tài liệu ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI ĐỒNG VÀ KẼM ĐỐI VỚI XƠ DỪA ĐÃ ĐƯỢC BIẾN TÍNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
KHOA : HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
ĐỀ TÀI
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION
KIM LOẠI ĐỒNG VÀ KẼM ĐỐI VỚI XƠ
DỪA ĐÃ ĐƯỢC BIẾN TÍNH
Trình độ đào tạo: Đại Học
Hệ đào tạo: Chính Quy
Ngành: Công Nghệ Hóa Học
Chuyên ngành: Hóa Dầu
Khoá học: 2011 - 2015
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quang Thái
Sinh viên: Nguyễn Văn Anh
Trần Anh Chiến
Nguyễn Văn Tuấn
Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 12 năm 2014
MỤC LỤC
MỞ
ĐẦU 1
1.Lý do chọn đề tài: 1
2.Mục đích nghiên cứu của đề tài 2
3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài: 2
4.Phương pháp nghiên cứu: 2
5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
6.Kết cấu: 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1.Tổng quan về cây dừa 3
1.1.1.Đặc điểm và nguồn gốc 3
1.1.2.Tình hình trồng và kinh doanh dừa trên thế giới và trong nước 4
1.1.3.Ứng dụng của dừa hiện nay 5

1.1.4.Tính chất của xơ dừa 6
1.2.Nước thải sinh hoạt 6
1.2.1.Nước thải sinh hoạt 6
1.2.2.Tác hại của nước thải sinh hoạt: 7
1.2.3.Quy định kĩ thuật 8
1.2.3.1.Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh
hoạt 8
1.2.3.2.Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa
cho phép trong nước thải sinh hoạt 9
1.2.3.3.Giá trị hệ số K 10
1.2.4.Các phương pháp xử lý nước thải: 11
1.2.4.1.Xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí tự động 11
1.2.4.2.Xử lý nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên : 11
1.2.4.3.Xử lý nước thải bằng bột than hoạt tính : 12
1.2.4.4.Xử lý nước thải bằng đất sét, rơm rạ, trấu, sơ dừa, cám gạo,
engym 12
1.3.Sơ đồ xử lí nước thải sinh hoạt bằng xơ dừa 18
1.4.Biến tính: 18
1.5.Axit citric 18
1.5.1.Định nghĩa: 18
1.5.2.Tính chất 18
1.5.3.Ứng dụng 18
1.5.3.1.Phụ gia thực phẩm 18
1.5.3.2.Làm mềm nước 19
1.5.3.3.Khác 19
1.6.Xenlulozơ 20
1.7.Giới thiệu về kim loại nặng 20
1.8.Giới thiệu về phương pháp hấp phụ 22
1.8.1.Hiện tượng hấp phụ 22
1.8.2.Hấp phụ vật lý 22

1.8.3.Hấp phụ hoá học 23
1.8.4.Hấp phụ trong môi trường nước 23
1.8.5.Động học hấp phụ 24
1.8.6.Cân bằng hấp phụ 25
1.9.Giới thiệu về phương pháp phân tích trắc quang 25
1.10.Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 26
Chương 2: Khảo sát và kết quả thực nghiệm 27
2.1.Chuẩn bị mẫu và thực hiện biến tính 27
2.2.Xác định các đặc tính hóa lí của xơ dừa chưa biến tính và đã được biến
tính 27
2.2.1.Phổ hồng ngoại 27
2.2.2.Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) 30
2.1.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính 31
2.1.1.Ảnh hưởng của nồng độ axit 31
2.1.2.Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn: lỏng 32
2.1.3.Ảnh hưởng của thời gian 34
2.3.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Cu
2+
và Zn
2+
của xơ
dừa biến tính 35
2.3.1.Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ 35
2.3.2.Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng hấp phụ 36
2.3.3.Ảnh hưởng của nồng độ xơ dừa biến tính đến khả năng hấp phụ 38
2.3.4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich 38
2.3.5.So sánh khả năng hấp phụ của xơ dừa biến tính đối với ion Cu
2+
và Zn
2+

trong cùng một dung dịch 40
Chương 3: Kết luận và kiến nghị 41
3.1.KẾT LUẬN 41
3.2.KIẾN NGHỊ 42
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Diện tích và sản lượng dừa ở một số quốc gia 5
Bảng 1.2: Tính chất và thành phần hóa học của xơ dừa 6
Bảng 1.3: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho
phép trong nước thải sinh hoạt 9
Bảng 1.4: Giá trị hệ số K ứng với loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và
chung cư 10
Bảng 1.5. Mức kim loại nặng cho phép (Theo QCVN) 21
Bảng 2.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit 32
Bảng 2.2.Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn:lỏng 33
Bảng 2.3. Ảnh hưởng của thời gian 34
Bảng 2.4. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ 35
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng hấp phụ 37
Bảng 2.6. Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính đến khả năng hấp phụ 38
Bảng 2.7: Khả năng hấp phụ đồng thời Cu
2+
và Zn
2+
trong cùng một dung
dịch 40
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ xử lí nước thải sinh hoạt bằng xơ dừa 17
Hình 1.2: Các kim loại nặng 20
Hình 2.1.a. Phổ hồng ngoại của xơ dừa chưa biến tính 28
Hình 2.1.b. Phổ hồng ngoại của xơ dừa biến tính 29
Hình 2.2.a. Ảnh SEM của xơ dừa chưa biến tính 30

