(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng(Cristaria bialata) hấp thụ phốt phát(PO43) và một số kim loại nặng ô nhiễm trong nước thải

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG ĐỨC ANH

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG
(CRISTARIA BIALATA) HẤP THỤ PHỐT PHÁT (PO43-) VÀ
MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Thái Nguyên, 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG ĐỨC ANH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG
(CRISTARIA BIALATA) HẤP THỤ PHỐT PHÁT (PO43-) VÀ
MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI
Mã số ngành: 8 44 03 01
Chuyên ngành: Khoa học môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Thị Phả

Chữ ký phòng QLĐTSĐH

Chữ ký khoa chuyên môn

Thái Nguyên, 2018

Chữ ký giáo viên hướng dẫn


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Nội dung đề
tài này là những kết quả nghiên cứu, những ý tưởng khoa học được tổng
hợp từ công trình nghiên cứu, các công tác thực nghiệm, các công trình
sản xuất do tôi trực tiếp tham gia thực hiện.
Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được
chỉ rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 11 năm 2018
Tác giả

Lương Đức Anh


ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được bài luận văn thạc sỹ, em xin gửi lời cảm ơn chân
thành nhất đến tất cả quý thầy cô, những người đã cho em những kiến thức cơ
bản, những bài học, những kinh nghiệm quý báu để em có thể hình dung được
một cách khái quát những gì cần làm khi bước vào kì thực tập này cũng như
áp dụng những kiến thức trong quá trình thực tập và viết chuyên đề. Đặc biệt

em xin cảm ơn TS.Trần Thị Phả, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt
thời gian thực tập cũng như hoàn thiện luận văn. Sự chỉ bảo tận tình và chu
đáo của cô giúp em hoàn thành bài báo cáo tốt hơn, giúp em nhận ra sai xót
cũng như tìm hướng đi đúng khi em gặp khó khăn bối rối.
Kế tiếp, em cũng xin cảm ơn đến Khoa Khoa học môi trường đã cho em
cơ hội thực tập tại Khoa và xin cảm ơn tất cả các thầy cô đã tạo điều kiện giúp
đỡ em trong suốt quá trình thực tập và cho em những lời khuyên để em có thể
hoàn thành bài báo cáo thực tập một cách tốt hơn.
Do thời gian thực tập có hạn và kiến thức của còn nhiều hạn chế nên bài
luận văn em thực hiện này khó tránh khỏi sai xót nhất định. Em mong thầy cô
thông cảm và cho em những ý kiến để em có thể rút được nhiều kinh nghiệm
hơn cho bản thân để tiếp sau đây em có thể làm việc được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 11 năm 2018
Tác giả

Lương Đức Anh


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
CÁC MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề.................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu, yêu cầu và ý nghĩa của đề tài ...................................................... 2

1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 2
1.2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................. 2
Chương 1 ........................................................................................................... 3
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ..................................................... 3
1.1. Cơ sở pháp lý .............................................................................................. 3
1.1.1. Khái niệm về ô nhiễm nước và nước thải ................................................ 3
1.1.2 . Các văn bản có liên quan ........................................................................ 3
1.2. Cơ sở lý luận ............................................................................................... 4
1.2.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường nước, đánh
giá chất lượng nước ............................................................................... 5
1.2.2. Khái niệm nước thải, nguồn nước thải và đặc điểm nước thải
công nghiệp .......................................................................................... 8
1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong
nước và trên thế giới............................................................................ 10
1.3.1. Trong nước ............................................................................................. 10
1.3.2. Nước ngoài ............................................................................................. 12


iv
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ................................................................................... 15
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................. 15
2.1.1. Đối tượng ............................................................................................... 15
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 15
2.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ................................................................. 16
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu .............................................................................. 16
2.2.2 .Thời gian nghiên cứu ............................................................................. 16
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 16
2.4. Phương Pháp nghiên cứu .......................................................................... 16
2.4.1. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ........................................................... 16

2.4.2. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm .................................... 22
2.4.3. Phương pháp xây dựng đường chuẩn..................................................... 22
2.4.4. Phương pháp xử lí số liệu ...................................................................... 23
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................... 24
3.1. Đặc điểm hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng (Critaria Bialata) .................... 24
3.2. Nghiên cứu các chế độ của hệ xử lý cột liên tục với khả năng hấp
phụ Phốt phát (PO43-) của vỏ trai cánh mỏng ...................................... 26
3.2.1. Ảnh hưởng của chiều cao cột đầu vào ................................................... 26
3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ PO43của vỏ trai cánh mỏng ......................................................................... 28
3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến hiệu quả xử lý
PO43- của vỏ trai .................................................................................. 30
3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng vật liệu hấp phụ đến khả
năng hấp phụ PO43- .............................................................................. 31
3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng các chế độ của hệ xử lý cột liên tục (tốc độ
dòng vào, chiều cao lớp vật liệu, nồng độ Cr6+, Cd2+) ........................ 35
3.3.1. Nghiên cứu chế độ của chiều cao lớp vật liệu đến quá trình hấp thụ .... 35


