›
›

Khóa luận Nghiên cứu khả năng hấp thụ amoni và phốt phát của cây cói - Nguyễn Thị Kim Dung

pdf 57 trang huongle 600
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu khả năng hấp thụ amoni và phốt phát của cây cói - Nguyễn Thị Kim Dung", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_nghien_cuu_kha_nang_hap_thu_amoni_va_phot_phat_cua.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu khả năng hấp thụ amoni và phốt phát của cây cói - Nguyễn Thị Kim Dung

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên : Nguyễn Văn Cƣờng HẢI PHÕNG – 2012
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ AMONI VÀ PHỐT PHÁT CỦA CÂY CÓI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên : Nguyễn Văn Cƣờng HẢI PHÕNG – 2012
  3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Văn Cƣờng Mã số: 121313 Lớp: MT1201 Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng hấp thụ Amoni và Phốt phát của cây cói
  4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). - Nghiên cứu khả năng hấp thụ Amoni và Phốt phát của cây cói. - Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng. - Tiến hành thực nghiệm với mẫu thực. 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. - Các số liệu thực nghiệm về các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp thụ của cây cói: Thời gian, mật độ, Javen, độ mặn. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. - Phòng thí nghiệm trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng.
  5. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Nguyễn Thị Kim Dung Học hàm, học vị: Tiến Sĩ Cơ quan công tác: Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn:Toàn bộ khóa luận. Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hƣớng dẫn: . . Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị
  6. PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu ): 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ): Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Cán bộ hướng dẫn (họ tên và chữ ký)
  7. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU. Nƣớc là nguồn sống, là môi trƣờng đặc biệt cho tất cả các phản ứng sinh hóa, hóa học bên trong cơ thể sinh vật trên trái đất. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống, nƣớc còn có vai trò rất quan trọng đối với các hoạt động sống trên trái đất, nhƣng nƣớc không phải nguồn vô tận. Trong những thập niên gần đây cùng với sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp, sự bùng nổ dân số, quá trình đô thị hóa đã đẩy nhanh tốc độ ô nhiễm nguồn nƣớc. Một trong những nguồn ô nhiễm lớn và phổ biến ở nƣớc ta là nƣớc thải chƣa nhiều chất hữu cơ. Chúng đƣợc sinh ra từ các hoạt động khác nhau của con ngƣời: từ sinh hoạt, chăn nuôi, sản xuất công nghiệp chế biến thực phẩm, chế biến thủy sản Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học đã phát triển trong những năm gần đây không chỉ bởi hiệu suất tƣơng đối cao, chi phí thấp và còn thân thiện với môi trƣờng đã và đang đƣợc áp dụng ở Việt Nam và nhiều nơi trên thế 3- giới. Trong đó, việc hấp thụ các thành phần ô nhiễm nhƣ COD, BOD, PO4 , + NH4 , kim loại nặng bằng thực vật đã đem lại nhiều hiệu quả. Vì vậy, “Nghiên cứu khả năng hấp thụ Amoni và Phốt phát của cây cói” là việc làm cần thiết và đáp ứng đƣợc nhu cầu thực tiễn. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 1
