Bước đầu nghiên cứu thiết kế mô hình xử lý nước thải phòng thí nghiệm khu thí nghiệm thực hành nhà t6 t7 t8 trường đại học lâm nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƯỜNG
--------------------

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC
THẢI PHỊNG THÍ NGHIỆM, KHU THÍ NGHIỆM – THỰC
HÀNH T6, T7, T8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ : 306

Giáo viên hướng dẫn : Ths. Nguyễn Thị Bích Hảo
Sinh viên thực hiện

: Chu Thị Vinh

Khoá học

: 2007 - 2011

Hà Nội, 2011


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thiện những kiến thức và kỹ năng sau quá trình 4 năm học tập và rèn luyện,
được sự nhất trí của trường Đại học Lâm Nghiệp, khoa Quản lý tài nguyên rừng và Môi
trường, tôi đã thực hiện khoá luận với tên gọi:
“Bước đầu nghiên cứu thiết kế mơ hình xử lý nước thải phịng thí nghiệm khu
thí nghiệm thực hành nhà T6, T7 , T8 trường Đại học Lâm Nghiệp”.

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới các thầy cơ giáo trong bộ môn
Quản lý môi trường, khoa QLTNR&MT, các thầy cơ trong trung tâm thực hành thí nghiệm
khoa QLTNR&MT, tồn thể các thầy cơ trong khu thí nghiệm – thực hành T6, T7, T8
cùng đông đảo các bạn sinh viên, đặc biệt là cô giáo hướng dẫn Ths. Nguyễn Thị Bích Hảo
đã giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do hạn chế về thời gian, bản thân chưa có kinh
nghiệm thực tế nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, tơi kính mong nhận được
sự nhận xét, bổ sung và đóng góp ý kiến của các thầy cơ giáo và bạn bè để khóa luận được
hồn thiện hơn. Tơi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2011
Sinh viên

Chu Thị Vinh


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1
Chương I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................................3
1.1. Tìm hiểu chung về phịng thí nghiệm ...............................................................3
1.1.1. Khái niệm phịng thí nghiệm .....................................................................3
1.1.2. Tiêu chuẩn chất lượng phịng thí nghiệm ..................................................3
1.2. Khái niệm và thành phần nước thải phịng thí nghiệm ....................................5
1.2.1. Khái niệm nước thải phịng thí nghiệm .....................................................5
1.2.2. Những chỉ tiêu chính của nước thải phịng thí nghiệm .............................6
1.3. 1. Một số quy trình cơng nghệ xử lý nước thải phịng thí nghiệm ...............7
1.3.2. Tình hình nước thải phịng thí nghiệm trường Đại học Lâm Nghiệp ......14
Chương II
MỤC TIÊU – ĐỐI TƯỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU ..........................................................................................................................15
2.1. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................15
2.2. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................15
2.3. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................15
2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................15
Chương III
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
...................................................................................................................................24
3.1. Điều kiện tự nhiên ..........................................................................................24
3.1.1. Vị trí địa lý ..............................................................................................24
3.1.2. Địa hình ...................................................................................................24
3.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng ...............................................................................24
3.1.4. Khí hậu thủy văn ......................................................................................26
3.1.5. Thực vật ...................................................................................................27
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................................27
3.2.1. Dân số và lao động.....................................................................................27
3.2.2. Giao thông vận tải .......................................................................................27
3.2.3. Tình hình phát triển kinh tế, văn hóa, giáo dục..............................................27
Chương IV
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .....................................................................................29


4.1. Hiện trạng nước thải khu vực nghiên cứu ......................................................29
4.1.1. Tổng quan về khu thí nghiệm - thực hành T6, T7, T8. ...........................29
4.1.2. Hiện trạng hệ thống thoát nước tại khu thí nghiệm – thực hành T6, T7, T8 .......30
4.1.2. Nguồn phát sinh nước thải tại khu thí nghiệm - thực hành T6, T7, T8 ......31
4.1.3. Lưu lượng và thành phần nước thải phịng thí nghiệm khu thí nghiệm –
thực hành T6, T7, T8 .........................................................................................33
4.2. Thiết kế mơ hình xử lý nước thải phịng thí nghiệm – khu thí nghiệm thực
hành T6, T7, T8 .....................................................................................................41

4.2.1. Vị trí xây dựng hệ thống xử lý nước thải phịng thí nghiệm –thực hành
T6, T7, T8 ..........................................................................................................42
4.2.1. Phương án đề xuất thiết kế mô hình xử lý nước thải khu thí nghiệm thực hành T6, T7, T8 .........................................................................................43
4.2.2. Tính tốn các thơng số thiết kế hai hệ thống xử lý nước thải ..................46
4.2.3. Tính tốn chi phí vận hành hệ thống .......................................................52
4.2.4. So sánh hai phương án xử lý nước thải phịng thí nghiệm đề xuất .........54
4.3. Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả cơng tác quản lý nước thải khu thí
nghiệm thực hành T6, T7, T8 ................................................................................55
Chương V
KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ...............................................................57
5.1. Kết luận ..........................................................................................................57
5.2. Tồn tại .............................................................................................................58
5.3. Khuyến nghị ...................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................59


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Chữ viết tắt

Giải thích

1

A

Tầng đất mặt

2

B

Tầng đất trung gian

3

BTNMT

Bộ Tài nguyên môi trường

4

C

Tầng mẫu chất

5

CBLS

Chế biến Lâm sản

6

CN

Công nghiệp

7

ĐH

Đại học

8

ĐHKHTN

Đại học Khoa học Tự Nhiên

9

ĐHLN

Đại học Lâm Nghiệp

10

KLN

Kim loại nặng

11

PTMT

Phân tích mơi trường

12

PTN

Phịng thí nghiệm

13

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

14

QĐ-TCCBKH

Quyết định – Tổ chức cấp bằng khoa học

15

QLTNR&MT

Quản lý tài nguyên rừng và Môi trường

16

QTKD

Quản trị kinh doanh

17

TN – TH

Thí nghiệm – thực hành

18

VILAS

Vietnam Laboratory Accreditation Scheme

19

VSV&CNSH

Vi sinh vật và Công nghệ sinh học


DANH MỤC BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 1.1. Các nguyên tố độc hại chứa trong một số loại nước thải

