảm hoạt động của các vi sinh vật v chúng bị
rửa trôi nhiều. Kim loại nặng trong nƣớc thải ức chế hoạt động của những vi khuẩn
khử cBOD (cacbon BOD) và BOD. Khi có sự hiện diện của các kim loại nặng độc hại
trong nƣớc, các vi khuẩn chỉ khử một lƣợng nh cBOD quá trình khử BOD bị ngƣng

trệ thì oxy sẽ không đƣợc sử dụng cho các hoạt động của vi sinh vật, khi đó nồng độ
oxy trong bể sẽ cao [4].
Ảnh hƣởng bởi nhu cầu oxy: khi oxy bị giới hạn, các vi sinh vật dạng sợi sẽ chiếm
ƣu tế, lm bùn hoạt tính trở nên khó lắng, tạo khi bùn. Nên duy trì DO trong bể: 1,5 - 2
mg/l. DO cao (> 2 mg/l) có thể cải thiện tc độ nitrat hoá với tải lƣợng BOD cao. Giá trị
DO > 4 mg/l không cải thiện hoạt động đáng kể trong khi chi phí lm thoáng tăng đáng
kể. Thông thƣờng, khi chỉ khử BOD, nhu cầu oxy sẽ từ 0,9 - 1,3 kgO
2
/kg BOD đi với
thời gian lƣu bùn từ 5 - 20 ngày [4].
Ảnh hƣởng lƣợng dinh dƣỡng: vi khuẩn v vi sinh vật sng dùng chất dinh
dƣỡng N, P, BOD, lm thức ăn để chuyển hóa chúng thnh các chất trơ không tan v

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 17 -
thnh tế bo mới. Thiếu dinh dƣỡng sẽ gây ra một s vấn đề vận hnh trong bùn hoạt
tính bao gồm: mất bùn v gây bọt trên bề mặt bể [4].
Nƣớc thải công nghiệp thƣờng chứa một lƣợng lớn BOD ho tan phân hủy
nhanh vì vậy cần phải cung cấp một lƣợng lớn chất dinh dƣỡng. Sự thiếu hụt sinh
dƣỡng trong quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính thƣờng xảy ra trong sut thời kì tải
trọng cao điểm vì BOD trong bể sục khí quá cao nên quá trình phân hủy đòi hi một
lƣợng dinh dƣỡng lớn. Khi thiếu dinh dƣỡng lâu di, các vi khuẩn dạng sợi sẽ phát
triển, xuất hiện bọt, bông bùn do thiếu dinh dƣỡng trở nên không tt [4].
Bảng 1.4. Giá trị dinh dưỡng cần thiết để khử BOD
Stt
Dinh dƣỡng
S lƣợng cần thiết (g)
Dinh dƣỡng
S lƣợng cần thiết (g)
1

N
50
Mo
0,43
2
P
10
Zn
0,16
3
Fe
12
Cu
0,15
4
Ca
6,2
Co
0,13
5
K
4,5
Na
0,05
6
Mg
2,0
-
-
Theo Waste Water Engineering- Metcalf and Eddy, bảng 8.5 trang 672

Ảnh hƣởng thời gian lƣu bùn (SRT): l yếu t quan trọng ảnh hƣởng tới các quá
trình diễn ra trong bùn hoạt tính, vì nó ảnh hƣởng đến quá trình xử lý, thể tích bể,
lƣợng bùn sinh ra, nhu cầu oxy. Thời gian lƣu bùn đƣợc xác định bằng việc tách bùn
thải b trong bể lm thoáng hằng ngày [4].
Bảng 1.5. Thời gian lưu bùn cho các quá trình xử lý nước thải của bùn hoạt tính
Stt
Mục đích
SRT (ngy lƣu)
1
Loại b BOD ho tan trong nƣớc thải đô thị
1 - 2
2
Chuyển hoá các phần tử hữu cơ trong nƣớc thải đô thị
2 - 4
3
Tăng khả năng tạo bông của vi sinh để xử lý nƣớc thải đô thị
1 - 3
4
Tăng khả năng tạo bông của vi sinh xử lý nƣớc thải công nghiệp
3 - 5
5
Khử nitrat hoá hon ton
3 - 18
6
Khử photpho
2 - 4
7
Ổn định quá trình bùn hoạt tính
20 - 40
Theo Waste Water Engineering- Metcalf and Eddy, bảng 8.6 trang 680

Đi với hệ thng khử BOD, thời gian lƣu bùn (SRT) có thể dao động từ 3 - 5 ngày,
phụ thuộc vo nhiệt độ của nƣớc thải. Ở nhiệt độ 18 - 25ºC, với những hệ thng khử BOD
v giảm quá trình nitrat hoá, thời gian lƣu bùn (SRT) có thể chọn l 3 ngy. Để loại trừ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 18 -
nitrat hóa, một s quá trình bùn hoạt tính có thời gian lƣu bùn (SRT) = 1 ngy, hay nh
hơn. Ở 10ºC, thời gian lƣu bùn (SRT) = 3 - 5 ngy cho quá trình khử BOD [4].
Ảnh hƣởng của pH l rất quan trọng. pH l một yếu t chính trong sự phát triển của
vi sinh vật. pH cao quá hay thấp quá đều ảnh hƣởng xấu tới đời sng vi sinh. Sự hình
thnh bông bùn tt nhất pH nằm trong khoảng 6,5 - 8,5. Khi pH < 6,5 v > 8,5, liên kết
giữa các bông bùn trở nên yếu, bùn nổi lên do các vi khuẩn không liên kết chặt chẽ [4].
Ảnh hƣởng lƣợng bùn tuần hon: mục đích của tuần hon bùn l duy trì đủ
nồng độ bùn hoạt tính trong bể lm thoáng. Lƣu lƣợng tuần hon bùn khoảng 50 -
70% của lƣu lƣợng nƣớc thải trung bình. Nồng độ bùn tuần hon từ bể lắng khoảng
từ 4000 - 12000 mg/l [4].
7. Các phương pháp xử lý sinh học kỹ thuật sử dụng bùn hoạt tính
Các biện pháp sinh học để xử lý nƣớc thải l sử dụng khả năng sng v hoạt động
của vi sinh vật để phân hủy các chất bền hữu cơ trong nƣớc thải. Chúng sử dụng các hợp
chất hữu cơ v một s chất khoáng lm nguồn dinh dƣỡng v tạo năng lƣợng [4].
Phƣơng pháp ny thƣờng đƣợc sử dụng để lm sạch các loại có chứa các chất
hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nh, keo [4].
Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học gồm các phƣơng pháp sau:
- Phƣơng pháp hiếu khí.
- Phƣơng pháp kỵ khí.
- Phƣơng pháp thiếu khí.
a. Các phương pháp hiếu khí
Kỹ thuật bùn hoạt tính: Đây l kỹ thuật đƣợc sử dụng rộng rãi để xử lý nƣớc thải
đô thị v công nghiệp. Theo cách ny, nƣớc thải đƣợc đƣa ra bộ phận chắn rác, loại rác,
chất rắn đƣợc lắng, bùn đƣợc tiêu hủy v lm khô [4].

Một dạng cải tiến của phƣơng pháp bùn hoạt tính l phƣơng pháp “thông khí tăng
cƣờng” gần đây đƣợc sử dụng tại nhiều nƣớc phát triển dƣới tên gọi l “mƣơng oxy
hóa”. Trong hệ thng ny có thể b qua các giai đọan lắng bƣớc một v tiêu hủy bùn.
Tuy nhiên quá trình ny lại cần biện pháp thông khí kéo di với cƣờng độ cao hơn [4].
Bùn hoạt tính l hệ keo vô định hình, khi pH = 4 - 9 thì nó có điện tích âm.
Thnh phần bùn hoạt tính của hệ thng xử lý nƣớc thải nh máy than cc có công thức
C
97
H
199
O
53
N
28
S
2
, của nh máy nitơ C
90
H
167
O
24
N
28
S
8
, v của nƣớc thải đô thị l
C
54
H