  8. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Nƣớc trong tự nhiên và sự ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. 1.1.1. Nƣớc trong tự nhiên Nƣớc trong tự nhiên bao gồm toàn bộ các đại dƣơng, biển, vịnh, sông, suối, ao, hồ, nƣớc ngầm, băng tuyết, hơi ẩm trong đất và trong không khí. Gần 90% nƣớc trên trái đất là nƣớc mặn, nếu tính cả nƣớc nhiễm mặn thì tỷ lệ này lên tới 97.5%. Nƣớc ngọt chiếm tỷ lệ rất nhỏ (2-3%). Nƣớc trong môi trƣờng tự nhiên luôn vận động trong chu trình nƣớc (vòng tuần hoàn của nƣớc): nƣớc bốc hơi từ biển, đại dƣơng và trên đất liền đƣợc không khí mang theo làm tăng độ ẩm trong khí quyển, cuối cùng tụ lại thành mƣa, tuyết rơi xuống mặt đất, đại dƣơng hoặc ngấm xuống lòng đất tạo thành nƣớc ngầm. Nƣớc sông, nƣớc ngầm chảy ra biển rồi lại bốc hơi quay lại vòng tuần hoàn ban đầu. 1.1.2. Sự ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. Các hoạt động tự nhiên (quá trình lũ lụt, sói mòn, động thực vật thối rữa ) và đặc biệt là các hoạt động nhân sinh (sinh hoạt, sản xuất công, nông nghiệp, giao thông vận tải ) đã đƣa vào môi trƣờng nƣớc nhiều tạp chất vô cơ, hữu cơ, sinh học làm thay đổi thành phần và tính chất của môi trƣờng nƣớc: gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, phá hủy cân bằng sinh thái, gây tác hại đến sự sống của các sinh vật, ngƣời, động thực vật trên trái đất, làm thay đổi khí hậu toàn cầu, đây cũng là nguyên nhân chính gây ra lũ lụt, hạn hán, động đất, núi lửa trên thế giới. Nguồn trực tiếp đƣa các tạp chất vào môi trƣờng nƣớc là nguồn nƣớc thải của các nhà máy sản xuất công nghiệp, nƣớc thải nông nghiệp, nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc bị ô nhiễm bởi các chất thải ra từ các phƣơng tiện giao thông vận tải. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 2
  9. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 1.2. Một số thông số chính đánh giá chất lƣợng nƣớc 1.2.1. Chỉ số pH Chỉ số pH là một trong những chỉ tiêu cần kiểm tra đối với chất lƣợng nƣớc cấp và nƣớc thải. Giá trị pH cho phép điều chỉnh đƣợc lƣợng hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý nƣớc bằng các phƣơng pháp nhƣ đông tụ hóa học, khử trùng hoặc trong xử lý nƣớc thải bằng biện pháp sinh học. Sự thay đổi giá trị pH có thể dẫn đến sự thay đổi về thành phần các chất trong nƣớc do quá trình hòa tan hoặc kết tủa. Mặt khác, nó cũng thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nƣớc. 1.2.2. Màu sắc Nƣớc có thể có màu, đặc biệt là nƣớc thải có màu nâu đen hoặc đỏ nâu. Nguyên nhân xuất hiện màu do các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành, hoặc nƣớc có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hòa tan. Đối với nƣớc thải công nghiệp, tùy thuộc vào bản chất từng loại nƣớc thải khác nhau cho màu sắc khác nhau: dệt nhuộm, luyện kim, xi măng 1.2.3. Độ đục Độ đục của nƣớc do các hạt rắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân rã hoặc do giới thủy sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nƣớc, ảnh hƣởng đến khả năng quang hợp của các sinh vật tự dƣỡng trong nƣớc, gây giảm thẩm mỹ và làm giảm chất lƣợng của nƣớc khi sử dụng. Vi sinh vật có thể bị hấp thụ bởi các hạt lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn. Độ đục càng lớn thì độ nhiễm bẩn càng cao. Độ đục đƣợc đo bằng phƣơng pháp so sánh với một thang độ đục chuẩn. Đơn vị NTU. 1.2.4. Hàm lƣợng chất rắn Chất rắn tồn tại trong nƣớc dƣới các dạng: - Các chất vô cơ ở dạng tan (các muối tan), hoặc không tan (đất, đá ở dạng huyền phù). GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 3