6

Bảng 1.2. Tổng quan về công nghệ và phương pháp xử lý nước thải

8

Bảng 2.1. Tỉ lệ pha loãng nước thải

20

Bảng 2.2. Dãy chuẩn đo ICP-MS

21

Bảng 2.3. Các điều kiện đo

22

Bảng 2.4. Số khối lựa chọn và phương trình hiệu chỉnh đối với các nguyên tố
Bảng 2.5. Giới hạn phát hiện và khoảng tuyến tính các nguyên tố

23

Bảng 4.2.

27

Lượng mưa trung bình năm khu vực núi Luốt

23

Bảng 4.1. Nguồn phát sinh nước thải từ các phịng thí nghiệm

33

Bảng 4.2. Sự thay đổi lưu lượng nước thải theo thời gian (m3/h)

35

Bảng 4.3.

37

Thành phần nước thải phòng thí nghiệm (dự đốn)

Bảng 4.4. Lịch thực hành Hóa phân tích – phịng thực hành hóa học

38

Bảng 4.5. Nồng độ một số chỉ tiêu trong nước thải phịng thí nghiệm khu thí
nghiệm thực hành T6, T7, T8 lần 1
Bảng 4.6. Nồng độ một số chỉ tiêu trong nước thải phòng thí nghiệm khu thí
nghiệm thực hành T6, T7, T8 lần 2
Bảng 4.7. So sánh hàm lượng N, P trong hai nguồn thải

39

Bảng 4.8.

49

Số lượng sinh viên một số khóa học Trường ĐHLN

41

47

Bảng 4.9. Sự biến động số lượng sinh viên các khoa

49

Bảng 4.10. Tỷ lệ gia tăng số lượng sinh viên so với khóa 53 (%)

50

Bảng 4.11. Các thơng số thiết kế mơ hình phương án 1

51

Bảng 4.12. Diện tích thực tế xây dựng mơ hình phương án 1

51

Bảng 4.13. Tổng vật liệu và chi phí xây dựng cơng trình xử lý nước thải bằng
thực vật
Bảng 4.14. Thông số thiết kế mơ hình phương án 2

52

Bảng 4.15. Diện tích thực tế xây dựng mơ hình phương án 2

58

Bảng 4.16. Tổng vật liệu và chi phí xây dựng cơng trình xử lý nước thải bằng
than hoạt tính

Bảng 4.17. So sánh năng lực của hai phương án

59

58

65


DANH MỤC HÌNH VỄ
Hình

Trang

Hình 1.1. Cơ chế ảnh hưởng của kim loại nặng đối với sinh vật

7

Hình 1.2 (a + b). Quy trình cơng nghệ xử lý của trung tâm cơng nghệ mới Alfa

10

Hình 1.3. Cơng nghệ xử lý nước thải tại Trung tâm Quan trắc Mơi trường và
Phân tích tài ngun mơi trường Hà Nội

11

Hình 2.1. Sơ đồ lấy mẫu nước thải phịng thí nghiệm T6, T7, T8

17

Hình 4.1. Sơ đồ khu thí nghiệm thực hành T6, T7, T8 và hệ thống thốt nước
thải đi kèm

33

Hình 4.2: Các ống dẫn nước bị vỡ

34

Hình 4.3: Cỏ mọc che kín mương thốt nước thải

34

Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi lưu lượng nước thải trong ngày 12/4

38

Hình 4.5. Mặt cắt thẳng đứng địa hình vị trí xây dựng hệ thống xử lý

45

Hình 4.6. Sơ đồ hệ thống thu gom nước thải

46

Hình 4.7 (a + b). Đề xuất phương án xử lý nước thải phịng thí nghiệm - thực
hành T6, T7, T8

47

Hình 4.8. Biểu đồ thể hiện sự biến động số lượng sinh viên các khoa

51

Hình 4.9. Bể phản ứng

55

Hình 4.10. Bể lắng

56

Hình 4.11. Bể lọc thực vật

57

Hình 4.12. Hình chiếu bằng phương án 1

58

Hình 4.13. Hình chiếu đứng phương án 1

59

Hình 4.14. Bể lọc cát sỏi

62

Hình 4.15. Bể lọc than hoạt tính

63

Hình 4.16. Hình chiếu bằng phương án 2

64

Hình 4.17. Hình chiếu đứng phương án 2

65


ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa – hiện đại hóa, nền
kinh tế đang phấn đấu thốt khỏi tình trạng lạc hậu trở thành nước công
nghiệp. Từ khi Đổi mới đến nay, xã hội nước ta không ngừng vận động và
phát triển. Bộ mặt của đất nước ngày càng khởi sắc và nước ta đã có những vị
trí nhất định trên trường quốc tế.
Làm được điều đó là do nước ta đã quan tâm đến sự nghiệp đào tạo
nguồn nhân lực. Nền giáo dục nước ta được đẩy mạnh, nhiều trường đại học,
cao đẳng được mở ra đào tạo nhiều con người ưu tú cho nước nhà. Hiện nay
nước ta có khoảng hơn 400 trường đại học, cao đẳng và hàng nghìn trường
trung cấp, dạy nghề, trung học cơ sở và phổ thông trung học. Học đi đôi với
hành, do vậy song song với giảng dạy lý thuyết, các trường đã đầu tư trang
thiết bị phục vụ nhu cầu học tập, thực hành của học sinh – sinh viên và giáo
viên. Các phịng thí nghiệm được xây dựng nhằm đưa thực tế vào trong quá
trình học tập của học sinh, sinh viên. Chưa có thống kê cụ thể về số lượng các
phịng thí nghiệm nhưng dựa trên số lượng các trường học, ước tính số lượng
phịng thí nghiệm trên cả nước tới hàng triệu, trong đó có khoảng 59 phịng
thí nghiệm được ngân sách nhà nước đầu tư theo chiều sâu.