Hình 2.2.b. Ảnh SEM của xơ dừa biến tính 31
Hình 2.3. Ảnh hưởng của nồng độ axit citric đến quá trình biến tính của xơ
dừa 32
Hình 2.4.Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn:lỏng đến quá trình biến tính xơ dừa 33
Hình 2.5.Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình biến tính xơ dừa 34
Hình 2.6. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ 36
Hình 2.7. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng hấp phụ 37
Hình 2.8. Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính

đến khả năng hấp phụ 38
Hình 2.9: Dạng tuyến tính của phương trình Freundlich đối với Cu
2+
39
Hình 2.10: Dạng tuyển tính của phương trình Freundlich đối với Zn
2+
39
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
MỞ
ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Ô nhiễm môi trường nước hiện nay là một vấn đề được toàn xã hội quan
tâm. Cùng với sự gia tăng các hoạt động công nghiệp là việc sản sinh các chất
thải nguy hại, tác động tiêu cực trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh
thái. Các hoạt động khai thác mỏ, công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử,
mạ điện, lọc hóa dầu hay công nghệ dệt nhuộm… đã tạo ra các nguồn ô
nhiễm chính chứa các kim loại nặng độc hại, các hợp chất hữu cơ: metyl da
cam, phenol,
Ở Việt Nam đang tồn tại một thực trạng đó là nước thải ở hầu hết các cơ
sở sản xuất chỉ được xử lí sơ bộ thậm chí thải trực tiếp ra môi trường. Hậu
quả là môi trường nước kể cả nước mặt và nước ngầm ở nhiều khu vực

đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Vì vậy, bên cạnh việc nâng cao ý thức của con
người, xiết chặt công tác quản lí môi trường thì việc tìm ra phương pháp
nhằm loại bỏ các ion kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ độc hại ra khỏi môi
trường nước có ý nghĩa hết sức to lớn.
Các phụ phẩm nông nghiệp do đó được nghiên cứu nhiều để sử dụng
trong việc xử lý nước vì chúng có các ưu điểm là giá thành rẻ, là vật liệu có
thể tái tạo được và thành phần chính của chúng chứa các polime dễ biến
tính và có tính chất hấp phụ hoặc và trao đổi ion cao.
Với mục tiêu tìm kiếm một loại phụ phẩm nông nghiệp có khả năng xử lí
hiệu quả các kim loại nặng có trong nước, trong nghiên cứu này chúng tôi
chọn sản phẩm phụ trong nông nghiệp phổ biến ở Tam Quan – Bình Định là
xơ dừa để khảo sát khả năng hấp phụ các ion kim loại đồng và kẽm. Quá
trình biến tính bằng axit citric cũng được áp dụng để xem xét hiệu quả của
nó trên vật liệu trên.
Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Đánh giá khả năng hấp phụ ion kim loại
đồng và kẽm đối với xơ dừa đã được biến tính ”.
Nhóm 4 1
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Chế tạo các vật liệu hấp phụ từ xơ dừa.
- Khảo sát khả năng hấp phụ và các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ
- Ứng dụng làm vật liệu hấp phụ.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:
Nghiên cứu biến tính xơ dừa Tam Quan- Bình Định.
Phương pháp nghiên cứu:
Biến tính xơ dừa bằng axit citric.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Phương pháp biến tính xơ dừa tạo ra loại xơ dừa có khả năng hấp phụ cao
đối với các ion kim loại Cu
2+

