Đồ án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng mô hình biogas kết hợp hồ sinh học thực vật

triển Lọc và hấp thu chất rắn Thân và /hoặc lá ở mặt nước hoặc phía trên mặt nước Hấp thu ánh mặt trời do đó, ngăn cản sự phát triển của tảo làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển Chuyển oxy từ lá xuống rể (Nguồn: Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, 2003) Hình 3.6: Một số thuỷ sinh thực vật tiêu biểu Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 42 Bảng 3.12: Một số giá trị tham khảo để thiết kế ao Lục Bình để xử lý nước thải Thông số Số liệu thiết kế Chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý Nƣớc thải thô Thời gian lưu tồn nước > 50 ngày BOD5 < 30mg/L Lưu lượng nạp nước thải 200 m3/(ha.day) TSS < 30 mg/L Độ sâu tối đa < 1,5 m Diện tích một đơn vị ao 0,4 ha Lưu lượng nạp chất hữu cơ < 30kg BOD5/(ha.day) Tỉ lệ dài : rộng của ao > 3 : 1 Nƣớc thải qua xử lý cấp I Thời gian lưu tồn nước > 6 ngày BOD5 < 10mg/L Lưu lượng nạp nước thải 800 m3/(ha.day) TSS < 10 mg/L Độ sâu tối đa 0,91 m TP < 5 mg/L Diện tích một đơn vị ao 0,4 ha TN < 5 mg/L Lưu lượng nạp chất hữu cơ < 50kg BOD5/(ha.day) Tỉ lệ dài : rộng của ao > 3 : 1 (Nguồn: O'Brien, 1981- trích dẫn bởi Chongrak Polprasert ,1989) 3.2.3. Phân loại hồ sinh học: 3.2.3.1. Hồ hiếu khí: Hồ hiếu khí là loại hồ nông, chiều cao từ 0,3 – 0,5 m. Quá trình phân hủy chất hữu cơ chủ yếu dựa vào hệ vi sinh vật hiếu khí. Loại hồ này gồm có hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. Hồ làm thoáng tự nhiên: oxi từ không khí dễ dàng khuếch tán vào lớp nước phía trên . Được ánh sang mặt trời chiếu rọi, hệ rong tảo sẽ quang hợp thải ra oxi. Để đảm Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 43 bảo ánh sang cho nước, chiều sâu của hồ thường phải nhỏ, thường là 30 – 40 cm. Do vậy, diện tích mặt thoáng của hồ phải lớn. Tải của hồ (tính theo BOD) khoảng 250 – 300 kgCOD/ha.ngày. Thời gian lưu nước của hồ là từ 3 – 12 ngày. Hiệu quả làm sạch có thể tới 80 – 95% BOD, màu của nước thải có thể chuyển sang màu xanh của tảo Tùy vào thực tế, một số trường hợp có thể bố trí hệ thống sục khí cho hồ bằng các thiết bị khuấy cơ học hoặc nén khí. Nhờ đó, mức độ hiếu khí trong hồ sẽ mạnh hơn. Nhờ vậy, chiều sâu của hồ có thể tăng lên (2-4m). Tải BOD của hồ cũng tăng lên, có thể đạt đến 400kgCOD/ha.ngày. Thời gian lưu nước của hồ có thể là 1- 3 ngày. Trong thực tế, việc xây dựng hồ sinh học bố trí hệ thống sục khí hợp lý sẽ làm cho hiệu quả xử lý cao. 3.2.3.2. Hồ kỵ khí: Là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kỵ khí hoạt động trong điều kiện không có oxi của không khí. Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất như nitrat, sulfat..