nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa ca(oh)2 để xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.11 MB, 48 trang )

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

NGUYỄN VĂN HÀI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CÓ CHỨA
Ca(OH)2 ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY
CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Luận văn tốt nghiệp Đại học
Chuyên ngành Khoa học Môi trƣờng

Cán bộ hƣớng dẫn: Lê Anh Kha

Cần Thơ, 2013
1

PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG
Luận văn tốt nghiệp kèm theo đây, với tựa đề là “Nghiên cứu ứng dụng vật
liệu có chứa Ca(OH)2 để xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến thủy sản”, do Nguyễn
Văn Hài thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua.
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013
Thành viên của hội đồng:

Cán bộ phản biện

Cán bộ phản biện

PGS.TS. Nguyễn Văn Công

ThS. Nguyễn Thị Như Ngọc

Cán bộ hƣớng dẫn

ThS.Lê Anh Kha

i

LỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Quý thầy cô bộ môn Khoa học Môi trường đã tạo điều kiện, truyền đạt những
kiến thức quý báu để tôi hoàn thành tốt luận văn này.
Quý thầy cô trong hội đồng phản biện đã đóng góp những ý kiến quý báu để tôi
hoàn thành quyển luận văn này.
Thầy Lê Anh Kha đã quan tâm, hướng dẫn tận tình trong suốt khóa luận văn để
tôi thực hiện tốt đề tài của mình.
Các bạn Nguyễn Thị Thu An, Hồ Ngọc Hiền và Lê Thị Mỹ Trinh đã giúp tôi
trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Gia đình, các bạn lớp Khoa học Môi trường 36 đã động viên, giúp đỡ và đóng
góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Con xin dâng thành quả này đến ba mẹ kính yêu!
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013
Người thực hiện

Nguyễn Văn Hài

ii

MỤC LỤC
PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG ................................................................................... i
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH .................................................................................................... vi
DANH SÁCH BẢNG................................................................................................... vii
TÓM LƢỢC ................................................................................................................ viii
CHƢƠNG I. MỞ ĐẦU.................................................................................................. 1
CHƢƠNG II. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU..................................................................... 3
2.1

Hiện tượng phú dưỡng hóa ................................................................................ 3

2.1.1

Khái niệm .................................................................................................... 3

2.1.2

Nguyên nhân ............................................................................................... 3

2.1.3

Hiện tượng và tác hại của phú dưỡng hóa ................................................... 4

2.2

Sơ lược về đất sét ............................................................................................... 4

2.3

Sơ lược về canxi hidroxit (Ca(OH)2) ................................................................. 5

2.2.1

Tính chất vật lý ............................................................................................ 5

2.2.2

Tính chất hóa học ........................................................................................ 5

2.2.3

Ứng dụng của canxi hidroxit ....................................................................... 5

2.4

Hợp chất của lân trong nước .............................................................................. 6

2.5

Chu trình phosphorus trong tự nhiên ................................................................. 7

2.6

Sơ lược về biện pháp xử lý nước ....................................................................... 7

2.5.1

Trao đổi ion ................................................................................................. 7

2.5.2

Lọc ............................................................................................................... 8

2.5.3

Hấp phụ ....................................................................................................... 8
iii

2.7

Một số vật liệu được sử dụng để loại bỏ lân ...................................................... 9

2.8

Một số nghiên cứu về vật liệu tự chế có khả năng hấp phụ lân ....................... 10

2.9

Một số thông số lý, hóa trong nước và nước thải ............................................ 11

2.8.1

Nhiệt độ ..................................................................................................... 11

2.8.2

pH .............................................................................................................. 11

CHƢƠNG III. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 13
3.1

Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................... 13

3.2

Vật liệu và phương tiện thí nghiệm ................................................................. 13

3.2.1

Vật liệu ...................................................................................................... 13

3.2.2

Phương tiện thí nghiệm ............................................................................. 13

3.3

Phương pháp bố trí thí nghiệm ........................................................................ 13

3.3.1

Tạo vật liệu chứa Ca(OH)2 có khả năng hấp phụ lân trong nước ............. 13

3.3.2
nước.

Thí nghiệm khảo sát định tính khả năng hấp phụ lân của vật liệu trong
................................................................................................................... 20
iv

4.2.
nước

Thí nghiệm khảo sát định lượng khả năng hấp phụ lân của vật liệu trong
................................................................................................................... 24

4.3.
Thí nghiệm khảo sát định lượng khả năng hấp phụ lân của vật liệu bằng
nước thải nhà máy chế biến thủy sản. ..................................................................... 31
CHƢƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 34
5.1 Kết luận ................................................................................................................ 34
5.2 Kiến nghị .............................................................................................................. 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................
PHỤ LỤC .........................................................................................................................

v

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ chu trình phosphate ...............................................................................8
Hình 3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm bằng hệ thống cột lọc .............................................. 18
Hình 4.1. Nồng độ P_PO43- còn lại sau 30 phút ............................................................ 20
Hình 4.2. Khả năng phóng thích P_ PO43- của vật liệu ................................................. 23
Hình 4.3. Khả năng hấp phụ photphate của 5 gam vật liệu sau 180 phút ..................... 24

Hình 4.4. Thời gian hấp phụ tối ưu của 10 gam vật liệu hạt ................................ 26
Hình 4.5. Biến động nồng độ P-PO43- và pH sau 7,5 giờ khi xử lý qua hệ thống cột lọc
(V = 4,03 lít/giờ) ............................................................................................................ 27
Hình 4.6. Biến động nhiệt độ theo thời gian ở lưu tốc V = 4.03 lít/giờ ........................ 28
Hình 4.7. Biến động nồng độ P-PO43- và pH sau 7,5 giờ khi xử lý qua hệ thống cột lọc
(V = 2,89 lít/giờ) ............................................................................................................ 29
Hình 4.8. Biến động nhiệt độ theo thời gian ở lưu tốc V = 2.89 lít/giờ ........................ 30
Hình 4.9. Biến động nồng độ P-PO43- và pH sau 7,5 giờ khi xử lý qua hệ thống cột lọc
(V = 2,31 lít/giờ) ............................................................................................................ 31
Hình 4.10. Biến động nhiệt độ theo thời gian ở lưu tốc V = 2.31 lít/giờ ...................... 33
Hình 4.11. Kết quả xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản ở lưu tốc V = 2,89
lít/giờ.............................................................................................................................. 33
Hình 4.13. Các dạng photphat sau khi xử lý ................................................................. 34