v
3.3.2. Nghiên cứu chế độ của hệ xử lý cột liên tục tốc độ dòng vào ............... 38
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ Cadimi (Cd2+) đến khả năng hấp phụ của
vỏ trai cánh mỏng ................................................................................ 40
3.3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trai đến khả năng xử lý Cd2+ ................. 43
3.3.5. Ảnh hưởng của thời gian trộn đến hiệu suất xử lý Cd2+ của vỏ trai
cánh mỏng ........................................................................................... 45
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 48
1. Kết luận ...................................................................................................... 48
2. Kiến nghị ...................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 50

vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tải lượng tác nhân ô nhiễm do con người đưa vàomôi trường
nước ................................................................................................. 9
Bảng 2.1: Bảng số liệu để xây dựng đường chuẩn ......................................... 23
Bảng 3.1: Tốc độ dòng vào Phốt phát (PO43-) trước và sau khi nghiên
cứu ................................................................................................. 26
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ PO43- của vỏ
trai.................................................................................................. 28
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của lưu lượng đến khả năng hấp phụ PO43-của vỏ
trai cánh mỏng ............................................................................... 30
Bảng 3.4: Bảng kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của khối lượng vật liệu
hấp thụ đến khả năng hấp thụ........................................................ 32
Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của độ dày vỏ trai đến hiệu
suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ................................................... 34
Bảng 3.6: Chiều cao lớp vật liệu của hệ thống xử lý cột liên tục Crom
trước và sau khi nghiên cứu .......................................................... 37
Bảng 3.7: Chiều cao lớp vật liệu của hệ thống xử lý cột liên tục Cadimi
trước và sau khi nghiên cứu .......................................................... 38
Bảng 3.8: Tốc độ dòng vào Crom trước và sau khi nghiên cứu ..................... 40
Bảng 3.9: Tốc độ dòng vào Cadimi trước và sau khi nghiên cứu................... 40
Bảng 3.10: Bảng kết quả thí nghiệm 1 ảnh hưởng của nồng độ Cadimi
(Cd2+) đến khả năng hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng .................... 41
Bảng 3.11: Nồng độ Cadimi trước và sau khi nghiên cứu thí nghiệm 2
ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trai đến khả năng xử lý Cd2+ ...............43
Bảng 3.12: Bảng kết quả thí nghiệm 3 ảnh hưởng của thời gian trộn đến
hiệu suất xử lý Cd2+ của vỏ trai cánh mỏng .................................. 46

vii
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. Quá trình xử lý vỏ Trai làm vật liệu hấp phụ .................................. 17
Hình 2.2. Vỏ trai và bột vỏ trai ....................................................................... 17
Hình 2.3. Cấu tạo cột thí nghiệm .................................................................... 20
Hình 2.4. Biểu đồ thể hiện đường chuẩn PO43- ............................................................23
Hình 3.1. Cấu trúc vỏ Trai .............................................................................. 25
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nồng độ đầu vào ảnh hưởng
đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai (%) ..................................... 29
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến
hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ................................................... 30
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của độ dày vỏ trai ảnh hưởng
đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ........................................... 32
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian phối trộn đến
hiệu suất xử lý PO43 bằng bột vỏ trai ................................................... 34
Hình 3.6. Ảnh hưởng yếu tố chiều cao cột lọc đến quá trình hấp phụ ........... 36
Hình 3.7. Ảnh hưởng yếu tố nồng độ Ion Cadimi đầu vào đến quá
trình hấp phụ ......................................................................................... 38
Hình 3.8: Biểu đồ thể hiện hàm lượng Cd2+ sau thí nghiệm 1 ảnh
hưởng của nồng độ Cadimi (Cd2+) đến khả năng hấp phụ của vỏ
trai cánh mỏng....................................................................................... 41
Hình 3.9: Biểu đồ thể hiện hàm lượng Cd2+ sau thí nghiệm 2 ảnh
hưởng của hàm lượng vỏ trai đến khả năng xử lý Cd2+ ........................ 44
Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện hàm lượng Cd2+ sau thí nghiệm 3 ảnh
hưởng của thời gian trộn đến hiệu suất xử lý Cd2+ của vỏ trai
cánh mỏng ............................................................................................. 46