để oxi hóa chất hữu cơ thành các acid hữu cơ, rượu, khí CH4, H2S, CO2, …nước. Ao hồ kỵ khí thường dung để lắng và phân hủy cặn lắng ở vùng đáy. Loại hồ này có thể tiếp nhận các loại nước thải có tải lượng ô nhiễm lớn, tải BOD cao và không cần vai trò quang hợp của tảo. Nước thải lưu ở hồ kỵ khí thường sinh ra mùi hôi thối khó chịu. Vì vậy, thường không bố trí gần các khu dân cư và các xí nghiệp chế biến thực phẩm. Để duy trì điều kiện kỵ khí và giữ ấm nước trong hồ, chiều sâu hồ là khá lớn (từ 2 – 6 m). Diện tích mặt thoáng không cần lớn (thường bằng 10 – 20% diện tích mặt thoáng hồ thùy nghi). Thời gian lưu nước dài. Hiệu quả khử BOD trong hồ có thể đạt 65 – 80% vào mùa hè và 45 – 65% vào mùa đông. 3.2.3.3. Hồ tùy nghi: Loại hồ này rất phổ biến trong thực tế. Đó là loại hồ kết hợp 2 quá trình song song nhau: quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có trong nước và phân hủy kỵ khí cặn và bùn lắng ở vùng đáy Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 44 Đặc điểm của ao hồ tùy nghi xét theo chiều sâu thì có 3 vùng: lớp trên là vùng hiếu khí (vi sinh vật hiếu khí hoạt động), vùng giữa là vùng tùy nghi (vi sinh vật tùy nghi hoạt động), và vùng kỵ khí ở phía dưới (vi sinh vật kỵ khí hoạt động). Nguồn oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước nhờ khuếch tán qua mặt nước do sóng gió và nhờ tảo quang hợp dưới tác dụng của ánh sang mặt trời. Vùng hiếu khí ở phía trên mặt ao hồ có độ sâu tới 1m. Vùng kỵ khí xảy ra ở lớp đáy hồ. Ở đây, các chất hữu cơ bị phân hủy kỵ khí sinh ra các khí CH4, H2S, H2, N2, CO2 (trong đó chủ yếu là CH4). Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ cao, quá trình lên men khí methane xảy ra nhanh hơn. Phân hủy các chất hữu cơ bằng con đường kỵ khí thường sinh ra các sản phẩm khí có mùi hôi khó chịu, gây nhiễm độc không khí… Trong hồ, thường hình thành 2 tầng phân nhiệt : Tầng phía trên nhiệt độ cao và tầng phía dưới nhiệt độ thấp. Tầng trên có O2, tảo phát triển, tiêu thụ CO2, làm cho pH chuyển sang kiềm (có khi lên đến 9,8). Tảo phát triển mạnh rồi chết và tự phân hủy làm cho nước thiếu oxi hòa tan, ảnh hưởng đến vi sinh vật hiếu khí, còn các vi sinh vật kỵ khí, tùy tiện hoạt động mạnh. Trong trường hợp này, cần khuấy đảo để tránh hiện tượng quá tải chất hữu cơ Khi xây dựng hồ, nên chọn chiều cao khoảng 1 – 1,5 m, tỷ lệ chiều dài với chiều rộng là 1:1 hoặc 2:1. Những nơi có gió, diện tích hồ nên chọn rộng, còn những nơi ít gió nên xây hồ có nhiều ngăn. Đáy hồ cần phải nén chặt, cần thiết phải chống thấm bằng lớp đất sét dày 15cm. Bờ hồ cần gia cố tránh xói lở Nếu trong nước có hàm lượng kim loại nặng quá cao, cần phải xử lý sơ bộ nước thải (hấp phụ, hấp thụ, trao đổi ion …) để làm giảm nồng độ của chúng. 3.3. Sơ lƣợc về Bã mía, Cây lục bình và Cây rau muống: 3.3.1. Sơ lược về bã mía: Bã mía chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép. Trong bã mía chứa trung bình 49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45-55% cellulose) 2,5% là chất hoà tan (đường). Bã mía có thể dùng làm nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp. Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 45 Mật gỉ chiếm 3-5% trọng lượng đem ép. Thành phần mật gỉ trung bình chứa 20% nước, đường saccaro 35%, đường khử 20%, tro 15%, protein 5%, sáp 1%, bột 4% trọng lượng riêng. Từ mật gỉ cho lên men chưng cất rượu rum, sản xuất men các loại. Một tấn mật gỉ cho một tấn men khô hoặc các loại axit axetic, hoặc có thể sản xuất được 300 lít tinh dầu và 3800 l rượu. Từ một tấn mía tốt người ta có thể sản xuất ra 35-50 lít cồn 96 với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ 21 có thể sản xuất 7000- 8000 lít cồn để làm nhiên liệu. Bùn lọc chiếm 1,5-3% trọng lượng mía đem ép. Đây là sản phẩm cặn bã còn lại sau khi chế biến đường. Trong bùn lọc chứa 0,5% N, 3% Protein thô và một lượng lớn chất hữu cơ. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía để sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi đánh giầy, vv...Sau khi lấy sáp bùn lọc dùng làm phân bón rất tốt. 3.3.2. Cây lục bình (Eichhornia crassipers): 3.3.2.1. Hình dáng: Lục bình là cây thân thảo sống trôi nổi trên mặt nước hoặc bám trên đất bùn. Thân gồm 1 trục mang nhiều lông ngắn và những đốt mang rễ và lá. (Nguyễn Đăng Khôi, 1985. Được trích từ Nguyễn Văn Tùng, 2004.) - Lá: Đơn, mọc thành chùm tạo thành hoa thị, phiến tròn dài 4 – 8 cm, bìa nguyên, gân hình cung, mịn, đặc sắc, cuống lá rất xốp thường phù to tạo thành phao nổi hình lọ thường ngắn và to ở cây non, kéo dài đến 30 cm ở cây già. - Hoa: Xanh nhạt hoặc xanh tím tạo thành chùm đứng, cao 10 – 20 cm, không đều, đài và tràng cùng màu đính ở gốc, cánh hoa trên có đốm vàng, 3 tâm bì nhưng chỉ có 1 tâm bì thụ, 6 tiểu nhị với 3 tiểu nhị dài và 3 tiểu nhị ngắn - Rễ: Dạng sợi, bất định, không phân nhánh, mọc thành chùm dài và rậm ở dưới chiếm 20 – 50% trọng lượng toàn cây tuỳ thuộc vào môi trưòng sống nhiều hay ít dinh dưỡng. (Nguyễn Đăng Khôi, 1985. Được trích từ Nguyễn Văn Tùng, 2004) 3.3.2.2. Cấu tạo: - Lá: Cấu trúc của những lá lục bình trên không tương tự như những lá của cây đơn tử diệp sống trên đất. - Thân: Trên thân có những đốt có mô phân sinh tạo ra rễ, lá căn hành và cụm hoa. Lát cắt ngang qua thân cho thấy điểm phát sinh của cơ quan mới. Những tế bào của mô phân sinh này thì nhỏ và xếp khít nhau, xung quanh vùng ngaọi biên của mô Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 46 phân sinh là một vùng có vô số những khoảng trống giữa các tế bào. Mô khuyết này rất cần cho sự hấp thu Oxy và chuyển Oxy đến hệ thống rễ. - Rễ: Phẫu thức cắt ngang của rễ cho thấy rễ có 2 phần: ngoài là vùng vỏ, bên trong là trụ trung tâm. Cấu tạo vùng vỏ gồm có 3 phần: + Dưới biểu bì là lớp nhu mô đạo có chứa sắc tố, do lớp này mà rễ có màu tím khi đưa ra ánh sáng. Xung quanh trụ là lớp nhu mô đạo. + Giữa 2 vùng này của vùng vỏ là lớp nhu mô khuyết, lớp này giúp rễ hấp thu Oxy. + Trụ đa cực được bao quanh bởi lớp nội bì ít chuyên hoá và chu luân. hoạt động của mô phân sinh ở rễ rất yếu. (Richard Couch, 1980. Được trích từ Nguyễn Thị