Đồ án Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng trong xử lý nước

o thấy các tác dụng khác nhau của các bộ phận cây chùm ngây như, chống hạ đường huyết, giảm sưng tấy, chữa viêm loét dạ dày, điều trị chứng hạ huyết áp và ngay cả làm êm dịu thần kinh trung ương. Ứng dụng của cây chùm ngây trong xử lý môi trường. Việt Nam: Phần lớn được trồng làm nọc trầu tại tỉnh Ninh Thuận, là nguồn thực phẩm chính của đồng bào các dân tộc Chăm và Raglay và là dược liệu nhiều công dụng. Chùm ngây còn mọc hoang và được trồng ở các địa phương như Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bình Thuận, Kiên Giang và gần đây nhất được trồng thành trang trại ở Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu...Tuy thông tin về khả năng xử lý nước của hạt cây chùm ngây đã xuất hiện trên một số phương tiện thông tin đại chúng ở Việt Nam, nó vẫn chưa được ứng dụng nhiều ở các vùng nông thôn. Thế giới: đã có rất nhiều nước trên Thế giới nghiên cứu về khả năng xử lý môi trường của hạt cây chùm ngây và được áp dụng khá phổ biến cho những vùng nông thôn. Theo nghiên cứu của ông Michael Lea, chuyên gia thuộc Clearinghouse - tổ chức Canada chuyên nghiên cứu công nghệ lọc nước chi phí thấp – và các cộng sự, hạt chùm ngây có thể giảm đến 99,99% vi khuẩn trong nước chưa được xử lý.Ngoài ra, phương pháp xử lý nước bằng hạt cây chùm ngây đang được áp dụng rất phổ biến ở những vùng nông thôn của một số quốc gia ở Châu Phi. Theo trung tâm về nước - sức khỏe và môi trường của Luân Đôn ( Anh), những người phụ nữ trong những ngôi làng ở Sudan đã dùng hạt cây chùm ngây để xử lý làm trong nước, họ lấy nước từ dòng sông Nile và một số nơi khác, chứa nước vào trong chum hoặc vại, rồi sau đó họ dùng hạt chùm ngây đã giã nhỏ cho vào túi vải, dùng túi vải này khoáy điều trong nước và chờ lắng cặn, sau đó gạn lấy phần nước trong phía trên sử dụng cho ăn uống và sinh hoạt. Nước xử lý bằng hạt chùm ngây đã nghiền nhỏ và lắng sau 24 giờ thì nước có thể sử dụng 2 gam nhân cây chùm ngây sau khi nghiền Hạt và nhân cây chùm ngây Cây và trái chùm ngây Hình 3.2 Sử dụng hạt cây chùm ngây xử lý nước ở Châu Phi TỔNG QUAN VỀ CÂY DẦU MÈ. Phân loại khoa học Giới (regnum): Plantae Ngành (divisio): Embryophyta Lớp (class): Spermatopsida Bộ (ordo): Malpighiales Họ (familia): Euphorbiaceae Chi (genus): Jatropha Loài (species): J. curcas Hình 3.3 Cây dầu mè. Nguồn gốc Dầu mè là một loại cây có lịch sử 70 triệu năm, tên khoa học Jatropha curcas. L, nguồn gốc từ Mexico ( nơi duy nhất có hóa thạch của cây này) và Trung Mĩ, được người Bồ Đào Nha đưa qua Cape Verde, rồi lan truyền sang Châu Phi, Châu Á, sau đó được trồng ở nhiều nước, trở thành cây bản địa ở khắp các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới trên toàn thế giới. Từ năm 1991, cây dầu mè ở Nicaragua được nghiên cứu để làm nguyên liệu sản xuất diesel sinh học, từ đó cơn sốt dầu mè đã lan khắp phạm vi toàn cầu. Hiện này nhiều nước trên thế giới đang chạy đua phát triển cây này, nhất là các nước Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Malaixia, Indonexia, Philippin, Mianma và nhiều nước Châu Phi, nhằm