vi

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 ................................................... 15
Bảng 3.2. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 2 ................................................... 15
Bảng 3.3. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 3 ................................................... 16
Bảng 3.4. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 4 ................................................... 16
Bảng 3.5. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích trong thí nghiệm ............................. 19
Bảng 4.1. Sự phóng thích phosphate của vật liệu.......................................................... 22
Bảng 4.3. Các dạng lân trước và sau khi xử lý bằng vật liệu ........................................ 34

vii

TÓM LƢỢC

Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa Ca(OH)2 để xử lý lân trong nước
thải nhà máy chế thủy sản” được thực hiện tại Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên
nhiên từ 9/2012 đến tháng 12/2013 nhằm nghiên cứu khả năng hấp phụ lân trong nước
của vật liệu chứa Ca(OH)2.
Kết quả thí nghiệm chọn được vật liệu phối trộn giữa đất sét và Ca(OH)2 theo tỷ
lệ 1:1 cho khả năng hấp phụ tốt đạt hiệu suất xử lý 91,40%, đảm bảo yêu cầu đặt ra và
vật liệu phóng thích photphate rất thấp và không đáng kể (0,11 ± 0,005mgP/L, sau 24
giờ).
Định lượng khả năng hấp phụ photphate tối đa của 1 gam vật liệu nghiền được
5,22 mgP/L trong 40 phút. Thời gian xử lý tối ưu của 10 gam vật liệu hạt trong 1 phút
là 14,03 mgP/L tương ứng 1 gam vật liệu hạt xử lý được 1,40 mgP/L.
Kết quả thí nghiệm với nước thải nhà máy chế biến thủy sản cho hiệu suất
xử lý cao và khả năng hấp phụ tốt hơn (đạt 85,60% hiệu suất xử lý, ở thời gian 330
phút so với quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN
40:2011/BTNMT ở cột A).
Từ khóa: phú dưỡng hóa, xử lý nước thải, hấp phụ, vật liệu hấp phụ.

viii

CHƢƠNG I. MỞ ĐẦU
Ngành chế biến thủy sản ở Việt Nam không ngừng phát triển với giá trị kim
ngạch xuất khẩu thủy sản đạt 4,5 tỷ USD năm 2008 tăng 20% so với năm 2007 (Báo
cáo ngành thủy sản Việt Nam, 2009). Hiện nay, lượng nước thải sinh ra từ lĩnh vực chế
biến thủy sản khá lớn, cụ thể như tổng lượng nước thải từ các Khu công nghiệp (KCN)
ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là 13.700 m3/ngày, trong đó Cần Thơ chiếm
11.300 m3/ngày (Bộ Tài nguyên và Môi Trường, 2009). Nhiều doanh nghiệp đã xây
dựng hệ thống xử lý nước thải, tuy nhiên việc vận hành hệ thống không hiệu quả đã dẫn
đến tình trạng nước thải ra môi trường có một số chỉ tiêu vượt QCVN, đặc biệt là COD,
tổng đạm và tổng lân. Theo nghiên cứu của Bùi Thị Nga và ctv (2008) cho thấy nước

thải tại KCN Trà Nóc có hàm lượng chất rắn lơ lửng vượt QCVN từ 2-53 lần,chất hữu
cơ vượt từ 5 - 6 lần, coliform vượt từ 2 - 48 lần (QCVN 08:2008/BTNMT); điều này đã
làm gia tăng mức độ ô nhiễm nguồn nước trên các sông, rạch và ảnh hưởng nghiêm
trọng đến quá trình nuôi trồng thủy sản, sinh hoạt của cộng đồng dân cư tại chỗ và lân
cận.
Tuy nhiên, hàm lượng đạm và lân là những dưỡng chất trong nước thải có ảnh
hưởng rất lớn đến sinh vật trong môi trường nước. Hàm lượng đạm và lân cao trong môi
trường nước làm điều kiện thuận lợi để phát triển các loại thực vật nước (như rong, lục
bình, bèo v.v...) nhất là sự phát triển của tảo gây hiện tượng phú dưỡng nguồn nước,
làm suy giảm chất lượng nước, làm tăng các chất lơ lửng, chất hữu cơ, làm suy giảm
lượng ôxy trong nước, phóng thích ra những độc tố làm ảnh hưởng đến đời sống thuỷ
sinh vật, tạo ra những khó khăn tốn kém cho các ngành kinh tế quốc dân, cần được
nghiên cứu nhằm tìm biện pháp để khắc phục
Hiện nay, một số biện pháp xử lý nước thải chế biến thủy sản chủ yếu chỉ loại bỏ
được hàm lượng chất hữu cơ bằng cách oxi hóa sinh hóa nhưng hàm lượng nitơ và
photpho thì giảm chưa đáng kể ((Green and Shelef, 1994), Mitsuhori et al. (2009) được
trích bởi Lê Anh Kha (2012)). Nên việc nghiên cứu loại bỏ lân trong nước thải nhà máy
chế biến thủy sản trước khi thải ra môi trường bên ngoài là rất cần thiết.
Để hạn chế phú dưỡng hóa nguồn nước, cải thiện chất lượng nguồn nước thải
trước khi đưa ra nguồn tiếp nhận, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa
Ca(OH)2 để xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến thủy sản” được thực hiện.
Mục tiêu của đề tài: Loại bỏ lân ra khỏi nước bằng vật liệu có chứa canxi
hidroxit (Ca(OH)2) để ứng dụng vào xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản ở quy
mô phòng thí nghiệm.
1

Để đạt được mục tiêu trên cần tiến hành nghiên cứu các nội dung sau:
-

Tạo vật liệu chứa Ca(OH)2 có khả năng hấp phụ lân trong nước.

-

Thí nghiệm khảo sát định tính khả năng hấp phụ lân của vật liệu.

-

Thí nghiệm khảo sát định lượng khả năng hấp phụ lân của vật liệu.

-

Thí nghiệm khảo sát định lượng khả năng hấp phụ lân của vật liệu bằng nước
thải nhà máy chế biến thủy sản.

