Nghiên cứu đặc trưng nước thải phòng thí nghiệm ở trường trung học cơ sở và đề xuất phương án xử lý sơ bộ luận văn thạc sỹ hóa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN DUY LINH

NGHI N C U Đ C TRƯNG NƯ C THẢI H NG
TH NGHIỆ
V Đ

TRƯỜNG TRUNG HỌC C

UẤT HƯ NG N

L

Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số:

60440113

LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS.TS. NGUYỄN HOA DU

Vinh - 2012


ii

LỜI C

N

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
- Thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Hoa Du, chủ nhiệm khoa hóa – Trƣờng
Đại học Vinh đã giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn khoa học, tạo mọi điều kiện
thuận lợi nhất cho tôi nghiên cứu và hoàn thành luân văn này.
- Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hóa cùng các
thầy giáo, cô giáo thuộc bộ môn Hóa vô cơ khoa Hóa học trƣờng Đại học
Vinh đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn
này.
- Cá c thầy cô phụ trách phòng th nghiệm hóa vô cơ trƣờng Đại học
Vinh, trƣờng Đại học Sài Gòn đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong
quá trình nghiên cứu.
- Tôi cũng xin cảm ơn tất cả những ngƣời thân trong gia đình, Ban
giám hiệu Trƣờng THCS Bình Chánh, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này.
TP.Vinh, tháng 10 năm 2012
Nguyễn Duy Linh


iii

ỤC LỤC
Trang bìa phụ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- i
LỜI CÁM ƠN -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ii
MỤC LỤC------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- iii
CÁC

HIỆU VI T TẮT TRONG LUẬN VĂN ---------------------------------------------------------------- vi

DANH MỤC BẢNG BI U --------------------------------------------------------------------------------------------------------- vii
DANH MỤC H NH ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- viii
PHẦN MỞ ĐẦU -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
CHƢƠNG 1: T NG QUAN
1.1. Môi trƣờng và sự ô nhiễm môi trƣờng --------------------------------------------------------------------------- 4
1.1.1. Đ nh ngh a môi trƣờng ------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
1.1.2. hái niệm về ô nhiễm môi trƣờng, ô nhiễm nƣớc ---------------------------------------------- 4
1.2. Chất thải PTN hóa học --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
1.2.1. Phân loại theo t nh chất ------------------------------------------------------------------------------------------------ 5
1.2.2. Phân loại theo nhóm nguồn ho c dòng thải ch nh ---------------------------------------------- 7
1.2.3. Đ c điểm chung của chất thải PTN trƣờng ph thông -------------------------------------- 9
1.2.4. Hoạt động của PTN ở nhà trƣờng ph thông-------------------------------------------------------- 9
1.2.5. Chất thải PTN trƣờng THCS ------------------------------------------------------------------------------------ 10
1.3 Các phƣơng pháp

l chất thải và nƣớc thải PTN------------------------------------------------- 10

1.3.1. Phƣơng pháp vật l : ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 10
1.3.1.1. Lọc, phân loại bằng song chắn ---------------------------------------------------------------------- 10
1.3.1.2. Bể lọc, lắng bằng cát ----------------------------------------------------------------------------------------- 11
1.3.2. Phƣơng pháp hóa l

----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11

1.3.2.1. Phƣơng pháp hấp phụ bằng than hoạt t nh ------------------------------------------------ 11
1.3.2.2. Phƣơng pháp trung hòa ------------------------------------------------------------------------------------ 12
1.3.2.3. Phƣơng pháp o i hóa kh

--------------------------------------------------------------------------------

14

1.3.2.4. Phƣơng pháp kết tủa ------------------------------------------------------------------------------------------ 16
1.3.2.5. Phƣơng pháp trao đ i ion -------------------------------------------------------------------------------- 17
1.3.2.6. Một số phƣơng pháp khác ------------------------------------------------------------------------------- 19


iv

1.4. Thực trạng vấn đề quản l và

l chất thải PTN trƣờng học --------------------------- 20

CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHI N C U VÀ Ỹ THUẬT TH C NGHIỆM.
2.1. Phƣơng pháp thống kê ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24
2.2. Phƣơng pháp t nh toán ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25
2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm ác đ nh hàm lƣợng các chất ô nhiễm. ------------------- 27
2.3.1. Xác đ nh t ng chất rắn lơ l ng Suspension Solid-SS)----------------------------------- 27
2.3.2. Xác đ nh t ng chất rắn hòa tan Diluted Solid-DS) ----------------------------------------- 28
2.3.3. Xác đ nh độ a it trong nƣớc thải ---------------------------------------------------------------------------- 28
2.3.4. Xác đ nh pH của nƣớc thải: -------------------------------------------------------------------------------------- 29
CHƢƠNG 3: TH C NGHIỆM,

T QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

30

3.1. Đánh giá đ c trƣng nƣớc thải PTN trƣờng THCS. -------------------------------------------------- 30
3.2. Xác đ nh 1 số thông số chất lƣợng nƣớc thải PTN. ------------------------------------------------- 31

3.2.1. Xác đ nh đ c t nh a it-ba ơ của nƣớc thải ---------------------------------------------------------- 31
3.2.2. Xác đ nh pH, chất rắn lơ l ng, chất rắn hòa tan,dung lƣợng t ng nƣớc
thải ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 39
3.2.3. Thực nghiệm ác đ nh độ a it trong nƣớc thải -------------------------------------------------- 41
3.3. ết quả thực nghiệm khảo sát khả năng

l nƣớc thải PTN trƣờng THCS

bằng đá vôi CaCO3) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42
3.4. Thiết kế công nghệ và thiết b

l nƣớc thải PTN trƣờng THCS ------------------- 48

3.4.1. Cơ sở thiết kế: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 48
3.4.2. Sơ đồ công nghệ

l

------------------------------------------------------------------------------------------------ 49

