Đề tài Nghiên cứu khả năng xử lý chất hoạt động bề mặt của bùn hoạt tính trong bể Aerotank

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -1- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Đề Tài: Nghiên cứu khả năng xử lý chất hoạt động bề mặt của bùn hoạt tính trong bể Aerotank Giáo viên hƣớng dẫn: Phạm Phú Song Toàn Sinh viên thực hiện: Vƣơng Ngọc Tuấn Lớp: 08MT ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -2- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU.7 Mục tiêu đề tài ................................................................................................. 8 Nhiệm vụ ......................................................................................................... 8 Ý nghĩa thực tế và các vấn đề liên quan ........................................................... 8 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 1.1 Giới thiệu chất hoạt động bề mặt9 1.1.1 Định nghĩa ............................................................................................... 9 1.1.2 Đặc điểm ................................................................................................. 9 1.2 Sơ lƣợc về lịch sử chất hoạt động bề mặt .................................................... 10 1.3 Phân loại chất hoạt động bề mặt.................................................................. 10 1.3.1 CHĐBM Anionic ..................................................................................... 10 1.3.2 CHĐBM Cationic .................................................................................... 11 1.3.3 CHĐBM Non-ionic ................................................................................. 12 1.3.4 CHĐBM Amphoteric ............................................................................... 12 1.3.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất của chất hoạt động bề mặt ................ 15 1.3.6 Ứng dụng ................................................................................................. 16 1.4 Tính chất cơ bản của chất hoạt động bề mặt ................................................ 16 1.4.1 Tính thầm ƣớt .......................................................................................... 16 1.4.2 Khả năng tạo bọt ...................................................................................... 17 1.4.3 Khả năng hòa tan ..................................................................................... 17 1.4.4 Khả năng hoạt động bề mặt ...................................................................... 17 1.4.5 Khả năng nhũ hóa .................................................................................... 18 1.4.6 Điểm Kraft – điểm đục ............................................................................ 18 1.4.7 HLB (tính ƣa nƣớc – tính ƣa dầu – cân bằng) .......................................... 18 1.5 Ảnh hƣởng của chất hoạt động bề mặt tới sức khoẻ và môi trƣờng ............. 18 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -3- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 1.5.1 SLES ....................................................................................................... 19 1.5.2 LAS ......................................................................................................... 19 1.5.3 ALS ......................................................................................................... 20 1.5.4 Xà Phòng ................................................................................................. 20 1.6 Các phƣơng pháp xử lý chất hoạt động bề mặt........................................................................................................................21 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BÙN HOẠT TÍNH 2.1 Bùn hoạt tính...................................................................................................22 2.2 Các sinh vật trong bùn hoạt tính.................................................................. 22 2.3 Cách hình thành bùn hoạt tính .................................................................... 22 2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình xử lý nƣớc thải bằng bùn hoạt tính ..... 23 2.5 Hoạt động của vi sinh vật trong nƣớc thải ................................................... 23 2.6 Động học sinh trƣởng của vi sinh vật .......................................................... 24 2.7 Các thông số cần quan tâm trong quá trình xử lý nƣớc thải bằng bùn hoạt tính ........................................................................................................... 25 CHƢƠNG 3: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 26 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................ 26 3.2.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu................................................................... 26 3.2.2 Phƣơng pháp thực nghiệm ....................................................................... 26 3.2.3 Mô hình thí nghiệm ................................................................................. 27 3.2.4 Tiến trình thí nghiệm ............................................................................... 27 3.2.4.1 Xây dựng đƣờng chuẩn ......................................................................... 27 3.2.4.2 Cách tiến hành .................................................................................... 28 3.2.5 Các thí nghiệm ......................................................................................... 29 3.3 Phƣơng pháp phân tích ............................................................................... 29 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -4- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác định hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt trong các sản phẩm Omo, Surf ,Nƣớc rửa chén Mỹ Hảo .............................................................................................. 