2

CHƢƠNG II. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Hiện tƣợng phú dƣỡng hóa
2.1.1 Khái niệm
Phú dưỡng với nghĩa tổng quát là "giàu dinh dưỡng" được Nauman đưa ra năm
1919 khi trình bày khái niệm về sạch và giàu dinh dưỡng. Ông phân biệt: hồ sạch là hồ
chứa ít tảo, thực vật lơ lửng; còn hồ phú dưỡng là hồ giàu thực vật trôi nổi.
Phú dưỡng hoá được định nghĩa như là sự làm giàu nước quá mức bởi những
chất dinh dưỡng vô cơ cùng với dinh dưỡng có nguồn gốc thực vật. Thông thường là
các muối nitrat và phosphate. Đây là dạng suy giảm chất lượng nước với hiện tượng
nồng độ của chất dinh dưỡng tăng cao làm bùng phát các loại thực vật nước (rong,
tảo…), tăng các chất lơ lửng chất hữu cơ, suy giảm oxy trong nước, gây khó khăn tốn
kém cho sinh hoạt và sản xuất của người dân (Bùi Đức Tuấn, 2004).

2.1.2 Nguyên nhân
Nguyên nhân gây phú dưỡng là sự thâm nhập một lượng lớn N, P từ nước thải sinh
hoạt của các khu dân cư, sự đóng kín và thiếu đầu ra của môi trường hồ. Sự phú dưỡng
nước hồ và các sông, kênh dẫn nước thải gần các thành phố lớn đã trở thành hiện tượng
phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới.
Nguyên nhân của sự phú dưỡng được giải thích như sau: Nước không bị ô nhiễm
thường có tỉ lệ N/P<10. Cống dẫn nước thải vào hồ sẽ làm giảm tỷ lệ trên vì N/P trong
nước thải là 3 (nước thải đô thị 30mg/l.N; 10 mg/l.P). Do vậy nếu trồng tảo để hạn chế
phú dưỡng sẽ càng làm cho tỷ lệ N/P giảm đi. Khi viết cân bằng vật chất cho N và P sẽ
thấy phương thức tốt nhất để chống phú dưỡng là loại bỏ P từ nước thải chứ không phải
trồng tảo để loại bỏ N.
Theo Lê Huy Bá và Lâm Minh Triết (2005) được trích dẫn bởi Lê Anh Kha
(2012) đã phân biệt rõ nguồn gốc của hiện tượng phú dưỡng hoá như sau:
Phú dưỡng tự nhiên có thể xảy ra trong môi trường nước được gọi là khá sạch.
Phần lớn các trầm tích hữu cơ được tạo ra do quá trình tích luỹ chất dinh dưỡng trong
nước ở trạng thái nghèo dinh dưỡng chuyển sang trạng thái giàu dinh dưỡng và thời
gian để xuất hiện hiện tượng này là rất lâu.
Phú dưỡng do nhân tạo là hiện tượng phát triển quá mạnh bởi tảo, rong và thực
vật thuỷ sinh do hoạt động sống của con người gây ra. Trong quá trình sinh hoạt và sản
xuất con người đã đưa vào môi trường quá nhiều chất hữu cơ gây hiện tượng bùng phát
tảo và thực vật thuỷ sinh.
3

2.1.3 Hiện tƣợng và tác hại của phú dƣỡng hóa
Biểu hiện phú dưỡng thường được nhận biết qua màu sắc nước ao do mật độ của
tảo. Nồng độ diệp lục trong nước thường được lấy làm chỉ số sinh khối của tảo. Đối với
hồ nghèo dinh dưỡng thì nồng độ diệp lục trong nước thường được lấy trung bình vào
mùa hè ở lớp nước bề mặt khoảng 0,3-2,5 mg/cm3 trong khi đối với hồ phú dưỡng hoá
chỉ số đó là 5-140 mg/cm3. Sự phú dưỡng hoá cũng ảnh hưởng đến tốc độ sinh sản cao

cấp. Tốc độ sinh sản trung bình là 30-100 mg C/m2 ngày và 300-3000 mg C/m2 ngày ở
hồ phú dưỡng hoá (Lê Huy Bá và Lâm Minh Triết , 2005 được trích dẫn bởi Lê Anh
Kha, 2012).
Khi nồng độ dinh dưỡng cao trong các ao hồ thì tốc độ sinh sản, sinh trưởng và
mật độ tảo cao tạo thành những thảm thực vật bao phủ trên mặt nước sẽ làm hạn chế sự
trao đổi oxy, quang hợp trong môi trường nước với không khí, cạn kiệt nguồn oxy có
trong thuỷ vực, ảnh hưởng đến các loài thuỷ sinh trong thủy vực. Đến giai đoạn phát
triển cực đại, tảo sẽ chết đi, tích tụ dưới đáy thủy vực và nó là cơ chất cho vi sinh vật
phân huỷ. Phân hủy thiếu khí hay phân hủy hiếm khí, khi có oxy thì vi sinh vật sẽ lấy
oxy để phân huỷ xác thực vật, làm giảm nguồn oxy trong thủy vực, đồng thời khi thiếu
oxy chúng sẽ chuyển sang phân huỷ yếm khí và sinh ra khí độc (H2S) gây độc trong
thủy vực ảnh hưởng đến các loài thủy sinh khác. Trong quá trình phân huỷ xác bã của
tảo tạo ra các chất dinh dưỡng mới, đây là điều kiện để cho tảo phát triển trở lại và chu
trình được lập lại tuần hoàn.
2.2 Sơ lƣợc về đất sét
Thành phần chính của đất sét là các khoáng alumosilicat ngậm nước
(nAl2O3.mSiO2.pH2O) chúng được tạo thành do fenspat bị phong hóa. Tùy theo điều
kiện của từng môi trường mà các khoáng tạo ra có thành phần khác nhau, khoáng
caolinit 2SiO2.Al2O3.2H2O và khoáng montmorilonit 4SiO2.Al2O3.nH2O là hai khoáng
quyết định những tính chất quan trọng của đất sét như độ dẻo, độ co, độ phân tán, khả
năng chịu lửa v.v...
Ngoài ra trong đất sét còn chứa các tạp chất vô cơ và hữu cơ như thạch anh
(SiO2), cacbonat (CaCO3, MgCO3), các hợp chất sắt Fe(OH)3, FeS2, tạp chất hữu cơ ở
dạng than bùn, bi tum v.v... các tạp chất đều ảnh hưởng đến tính chất của đất sét.
Màu sắc của đất sét là do tạp chất vô cơ và hữu cơ quyết định. Màu của đất sét
chứa ít tạp chất thường là trắng, chứa nhiều tạp chất thì đất sét có màu xám xanh, nâu,
xám đen.