3.4.2.1. Công nghệ

l một giai đoạn --------------------------------------------------------------------- 49

3.4.2.2. Công nghệ

l hai giai đoạn ----------------------------------------------------------------------- 50

3.4.2.3. Công nghệ

l ba giai đoạn ------------------------------------------------------------------------ 50

3.4.3. T nh toán thiết kế thiết b

l . ------------------------------------------------------------------------------ 51

3.4.3.1. Song chắn -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 52
3.4.3.2. Thiết b

l

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

53

3.4.3.3. Vật liệu

l

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

56

3.4.3.4. Chi ph

ây dựng hệ thống

l

------------------------------------------------------------------

57


v

3.4.3.5. Mô hình hệ thống

l sơ bộ ------------------------------------------------------------------------ 57

3.5. Đề uất phƣơng pháp quản l chất thải PTN ở trƣờng ph thông --------------------- 59
3.5.1. Phân loại hóa chất và việc bảo quản, s dụng trong PTN trƣờng THCS 59
3.5.2. Đề uất một số biện pháp quản l chất thải PTN ở trƣờng ph thông ------ 61
3.5.2.1. Đối với hóa chất thải không có đ c t nh nguy hại ----------------------------------- 61
3.5.2.2. Đối với chất thải có đ c t nh nguy hại -------------------------------------------------------- 62
T LUẬN VÀ I N NGH

------------------------------------------------------------------------------------------------------

67

TÀI LIỆU THAM HẢO -------------------------------------------------------------------------------------------------------------68


vi

C C

HIỆU VI T T T TR NG LU N V N

CTNH

Chất thải nguy hại

ĐH

Đại học

MT

Mẫu thải

PTN

Phòng th nghiệm

TCVN

Tiêu chu n Việt Nam

THCS

Trung học cơ sở

THPT

Trung học ph thông

TP

Thành phố

TP.HCM

Thành phố Hồ Ch Minh


vii

D NH

ỤC ẢNG I U

Bảng 1.1: Các đ c t nh của than hoạt t nh hạt và than hoạt t nh bột.
Bảng 1.2: X l chất thải bằng chất o y hóa.
Bảng 1.3: X l chất thải bằng chất kh .
Bảng 1.4: Các hóa chất thƣờng s dụng trong quá trình kết tủa.
Bàng 2.1: Số liệu hóa chất s dụng trong chƣơng trình hóa THCS.
Bảng 3.1: Giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải
công nghiệp.
Bảng 3.2: Các thông số ô nhiễm và giới hạn cho ph p của nƣớc thải phòng
th nghiệm trƣờng trung học cơ sở.
Bảng 3.3: Thống kê lƣợng hóa chất trong mẫu nƣớc thải PTN tháng 9.
Bảng 3.4: Thống kê lƣợng hóa chất trong mẫu nƣớc thải PTN tháng 10.
Bảng 3.5: Thống kê lƣợng hóa chất trong mẫu nƣớc thải PTN tháng 11.
Bảng 3.6: Thống kê lƣợng hóa chất trong mẫu nƣớc thải PTN tháng 12 – 1.
Bảng 3.7: Thống kê lƣợng hóa chất trong mẫu nƣớc thải PTN tháng 2.
Bảng 3.8: Thống kê lƣợng hóa chất trong mẫu nƣớc thải PTN tháng 3.
Bảng 3.9: Thống kê lƣợng hóa chất trong mẫu nƣớc thải PTN tháng 4.
Bảng 3.10: Thông số nƣớc thải PTN trƣờng THCS.

Bảng 3.11: ết quả chu n độ mẫu bằng NaOH 1M với chất ch th
Phenolphtalein.
Bảng 3.12: Độ a it t nh theo H+ trao đ i và khối lƣợng CaCO3 cần dùng cho
quá trình

l nƣớc thải.

Bảng 3.13: hối lƣợng chất rắn lơ l ng sau khi

l bằng đá vôi.

Bảng 3.14: Tải lƣợng nƣớc thải PTN cho một nhóm học sinh.
Bảng 3.15: Tải lƣợng nƣớc thải PTN cho một lớp.
Bảng 3.16: Bảng dự toán chi ph

ây dựng hệ thống

l sơ bộ nƣớc thải

PTN trƣờng THCS.
Bảng 3.17: T nh chất nguy hại của 1 số hóa chất s dụng trong PTN trƣờng
THCS.


viii

D NH

ỤC H NH

Hình 1.1: Sự quan tâm của học sinh đến CTNH.
Hình 3.1: Thành phần nƣớc thải chứa nH+ và nOH- tƣơng đƣơng.
H nh 3.2: Thành phần nH+ tƣơng ứng trong nƣớc thải.
Hình 3.3: pH nƣớc thải PTN trƣờng THCS Bình Chánh.
Hình 3.4: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải MT9 theo thời gian tiếp úc
với đá vôi.
Hình 3.5: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải MT10 theo thời gian tiếp úc
với đá vôi.
Hình 3.6: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải MT11 theo thời gian tiếp úc
với đá vôi.
Hình 3.7: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải MT12 – 1 theo thời gian tiếp
úc với đá vôi.
Hình 3.8: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải MT2 theo thời gian tiếp úc
với đá vôi.
Hình 3.9: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải MT3 theo thời gian tiếp úc
với đá vôi.
Hình 3.10: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải MT4 theo thời gian tiếp úc
với đá vôi.
Hình 3.11: Biến thiên giá tr pH của nƣớc thải chung 1 năm theo thời gian tiếp
úc với đá vôi.
Hình 3.12: Sơ đồ công nghệ

l 1 giai đoạn.