212
O
82
N
8
S
7
[4].
Chất khô của bùn hoạt tính chứa 70 - 90% hữu cơ v 10 - 30% vô cơ. Chất nền trong
bùn hoạt tính có thể đến 90% l phần chất rắn của rêu tảo v các phần rắn khác nhau [4].
Ao ổn định nƣớc thải: Phƣơng pháp xử lý sinh học đơn giản nhất l kỹ thuật “ổn
định nƣớc thải”. Đó l một loại ao chứa nƣớc trong nhiều ngy phụ thuộc vo nhiệt độ,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 19 -
oxy đƣợc tạo ra qua hoạt động tự nhiên của tảo trong ao. Cơ chế xử lý trong ao ổn định
chất thải bao gồm cả hai quá trình hiếu khí v kị khí [4].
+ Ao ổn định chất thải hiếu khí.
+ Ao ổn định chất thải kỵ khí.
+ Ao ổn định chất thải tùy nghi.
b. Các phương pháp kỵ khí
Phƣơng pháp xử lý kỵ khí dùng để loại b các chất hữu cơ có trong phần cặn của
nƣớc thải bằng vi sinh vật tùy nghi v vi sinh vật kỵ khí.
Hai cách xử lý yếm khí thông dụng l:
Lên men axit thủy phân v chuyển hóa các sản phẩm thủy phân (nhƣ axit béo,
đƣờng) thnh các axit v rƣợu mạch ngắn hơn v cui cùng thnh khí cacbonic.
Lên men metan: Phân hủy các chất hữu cơ thnh metan (CH
4
) và khí cacbonic (CO
2

).
Việc lên men metan nhạy cảm với sự thay đổi pH, pH ti ƣu cho quá trình từ 6,8 - 7,4 [4].
c. Các phương pháp thiếu khí (anoxic)
Trong điều kiện thiếu oxy hòa tan việc khử nitrit hóa sẽ xảy ra. Oxy đƣợc giải
phóng từ nitrat sẽ oxy hóa chất hữu cơ v nitơ sẽ đƣợc tạo thnh.

vi sinh
3 2 2
NO NO + O

2 2 2 2
O N +CO +H O
ChÊt h÷u c¬

Trong hệ thng xử lý theo kỹ thuật bùn hoạt tính sự khử nitrit hóa sẽ xảy ra khi
không tiếp tục thông khí. Khi đó oxy cần cho hoạt động của vi sinh giảm dần v việc giải
phóng oxy từ nitrit sẽ xảy ra. Theo nguyên tắc trên, phƣơng pháp thiếu khí (khử nitrit
hóa) đƣợc sử dụng để loại nitơ ra khi nƣớc thải.
1.6.2. Công nghệ khử trùng bằng bức xạ tử ngoại.
Từ năm 1970, việc khử trùng bằng tia bức xạ tử ngoại mới đƣợc bắt đầu ứng
dụng vo xử lý nƣớc v nƣớc thải. Công nghệ khử trùng bằng bức xạ UV thƣờng sử
dụng đèn hơi thuỷ ngân thấp áp với bƣớc sóng  = 254 nm. Cơ chế loại b vi khuẩn
bằng bức xạ UV l khi các protein v ADN của tế bo hấp thu năng lƣợng bức xạ UV,
mng tế bo bị phá huỷ hoặc biến dạng, chuỗi ADN bị đứt v kết quả l lm cho chúng
ngƣng hoạt động v chết [27].
1.6.3. Phƣơng pháp Fenton
Phƣơng phá p Fenton là phƣơng phá p oxi hó a nâng cao dƣ̣ a trên cơ sở phản ứng
Fenton - l phản ứng giữa Fe
2+
v H

2
O
2
để tạo ra gc tự do OH
●


hoạt động, có tính oxi
hóa mạnh:
Fe
2+
+ H
2
O
2
 OH
●
+ OH ˉ + Fe
3+
(1.4)
Phản ứng nói trên đƣợc Henry J . Fenton phá t hiệ n ra đầ u tiên và o cuố i thế kỉ
XIX, do đó nó đƣợ c đặ t theo tên củ a ông là phản ứng Fenton.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 20 -
Phƣơng phá p Fenton có ƣu điểm ở chỗ các tác nhân H
2
O
2
v mui Fe(II) tƣơng