30 4.2 Thí nghiệm ................................................................................................. 31 4.2.1 Thí nghiệm với mẫu nƣớc thải sinh hoạt .................................................. 31 4.2.2 Thí nghiệm với mẫu nƣớc thải công nghiệp ............................................. 32 4.3 Kết quả sau xử lý bằng bùn hoạt tính .......................................................... 33 4.3.1 Nƣớc thải sinh hoạt .................................................................................. 33 4.3.2 Nƣớc thải công nghiệp ............................................................................. 33 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận ........................................................................................................... 35 Kiến nghị .......................................................................................................... 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 36 PHỤ LỤC Phụ lục 1 .......................................................................................................... 37 Phụ lục 2 .......................................................................................................... 38 Phụ lục 3 .......................................................................................................... 39 Phụ lục 4 .......................................................................................................... 40 Phụ lục 5 .......................................................................................................... 41 Phụ lục 6 .......................................................................................................... 42 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -5- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn DANH MỤC ĐỒ THỊ Bảng 4.1: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS có trong Omo, Surf, Nƣớc rửa chén Mỹ Hảo Bảng 4.2: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc xử lý của nguồn nƣớc thải sinh hoạt so với tiêu chuẩn. Bảng 4.3: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc xử lý của các nguồn nƣớc thải công nghiệp so với tiêu chuẩn. Bảng 4.4: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS sau xử lý của các nguồn nƣớc thải sinh hoạt so với tiêu chuẩn. Bảng 4.5: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS sau xử lý của các nguồn nƣớc thải công nghiệp so với tiêu chuẩn. Bảng 4.6: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc và sau xử lý của các nguồn nƣớc thải sinh hoạt Bảng 4.7: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc và sau xử lý của các nguồn nƣớc thải công nghiệp ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -6- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Động học sinh trƣởng của vi sinh vật Hình 2: Biểu đồ đƣờng chuẩn của LAS Hình 3: Mô hình xử lý trong phòng thí nghiệm ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -7- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHĐBM : Chất hoạt động bề mặt VSV : Vi sinh vật LAS : Lauryl Alkyl Sulfonate SLES : Sodium lauryl ether sulfate hay Sodium Lauryl Sulfate. ABS : Ankyl Benzen Sulfonate. SLS : Sodium lauryl sufate ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -8- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn LỜI MỞ ĐẦU Ở cuộc sống hiện đại, nhu cầu về các chất tẩy rửa ngày càng đƣợc quan tâm và trở thành một nhu cầu không thể thiếu đƣợc đối với con ngƣời. Ở bất kì đâu ,bất kì ai cũng đều sử dụng những sản phẩm nhƣ kem đánh răng, sữa tắm, xà phòng tắm ,xà phòng giặtTất cả đã hình thành nên ngành công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa. Nghành công nghiệp này đặt trên việc sử dụng và phát triển các chất hoạt động bề mặt và phụ gia cho các chất hoạt động bề mặt. Chất hoạt động bề mặt không những đƣợc ứng dụng nhiều trong lĩnh vực tẩy rửa mà còn nhiều ứng dụng khác: - Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mềm cho vải sợi, chất trợ nhuộm - Trong công nghiệp thực phẩm: Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp - Trong công nghiệp mỹ phẩm: Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt - Trong ngành in: Chất trợ ngấm và phân tán mực in - Trong nông nghiệp: Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật - Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đƣờng, tăng cƣờng độ đóng rắn của bê tông - Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan - Trong công nghiệp khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt để làm giàu khoáng sản . Vấn đề đặt ra ở đây là với việc sử dụng chất hoạt động bề mặt rất nhiều nhƣng liệu quá trình xử lý chất hoạt động bề mặt tại các trạm xử lý nƣớc thải là có hoàn toàn và triệt để hay không. Vì vậy tôi thực hiện đề tài “nghiên cứu khả năng xử lý chất hoạt động bề mặt của bùn hoạt tính” với mục đích nghiên cứu khả năng xử lý chất họat động bề mặt Anion của hệ bùn hoạt tính trong bể Aerotank và các thông số tối ƣu vận hành bể aerotank để xử lý chất hoạt động bề mặt đạt hiệu quả nhất. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -9- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Mục tiêu đề tài - Sử dụng bùn hoạt tính để xử lý chất hoạt động bề mặt. Nhiệm vụ nghiên cứu - Thu thập số liệu và tài liệu liên quan đến đề tài. - Xây dựng mô hình thực nghiệm để xử lý chất hoạt động bề mặt bằng bùn hoạt tính. - Vận hành các mô hình thực nghiệm, đƣa ra đƣa mô hình xử lí đạt yêu cầu. - Thành phần ,đặc điểm của bùn hoạt tính. - Một số chất hoạt động bề mặt thƣờng xuất hiện trong nƣớc thải. - Ảnh hƣởng của các các chất hoạt động bề mặt trong nƣớc thải đến môi trƣờng và cuộc sống con ngƣời. - Khả năng xử lý chất hoạt động bề mặt bằng bùn hoạt tính trong bể Aerotank. - Tính khả thi của đề tài. Ý nghĩa đề tài và các vấn đề liên quan. - Có thể ứng dụng trong các trạm xử lý nƣớc thải của các khu công nghiệp ,các xí nghiệp sản xuất. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -10- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 1.1 Giới thiệu sơ lƣợc về chất hoạt động bề mặt 1.1.1 Định nghĩa: - Chất hoạt động bề mặt - CHĐBM (Surfactant, Surface active agent) là chất khi cho vào dung môi có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. CHĐBM có cấu tạo gồm đầu ƣa nƣớc và một đầu kỵ nƣớc và tính chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào 2 phần này: + Đầu kỵ nƣớc phải đủ dài, mạch Cacbon từ 8-21, ankyl thuộc mạch ankal, ankle mạch thẳng hay có gắn vòng clo hay benzene + Đầu ƣa nƣớc phải là nhóm phân cực mạnh nhƣ Cacboxyl (COO-), Hydroxyl(-OH), Amin (-NH2), Sulfat (-OSO3) VD : cơ chế tẩy rửa vết bẩn có chất béo: 1.1.2 Đặc điểm: CHĐBM đƣợc dùng để làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng .Nếu cho nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt động bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó. Khi hòa chất hoạt động bề mặt vào trong một chất lỏng thì các Dầu mỡ Dầu mỡ Dung dịch chất tẩy rửa Sợi Sợi Nƣớc Hình 2: CƠ CHẾ TẨY RỬA CÁC VẾT DẦU MỠ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -11- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn phân tử của chất hoạt động bề mặt có xu hƣớng tạo đám (micelle). Nồng độ mà tạo đó các phân tử bắt đầu tạo đám gọi là nồng độ micelle tới hạn. Nếu chất lỏng là nƣớc thì các phân tử sẽ chụm đuôi kỵ nƣớc lại với nhau và quay đầu ƣa nƣớc ra tạo nên những hình dạng khác nhau nhƣ hình cầu, hình trụ, màng. Tính ƣa nƣớc, kỵ nƣớc của một chất hoạt động bề mặt đƣợc đặc trƣng bởi một thông số là độ cân bằng ƣa nƣớc, kỵ nƣớc (Hydrophilic Lipophilic Balance - HLB), HLB có giá trị từ 0 đến 40. Giá trị HLP càng cao thì hóa chất càng dễ hoà tan trong nƣớc, ngƣợc lại, giá trị HLB càng thấp thì hóa chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực nhƣ dầu. 1.2 Sơ lƣợc về lịch sử chất hoạt động bề mặt Khi nói về lịch sử của chất tẩy rửa, không có một ngày rõ ràng để chỉ nguồn gốc của nó, bởi vì sự thật là việc vệ sinh cá nhân đã bắt đầu cùng với sự khởi đầu của nền văn minh con ngƣời. Thực ra, nƣớc đƣợc xem nhƣ là chất tẩy rửa lâu đời nhất đƣợc sử dụng để làm sạch thân thể và quần áo. Loại xà phòng này đƣợc đựng trong những lọ hình trụ, chúng đƣợc tìm thấy trong những cuộc khai quật về ngƣời Babylon cổ đại. Vì vậy những nhà sử học cho là chất tẩy rửa đã bắt nguồn vào thời kỳ này hay nói khác hơn lịch sử ra đời của chất tẩy rửa bắt nguồn từ “xà phòng”. Đến thế kỷ 18, xà phòng đƣợc sản xuất trên quy mô lớn. Lúc này ngƣời ta đã phát minh ra xút ăn da và biết chế tạo ra chất kiềm từ muối ăn để thay thế cho tro từ gỗ. Đồng thời cũng biết ép dầu từ các loại hạt và quả. Nhiều nhà máy ép dầu ra đời, thay thế mỡ động vật. Nguyên liệu phong phú và sẵn. Bí mật công nghệ cũng bị khám phá. Chẳng còn trở ngại nào ngăn đƣợc ngành sản xuất xà phòng đi lên. 1.3 Phân loại: 1.3.1 CHĐBM Anionic: ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -12- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHĐBM anionic khi cho vào trong nƣớc sẽ phân ly thành ion âm, chúng có khả năng hoạt động bề mặt mạnh nhất, khả năng lấy dầu cao, tạo bọt to nhƣng kém bền. Các CHĐBM này bị thụ động hoá trong môi trƣờng nƣớc cứng (Ca2+, Mg2+) và các ion kim loại nặng (Al, Fe). Đây là loại CHĐBM đƣợc sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất trong giặt giũ, nƣớc rửa chén, các chất tẩy rửa gia dụng... + SDS : Sodium dodecyl sulfate + SLS : Sodium lauryl sufate + SLES : Sodium lauryl ether sulfate hay Sodium Lauryl Sulfate. + LABS: Linear alkyl benzene sulfonate + ALS: Amoni Lauryl Sulfat + LES : Lauryl Ether Sulfonate. + ABS: Ankyl Benzen Sulfonate. + LAS: Lauryl Alkyl Sulfonate + Xà phòng và các muối của axit béo; các muối ankyl sulfate khác. 1.3.2 CHĐBM Cationic: CHĐBM Cationic có nhóm phân cực bị phân ly thành ion dƣơng trong dung dịch, chúng thƣờng là các dẫn xuất của muối amoni bậc 4, có khả năng làm bền bọt, tạo nhũ tốt, lấy dầu ít nên êm dịu với da, chủ yếu dùng làm mềm, xốp xơ sợi và triệt tiêu tĩnh điện. - CTAB: Cetyl trimethylamonium bromide - CPC : Cetyl pyridinium chloride - POEA : Polyethoxylated tallow amine - BAC : Benzalkonium chloride - BZT : Benzethoium chloride ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -13- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 1.3.3 CHĐBM Non-ionic: CHĐBM Non-ionic có nhóm phân cực không bị ion hoá trong dung dịch nƣớc. Phần ƣa nƣớc chứa những nguyên tử oxy, nitơ hoặc lƣu huỳnh không ion hoá, sự hoà tan là do cấu tạo những liên kết hydro giữa các phân tử nƣớc và một số chức năng của phần phân cực bao gồm nhóm alcohol và ester. Phần kỵ nƣớc là mạch hydrocacbon dài. CHĐBM non- ionic không bị ion hoá nên không tích điện, do đó ít bị ảnh hƣởng bởi nƣớc cứng và pH của môi trƣờng tuy nhiên vẫn có khả năng tạo phức với các ion của kim loại nặng, êm dịu với da, lấy dầu ít, tạo bọt kém, thƣờng đƣợc dùng trong những chất tẩy rửa cho máy rửa chén và giặt giũ. - Decyl maltoside - Alkyl poly(ethylen oxit) và Copolymer của poly(ethylen oxit) và poly(ethylen oxit) (trong thƣơng mại gọi là Poloxamer hay Poloxamin). - Alkyl polyglucoside bao gồm: + Octyl glucoside + Các rƣợu béo của cetyl và oleyl. + Cocamide MEA, cocamide DEA, cocamide TEA 1.3.4 CHĐBM Amphoteric: CHĐBM Amphoteric có tính lƣỡng cực, có khả năng tạo thành anionic, cationic hoặc non-ionic trong dung dịch phụ thuộc vào pH (acid hay kiềm) của nƣớc. Chúng rất thích hợp cho da nhờ đặc tính lấy dầu nhẹ, ổn định, thƣờng đƣợc dùng trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân và một số sản phẩm làm sạch gia dụng. Imidazoline và betain là những chất hoạt động bề mặt chiếm đa số. - Akyl amido propyl betain - Akyl amido propyl sulfobetain - Sulfonat betain - Betain etoxy hoá ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -14- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn - Dodecyl betaine - Dodecyl dimethylamide oxide - Coamidopropyl betain - Coco ampho glycinat. Một số chất hoạt động bề mặt thƣờng gặp: Tên Tên tắt Công thức phân tử Công thức cấu tạo CHĐBM Anionic Sodium Lauryl Eter Sulfat hay Sodium Laureth Sulfat SLES C11+ nH23 + 4nNaO4+ nS Amoni Lauryl sulfat ALS C12H29NO4S CH3(CH2)10CH2OSO3NH4 Linear Alkyl Sulfonate LAS Disodium laureth sulfosuccinate MESD RO (CH2CH2O) XCOCHCH (SO3Na) COONa Alkyl Benzen Sulfonat ABS Sodium Lauryl Sulfat hay Sodium Dodecyl Sulfate SLS SDS SDS C12H25NaO4S SLS: C n H 2n +1 SO 4 Na (n ≈ 12) Hoặc ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -15- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Xà phòng và các muối của axit béo CHĐBM Cationic Benzalkonium Clorua BAC Benzethonium Clorua BZT Distearyl Dimethyl Amoni Clorua DSDMAC Với: n=10 -14 Cetyl Trimetylammoni um Bromua CTAB Polyethoxylated Tallow Amin POEA Cetyl Pyridinium Clorua CPC CHĐBM Ampho -teric Dodecyl Betain Dodecyl dimetylamin oxit Cocamidopropyl Betain Coca Ampho Glycinat ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -16- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHĐBM Non- ionic α-olefin sulfonate AOS R _CH=CH(CH2)nSO3Na diethanol amin DEA Octyl Glucozit Các rƣợu béo 1.3.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất của chất hoạt động bề mặt 1.3.5.1 Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao, độ hòa tan của các chất hoạt động bề mặt càng tốt, độ nhớt của các chất bẩn dạng lỏng càng giảm, độ hòa tan của chất bẩn càng lớn, phản ứng trung hòa chất bẩn có tính axit và phản ứng xà phòng hóa chất béo xảy ra càng dễ dàng, làm tăng hiệu suất giặt tẩy. Tuy nhiên, nhiệt độ cao cũng làm giảm hoạt tính của một số chất hoạt động bề mặt dễ hòa tan, giảm độ bền của hệ nhũ. Một số loại vải không thể chịu đƣợc nhiệt độ dung dịch cao. Đối với các chất hoạt động bề mặt NI, sự hấp phụ tăng theo nhiệt độ và sau điểm đục, sức căng bề mặt và giao diện của các chất NI có thay đổi. 1.3.5.2 Loại phân tử: Sức căng bề mặt hay giao diện phụ thuộc vào loại phân tử cấu thành nên chất hoạt động bề mặt. Đối với chất hoạt động bề mặt Anion, khi thêm gốc –CH2 vào trong dãy chất béo, sức căng bề mặt giảm đi (giảm nồng độ). Có thể làm giảm độ hình thành Micell bằng cách làm mất tính đối xứng trong phân tử bằng cách phân nhánh hoặc thay thế hai nhánh ngắn hơn thành một nhánh dài duy nhất. Độ hấp phụ cũng tăng lên theo độ dài của dãy kỵ nƣớc. Đối với chất hoạt động bề mặt NI, khi tăng dây béo C12 – C14 sức căng ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -17- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn bề mặt giảm vì khi đó khả năng phân cực của đầu phân cực giảm. Sự hấp phụ giảm khi tăng số oxyetylen ƣa nƣớc. 1.3.5.3 Chất điện ly: Sự hấp phụ: thêm chất điện ly sẽ làm giảm độ hòa tan của các tác nhân bề mặt dẫn đến làm tăng sự hấp phụ ở các giao diện. Các chất điện ly sẽ làm giảm CMC vì các chất điện ly trong dung dich chất tẩy rửa sẽ ngăn cản khả năng hình thành các Micell. 1.3.6 Ứng dụng: CHĐBM ứng dụng rất nhiều trong đời sống hằng ngày. Ứng dụng phổ biến nhất là bột giặt, sơn, nhuộm.... Ngoài ra còn có những ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhƣ: + Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mềm sợi vải, chất trợ nhuộm.. + Trong công nghiệp thực phẩm: Chất nhủ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp... + Trong công nghiệp mỹ phẩm: Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt.. + Trong ngành in: Chất trợ ngấm và chất phân tán mực in... + Trong nông nghiệp: Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật... + Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đƣờng, tăng cƣờng độ đóng rắn của bê tông... + Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan + Trong công nghiệp khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt để làm giàu khoáng sản 1.4 Các tính chất cơ bản 1.4.1 Tính thấm ƣớt: Tính thấm ƣớt tạo điều kiện để vật cần giặt rửa, các vết bẩn tiếp xúc với nƣớc một cách dễ dàng nên đóng vai trò rất quan trọng. Vải sợi có khả năng thấm ƣớt dễ dàng nhƣng nƣớc khó thấm sâu vào bên trong cấu trúc vì sức căng bề mặt rất lớn, nhất là khi ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -18- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn vải sợi bị dây bẩn bằng dầu mỡ. Vì thế, dùng xà phòng để làm giảm sức căng bề mặt của nƣớc và vải sợi – nƣớc. 1.4.2 Khả năng tạo bọt: - Bọt là một hệ phân tán K/L hay K/R mà pha khí chiếm thể tích lớn, chứa tác nhân ổn định - Bọt không có dạng hình cầu, mà là đa diện - Bọt có 2 dạng là ổn định hay không ổn định - Chất lỏng nguyên chất không có khả năng tạo bọt - Hiện tƣợng tạo bọt làm cho bề mặt dung dịch chất tẩy rửa tằng lên. - Khả năng tạo bọt và độ bền bọt phụ thuộc vào cấu tạo của chính chất đó, nồng độ, nhiệt độ của dung dịch, độ pH và hàm lƣợng ion Ca2+ Mg2+ trong dung dịch chất tẩy rửa. 1.4.3 Khả năng hòa tan: Tình hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố: - Bản chất và vị trí của nhóm ƣa nƣớc. Nhóm ƣa nƣớc ở đầu mạch dễ hòa tan hơn nhóm ở giữa mạch. - Chiều dài của mạch Hydrocacbon. Nhóm kỵ nƣớc mạch thẳng dễ hòa tan hơn mạch nhánh. - Nhiệt độ - Bản chất của ion kim loại: với ion Na+, K+dễ hòa tan hơn các ion Ca 2+ ,Mg2+ 1.4.4 Khả năng hoạt động bề mặt: - Nƣớc có sức căng bề mặt lớn. Khi hòa tan xà phòng vào nƣớc, sức căng bề mặt của nƣớc giảm. Một lớp hấp thụ định hƣớng hình thành trên bề mặt nhóm ƣa nƣớc hƣớng vào nƣớc, nhóm kỵ nƣớc hƣớng ra ngoài. Nhờ có lớp hấp thụ đó mà sức căng bề mặt của nƣớc giảm vì bề mặt nƣớc – không khí đƣợc thay bằng kỵ nƣớc – không khí (giữa các pha) ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -19- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 1.4.5 Khả năng nhũ hóa: - Nhũ tƣơng là hệ phân tán không bền vững nên muốn thu đƣợc hệ bền vững thì phải cho thêm chất nhũ hóa. -Xà phòng thƣờng đƣợc dùng làm chất ổn định nhũ tƣơng. Tác dụng của chúng là làm giảm sức căng bề mặt của hai hƣớng dầu – nƣớc. sau đó, làm cho hệ nhũ tƣơng dễ dàng ổn định. 1.4.6 Điểm Kraft – điểm đục: - Khả năng hòa tan của các chất hoạt động bề mặt anion tăng lên theo nhiệt độ. Khả năng hòa tan này tăng trƣởng đột ngột khi tác nhân bề mặt hòa tan đủ để tạo thành Micell. Điểm Kraft là điểm mà tại nhiệt độ đó các Micell có thể hòa tan đƣợc. - Độ tan của các chất hoạt động bề mặt NI phụ thuộc vào liên kết hydro trong nƣớc với chuỗi polyoxyetylen. Năng lƣợng của liên kết hydro rất lớn khi tăng nhiệt độ ,vì khi đó sự mất nƣớc làm giảm độ tan. Điểm đục là điểm tại nhiệt độ đó các chất hoạt động bề mặt NI không hòa tan đƣợc. 1.4.7 HLB (tính ƣa nƣớc – tính ƣa dầu – cân bằng) - HLB là một đơn vị đo lƣờng lƣỡng tính đối cực của phân tử Giá trị của HLB 1 – 4 không phân tán trong nƣớc 3 – 6 ít phân tán 8 – 10 phân tán đục nhƣng ổn định 13 dung dịch trong 1.5 Ảnh hƣởng của chất hoạt động bề mặt đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời * Sau đây là một vài chất hoạt động bề mặt gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng và con ngƣời ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -20- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 1.5.1 SLES - SLES đƣợc sử dụng trong các loại nƣớc rửa xe, lau chùi nhà,..và 90% SLES đƣợc sử dụng làm tác nhân tạo bọt trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân.  SLES có thể gây kích thích cho da ở nồng độ cao hơn 40 mg/m3.  SLES có tiềm năng gây hại cho con ngƣời khi tiếp xúc. Cụ thể: + Kích thích qua da, viêm da hoặc có thể ăn mòn da do tiếp xúc. + Ảnh hƣởng đến mắt, nếu trẻ em tiếp xúc có thể bị tật ở mắt. + Biến đổi đặc tính của protein trong cơ thể và không cân bằng hormon. + Khi ta tiếp xúc với SLES 0,5% trong thời gian dài đó cũng chính là giai đoạn đầu của bệnh ung thƣ da.Khi kết hợp với hóa chất khác nhƣ CHĐBM Amoni Laureth Sulfate ( Ales) sẽ tạo thành nitroamines, là một trong những chất gây ung thƣ hàng đầu. 1.5.2 LAS - LAS độc đối với sinh vật thủy sản ở nồng độ từ 1- 10 mg/l trong ngắn hạn vì xảy ra quá trình chuyển hóa trong cơ thể chúng. + LAS có thể xâm nhập vào da và cơ thể khó giải phóng nó ra ngoài. + Sản phẩm dành cho tóc khi có LAS có thể gây rụng tóc vì LAS tấn công vào các nang tóc làm các nang này chết đi. + LAS không trực tiếp gây ung thƣ, LAS phản ứng tốt với một số thành phần hóa học trong cùng sản phẩm tạo thành chất gây ung thƣ. Khi sử dụng các chất tẩy rửa không nên tiếp xúc trực tiếp mà phải mang bao tay, lau chùi xong phải rửa lại bằng nƣớc sạch nhiều lần. Nếu tiếp xúc trực tiếp sẽ bị viêm da kích ứng từ chất tẩy rửa, nhất là đối với trẻ em. Với các triệu chứng nhƣ: đỏ da, sƣng tấy, ngứa,... Khi sử dụng các chất tẩy rửa vẫn còn lƣu lại trên bề mặt đồ dùng nếu không đƣợc rửa sạch sẽ rất nguy hại đến sức khỏe ngƣời sử dụng. Và hiện nay xu hƣớng của thế giới là sử dụng chất hoạt động bề mặt có khả năng phân hủy sinh học. Tuy nhiên, những chất ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -21- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn này có giá thành đắt nên ít ngƣời sử dụng.Nhiều sản phẩm tẩy rửa hiện nay có thành phần độc hại nên khi thải ra môi trƣờng sẽ phá hủy hệ sinh vật. Đối với ngƣời sử dụng thì bị khô da do bị thẩm thấu, gây đột biến da, da bị mỏng, nặng hơn nữa có thể gây ung thƣ da (do tế bào da bị phá hủy). Đặc biệt, khi tiếp xúc với ánh sáng quá trình phá hủy da sẽ nhanh hơn. 1.5.3 ALS - Ở nồng độ cao (trên 10%) ALS có thể: + Gây kích thích mạnh đối với da. + Ảnh hƣởng nghiêm trọng đối với mắt + Nếu hít phải có thể ảnh hƣởng tới hệ hô hấp + Uống vào ảnh hƣởng hệ tiêu hóa.Ngoài ra, khi sử dụng dầu gội có 31% ALS có thể gây ngứa da đầu, hƣ tóc, sinh nấm, 1.5.4 Xà Phòng - Xà phòng là muối kali hay natri của axit béo hoặc xà phòng tổng hợp đều có hai phần. Một là đầu hiđrocacbon kị nƣớc, còn một đầu là ion kim loại ƣa nƣớc. Đối với các vết bẩn, dầu mỡ bám trên mặt vải thì đầu kị nƣớc sẽ quay vào trong vết bẩn, đầu ƣa nƣớc hƣớng ra ngoài. Sau đó sẽ tạo thành mixen là một khối dạng cầu có đầu ƣa nƣớc quay ra ngoài tách vết bẩn ra khỏi bề mặt vải. - Ảnh hƣởng của xà phòng: +Đối với môi trƣờng: * Tăng độ pH. *Ảnh hƣởng đến các vi sinh vật trong môi trƣờng nƣớc: Khi các sản phẩm đã qua quá trình sử dụng và thải ra ngoài làm ô nhiễm môi trƣờng, nhiều sinh vật sống trong môi trƣờng bị hủy hoại, nếu tiếp xúc trong thời gian kéo dài sẽ gây đột biến gen, và khi nồng độ cao thì sẽ hủy hoại hoàn toàn hệ vi sinh vật. +Đối với con ngƣời: ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -22- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Ảnh hƣởng đến da khi tiếp xúc trực tiếp: làm hại da tay, ăn mòn da,.. Gây ra các bệnh về đƣờng ruột nhƣ tiêu chảy, nôn bửa, Viêm đƣờng hô hấp cấp tính. 1.6 Các phƣơng pháp xử lý chất hoạt động bề mặt - Để giảm những tác động của chất hoạt động bề mặt anion đến cơ thể của ngƣời sử dụng ngƣời ta cho thêm vào thành phần của chúng những chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính .Khi đó sẽ ngăn cản sự hấp thụ của các chất này trên da. - Để giảm bớt những chất hoạt động bề mặt cation thì ngƣời ta dùng các cation dạng nhóm chức este dễ phân giải sinh học hơn cho môi trƣờng, và giảm khả năng gây dị ứng khi xử dụng . - Xử lý chất hoạt động bề mặt bằng bùn hoạt tính . ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -23- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHUƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BÙN HOẠT TÍNH 2.1 Bùn hoạt tính Trong nƣớc thải, sau một thời gian làm quen, các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trƣởng, sinh sản và phát triển. Nƣớc thải bao giờ cũng có các hạt chất rắn lơ lửng khó lắng. Các tế bào vi khuẩn sẽ dính vào các hạt lơ lửng này và phát triển thành các hạt bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn nƣớc thể hiện bằng BOD. Các hạt bông này đƣợc thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ lửng trong nƣớc và dần lớn lên do hấp phụ nhiều hạt chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào vi sinh vật, nguyên sinh động vật và các chất độc. Nhƣng hạt bông này khi ngừng thổi khí hoặc các chất hữu cơ làm cơ chất dinh dƣỡng cho vi sinh vật trong nƣớc cạn kiệt chúng sẽ lắng xuống đáy bể hoặc hồ thành bùn. Bùn này đƣợc gọi là bùn hoạt tính 2.2 Các sinh vật trong bùn hoạt tính: Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, kết lại thành dạng hạt bông với trung tâm là các hạt chất rắn lơ lửng ở trong nƣớc. Các bông này có màu vàng nâu dể lắng có kích thƣớc từ 3-150µm. Những bông này gồm các vi sinh vật sống và cặn rắn. Những vi sinh vật sống ở đây chủ yếu là vi khuẩn, ngoài ra còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh, dòi, giun Số lƣợng vi khuẩn trong bùn hoạt tính dao động trong khoảng 108-1012 trên 1 mg chất khô. Phần lớn chúng là Pseudomonas, Achomobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococus, Flavobacterium 2.3 Cách hình thành bùn hoạt tính. - Lấy mẫu nƣớc thải, lọc nƣớc thải và lấy phần nƣớc trong - Dùng mẫu nƣớc trong đó cộng với việc bổ sung thêm N và P để cân bằng dinh dƣỡng - Tiến hành sục khí và thay nƣớc cho hệ thống, cứ liên tục nhƣ vậy cho đến khi đủ lƣợng bùn hoạt tính cần thiết . - Quá trình thay nƣớc nƣớc cho hệ thống khoảng từ 4-8h . ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -24- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình quá trình lắng của bùn hoạt tính. - Ph - Tỉ số BOD5:N:P phải đảm bảo là 100:5:1 + Nếu thiếu N lâu dài sẽ làm cho vi sinh vật không sinh sản, tăng sinh khối, ngoài ra cản trở các quá trình hóa sinh và làm cho bùn hoạt tính khó lắng, trôi theo nƣớc ra khỏi bể lắng. + Nếu thiếu P sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh ra dạng sợi làm quá trình lắng chậm và giảm hiệu suất oxi hóa các chất hƣu cơ của bùn hoạt tính - Nồng độ oxi hòa tan trong nƣớc hay là điều kiện hiếu khí - Nồng độ và tuổi của bùn hoạt tính - Các chất gây độc cho vi sinh vật nƣớc hay trong bùn hoạt tính - Nhiệt độ 2.5 Hoạt động của vsv trong nƣớc thải. Nƣớc thải mới thƣờng ít vi sinh vật, đặc biệt là nƣớc thải công nghiệp qua công đoạn xử lý nhiệt có khi lúc đầu hầu nhƣ không có vi sinh vật. Nƣớc thải trong hệ thống thoát nƣớc qua 1 thời gian dù rất ngắn cũng đủ cho vi sinh vật thích nghi, sinh sản và phát triển tăng sinh khối. Sau 1 thời gian sinh trƣởng chúng tạo thành quần thể vi sinh vật có ở trong nƣớc. Quần thể vi sinh vật ở các loại nƣớc thải là không giống nhau. Mỗi loại nƣớc thể có hệ vi sinh vật thích ứng. Song nói chung vi sinh vật trong nƣớc thải đều là vi sinh vật hoại sinh và dị dƣỡng. Chúng không thể tổng hợp đƣợc các hợp chất hữu cơ làm vật liệu xây dựng tế bào mới cho chúng, trong môi trƣờng sống của chúng cần phải có mặt các chất hữu cơ để chúng phân hủy, chuyển hóa thành vật liệu xây dựng tế bào, đồng thời chúng cũng phân hủy các hợp chất nhiễm bẩn nƣớc đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và nƣớc hoặc tạo thành các loại khí khác ( CH4, H2S, Indol, Scatol, N2) Quá trình làm sạch nƣớc thải gồm giai đoạn sau : + Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bề mặt tế bào vi sinh vật ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -25- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn + Khuếch tán và hấp thụ các chất ô nhiễm nƣớc qua màng bán thấm vào trong tế bào vi sinh vật + Chuyển hóa các chất này trong nội bào để sinh ra năng lƣợng và tổng hợp các vật liệu mới cho tế bào vi sinh vật 2.6 Động học sinh trƣởng của vi sinh vật. Gồm 4 giai đoạn: + Giai đoạn chậm (lag-phase) + Giai đoạn tăng trƣởng (log-growth phase): + Giai đoạn cân bằng (stationary phase) + Giai đoạn chết (log-death phase) Hình 1: Động học sinh trƣởng của vi sinh vật ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -26- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 2.7 Các thông số cần quan tâm trong quá trình xử lý nƣớc thải. - Cung cấp oxy liên tục sao cho lƣợn oxy hòa tan trong nƣớc ra khỏi bể lắng đợt 2 > 2mg/l - BOD : N:P = 100: 5: 1 - pH: 6.5 – 8.5 - Nhiệt độ : 6 – 370C - Nồng độ muối vô cơ trong nƣớc không vƣợt quá 10mg/l - Nồng độ cho phép của các chất bẩn hữu cơ - Nồng độ giới hạn cho phép của các chất độc ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -27- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHƢƠNG 3: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Chất hoạt động bề mặt 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp nghiên cứu: + Phƣơng pháp lập mô hình + Phƣơng pháp vận hành + Phƣơng pháp lấy mẫu + Phƣơng pháp phân tích + Phƣơng pháp tính toán, xử lý số liệu. - Lựa chọn giải pháp công nghệ: Sử dụng bùn hoạt tính xử lý chất hoạt động bề mặt. 3.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu 3.2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm a) Phƣơng pháp lấy mẫu b) Phƣơng pháp phân tích LAS và lập đƣờng chuẩn. y = -0.1151x + 8.9836 R2 = 0.9959 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 T% LAS Series1 Linear (Series1) Hình 2: Biểu đồ đƣờng chuẩn của LAS ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -28- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 3.2.3 Mô hình thí nghiệm . Hình 3: Mô hình xử lý trong phòng thí nghiệm 3.2.4 Tiến trình thí nghiệm 3.2.4.1 Xây dựng đƣờng chuẩn a/ Chuẩn bị một dãy chuẩn bằng cách thêm dung dịch chuẩn từ một buret 25 ml vào một dãy phễu chiết 250 ml và pha loãng đến 100 ml với nƣớc, lấy dung dịch nhƣ sau: Dung dịch chuẩn ml LAS, mg (1,0 ml = 0,01 mg LAS) ( trong 100 ml dung dịch chiết ) 0,00 0,00 1,00 0,01 3,00 0,03 5,00 0,05 7,00 0,07 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -29- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn b/ Thêm 3 giọt dung dịch phenolphtalein và dung dịch NaOH vừa đủ để dung dịch có màu hồng. Thêm dung dịch H2SO4 loãng cho dƣ 1 chút để màu hồng hoàn toàn biến mất. c/ Thêm 25 ml dung dịch metylen xanh và lắc trộn. Thêm 25 ml clorofom và lắc kỹ tring 30 giây. Cẩn thận mở thông hơi để tích các pha và sau đó rút lấy lớp clorofom vào một phễu chiết 250 ml thứ hai. Lớp nhũ giữ lại trong phễu thứ nhất. Chiết lại lần lƣợc hai lần, mỗi lần 25 ml clorofom. d/ Thêm 50 ml dung dịch rửa photphat vào dịch chiết clorofom đã gộp lại trong phễu thứ hai và lắc mạnh 30 giây. Để phễu chiết ở vị trí thẳng đứng và xoáy tròn dung dịch. Để yên một phút. Lọc lớp clorofom qua bông thủy tinh vào một bình định mức 100 ml đã xử lý. Thêm 20 ml clorofom vào phễu chiết thứ hai và lặp lại các bƣớc lắc, xoáy tròn và để lắng nhƣ trên. Gộp lớp clorofom qua bông thủy tinh vào bình định mức. Thêm clorofom đến vạch bình định mức 100 ml và lắc trộn cẩn thận. e/ Đo mẫu trong cuvet 50 mm ở bƣớc sóng 650 nm, so sánh với mẫu trắng. f/ Đo độ hấp thụ của mỗi dịch chiết. Vì phức metylen xanh chiết đƣợc dễ bị mất màu chậm, cho nên phải đo trong vòng 30 phút sau khi tạo thành. Chuẩn bị một đƣờng cong bằng cách vẽ đồ thị phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ LAS tính ra mg/100 ml dung dịch chiết trên giấy vẽ đồ thị và ghi khối lƣợng phân tử LAS chuẩn, trên đồ thị. 3.2.4.2 Cách tiến hành a/ Chọn một thể tích mẫu thử với lƣợng LAS đoán chừng. Nếu nồng độ LAS dự kiến không vƣợt quá 1 mg/l, thì lấy 100 ml mẫu. Hàm lƣợng LAS trong khoảng 10 mg/l, lấy 10 ml mẫu rồi pha với nƣớc đến 100 ml. Độ nhạy của phƣơng pháp có thể tăng hơn bằng cách cô đặc thể tích mẫu lớn hơn để đến thể tích 100 ml. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -30- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn b/ Quá trình lấy mẫu hoặc một bộ mẫu, tiêu chuẩn kiểm tra chất lƣợng đƣợc chọn từ khoảng thang giữa của dãy dùng để dựng đƣờng chuẩn theo “a’, và đồng thời tiến hành mẫu trắng bằng 100 ml nƣớc trong phễu chiết 250 ml . 3.2.5 Các thí nghiệm - Tiến hành lấy mẫu của các sản phẩm Omo, Surf, Nƣớc Rửa Chén Mỹ Hảo để xác định hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt có trong các sản phẩm này . - Tiến hành lấy mẫu tại Cống Hồ Đầm Rong, Cống Tại Đƣờng Tôn Thất Đạm và tại kênh Phú Lộc để xác định hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt có trong nƣớc thải sinh hoạt . - Tiến hành lấy mẫu tại nhà máy dệt may Phong Phú và tại trạm xử lý nƣớc thải tập trung khu công nghiệp Hòa Khánh để xác định hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt có trong nƣớc thải công nghiệp . 3.3 Phƣơng pháp phân tích . - phân tích bằng phƣơng pháp thử chất hoạt động bề mặt metylen xanh . ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -31- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác định hàm lƣợng chất HĐBM trong các sản phẩm Omo ,Surf ,Nƣớc rửa chén Mỹ Hảo . Bảng 4.1: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS có trong Omo, Surf, Nƣớc rửa chén Mỹ Hảo 8.20908 2.46376 8.841412 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 OMO SURF NƯỚC RỬA CHÉN MỸ HẢO * Nhận xét : Sau khi phân tích LAS trong 3 sản phẩm tẩy rửa đƣợc dùng phổ biến hiện nay là Omo, Surf, Nƣớc rửa chén Mỹ Hảo, thì ta thấy rằng hàm lƣợng LAS trong các sản phẩm này là rất lớn. Nếu không đƣợc xử lý trƣớc khi xả vào môi trƣờng thì sẽ gây tác động xấu đến con ngƣời và môi trƣờng nƣớc. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -32- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 4.2.1 Thí nghiệm với mẫu nƣớc thải sinh hoạt . Bảng 4.2: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc xử lý của nguồn nƣớc thải sinh hoạt so với tiêu chuẩn. 0.8115 0.5 0.76546 0.5 0.74244 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 TRƯỚC XỬ LÝ TIÊU CHUẨN *Nhận xét: Từ kết quả phân tích trên ta thấy hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt LAS có trong nƣớc thải sinh hoạt là vƣợt tiêu chuẩn : + tại cống Hồ Đầm Rong (cột 1) vƣợt tiêu chuẩn 1.6 lần + tại kênh Phú Lộc (cột 2) vƣợt tiêu chuẩn 1.5 lần + tại cống đƣờng Tôn Thất Đạm (cột 3) vƣợt tiêu chuẩn 1.48 lần ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -33- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 4.2.2 Thí nghiệm với mẫu nước thải công nghiệp. Bảng 4.3: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc xử lý của các nguồn nƣớc thải công nghiệp so với tiêu chuẩn. 4.10336 0.5 4.19544 0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 1 2 TRƯỚC XỬ LÝ TIÊU CHUẨN * Nhận xét: Từ kết quả phân tích trên ta thấy hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt LAS có trong nƣớc thải công nghiệp là vƣợt tiêu chuẩn : + tại trạm xử lý nƣớc thải khu công nghiệp hòa khánh (cột 1 )vƣợt tiêu chuẩn 8.2 lần + tại nhà máy dệt phong phú ( cột 2 )vƣợt tiêu chuẩn 8.4 lần ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -34- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn 4.3 Kết quả sau xử lý bằng bùn hoạt tính. Bảng 4.4: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS sau xử lý của các nguồn nƣớc thải sinh hoạt so với tiêu chuẩn. 0.13241 0.5 0.16694 0.5 0.15543 0.5 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 1 2 3 SAU XỬ LÝ TIÊU CHUẨN Bảng 4.5: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS sau xử lý của các nguồn nƣớc thải công nghiệp so với tiêu chuẩn. 