Hình 3.13: Bể thu gom, trộn dòng thải và trung hòa.
Hình 3.14: Mô hình công nghệ
Hình 3.15: Sơ đồ công nghệ

l 2 giai đoạn.
l 3 giai đoạn.

Hình 3.16: Nắp chắn rác.
Hình 3.17: Mô hình công nghệ

l nƣớc thải PTN trƣờng THCS theo 3 giai

đoạn.
Hình 3.18: Các loại thùng chứa chất thải nguy hại có thể dùng.


1

HẦN

ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Nƣớc là nguồn tài nguyên qu báu, nguồn sống của nhân loại. Chúng ta
đang đứng trƣớc nguy cơ ô nhiễm môi trƣờng và khan hiếm nguồn nƣớc sạch.
Do đó việc bảo quản nguồn nƣớc sạch và bảo vệ môi trƣờng sẽ góp phần nâng
cao điều kiện sống và sức khỏe con ngƣời, đ y mạnh phát triển kinh tế - ã
hội.
Hiện nay ở hầu hết các trƣờng ph thông đều có phòng th nghiệm hóa
học phục vụ việc dạy học hóa học. Một trong những nội dung dạy học hóa
học đó là dạy học sinh bảo vệ môi trƣờng. Tuy nhiên, thực tế hiện nay là đa số
các trƣờng ph thông cấp 2 và cấp 3 đều chƣa có biện pháp kỹ thuật

l

nƣớc thải phòng th nghiệm, do đó các hóa chất sau khi đƣợc s dụng trong

các tiết dạy đều thải trực tiếp ra môi trƣờng theo đƣờng nƣớc thải sinh hoạt.
Điều đó t nhiều gây ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng nguồn nƣớc và môi
trƣờng sống của chúng ta. Để có biện pháp

l th ch hợp và khả thi đối với

điều kiện trƣờng ph thông, cần điều tra, đánh giá những đ c điểm thành
phần, tần suất thải của nƣớc thải phòng th nghiệm các trƣờng học. Đồng thời,
để giảm thiểu tác động đối với môi trƣờng, các phòng th nghiệm cần có các
biện pháp quản l chất thải tốt.
Trên cơ sở thực tiễn đó và bản thân đang công tác giảng dạy hóa học tại
trƣờng Trung học cơ sở, chúng tôi chọn đề tài ‘‘
làm nội dung nghiên cứu luận văn cao học. Hy vọng kết quả thu đƣợc
từ đề tài này sẽ cung cấp cho chúng ta một bức tranh t ng quan về chất thải
trong phòng th nghiệm ở trƣờng ph thông cơ sở, đồng thời đƣa ra đƣợc cách
l nƣớc thải này một cách đơn giản với chi ph thấp.


2

.

c đích n hi n c u

- Nghiên cứu đ c trƣng nƣớc thải phòng th nghiệm PTN trƣờng trung học
cơ sở.
- Đề uất phƣơng án

l sơ bộ nƣớc thải PTN trƣờng trung học cơ sở.

- Đề uất phƣơng pháp quản l chất thải PTN.
3. Nhiệm v n hi n c u
- Đánh giá đ c trƣng nƣớc thải PTN hóa học các trƣờng trung học cơ sở:
thành phần hóa học, tải lƣợng nƣớc thải, tần suất thải theo thời gian.
- Thiết kế mô hình

l sơ bộ nƣớc thải PTN hóa học: nguyên tắc hoạt động

đơn giản, n đ nh, dễ s dụng.
- Nghiên cứu mô hình quản l chất thải PTN ở trƣờng trung học cơ sở.
. h

n ph p n hi n c u
–

4.1.

:

- Điều tra t ng lƣợng chất thải thải ra ở các PTN trƣờng trung học cơ sở.
-

kiến các đồng nghiệp về thực trạng chất thải PTN gây ảnh hƣởng đến môi

trƣờng.
4.2.

: t ng hợp,

l số liệu về tần suất, thành phần

chất thải PTN theo thời gian.
4.3.

:

- Phân t ch ác đ nh một số thông số cơ bản về đ c trƣng nƣớc thải PTN và
ảnh hƣởng của chúng đến môi trƣờng.
- Th nghiệm tác dụng của đá vôi trong việc
- Đề uất và thiết kế thiết b

l sơ bộ nƣớc thải PTN.

l sơ bộ nƣớc thải PTN dùng đá vôi.

- Đo các thông số cơ bản trƣớc và sau khi

l nƣớc thải PTN với đá vôi.


3

. Nh n đ n

pc

đề tài

- Phân t ch và đánh giá đƣợc đ c trƣng nƣớc thải PTN trƣờng trung học cơ sở.
- Đề uất phƣơng pháp

l và thiết kế th nghiệm thiết b

l sơ bộ chất

thải PTN trƣờng trung học cơ sở.
- Đề uất phƣơng pháp quản l chất thải PTN trƣờng trung học cơ sở.
6. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến ngh ; nội dung gồm 3 chƣơng ch nh:
Ch

n 1: T ng quan
1.1 Môi trƣờng và sự ô nhiễm môi trƣờng
1.2 Chất thải PTN trƣờng trung học cơ sở THCS
1.3 Các phƣơng pháp

l chất thải và nƣớc thải PTN trƣờng THCS

Ch

n

: Phƣơng pháp và kỹ thuật thực nghiệm

Ch

n 3: Thực nghiệm, kết quả và thảo luận
3.1 Đánh giá đ c trƣng nƣớc thải PTN trƣờng THCS
3.2 Xác đ nh một số thông số chất lƣợng nƣớc thải PTN trƣờng THCS
3.3 Kết quả thực nghiệm quá trình

l nƣớc thải PTN trƣờng THCS

bằng đá vôi CaCO3)
3.4 Thiết kế, th nghiệm thiết b

l sơ bộ nƣớc thải PTN trƣờng trung

học cơ sở
3.5 Đề uất phƣơng pháp quản l chất thải PTN trƣờng THCS


4

CHƯ NG 1 T NG
1.1.