4

2.3 Sơ lƣợc về canxi hidroxit (Ca(OH)2)
2.2.1 Tính chất vật lý
Hiđroxit canxi hay canxi hiđroxit là một hợp chất hóa học với công thức hóa
học Ca(OH)2. Nó là một chất dạng tinh thể không màu hay bột màu trắng, dễ hút nước,
có khối lượng riêng 2,078 g/cm3 và thu được khi cho canxi ôxít (tức vôi sống) tác dụng
với nước (gọi là tôi vôi).
Ca(OH)2 ít tan trong nước; dễ tan trong dung dịch amoni clorua (NH4Cl) hoặc
trong dung dịch kiềm. Đươc dùng để khử khuẩn, làm vữa xây nhà, quét vôi.
Tên gọi của khoáng chất tự nhiên chứa canxi hiđroxit là portlandit.
Nếu bị nung nóng tới 520°C, thì canxi hiđroxit bị phân hủy thành ôxít canxi và
hơi nước. Hạt hiđroxit canxi rất mịn trong nước gọi là vôi sữa.
2.2.2 Tính chất hóa học
Dung dịch chứa canxi hiđroxit gọi chung là vôi nước, phản ứng:
CaO + H2O = Ca(OH)2
và có tính bazơ trung bình - mạnh, có phản ứng mạnh với các axít và ăn mòn nhiều kim
loại khi có mặt nước. Nó trở thành dạng sữa nếu đioxit cacbon đi qua đó, do sự kết tủa
của canxi cacbonat mới tạo ra.
Dung dịch canxi hiđoxit làm đổi màu quỳ tím sang màu xanh và làm cho
phenolphtaline chuyển sang màu hồng.
Tác dụng với axit:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
Tác dụng với oxit axit:
2HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + 2H2O
3H3PO4 + 5Ca(OH)2 = Ca5(PO4)3(OH) + 9H2O
Tác dụng với dung dịch muối:
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO2 + 2NaOH
2.2.3 Ứng dụng của canxi hidroxit
Do tính bazơ mạnh nên canxi hidroxit có một số ứng dụng như:
Chất kết bông trong xử lý nước, nước thải và cải tạo độ chua của đất.

5

Thay thế cho natri hiđroxit trong một số loại hóa, mỹ phẩm uốn tóc của người
Mỹ gốc Phi.
Thuốc thử hóa học: để bổ sung canxi sinh học cho các động vật sử dụng nhiều
canxi sống trong bể như tảo, ốc sên, giun ống cứng và san hô, trung hòa lượng axít dư
thừa, xử lý nước…
Chất nhồi: sản xuất ebonite, sản xuất các hỗn hợp khô cho nghề sơn và trang trí,
sản xuất các hỗn hợp cho một số loại thuốc trừ dịch hại và có tác dụng kháng vi trùng
để điều trị sâu răng…
Ngoài những ứng dụng trong cuộc sống, khi dùng hiđroxit canxi quá liều có thể
gây ra các triệu chứng nguy hiểm, bao gồm: có thể gây mù khi tiếp xúc kết mạc; kích
ứng và phồng rộp khi tiếp xúc với da và niêm mạc, khó thở, hạ huyết áp, liệt cơ xương,
gây nhiễu hệ thống actin-myosin, tăng pH trong máu và gây tổn thương các nội tạng.
2.4 Hợp chất của lân trong nƣớc
Lân tồn tại trong nước dưới các dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, các polyphosphate
như Na3(PO4)6 và phosphor hữu cơ. Đây là một nguồn dinh dưỡng cho các thực vật
dưới nước, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phì dưỡng ở ao, hồ (Nhân và
Nga, 1999).
Phosphorus được hoà trộn chủ yếu trong các axit nucleic, các phosphor lipit và
các polyme của màng vi khuẩn. Trong một số trường hợp chúng tập trung trong tế bào
dưới dạng polymeta phosphate (sự loại phosphor sinh học…) và có một tỉ lệ rất nhỏ
phosphor khuếch tán được như ATP (Adenosin Triphosphat). Phosphorus chiếm tỷ lệ
khoảng 1,5 - 2,0% trọng lượng khô của khối vi sinh, nhưng tỷ lệ phần trăm này sẽ tăng
theo tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật và biến đổi ngược chiều với nhiệt độ.
Phosphorus trong nước là đại lượng phản ánh mức độ dinh dưỡng của thủy vực,
cũng như khả năng có thể gây nên hiện tượng phú dưỡng cho thủy vực. Nồng độ
phosphate trong nước ô nhiễm thường <0,01mg/L. Ở những sông ngòi và kênh rạch bị ô

nhiễm bởi nguồn nước sinh hoạt và nước thải nông nghiệp thì nồng độ thường lớn hơn
0,5 mg/L và mức phosphate vô cơ tổng số trong nước được chấp nhận từ 0,03-0,04
mg/L.
Phosphate không thuộc loại hóa chất độc hại đối với người nhưng nếu quá nhiều
sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng, làm cho rong tảo phát triển nhanh gây tắt nghẽn các
đường ống dẫn, các kênh rạch,... Rong tảo phát triển nhiều sẽ làm cạn kiệt nguồn oxy
hòa tan. DO giảm BOD tăng, rong tảo phát triển không kiểm soát được rồi chết đi dẫn
đến hôi thối, cá chết.
6

2.5 Chu trình phosphorus trong tự nhiên
Phosphorus đi vào cơ thể ở dạng vô cơ H2PO4-, HPO42-, PO43-, sau đó được xây
dựng thành các phân tử hữu cơ như axit nucleic, phosphorus lipit và ATP (xem Hình
2.1). Khi động thực vật chết đi hay bài tiết chất thải các vi khuẩn photphate hóa khép
lại vòng photphorus đơn bằng cách trả phosphate vô cơ trở lại đất. Một vùng giàu
phosphor không bình thường tích lũy phân chim biển ở các đảo ven biển Tây Peru. Chất
này có tên gọi Guano và được dùng làm phân bón.
Hoàn tất chu kỳ sinh địa hóa của phosphor rất chậm bởi lẽ các kho chứa
phosphorus vô sinh ở dạng đá chỉ phân hủy khi bị đưa ra ngoài để chuyển động địa chấn
và bị bào mòn. Nguồn cung cấp tự nhiên phosphor vào đồng ruộng và hệ sinh thái nước
nhận nước chứa nhiều phosphor dẫn đến hệ thực vật được kích thích phát triển mạnh và
đôi khi dẫn đến bùng phát tảo xanh, ảnh hưởng đến phần còn lại của hệ sinh thái.