0.40865 0.5 0.43167 0.5 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 1 2 SAU XỬ LÝ TIÊU CHUẨN ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -35- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Bảng 4.6: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc và sau xử lý của các nguồn nƣớc thải sinh hoạt 0.76546 0.74244 0.8115 0.16694 0.15543 0.13241 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 Trước xử lý Sau xử lý Bảng 4.7: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng LAS trƣớc và sau xử lý của các nguồn nƣớc thải công nghiệp 4.10336 4.19544 0.40865 0.43167 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 1 2 trước xử lý Sau xử lý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -36- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN Kết luận: - Xây dựng thành công mô hình xử lý chất hoạt động bề mặt bằng bùn hoạt tính, khả năng xử lý chất hoạt động bề mặt của bùn hoạt tính đạt hiệu suất lớn và đạt tiêu chuẩn cho phép, cụ thể nhƣ sau: * Hiệu suất xử lý chất hoạt động bề mặt có trong nƣớc thải sinh hoạt đạt từ 78.2%- 83.68% * Hiệu suất xử lý chất hoạt động bề mặt có trong nƣớc thải công nghiệp đạt từ 89.7%- 90.04%. - Chất lƣợng nƣớc sau xử lý quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt QCVN08:2008/BTNMT Kiến nghị: 1. Kết quả nghiên cứu của đề tài đƣợc sử dụng để xử lý chất hoạt động bề mặt ở những nơi có hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt cao và áp dụng vào thực tế tại nhà máy dệt Phong Phú, trạm xử lý nƣớc thải tập trung KCN Hòa Khánh. 2. Hƣớng phát triển của đề tài là tiếp tục nghiên cứu hoàn chỉnh các thông số vận hành tối ƣu của bể Aerotank để xử lý chất hoạt động bề mặt, chuyển giao phƣơng pháp, dây chuyền công nghệ xử lý cho các nơi có nguồn nhiễm bẩn tƣơng tự. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -37- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Hoàng Huệ (xuất bản năm 2005), Xử lý nƣớc thải, Trƣờng Đại Học Kiến trúc Hà Nội. [2]. Lƣơng Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học. NXB Giáo Dục [3]. Trần Văn Nhân-Ngô Thị Nga (2002) Giáo trình công nghệ xử lý nƣớc thải. Trƣờng Cao Đẳng Công Nghệ, Đại học Đà Nẵng [4]. Trịnh Xuân Lai (2000). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nƣớc thải. Nhà xuất bản Xây dựng. [5]. Trần Hiếu Nhuệ (2001). Thoát nƣớc và xử lý nƣớc thải công nghiệp. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội [6]. Trần Hiếu Nhuệ (1990) Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học. Trƣờng đại học Xây Dựng [7]. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6336:1998, NXB Hà Nội [8]. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6622:2009, NXB Hà Nội [9]. TCVN về môi trƣờng (2002), NXB Hà Nội [10].Tailieu.vn/tim-kiem/tai-lieu/chat%20hoat%20dong%20be%20mat.html ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -38- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 Các mẫu nƣớc thải công nghiệp Nhà máy dệt Phong Phú Trạm xử lý nƣớc thải KCN Hòa Khánh Các mẫu nƣớc thải sinh hoạt Kênh Phú Lộc Hồ Đầm Rong ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -39- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn PHỤ LỤC 2 Máy phân tích quang phổ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -40- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn PHỤ LỤC 3 Quá trình chiết mẫu Lấy mẫu phân tích ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -41- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn PHỤ LỤC 4 HỆ THỐNG NUÔI BÙN PHỤ LỤC 5 HIỆN TRẠNG MỘT SỐ HỒ TRONG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -42- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Bảng 5.1: Hiện trạng một số hồ trên Thành phố Đà Nẵng TT Tên hồ Diện tích hiện trạng (m 2 ) Lƣu vực tiếp nhận nƣớc thải (ha) Mực nƣớc mùa mƣa (m) Mực nƣớc mùa kiệt (m) Dung tích chứa mùa mƣa (m 3 ) Dung tích chứa mùa kiệt (m 3 ) Chức năng sử dụng chính 1 Hồ Đầm Rong 1 12000 100 1.2 0.8 14400 9600 Xử lý nƣớc thải &điều tiết nƣớc mƣa 2 Hồ Đầm Rong 2 10811 100 1.5 1.2 16216 12973 Xử lý nƣớc thải và điều tiết nƣớc mƣa 3 Hồ Thạc Gián 28403 50 1.8 1.4 51125 39764 Điều tiết nƣớc mƣa 4 Hồ công viên 29/3 101428 150 2.0 1.3 202856 131856 Điều tiết nƣớc mƣa ( Nguồn: Đề tài NCKH đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp qui hoạch hệ thống ao hồ nội thành thành phố Đà Nẵng - Viện qui hoạch xây dựng đô thị và nông thôn thành phố Đà Nẵng ) PHỤ LỤC 6 Phụ Lục Số Liệu ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -43- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Bảng 1: Bảng số liệu thể hiện hàm lƣợng LAS có trong các sản phẩm thƣờng dùng trong sinh hoạt hàng ngày. OMO SURF NƢỚC RỬA CHÉN(MỸ HẢO) T% LAS T% LAS T% LAS Lần 1 7 8.1744 56.3 2.47532 1.4 8.82176 Lần 2 6.7 8.20908 56.1 2.49844 1.2 8.84488 Lần 3 6.4 8.24376 56.9 2.40569 1.1 8.85644 Trung bình 6.7 8.20908 56.4 2.46376 1.23 8.841412 Bảng 2: Bảng số liệu thể hiện hàm lƣợng LAS có trong nƣớc thải sinh hoạt (trƣớc xử lý) Bảng 3: Bảng số liệu thể hiện hàm lƣợng LAS có trong nƣớc thải công nghiệp (trƣớc xử lý) CỐNG HỒ ĐẦM RONG CỐNG TẠI ĐƢỜNG TÔN THẤT ĐẠM KÊNH PHÚ LỘC T% LAS T% LAS T% LAS Lần 1 71 0.8115 71.9 0.70791 71.5 0.75395 Lần 2 70 0.9266 71.7 0.73093 71.4 0.76546 Lần 3 72 0.6944 71.3 0.77697 71.3 0.77697 Trung bình 71 0.8115 71.6 0.74244 71.4 0.76546 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -44- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn Bảng 4: Hàm lƣợng LAS trong nƣớc thải sinh hoạt sau khi xử lý. CỐNG HỒ ĐẦM RONG CỐNG TẠI ĐƢỜNG TÔN THẤT ĐẠM KÊNH PHÚ LỘC T% LAS T% LAS T% LAS Lần 1 77 0.1209 76.6 0.16694 76.4 0.18996 Lần 2 76.9 0.13241 76.7 0.15543 76.6 0.16694 Lần 3 76.8 0.14329 76.8 0.14392 76.8 0.14392 Trung bình 76.9 0.13241 76.7 0.15543 76.6 0.16694 Hình 5: Hàm lƣợng LAS trong nƣớc thải công nghiệp sau khi xử lý. NHÀ MÁY DỆT PHONG PHÚ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH T% LAS T% LAS Lần 1 41.6 4.19544 43.3 3.99977 Lần 2 41.9 4.16091 41.5 4.20695 Lần 3 41.3 4.22997 42.4 4.10336 Trung bình 41.6 4.19544 42.4 4.10336 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP -45- SVTH: Vƣơng Ngọc Tuấn-Lớp:08MT GVHD: Phạm Phú Song Toàn NHÀ MÁY DỆT PHONG PHÚ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH T% LAS T% LAS Lần 1 74.3 0.43167 74.4 0.42016 Lần 2 74.1 0.45469 74.5 0.40865 Lần 3 74.5 0.40865 74.6 0.39714 Trung bình 74.3 0.43167 74.5 0.40865