Ngày nay, các phịng thí nghiệm có vai trị rất quan trọng và được sử
dụng phục vụ nhiều lĩnh vực trong đời sống con người như: phân tích các thành
phần mơi trường, an tồn thực phẩm, chẩn đoán bệnh với nhiều nguyên nhân
gây bệnh mới và biến đổi liên tục, pháp y, kiểm tra sản phẩm trong bn bán
thương mại quốc tế...Với vai trị to lớn như vậy nên việc xây dựng các phịng thí
nghiệm là rất cần thiết.
Tuy nhiên vấn đề nước thải phòng thí nghiệm dường như chưa được
quan tâm đúng mức. Nước thải phịng thí nghiệm có chứa nhiều hóa chất độc
hại từ thuốc thử và những mẫu đem về phân tích. Hầu hết các phịng thí
nghiệm chưa có hệ thống xử lý nước thải riêng, trong khi khối lượng nước
1


thải trực tiếp vào cống rãnh ngày càng nhiều, điều đó làm ảnh hưởng trực tiếp
tới mơi trường tự nhiên và gián tiếp ảnh hưởng tới sức khỏe con người.
Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam là trung tâm đào tạo đầu ngành
về Lâm nghiệp của cả nước, có uy tín về đào tạo và nghiên cứu khoa học lâm
nghiệp trong khu vực Đơng Nam Á. Trường có khoảng 13000 học sinh, sinh
viên, học viên và giảng viên thuộc 22 ngành ở bậc đại học, 5 ngành ở bậc cao
học và 5 ngành tiến sĩ….. Với nhiệm vụ chủ chốt trong đào tạo các ngành về
nghiên cứu khoa học, nhiều phịng thí nghiệm của trường đã và đang hoạt
động, đem lại kiến thức và lợi ích cho cơng tác khoa học. Hiện tại, mặc dù
khối luợng nuớc thải trong các phịng thí nghiệm khơng nhiều nhưng về lâu
dài có khả năng ảnh hưởng tới mơi trường. Theo đó, việc xử lý nước thải ra từ
phịng thí nghiệm là một bướckhơng thể thiếu trong tồn bộ q trình nghiên
cứu và thực nghiệm phục vụ công tác học tập và giảng dạy của trường. Tuy
nhiên, hiện nay, tất cả các khu thí nghiệm - thực hành của trường đều chưa có
hệ thống xử lý nước thải riêng, trong khi khối lượng nước thải trực tiếp vào
cống rãnh ngày càng nhiều, điều đó làm ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường tự
nhiên, đặc biệt ảnh hưởng tới nguồn nước sinh hoạt trong khu vực trường học

và các khu lân cận do nước được lấy từ tầng nước ngầm. Về lâu dài, nguồn
nước này có thể ảnh hưởng tới sức khỏe của người sử dụng, trong đó có sinh
viên, học sinh, cán bộ, giảng viên và người dân sống xung quanh khu vực. Do
đó tôi chọn đề tài: “Bước đầu nghiên cứu thiết kế mơ hình xử lý nước thải
thí nghiệm, khu thí nghiệm thực hành T6, T7, T8, Trường Đại học Lâm
Nghiệp” nhằm góp phần vào việc giảm thiểu nguy cơ ơ nhiễm môi trường
hiện tại và trong tương lai.

2


Chương I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tìm hiểu chung về phịng thí nghiệm
1.1.1. Khái niệm phịng thí nghiệm
Phịng thí nghiệm là nơi thực hành, học tập, nghiên cứu của học sinh,
sinh viên và các nhà khoa học. Tuy nhiên, đó cũng là nơi đặc biệt nguy hiểm
nếu khơng tn thủ quy tắc an toàn.
Ngày nay, người ta cố gắng hạn chế sử dụng hố chất độc hại, nhưng
khơng thể hồn tồn khơng sử dụng trong nghiên cứu. Hơn nữa, các hoá chất
mới đang sử dụng trong thực nghiệm chỉ phát hiện ra các tính chất độc hại
nghiêm trọng của nó trong nhiều năm sau đó. Vì vậy, để đảm bảo an tồn cho
con người và mơi trường, các phịng thí nghiệm cần tn thủ các quy định về
an tồn phịng thí nghiệm, cũng như tiêu chuẩn quản lý phịng thí nghiệm.
1.1.2. Tiêu chuẩn chất lượng phịng thí nghiệm
Ngày nay, các phịng thí nghiệm có vai trị rất quan trọng và liên quan
đến nhiều lĩnh vực trong đời sống con người. Nhằm đáp ứng những nhu cầu
đó, trong 5 năm trở lại đây, nhiều phịng thí nghiệm phục vụ hoạt động nghiên
cứu khoa học và dịch vụ đã được xây dựng ở hầu hết các cơ quan nghiên cứu
và trường đại học ở Việt Nam. Tuy nhiên, nếu như các phịng thí nghiệm