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Kí hiệu từ

Ý nghĩa từ

BTNMT

Bộ tài nguyên Môi trường

CHXHCN

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa

HTNT

Hấp thụ nguyên tử

KLN

Kim loại nặng

NĐ - CP

Nghị định - Chính phủ

NL

Nhắc lại

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TB

Trung bình

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam


1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay môi trường đã trở thành vấn đề chung của toàn nhân loại và
được cả thế giới quan tâm. Nằm trong khung cảnh chung đó của toàn thế giới,
đặc biệt là ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương, châu Phi, môi trường ở Việt
Nam của chúng ta hiện nay đang xuống cấp từng ngày, nguy cơ mất cân bằng
sinh thái. Có rất nhiều vấn đề hiện nay rất được quan tâm đó là sự cạn kiệt các
nguồn tài nguyên, phá rừng. Làm ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống và sự
phát triển bền vững của đất nước. Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới
tốc độ phát triển như hiện nay con người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước
bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp. Các đơn vị cá nhân sử
dụng nước ngầm dưới hình thức khoan giếng sau khi ngưng không sử dụng
không bịt kín các lỗ khoan lại làm cho nước bẩn chảy lẫn vào làm ô nhiễm

nguồn nước ngầm. Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp vào không
khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào
trong nước mưa cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước.
Trong các phương pháp xử lý nước thải, phương pháp hấp thụ được phổ
biến vì có nhiều nguyên vật liệu có khả năng hấp thụ để xử dụng trong
phương pháp này. Vỏ trai cánh mỏng là một trong những nguyên liệu đó, loại
vật liệu này rất phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt ở vùng ven biển. Để thấy được
khả năng hấp thụ của vỏ trai cánh mỏng đối với anion phốt phát và một số
kim loại nặng trong nước thải nên tôi chọn đề tài:“Nghiên cứu tận dụng vỏ
trai cánh mỏng(Cristaria bialata) hấp thụ phốt phát(PO43-) và một số kim
loại nặng ô nhiễm trong nước thải” nhằm đảm bảo nước thải sau xử lý đạt
quy chuẩn nước thải Việt Nam, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường
xung quanh.


2
1.2. Mục tiêu, yêu cầu và ý nghĩa của đề tài
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định các yếu tố ảnh hưởng của hệ xử lý cột đến khả năng xử lý
PO43-, Crom, cadimi của vỏ trai cánh mỏng.
- Đánh giá hiệu quả xử lý PO43-, Crom, cadimi của vỏ trai cánh mỏng
1.2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.2.2.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu sẽ xác định được vỏ trai cánh mỏng(Cristaria bialata)
hấp thụ phophat (PO43-)và một số kim loại nặng ô nhiễm trong nước thải .
1.2.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Ngăn ngừa nguy cơ ô nhiễm nguồn nước.
Đây là một giải pháp công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên,
thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng
thời góp phần đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cho phép tái sử dụng

nước thải sau xử lý trong nông nghiệp.


3
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở pháp lý
1.1.1. Khái niệm về ô nhiễm nước và nước thải
Trong quá trình sinh hoạt hằng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay
của con người đã vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng nhiều cách khác nhau
như nước thải từ các khu công nghiệp, nhà máy... các hóa chất thuốc trừ sâu,
diệt cỏ có trong vỏ hộp không được mang đi phân hủy mà chôn dưới lòng đất
lâu ngày bị nhiễm vào nguồn nước.
Nước trong tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: nước cống,
nước ở các sông hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí. Nước bị ô nhiễm là có
sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích
sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và làm ảnh hưởng xấu đến
con người và đời sống sinh vật. Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục mà
phải phòng tránh từ đầu.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 và ISO 6107/1-1980: Nước thải là
nước được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra qua một quá trình công
nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó.
QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước mặt.
1.1.2 . Các văn bản có liên quan
- Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13;do Quốc hội nước
CHXHCN Việt Nam thông qua ngày ngày 01/1/2015.
- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH 13 do Quốc hội nước CHXHCN
Việt Nam thông qua ngày ngày 21/6/2012.
- Nghị định 25/2013/NĐ-CP ngày 29 tháng 3 năm 2013 của Chính phủ

và các Thông tư hướng dẫn về thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải.