và Zn
2+
tạo ra hướng phát triển mới trong việc
xử lý nước thải sinh hoạt.
1. Kết cấu: Ngoài phần mở đầu, nội dung bài báo cáo gồm 3 chương:
Chương 1. Tổng quan
Chương 2. Khảo sát và kết quả thực nghiệm
Chương 3. Kết luận và kiến nghị
Nhóm 4 2
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây dừa
1.1.1. Đặc điểm và nguồn gốc
PGS.TS Võ Văn Sen nhấn mạnh: “Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam, là
quê hương của cây dừa nhiệt đới, là xứ sở của những rừng dừa bạt ngàn với
những xóm làng dân cư trù mật và lối sống hài hoà với tự nhiên hết sức đa
dạng và sinh động. Cây dừa đóng góp cho đời tất cả, nước dừa để uống, cơm
dừa và sữa dừa để làm bánh, gáo dừa để làm vật chứa đựng, xơ dừa để làm
thảm, làm đồ dùng lọc nước hay để trồng hoa lan, cây cảnh, lá dừa để đốt, gân
lá dừa để làm chổi, thân dừa để làm đồ mộc v.v Dưới tán dừa là cả một thế
giới sinh động của làng quê Việt Nam, nơi có hàng triệu người nông dân đang
miệt mài chăm bón cho vườn dừa, chỉ mong sao cây ngọt trái lành, cuộc sống
mưu sinh được bù đắp trọn vẹn”.
Theo các nhà nghiên cứu Việt Nam, cây dừa đã có mặt ở đất nước ta từ
nhiều ngàn năm trước, trong đó dấu vết của di vật cây dừa hoá thạch có niên
đại vào khoảng 2600 năm (+/-150 năm) trong di chỉ văn hoá Óc Eo tại Gò
Tháp, tỉnh Đồng Tháp. Trong khi đó, vùng đất Bắc Bộ Việt Nam sớm hình
thành làng dừa Yên Sở (còn gọi là Làng Giá, tên chữ là Cổ Sở, sau đổi là Yên
Sở, nay thuộc xã Yên Sở huyện Hoài Đức, Hà Nội) tương truyền có niên đại
từ thời Lý Nam Đế (503-548). Còn theo ghi chép của chính sử thì muộn nhất

vào khoảng thời Lý (1010-1224) cây dừa được đưa về trồng ở Thăng Long và
dần dần mở rộng ra nhiều vùng ở Bắc Bộ. Địa danh Ô Chợ Dừa (Hà Nội) nổi
tiếng trong lịch sử từng là nơi ngôi chợ được lập năm 1249 dưới những hàng
dừa xanh mát nằm ở phía nam thành Thăng Long. Vào đến Trung Bộ, sự hiện
diện của cây dừa càng dày đặc hơn và nổi bật hẳn với những rặng dừa Tam
Quan ở Bình Định, dừa Tuy Hoà ở Phú Yên, sớm đi vào thơ ca như hình ảnh
của quê hương thân thuộc đọng lại trong tâm trí những người con xứ Nẩu.
Nhóm 4 3
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Càng đi sâu vào vùng đất Nam Bộ chúng ta càng đi sâu vào vương quốc của
những cây dừa ngọt mát quanh năm.
1.1.2. Tình hình trồng và kinh doanh dừa trên thế giới và
trong nước
Ở Việt Nam, cây dừa được trồng từ rất lâu đời nhưng chủ yếu ở miền
Nam, đặc biệt là ở Đồng bằng sông Cửu Long và một số tỉnh thuộc vùng
Duyên hải Nam Trung bộ. Theo số liệu thống kê nông - lâm - thủy sản của
Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (Thống kê Nông - Lâm - Thủy sản
2004 đến 2008), hàng năm, diện tích, năng suất, sản lượng của dừa có tăng
nhưng không nhiều so với các loại cây trồng lâu năm khác.
Năm 2010, tổng diện tích dừa cả nước đạt khoảng 135.000 ha, lớn nhất là
Bến Tre (49.000 ha) chiếm 34% diện tích dừa của cả nước, kế đến là Trà
Vinh (13.100 ha), Bình Định (11.000 ha), Tiền Giang (9.900 ha), Cà Mau
(7.800 ha), Kiên Giang (7.000 ha), Vĩnh Long (6.700 ha). Ước thực hiện
trồng mới dừa đến hết năm 2009 trên 3.000 ha, chủ yếu là Bến Tre và một ít
của hai tỉnh Trà Vinh và Tiền Giang, các tỉnh khác không tăng, đạt 2,2% so
với diện tích dừa năm 2008.
Tốc độ tăng diện tích hàng năm thời gian qua còn chậm (chỉ khoảng hơn
1.000 ha), chính sách đầu tư cho cây dừa chưa thật sự có nhiều. Trong thời
gian qua, cây dừa cũng đã trải qua những bước thăng trầm. Đa số diện tích
dừa tăng chủ yếu ở tỉnh Bến Tre, do người dân được sự khuyến khích của