khơng hoạt động trên nền các quy chuẩn chung, thì hậu quả là, cùng một sản
phẩm nhưng kết quả phân tích của các phịng thí nghiệm lại khác nhau. Vấn
đề này sẽ gây bế tắc trong việc giải quyết sau đó của các bên liên quan và cơ
quan chức năng. Do đó, các phịng thí nghiệm phải xây dựng những hệ thống
chất lượng chung để kết quả đầu ra có độ tin cậy và thống nhất với nhau.
Hiện nay, tại Việt Nam, tổ chức Hệ thống công nhận phòng thử
nghiệm/hiệu chuẩn Việt Nam (VILAS - Vietnam Laboratory Accreditation
Scheme), được chính thức thành lập năm 1995 theo Quyết định 1962/QĐTCCBKH ngày 10/4/1995 của Bộ trưởng Bộ Khoa học, Công nghệ và Mơi
trường, là đơn vị có chức năng xác nhận các phòng thử nghiệm đạt tiêu chuẩn
3


quốc gia và quốc tế. Chuẩn VILAS được hiểu đầy đủ là chuẩn mực mà
VILAS sử dụng như một loại “phương tiện” để “đo” năng lực các phòng thử
nghiệm/hiệu chuẩn.
Là cơ quan công nhận của Việt Nam nhưng mang tầm quốc tế, VILAS
đã sử dụng chuẩn mực quốc tế trong hoạt động đánh giá, cơng nhận phịng thí
nghiệm. Trước đây, chuẩn mực này là hướng dẫn ISO/IEC Guide 25 và EN
45001. Ngày 15/12/1999, ISO đã ban hành tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 (u
cầu chung về năng lực đối với phịng thí nghiệm và hiệu chuẩn), từ đó tiêu
chuẩn này được coi là chuẩn mực Quốc tế để các cơ quan công nhận Quốc tế
nói chung và VILAS nói riêng cơng nhận năng lực của phịng thí nghiệm.
Các u cầu của một phịng thí nghiệm được VILAS cơng nhận bao
gồm:
- Người phân tích được đào tạo và đánh giá một cách thích hợp trước
khi làm cơng tác phân tích.
- Phương pháp thử dùng để phân tích đều là những phương pháp chuẩn
hay phương pháp nội bộ đều được định trị (validate) thích hợp để đảm bảo độ
tin cậy.
- Máy móc trang thiết bị đo phải được theo dõi và hiệu chuẩn(calibrate)

và liên kết chuẩn một cách thích hợp trước khi đo mẫu.
- Hoá chất, chất chuẩn được liên kết chuẩn.
- Cơ sở vật chất bao gồm phòng ốc đều được thiết kế và kiểm sốt điều
kiện mơi trường cho phù hợp với từng loại thí nghiệm.
- Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu đều được chuẩn hoá đảm bảo
cho kết quả thể hiện đúng với mẫu.
- Hơn nữa, kết quả các phịng thí nghiệm áp dụng hệ thống quản lý chất
lượng đều được so sánh để đánh giá tính chính xác với các phịng thí nghiệm
khác trong nước và cả ngồi nước. Đồng thời, phịng thí nghiệm sẽ xác định
cho khách hàng được một độ dao động nhất định hay còn gọi là độ không
đảm bảo đo (uncertainty) đối với từng kết quả.
4


Lợi ích của phịng thí nghiệm được VILAS cơng nhận bao gồm:
- Nâng cao năng lực của phịng thí nghiệm được thừa nhận ở các quốc
gia trên thế giới.
- Xây dựng niềm tin và sự tin cậy trong kết quả thử nghiệm hay kết quả
hiệu chuẩn được tiến hành bởi phịng thử nghiệm được cơng nhận.
- Dễ dàng thuận tiện cho thương mại mậu dịch trên thị trường trong và
ngoài nước.
- Giảm thiểu những rào cản về kỹ thuật trong thương mại, từ đó sẽ
khơng cịn sự thử nghiệm lặp lại trong các nước nhập khẩu.
1.2. Khái niệm và thành phần nước thải phịng thí nghiệm
1.2.1. Khái niệm nước thải phịng thí nghiệm
Nước thải phịng thí nghiệm là thành phần chất thải dạng lỏng được
thải ra sau quá trình làm thí nghiệm. Nước thải phịng thí nghiệm tuy ít nhưng
độc hại, gồm rất nhiều hóa chất khác nhau.
Nước thải phịng thí nghiệm mang những nét đặc trưng của mỗi lĩnh
vực thí nghiệm: Nước thải phịng thí nghiệm hóa học nước thải chứa nhiều

chất vơ cơ như ion kim loại; phịng thí nghiệm sinh học nước thải chứa nhiều
vi khuẩn và chất hữu cơ; phịng thí nghiệm vật lý hạt nhân nước thải chứa
nhiều chất phóng xạ; phịng thí nghiệm chun đề Cơng nghệ Cơ điện tử và
Thủy khí Cơng nghiệp nước thải chứa nhiều dầu mỡ; phịng thí nghiệm vi
sinh vật học nước thải chứa nhiều vi sinh vật, phòng thí nghiệm hóa dầu nước
thải chứa nhiều dầu mỡ…Nói tóm lại, nước thải phịng thí nghiệm bao gồm
nước mang đến phịng thí nghiệm phân tích, hóa chất, thuốc thử, nước cọ rửa
dụng cụ, nước cọ rửa mẫu, nước rửa tay…Do đó nước thải phịng thí nghiệm
gồm rất nhiều hóa chất, kim loại nặng, các tạp chất khác nhau, thậm chí là
những vi sinh vật biến đổi gen rất nguy hiểm đối với con người.
Trước đây nước thải phịng thí nghiệm bị coi thường, chúng thường
được đổ thẳng ra kênh mương mà không qua bất cứ một công đoạn xử lý nào.
Các vấn đề về nước thải phịng thí nghiệm chỉ được phát hiện ra sau nhiều
5