phục vụ nhu cầu năng lượng tại chỗ và xuất khẩu. Đặc điểm sinh học Cây dầu mè là cây bụi gỗ mềm, thân thẳng cao trung bình 6 m với tán rộng. Cành non mập và mọng nước, nhựa cây có màu trắng sữa hay màu vàng nhạt, lá rụng sớm, mọc dày ở phần ngọn. Lá có hình ovan, hoặc hình trái tim, có lá chẻ thùy 3 đến 5 thùy. Lá dài 6 - 40 cm, rộng 6 – 35 cm, cuống dài 2,5 – 7,5 cm. Hoa thường nở vào tháng 4 - 5 tạo thành nhiều chùm có màu vàng nhạt, hình chuông. Hoa đực có 10 nhị trong đó 5 nhị dính vào phần chân đế, 5 nhị kết lại thành bó. Hoa cái rời rạc với bầu nhụy hình elip, chia làm 3 ô, với 3 núm nhụy phân nhánh. Quả có dạng nang, kích thước 2,5 -4 cm về chiều ngang và đường kính. Quả chia thành 3 ngăn, hạt nằm trong các ngăn này. Hạt cây thuôn màu đen kích thước 2x1 cm. Công dụng Nhựa mủ Nhựa cây dầu mè co chứa các alkaloid như jatrophine, jatropham, jatrophone và curcain là những chất có tính kháng bệnh ung thư. Lá có chứa apigenin, vitexin và isovitexin. Ngoài ra trong lá và cành non còn chứa amyrin, stigmosterol và stigmastenes là những chất có tính kháng khuẩn, chống viêm, chống dị ứng và oxi hóa. Chất béo có trong hạt cây giàu palmitic, oleic acid và linoleic acid. Nhựa cây được dùng để trị các bệnh ngoài da như u nhọt, hắc lào, xuất huyết da. Cành non có tác dụng làm sạch răng miệng (NIIR Board of Consultants and Engineers, 2006). Lá vỏ và rễ cây Lá cây được chú ý tới khả năng kích thích tạo sữa, gây xung huyết da và kháng kí sinh trùng. Lá được sử dụng để chống ghẻ, thấp khớp, tê liệt, u xơ. Rễ cây có tác dụng tẩy giun sán, chữa rắn cắn.Vỏ cây dung để thuốc cá, và dung điều trị các vết thương ngoài da.Nước sắc của vỏ và rễ cây dung điều trị thấp khớp, bệnh hủi, chứng kho tiêu, tiêu chảy ( NIIR Board of Consultants and Engineers, 2006) Hạt và dầu Hạt cây là loại thuốc trị bệnh phù, bệnh gút (gout), chứng liệt và các bệnh về da. Dầu cây dầu mè có tính tẩy rửa. Bảo vệ môi trường Dầu mè hấp thụ nhiều CO2 trong không khí. Theo tính toán sơ bộ, một cây dầu mè có khả năng hấp thụ 100g CO2 / ngày trong không khí, tính ra mỗi cây có khả nawmg hấp thụ 30kg CO2/ năm, mỗi ha có thể hấp thụ 48 tấn CO2/ năm, góp phần giảm thiểu khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Trồng cây dầu mè, với che phủ tốt , tuổi thọ dài (30-50 năm), bộ rễ sâu, khối lượng lá rụng hàng năm lớn, góp phần chống xói mòn, tăng khả năng giữ nước, nâng cao độ che phủ của đất, cải tạo vùng đất xấu, đất hoang mạc hóa, đất bãi khai thác khoáng sản. Dầu mè còn là cây chống cháy tốt, có thể trông làm đường băng cản lửa bảo vệ rừng, nhất là rừng nguyên sinh và các vườn quốc gia. Xử lý nước Hiện nay, việc ứng dụng hạt cây dầu mè để xử lý nước chưa được phổ biến rộng và rất ít nghiên cứu về nó.Theo nghiên cứu của Kenneth Anchang Yongabi, trung tâm nghiên cứu FMENV/ZERI Đại học Abubakar Tafawa Balewa (Nigeria) về khả năng keo tụ và tiêu diệt vi sinh vật của hạt cây dầu mè, nghiên cứu thử nghiệm trên mẫu nước thải bệnh viện và cho hiệu quả rất khả quang. TỔNG QUAN VỀ CÁC CÂY HỌ ĐẬU. Cây đậu Cô Ve. Phân loại khoa học Giới (regnum): Plantae (không phân hạng): Angiospermae (không