chính quyền địa phương và thấy được tiềm năng lợi thế của cây dừa nên tự
phát đầu tư. Mặt khác, nơi đây có nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước
thu mua, chế biến các loại sản phẩm tiêu thụ nội địa và xuất khẩu khác nhau:
từ chế biến cơm dừa sấy, dầu dừa, bánh, kẹo và các mặt hàng thủ công mỹ
nghệ xuất khẩu, than hoạt tính, tơ xơ dừa, đất sạch xuất khẩu đã góp phần
thúc sự phát triển của cây dừa Bến Tre.
Nhóm 4 4
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Năm 2004 và 2005, diện tích, năng suất, sản lượng không tăng. Năng suất
năm 2004, 2005 là 79,5 tạ copra/ha. Từ năm 2005 về sau, năng suất bình quân
tăng lên qua từng năm: năm 2006 là 81,9 tạ copra/ha, năm 2007 là 83,6 tạ
copra /ha và đạt cao nhất 86,2 tạ copra/ha vào năm 2008.
Tương tự như diện tích và năng suất, sản lượng từ năm 2005 cũng tăng
lên qua từng năm, mặc dù tăng không nhiều, cao nhất vào năm 2008
(1.027.800 tấn). Như vậy sau 5 năm (từ năm 2004: 960.100 tấn đến năm
2008:1.027.800 tấn), sản lượng dừa đã tăng 7%.
Theo số liệu của FAO (2011), thế giới có khoảng 11,86 triệu ha đất canh
tác dừa. Cây dừa được phân bố nhiều nhất ở vùng Đông Nam Á 60,89% ,Nam
Á (19,74%) Châu Đị Dương (4,6%). Các quốc gia có sản lượng canh tác dừa
lớn là Indonesia, Philippines và Ấn Độ chiếm ¾ diện tích dừa thế giới, Việt
Nam chỉ chiếm xấp xỉ 1% diện tích dừa thế giới.
Bảng 1.1: Diện tích và sản lượng dừa ở một số quốc gia.
TT Tên quốc gia Diện tích (ha) Năng suất
(Trái/ha/năm)
Sản lượng
(triệu trái/năm)
1 Indonesia 3.800.000 4.000 16.235
2 Philippines 3.560.000 3.719 15.540
3 Ấn độ 1.900.000 7.748 14.744
4 Sri Lanka 395.000 7.364 3000

5 Thái lan 247.000 4.800 1.186
6 Việt nam 144.800 8.294 1.201
1.1.3. Ứng dụng của dừa hiện nay
Dừa có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống , các sản phẩm chế biến từ quả
dừa như: cơm dừa khô, dầu dừa thô, dầu dừa tinh khiết, phomai, thạch
dừa Xơ dừa và mụn dừa cũng là một thành phần quan trọng có giá trị gia
tăng cao trong chuỗi giá trị dừa. Xơ dừa (chiếm 30% trọng lượng vỏ dừa)
được sử dụng để làm chỉ xơ dừa, làm thảm xơ dừa, đệm xơ dừa, lưới xơ dừa,
than hoạt tính, và nhiều ứng dụng khác. Mụn dừa, phụ phẩm trong quá trình
Nhóm 4 5
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
tách xơ dừa từ vỏ dừa (chiếm 70% trọng lượng vỏ dừa), được sử dụng để làm
giá thể cho cây trồng, làm đất sạch bón cây, và được sử dụng nhiều ở các
trang trại hiện đại, trồng cây cảnh, trồng cây trong nhà kính.
1.1.4. Tính chất của xơ dừa
Theo TAPPI (1988), xơ dừa là chất hữu cơ và có thể tái sử dụng. Độ pH
của xơ dừa là 5,5. Chất lượng của xơ dừa không bị ảnh hưởng nếu độ pH thấp
hơn. Xơ dừa có một số tính chất và thành phần hóa học sau:
Bảng 1.2: Tính chất và thành phần hóa học của xơ dừa
Tính chất và thành phần Tỉ lệ
Tỉ lệ C:N 80:1
Độ xốp 10-12%
Chất hữu cơ 9,4-9,8%
Lượng tro 3-6%
cellulose 20-30%
Lignin 60-70%
Tanin 8,0-8,5%
EC 0,8 dS/m
N 0,5%
P 0,3%

K 0,4%
1.2. Nước thải sinh hoạt
1.2.1. Nước thải sinh hoạt: là loại nước thải phát sinh từ các hoạt động
sinh hoạt của con người như tắm giặt, vệ sinh cá nhân hoặc các sinh hoạt
khác… và được thải ra từ nhiều nguồn khác nhau như từ các trường học, từ
các bệnh viện, từ các trung tâm thương mại, các khu vui chơi giải trí hoặc từ
các cơ quan công sở hoặc từ các khu chung cư, gia đình… Thành phần chính
của nước thải sinh hoạt bao gồm 02 loại, đó là nước thải nhiễm bẩn do chất
bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh, các khu vệ sinh công cộng…
hoặc nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt như các cặn bã từ nhà
Nhóm 4 6
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
bếp, các chất rửa trôi, các chất thải chất bẩn thải ra từ quá trình sinh hoạt của
con người…
Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào
tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp
nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước
của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thị
thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông
thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người cũng có sự
khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô
thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng
ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải
thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự
thấm.
1.2.2. Tác hại của nước thải sinh hoạt:
Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh
hoạt là BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng
trong nước thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi
sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm

chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán gây ra các bệnh lan
truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…
COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn
và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái
môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành.
Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3,
CH4, làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường.
Ammonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ
trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( sự phát triển bùng
Nhóm 4 7
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm
gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy
rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra ).
Màu của nước thải: Màu của nước thải thường có màu đen hoặc những
màu tối khác gây mất mĩ quan.
Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt. Nước thải sinh
hoạt luôn gây ra những mùi khó chịu, nếu lâu ngày không được xử lý hoặc
không được thoát thì mùi càng trở nên nồng nặc hơn.
1.2.3. Quy định kĩ thuật
1.2.3.1. Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm
trong nước thải sinh hoạt
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong n ước thải sinh
hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp nhận nước thải không vượt quá giá trị
Cmax được tính toán như sau:
Cmax = C x K
Trong đó:
Cmax là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong n ước thải
sinh hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp nhận, tính bằng miligam tr ên lít nước
thải (mg/l);