năm, khi các hóa chất độc hại lan tới các tầng nước ngầm sử dụng của con
người.
1.2.2. Những chỉ tiêu chính của nước thải phịng thí nghiệm
Như đã được đề cập ở phần 1.2.1, đặc điểm và thành phần của nước
thải phịng thí nghiệm phụ thuộc vào đặc thù của mỗi lĩnh vực nghiên cứu.
Nhưng nhìn chung, nước thải phịng thí nghiệm thường được đặc trưng bởi
các chỉ tiêu như: pH, kim loại nặng, vi sinh vật, dầu mỡ…Trong các chỉ tiêu
để đánh giá ơ nhiễm của nước thải phịng thí nghiệm, chỉ tiêu kim loại nặng là
một chỉ tiêu quan trọng và cần được quan tâm nhất.
Trong tự nhiên, kim loại nặng thường hiện diện ở nồng độ rất nhỏ
(ppm), tuy nhiên chúng lại gây những ảnh hưởng rất đáng kể do chúng là các
chất rất khó phân hủy sinh học, có độc tính cao, có khả năng tích lũy và
khuếch đại theo chuỗi thức ăn sinh học, một số chất có khả năng tích lũy gây
ung thư và biến đổi gen. Tác hại của kim loại nặng được trình bày trong bảng

1.1.
Bảng 1.1. Các nguyên tố độc hại chứa trong một số loại nước thải
Nguyên tố
As
Cd
Be
B
Cr
Cu
Pb
Hg
Mn
Mo
Se
Zn

Tác dụng gây độc
Độc, có thể gây ung thư
Độc, gây huyết áp cao, suy thận, phá hủy các mô và hồng cầu
Gây độc cho thủy sinh vật
Độc tính cao, độc hại với một số lồi cây
Có khả năng gây ung thư
Độc với cây khi có nồng độ trung bình
Độc, gây thiếu máu, gây bệnh thận, rối loạn thần kinh
Rất độc với người và động vật
Độc với thực vật ở nồng độ cao
Độc với động vật
Gây độc cho thực vật ở nồng độ cao
Độc với thực vật ở nồng độ cao

(Nguồn: TS. Đinh Quốc Cường, 2008)
Một số kim loại nặng là các nguyên tố vi lượng không thể thiếu được
đối với các loại sinh vật trong quá trình trao đổi chất. Tuy nhiên một số kim
6


loại nặng khác lại là những chất độc đối với cơ thể sinh vật. Có 6 kim loại
nặng cơ bản là Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Co được gọi là các chất dinh dưỡng vi
lượng. Các kim loại khác như Ca, Si, Ni, Se, Al, V đồng hóa trong quá trình
phát triển của cây nhưng lại khơng cần thiết cho sinh vật khác. Ngược lại các
kim loại nặng như Pb, Cr, Hg hồn tồn khơng cần thiết cho sinh vật và đây
là các kim loại rất độc. Cơ chế ảnh hưởng của kim loại nặng có thể biểu diễn
bằng biểu đồ ở hình 1.1.

Hình 1.1. Cơ chế ảnh hưởng của kim loại nặng đối với sinh vật
Đối với kim loại cơ bản ở một nồng độ nhất định là yếu tố quan trọng
cho sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Nhỏ hơn hoặc lớn hơn khoảng
nồng độ này đều ảnh hưởng không tốt cho sinh vật. Đối với kim loại không
cơ bản ở nồng độ nhỏ không ảnh hưởng tới đời sống sinh vật, ở nồng độ lớn
hơn gây ngộ độc cho sinh vật.
1.3. 1. Một số quy trình cơng nghệ xử lý nước thải phịng thí nghiệm
Xử lý nước thải phịng thí nghiệm nói riêng và nước thải nói chung đều
phải theo một nguyên tắc nhất định. Thông thường nguyên tắc trong xử lý
nước thải là: “Xử lý chất thơ trước, chất tinh sau, chất có nồng độ cao
trước, chất nồng độ thấp sau”. Do đó cơng nghệ và phương pháp xử lý nước
thải phịng thí nghiệm cũng tuân theo nguyên tắc trên.

7

Bảng 1.2: Tổng quan về công nghệ và phương pháp xử lý nước thải
Cơng nghệ
xử lý

Phương
pháp xử lý

Cơng trình xử lý

+ Hóa lý

- Tuyển nổi
- Hấp phụ
- Keo tụ…

- Tách các chất lơ lửng
và khử màu.

+ Hóa học

- Oxy hóa
- Trung hòa

- Trung hòa và khử độc
nước thải.

+ Cơ học

- Song chắn rác
- Bể chắn rác

- Bể lắng đợt I

- Tách các tạp chất rắn
và cặn lơ lửng.

Xử lý sơ bộ

+ Sinh học

Xử lý tập
trung
+ Khử
trùng
+ Xử lý bùn
cặn

+ Cơ học

Xử lý triệt
để

+ Sinh học

+ Hóa học

-

Hồ sinh học
Cánh đồng tưới
Kênh oxy hóa

Aeroten
Bể lọc sinh học
Bể lắng đợt II

- Trạm trộn Clo
- Máng trộn
- Bể tiếp xúc

Mục tiêu xử lý

- Tách các chất hữu cơ
dạng lơ lửng và hòa
tan.

- Khử trùng nước trước
khi xả ra nguồn

- Bể metan
- Sân phơi bùn
- Trạm xử lý cơ
học bùn cặn

- Ổn định và làm khô
nguồn cặn

- Bể lọc cát

- Tách các chất lơ lửng

- Bể aeroten bậc II

- Bể lọc sinh học
bậc II
- Hồ sinh vật
- Bể khử nitrat
- Bể oxy hóa

8

- Khử nito và photpho

- Khử nito, photpho và
các chất khác.
( Nguồn: Lê Anh Tuấn, 2002)


a. Hệ thống xử lý nước thải phịng thí nghiệm của Trung tâm cơng nghệ
mới Alfa

(a)

(b)
Hình 1.2 (a + b). Quy trình cơng nghệ xử lý của trung tâm cơng nghệ mới
Alfa (Nguồn: )
9