4
- Nghị quyết số 41/NQ - TW của Bộ Chính trị về Bảo vệ Môi trường
trong thời kì đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
- Nghị định 19/2015/NĐ - CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ quy định
chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18/11/2016 của Chính phủ về xử
lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.
- Nghị quyết liên tịch số 01/2005 NQLT - HPN - BTNMT ngày
07/01/2005 về việc phối hợp hành động bảo vệ môi trường phục vụ phát triển
bền vững.
- Nghị định số 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải đối với
các tổ chức, cá nhân và hộ gia đình trên phạm vi cả nước.
- Thông tư số 07/2007/TT - BTNMT ngày 03 tháng 07 của Bộ trưởng Bộ
Tài nguyên và Môi trường hướng dẫn phân loại và quyết định danh mục cơ sở
gây ô nhiễm môi trường cần phải xử lý.
- QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất
lượng nước mặt.
- Quy chuẩn Việt Nam QCVN 14: 2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật
Quốc gia về nước thải sinh hoạt.
- Quyết định số 22/2006/QĐ - BTNMT Về việc bắt buộc áp dụng Tiêu
chuẩn Việt Nam về môi trường.
1.2. Cơ sở lý luận
Nước là khởi nghiệp của sự sống của vi sinh vật trên Trái Đất, không có
nước thì không có sự sống. Tài nguyên nước là tài nguyên quan trọng hàng đầu
phục vụ cho con người, nhưng cùng với đó nước cũng kéo theo những mối
nguy hiểm hàng đầu với những thảm họa tự nhiên như lũ lụt, bão, hạn hán…
Vấn đề tài nguyên nước là vấn đề không chỉ một quốc gia vì nước không

riêng nơi nào là không cần đến.


5
1.2.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường nước, đánh giá
chất lượng nước
"Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo
quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống,
sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên." (Theo Điều 1,
Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam).
Môi trường sống của con người theo chức năng được chia thành các loại:
Môi trường tự nhiên bao gồm các nhân tố thiên nhiên như vật lý, hoá
học, sinh học, tồn tại ngoài ý muốn của con người, nhưng cũng ít nhiều chịu
tác động của con người. Đó là ánh sáng mặt trời, núi sông, biển cả, không khí,
động, thực vật, đất, nước... Môi trường tự nhiên cho ta không khí để thở, đất
để xây dựng nhà cửa, trồng cấy, chăn nuôi, cung cấp cho con người các loại
tài nguyên khoáng sản cần cho sản xuất, tiêu thụ và là nơi chứa đựng, đồng
hoá các chất thải, cung cấp cho ta cảnh đẹp để giải trí, làm cho cuộc sống con
người thêm phong phú.
Môi trường xã hội là tổng thể các quan hệ giữa người với người. Đó là
những luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ước định... ở các cấp khác nhau
như: Liên Hợp Quốc, Hiệp hội các nước, quốc gia, tỉnh, huyện, cơ quan, làng
xã, họ tộc, gia đình, tổ nhóm, các tổ chức tôn giáo, tổ chức đoàn thể,... Môi
trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất
định, tạo nên sức mạnh tập thể thuận lợi cho sự phát triển, làm cho cuộc sống
của con người khác với các sinh vật khác.
Ngoài ra, người ta còn phân biệt khái niệm môi trường nhân tạo, bao gồm
tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc
sống, như ôtô, máy bay, nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo...
Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội

cần thiết cho sự sinh sống, sản xuất của con người, như tài nguyên thiên
nhiên, không khí, đất, nước, ánh sáng, cảnh quan, quan hệ xã hội...


6
Môi trường theo nghĩa hẹp không xét tới tài nguyên thiên nhiên, mà
chỉ bao gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội trực tiếp liên quan tới chất lượng
cuộc sống con người. Ví dụ: môi trường của học sinh gồm nhà trường với
thầy giáo, bạn bè, nội quy của trường, lớp học, sân chơi, phòng thí nghiệm,
vườn trường, tổ chức xã hội như Đoàn, Đội với các điều lệ hay gia đình, họ
tộc, làng xóm với những quy định không thành văn, chỉ truyền miệng nhưng
vẫn được công nhận, thi hành và các cơ quan hành chính các cấp với luật
pháp, nghị định, thông tư, quy định.
Tóm lại, môi trường là tất cả những gì có xung quanh ta, cho ta cơ sở để
sống và phát triển.
Khái niệm về ô nhiễm môi trường:
Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không
phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh
hưởng xấu đến con người và sinh vật.[4]
Chất gây ô nhiễm là những nhân tố làm cho môi trường trở thành độc
hại, gây tổn hại hoặc có tiềm năng gây tổn hại đến sức khỏe, sự an toàn hay
sự phát triển của con người và sinh vật trong môi trường đó. Chất gây ô
nhiễm có thể là chất rắn (như rác) hay chất lỏng (các dung dịch hóa học, chất
thải của dệt nhuộm, rượu, chế biến thực phẩm), hoặc chất khí (SO2 trong núi
lửa phun, NO2 trong khói xe, CO từ khói đun…), các kim loại nặng như chì,
đồng… cũng có khi nó vừa ở thể hơi vừa ở thể rắn như thăng hoa hay ở dạng
trung gian.
• Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước
Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất
vật lí, hóa học, sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, thể

rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại đối với con người và vi sinh vật. Làm
giảm đa dạng sinh vật trong nước.