C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại Bảng 1.2 mục
1.2.3.2 .
K là hệ số tính tới quy mô, loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và
chung cư quy định tại mục 2.3.
Nhóm 4 8
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Không áp dụng công thức tính nồng độ tối đa cho phép trong n ước thải
cho thông số pH và tổng coliforms.
1.2.3.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính
toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt.
Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho
phép Cmax trong nước thải sinh hoạt khi thải ra các nguồn nước tiếp nhận
nước thải được quy định tại Bảng 1.2.
Bảng 1.3: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa
cho phép trong nước thải sinh hoạt
   
 
    
 



 !"# $ 
$ %&'(
##)**
!"#  
+ %&'(
,--
!"#  
 *./ 0

12

*
!"# 3 +3
4 520
126
!"#  
7 6-6
$


8126
!"# $ 
9 :.5;<=>
?&@
!"#  
 %&&&'
2A<=BC
5D
!"#  
 E2-E
+
$
012E
!"# 4 
 %2#/25 !E6"5# $3 3
Trong đó:
Nhóm 4 9
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
- Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán

giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nước
được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương
đương cột A1 và A2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất l ượng nước
mặt).
- Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán
giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nước
không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương
đương cột B1 và B2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất l ượng nước
mặt hoặc vùng nước biển ven bờ).
1.2.3.3. Giá trị hệ số K
Tuỳ theo loại hình, quy mô và diện tích sử dụng của cơ sở dịch vụ, cơ sở
công cộng, khu chung cư và khu dân cư, doanh nghiệp, giá trị hệ số K được
áp dụng theo Bảng 1.3.
Bảng 1.4: Giá trị hệ số K ứng với loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng
và chung cư
Loại hình cơ sở Quy mô,diện tích sử
dụng của cơ sở
Giá trị hệ số K
1. Khách sạn nhà
nghỉ
Từ 50 phòng hoặc khách
sạn 3 sao trở lên
1,0
Dưới 50 phòng 1,2
2. Trụ sở, cơ quan,
trường học, nghiên
cứu
Lớn hơn hoặc bằng
10.000 m
2

1,0
Dưới 10.000m
2
1,2
3. Cửa hàng bách
hóa, siêu thị
Lớn hơn hoặc bằng
5.000m
2
1,0
Dưới 5.000m
2
1,2
4. Chợ Lớn hơn hoặc bằng
1.500m
2
1,0
Dưới 1.500m
2
1,2
5. Nhà hàng ăn uống, Lớn hơn hoặc bằng 1,0
Nhóm 4 10
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
cửa hàng thực
phẩm
500m
2
Dưới 500m
2
1,2

6. Cơ sở sản xuất,
lực lượng vũ trang
Tư 500 người trở lên 1,0
Dưới 500 người 1,2
7. Khu chung cư,
khu dân cư
Từ 50 căn hộ trở lên 1,0
Dưới 50 căn hộ 1,2
1.2.4. Các phương pháp xử lý nước thải:
1.2.4.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí tự động
Quy trình công nghệ xử lý gồm bốn công đoạn chính, gồm: thu gom, điều
hòa, xử lý kị khí trong các môđun, xử lý mùi và để lắng. Theo đó, nước thải
được đưa về bể thu gom; sau đó bơm lên bể điều hòa, để lắng cặn sơ bộ; rồi
được bơm vào các môđun kỵ khí có gắn chất mang vi sinh vật bằng
polyetylen qua hệ thống khuấy bổ trợ và được đưa vào bể lắng tiếp theo để xử
lý mùi, kết hợp với lắng cặn. Sau quá trình xử lý, nước thải nhiễm hữu cơ đạt
tiêu chuẩn môi trường.
Tuy nhiên, phương pháp hiếu khí chỉ xử lý được nước thải có mức độ ô
nhiễm thấp, chi phí vận hành cao và tạo ra nhiều bùn thải. Đối với phương
pháp xử lý kỵ khí thì cần phải thời gian dài, lại không chủ động về nhiệt độ
môi trường nước, hàm lượng vi sinh vật, nước sau xử lý vẫn còn mùi hôi thối.
Để khắc phục các nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng
phương pháp hiếu khí và kỵ khí nêu trên, hiện nay đã có quy trình công nghệ
xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp kỵ khí điều khiển tự
động.
1.2.4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự
nhiên :
Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn tự nhiên dựa trên nguyên tắc hoạt
động của các vi sinh vật có sẵn để phân hủy các hợp chất hữu cơ cũng như
các quá trình vật lý và hóa học tương tự như các quá trình xảy ra trong tự