Quy trình cơng nghệ xử lý trình bày trên hình 1.2 (a+b) bao gồm: oxy
hóa bậc cao kết hợp hóa lý theo mơ hình hợp khối, theo thiết kế cơng nghệ
của cơng ty Eco Process & Equipment (Canada).
Theo quy trình công nghệ xử lý 1.2, nước thải từ bồn rửa theo đường

ống chảy tự do về bể điều hòa, kết hợp tuyển nổi tách dầu mỡ. Sau đó định
lượng hóa chất điều chỉnh pH lần 1. Tại bể lắng 1, nước thải được định lượng
hóa chất điều chỉnh pH lần 2. Qua bể lắng 1, nước thải đi vào bể oxy hóa bậc
cao, tại đây định lượng hóa chất keo tụ và trợ keo tụ cho nước thải. Tiếp đó
nước thải đi tới bể lắng 2 qua bể sinh học hiếu khí tới bể lọc. Sau đó nước thải
đi tiếp vào bể khử trùng, định lượng hóa chất khử trùng và sau đó nước đi ra
ngồi là nước thải sạch.
b. Hệ thống xử lý nước thải tại Trung tâm Quan trắc mơi trường và Phân
tích tài ngun mơi trường

Hình 1.3. Công nghệ xử lý nước thải tại Trung tâm Quan trắc Mơi trường
và Phân tích tài ngun mơi trường Hà Nội
(Nguồn: www.cranevietnam.com)

10


(1) Dữ kiện thiết kế
Nguồn thải: nước thải từ bể phốt, nước thải từ nhà ăn của cơ quan và
nước thải từ các phịng thí nghiệm. Nước mưa được tách riêng, không đưa
vào hệ thống xử lý nước thải.
Công suất xử lý: 20 m3/ngày.
Tiêu chuẩn thải: cột B QCVN 14:2008/BTNMT
(2) Đặc điểm nước thải
Nước thải được xử lý bằng quy trình cơng nghệ trên hình 1.3 có những
đặc điểm chính sau:
 Là loại nước thải hỗn hợp của nước thải sinh hoạt, nước thải phịng thí
nghiệm chứa các tạp chất hóa học sử dụng trong các phịng thí nghiệm
và các thành phần gây ô nhiễm từ các mẫu nước thải.
 Nước thải từ bể phốt chứa hợp chất nitơ, phospho với hàm lượng cao.

 Nước thải từ bếp ăn chứa nhiều rác thải thô, thức ăn dư thừa, cặn không
tan, dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt.
 Nước thải từ các phịng thí nghiệm chứa kim loại nặng, một số chất hữu
cơ khó sinh hủy.
 Mức độ dao động của lưu lượng thải trong ngày cao do cơ quan chỉ làm
việc trong giờ hành chính, thời gian nấu và ăn chỉ kéo dài khoảng 4 giờ.
 Một số hợp chất hữu cơ sử dụng trong các phịng thí nghiệm có khả
năng ức chế sự hoạt động của vi sinh vật.
(3) Thuyết minh công nghệ xử lý
Để tách loại các thành phần ơ nhiễm trong dịng thải trên, hệ thống xử
lý nước thải bao gồm các đơn vị công nghệ xử lý: tách rác thơ, tách dầu mỡ,
bể điều hịa, điều chỉnh pH, hấp phụ kim loại nặng, tổ hợp xử lý sinh vật hiếu
khí và thiếu khí để loại bỏ thành phần chất hữu cơ, nitơ, photpho, lọc trong
nước kết hợp với khử nitrat, khử trùng, ủ bùn thải.
 Tách rác thô, cặn thô và dầu mỡ
11


Nước thải từ bếp ăn trước khi đưa vào bể điều hịa được tách rác thơ (lá
rau, cuộng rau, vật rắn có kích thước lớn hơn 2 mm) bằng lưới chắn rác thích
hợp. Sạn, cát thơ được tách bằng phương pháp lắng. Dầu, mỡ được tách bằng
phương pháp tuyển nổi. Tất cả ba cơng đoạn trên được lắp đặt phía trước bể
điều hòa, thao tác được thực hiện theo phương pháp thủ công. Rác thô được
vệ sinh hàng ngày, dầu mỡ, cát sạn được làm vệ sinh theo chu kỳ để đảm bảo
các thành phần ơ nhiễm trên khơng có mặt trong bể điều hòa.
 Bể điều hòa
Do mức dao động lớn về lưu lượng thải trong ngày nên bể điều hịa cần
có dung tích chứa tương ứng với 7 – 8 giờ công suất xử lý. Do mức dao động
về nồng độ của các tạp chất trong các dòng thải (nhà ăn, bể phốt, phịng thí
nghiệm khác nhau) nên bể điều hòa được thiết kế sao cho khả năng hòa trộn

là tốt nhất.
 Điều chỉnh pH và hấp phụ kim loại nặng
Do pH dao động không theo một chiều (khi cao, khi thấp không theo
qui luật) nên biện pháp điều chỉnh pH là sử dụng chất đệm rắn để duy trì một
vùng giá trị pH đảm bảo cho phần lớn các kim loại nặng kết tủa và phù hợp
với điều kiện hoạt động của vi sinh vật ở giai đoạn sau. Đối với một vài kim
loại nặng khó kết tủa (ví dụ As(III), As(V))sẽ được tách loại thơng qua quá
trình xúc tác và hấp phụ đồng thời trên chất hấp phụ asen thông dụng như
NC-F20 hoặc MF-97. Vật liệu đệm pH và hấp phụ kim loại nặng được bố trí
trong cùng thiết bị, hoạt động có hiệu quả trong thời gian dài (dự tính khơng
dưới 3 năm) và khi cần thay thế thì dễ mua trên thị trường, giá rẻ.