Hình 2.1. Sơ đồ chu trình phosphorus
2.6 Sơ lƣợc về biện pháp xử lý nƣớc
2.5.1 Trao đổi ion
Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi
với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các
ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước.

Trao đổi ion là một quá trình thuận nghịch, tương đương về điện tích để trao đổi
được một ion hóa trị II cần phải có hai ion hóa trị I ra khỏi mạng trao đổi.
7

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit.
Những chất này mang tính axit. Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và
chúng mang tính kiềm. Ionit trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là các
ionit lưỡng tính.
Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên
hay nhân tạo:
Nhóm các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có zeolit, đất sét, chất mica,…
Nhóm các chất trao đổi ion có nguồn gốc vô cơ tổng hợp gồm: silicagen,
pecmutit (chất làm mềm nước), các oxit khó tan và hidroxit của một số kim loại như
nhôm, crom, zirconi…
Các chất trao đổi ion hữu cơ tổng hợp là các loại nhựa cao phân tử, ví dụ các chất
trao đổi cation sunfua RSO3H, cation cacboxylic R-COOH, anion R-COOH
2.5.2 Lọc
Lọc là quá trình làm sạch nước thông qua lớp vật liệu lọc nhằm tách các hạt cặn
lơ lửng, các thể keo tụ và ngay cả vi sinh vật trong nước.
Vật liệu lọc có thể sử dụng ở dạng hạt như cát, sỏi, than, xỉ, thủy tinh,…
Cơ chế của quá trình lọc gồm:
Cơ chế sàng: quá trình tách các hạt rắn lơ lửng có kích thước lớn hơn kích thước
mao quản của vật liệu lọc.
Cơ chế lắng: tách các phần tử lơ lửng có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ mao
quản. Các phần tử lơ lửng lắng trên bề mặt hạt vật liệu lọc.
Cơ chế hấp phụ: đây là cơ chế quan trọng nhất để tách các hạt keo, các phần tử lơ
lửng và các tạp chất hoà tan. Lực hấp phụ chỉ có tác dụng khi khoảng cách giữa các hạt
lơ lửng trong nước và bề mặt hấp phụ rất nhỏ, do đó cơ chế hấp phụ chỉ có tác dụng khi
các cơ chế khác đã đưa các hạt bẩn cần tách trong nước đến tiếp cận với bề mặt vật liệu

lọc.
2.5.3 Hấp phụ
Quá trình hấp phụ là quá trình tập hợp các chất hoà tan trong dung dịch lên bề
mặt chung của chất lỏng và chất rắn thích hợp.
Các chất hấp phụ như than hoạt tính, xỉ tro, mạt sắt, đất sét, keo nhôm,… (Chi,
2005)

8

Theo Lê Văn Khoa (1995), trong đất có chứa một lượng keo dương đáng kể nhất
là trong môi trường pH thấp. Do sức hút tĩnh điện, những hạt keo đất mang điện tích
dương này có khả năng hấp phụ anion từ dung dịch bên ngoài, là nguyên nhân của phản
ứng hấp phụ lý hóa học trong đất. Hấp phụ anion phụ thuôc rất lớn vào phản ứng của
môi trường. Ảnh hưởng này do lượng keo dương có dấu và lượng điện tích thay đổi
theo pH, pH càng cao, keo dương càng ít làm giảm cường độ hấp phụ. Ngược lại nếu
pH giảm lượng điện tích keo dương tăng lên rõ rệt do sự phân ly các nhóm OH- trong
phức hệ hấp phụ được tăng lên, làm cường độ hấp phụ anion cũng tăng lên.
Trong hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Sự dịch chuyển vật chất bẩn đến bề mặt phân giới giữa hai pha rắn
và lỏ ng. Giai đoạn này phụ thuộc và tính chất vật lý và thủy động lực của chất lỏng.
Giai đoạn 2: Sự khuếch tán của chất bẩn vào các lỗ rỗng có kích thước hiển vi và
siêu hiển vi của chất hấp phụ.
Giai đoạn 3: Sự kết dính của chất bẩn vào chất hấp phụ.
Trong 3 giai đoạn trên, giai đoạn 2 và 3 phụ thuộc vào tính chất và cấu trúc của
chất hấp phụ. (Lê Hoàng Việt, 2000).
2.7 Một số vật liệu đƣợc sử dụng để loại bỏ lân
Trên thế giới có nhiều vật liệu tự nhiên được các nhà khoa học nghiên cứu để
loại bỏ lân trong nước thải bao gồm các loại khoáng sản, đá, đất và vật liệu trầm tích.
Đá vôi là loại đá trầm tích có hàm lượng CaCO3 cao, loại đá này đã được nhiều

nhà nghiên cứu thử nghiệm và ứng dụng trong các hệ thống xử lý để loại lân trong nước
thải. Cơ chế xử lý lân của vật liệu này là thông qua tạo phức kết tủa với Ca2+có tổng
thành phần vật liệu. Tuy nhiên, nhiều nhà nghiên cứu cho rằng hiệu xuất xử lý không
cao (Johansson, 1991 được trích dẫn bởi Lê Anh Kha, 2012).
Đá dolomite và các cát dominit đã được thử nghiệm để loại bỏ lân trong
một số nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học cho rằng cơ chế loại bỏ
chủ yếu của loại vật liệu này là hấp phụ bề mặt. Do đó, vật liệu này đã được ứng dụng
khá phổ biến làm vật liệu nền tròn các hệ thống xử lý nước thải bằng đất ngập nước.
Một số loại đất đá ong được hình thành từ vùng khí hậu nhiệt đới. Khi sử dụng
đá ong để xử lý nước thải có hàm lượng không quá cao (6-20 mg/L), đá ong có hiệu
suất xử lý khá tốt (Kadlec và Knight, 1996 được trích dẫn bởi Lê Anh Kha, 2012).
Đất macnơ là một đất có cấu trúc bền vững, thành phần bao gồm đất sét và các
hạt vôi. Vật liệu này cũng được sử dụng trong nông nghiệp để điều hòa pH đất và bổ
sung vôi. Một số nghiên cứu cho thấy đây là vật liệu có khả năng xử lý nước thải có
9