Nhóm 4 11
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
nhiên để làm sạch nước thải. Hệ thống có thể xử lý với hiệu quả cao các chất
ô nhiễm hữu cơ dễ phân hủy, hợp chất nitơ, phốtpho, các chất hoạt động bề
mặt, vi khuẩn, các chất rắn lơ lửng, màu và mùi có trong nước thải.
1.2.4.3. Xử lý nước thải bằng bột than hoạt tính :
Bột than hoạt tính và nước thải (thường là nước thải sau xử lý sinh học)
được cho vào một bể tiếp xúc, sau một thời gian nhất định bột than hoạt tính
được cho lắng, hoặc lọc. Do than hoạt tính rất mịn nên phải sử dụng thêm các
chất trợ lắng polyelectrolyte. Bột than hoạt tính còn được cho vào bể aeroten
để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Than hoạt tính sau khi sử
dụng thường được tái sinh để xử dụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh
bột than hoạt tính chưa được tìm ra, đối với than hoạt tính dạng hạt người ta
tái sinh trong lò đốt để oxy hóa các chất 10% hạt¸hữu cơ bám trên bề mặt của
chúng, trong quá trình tái sinh 5 than bị phá hủy và phải thay thế bằng các hạt
mới.
1.2.4.4. Xử lý nước thải bằng đất sét, rơm rạ, trấu, sơ dừa,
cám gạo, engym
+ Bằng đất sét:
Từ thành phần chủ yếu là đất sét, thạc sĩ Lê Ngọc Ninh, công tác tại
Trường cao đẳng công nghiệp Phúc Yên, Vĩnh Phúc, đã chế ra một loại
nguyên liệu xử lý mùi, màu và giảm ô nhiễm nước có tên là Kabenlis.
Chất Kabenlis là hỗn hợp làm từ đất sét cao lanh với chất xúc tác lis - một
hỗn hợp nước biển hay muối ăn với chất CaO được điều chế theo một tỷ lệ
nhất định.
Kabenlis chứa nhiều SiO2, Al2O3, MgO - là các thành phần cơ bản tạo ra
nhân keo chủ đạo, giúp hút các ion kim loại và các hợp chất lơ lửng không tan
trong nước. Hợp chất này lành tính, không ảnh hưởng đến động thực vật thủy
sinh. Nước ô nhiễm được xử lý qua Kabenlis sẽ trở nên trong, không mùi, giữ
sự sống bình thường cho các động vật dưới nước.

Nhóm 4 12
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Quy trình xử lý nước ô nhiễm bằng chất này rất đơn giản, chỉ việc hòa tan
nó vào nước. Giá thành Kabenlis lại rất rẻ, 1kg sản phẩm Kabenlis có giá từ
500 đến 1.000 đồng.
+ Xử lý Crôm trong nước thải bằng rơm rạ:
Từ phế phẩm của nông nghiệp là rơm, rạ, sinh viên Trần Thị Kiều Chinh,
khoa Hóa của Trường đại học Sư phạm Quy Nhơn, Bình Định, đã thực hiện
thành công đề tài nghiên cứu khoa học: "Thăm dò khả năng xử lý crôm trong
nước thải bằng rơm rạ". Là một nguyên tố kim loại nặng có trong nước thải,
crôm và các hợp chất của chúng đều độc, đặc biệt các hợp chất có bậc ôxy
hóa cao như cromat, biromat,v.v Vì vậy, mục đích ban đầu của đề tài là
hướng đến xử lý các chất thải này bằng các vật liệu tự nhiên và nếu có hiệu
suất cao thì có thể ứng dụng vào thực tế.
Theo tác giả, rơm, rạ chính là dạng phế phẩm nông nghiệp rất gần gũi với
người nông dân, có quá nhiều ở miền đất nông nghiệp mà phần lớn hiện đang
có một công dụng đơn giản là đun bếp Vì thế, tác giả đã hoàn thành giải
pháp xử lý crôm, loại bỏ bớt được sự độc hại của nguyên tố này trong nước
thải. Qua phân tích thành phần hóa học trong rơm, rạ, cho thấy thành phần
chính của rạ là xenlulôza, nếu tính theo khối lượng khô thì trong rơm có từ 3 -
4,5% chất có đạm, 1,2 - 2% chất béo, 30% các chất dẫn xuất không chứa đạm,
35 - 36% xenlulôza và 14-15% chất khoáng. Sau khi phân tích các thành phần
hóa học của rơm, rạ, và rơm, rạ có khả năng hấp thụ crôm rất tốt. Phương
pháp này vừa rẻ tiền, vừa có hiệu quả xử lý rất cao.
+ Bằng than xỉ :
Với việc dùng than xỉ làm các vách ngăn trong bể tự hoại, hiệu suất của
bể xử lý nước thải được nâng lên rõ rệt với chi phí thấp. Đây là giải pháp của
tiến sĩ Nguyễn Việt Anh, Đại học Xây dựng Hà Nội.
Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Việt Anh đã cải tiến thành công các bể tự
hoại truyền thống bằng việc thay đổi cấu tạo bể, thêm các vách ngăn mỏng