i tr

n và s

nhiễm m i tr

U N

n

1.1.1.
Môi trƣờng bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo
quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con ngƣời, có ảnh hƣởng tới đời sống,

sản uất, sự tồn tại, phát triển của con ngƣời và thiên nhiên. [1], [18].
Đối với con ngƣời, môi trƣờng sống là t ng hợp các điều kiện vật l , hóa
học, kinh tế ã hội có ảnh hƣởng đến sự sống và phát triển của từng cá nhân,
của cộng đồng con ngƣời.
Để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng, ngƣời ta thƣờng đo đạc, phân t ch và
so sánh các thông số chất lƣợng môi trƣờng với các tiêu chu n về chất lƣợng
môi trƣờng do từng quốc gia hay các t chức quốc tế đƣa ra [10].
1.1.2.
Ô nhiễm môi trƣờng là các thay đ i không mong muốn về t nh chất vật
l , hóa học, sinh học của không kh , nƣớc hay đất có thể gây ảnh hƣởng có
hại cho sức khỏe, sự sống, hoạt động của con ngƣời hay các sinh vật khác [8],
[14].
Một đ nh ngh a khác về ô nhiễm môi trƣờng đƣợc s dụng khá ph biến
hiện nay cho rằng, ô nhiễm môi trƣờng là quá trình con ngƣời chuyển vào môi
trƣờng các chất hay dạng năng lƣợng có khả năng gây hại cho sức khỏe của
con ngƣời, sinh vật, hệ sinh thái, hủy hoại cấu trúc, sự hài hòa, ho c làm ảnh
hƣởng đến các tác dụng lợi ch vốn có của môi trƣờng [1].
Qua 2 khái trên ta nhận thấy có sự khác nhau r rệt về quan niệm, khái
niệm thứ nhất ch để nói đến sự tác động một cách khách quan của các yếu tố
tự nhiên đến sự ô nhiễm môi trƣờng, còn khái niệm thứ hai ch r ô nhiễm


5

môi trƣờng phần lớn do con ngƣời tác động trực tiếp hay gián tiếp vào môi
trƣờng.
Từ những khái niệm trên, sự ô nhiễm môi trƣờng có thể đƣợc hiểu ngắn
gọn theo Luật Bảo vệ môi trƣờng Việt Nam là: ô nhiễm môi trƣờng là sự làm
thay đ i t nh chất của môi trƣờng, vi phạm tiêu chu n môi trƣờng .
1.2. Chất thải TN h

học

Đối với trƣờng ph thông PTN hóa học là một bộ phận không thể tách
rời với hoạt động dạy học. PTN là nơi giúp học sinh tiến hành các th nghiệm
nhằm củng cố lại các kiến thức đã l nh hội trên l thuyết, ho c nghiên cứu
các kiến thức của bài học mới. Song song với các tiết thực hành th nghiệm
này thì có một lƣợng không nhỏ các chất thải hóa học ở PTN đƣợc thải ra môi
trƣờng. Trong số đó có phần lớn chất thải nguy hại đến môi trƣờng sinh thái
và đến sức khỏe con ngƣời.
Các chất thải nguy hại này đƣợc phân làm 2 loại ch nh: Phân loại theo
t nh chất và phân loại theo nhóm nguồn ho c dòng thải ch nh [19].
1.2.1.

â loạ

eo í

Theo quyết đ nh 23/2006/QĐ-BTNMT ban hành ngày 26 tháng 12 năm
2006 thì chất thải nguy hại bao gồm các đ c t nh sau: [19]
 Dễ nổ (N – H1):
Một chất thải đƣợc em là dễ n nếu mẫu đại diện có chứa một trong các
đ c t nh sau :
- Các chất thải ở thể rắn ho c lỏng mà bản thân chúng có thể n do kết quả

phản ứng hóa học của chất thải khi tiếp úc với ngọn l a, va đập ho c b ma
sát .


6

- Tạo ra các loại kh ở nhiệt độ, áp suất và tốc độ gây thiệt hại cho môi

trƣờng ung quanh.
Mã H : C
N: ý

B sel
ủ

d

ổ

 Dễ ch y (C)
Chất thải dễ cháy đƣợc chia là 4 nhóm nhƣ sau :
- Chất thải lỏng dễ cháy H3 : là chất thải ở dạng lỏng, hỗn hợp ho c chất

lỏng chứa chất rắn hòa tan ho c lơ l ng, có nhiệt độ bắt cháy thấp theo các
tiêu chu n hiện hành điểm chớp cháy nhỏ hơn 60oC hay 140oF).
- Chất thải rắn dễ cháy H4 : là chất thải rắn có khả năng tự bốc cháy ho c

phát l a do ma sát trong các điều kiện vận chuyển.
- Chất thải có khả năng tự bốc cháy H4.2 : là chất thải rắn ho c lỏng có thể

tự nóng lên trong điều kiện vận chuyển bình thƣờng, ho c tự nóng lên do tiếp
úc với không kh và có khả năng bốc cháy.
- Chất thải tạo ra kh dễ cháy H4.3 : là chất thải khi tiếp úc với nƣớc có

khả năng tự bốc cháy ho c tạo ra lƣợng kh dễ cháy nguy hiểm.