Thu Thuỷ, 1988) Hình 3.7: Cây lục bình (Eichhornia crassipers) 3.3.2.3. Thành phần hoá học của lục bình Bảng 3.13: Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của lục bình Thành phần hoá học (%) Nước 92.6 Protid 2.9 Glucid 0.9 Xơ 22.0 Tro 1.4 Calcium 40.8 Phosphor 0.8 Caroten 0.66 Vitamin C 20 (Nguồn: Võ Văn Chi, 1997. Được trích từ Dương Thuý Hoa, 2004) Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 47 3.3.3. Cây rau muống (Ipomoea Aquatica): Rau muống là cây ngắn ngày, sinh trưởng nhanh, cho năng suất cao, sống được ở nhiệt độ cao và đủ ánh sáng. Có thể trồng rau muống trên nhiều loại đất: đất sét, đất cát, đất pha cát, đất ẩm giàu mùn hoặc đất được bón phân hữu cơ, kể cả trên nước , có độ pH= 6,3 – 7,3. Trong 100g rau muống có 78,2g nước; 2,7g Protein; 85mg canxi; 31,5mg photpho; 1,2mg sắt và 20mg vitamin C. Hình 3.8: Cây rau muống (Ipomoea aquatica) Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 48 CHƢƠNG 4 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu: 4.1.1. Thời gian nghiên cứu: Từ 05/4/2010 đến 30/6/2010 4.1.2. Địa điểm đặt mô hình: 127B, D2-Lầu 4 - Nhà Khách Cty Xây Dựng Công Trình Giao Thông 677 – Tổng Công ty Xây dựng Công Trình Giao Thông 6, Đinh Tiên Hoàng, Phường 3, Quận Bình Thạnh, Tp. Hồ Chí Minh 4.1.3. Địa điểm tiến hành phân tích mẩu: Trung tâm thí nghiệm Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh (phân tích các chỉ tiêu trong nước) Phòng Thí nghiệm của khoa Môi Trường Và Tài Nguyên Thiên Nhiên, phòng Thí Nghiệm Chuyên Sâu Khu II trường Đại học Cần Thơ (phân tích thành phần hổn hợp khí Biogas) 4.2. Mô hình thí nghiệm: 4.2.1. Mô hình Biogas: Mô hình đối chứng B0 : là mô hình làm bằng kính, dày 4,5mm, hình hộp chữ nhật, có kích thước là D x R x C = 0,8 x 0,4m x 0,4m Hình 4.1: Mô hình Biogas đối chứng – B0 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 49 Mô hình nghiên cứu nâng cao B1 : là Mô hình làm bằng kính, dày 4,5mm , hình hộp chữ nhật. Kích thước: D x R x C = 1,2m x 0,4m x 0,4m ; Chia làm 3 ngăn, với cấu tạo như sau:  Ngăn thứ 1có kích thước: D x R x C = 0.3m x 0,4m x 0,4m. Tại ngăn này là nơi tiếp nhận nước thải đầu vào và được chứa bã mía.  Ngăn thứ 2 có kích thước: D x R x C = 0.6m x 0,4m x 0,4m. Ngăn này tiếp nhận nước thải từ ngăn thứ nhất thông qua ống xả tràn bố trí cách đáy mô hình là 0,32m  Ngăn thứ 3 có kích thước: D x R x C = 0.3m x 0,4m x 0,4m. Đây là ngăn chứa nước sinh ra sau quá trình phân hủy kỵ khí, cũng là ngăn chưa nước trước khi dẫn qua hệ thống hồ thực vật. Cuối bể có hệ thống ống dẫn nước sang hệ thống Hồ thực vật. Hình 4.2: Mô hình Biogas nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý – B1  Túi thu khí: có dạng hình trụ đứng, chiều dài là 1m, Bán kính là 0,15m. Thể tích là 70lit, làm bằng nhựa trong suốt, có ghi các vạch để quan sát và ghi nhận lượng khí sinh ra định kỳ. Hình 4.3: Túi thu khí Biogas Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 50 