hướng dòng chảy thẳng đứng trong bể. Theo quy trình này, nước thải không
Nhóm 4 13
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
đi qua bể theo chiều ngang mà chuyển động từ dưới lên trên, đi xuyên qua lớp
bùn đáy bể. Các vi khuẩn kỵ khí có rất nhiều trong lớp bùn cặn đáy sẽ hấp
thu, phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải. Các vách ngăn còn cho phép
tăng hệ số sử dụng thể tích bể, tránh được các vùng nước chết.
Ngăn lọc kỵ khí được bố trí ở cuối bể, tiếp tục lọc các chất lơ lửng và hữu
cơ còn trong nước thải. Nước thải đầu ra lại được xử lý bằng bãi lọc trồng các
loài cây thủy sinh. Vì thế chất lượng nước sau xử lý luôn đạt tiêu chuẩn môi
trường.
Các hộ gia đình chỉ cần xây bể một ngăn lắng và hai ngăn có dòng chảy
hướng lên. Còn ngăn lọc kỵ khí chỉ nên áp dụng đối với trường hợp bể được
xây ngoài nhà, phục vụ đông người, vì ngăn lọc cho phép tách cặn lắng, tránh
tắc trong quá trình xử lý nước thải phân tán nên phải bảo dưỡng, làm vệ sinh
cho nó.
+ Dùng xơ dừa :
Các vật liệu dùng làm giá thể cho sinh vật bám trong quy trình xử lý nước
thải sinh học thường có ít nhất một trong 4 điểm yếu sau: đắt tiền, trọng lượng
lớn, chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy. Xơ dừa là một vật liệu có thể
tránh được những bất lợi đó.
Theo Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Bích (Viện Nghiên cứu cao su VN), một
trong những biện pháp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải bằng công nghệ
sinh học là nâng cao mật độ vi sinh vật trong hệ thống. Khi xử lý nước thải
bằng quá trình sinh trưởng lơ lửng (không có giá thể cho sinh vật bám), thì
nước thải qua xử lý đi ra ngoài, đã mang theo một lượng đáng kể vi sinh vật.
Từ kết quả trên, thạc sĩ Bích đã khẳng định khả năng và hiệu quả sử dụng
xơ dừa thô trong bể xử lý kỵ khí để xử lý nước thải ngành chế biến cao su.
Ngoài ra, có thể áp dụng công nghệ trên trong việc xử lý các loại nước thải có
chứa chất ô nhiễm hữu cơ cao. Xơ dừa là một vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở

nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thể được coi như một hướng phát triển
các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền.
Nhóm 4 14
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
+ Bằng vỏ lạc (đậu phộng) :
Vỏ của củ lạc, một trong phế phẩm công nghiệp thực phẩm lớn nhất, có
thể được sử dụng để tách các ion đồng có hại cho môi trường ra khoải nước
thải, theo các nhà nghiên cứu Thổ Nhĩ Kỳ.
Các nhà khoa học kết luận rằng, cả vỏ của củ lạc, một phế phẩm rẻ tiền
của công nghiệp thực phẩm và mụn cưa của cây thông từ công nghiệp gỗ có
thể dùng để làm sạch nước để làm giảm lượng đồng độc hại một cách đáng
kể.
+ Bằng hoa :
Đây là phát minh của nhóm sinh viên đến từ ĐHKHTN (ĐHQG Hà Nội).
Ngọc Anh - cô sinh viên năm cuối khoa Môi trường ĐHKHTN và là một
thành viên trong nhóm luôn bức xúc về một giải pháp xử lý vấn đề ô nhiễm
cho hồ. Có lần tình cờ Ngọc Anh đọc được bài báo viết về cách trồng những
loài cây thủy sinh có khả năng lọc nước nhiễm bẩn ở Trung Quốc của GS
Nguyễn Lân Dũng, ý tưởng về một giải pháp cho hồ B52 đã hình thành.
Chắt lọc từ hàng chục giống hoa Ngọc Hà, 3 loại cây là loa kèn, thủy trúc,
rong diềng được nhóm nghiên cứu lựa chọn do có khả năng sống cao, có thể
trồng thủy canh. Để chuyển cây từ môi trường đất sang môi trường nước, cả
nhóm phải mất rất nhiều công sức chăm sóc cây trồng qua nhiều giai đoạn.
Giúp cây có thể thích nghi trong môi trường mới, cây phải được trồng
trong nước hồ qua nhiều lần pha loãng. Khi những bè cây vẫn xanh tươi trong
nước hồ, qua trực quan nước trong lên trông thấy. Phân tích cho thấy các chỉ
tiêu ô nhiễm trong nước đã giảm rõ rệt. Đem bè hoa thả thí nghiệm trên hồ
Tây, những gương mặt trẻ bừng lên khi cây sống mạnh khỏe trong điều kiện
nước hồ ô nhiễm nặng.
Kế hoạch của nhóm là tiếp tục nghiên cứu đề tài nhằm tìm những giải