 Chất oxy h

( H – H5.1) :

Chất thải o y hoá là các chất thải có khả năng nhanh chóng thực hiện
phản ứng o y hóa tỏa nhiệt mạnh khi tiếp úc với các chất khác, có thể gây ra
ho c góp phần đốt cháy các chất đó.
 Chất ăn mòn (

– H8):

Chất thải đƣợc coi là chất thải nguy hại có t nh ăn mòn khi mẫu đại diện
thể hiện một trong các t nh chất sau:
- Là chất thải, thông qua các phản ứng hóa học sẽ gây t n thƣơng nghiêm

trọng các mô sống khi tiếp úc.


7

- Trong trƣờng hợp các chất thải nguy hại có t nh ăn mòn rò r nó sẽ phá hủy

các vật liệu, hàng hóa và phƣơng tiện vận chuyển.
- Thông thƣờng đó là các chất ho c hỗn hợp các chất có t nh axit mạnh pH

nhỏ hơn ho c bằng 2 , ho c kiềm mạnh pH lớn hơn hay bằng 12,5
 Chất thải c tính độc (Đ)
- Độc cấp t nh H6.1 : là các chất thải có thể gây t vong, t n thƣơng nghiêm

trọng ho c có hại cho sức khỏe qua đƣờng ăn uống, hô hấp ho c qua da.

- Độc từ từ ho c mãn t nh H11 : chất thải có thể gây ra các ảnh hƣởng từ từ

ho c mãn t nh, kể cả gây ung thƣ do ăn phải, h t thở phải ho c ngấm qua da.
- Sinh kh độc H10 : là các chất thải có chứa các thành phần mà khi tiếp úc

với không kh ho c với nƣớc sẽ phải phóng ra kh độc, gây nguy hiểm đối với
ngƣời và sinh vật.
- Chất thải có t nh độc sinh thái ĐS – H1): Chất thải đƣợc em là chất thải

nguy hại có t nh độc sinh thái khi có thể gây ra các tác hại nhanh chóng ho c
từ từ đối với môi trƣờng thông qua t ch luỹ sinh học ho c gây tác hại đến các
sinh vật.
 Chất thải dễ lây nhiễm (LN – H6.2):
Chất thải đƣợc coi là nguy hại và có đ c t nh lây nhiễm khi chất thải có
chứa vi sinh vật ho c độc tố gây bệnh cho ngƣời và động vật.
1.2.2.

â loạ

eo

o

d

í

Theo quyết đ nh 23/2006/QĐ-BTNMT ban hành ngày 26 tháng 12 năm
2006 thì chất thải nguy hại còn đƣợc ác đ nh dựa theo nhóm nguồn ho c
dòng thải ch nh:

01. Chất thải từ ngành thăm dò, khai thác, chế biến khoáng sản, dầu kh và
than.


8

02. Chất thải từ ngành sản xuất hoá chất vô cơ.
03. Chất thải từ ngành sản xuất hoá chất hữu cơ.
04. Chất thải từ ngành nhiệt điện và các quá trình nhiệt khác.
05. Chất thải từ ngành luyện kim.
06. Chất thải từ ngành sản xuất vật liệu xây dựng và thuỷ tinh.
07. Chất thải từ quá trình x l , che phủ bề m t, tạo hình kim loại và các vật
liệu khác.
08. Chất thải từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng, s dụng các sản
ph m che phủ (sơn, v c ni, men thuỷ tinh), chất kết d nh, chất b t k n và
mực in.
09. Chất thải từ ngành chế biến gỗ, sản xuất các sản ph m gỗ, giấy và bột
giấy.
10. Chất thải từ ngành chế biến da, lông và dệt nhuộm.
11. Chất thải xây dựng và phá dỡ (kể cả đất đào từ các khu vực b ô nhiễm).
12. Chất thải từ các cơ sở tái chế,

l , tiêu huỷ chất thải,

l nƣớc cấp sinh

hoạt và công nghiệp.
13. Chất thải từ ngành y tế và thú y (trừ chất thải sinh hoạt từ ngành này).
14. Chất thải từ ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và thuỷ sản.
15. Thiết b , phƣơng tiện giao thông vận tải đã hết hạn s dụng và chất thải từ

hoạt động phá dỡ, bảo dƣỡng thiết b , phƣơng tiện giao thông vận tải.
16. Chất thải hộ gia đình và chất thải sinh hoạt từ các nguồn khác.
17. Dầu thải, chất thải từ nhiên liệu lỏng, chất thải dung môi hữu cơ, môi chất
lạnh và chất đ y (propellant).
18. Các loại chất thải bao bì, chất hấp thụ, giẻ lau, vật liệu lọc và vải bảo vệ.
19. Các loại chất thải khác.


9

ủ

1.2.3.