7
Ô nhiễm nước là sự biến đổi chủ yếu do con người gây ra đối với chất
lượng nước làm ô nhiễm nước và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho nông
nghiệp, công nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài
hoang dã.
Có nhiều cách phân loại ô nhiễm nước. Hoặc dựa vào nguồn gốc gây ô
nhiễm như ô nhiễm do công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt. Hoặc dựa vào
môi trường nước như ô nhiễm nước ngọt, ô nhiễm biển và đại dương. Hoặc
dựa vào tính chất của ô nhiễm như ô nhiễm sinh học, hóa học hay vật lý.
Ô nhiễm môi trường nước có nguồn gốc tự nhiên: do sự nhiễm mặn,
nhiễm phèn, do gió bão, lũ lụt. Nước mưa rơi xuống mặt đất, nhà cửa, đường
phố, đô thị, khu công nghiệp kéo theo các chất bẩn xuống sông hồ, sản phẩm
của hoạt động sống của sinh vật, vi sinh vật kể cả xác chết của chúng… Sự ô
nhiễm này còn được gọi là ô nhiễm không xác định được nguồn.
Ô nhiễm môi trường nước có nguồn gốc nhân tạo: chủ yếu là do nước
thải của các khu dân cư, hoạt động nông nghiệp (thuốc trừ sâu, thuốc diệt
cỏ…), khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải.
- Đánh giá chất lượng nước
Theo Escap (1994), chất lượng nước được đánh giá bởi các thông số,
các chỉ tiêu đó là:
* Các thông số lý học, ví dụ như:
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động tới các quá trình sinh hóa diễn ra trong
nguồn nước tự nhiên. Sự thay đổi về nhiệt kéo theo các thay đổi về chất lượng
nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxy hòa tan.
+ pH: Là chỉ số thể hiện độ axít hay độ bazơ của nước, là yếu tố môi
trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của vi sinh vật

trong nước. Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố cần phải xem xét trong quá
trình đông tụ hóa học, sát trùng, làm mềm nước, kiểm soát sự ăn mòn. Trong
hệ thống xử lý nước thải bằng quá trình sinh học thì pH phải được khống chế


8
trong phạm vi thích hợp đối với các loài vi sinh vật có liên quan, pH là yếu tố
môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của vi
sinh vật trong nước.
* Các thông số hóa học, ví dụ như:
+ BOD: Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các
chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian.
+ COD: Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước.
+ Các yếu tố kim loại nặng: Các kim loại nặng là những yếu tố mà tỷ
trọng của chúng bằng hoặc lớn hơn 5 như: Asen, Cacdimi, Sắt, Mangan…ở
hàm lượng nhỏ nhất định chúng cần cho sự sinh trưởng và phát triển của
đông, thực vật nhưng khi hàm lượng tăng thì chúng sẽ trở thành độc hại đối
với sinh vật và con người thông qua chuỗi mắt xích thức ăn.
+ NO3: Là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các hợp chất có chứa
Nitơ có trong nước thải.
* Các thông số sinh học, ví dụ như:
Coliform: Là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường, xác
định mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước về mặt sinh học.
1.2.2. Khái niệm nước thải, nguồn nước thải và đặc điểm nước thải công nghiệp
- Khái niệm về nước thải
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 và ISO 6107/1-1980: Nước thải
là nước đã thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình
công nghệ và không còn giá trị trực tiếp với quá trình đó.
- Khái niệm về nguồn nước thải
Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng:

+ Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt
động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác.
Thành phần của nước thải sinh hoạt là chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học,
chất dinh dưỡng (N, P), chất rắn, vi trùng. Tùy theo mức sống và lối sống mà


9
lượng thải cũng như tải lượng của các chất có trong nước thải của mỗi khu
vực khác nhau là khác nhau. Nói chung, mức sống càng cao thì lượng thải
càng cao. Tải lượng trung bình của các tác nhân gây ô nhiễm nước chính là do
con người đưa vào môi trường trong một ngày được nêu trong bảng 1.1:
+ Nước thải công nghiệp: Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh
ra trong quá trình sản xuất công nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt
động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp
hay hoạt động sinh hoạt của công nhân viên. Nước thải công nghiệp rất đa
dạng, khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện
đại của công nghệ, tuổi thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức
cán bộ công nhân viên.
Bảng 1.1: Tải lượng tác nhân ô nhiễm do con người đưa vàomôi trường nước
Tác nhân ô nhiễm

TT

Tải lượng (g/người/ngày)

1

BOD5

45 - 54

2

COD

(1,6 - 1,9) x BOD5

3

Tổng chất rắn hòa tan (TDS)

170 - 220

4

Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

70 - 145

5

Clo (Cl- )

4-8

6

Tổng Nitơ (tính theo N)

6 - 12

7

Tổng Photpho (tính theo P)