  10. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp - Các chất hữu cơ - các vi sinh vật, vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh và các chất hữu cơ tổng hợp nhƣ phân bón, chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt Chất rắn ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc khi sử dụng cho sinh hoạt, cho sản xuất, cản trở hoặc tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý. 1.2.5. Hàm lƣợng oxy hòa tan (DO) Hàm lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc: Là lƣợng oxy trong không khí có thể hòa tan vào nƣớc trong điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định. Oxy hòa tan vào trong nƣớc sẽ tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì năng lƣợng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các vi sinh vật sống dƣới nƣớc. Hàm lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc giúp ta đánh giá đƣợc chất lƣợng nƣớc. Độ hòa tan của oxy trong nƣớc phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Nếu chỉ số DO thấp nghĩa là nƣớc có nhiều chất hữu cơ, dẫn đến nhu cầu oxy hóa tăng lên, vì vậy việc tiêu thụ oxy trong nƣớc cũng tăng lên. Chỉ số DO cao chứng tỏ trong nƣớc có nhiều rong tảo tham gia quá trình quang hợp góp phần giải phóng oxy. Chỉ số DO là chỉ tiêu quan trọng để duy trì điều kiện hiếu khí và là cơ sở để xác định nhu cầu oxy sinh học. 1.2.6. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) Nhu cầu oxy sinh hóa: Là lƣợng oxy cần thiết mà vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nƣớc (đặc biệt là nƣớc thải): Quá trình này đƣợc tóm tắt nhƣ sau: Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O Chỉ số BOD là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nƣớc do các chất hữu cơ có thể bị vi sinh vật phân hủy trong điều kiện hiếu khí. Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ của nguồn nƣớc cũng nhƣ vào một số chất có độc tính ở trong nƣớc. Bình thƣờng 70% nhu cầu oxy GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 4
  11. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp đƣợc sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong ngày tiếp theo và 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21. Để xác định chỉ số BOD5 ngƣời ta lấy một lƣợng nhất định mẫu vào chai sẫm màu, pha loãng bằng một thể tích xác định dung dịch pha loãng (nƣớc cất bổ xung một vài nguyên tố dinh dƣỡng N,P,K bão hòa oxy theo tỷ lệ tính toán sẵn, sao cho đảm bảo dƣ oxy hóa tan trong quá trình phân hủy sinh học), nếu mẫu nƣớc thiếu vi sinh vật có thể thêm một ít nƣớc chứa vi sinh vật vào. 0 Xác định nồng độ oxy hòa tan D1, sau đó đem ủ mẫu ở buồng tối ở 20 C, sau 5 ngày đem xác định lại nồng độ oxy hòa tan D5. Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lƣợng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ô nhiễm trong nƣớc càng lớn. 1.2.7. Nhu cầu oxy hóa học (COD) Chỉ số COD: Là lƣợng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nƣớc thành CO2 và H2O. COD biểu thị lƣợng chất hữu cơ có thể oxy hóa bằng con đƣờng hóa học. Chỉ số COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lƣợng chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng sinh vật. Có thể xác định hàm lƣợng COD bằng phƣơng pháp trắc quang với lƣợng dung dịch K2Cr2O7 - là chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất hữu cơ trong môi trƣờng axit với xúc tác Ag2SO4. 2- + 3+ Cr2O7 + 14 H + 6e 2Cr + 7H2O Hoặc có thể xác định COD bằng phƣơng pháp chuẩn độ. Theo phƣơng 2- pháp này lƣợng Cr2O7 dƣ đƣợc chuẩn độ bằng dung dịch muối Mohr với chỉ thị là dung dịch Ferroin. Điểm tƣơng đƣơng đƣợc xác định khi dung dịch chuyển màu xanh sang đỏ nhạt. 2+ 2- + 3+ 3+ 6Fe + Cr2O7 + 14 H 6 Fe + 2 Cr + 7 H2O 1.2.8. Các chỉ tiêu vi sinh Nƣớc là một phƣơng tiện lan truyền các nguồn bệnh và trong thực tế các bệnh lây lan qua môi trƣờng nƣớc là nguyên nhân chính gây ra các bệnh tật, nhất GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 5