phân hạng) Eudicots (không phân hạng) Rosids Bộ (ordo): Fabales Họ (familia): Fabaceae Phân họ (subfamilia): Faboideae Tông (tribus): Phaseoleae Chi (genus): Phaseolus Loài (species): P. vulgaris Hình 3.4 Cây đậu cô ve Đậu cô ve (gốc tiếng Pháp: haricot vert), danh pháp khoa học Phaseolus vulgaris, là loài cây thường niên được thuần hóa ban đầu tại khu vực Mesoamerica và Andes cổ đại của Trung Mỹ, ngày nay được trồng phổ biến trên khắp thế giới để lấy quả đậu, cả dạng khô lẫn đậu cô ve tươi. Lá cây đôi khi cũng được dùng như rau xanh, và rễ dùng làm thức ăn cho gia súc. Đậu cô ve cùng với bí và ngô là ba loại ngũ cốc cơ bản của nền nông nghiệp thổ dân châu Mỹ. Là một cây thuộc phân họ Đậu, rễ của đậu cô ve các loài vi khuẩn cố định nitơ cung cấp dưỡng chất cần thiết cho hai loài cây kia. Đậu cove là cây hằng niên, thân thảo, rễ chính mọc sâu nên cây có khả năng chịu hạn tốt, rễ phụ có nhiều nốt sần chủ yếu tập trung ở độ sâu khoảng 20 cm. Thân có 2 dạng: thân sinh trưởng hữu hạn và vô hạn. Lá kép có 3 lá phụ với cuốn dài, mặt lá rất ít lông tơ. Chùm hoa mọc ở nách lá trung bình có từ 2 - 8 hoa. Sau khi trồng 35 - 40 ngày đã có hoa nở, hoa lưỡng tính tự thụ phấn khoảng 95% nên việc để giống rất dễ dàng. Trái đậu ăn tươi thu hoạch từ 10 - 13 ngày sau khi hoa nở. Hột đậu to, trọng lượng 1.000 hột 250 - 450g. Hiện nay, đậu cô ve được trồng rất phổ biến tại Việt Nam, chủ yếu được sử dụng làm thực phẩm. Gần đây, đã có một số nhà nghiên cứu ở châu Phi thử nghiệm sử dụng hạt đậu cô ve để keo tụ làm trong nước cho kết quả tương đối khả thi. Đây là một ứng dụng khá mới của đậu cô ve, nhưng lại mở ra khả năng ứng dụng cao góp phần cải thiện chất lượng nguồn nước ở các quốc gia đang phát triển. Cây đậu nành. Phân loại khoa học Giới (regnum): Plantae (không phân hạng): Angiospermae (không phân hạng) Eudicots (không phân hạng) Rosids Bộ (ordo): Fabales Họ (familia): Fabaceae Phân họ (subfamilia): Faboideae Tông (tribus): Phaseoleae Phân tông (subtribus): Glycininae Chi (genus): Glycine Loài (species): G. max Hình 3.5 cây đậu nành Đậu tương (Glycine max (L) Merr.) còn gọi là đậu nành là một cây trồng cạn ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Sản phẩm của nó làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất khẩu và là cây cải tạo đất tốt. Giá trị về mặt thực phẩm Hạt đậu tương có thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng prôtein trung bình khoảng từ 35,5 - 40%.. Hàm lượng prôtein trong hạt đậu tương cao hơn cả hàm lượng prôtein có trong cá, thịt và cao gấp 2 lần so với các loại đậu đỗ khác. Giá trị về mặt công nghiệp và nông nghiệp Đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất d ẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bôi trơn trong ngành hàng không, nhưng chủ yếu đậu tương được dùng để ép d ầu. Hiện nay trên thế giới đậu tương là cây đứng đầu về cung cấp nguyên liệu cho ép dầu, dầu đậu tương chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật. Làm thức ăn cho gia súc: Đậu tương là nguồn thức ăn tốt cho gia súc 1 kg hạt đậu tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi. Hiện nay