pháp tốt hơn, tìm thêm nhiều loài hoa đẹp hơn, phong phú hơn. Các nhà
nghiên cứu trẻ mong muốn khi ra trường sẽ có điều kiện đưa đề tài ứng dụng
Nhóm 4 15
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
vào thực tiễn để những cây hoa không chỉ nở trên hồ B52 mà còn rực rỡ ở
những hồ nước ô nhiễm.
+ Bằng chế phẩm sinh học :
Trung tâm Phát triển Công nghệ, Tài nguyên và Môi trường (Liên hiệp
các Hội KHKT Việt Nam) vừa nghiên cứu sản xuất thành công chế phẩm sinh
học xử lý nước thải chăn nuôi. Nghiên cứu đã được ứng dụng tại trang trại
ông Trần Văn Thanh, thông Đông Hưng, phường Đồng Tâm, TP. Vĩnh Yên
(Vĩnh Phúc). Sau khi được xử lý bằng chế phẩm sinh học mật độ vi sinh vật
gây bệnh trong nước thải chăn nuôi giảm hàng chục lần, riêng hàm lượng
COD nguy hại giảm 4-5 lần; nước thải có thể xả thẳng ra môi trường xung
quanh mà không gây hại đến sức khoẻ người dân. Đặc biệt, chế phẩm có giá
thành rẻ 18.000đ/kg, tác dụng lâu dài (2 tháng). Thạc sỹ Trần Cẩm Phong,
chủ đề tài nghiên cứu, cho biết: Nguyên liệu sản xuất chế phẩm sinh học gồm:
Cám gạo (bột ngô) 30%, tham bùn 65%, đường vàng 5%, một chút muối
NaCl, muối C7H5NaO2. Trung bình 1kg chế phẩm xử lý từ 5-10m2 nước
thải.
Nhóm 4 16
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
1.3. Sơ đồ xử lí nước thải sinh hoạt bằng xơ dừa
Hình 1.1: Sơ đồ xử lí nước thải sinh hoạt bằng xơ dừa
Trong sơ đồ sử dụng cả phương pháp xử lí nước thải bằng vi sinh vật sử
dụng xơ dừa làm giá thể, đồng thời biến tính xơ dừa để hấp phụ các ion kim
loại nặng có trong nước. Nước thải được đưa từ bể chứa vào bể chứa xử lí kị
khí sau đó qua bể chứa xử lí hiếu khí, cả hai bể chứa đều sử dụng xơ dừa đã
qua biến tính làm vật liệu lọc. Tại bể lọc kị khí, nước thải sẽ được lọc qua
nhiều lần bởi bơm tuần hoàn có nhiệm vụ bơm nước đã qua lọc trở lại. Sau

khi đã lọc kị khí, nước sẽ tiếp tục được lọc hiếu khí trước khi thải ra môi
trường. Trải qua 2 lần lọc sẽ đảm bảo quá trình khử các chất hữu cơ cũng như
kim loại nặng trong nước. Xơ dừa biến tính sử dụng làm vật liệu lọc có thể
được đan thành các tấm hoặc giữ cố định bằng lớp lưới để tiện cho việc thu
hồi và xử lí.
Nhóm 4 17
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
1.4. Biến tính:
Biến tính là quá trình dùng các hóa chất để xử lý vật liệu mà trong cấu tạo
phân tử có chứa môt số lượng lớn nhóm chức nào đó, nhằm tạo thành các liên
kết mới, các nhóm chức mới hoặc các khe trống, có thể sử dụng để hấp phụ
một số chất và kim loại nặng.
Với thành phần chính là xenlulozo chiếm khoảng 80%, xơ dừa là một vật
liệu thích hợp để có thể biến tính để trở thành vật liệu hấp phụ tốt.
1.5. Axit citric
1.5.1. Định nghĩa:
C
6
H
8
O
7
.H
2
O hay axít citric là một axít hữu cơ yếu. Nó là một chất bảo
quản tự nhiên và cũng được sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay
các loại nước ngọt.
1.5.2. Tính chất
Axít citric là chất bột kết tinh màu trắng. Nó có thể tồn tại dưới dạng
khan (không chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước

(monohydrat). Dạng khan kết tinh từ nước nóng, trong khi dạng monohydrat
hình thành khi axít citric kết tinh từ nước lạnh. Dạng monohydrat có thể
chuyển hóa thành dạng khan khi nung nóng tới trên 74 °C. Axít citric cũng
hòa tan trong etanol khan tuyệt đối (76 phần axít citric trên mỗi 100 phần
etanol) ở 15 °C
1.5.3. Ứng dụng
1.5.3.1. Phụ gia thực phẩm
Trong vai trò của một phụ gia thực phẩm, acid citric được sử dụng như
là chất tạo hương vị và chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là
các loại đồ uống nhẹ. Nó được ký hiệu bằng một số E là E330. Các muối
Nhóm 4 18