12


 Hệ xử lý vi sinh
Do trong nguồn thải có thể tồn tại một số hợp chất hữu cơ gây độc đối với
vi sinh vật tiến hành nitrat hóa đồng thời với khử nitrat trong cùng thiết bị với
hiệu suất cao nên kỹ thuật xử lý vi sinh được áp dụng là loại công nghệ màng
vi sinh chuyển động (Moving Bed Biofilm Reactor; MBBR). Trong khi vận
hành, chất mang vi sinh (nhẹ, độ xốp lớn, hình khối lập phương) chuyển động
trong nước nhằm tăng cường quá trình chuyển khối, tăng hiệu quả xử lý (200 –
300 % so với phương pháp bùn hoạt tính thơng dụng). Màng vi sinh trong vật
liệu xốp được bảo vệ trước tác động của các chất hữu cơ độc hại. Q trình
nitrat hóa và oxy hóa chất hữu cơ được thực hiện ở vùng bên ngồi của màng
vi sinh. Q trình khử nitrat xảy ra ở vùng phía trong của màng, ngay trong
điều kiện có mặt oxy ở phía ngồi, tức là q trình khử nitrat (thiếu khí, khơng
có mặt oxy) xảy ra đồng thời với q trình nitrat hóa và oxy hóa chất hữu cơ
trong điều kiện hiếu khí. Đó là cơng nghệ mới của thế giới hiện chưa phổ biến
ở Việt Nam, công nghệ trên có hiệu quả hoạt động cao, tiết kiệm chi phí xây

dựng, vận hành, sử dụng diện tích mặt bằng thấp. Vật liệu mang vi sinh được
sản xuất ở trong nước, sẵn sàng cung ứng và giá thành hợp lý, bằng khoảng 60
– 70 % so với giá của vật liệu cùng chủng loại của Nhật và Hàn Quốc.
 Lọc nổi
Do tình trạng hoạt động khơng liên tục của hệ thống xử lý (ngày nghỉ
cuối tuần) nên dễ gặp tình huống bùn khơng lắng, vì vậy sẽ áp dụng biện pháp
làm trong nước theo phương pháp lọc nổi. Trong quá trình lọc nổi, quá trình
khử nitrat tiếp tục xảy ra, hỗ trợ thêm cho quá trình khử nitrat trong bể xử lý
hiếu khí.
 Hấp phụ trên than hoạt tính
Một vài loại chất hữu cơ khơng có khả năng sinh hủy hay gây độc cho
vi sinh vật và môi trường sẽ đươch giữ lại trong cột hấp phụ chứa than hoạt
tính. Than hoạt tính là loại sản xuất từ sọ dừa, sử dụng trong xử lý nước thải.
Đó là loại sản phẩm có dung lượng hấp phụ cao, kết hợp với tái sinh bằng con
13


đường sinh học nên thời gian sử dụng dài, ước tính phải thay sau thời gian
hoạt động 2 – 3 năm. Than mất tác dụng được vận chuyển về bãi thải chất
rắn.
 Khử trùng
Khử trùng được thực hiện với hóa chất dạng clo hoạt động. hóa chất sử
dụng là canxi hypocloro, Ca(OCl)2, là loại hóa chất có sẵn trên thị trường, an
toàn khi sử dụng, dễ bảo quản.
 Bể ủ bùn
Bùn thải từ các công đoạn xử lý khác nhau được đưa về bể ủ bùn yếm
khí, sau một thời gian được hút bỏ.
1.3.2. Tình hình nước thải phịng thí nghiệm trường Đại học Lâm Nghiệp
Trường Đại học Lâm Nghiệp là trường đầu ngành về lâm nghiệp trong
cả nước. Trường có hai khu thí nghiệm – thực hành (TN – TH) là khu T3, T4,

T5 dành cho hai khoa: Lâm học và Cơ điện và Cơng trình; khu T6, T7, T8
dành cho khoa QLTNR&MT, CBLS và QTKD.
Trong trường Đại học Lâm Nghiệp, hầu hết các nguồn nước thải chưa
có hệ thống xử lý mà đều được dẫn đến hồ trong trường. Điều nguy hại là
cơng trình cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ khu vực trong và xung quanh
trường nằm cạnh bờ hồ và sử dụng nguồn nước ngầm làm nước cấp sinh hoạt.
Nước thải phịng thí nghiệm chỉ là một trong những nguồn nước thải rất
nhỏ của trường nhưng lại tiềm ẩn nguy cơ cao. Cũng như rất nhiều phịng thí
nghiệm khác, các phịng thí nghiệm của trường chưa quan tâm tới nước thải.
Trong trường chưa có bất kỳ một nghiên cứu nào về nước thải phịng thí
nghiệm.

14


Chương II
MỤC TIÊU – ĐỐI TƯỢNG – NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu chung:
Góp phần làm giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường nước mặt và nước
ngầm từ dịng nước thải phịng thí nghiệm.
- Mục tiêu cụ thể:
 Đánh giá được hiện trạng nước thải phát sinh từ khu thí nghiệm - thực
hành T6, T7, T8.
 Đề xuất được một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản
lý nước thải khu thí nghiệm – thực hành T6, T7, T8.
2.2. Đối tượng nghiên cứu
Dịng nước thải phát sinh từ khu thí nghiệm - thực hành T6, T7, T8,
trường Đại học Lâm nghiệp.