4.2.2. Mô hình Hồ sinh học thực vật: Mô hình làm bằng thùng xốp, có dạng hình hộp chữ nhật. Với kích thước là D x R x C = 0,7m x 0,5m x 0,5m, để chống thấm nước do rò rỉ qua các hạt xốp, mô hình được gia cố thêm một lớp lót bằng nhựa trong, có gắn các van tiếp nhận nước từ bể Biogas và van xả nước ra. Hình 4.4: Hồ sinh học thực vật Hình 4.5: Mô hình Biogas B1 kết hợp Hồ thực vật 4.3. Phƣơng pháp thu mẩu – vận hành mô hình và phân tích mẫu: 4.3.1. Phương pháp thu mẫu: 4.3.1.1. Thu mẫu nước thải chăn nuôi heo tại cơ sở chăn nuôi: Nước thải lấy từ hố gom trước khi cho vào bể Biogas của nông hộ chăn nuôi – mẩu được đồng hóa nước và phân heo với nhau, được lắng cát, lấy bằng xô, sau đó cho vào thùng 30 lít, mẫu được vận chuyển bằng xe máy về địa điểm đặt mô hình. Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 51 Thời gian lấy mẩu: 14h30, ngày 5 tháng 4 năm 2010 Hiện trạng mẩu: màu xám, mùi hôi Điều kiện thời tiết: Trời nắng, đứng gió 4.3.1.2. Thu mẫu sau các khoảng thời gian vận hành mô hình: Tại bể Biogas: xả van thu mẩu (van này khác với van xả nước sau xử lý) cho vào chai. Sau đó vận chuyển đến Trung tâm Thí nghiệm khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học phân tích các chỉ tiêu. Hình 4.6: Hiện trạng mẫu sau 15 ngày tại Mô hình đối chứng B0 Hình 4.7: Hiện trạng mẫu sau 15 ngày tại Mô hình B1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 52 Hình 4.8: Hiện trạng mẫu sau 30 ngày Hình 4.9: Sự khác biệt giữa ngăn chứa bã mía và ngăn không chứa bã mía tại nghiệm thức B1 Hình 4.10: Hồ thực vật sau 2 ngày nghiên cứu. Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 53 Hình 4.11: Hồ thực vật sau 4 ngày Hình 4.12: Hồ thực vật sau 6 ngày Hình 4.13: Tảo xuất hiện trong Hồ thực vật sau 8 ngày Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 54 Hình 4.14: Hồ thực vật sau 12 ngày Hình 4.15: Hồ thực vật sau 14 ngày Hình 4.16: Hồ thực vật sau 16 ngày Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 55 Hình 4.17: Hồ thực vật sau 20 ngày nghiên cứu 4.3.1.3. Thu mẫu khí sinh ra: Khí biogas sinh ra ở mỗi mô hình B0 và B1 được thu vào túi thu khí chuyên dùng có tráng bạc mặt trong cùng để tránh các phản ứng do ảnh hưởng của ẩm độ, ánh sang và các yếu tố môi trường khác tác động. Khí sinh ra được phân tích thành phần 1 lần sau 60 ngày ủ kỵ khí bằng máy chuyên dụng- GA94 Hình 4.18: Máy đo thành phần khí Biogas – GA94 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 56 4.3.2. Phương pháp phân tích mẫu 4.3.2.1. Phương pháp phân tích pH  Dụng cụ, thiết bị và hóa chất - Máy đo pH - Cốc thủy tinh - Dung dịch chuẩn pH = 7, pH = 4  Thực hiện Rửa điện cực bằng nước cất, lau khô điện cực, dùng dung dịch chuẩn để chỉnh máy. Rửa lại điện cực bằng nước cất, lau khô, đổ khoảng 50 ml mẫu ra cốc thủy tinh. Nhúng đầu điện cực vào nước thải. Tiến hành đọc kết quả trên máy khi tín hiệu ổn định sau 30 giây. 4.3.2.2. Phương pháp phân tích SS  Dụng cụ, thiết bị