ở nước ta đ ã hình thành 6 vùng sản xuất đậu tương: vùng Đông Nam bộ có diện tích lớ n nhất (26,2% diện tích đậu tương cả n ước), miền núi Bắc bộ 24,7%, đồng bằng sông Hồng 17,5%, đồng bằng sông Cửu Long 12,4% (Ngô Thế Dân và cs, 1999). Tổng diện tích 4 vùng này chiếm 80% diện tích trồng đậu tương cả nước, còn lại là đồng bằng ven biển miền Trung và Tây Nguyên. Tương tự đậu cô ve, đậu nành cũng đã xuất hiện trong một vài nghiên cứu của một số tác giả châu Phi trong khả năng ứng dụng nó để keo tụ và xử lý nước. Cây đậu xanh. Phân loại khoa học Giới (regnum): Plantae (không phân hạng): Angiospermae (không phân hạng) Eudicots (không phân hạng) Rosids Bộ (ordo): Fabales Họ (familia): Fabaceae Phân họ (subfamilia): Faboideae Tông (tribus): Phaseoleae Phân tông (subtribus): Phaseolinae Chi (genus): Vigna Loài (species): V. radiata Hình 3.6 Cây đậu xanh Đậu xanh hay đỗ xanh là cây đậu có danh pháp khoa học Vigna radiata có kích thước hạt nhỏ (đường kính khoảng 2–2,5 mm). Có nguồn gốc từ Ấn Độ, được trồng rộng rãi trên thế giới với diện tích khoảng 4,5 triệu hecta, trong đó nước ta chỉ trồng được 30.000 ha, chủ yếu ở các tỉnh phía nam. Đậu xanh thuộc loại cây thảo mọc đứng. Lá mọc kép 3 chia, có lông hai mặt. Hoa màu vàng lục mọc ở kẽ lá. Quả hình trụ thẳng, mảnh nhưng số lượng nhiều, có lông trong chúa hạt hình tròn hơi thuôn, kích thước nhỏ, màu xanh, ruột màu vàng, có mầm ở giữa. Ở Việt Nam đậu xanh là loại đậu thường được sử dụng để làm xôi, làm các loại bánh khọt, bánh đậu xanh, bánh ngọt, hoặc được ủ cho lên mầm để làm thức ăn (giá đỗ). Theo kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học ở Tanzania, hạt của một số loại cây họ đậu như đậu cô ve, đậu xanh, đậu nành, đậu trắng….có khả năng keo tụ làm trong nước giống như phèn. CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC NGHIÊM Thời gian: 6/4/2010 đến ngày 10/6/2010. Địa điểm: các nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện tại trung tâm thí nghiệm khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TPHCM và Phân Viện Khí Tượng Thủy Văn và Môi Trường phía Nam. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Quy trình nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành theo 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước đục nhân tạo Mục đích thí nghiệm: đánh giá hiệu quả keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước đục nhân tạo. Xác định khoảng nồng độ chất keo tụ thích hợp ứng với các độ đục nhân tạo khác nhau. Đánh giá những loại thực vật nào có hiệu quả keo tụ và khả năng áp dụng vào thực tiễn nhất. Đối tượng thí nghiệm: mẫu nước đục nhân tạo, được chuẩn bị từ dung dịch chứa 10g/l kaolin và 1 số khoáng chất (8,2 mg KCl; 31,25 mg NaHCO3; 10 mg MgCl2; 18,9 mg CaCO3) sau đó để lắng 24 giờ. Đây là dung dịch độ đục gốc và có thể sử dụng để tạo ra các dung dịch có độ đục mong muốn ứng dụng trong quá trình nghiên cứu ( 50 NTU, 100 NTU…..300 NTU). Vật liệu thí nghiệm: Nhóm 1: Nhân của hạt cây chùm ngây đem nghiền nhỏ trên máy xay hạt cà fê, cỡ hạt 0,8-1mm. Thêm vào 200ml nước 1-10g hạt đã nghiền. Khuấy đều trong 30 phút trên máy