2.3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được những mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài thực hiện những
nội dung sau:
- Đánh giá hiện trạng nước thải phát sinh từ khu thí nghiệm - thực hành
T6, T7, T8.
- Thiết kế mơ hình xử lý nước thải phát sinh từ khu thí nghiệm - thực
hành T6, T7, T8.
- Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản lý nước thải
khu thí nghiệm – thực hành T6, T7, T8.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp kế thừa tài liệu
Đây là phương pháp nhằm giảm bớt khối lượng và thời gian công việc
nghiên cứu. Phương pháp này được sử dụng rất rộng rãi và cần thiết trong quá
trình làm nghiên cứu của mọi người. Thông qua các số liệu này giúp đề tài
15


tổng kết lại các thành quả nghiên cứu trước đó, kế thừa có chọn lọc để phục
vụ cho q trình làm khóa luận. Các tài liệu bao gồm:
- Tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của khu vực trường
Đại học Lâm Nghiệp.
- Các tài liệu về phịng thí nghiệm, xử lý nước thải phịng thí nghiệm
và khai thác thơng tin trên các trang website có liên quan.
2.4.2. Phương pháp điều tra ngoại nghiệp
Đây là phương pháp rất cần thiết và quan trọng trong q trình làm
khóa luận. Phương pháp này đề tài sử dụng để thu thập các thông tin sau:
- Điều tra hiện trạng phát sinh nước thải phịng thí nghiệm, khu thí
nghiệm – thực hành T6, T7, T8.
- Lấy mẫu nước thải
- Đo lưu lượng nước thải.

a. Phương pháp lấy mẫu nước
- Thời điểm lấy mẫu: Mẫu được lấy theo phương pháp gián đoạn do
sự biến đổi các chất trong môi trường nước thải phịng thí nghiệm là rất lớn.
Thời gian lấy mẫu là từ 7 – 11 giờ sáng và 13 – 17 giờ chiều. Mẫu được tiến
hành lấy vào những ngày trời khô ráo, không mưa.
- Cách lấy mẫu nước:
+ Chuẩn bị dụng cụ lấy mẫu: tất cả chai lọ để lấy mẫu được rửa sạch
bằng xà phịng, sau đó được rửa kỹ bằng nước sạch, tráng bằng nước cất. Khi
tiến hành lấy mẫu chai lọ được tráng 3 lần bằng chính nước thải. Mẫu nước
được lấy bằng loại chai polyetylen với dung tích 300ml và 1500 ml.
+ Do nước thải của phịng thí nghiệm ít, nên mẫu được lấy tại cửa ống
thốt nước của phịng thí nghiệm... Lấy mẫu theo phương pháp gián đoạn:
Sau 1 giờ lại lấy mẫu một lần. Sáng từ 8h – 11h, chiều từ 14h – 17h. Các chỉ
tiêu pH, độ đục được đo ngay sau khi lấy mẫu. Đối với các mẫu dùng để phân
tích các chỉ tiêu kim loại nặng như Al, Fe, Mn, Pb…đều được bảo quản bằng
cách cho thêm 5ml dung dịch HNO3 ½ vào 1,5 lít mẫu, sau đó mẫu được cho
16


vào thùng xốp kín, nhiệt độ thấp, chèn lót, tránh sự đổ vỡ và vận chuyển về
phịng thí nghiệm.
- Sơ đồ lấy mẫu nước được trình bày trên hình 2.1.

Hình 2.1. Sơ đồ lấy mẫu nước thải phịng thí nghiệm T6, T7, T8
b. Phương pháp đo lưu lượng nước thải
Trong quá trình khảo sát thực địa, đề tài nhận thấy lưu lượng nước thải
khu vực nghiên cứu nhỏ. Vì vậy không thể tiến hành đo lưu lượng thải bằng
lưu tốc kế mà đề tài đã tiến hành đo bằng phương pháp thủ công. Phương
pháp này thực hiện như sau:
Dụng cụ: Chai polyetylen, ca nhựa và cốc đong thủy tinh

Cách tiến hành: Dùng ca nhựa hứng nước ở các điểm xả thải, mỗi điểm
hứng trong thời gian 1 phút rồi đổ chung vào các chai polyetylen. Dùng cốc
đong đo lượng nước thu được. Sau đó tính lượng nước thải ra trong 1h theo
công thức sau:

17


2.4.3. Phương pháp phỏng vấn bán chính thức
Phỏng vấn các đối tượng làm việc và học tập tại khu thí nghiệm thực
hành T6, T7, T8 (cán bộ quản lý phòng, học sinh, sinh viên). Phỏng vấn theo
một số ngày liên tiếp nhau để thấy được sự biến đổi thất thường của lưu lượng
và hàm lượng các chất có trong nước thải. Để tiến hành việc phỏng vấn, đề tài
soạn sẵn một số câu hỏi từ trước (mẫu bảng hỏi được trình bày trong phần
phụ lục). Ngồi ra, trong q trình phỏng vấn, đề tài tiến hành thu thập các
thông tin khác nhau lên quan đến chủ đề nghiên cứu.
2.4.4. Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm
Để có số liệu các chỉ tiêu ơ nhiễm trong nước thải phịng thí nghiệm, đề tài đã
tiến hành thuê phân tích tại Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên. Phương
pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu như sau:
1. pH
Xác định bằng máy đo pH.
2. Độ đục
Xác định bằng máy đo độ đục.
3. BOD5
Trung hịa mẫu nước cần phân tích và pha lỗng bằng những lượng
khác nhau của cùng một loại nước giàu oxi hịa tan có chứa các vi sinh vật
hiếu khí. Sau đó ủ ở một nhiệt độ xác định trong 5 ngày trong bình hồn tồn
đầy và nút kín trong tối. Xác định Do trước và sau khi ủ và tính lượng oxi tiêu
tốn trong một lít nước.

Cách tiến hành: mẫu nước lấy về được trộn với nhau theo cùng một tỉ
lệ. Trước khi phân tích kiểm tra pH để trung hịa.
Chuẩn bị nước để pha lỗng: Dùng nước cất sạch sau đó sục khí để bão
hịa oxi (C > 8mg/l ). Sau đó tiến hành bổ sung các chất: dung dịch đệm
photphat, dung dịch MgSO4 2,5g/l, KCl 27,5g/l và FeCl3 0,25g/l theo tỉ lệ cứ
18