và hóa chất - Giấy lọc - Phễu thủy tinh - Tủ sấy - Bình tam giác - Cân - Pipet,…  Thực hiện: Giấy lọc đem sấy ở 1000C/1 giờ, sau đó để vào máy hút ẩm trong 60 phút, đem cân được khối lượng A. Pha loãng mẫu 10 lần, hút 10 ml để lọc. Đem giấy lọc đi sấy ở 1000C/1 giờ; sau đó để vào máy hút ẩm trong 1 giờ, đem ra cân được khối lượng B. SS = Vmau fBA *1000*)(  SS: hàm lượng cặn lơ lửng (mg/l) A: khối lượng ban đầu của giấy lọc (mg) B: khối lượng của giấy lọc sau khi lọc (mg) f: hệ số pha loãng Vmau: thể tích mẫu lấy (ml) Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 57 4.3.2.3. Phương pháp phân tích BOD5: Dựa trên phương pháp đo hàm lượng oxy hòa tan.  Dụng cụ, thiết bị và hóa chất: - Tủ ủ BOD ở nhiệt độ 200C ± 10C, Chai BOD, Ống đong, bình tam giác, buret, pipet, bình định mức, máy sục khí. - Dung dịch đệm phosphate: Hòa tan 8,5 g KH2PO4; 21,75 g K2HPO4; 33,4 g Na2HPO4.7H2O và 1,7 g NH4Cl trong 500 ml nước cất và định mức thành 1000 ml. - Dung dịch MgSO4: hòa tan 22,5 g MgSO4.7H2O trong nước cất, định mức thành 1000 ml. - Dung dịch CaCl2: hòa tan 27,5g CaCl2 trong nước cất, định mức thành 1000 ml. - Dung dịch FeCl3: hòa tan 0,225g FeCl3.6H2O trong nước cất, định mức thành 1000 ml. - Dung dịch H2SO4 1N và NaOH 1N để điều chỉnh pH. - Dung dịch Na2SO3 0,025M: hòa tan 1,575g Na2SO3 trong 1 lít nước cất. - Dung dịch MnSO4: hòa tan 280 g MnSO4. 4H2O trong nước cất và định mức thành 1000 ml. Để tan hết khoảng 3 giờ, dung dịch có màu hồng. - Dung dịch iodide-azide kiềm: hòa tan 500g NaOH và 135g NaI trong nước cất và định mức thành 1000 ml. Thêm 10g NaN3 đã được hòa tan trong 40 ml nước cất. - H2SO4 đậm đặc - Chỉ thị hồ tinh bột: Hòa tan 2 g tinh bột và 0,2 g acid salisylic (chất bảo quản) trong 100 ml nước cất nóng.  Thực hiện: - Nước cất pha loãng: Hút mỗi 1 ml dung dịch đệm phosphate, MgSO4, CaCl2, FeCl3 vào 1000 ml nước cất, đem sục khí từ 1,5 – 2 giờ. - Điều chỉnh pH về trung tính. - Chiết nước pha loãng vào 2 chai BOD. Hút 2 ml MnSO4 vào mỗi chai. Hút 3 ml mẫu vào mỗi chai bằng cách nhúng pipet vào đáy chai rồi thả từ từ. Nhanh chóng hút 2 ml iodide-azide kiềm và đậy nút kín. Đợi kết tủa hoàn toàn, hút 2 ml H2SO4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 58 đậm đặc cho vào mỗi chai, đậy kín nút, tránh để bọt kí và đem lắc dưới vòi nước cho đến khi kết tủa tan hoàn toàn. Định phân lượng oxy hòa tan bằng dung dịch Na2SO3 0,025M. Một chai định phân ngay cho kết quả DO0, 1 chai đem ủ và đọc kết quả DO5 sau 5 ngày. Rót 50 ml mẫu cho vào erlen, định phân bằng dung dịch Na2SO3 0,025M cho đến khi xuất hiện màu vàng nhạt, thêm vài giọt chỉ thị hồ tinh bột và tiếp tục định phân đến khi mất màu xanh. 1 ml Na2SO3 0,025M = 1 mg O2/l BOD5 = (DO0 – DO5)*f (đơn vị: mg O2/l) Trong đó: DO0: lượng oxy hòa tan đo ngày đầu tiên DO5: lượng oxy hòa tan đo sau 5 ngày ủ f: độ pha loãng 4.3.2.4. Phương pháp phân tích COD: phương pháp đun kín  Dụng cụ, thiết bị và hóa chất: - Ống nghiệm có nắp 16 x 100 mm, pipet, erlen, buret 25 ml - Tủ sấy 1500C - Dung dịch chuẩn K2CrO7 0,0167M: hòa tan 4,913g K2CrO7 (sấy 105 0 C trong 2 giờ) trong 500 ml nước cất, thêm 167 ml H2SO4, khuấy tan để nguội đến nhiệt độ phòng, định mức thành 1000 ml. - Acid sulfuric reagent: Cân 5,5 g Ag2SO4 trong 1 kg H2SO4 đậm đặc (1 lít = 1,84 kg), để 1 – 2 ngày cho hòa tan hoàn toàn Ag2SO4 - Dung dịch ferrous ammonium sulfate (FAS) 0,1M: hòa tan 9,8 g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong một ít nước cất, thêm vào 20 ml H2SO4 đậm đặc, làm lạnh và định mức thành 1000 ml. - Chỉ thị màu feroin: hòa tan 1,485 g 1-10 phenantroline monohydrate và 0,695g FeSO4.7H2O trong nước cất và định mức thành 100 ml. Bảng 4.1: Tỉ lệ thể tích mẫu và hóa chất dùng trong phân tích COD Thể tích mẫu Dd H2SO4 reagent Tổng thể tích 2,5 ml 1,5 ml 3,5 ml 7,5 ml Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 59  Thực hiện: - Pha loãng mẫu: pha loãng 100 lần (1 ml mẫu + 99 ml nước cất) - Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín với H2SO4 20% trước khi dùng. Cho thể tích mẫu và thể tích hóa chất dùng như bảng trên. - Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dịch K2CrO7 vào, cẩn thận cho từ từ H2SO4 reagent theo thành ống nghiệm. Đậy kín nút, lắc nhẹ và đặt lên máy COD ở 150 0C/ 2 giờ. Để nguội đến nhiệt độ phòng, đổ vào erlen, tráng ống COD bằng nước cất và đổ vào erlen, sau đó nhỏ thêm vài giọt feroin và định phân bằng FAS 0,1N. Dứt điểm khi mẫu chuyển từ xanh lục sang nâu đỏ. Làm một mẫu thử không với nước cất (cũng bao gồm các hóa chất như mẫu thật nhưng thay mẫu bằng nước cất, ủ 150 0C/ 2 giờ). COD (mgO2/l) = xf mlVmau xMxBA )( 8000)(  Trong đó: A: thể tích FAS dùng trong ống thử không B: thể tích FAS dùng trong ống thử thật f: hệ số pha loãng M: nguyên chuẩn độ của FAS Vmau: thể tích mẫu đã dùng 4.3.2.5. Phương pháp phân tích Tổng Coliform: phương pháp lên men nhiều ống  Dụng cụ, thiết bị và hóa chất: - Ống nghiệm có nắp; pipet; cân; máy hấp khử trùng; tủ ủ 440C,370C; ống Durham. - Môi trường Lactose Broth: cân 1,3 g Lactose Broth hòa tan trong 100 ml nước cất. Hút 10 ml môi trường Lactose Broth vào 9 ống nghiệm có sẵn ống durham. Đậy kín nắp, đem hấp khử trùng ở 1210C/ 30phút. - Môi trường BGBL: cân 1,5 g BGBL hòa tan hoàn toàn trong 100 ml nước cất, cho vào 9 ống nghiệm, đậy kín nắp và hấp khử trùng ở 1210C/ 30 phút. - Hút 9 ml nước muối sinh lý 0,85% NaCl cho vào 9 ống nghiệm, đậy kín nắp và đem hấp khử trùng ở 1210C/ 30 phút. Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 60  Thực hiện: - Pha loãng mẫu: hút 1 ml mẫu cho vào ống nghiệm chứa nước cất đã hấp khử trùng được nồng độ 1/10, tiếp tục pha loãng đến nồng độ 10-9. Hút 1 ml ở nồng độ 10- 7 , 10 -8 , 10 -9 cho vào môi trường Lactose Broth, mỗi độ pha loãng như vậy cấy vào 3 ống nghiệm. Đem ủ ở 370C/24 - 48 giờ. Quan sát biểu hiện dương tính ở các ống nghiệm thể hiện qua sự sinh hơi (có bọt khí trong ống Durham), làm đục môi trường, ghi lại kết quả. Cấy những ống dương tính sang môi trường BGBL đem ủ ở 440C/24- 48h. Quan sát biểu hiện dương tính thể hiện qua việc làm đục môi trường, ghi lại kết quả. 4.3.2.6. Phương pháp phân tích Tổng Nito:  Dụng cụ: - Becher 100ml - Bình phá mẩu, phễu, bếp đun - Bộ chưng cất Kjedalh - Dung dịch Sulfuric acid 98%, Sulfuric acid 0,1N, muối K2SO4, muối CuSO4 - Dung dịch NaOH 40%, dd NaOH 0,1N, giấy quỳ tím - Thuốc thử Tashiro  Tiến hành: - Lấy 100ml mẫu nước thải cho vào Becher, đun trên bếp điện tới khi còn 20ml, để nguội - Cho vào đó 0,15mg K2SO4 và 0,05 mg CuSO4 hòa tan, sau đó cho vào 5ml sulfuric acid đặc. Cho tất cả vào bình phá mẫu, đun phá mẫu đến khi nào mẫu chuyển sang trong đặc trưng. - Sau khi phá mẩu, cho tất cả hỗn hợp mẫu vào bình định mức, định mức tới 100ml bằng nước cất. - Bình cất đạm: cho vào 50ml mẫu + 50ml nước cất + 3 giọt tashiro  dung dịch chuyển sang màu tím + 15ml dd NaOH 40%  dung dịch chuyển sang màu xanh lá mạ. - Bình hứng: Cho 20ml dd sulfuric acid 0,1N + 3 giọt tashiro - Lắp bình cất đạm và bình hứng vào Bộ chưng cất Kjedalh, cất trong khoảng 30 phút. Đem bình hứng đi chuẩn độ bằng dd NaOH 0,1N Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 61 - Lượng Nito trong nước thải tính bằng công thức: N (mg/l) = 1,42 * ( V1 – V2 ) * 2/ a Trong đó: V1 = ml H2SO4 cho vào bình hứng V2 = ml NaOH chuẩn độ a = ml mẫu ban đầu = 100ml 4.3.2.7. Phương pháp phân tích Tổng Phospho:  Dụng cụ , thiết bị và hóa chất: - Dung dịch Phenolphtalein - Dung dịch acid sulfuric - Muối tinh thể K2S2O8 - Dung dịch Amonium Molybdate - Dung dịch SnCl2 - Dung dịch phosphate chuẩn ( 1ml = 50µg P – PO4) - Bình định mức 50ml - Bếp đun. Becher,…  Tiến hành: - Lập đường chuẩn và xác định phương trình hồi quy tuyến tính thể hiện sự phụ thuộc của nồng độ Phospho trong nước và cường độ hấp thu. Các bước tiến hành như trong bảng sau: Bảng 4.2: Trình tự lập đường cong chuẩn P – PO4 STT 0 1 2 3 4 5 ml dd chuẩn 0 1 2 3 4 5 ml nước cất 0 49 48 47 46 45 Dd molybdate 2 2 2 2 2 2 Dd SnCl2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 C ( µg) 0 50 100 150 200 250 C (mg/l) 0 1 2 3 4 5 A ( λ = 690nm) 0 0,222 0,45 0,666 0,817 0,987 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn SVTH: Nguyễn Trần Ngọc Phương – MSSV: 106108020 Trang 62 - Mẫu nước thải lắc đều, lọc sơ bộ qua 1 lớp giấy lọc, pha loãng 1: 100 lần để làm giảm hàm lượng phosphor trong nước - Lấy 50ml mẫu và Becher, cho 1 giọt phenolphthalein. Nếu mẫu ko có màu, thì cho vào 1ml dd acid Sulfuric ( còn nếu có màu, dung dd acid này trung hòa cho mất màu, rồi sau đó cũng cho vào đó 1ml dd sulfuric acid). Sau đó, cho vào 0,5g muối K2S2O8 - Đun mẫu còn 10ml, để nguội, cho vào 1 giọt phenolphthalein. Sau đó trung hòa bằng dung dịch NaOH 1N đến khi có màu hồng nhạt, định mức tới 50ml. Tiếp tục cho vào 2ml Amonium Molybdate, 5 giọt SnCl2, lắc đều. Đem