hàm lượng lân tương đối thấp (khoảng nồng độ của nước thải sinh hoạt) (Lê Anh Kha,
2012).
Đất đỏ bazan có nhiều ở các tỉnh miền núi và miền trung được thử nghiệm để
loại bỏ lân trong nước thải thủy sản được bố trí tại phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên
cứu cho thấy loại vật liệu này có tiềm năng dùng để xử lý nước thải của nhà máy chế
biến thủy sản.Với 1 g đất đỏ bazan có thể hấp phụ được 1,51 mg PO43- . Kết quả cho
thấy hiệu suất xử lý lân bởi vật liệu này rất hiệu quả, đạt 99,7 % và hàm lượng lân còn
lại trung bình trong nước đầu ra chỉ khoảng 0,31 mg/L (Lê Anh Kha và ctv, 2012).
2.8 Một số nghiên cứu về vật liệu tự chế có khả năng hấp phụ lân
Hiên nay, có nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về sử dụng vật
liệu, thiết bị để loại bỏ lân trong nước thải trong loại bỏ lân trong nước thải cũng được
công bố rộng:
Theo Lê Anh Kha (2003) vật liệu hạt đất nung hiệu quả rất cao trong việc loại bỏ

lân dù có hay không bổ sung nguồn cacbon và qua xử lý này đạt 77%.
Theo Nguyễn Hồng Xuyến (2007), đất phèn nung ở Bến Lức – Long An khi
nung ở 5500C và nghiền nhỏ xử lý được 74% PO43-, đất phèn Hoà An trộn bột mì nung
10000C xử lý 98% PO43-, đất phèn Đức Huệ nung 5500C xử lý được 87% PO43- đối với
hệ thống lọc lân liên tục cho thấy khả năng loại lân của đất phèn Hội An có trộn bột mì
nung ở 10000C là rất hiệu quả.
Trần Đức Hạ (2002), dùng các hóa chất keo tụ gốc sắt (Fe) hoặc nhôm (Al) để
khử các muối phosphor trong nước thải. Tuy nhiên phương án này có chi phí đầu tư cao,
khó định lượng được hóa chất theo thời gian, tạo nên lớp bùn hoạt tính. Khả năng lấy
phosphor của vi khuẩn kị khí tùy tiện Acinebacter sp tăng lên rất nhiều khi cho nước
thải luân chuyển qua các điều kiện kị khí và hiếu khí.
Các công trình cung cấp nước sạch cho cộng đồng dân cư nhỏ như nghiên cứu
của Hiếu (2003), sử dụng các vật liệu: sét nung, than đước, than gáo dừa có tác dụng
làm giảm hàm lượng sulfate, nitrate và phosphate trong nước mưa.
Ngô Thị Hồng Chi (2005), tìm ra cách loại bỏ phosphor, sắt trong nước bằng các
vật liệu tự chế. Thành phần chủ yếu là sử dụng đất phèn nung và không nung có bổ sung
các hóa chất: CaCO3, AlCl3, FeCl3, Al2(SO4)3. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy khả
năng loại bỏ phosphor của đất phèn nung có bổ sung hóa chất Al2(SO4)3 là hiệu quả
nhất trong thời gian 60 phút so với các hóa chất: CaCO3, AlCl3, FeCl3.
“Nghiên cứu khả năng hấp phụ lân trong nước thải thuỷ sản của đất đỏ Bazan”
do Hồ Thị Mỹ Lan thưc hiện đã khẳng định với lưu tốc 1L/giờ tương ứng với thời gian
10

lưu 3 giờ cho hiệu quả xử lý lân tốt nhất và đối với hệ thống chứa 1 gam vật liệu có áp
suất thì hiệu suất cao hơn khả năng loại lân khi không có áp suất.
Nghiên cứu của Trần Bích Luỹ (2010) về khả năng hấp phụ đạm, lân của than
tràm cho kết quả là khả năng hấp phụ lân của than tràm rất ít, chủ yếu là hấp phụ đạm
và kích cỡ than tốt để xử lý là 0,5 mm trong 45 phút.
Nghiên cứu “Đánh giá khả năng hấp phụ lân trong nước thải của một số loại đất

phèn hấp phụ lân của vật liệu. Đất phèn nung có khả năng hấp phụ lân với tỷ lệ N/P lớn
hơn hoặc bằng 34/1 thì sẽ làm cho tảo không phát triển được, điều này chứng tỏ đất
phèn nung” của Trương Thị Hồng Quyên (2009) đã rút ra kết luận kích cỡ có ảnh hưởng
đến khả năng hấp phụ lân của vật liệu, vật liệu có kích thước càng nhỏ thì khả năng hấp
phụ lân càng lớn và nồng độ lân càng cao thì càng làm giảm khả năng đất phèn nung có
khả năng hạn chế sự phát triển của tảo thông qua khả năng hấp phụ lân của nó.
2.9 Một số thông số lý, hóa trong nƣớc và nƣớc thải
2.8.1 Nhiệt độ
Thông thường nhiệt độ nước thường ít thay đổi hơn nhiệt độ không khí. Tuy
nhiên việc gia tăng nhiệt độ nước sông có thể làm thay đổi cấu trúc hệ sinh thái nước.
Nhiệt độ nước tăng dần ảnh hưởng đến sự suy giảm hàm lượng oxy hòa tan và
làm tăng nhu cầu oxy của cá. Nhiệt độ nước tăng còn làm xúc tiến sự phát triển của các
sinh vật phù du.
Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến các quá trình sinh học, hóa học. Nhiệt độ có thể đẩy
nhanh hoặc làm chậm các quá trình phản ứng, phân hủy các chất, trao đổi chất,… ảnh
hưởng lớn đến độ hòa tan các chất trong môi trường nước, nhiệt độ tăng hàm lượng các
ion trong nước tăng và ngược lại.
2.8.2 pH
pH là đại lượng toán học biểu thị nồng độ hoạt tính của ion H+ trong nước.
pH = -log[H+]
pH được dùng để đánh giá độ axit, độ kiềm của nước, pH phụ thuộc vào tính chất
của đất, quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh, quá trình phân hủy chất vô cơ, nhiệt
độ và sự tác động của con người. Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh, quá trình
phân hủy hợp chất hữu cơ giải phóng CO2 làm giảm pH. Ngoài ra, pH còn phụ thuộc
vào nhiệt độ và sự tác động của con người (Nguyễn Văn Bé, 1987).
pH có ý nghĩa quan trọng về mặt môi sinh trong thiên nhiên có ảnh hưởng đến
các hoạt động sinh học trong nước, liên quan đến một số đặc tính như: ăn mòn, hòa
11