  12. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp là tại các nƣớc đang phát triển. Chất lƣợng về mặt vi sinh của nƣớc thƣờng đƣợc biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn chỉ thị, đó là những vi khuẩn không gây bệnh, về nguyên tắc thì đó là nhóm trực khuẩn. Thông số biểu thị đƣợc sử dụng rộng rãi nhất là chỉ số E-coli. Các vi khuẩn dạng trực khuẩn đặc trƣng gồm Escherichia colo (E.coli), Steptococcus faealis, Clostridium perfringens. Trong khảo sát chất lƣợng nƣớc cần thiết là phải xác định số vi khuẩn coliform để xem có đạt tiêu chuẩn hay không. Các loài rong tảo làm nƣớc có màu xanh, khi thối rữa lại làm tăng lƣợng chất hữu cơ có trong nƣớc. Các chất hữu cơ này phân hủy sẽ tiêu thụ oxy hòa tan, gây hiện tƣợng thiếu oxy trong nƣớc và làm ô nhiễm nguồn nƣớc. 1.3. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 1.3.1. Quá trình xử lý nƣớc thải Nƣớc thải thƣờng chứa nhiều loại tạp chất có bản chất khác nhau. Vì vậy, mục đích của việc xử lý nƣớc thải là tách loại các tạp chất đó sao cho nƣớc sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn theo các mục tiêu đề ra. Các tiêu chuẩn chất lƣợng đó phụ thuộc vào mục đích và cách thức sử dụng. Để đạt đƣợc mục đích trên trong công nghệ xử lý nƣớc thải phải sử dụng nhiều quá trình khác nhau, có thể phân thành các công đoạn xử lý cấp I (xử lý sơ cấp), xử lý cấp II (xử lý thứ cấp), xử lý cấp III (xử lý tăng cƣờng). - Xử lý cấp I hay xử lý sơ bộ: Công đoạn này giúp ta loại bỏ các tạp chất thô, cứng, vật nổi, nặng (cát, đá, sỏi ), dầu mỡ, v.v để bảo vệ bơm, đƣờng ống, thiết bị tiếp theo và đƣa vào xử lý cơ bản có hiệu quả hơn. Các trang thiết bị cơ bản của công đoạn này thƣờng là: song, lƣới chắn rác, có thể có máy nghiền và cắt vụn rác, lắng cát, bể điều hòa, bể trung hòa, tuyển nổi và lắng 1. Bể điều hòa đôi khi có trang bị sục khí, bổ xung clo để khử mùi, khử màu và làm tăng cƣờng oxy hóa. - Xử lý cấp II: GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 6
  13. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Chủ yếu là ứng dụng các quá trình sinh học (đôi khi là quá trình hóa học hoặc cơ học hoặc kết hợp). Công đoạn này phân hủy sinh học hiếu khí các chất hữu cơ, chuyển hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy thành các chất vô cơ và chuyển hóa các chất hữu cơ ổn định thành bông cặn dễ loại bỏ ra khỏi nƣớc. Ngƣời ta có thể dùng các loại trang thiết bị đóng vai trò xử lý cơ bản cho công đoạn này nhƣ: bể phân hủy kị khí, lên men metan, hồ kị khí, hồ tùy nghi, lọc kị khí v.v hoặc kết hợp kị khí (trƣớc) với hiếu khí (sau) đối với nƣớc thải nhiễm bẩn nặng. - Xử lý cấp III: Thƣờng gồm các quá trình: vi lọc, kết tủa hóa học và đông tụ, hấp thụ bằng than hoạt tính, trao đổi ion, thẩm thấu ngƣợc, điện thẩm tách, quá trình loại bỏ các chất dinh dƣỡng, quá trình sát trùng bằng clo hóa và ozon hóa. Mục đích của công đoạn này là: + Tách loại triệt để các chất dinh dƣỡng (các hợp chất của Nitơ và Photpho) còn lại sau xử lý thứ cấp. Các hợp chất này là yếu tố dẫn đến sự phát triển của một số sinh vật, đặc biệt là tảo trong các nguồn nƣớc, gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng. + Thông khí tự nhiên bổ xung. + Bảo vệ nguồn nƣớc ngầm trong trƣờng hợp nƣớc thải đã qua xử lý thâm nhập vào. Nhìn chung, tất cả các phƣơng pháp và các quá trình xử lý nƣớc thải đều dựa trên cơ sở các quá trình vật lý, hóa học và sinh học. Các hệ thống xử lý nƣớc thải thƣờng bao gồm hàng loạt các quá trình trên, đƣợc kết hợp để tạo ra một dây chuyền công nghệ thích hợp, tùy thuộc vào đặc tính nƣớc thải, tiêu chuẩn dòng ra và điều kiện cụ thể khác. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 7