N

ổ

Nhìn chung chất thải phòng th nghiệm trƣờng ph thông thƣờng chứa
một số loại hóa chất có đ c t nh sau: [3], [26]
- Dung môi dễ cháy (axeton , ancol, axetonitrin… ;
- Chất ăn mòn (axit clohidric, Kali hidroxit dạng viên…. ;
- Các chất hoạt t nh hóa học mạnh nhƣ: Xianua, Sunfua, chất oxi hoá, chất

dễ n , các chất không n đ nh, và cả những chất háo nƣớc;
- Các chất độc hại: kim loại n ng, chất gây biến đ i gen, chất sinh ung thƣ,

chất gây độc mãn t nh và cấp t nh (Cloroform, ethidium bromide,… ;
- Polychlorinated biphenyl (nồng độ > 50ppm);

Nhƣ vậy theo quyết đ nh 23/2006/QĐ-BTNMT ban hành ngày 26 tháng
12 năm 2006 thì chất thải PTN trƣờng ph thông thuộc vào nhóm chất thải có
đ c t nh dễ n , dễ cháy, chất o y hóa, chất ăn mòn và chất thải có t nh độc.
1.2.4. Hoạ

ủ

N

ổ

Đối với bộ môn hóa học, th nghiệm giữ vai trò đ c biệt quan trọng nhƣ
một bộ phận không thể tách rời của quá trình dạy học. Thông qua th nghiệm
ngƣời học nắm bắt đƣợc kiến thức bộ môn, đồng thời hình thành kỹ năng thực
hành. Do đó việc giảng dạy hóa học luôn đƣợc tiến hành ngay trong PTN
ho c phòng bộ môn để gắn liền việc giảng dạy l thuyết với thực hành, giúp
học sinh nắm kiến thức một cách hứng thú, sinh động, vững chắc và sâu sắc
hơn. Vì vậy, tùy theo mục đ ch của quá trình học tập mà hoạt động th nghiệm
ở trƣờng ph thông của học sinh đƣợc chia làm 3 dạng khác nhau [4]:
-

Th nghiệm minh họa hay nghiên cứu bài mới: đƣợc tiến hành theo từng cá

nhân ho c theo nhóm đƣợc phân chia trƣớc.


10

- Th nghiệm thực hành: nhằm củng cố những kiến thức mà học sinh l nh hội

đƣợc trong những giờ học trƣớc, r n luyện kỹ năng, kỹ ảo và kỹ thuật tiến
hành th nghiệm.
- Th nghiệm ngoại khóa: th nghiệm vui, th nghiệm tăng cƣờng hứng thú

học tập, nâng cao vai trò giáo dục kỹ thuật t ng hợp, gắn liền kiến thức đã học
với đời sống thực tế sản uất.
1.2.5. C

N

HC

Đối với các th nghiệm ở trƣờng THCS hóa chất s dụng thƣờng là
những loại ph biến, nên nƣớc thải PTN trƣờng THCS chủ yếu là: [15], [16].
- Chất kh hòa tan (CO2, SO2, NH3, HCl…
- Chất rắn lơ l ng SS và chất rắn hòa tan (DS)
- Chất rắn không tan, vụn kim loại Zn, Fe, Cu, Ag…
- Chất hữu cơ (rƣợu etylic, a it a etic…

Theo sự phân loại chất thải nguy hại của quyết đ nh 23/2006/QĐBTNMT thì chất thải PTN trƣờng THCS thuộc nhóm chất thải lỏng dễ cháy,
chất ăn mòn, chất độc từ từ ho c mãn t nh, chất thải sinh kh độc, chất thải có
t nh độc sinh thái.
1.3. C c ph

n ph p x l chất thải và n

c thải TN

Nƣớc thải nói chung có chứa rất nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi
phải

l bằng những phƣơng pháp th ch hợp khác nhau. Sau đây là t ng

quan một số phƣơng pháp

l nƣớc thải: phƣơng pháp vật l , phƣơng pháp

hóa l ...[14], [9], [7], [3], [28].
1.3.1.

lý:

1.3.1.1. Lọc, phân loại bằng song chắn:


11

-

Ƣu điểm: phân loại và tách đƣợc các chất rắn không tan với k ch thƣớc

lớn.
-

huyết điểm: không tách đƣợc các chất không tan với k ch thƣớc nhỏ, các

chất tan trong chất thải. Đôi khi gây cản trở dòng chảy nƣớc thải. [14]
1.3.1.2. Bể lọc, lắng: bằng cát
- Ƣu điểm: phân loại và tách một phần các chất rắn lơ l ng, chất rắn không

tan với k ch thƣớc nhỏ, không tiêu tốn hóa chất vận hành đơn giản.
-

huyết điểm: Cần chi ph đầu tƣ cao với diện t ch lớn, hiệu quả kh mùi,

kh màu thấp.
 Qua các ƣu và khuyết điểm trong việc

l nƣớc thải bằng các

phƣơng pháp vật l nhƣ đã nêu ở trên, chúng tôi nhận thấy chƣa th ch hợp đối
với nƣớc thải PTN trƣờng THCS vì trong nƣớc thải còn nhiều ion hòa tan
chƣa đƣợc
1.3.2.

l , chƣa cân bằng đƣợc hàm lƣợng a it – ba ơ trong nƣớc thải.
lý

1.3.2.1. Phƣơng pháp hấp phụ: bằng than hoạt t nh
Than hoạt t nh đƣợc điều chế từ ƣơng động vật, gỗ, vỏ trấu, gáo dừa,
v.v... Chất lƣợng của than hoạt t nh phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu ban đầu và
phƣơng pháp điều chế than hoạt t nh. Than hoạt t nh có k ch thƣớc lỗ lớn >
25nm, trung bình > 1nm và < 25nm; vi lỗ < 1nm. Có hai loại than hoạt t nh là
than hoạt t nh bột PAC có đƣờng k nh hạt < 0,074mm, và than hoạt t nh hạt
GAC đƣờng k nh > 0,1mm [3], [11].


12

ản 1.1: C c đặc tính c

th n hoạt tính hạt và th n hoạt tính bột [14].