0,8 - 4

(Nguồn: Dư Ngọc Thành, 2011) [9]
+ Nước chảy tràn: là nước chảy từ mặt đất do mưa hoặc do thoát nước
từ đồng ruộng, là nguồn gây ô nhiễm nước sông, hồ. Nước chảy tràn qua đồng
ruộng có thể cuốn the các chất rắn, hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón. Nước
chảy tràn qua khu vực dân cư, đường phố, cơ sở sản xuất công nghiệp có thề


10
làm ô nhiễm nguồn nước do chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng.(Dư Ngọc
Thành, 2008).
+ Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như là nước thải tự nhiên, ở
những thành phố hiện đại chúng được thu gom theo hệ thống riêng.
+ Nước thải đô thị: là loại nước thải được tạo thành do sự gộp chung
nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh, nước thải từ các cơ sở thương mại, sản
xuất công nghiệp nhỏ trong khu đô thị. Nước thải đô thị thường được thu gom
vào hệ thống cống thải của thành phố, đô thị để xử lý chung.
Thông thường ở các đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 80-90% tổng
lượng nước sử dụng của đô thị sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào
đường cống thải chung, nhìn chung nước thải đô thị có thành phần tương tự
như nước thải sinh hoạt.
- Đặc điểm của nước thải công nghiệp
Nước thải thải từ các nhà máy, cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ

công nghiệp, làng nghề…. Thành phần, tính chất cơ bản của nước thải công
nghiệp phụ thuộc vào từng ngành công nghiệp cụ thể. Nước thải công nghiệp
thường chứa nhiều hóa chất độc hại như kim loại nặng (As, Hg, Cd,Pb…), các
chất khó phân hủy sinh học (phenol, dầu mỡ…) và các chất hữu cơ dễ phân
hủy sinh học từ các cơ sở sản xuất thực phẩm.
1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong
nước và trên thế giới
1.3.1. Trong nước
 Vỏ trai cánh mỏng (Cristaria bialata) hấp phụ một số kim loại ô
nhiễm trong nước thải:
Hiện nay, phương pháp hấp phụ là một trong những kĩ thuật xử lý chất
thải, làm sạch môi trường được ứng dụng rộng rãi nhất. Phương pháp này có
ưu điểm là khả năng làm sạch cao, chất hấp phụ sau khi sử dụng đều có khả
năng tái sinh nên làm hạ giá thành xử lý. Nhiều lĩnh vực môi trường như xử lý


11
khí thải, làm sạch nước để uống, xử lý nước thải sinh hoạt, xử lý nước thải
công nghiệp của những công trình có độ nhiễm bẩn thấp... đã lựa chọn, áp
dụng phương pháp xử lý này. Các loại vật liệu hấp phụ được sử dụng chủ yếu
gồm có: than hoạt tính, silicagel, zeolit, sét, bentonit, diatomit, nhôm oxit, các
chất hấp phụ polyme,....
Trong nghiên cứu của Lê Đức Trung (2007), vỏ tôm và cua được sử
dụng để xử lý kim loại nặng trong nước do có chứa chitin và chitosan. Zeolite
tự nhiên đã qua sơ chế dạng aluminosilicate ngậm nước, có cấu trúc xốp và vỏ
tôm cua (chitin thô) có trong bã thải của ngành công nghiệp thủy sản được sử
dụng làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng trong nghiên cứu này.
Nghiên cứu của Hồ Thị Hòa (2007) đã tìm ra giải pháp tái sử dụng
nguồn rác thải vỏ ngao sò. Vỏ ngao sò chủ yếu là Canxicacbonat, hầu như
không lẫn tạp chất. Vỏ ngao sau khi được xử lý nhiệt và nghiền nhỏ có thể sử

dụng để cải thiện chất lượng nước do vỏ ngao có khả năng hấp phụ kim
loại,phopho, amoni. Các nghiên cứu cho thấy hiệu quả của việc tái sử dụng
rác thải vỏ ngao để cải thiện sự phú dưỡng.
Nhiều loại rác thải truyền thống (từ nông nghiệp và công nghiệp gỗ) và
không truyền thống (từ các đô thị và hoạt động công nghiệp) như bã mía, mùn
cưa, gáo dừa,... có thể sử dụng để sử dụng trong các quá trình xử lý nước loại
bỏ các chất ô nhiễm như thuốc nhuộm, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các
kim loại nặng. Ngoài ra, có thể đạt được diện tích bề mặt lớn bằng cách hoạt
hoá bằng phương pháp vật lý hoặc hoá học.
 Vỏ trai cánh mỏng (Cristaria bialata) hấp thụ Phophat (PO43-) ô nhiễm
trong nước thải:
Ở nước ta, với quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đã và đang mang
lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế, chính trị, xã hội. Tuy nhiên, bên cạnh đó vấn
đề ô nhiễm môi trường lại đang ngày càng gia tăng. Một trong những loại ô
nhiễm phải kể đến là ô nhiễm nguồn nước gây ra bởi Phophat(PO4)3-. Hiện