  14. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 1.3.2. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải. 1.3.2.1. Phƣơng pháp trung hòa. Nƣớc thải chứa axit hoặc kiềm cần đƣợc trung hòa để đƣa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trƣớc khi thải vào nguồn nƣớc tự nhiên hoặc đƣợc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hòa nƣớc thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: - Trộn lẫn nƣớc thải axit với nƣớc thải kiềm. - Bổ sung các tác nhân hóa học. - Lọc nƣớc thải axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa. - Hấp thụ khí axit bằng nƣớc thải kiềm hoặc amoniac bằng nƣớc thải axit. Việc lựa chọn phƣơng pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích, nồng độ của nƣớc thải và giá thành của tác nhân hóa học sử dung trong quá trình xử lý. 1.3.2.2. Phƣơng pháp keo tụ Các hạt trong nƣớc đều mang điện tích. Trong những điều kiện thích hợp các hạt này sẽ liên kết lại với nhau tạo thành tổ hợp các phân tử, nguyên tử hay ion tự do. Những tổ hợp này chính là các hạt “bông keo”. Có 2 loại bông keo: loại kị nƣớc và loại ƣa nƣớc. Loại ƣa nƣớc thƣờng ngậm thêm các phân tử nƣớc cùng vi khuẩn, vi rút Loại kị nƣớc đóng vai trò chủ yếu trong công nghệ xử lý nƣớc nói chung và xử lý nƣớc thải nói riêng. Các chất đông tụ thƣờng dùng cho mục đích này là các muối sắt, muối nhôm hoặc hỗn hợp của chúng: Al2(SO4)3.18 H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12 H2O và PAC. Trong số các chất trên thì phổ biến nhất là PAC. Ngoài ra muối Fe cũng đƣợc dùng làm chất keo tụ nhƣ Fe2(SO4)3.2 H2O, Fe2(SO4)3.3 H2O, FeSO4.7 H2O và FeCl3. 1.3.2.3. Phƣơng pháp khử khuẩn. Dùng các hóa chất có độc tính đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun sán để làm sạch nƣớc, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 8
  15. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp nƣớc tự nhiên hoặc tái sử dụng. Khử khuẩn hay sát khuẩn có thể dùng hóa chất hoặc các tác nhân vật lý nhƣ ozon, tia tử ngoại Trong quá trình xử lý nƣớc thải công đoạn khử khuẩn thƣờng đƣợc đặt ở cuối quá trình, trƣớc khi làm sạch nƣớc triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn. Ngoài ra, tùy thuộc vào điều kiện mà ngƣời ta có thể sử dụng một số phƣơng pháp hấp phụ và xử lý sinh học 1.4. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học Hiện nay, có rất nhiều phƣơng pháp xử lý nƣớc thải khác nhau. Điển hình là phƣơng pháp xử lý cơ học, hóa học, hóa lý và sinh học. Biện pháp xử lý sinh học đƣợc đánh giá cao vì chúng có ƣu điểm về kinh tế - kỹ thuật và vệ sinh môi trƣờng. Xử lý nƣớc thải bằng biện pháp sinh học là sử dụng khả năng sống – hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bẩn hữu cơ trong nƣớc thải. Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dƣỡng và tạo năng lƣợng. Trong quá trình dinh dƣỡng, chúng nhận đƣợc các chất làm vật liệu mới để xây dựng tế bào, sinh trƣờng và sinh sản nên sinh khối của sinh vật đƣợc tăng lên. Đối với các nƣớc thải có chứa các tạp chất vô cơ thì phƣơng pháp này dùng để khử các chất sunfit, muối amon, nitrat tức là các chất chƣa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa sẽ là khí cacbonic, nƣớc, khí nitơ, ion sunfat Cho đến nay ngƣời ta đã xác định đƣợc rằng vi sinh vật có thể bị phân hủy đƣợc tất cả các hợp chất hữu cơ thiên nhiên và nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo. Mức độ phân hủy và thời gian phân hủy phụ thuộc vào cấu tạo các chất hữu cơ, độ hòa tan trong nƣớc và hàng loạt các yếu tố ảnh hƣớng khác. 1.4.1. Các quá trình sinh học chủ yếu trong xử lý nƣớc Các quá trình sinh học trong xử lý nƣớc thải đều có xuất xứ trong tự nhiên. Nhờ thực hiện các biện pháp tăng cƣờng hoạt động của vi sinh vật trong quá trình xử lý mà tốc độ làm sạch các chất bẩn diễn ra nhanh hơn. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 9
