ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT ĐỀ TÀI XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG VI SINH

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT ĐỀ TÀI XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU
BẰNG VI SINH
A. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Mẫu nước thải nhiễm dầu
Mẫu nước thải nhiễm dầu được lấy về , pha loãng 20 lần, đem đi phân tích các chi
tiêu trước khi chạy mô hình
Bảng 3. 1 Các chỉ tiêu phân tích của mẫu nước thải đầu vào.
Chi tiêu phân tích
pH
SS (mg/l)
BOD5 (mgO2/l)
N tổng (mg/l)
P tổng (mg/l)
Dầu mỡ khoáng (mg/l)
a) Chỉ tiêu pH
Cách tiến hành:
Rửa điện cực bằng nước cất, dùng dung dịch chuẩn pH = 7 để chinh máy.
Rửa điện cực bằng nước cất, lau khô, dùng dung dịch chuẩn pH = 4 để rửa máy.
Rửa lại điện cực, lau khô, cho mẫu nước vào đo, đọc kết quả trên máy khi tín hiệu
ổn định trong 30 giây.
b) Chỉ tiêu BOD5
Dụng cụ và thiết bị:
-

Chai BOD 300ml

-

Ống đong 100ml

-

Bình tam giác 500ml

-

Burret

-

Tủ định ôn BOD ở nhiệt độ 20 oC

-

Pipet

± 1o C

-

Máy khuấy tư

Hóa chất:
-

Dung dịch đệm phosphate: Hòa tan 8,5g KH 2PO4; 21,75g K2HPO4; 33,4g

NaHPO4.7H2O và 1,7g NH4Cl trong 500ml nước cất và định mức thành 1 lít.
-

Dung dịch MgSO4: Hòa tan 22,5g MgSO4.7H2O trong nước cất, định mức thành 1

-

Dung dịch CaCl2: Hòa tan 27,5g CaCl2 trong nước cất, định mức thành 1 lít.

-

Dung dịch FeCl3: Hòa tan 0,225g FeCl3.6H2O trong nước cất, định mức thành 1 lít.

-

Dung dịch H2SO4 1N và NaOH 1N: để trung hòa mẫu có tính kiềm hoặc tính acid.

-

Dung dịch Na2SO3: Hòa tan 1,575g Na2SO3 trong 1 lít nước cất.

-

Dung dịch acid glutamic – glucose: sấy glucose và acad glutamic ở nhiệt độ 103 oC

lít.

trong 1 giờ. Hòa tan 150mg glucose và 150mg acid glutamic trong 1 lít nước cất. Chuẩn
bị trước khi dùng.
-

Dung dịch ammonium chloride: hòa tan 1,15g NH 4Cl trong nước cất, chinh pH =

7.2 bằng NaOH và pha loãng thành 1 lít. Dung dịch chứa 0,3mg N/ml.

Cách tiến hành:
Chuẩn bị nước pha loãng: Nước pha loãng được chuẩn bị bằng cách thêm mỗi 1ml
các dung dịch đệm phosphate, MgSO 4, CaCl2, FeCl3 cho mỗi lít nước cất bão hòa oxy và
giữ ở nhiệt độ 20oC ± 1oC ( Nước pha loãng được sục khí trong 2 giờ).

Ky thuât pha loang mâu xư ly theo ti l ê:


Tỉ lê

Loại nước

0,1% - 1%

Cho nước thải công nghiệp nhiễm bẩn nặng

1% - 5%

Cho nước thải thô hoặc đã lắng

5% - 25%

Cho nước thải ra của các quá trình xử lý sinh học

25% - 100%

Cho nước sông bị ô nhiễm

Chiết nước pha loãng vào 2 chai: Cho mẫu vào mỗi chai bằng cách nhúng pipet
xuống đáy chai, thả tư tư mẫu vào chai cho đến khi đạt được thể tích cần sử dụng, lấy
nhanh pipet ra khỏi chai, đậy nhanh nút lại (không được có bọt khí). Một chai đậy kính
để ủ 5 ngày (DO5) và một chai để định phân tức thì (DO o). chai ủ trong tủ 20oC đậy kỹ,
niêm bằng một lớp nước mỏng trên chỗ loe của miệng chai ( không để cho lớp nước này
cạn hết trong suốt quá trình ủ).
Lấy mẫu vào đầy chai BOD, đậy nút, gạt bỏ phần trên ra, V = 300ml, không được
để bọt nước bám vào thành chai.
Mở nút chai, lần lượt thêm vào bên dưới mặt thoáng mẫu:
-

2ml MnSO4.

-

2ml iodide – azide kiềm.

Đậy nút chai và đảo ngược lên xuống trong vài phút.
Để yên cho kết tủa lắng hoàn toàn, cẩn thận mở nút chai, thêm 2ml H 2SO4 đậm
đặc.
Đậy nút, rửa chai dưới vòi nước, đảo ngược chai để làm tan hoàn toàn kết tủa.
Rót bỏ 97ml dung dịch, định phân lượng mẫu còn lại bằng dung dịch Na 2S2O3
0,025M cho đến khi có màu vàng rơm nhạt. Thêm vài giọt chi thị hồ tinh bột, tiếp tục
định phân cho đến khi mất màu xanh.