tan…(Cefina, 1994). pH còn chi phối các quá trình xử lý nước như: kết bông, tạo cợn,
làm mềm, khử dính, diệt khuẩn…
Ngoài ra, ion H+ có trong môi trường nước có thể là do sản phẩm của quá trình
thủy phân các ion sắt, nhôm trong trao đổi keo đất. Do đó, pH của nước phụ thuộc vào:
Tính chất của đất: ở những vùng có nhiều sắt, nhôm (đất phèn) thì pH thấp.
Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh: quá trình quang hợp hấp thu CO2
làm giảm pH.
Nước có pH thấp càng có khả năng chứa hàm lượng cao các cation kim loại và
ngược lại. Khi nước ở khoảng trung tính và kiềm thì các kim loại chỉ có thể tồn tại ở
dạng ion hòa tan với hàm lượng rất nhỏ (trừ kim loại kiềm và kiềm thổ). Ngược lại, pH
càng cao càng có khả năng chứa hàm lượng lớn các anion của các axit yếu.
pH nước là yếu tố liên quan chặt chẽ tới dạng tồn tại và hàm lượng của hàng loạt
các thành phần hóa học hòa tan trong nước, cho phép giải thích sự kết tủa, lắng đọng
hoặc hòa tan chuyển sang trạng thái linh động của rất nhiều nguyên tố hóa học trong
môi trường tự nhiên. Các quá trình tương tác, trao đổi vật chất với pha khí, pha rắn và
các quá trình sinh học trong môi trường nước diễn ra đồng thời với sự biến đổi không
ngừng của pH nước (Trần Ngọc Lan, 2008).

12

CHƢƠNG III. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
- Thời gian: Từ tháng 8/2013 đến tháng 12/2013.
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm chất lượng môi trường, Khoa Môi trường và Tài
nguyên thiên nhiên, trường Đại học Cần Thơ.
3.2 Vật liệu và phƣơng tiện thí nghiệm
3.2.1 Vật liệu
Vật liệu nghiên cứu là những hạt khối hình trụ được tạo ra từ sự phối trộn giữa
đất sét và Ca(OH)2.

3.2.2 Phƣơng tiện thí nghiệm
-

Ca(OH)2

-

Cân phân tích 5 số lẻ

-

Cốc thủy tinh

-

NaNO3

-

Máy đo EC

-

Buret

-

K(SbO)C4 H4O4

-

Máy khuấy từ

-

Giấy lọc

-

(NH4)6Mo2O24

-

Burette chuẩn độ

-

Ống nghiệm

-

KH2PO4

-

Hệ thống bể lọc tự chế

-

Can nhựa

-

Ascorbic acid

-

Bộ lọc

-

Bình định mức

-

Pepton

-

Tủ sấy

-

Bình tam giác

-

H2SO4

Ống đong

NaHPO4.12H2O

Máy bơm nước điều áp
Máy so màu Spectro Flex
610
Máy đo pH

-

-

-

3.3 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm
3.3.1 Tạo vật liệu chứa Ca(OH)2 có khả năng hấp phụ lân trong nƣớc
-

Tìm vật liệu không có chứa Ca(OH)2: vật liệu có hình cầu, có tính trơn và không
có khả năng hấp phụ. Vật liệu là những viên bi thủy tinh được làm bằng silicat.

-

Tạo vật liệu hấp phụ lân bằng đất sét nung: Đất sét được thu tại xã Hòa Thạnh,
huyện Châu Thành tỉnh Hậu Giang có pH nằm trong khoảng từ 5 đến 6 và được
chuyển về phòng thí nghiệm chất lượng môi trường, Khoa Môi trường & TNTN.
Tiến hành phơi khô đất, nghiền phối trộn đất với nước và tạo hình bằng cối xay
thịt. Dùng dao cắt thành từng đoạn dài khoảng 1 - 1,5 cm, sau đó nung ở 550oC
trong 2 giờ để loại bỏ chất hữu cơ lẫn trong mẫu đất và làm cứng vật liệu.
13

-

Tạo vật liệu hấp phụ lân bằng Ca(OH)2: Ca(OH)2 được mua ngoài thị trường, có
khả năng tự đóng rắn nhanh khi tiếp xúc với CO2 trong không khí. Ca(OH)2 được
trộn với nước sau đó tạo hình bằng cối xay thịt có kích thước dài khoảng 1 - 1,5
cm, đem phơi.

-

Tạo vật liệu (có chứa Ca(OH)2) hấp phụ lân trong nước cần thực hiện các bước:
+ Bước 1: Chọn vật liệu nền (đất sét) có khả năng kết dính và không tan trong
nước (sau khi đun ở 550oC), có thể tích nhỏ và diện tích tiếp xúc lớn được
trộn với Ca(OH)2 và tạo hình.
+ Bước 2: Đất sét sau khi thu được phơi khô trong phòng thí nghiệm, nghiền
nhỏ và sàng qua rây có kích thước khoảng 0,5mm và được trộn với Ca(OH)2
theo các tỷ lệ khác nhau. Tỷ lệ giữa đất sét và canxi hidroxit là: 1:1; 1:2; 2:1.
+ Bước 3: Sau khi vật liệu được trộn, thêm vừa nước để tạo sự kết dính của vật
liệu và tăng độ dẻo. Tạo hình vật liệu bằng cối xay thịt và cắt thành từng đoạn
dài khoảng 1 - 1,5 cm, sau đó nung ở 550oC trong 2 giờ để vật liệu được cứng
và không tan trong nước.
+ Bước 4: Kiểm tra khả năng hấp phụ của vật liệu theo các tỉ lệ được định
hình.
3.3.2 Thí nghiệm khảo sát định tính khả năng hấp phụ lân của vật liệu trong
nƣớc.
Thí nghiệm 1: Xác định khả năng hấp phụ của vật liệu
Thí nghiệm được tiến hành với các vật liệu đã định hình theo các tỉ lệ khác

nhau.