đố i rẻ và có sẵ n, đồ ng thờ i không độ c hạ i, dễ vậ n chuyể n, dễ sƣ̉ dụ ng; m hiệu quả oxi
hóa lại đƣợc nâng cao hơn rất nhiều so với H
2
O
2
sƣ̉ dụ ng đơn lẻ . Áp dụ ng phƣơng
pháp Fenton để xử lý nƣớ c và nƣớ c thả i có thể khoá ng hó a hoà n toà n cá c chấ t hƣ̃ u cơ
thnh CO
2
, nƣớ c và cá c ion vô cơ . Tuy nhiên , trong điề u kiệ n đó phả i sƣ̉ dụ ng rấ t
nhiề u hó a chấ t , lm cho chi phí xử lý tăng cao . Do vậ y, trong nhiề u trƣờ ng hợ p , chỉ
nên á p dụ ng quá trì nh Fenton để phân hủ y tƣ̀ ng phầ n , chuyể n cá c chấ t hƣ̃ u cơ không
thể hoặ c khó phân hủ y sinh họ c thà nh cá c chấ t mớ i có khả năng phân hủ y sinh họ c ,
nhằ m có thể á p dụ ng thuậ n lợ i quá trì nh sƣ̉ lý sinh họ c tiế p sau [7].
1.6.4. Phƣơng pháp ozon hoá
Ozon là mộ t tá c nhân oxi hó a mạ nh trong số cá c chấ t oxi hó a thông dụ ng , có thế
oxi hó a bằ ng 2,07 V, vì vậy ozon có thể xảy ra phản ứng oxi hóa với nhiều chất hữu cơ
v cả chất vô cơ trong nƣớ c. Ozon có thể oxi hó a cá c chấ t theo hai cá ch:
Oxi hó a trƣ̣ c tiế p bằ ng phân tƣ̉ ozon hò a tan trong nƣớ c: O
3
(aq).
Oxi hó a thông qua gố c hydroxyl OH

đƣợ c tạ o ra do sƣ̣ phân hủ y ozon khi hò a
tan và o nƣớ c.
Hiệ n nay , các hƣớng nghiên cƣ́ u chủ yế u tậ p trung và o hai phƣơng phá p :
Peroxon và Catazon [7].
1.6.5. Phƣơng pháp xúc tác quang
Tấ t cả cá c phƣơng phá p oxi hó a nâng cao nhờ tá c nhân á nh sá ng (phƣơng phá p
xúc tác quang ) đều dựa vo năng lƣợng của các b ức xạ tử ngoại hay bức xạ UV

(Ultraviolet radiation). Bƣ́ c xạ UV đƣợ c xá c đị nh nhƣ mộ t bƣ́ c xạ điệ n tƣ̀ có bƣớ c só ng
nằ m trong khoả ng tƣ̀ 100 nm đế n 400 nm, đó là miề n nằ m giƣ̃ a miề n tia X và miề n á nh
sáng khả kiến . Phổ bƣ́ c xạ điện từ của UV đƣợc phân chia các thnh phần đặc trƣng
theo bƣớ c só ng nhƣ sau:
 UVA: tƣ̀ 340 nm đế n 315 nm.
 UVB: tƣ̀ 315 nm đế n 280 nm.
 UVC: tƣ̀ 280 nm đế n 200 nm.
 UVV (vacuum UV/ UV trong chân không): tƣ̀ 200 nm đế n 100 nm [7].
Nguồ n năng lƣợ ng đƣợ c sƣ̉ dụ ng trong quá trì nh quang hó a họ c chí nh là năng
lƣợ ng bƣ́ c xạ củ a nguồ n sá ng tƣ̉ ngoạ i UV. Tùy theo bƣớc sóng của các tia tử ngoại , sẽ
xác định đƣợc tƣơng ứng các mức năng lƣợng khác nhau đƣợc sử dụng cho tƣ̀ ng
trƣờ ng hợ p cụ thể củ a quá trì nh oxi hó a nâng cao nhờ tá c nhân á nh sá ng tƣ̉ ngoạ i . Các
phƣơng phá p oxi hó a nâng cao nhờ tá c nhân á nh sá ng tƣ̉ ngoạ i , tƣ́ c là cá c phƣơng phá p
xúc tác quang hóa gồm 3 loại:
 Phƣơng phá p quang phân trƣ̣ c tiế p.
 Phƣơng phá p xú c tá c quang hó a đồ ng thể .