Tính toán kết quả:
BOD5 (mgO2/l) = (DOO – DO5)×F
Trong đó:
DOO : Hàm lượng oxy hòa tan đo ở ngày đầu tiên.

DO5 : Hàm lượng oxy hòa tan đo sau 5 ngày.
F: Hệ số pha loãng mẫu
c) Chỉ tiêu chất rắn lơ lửng
Dụng cụ và thiết bị:
-

Chén nung bằng sứ.

-

Bình hút ẩm.

-

Cốc thủy tinh.

-

Tủ sấy.

-

Giấy lọc sợi thủy tinh GF/C.

-

Cân phân tích.

-

Bộ lọc chân không.

-

Ống đong 50ml.

Các tiến hành:
Sấy giấy lọc GF/C trong tủ sấy ở 103oC÷105oC khoảng 1 giờ. Sau đó lấy ra để
nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng khoảng 30 phút. Cân trọng lượng giấy lọc,
được P1(mg).
Để giấy lọc lên hệ thống lọc hút chân không. Sau đó lấy 50ml mẫu lọc qua giấy
lọc trên. Sấy giấy lọc đã lọc trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 oC÷105oC khoảng 1 giờ. Lấy ra để
nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng khoảng 30 phút. Cân trọng lượng giấy lọc
được P2(mg).
Sấy lặp lại, cân đến trọng lượng không thay đổi, hoặc sai khác 0,5mg.
Tính toán kết quả:


Trong đó:
SS: chất rắn lơ lửng (mg/l).
P1: khối lượng giấy lọc (mg).
P2: khối lượng giấy lọc và mẫu sau khi sấy (mg).
d) Chỉ tiêu N tổng
e) Chỉ tiêu P tổng
Hóa chất:
Acid H2SO4 2,5M: cho tư tư 138ml acid H 2SO4 đậm đặc vào trong 500ml nước cất
rồi định mức thành 1lít (a).
Dung dịch acid ascorbic 0,1M: cân 1,76g acid ascorbic hòa tan trong 100ml nước
cất (b).
Dung dịch amoniummolybdate 4%: Hòa tan 40g amoniummolybdate trong 1 lít

nước cất (c).
Dung dịch Kaliumantimoniumtartrate: K(SbO)C4H4O4.1/2H2O, cân 0,2728g hòa
tan trong 100ml nước cất (d).
Dung dịch thuốc thử: Trộn các dung dịch trên theo tỷ lệ: (a):(b):(c):(d) =
50:30:15:5 thành 100ml.
Hỗn hợp acid H2SO4 và HNO3: Cho tư tư 300ml H2SO4 đậm đặc vào 600ml nước
cất để nguội. Thêm 4,0ml HNO3 đậm đặc, định mức 1lít.
Dung dịch amoniumpersulfate (NH4)2S2O8 10% hoặc tinh thể (NH4)2S2O8.
Dung dịch NaOH 1N.
Dung dịch photphat chuẩn gốc: Hòa tan 439mg KH 2PO4 khan (đã sấy ở 105oC
trong 1 giờ) trong 1 lít nước cất. Dung dịch chuẩn có nồng dộ 100ppm.


Dụng cụ và thiết bị:
-

Spectrophotometer.

-

Beaker.

-

Ống đong.

-

Pipet.

-

Bếp điện


Cách tiến hành:
Lấy 50ml mẫu cho vào 2 giọt chi thị Phenolphtalein. Nếu mẫu có màu hồng thêm tưng
giọt dung dịch sulfuric loãng cho tới khi mất màu. Sau đó thêm 1ml acid sulfuric đậm đặc
và 0,5g (NH4)2S2O8. Đun trên bếp khoảng 30 phút để cô cạn dung dịch xuống còn khoảng
10ml.
Để nguội, thêm 2 giọt chi thị Phenolphtalein va trung hòa cho tới khi dung dịch
xuất hiện màu hồng nhạt bằng dung dịch NaOH, định mức tới 50ml bằng nước cất.
Tư dung dịch dùng pipet lấy 10ml mẫu cho vào bình định mức 50ml, cho thêm
7ml dung dịch thuốc thử, định mức bằng nước cất, trộn đều, để yên 10 phút để màu được
lên hoàn toàn. Đem đi đo màu trên máy spectrophotometer tại bước sóng 670nm.
Chuẩn bị đường chuẩn:

STT

0

1

2

3

4

5

V PO43- chuẩn (ml)

0

2

4

6

8

10

V thuốc thử (ml)

7

7

7

7

7

7

Nước cất

Định mức bằng nước cất đến 50ml

Tính toán kết quả:
Sau khi đo độ hấp thụ của loạt chuẩn. Vẽ đồ thị A = f(C). sử dụng phương pháp
bình phương cực tiểu để lập phương trình tuyến tính y = ax + b. Dựa vào đường chuẩn để
tính toán kết quả.
f) Chỉ tiêu dầu tổng
Hóa chất:
-

Chloroform

-

Dung dịch HCl đậm đặc.