khuấy từ. Lọc huyền phù thu được qua vải lọc làm dung dịch gốc để thử nghiệm. Nhóm 2: hạt của cây dầu mè. Cách thực hiện tương tự hạt cây chùm ngây. Nhóm 3: hạt của các cây họ đậu ( đậu cô ve, đậu xanh, đậu nành), sấy khô ở 40oC trong 1 ngày. Nghiền nhỏ hạt trong máy nghiền. Trộn đều 10g hạt nghiền nhỏ với 1L nước cất, lắc trên khuấy từ 15 phút. Lọc huyền phù thu được trên vải lọc và giữ dịch lọc trong tủ lạnh. Phương pháp thực nghiệm: thí nghiệm trên mô hình Jartest để xác định nồng độ tối ưu của chất keo tụ ứng với từng loại nước có độ đục khác nhau. Theo một số nghiên cứu trước đây của một số tác giả nước ngoài, độ pH không có ảnh hưởng đến hiệu quả keo tụ khi sử dụng chất keo tụ nguồn gốc tự nhiên nên không tiến hành khảo sát độ pH trong khuôn khổ đề tài. Giai đoạn 2: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước mặt tự nhiên Mục đích thí nghiệm: đánh giá hiệu quả keo tụ của một số loài thực vật trên mẫu nước mặt tự nhiên. Xác định nồng độ chất keo tụ phù hợp với nước mặt tự nhiên. Đối tượng thí nghiệm: mẫu nước mặt tự nhiên lấy trên lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai và mẫu nước mặt trong hồ. Mẫu nước lấy tại chân cầu Bến súc Địa điểm : sát chân cầu Bến Súc trên sông Sài Gòn thuộc xã Phú Mỹ Hưng, H.Củ Chi,TP.HCM. Thời gian lấy mẫu : 10h 30 ngày 17/5/2010, lúc triều xuống. Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách nhau khoảng 500m, lấy mẫu ngược chiều dòng chảy. Kí hiệu mẫu nước này là CT1. Mẫu nước này có thành phần như sau:có độ đục = 170 NTU, COD = 72 mg O2/l. Mẫu lấy tại Bến Than Địa điểm :gần trạm bơm Hòa Phú của nhà máy nước Tân Hiệp, đường Bến Than, xã Hòa Phú, H.Củ Chi, TP.HCM Thời gian lấy mẫu : 2h 30 ngày 17/5/2010, lúc triều xuống. Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách nhau khoảng 500m, lấy mẫu ngược chiều dòng chảy. Kí hiệu mẫu nước này là CT2. Mẫu nước này có thành phần như sau:có độ đục = 44 NTU, COD = 64 mg O2/l. Mẫu lấy tại hồ Địa điểm : xã Hưng Long, H.Bình Chánh, TPHCM. Thời gian lấy mẫu : 8h 30 ngày 20/5/2010, trời nắng, khu vực có mưa ngày 19/5/2010. Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách nhau khoảng 5m, lấy mẫu gần bờ. Kí hiệu mẫu nước này là CT3. Mẫu nước này có thành phần như sau:có độ đục = 142 NTU, COD = 96 mg O2/l. Mẫu lấy tại An Hạ Địa điểm : cửa sông An Hạ chảy ra sông Sài Gòn thuộc xã Nhị Bình, H.Hóc Môn,TP.HCM. Thời gian lấy mẫu : 9h 30 ngày 1/6/2010, lúc triều lên. Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách nhau khoảng 500m, lấy mẫu ngược chiều dòng chảy. Kí hiệu mẫu nước này là CT4. Mẫu nước này có thành phần như sau: có độ đục = 39 NTU, COD = 56 mg O2/l. Vật liệu thí nghiệm: sử dụng các loài thực vật đã nghiên cứu cho tính khả thi ở giai đoạn 1, đạt hiệu quả keo tụ và có khả năng áp dụng vào thực tiễn làm chất keo tụ. Phương pháp thực nghiệm: thí nghiệm trên mô hình Jartest để xác định nồng độ tối ưu của chất keo tụ ứng với từng loại nước tự nhiên ở trên. Giai đoạn 3: đánh giá chất lượng nước mặt sau khi xử lý theo dây chuyền công nghệ keo tụ bằng thực vật, lọc qua cát và khử trùng bằng SODIS Mục đích thí nghiệm: đánh giá chất lượng nước sau khi xử lý, so sánh với keo tụ dùng phèn nhôm và tiêu chuẩn Việt Nam. Đối tượng thí nghiệm: mẫu nước mặt tự nhiên lấy gần trạm bơm nhà máy xử lý nước Bình An ( kí hiệu mẫu MH1), tỉnh Bình Dương và một mẫu nước mặt lấy trong hồ ( kí hiệu mẫu MH2), xã Hưng Long, H.Bình Chánh, TPHCM. Vật liệu thí nghiệm: sử dụng các loài thực vật đã nghiên cứu cho tính khả thi ở giai đoạn 1, đạt hiệu quả keo tụ và có khả năng áp dụng vào thực tiễn. Sử dụng phèn để so sánh hiệu quả xử lý. Phương pháp thực nghiệm: thực nghiệm trên mô hình: keo tụ tạo thành bông và lắng, lọc qua cát, khử trùng bằng phương pháp SODIS. Nội dung thực nghiệm: Xác định các chỉ tiêu đầu vào cho mẫu nước: độ đục, COD, E.coli và Coliform. Tiến hành chạy mô hình: chất keo tụ và nồng độ chất keo tụ sử dụng ứng với các loài thực vật xác định ở giai đoạn 1 và 2. Riêng đối với phèn, theo số liệu của nhà máy Bình An: pH tối ưu là 7,4 và lượng phèn tối ưu là 11- 12 mg/l và đối với mẫu nước hồ pH tối ưu là 7,8và lượng phèn tối ưu là 24 – 26 mg/l. Phân tích chỉ tiêu đầu ra sau khi xử lý xong: độ đục, COD, E.coli và Coliform. MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM Mô hình Jartest: Dựa trên mô hình có sẵn trong phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường - trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ. Thiết bị gồm 6 cánh khuấy quay cùng tốc độ. Nhờ hộp số tốc độ quay có thể điều chỉnh được ở khoảng cách 10- 200 vòng/ phút. Cánh khuấy dạng turbine gồm 2 bản nằm cùng mặt phẳng đứng.Cánh khuấy đặt trong 6 beaker với thể tích 1 lít. Hình 4.1: Mô hình thí nghiệm Jartest Mô hình bể lọc cát: Hình 4.2 Mô hình bể lọc cát Mô hình lọc gồm có 3 cột lọc hình trụ, cao khoảng 0,5 m và rộng khoảng 0,1 m. Lớp dưới cùng là sỏi hay đá: dày khoảng 0,05m. Tiếp theo là lớp cát lọc: dày 0,2 m. Trên là lớp là lớp than antraxit: dày 0,1m. Tất cả các vật liệu đã rửa sạch trước khi xếp vào bể.. Bể lọc này luôn ngập nước. Nước sau lắng sẽ cho vào các cột lọc, khi cấp nước đổ nhẹ nhàng , tránh làm xáo trộn lớp vật liệu lọc. Thí nghiệm SODIS: Hình 4.3 Hướng dẫn cách áp dụng SODIS Rửa sạch các chai khi sử dụng lần đầu tiên. Đổ đầy ¾ nước sau lọc ở bể cát vào chai. Lắc đều các chai trong khoảng 20 giây. Đổ đầy nước vào chai. Đặt các chai trên một tấm tôn múi. Phơi nắng các chai dưới ánh nắng mặt trời từ sáng tới chiều khoảng 6 giờ. CÁC THÔNG SỐ QUAN TRẮC HIỆU QUẢ XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM. STT THÔNG SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC ĐỐI TƯỢNG ĐO ĐẠC 1 Độ đục ( NTU) Theo phương pháp đo độ đục trên máy đo độ đục ( Nephelometer) và đo độ đục trên máy đo quang ở bước sóng 450 nm. Tất cả các mẫu nước đục tự nhiên và đục nhân tạo trong quá trình thực nghiệm. 2 COD (mg O2/l) Oxy hóa mẫu trong môi trường axit với K2Cr2O7 trong 2 giờ ở 1500c, sau đó chuẩn độ lại với FAS và chỉ thị ferroin. Lựa chọn với mẫu tự nhiên cho hiệu quả keo tụ tốt nhất. 3 E.coli Thực hiện phương pháp lên men nhiều ống ( MPN) với các môi trường nuôi cấy thích hợp. Mẫu nước qua mô hình xử lý giai đoạn 3 4 Coliform tổng Thực hiện phương pháp lên men nhiều ống ( MPN) với các môi trường nuôi cấy thích hợp. Mẫu nước qua mô hình xử lý giai đoạn 3 Bảng 4.1 Các thông số quan trắc hiệu quả xử lý trong quá trình thực nghiệm. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM. Giai đoạn 1 và 2: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loài thực vật trên mẫu nước đục nhân tạo và mẫu nước tự nhiên Nhóm 1: Dùng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ Kết quả thử nghiệm trên mẫu nước đục nhân tạo: Mẫu nước đục nhân tạo 50 NTU (kí hiêu mẫu: CN1 – 50 NTU). Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau như sau: cốc Nội dung 1 2 3 4 5 6 Mẫu đối chứng Nước mẫu ( ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Chất keo tụ ( mg/l) 50 100 200 300 400 500 0 Độ đục vào ( NTU) 50 50 50 50 50 50 50 Thời gian keo tụ tạo bông và lắng 1 giờ Độ đục ra (NTU) 19 11 10 13 14 18 44 % Xử lý độ đục 62 78 80 73 71 64 11 Thời gian keo tụ tạo bông và lắng 2 giờ Độ đục ra (NTU) 13 9 7 8 10 11 37 % Xử lý độ đục 73 82 87 84 80 78 27 Thời gian keo tụ tạo bông và lắng 4 giờ Độ đục ra (NTU) 10 6 4 7 9 10 22 % Xử lý độ đục 80 89 91 87 82 80 56 Bảng 4.2 Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau. Bổ sung: Trong các thí nghiệm, mẫu đối chứng là mẫu nước đục như mẫu thử nhưng không bổ sung chất keo tụ chỉ để lắng. Các kết quả xử lý có thể được biểu diễn bằng đồ thị như hình 4.4 sau: Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau. Đồ thị hình 4.4 cho thấy: đối với mẫu nước đục nhân tạo có độ đục 50 NTU, nếu sử dụng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ ở nồng độ từ 100 mg/l – 300 mg/l và sau 4 giờ lắng thì hiệu quả xử lý keo tụ đạt 87 % - 91%, trong đó hiệu quả keo tụ quả tốt nhất là 91% ở nồng độ 200mg/l. Hiệu quả này hơn hẳn mẫu đối chứng, là mẫu không bổ sung chất keo tụ thì sau 4 giờ lắng cũng chỉ đạt 56% xét trên hiệu quả loại bỏ độ đục. Mẫu nước đục nhân tạo 100 NTU (kí hiêu mẫu: CN2 – 100 NTU). Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau: ( xem phần phụ lục 2: bảng PL2-1) Các kết quả xử lý có thể được biểu diễn bằng đồ thị như hình 4.5 sau: Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau Đồ thị hình 4.5 cho thấy: đối với mẫu nước đục nhân tạo có độ đục 100 NTU, nếu sử dụng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ ở nồng độ từ 100mg/l – 400mg/l và sau 4 giờ lắng thì hiệu quả xử lý keo tụ đạt từ 91% - 96%, trong đó hiệu quả keo tụ tốt nhất là 96% ở nồng độ 200mg/l. Hiệu quả này rõ ràng hơn hẳn mẫu đối chứng, sau 4 giờ lắng cũng chỉ đạt 58% xét trên hiệu quả loại bỏ độ đục. Mẫu nước đục nhân tạo 150 NTU (kí hiêu mẫu: CN3 – 150 NTU). Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 150 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau: ( xem phần phụ lục 2: bảng PL2-2 ). Các kết quả xử lý có thể được biểu diễn bằng đồ thị như hình 4.6 sau: Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 150 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau Từ hình 4.6 ta thấy: đối với mẫu nước đục nhân tạo có độ đục 150 NTU, nếu sử dụng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ ở nồng độ từ 100mg/l – 500mg/l và sau 4 giờ lắng thì hiệu quả xử lý keo tụ đạt từ 90% - 97%., trong đó hiệu quả keo tụ tốt là 97% ở nồng độ 300mg/l. Hiệu quả này hơn hẳn mẫu đối chứng, sau 4 giờ lắng chỉ đạt 56% xét trên hiệu quả loại bỏ độ đục. Mẫu nước đục nhân tạo 200 NTU (kí hiêu mẫu: CN4 – 200 NTU). Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 200 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau: ( xem phần phụ lục 2: bảng PL2 -3). Các kết quả xử lý có thể được biểu diễn bằng đồ thị như hình 4.7 sau: Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 200 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau Từ hình 4.7 ta thấy: đối với mẫu nước đục nhân tạo có độ đục 200 NTU, nếu sử dụng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ ở nồng độ từ 200mg/l – 500mg/l và sau 4 giờ lắng thì hiệu quả xử lý keo tụ đạt từ 94% - 98%, trong đó hiệu quả keo tụ tốt nhất là 98% ở nồng độ 400mg/l. Hiệu quả này hơn hẳn mẫu đối chứng, sau 4 giờ lắng mẫu đối chứng cũng chỉ đạt 57% xét trên hiệu quả loại bỏ độ đục. Mẫu nước đục nhân tạo 250 NTU (kí hiêu mẫu: CN5 – 250 NTU). Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 250 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau: ( xem phần phụ lục 2: bảng PL2-4). Các kết quả xử lý có thể được biểu diễn bằng đồ thị như hình 4.8 sau: Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 250 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau Từ hình 4.8 ta thấy: đối với mẫu nước đục nhân tạo có độ đục 250 NTU, nếu sử dụng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ ở nồng độ từ 200mg/l – 500mg/l và sau 4 giờ lắng thì hiệu quả xử lý keo tụ đạt từ 94% - 98%, trong đó hiệu quả keo tụ tốt nhất là 98% ở nồng độ 400mg/l - 500mg/l. Nếu so với mẫu đối chứng ta thấy hiệu quả này hơn hẳn, sau 4 giờ lắng mẫu đối chứng chỉ đạt được 57% xét trên hiệu quả loại bỏ độ đục. Mẫu nước đục nhân tạo 300 NTU (kí hiêu mẫu: CN6 – 300 NTU). Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 300 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau: ( xem phần phụ lục 2: bảng PL2-5). Các kết quả xử lý có thể được biểu diễn bằng đồ thị như hình 4.9 sau: Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 300 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau Từ hình 4.9 ta nhận thấy: đối với mẫu nước đục nhân tạo có độ đục 300 NTU, nếu sử dụng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ ở nồng độ từ 200mg/l – 500mg/l thì hiệu quả xử lý keo tụ đạt từ 96% - 99%, trong đó đạt hiệu quả keo tụ tốt nhất là 99% ở nồng độ 500mg/l. Nếu so với kết quả mẫu đối chứng ta thấy hiệu quả này hơn hẳn, sau 4 giờ lắng mẫu đối chứng chỉ đạt được 55% xét trên hiệu quả loại bỏ độ đục. Kết luận: Khi sử dụng hạt của cây chùm ngây làm chất keo tụ chính trong xử lý nước thì đạt hiệu quả đạt được từ 90% - 99% sau 4 giờ lắng và nồng độ chất keo tụ vào khoảng 100 mg/l – 500 mg/l ứng với mẫu nước đục nhân tạo từ 50 NTU – 300 NTU. Các hiệu quả xử lý tốt nhất ứng với mỗi khoảng giá trị về độ đục của nước tại một ngưỡng nồng độ chất keo tụ ( chùm ngây) được thể hiện trên bảng 4.3 như sau: Độ đục của mẫu nước (NTU) Hiệu quả xử lý tốt