12
nay ở Việt Nam cũng đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng để xử lý chất thải
này. Trong đó, phương pháp hấp phụ là một trong những kĩ thuật xử lý chất
thải, làm sạch môi trường được ứng dụng rộng rãi nhất. Phương pháp này có
ưu điểm là khả năng làm sạch cao, chất hấp phụ sau khi sử dụng đều có khả
năng tái sinh nên làm hạ giá thành xử lý.
Các loại vật liệu hấp phụ được sử dụng chủ yếu gồm có: than hoạt tính,
silicagel, zeolit, sét, bentonit, diatomit, nhôm oxit, các chất hấp phụ polyme,...
1.3.2. Nước ngoài
 Vỏ trai cánh mỏng (Cristaria bialata) hấp phụ một số kim loại ô
nhiễm trong nước thải:
Việc nghiên cứu xử lý và tận dụng các loại chất thải trong xử lý môi
trường (xử lý nước thải công nghiệp) là vấn đề đang rất được quan tâm. Đã có

nhiều công trình nghiên cứu tận dụng các chất thải từ sinh hoạt, sản xuất công
nghiệp, nông nghiệp để làm vật liệu hấp phụ xử lý ô nhiễm môi trường như
các công trình nghiên cứu tận dụng xơ dừa, bã mía, vỏ quả bông, vỏ hạch, lõi
ngô, chất thải từ nhà máy chè,... để chế tạo than hoạt tính và xử lý kim loại
nặng, kim loại màu trong nước thải.
Shashi Prabha Dubey và Krishna Gopal (2007) đã nghiên cứu hai chất
hấp phụ có chi phí thấp được chế tạo từ vỏ hạch để loại bỏ Crom trong hệ
thống mẻ với các mẫu nước có chứa Crom: than chế tạo từ vỏ hạch được phủ
bạc làm xúc tác và than chế tạo từ vỏ hạch và so sánh khả năng hấp thu của
hai loại than đó.
Dinesh Mohan và Kunwar P. Singh (2006) đã nghiên cứu việc sử dụng
cacbon hoạt tính có chi phí thấp từ bã mía để thay thế cho các phương pháp
có chi phí cao hiện nay để loại bỏ các kim loại nặng trong nước. Việc hấp phụ
Cd có hiệu quả cao hơn một chút so với hiệu quả hấp phụ Zn và hiệu suất hấp
phụ tăng khi tăng nhiệt độ.
Mykola Seredych và Teresa J. Bandosz (2006) đã tiến hành nghiên cứu
nhiệt phân cặn thải công nghiệp và cặn thải dầu công nghiệp tại nhiệt độ 650


13
hoặc 9500C (tách riêng hoặc trộn với tỷ lệ 1:1). Vật liệu tổng hợp được sử
dụng làm chất hấp phụ ion Cu từ nước thải.
Tận dụng mùn cưa gỗ sồi đã qua xử lý bằng muối để hấp phụ methylen
xanh đã được nghiên cứu trong hệ thống mẻ và cố định đáy. F.A. Batzia và
D.K. Sidiras (2007) đã mô phỏng mẻ và động lực cột của quá trình hấp phụ
metylen xanh lên CaCl2, ZnCl2, MgCl2 và NaCl được xử lý với mùn cưa gỗ sồi.
 Vỏ trai cánh mỏng (Cristaria bialata) hấp thụ Phophat (PO43-) ô nhiễm
trong nước thải:
Trên thế giới , đã có những phương pháp được sử dụng để loại trừ
phophat như phương pháp hóa học, phương pháp sinh học.Tuy nhiên loại bỏ

phophat hóa học, lượng phophat dòng thải định mức trung bình được sử dụng
để thiết lập liều lượng tĩnh. Điều này dẫn đến việc sử dụng quá hoặc dưới
mức cần thiết làm lãng phí và bị vi phạm về xả thải. Sử dụng dữ liệu liên tục
để điều khiển việc định lượng hóa chất sử dụng sẽ giúp cắt giảm chi phí sử
dụng hóa chất xử lý.
Trong xử lý sinh học, việc sục khí chiếm 70% kinh phí của một nhà máy
bởi vì hầu hết các nhà máy xử lý nước thải luôn để chạy bơm sục khí 24/7 cho
an toàn.
Gần đây, nhóm nghiên cứu của GS.Halden đã công bố một nghiên cứu
trên Tạp chí Environmental Quality xem xét các phương pháp thu hồi
phốtpho từ nước thải bằng cách lập mô hình toán học.
Các nhà máy xử lý nước thải ở nhiều thành phố hiện đang áp dụng
phương pháp chiết xuất phốt pho trước khi xả nước thải vào môi trường. Hai
phương pháp thu hồi phốt pho được áp dụng gồm phương pháp hóa học và
sinh học.
Trong phương pháp hóa học, nhà máy xử lý phốtpho hòa tan trong
nướcthải. Sau đó, phốt pho được tách khỏi dung dịch để dễ xử lý.Trong phương
pháp sinh học, vi khuẩn được bổ sung để thu hồi phốt pho trong bùn đặc. Sự
thay đổi ở đây bao gồm loại bỏ phốtpho bằng phương pháp sinh học tăng cường
(EBPR). Phương pháp này kích thích có chọn lọc vi khuẩn tích tụ phốt pho.