Th n s
T ng diện t ch bề m t m2/g)
hối lƣợng riêng kg/m3)
hối lƣợng riêng, t m ƣớt trong nƣớc kg/l
Vùng k ch thƣớc hạt mm [μm]
ch thƣớc hiệu dụng mm

GAC

PAC

700 – 1300

800 – 1800

400 – 500

360 – 740

1 – 1,5

1,3 – 1,4

0,1 – 2,36

[5 – 50]

0,6 – 0,9

Hệ số đồng nhất UC

≤ 1,9

Bán k nh lỗ trung bình

16 – 30

20 – 40

≤8

≤6

2–8

3 – 10

Tro (%)
Độ m đóng gói

Dùng than hoạt t nh loại đƣợc các hợp chất hữu cơ bền, loại bỏ lƣợng dƣ
các hợp chất vô cơ chứa nitơ, gốc sufit và kim loại n ng, kh mùi và v .
Phƣơng pháp này chƣa đạt đƣợc hiệu quả cao trong việc

l nƣớc thải

PTN vì đ c trƣng nƣớc thải PTN ở trƣờng trung học cơ sở lƣợng chất hữu cơ

độc hại, kim loại n ng không nhiều.
1.3.2.2. Phƣơng pháp trung hòa
Nƣớc thải PTN chứa nhiều axit ho c kiềm. Để ngăn ngừa hiện tƣợng
xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch và
nguồn nƣớc không b phá hoại, ta cần phải trung hòa nƣớc thải. Trung hòa
còn nhằm mục đ ch tách loại một số ion kim loại n ng ra khỏi nƣớc thải.
M t khác muốn nƣớc thải đƣợc x l tốt bằng phƣơng pháp sinh học phải
tiến hành trung hòa và điều ch nh pH về 6,6 -7,6 [9]. Trung hòa bằng cách


13

dùng các dung d ch axit ho c muối axit, các dung d ch kiềm ho c oxit
kiềm để trung hòa dung d ch nƣớc thải [9].
Công nghệ

l cần t nh đến khả năng trung hòa lẫn nhau giữa các loại

nƣớc thải chứa a it và kiềm.
Quá trình trung hòa đƣợc thực hiện trong các bể trung hòa kiểu làm việc
liên tục hay gián đoạn theo chu k . Nƣớc thải sau khi trung hòa có thể cho
lắng ở các hố lắng tập trung và nếu điều kiện thuận lợi, các hố lắng này có
thể t ch có thể trữ đƣợc c n lắng trong khoảng 10 – 15 năm. Thể t ch c n
lắng phụ thuộc vào nồng độ a it, ion kim loại n ng trong nƣớc thải, vào dạng
và liều lƣợng hóa chất, vào mức độ lắng trong,…[11]. V dụ:
nƣớc thải bằng vôi sữa chế biến từ vôi th trƣờng chứa 50

hi trung hòa

CaO hoạt t nh sẽ

tạo nhiều c n lắng hơn so với dùng NaOH công nghiệp.
Việc lựa chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lƣợng nƣớc thải, chế
độ ả thải, nồng độ, hóa chất có ở đ a phƣơng. Một số hóa chất dùng để trung
hòa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2, NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl,
HNO3,…
 Trung hòa bằng cách trộn nƣớc thải chứa a it và chứa kiềm:
Phƣơng pháp này đƣợc dùng khi x l nƣớc thải chứa axit ho c chứa
kiềm khi chúng đƣợc tập trung lại để

l và quá trình thải ra của các loại

nƣớc thải này đồng thời ho c nƣớc thải chứa axit thƣờng đƣợc thải một cách
điều hoà ngày đêm, có nồng độ nhất đ nh, còn nƣớc thải chứa kiềm lại thải
theo chu k , một ho c hai lần trong một ca tùy thuộc vào chế độ công việc.
 Trung hòa nƣớc thải chứa axit bằng cách lọc qua những lớp vật liệu
có tác dụng trung hòa
- S dụng cho nƣớc thải chứa HCl, HNO3, H2SO4 với hàm lƣợng dƣới
5mg/l và không chứa muối kim loại n ng.


14

- Cách tiến hành: cho nƣớc thải tiếp xúc các vật liệu lọc là đá vôi,
magiezit, đá hoa cƣơng, đôlômit,… k ch thƣớc hạt 3-8 cm với tốc độ phụ
thuộc vào vật liệu nhƣng không quá 5m3/h và thời gian tiếp xúc không quá
10 phút, nƣớc thải có thể chuyển động ngang ho c đứng trong thiết b

l .

 Trung hòa nƣớc thải bằng cách cho thêm hóa chất:
Nếu nƣớc thải chứa quá nhiều axit hay kiềm tới mức không thể trung
hòa bằng cách trộn lẫn chúng với nhau đƣợc thì phải cho thêm hóa chất.
Phƣơng pháp này thƣờng để trung hòa axit.
Để trung hòa axit vô cơ có thể dùng bất k dung d ch có t nh bazơ
nào. Hóa chất rẻ tiền và dễ kiếm là Ca(OH)2, CaCO3, MgCO3, đôlômit, còn
NaOH và ôđa Na2CO3 ch đƣợc dùng khi chúng là phế liệu. Liều lƣợng
hóa chất đƣợc xác đ nh theo điều kiện trung hòa hoàn toàn axit tự do và lấy
lớn hơn t nh toán một chút [19].
1.3.2.3. Phƣơng pháp o y hóa kh
Các chất hóa học có trong nƣớc thải có thể phân hai loại ch nh là vô cơ
và hữu cơ.
Chất hữu cơ thƣờng là đạm, đƣờng, mỡ, các hợp chất chứa phenol, chứa
nitơ… nên có thể b phân hủy vi sinh vật, do đó có thể dùng phƣơng pháp
sinh học để

l , tuy nhiên hàm lƣợng các chất này trong nƣớc thải PTN

trƣờng THCS là rất thấp.
Các chất vô cơ thƣờng là các chất không
học đƣợc. Các ion kim loại n ng không thể

l bằng phƣơng pháp sinh
l bằng vi sinh vật và cũng

không loại bỏ đƣợc chúng dƣới dạng c n, ch 1 phần b hấp phụ bằng bùn
hoạt t nh. Thủy ngân, asen,… còn là những chất rất độc khó
diệt các vi sinh vật có lợi trong nƣớc thải.