-

Muối khan Na2SO4

Các tiến hành: Dựa trên nguyên tắc các hydrocacbon trong dầu có thể hòa tan trong
chloroform nên sẽ dùng chloroform để chiết dầu. Sau khi cho chloroform bay hơi sẽ thu
được dầu tổng trong mẫu.
Lấy 150ml mẫu cho vào bình, thêm 5ml axit HCl đậm đặc, lắc đều.
Cho 200ml chloroform vào và lắc đều.
Trong bình sẽ chia làm 2 pha: pha chứa chloroform có dầu hỏa hòa tan nằm ở dưới
và pha nước nằm ở phía trên.
Xả để thu chloroform vào erlen qua lớp muối Na2SO4 khan.

Đem đun nhẹ cho chloroform bay hơi.
Chuyển vào erlen nhỏ khô (sấy 1 giờ ở 105 oC), đã biết trước được khối lượng
(m1).
Đem mẫu sấy ở 105oC đến bay hơi gần hết, để nguội và đem cân (m2).
Tính toán kết quả:

Trong đó:
D tổng: hàm lượng dầu tổng (mg/l).
V: thể tích mẫu (ml).

2 Thiết kế mô hình
Giữ lại mô hình trên đề tài của chị Phượng, thay đổi vật liệu lọc


Nhựa

Cát
Sỏi

Cấu tạo: nhựa 15cm, cát 10cm, sỏi 5cm.
3.Tiến hành thí nghiêm
Nước thải được đưa vào hệ thống bằng bơm định lượng với tốc độ lọc 3l/giờ.
Thí nghiêm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý của hệ thống
Nghiệm thức (NT) 1.1: Nước thải không pha loãng
NT1. 2 : Nước thải pha loãng 5 lần
NT1.3 : NƯớc thải pha loãng 10 lần
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần. Sau đó đánh giá các chi tiêu: BOD 5, COD, pH, SS, N
tổng, P tổng, dầu khoáng của mỗi nghiệm thức để đánh giá tải lượng COD đến hiệu quả
xử lý của hệ thống
Thí nghiêm 2: Khảo sát ảnh hưởng của N, P đến hiệu quả xư lý của hệ thống

NT2.1 : Mô hình chạy với tải lượng COD tối ưu ở thí nghiệm 1, bổ sung thêm N, P, theo
ti lệ: 100:5:1


NT2.2: Mô hình chạy với tải lượng COD tối ưu ở thí nghiệm 1, bổ sung N, P khác ti lệ
trên
NT2.3 Đối chứng. giữ lại kết quả của COD tối ưu ở thí nghiệm 1.
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần. Sau đó đánh giá các chi tiêu: BOD 5, COD, pH, SS, N
tổng, P tổng, dầu khoáng của mỗi nghiệm thức để đánh giá ảnh hưởng của N,P đến hiệu
quả xử lý của hệ thống
Thí nghiêm 3: Nuôi cấy vi sinh vật
Tiến hành nuôi cấy tăng sinh vi sinh vật có trong dầu.
Thí nghiêm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ vi sinh vật đến khả năng xử lý nước thải
nhiễm dầu của hệ thống
NT4.1: Mô hình chạy với tải lượng COD tối ưu ở thí nghiệm 1, bổ sung hàm lượng N, P
tối ưu ở thí nghiệm 2, bổ sung 500ml vi sinh vật đã tăng sinh.
NT4.2: Mô hình chạy với tải lượng COD tối ưu ở thí nghiệm 1, bổ sung hàm lượng N, P
tối ưu ở thí nghiệm 2, bổ sung 500ml vi sinh vật đã tăng sinh pha loãng 2 lần.
NT4.3: Đối chứng. Mô hình chạy với tải lượng COD tối ưu ở thí nghiệm 1, bổ sung hàm
lượng N,P tối ưu ở thí nghiệm 2, không bổ sung vi sinh.
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần. Sau đó đánh giá các chi tiêu: BOD 5, COD, pH, SS, N
tổng, P tổng, dầu khoáng của mỗi nghiệm thức để đánh giá khả năng xử lý nước thải của
vi sinh vật.

B. KẾ HOẠCH LÀM VIỆC
STT

Thời gian

Công viêc

1

10/7-20/7

2
3

9/7 – 14/7
16/7

4

17/7 -27/7

5

27/7 – 5/8

6

6/8- 16/8

Tổng quan tài liệu: tổng quan về dầu mỏ, ô nhiễm dầu, hậu
quả, các phương pháp xử lý nước thải nhiễm dầu, vi sinh vật
xử lý dầu, tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước.
Thiết kế mô hình
Lấy mẫu nước thải (mẫu nước thải đươc lấy ở gara gần
trường), phân tích các chi tiêu pH, SS, COD, BOD, dầu tổng,

N, P.
Tiến hành thí nghiệm 1
Tiến hành thí nghiệm tăng sinh vi sinh vật
Tiến hành thí nghiệm 2
Tiến hành thí nghiệm tăng sinh vi sinh vật
Tiến hành thí nghiệm 4.