Cân 1 g vật liệu cho vào bình tam giác 100 ml, sau đó thêm 50 ml dung dịch
PO4 có nồng độ 78,66 mg/L và tạo sự khuấy trộn vật liệu trong dung dịch. Mỗi tỷ
lệ là một nghiệm thức, ta có 7 nghiệm thức (trong đó có một nghiệm thức vật liệu
là silicat và một nghiệm thức không có vật liệu) như bảng 3.2 được mô tả. Sau
khoảng thời gian 30 phút tiến hành thu mẫu để xác định nồng độ PO43- còn lại. Thí
nghiệm được lặp lại 3 lần, tổng số mẫu là 21.
3-

Xác định được vật liệu có tỷ lệ phối trộn cho hiệu quả xử lý lân tốt nhất
trong các tỷ lệ được thí nghiệm.

14

Bảng 3.1. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 1
Nghiệm
thức (NT)

Mô tả nghiệm thức

NT1

Dung dịch phosphate chuẩn (50ml, 78,64 mg/L).

NT2

Dung dịch phosphate chuẩn (50ml, 78,64 mg/L) + 1g vật liệu silicat.

NT3

Dung dịch phosphate chuẩn (50ml, 78,64 mg/L) + 1g vật liệu đất sét nung.

NT4

Dung dịch phosphate chuẩn (50ml, 78,64 mg/L) + 1g vật liệu Ca(OH) 2.

NT5

Dung dịch phosphate chuẩn (50ml, 78,64 mg/L) + 1g vật liệu có phối trộn đất
sét và Ca(OH) 2 theo tỷ lệ 1:1.

NT6

Dung dịch phosphate chuẩn (50ml, 78,64 mg/L) + 1g vật liệu có phối trộn đất
sét và Ca(OH) 2 theo tỷ lệ 1:2.

NT7

Dung dịch phosphate chuẩn (50ml, 78,64 mg/L) + 1g vật liệu có phối trộn đất
sét và Ca(OH) 2 theo tỷ lệ 2:1.

Thí nghiệm 2: Kiểm tra sự phóng thích phosphate của vật liệu
Sau khi chọn được vật liệu có khả năng hấp phụ lân tốt nhất, tiến hành bố trí
thí nghiệm kiểm tra sự phóng thích phosphate của vật liệu vào môi trường nước.
Cân một lượng vật liệu xác định (1g) cho vào bình tam giác, thêm 50 ml
nước cất và lắc đều. Tiến hành thu mẫu sau 24 giờ để xác định nồng độ phosphate
trong môi trường nước của các nghiệm thức. Qua đó đánh giá khả năng phóng thích
phosphate của vật liệu, so sánh với nghiệm thức đối chứng. Thí nghiệm được lặp
lại 3 lần với 2 nghiệm thức, tổng số mẫu là 6.
Bảng 3.2. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 2

Nghiệm thức (NT)

Mô tả nghiệm thức

NT1

Nước cất (50ml).

NT2

Nước cất (50ml) + 1g vật liệu.

Thí nghiệm 3: So sánh khả năng phóng thích phosphate của các vật liệu
trong thí nghiệm
Vật liệu được sử dụng trong thí nghiệm 3 là các vật liệu ở thí nghiệm 1. Thí
nghiệm 3 gồm 7 nghiệm thức và được tiến hành như thí nghiệm 2, thu mẫu sau 24 giờ.
Qua so sánh được khả năng phóng thích phosphate của các vật liệu vật liệu, nhằm
kiểm tra vật liệu được chọn so với các vật liệu khác.

15

Bảng 3.3. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 3
Nghiệm
thức (NT)

Mô tả nghiệm thức

NT1

Nước cất (50ml).

NT2

Nước cất (50ml) + 1g vật liệu silicat.

NT3

Nước cất (50ml) + 1g vật liệu đất sét nung.

NT4

Nước cất (50ml) + 1g vật liệu Ca(OH)2.

NT5

Nước cất (50ml) + 1g vật liệu có phối trộn đất sét và Ca(OH) 2 theo tỷ lệ 1:1.

NT6

Nước cất (50ml) + 1g vật liệu có phối trộn đất sét và Ca(OH) 2 theo tỷ lệ 1:2.

NT7

Nước cất (50ml) + 1g vật liệu có phối trộn đất sét và Ca(OH) 2 theo tỷ lệ 2:1.

3.3.3 Thí nghiệm khảo sát định lƣợng khả năng hấp phụ lân của vật liệu
trong nƣớc.
Thí nghiệm 4: Định lượng khả năng hấp phụ tối đa, tối ưu của vật liệu trong
nước

Cân một lượng vật liệu xác định được chọn tại thí nghiệm 1 (5g) cho vào
bình tam giác 1 lít, thêm vào 1 lít dung dịch PO43- có nồng độ C (mg/L).
Tạo sự khuấy trộn dung dịch liên tục, thu mẫu sau từng khoảng thời gian xác
định. Xác định nồng độ PO43- trong dung dịch của từng nghiệm thức theo các
khoảng thời gian.
Thí nghiệm được lặp lại 3 lần với 2 nghiệm thức.
Bảng 3.4. Các nghiệm thức trong thí nghiệm 4
Nghiệm thức (NT)

Mô tả nghiệm thức

NT1

Dung dịch phosphate chuẩn (1000 ml, 29,63 mg/L).

NT2

Dung dịch phosphate chuẩn (1000 ml, 29,63 mg/L) + 5g vật liệu .

Đến một thời điểm, nồng độ hóa chất trong NT1 gần như không thay đổi qua
các thời điểm thu mẫu và nồng độ hóa chất trong dung dịch của NT2 ổn định ở giá
trị C’, C’’. Kết luận về hoạt tính tối đa của 1g vật liệu theo công thức sau:

(C  C' )  V
1000  m

(mg hóa chất).

16

nghiên cứu ứng dụng vật liệu có chứa ca(oh)2 để xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về