l mà còn tiêu

15

Do đó s dụng phƣơng pháp o y hóa kh nhằm s dụng chất có khả
năng o y hóa ho c kh

để chuyển chất vô cơ hòa tan dạng độc sang dạng

không độc trong nƣớc thải. Hai bảng 1.2 và bảng 1.3 liệt kê các chất o y hóa
kh và các loại chất thải thƣờng đƣợc áp dụng phƣơng pháp này [16], [28].
ản 1.2:

l chất thải bằn chất oxy h

Chất o y hóa

Loại chất thải

Ozon
hông kh o y kh quyển

Sunfit (SO3-2), Sunfua (S-2), Fe+2

h Clo

Sunfua, Mercaptans

h Clo và út

Xianua (CN-)

Clorua oxit (oxy clorua)

Xianua, thuốc trừ sâu Diquat, Paraquat

Natri hypoclorit

Xianua, chì

Canxi hypoclorit

Xianua

Kali permanganat

Xianua, chì, phenol, Diquat, Paraquat, hợp chất
hữu cơ có lƣu hu nh, Rotenone, formaldehyde

Permanganat

Mn

Hydro peroxit

Phenol, Xianua, hợp chất lƣu hu nh, chì


16

ản 1.3.

l chất thải bằn chất kh

Chất thải

Chất kh
SO2, muối sunfit (natri bisulfite, natri
metabisulfite, natri hydrosulfite), sunfat sắt,
bột sắt, bột nhôm, bột kẽm.

Cr (6)

Chất thải có chứa thủy ngân NaBH4
Bạc

NaBH4
Tuy nhiên quá trình

l bằng phƣơng pháp này tiêu tốn một lƣợng lớn

các tác nhân hóa học, do đó phƣơng pháp này ch đƣợc dùng để loại các tạp
chất gây nhiễm b n trong nƣớc mà không thể tách bằng phƣơng pháp khác
nhƣ ianua hay hợp chất hòa tan của As.
M t khác chúng ta nhận thấy đối với loại chất thải PTN trƣờng THCS,
hàm lƣợng các chất vô cơ độc hại phải đƣợc
rất thấp, nên phƣơng pháp này không tối ƣu để

l bằng phƣơng pháp này là
l chất thải PTN trƣờng

THCS.
1.3.2.4. Phƣơng pháp kết tủa
Cơ chế của quá trình này là việc thêm vào nƣớc thải các hóa chất để làm
kết tủa các chất hòa tan trong nƣớc thải ho c chất rắn lơ l ng sau đó loại bỏ
chúng thông qua quá trình lắng c n.
Trƣớc đây ngƣời ta thƣờng dùng quá trình này để kh bớt chất rắn lơ
l ng, sau đó là BOD nhu cầu o y sinh học của nƣớc thải khi có sự biến
động lớn về SS, BOD của nƣớc thải cần

l theo từng thời điểm; khi nƣớc

thải cần phải đạt đến một giá tr BOD, SS nào đó trƣớc khi cho vào quá trình
l sinh học và trợ giúp cho các quá trình lắng trong các bể lắng sơ cấp và
thứ cấp. Các hóa chất thƣờng s dụng cho quá trình này đƣợc liệt kê trong


17

bảng 1.4. Hiệu suất lắng phụ thuộc vào lƣợng hóa chất s dụng và yêu cầu
quản l . Thông thƣờng nếu t nh toán tốt quá trình này có thể loại đƣợc 80 90% TSS, 40 - 70% BOD5, 30 - 60

COD và 80 - 90

vi khu n trong khi

các quá trình lắng cơ học thông thƣờng ch loại đƣợc 50 - 70% TSS, 30 - 40%
chất hữu cơ [11], [12].
ản 1.4: C c h

chất th

n s d n tron qu trình kết t

.

n ri n , lb/ft3

Trọn l

C n th c

Trọn
l n
phân t

Ph n nhôm

Al2(SO4)3.18H2O
Al2(SO4)3.14H2O

666,7
594,3

60 - 75
60 - 75

Sắt III clorua

FeCl3

162,1

84- 93

Sắt III sunfat

Fe2(SO4)3
Fe2(SO4)3.3H2O

400
454

70 – 72

Sắt II sunfat
(copperas)

FeSO4.7H2O

Vôi

Ca(OH)2

T nh

chất

hí

278,0

62 - 66

56 theo
CaO

35 - 50

Dun d ch
78 - 80 (49%)
83 - 85 (49%)

Ghi chú lb/ft3  16,0185 = kg/m
1.3.2.5. Phƣơng pháp trao đ i ion
Trao đ i ion là quá trình tƣơng tác của dung d ch với pha rắn có t nh chất
trao đ i ion chứa nó bằng các ion khác có trong dung d ch. Bằng cách này
ngƣời ta có thể loại đi một số ion trong dung d ch nƣớc.
Phƣơng pháp này đƣợc ứng dụng để làm sạch nƣớc ho c nƣớc thải khỏi
các kim loại nhƣ: Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Hg, Cd, V, Mn,…, cũng nhƣ các hợp
chất của asen, photpho, xianua và các chất phóng xạ, kh

muối trong

nƣớc cấp, cho ph p thu hồi các chất có giá tr và đạt mức độ làm sạch cao. Vì