14
Nhóm nghiên cứu đã kết hợp 2 phương pháp hóa sinh.Thứ nhất, phương
pháp EBPR đã cô đặc phốt pho trong bùn.Tiếp theo, phương pháp xử lý hóa
học được áp dụng để tách phốtpho thành sỏi struvite, khoáng chất phốt phát
có thể sử dụng. Nghiên cứu đã chứng minh một nhà máy xử lý nước thải
thông thường mỗi năm có thể thu hồi gần 490 tấn phốt pho dạng sỏi struvite.
Xử lý phophat bằng phương pháp EBPR không cần bổ sung thêm hóa
chất vàcòn hạn chế sản sinh bùn, đã làm giảm chi phí vận hành cho các nhà

máy xử lý nước thải có nguồn ngân sách eo hẹp.
Phốtpho được thu hồi mang lại lợi ích cho môi trường vì họat động khai
thác phốtpho sẽ giảm và nguồn nước mặt được cải thiện. Phốt pho thu hồi
dưới dạng sỏi struvite cũng có thể tạo thu nhập. Nhóm nghiên cứu ước tính,
nhờ phương pháp mới, các nhà máy xử lý nước thải tham gia nghiên cứu điển
hình có thể tăng doanh thu 150.000 USD/năm.
Một trong những quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học đang được
phát triển đó là kết hợp xử lý cả nitơ và phophat. Bằng cách sử dụng bùn hoạt
tính, các hợp chất trong các quá trình xử lý thiếu khí (anoxic), xử lý hiếu khí
(aerobic), xử lý yếm khí (anaerobic) kết hợp hoặc riêng biệt để thực hiện quá
trình khử nitơ và phophat. Ban đầu quá trình này được phát triển để khử
Phophat, sau đó là kết hợp khử cả nitơ và phophat.
Các công nghệ được sử dụng thông dụng nhất là:
– Quy trình A2/O
– Quy trình Bardenpho (5 bước)
– Quy trình UCT
– Quy trình VIP


15
Chương 2
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng
- Vỏ trai cánh mỏng: Trai cỡ lớn, vỏ mỏng, hình elip dài. Chiều dài có
thể tới 23 - 25cm. Vùng đỉnh vỏ thấp là vỏ trai dẹp. Cạnh trước tròn đều, cạnh
bụng thẳng ngang, hơi lõm ở khoảng giữa, cạnh sau gần tròn. Mặt ngoài vỏ
nhẵn, ở con nhỏ có màu xanh vàng với nhiều đường phóng xạ màu xanh lục,
ở con lớn màu vàng xanh với đường sinh trưởng thô. Có các dải nâu đen đồng
tâm. Xà cừ màu trắng, hơi hồng, ánh ngũ sắc.

- Vỏ trai sau khi thu thập từ các hộ gia đình, các quán ăn được rửa sạch
với nước máy nhiều lần để loại bỏ bớt cả các các hạt bụi bẩn, chất hữu cơ, sau
đó được đun sôi để loại bỏ bớt dầu mỡ.... Tiếp tục rửa sạch bằng nước xà
phòng, ngâm trong dung dịch NaOH 1M trong 2 giờ, sấy trong tủ sấy 3 ngày,
sau đó sử dụng cối để giã nhỏ vỏ trai, rây đến kích thước nhỏ hơn 0,45 mm và
bảo quản trong lọ polyetylen kín.
-Vật liệu lọc: Sỏi to, sỏi nhỏ, cát nhỏ được rửa sạch, loại bỏ tạp chất,
phơi khô tự nhiên.
- PO43-: là một hóa chất vô cơ và một muối của axit photphoric.
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi không gian: Nghiên cứu sử dụng vỏ trai cánh mỏng
(Cristaria Bialata) xử lý phốt phát PO43-và một số kim loại nặng ô nhiễm
trong nước thải.
Phạm vi thời gian: từ tháng 05/2017 đến tháng 05/2018.