  16. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Các quá trình sinh học trong xử lý nƣớc thải gồm 5 nhóm quá trình chủ yếu: quá trình hiếu khí, quá trình kị khí, quá trình trung gian – anoxic, quá trình tùy tiện và quá trình ổn định ao hồ. Từ quá trình chủ yếu này lại thêm các quá trình phụ nhƣ quá trình sinh trƣởng lơ lửng, sinh trƣởng dính bám Quá trình sinh trƣởng lơ lửng đƣợc hiểu là đồng nghĩa với bùn hoạt tính ở cả điều kiện hiếu khí. Cũng nhƣ vậy sinh trƣởng gắn kết đƣợc hiểu là đồng nghĩa với màng sinh học. Hai quá trình bùn hoạt tính và màng sinh học có sự khác nhau cơ bản về thành phần hệ vi khuẩn. Trong điều kiện hiếu khí thành phần chủ yếu trong bùn hoạt tính là các vi khuẩn hiếu khí. Còn ở màng sinh học hiếu khí thì phần ngoài màng là các vi khuẩn hiếu khí, ở giữa là các vi khuẩn tùy nghi và trong cùng là các vi khuẩn kị khí. Nhƣng màng sinh học kị khí gồm có các vi khuẩn kị khí là chủ yếu và một số ít là tùy nghi. 1.4.1.1. Sinh trƣởng lơ lửng (bùn hoạt tính) Trong nƣớc thải, sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trƣởng, sinh sản và phát triển. Các tế bào vi khuẩn này sẽ dính vào hạt lơ lửng trong nƣớc thải và phát triển thành các hạt bông căn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nƣớc (thể hiện ở chỉ số BOD). Nếu đƣợc thổi khí và khuấy đảo các hạt bông này sẽ lơ lửng trong nƣớc và lớn dần lên do hấp phụ hạt chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào nguyên sinh động vật và các chất độc. Khi ngừng thổi khí hoặc các chất hữu cơ làm cơ chất cho vi sinh vật nƣớc cạn kiệt thì những hạt bông này sẽ lắng xuống đáy bể hoặc hồ thành bùn đƣợc gọi là bùn hoạt tính. Các hạt bông này có màu vàng nâu dễ lắng, kích thƣớc từ 3 15 m. Bùn hoạt tính lắng xuống gọi là “bùn già”, hoạt tính giảm. Nếu đƣợc hoạt hóa (trong môi trƣờng thích hợp có sục khí đầy đủ) thì vi sinh vật sẽ sinh trƣởng trở lại và hoạt tính đƣợc phục hồi. Khi thiết lập cân bằng dinh dƣỡng cho vi sinh vật trong nƣớc thải cần quan tâm tới tỷ số BOD5: N: P. Tỷ số này là 100:5:1 đối với công trình hiếu khí tích cực là 200:5:1 trong trƣờng hợp hiếu khí dài ngày. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 10
  17. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Các chất keo dính trong khối oxy của bùn hoạt tính hấp phụ các chất lơ lửng, vi khuẩn, các chất màu, mùi trong nƣớc thải, tổng lƣợng bùn trong nƣớc sẽ tăng lên rồi từ từ lắng xuống đáy. Nƣớc trở lên sáng màu, giảm lƣợng ô nhiễm, các chất huyền phù lắng xuống đáy. 1.4.1.2. Sinh trƣởng dính bám (màng sinh học) Quá trình sinh trƣởng bám dính dựa trên quá trình oxy hóa sinh hóa của các vi sinh vật trong nƣớc, có khả năng chuyển hóa các chất hữu cơ ở trong nƣớc thành thức ăn của chúng. Trong các vi sinh vật này có những loài sinh ra polisacarit có tính chất nhƣ các chất dẻo (polime sinh học) tạo thành màng sinh học. Màng sinh học đƣợc hình thành bắt đầu ở một số điểm mà những vi sinh vật có khả năng xâm chiếm bề mặt rắn (chất mang) đƣợc giữ lại trên chất mang khi cho nƣớc chảy qua. Dần dần từ những điểm đó màng sinh học phát triển cho đến khi toàn bộ bề mặt vật rắn (chất mang) đƣợc bao phủ một lớp đơn bào, màng này cứ dày dần thêm. Thực chất đây là sinh khối của vi sinh vật dính bám hoặc cố định trên chất mang. Trên bề mặt màng chất hữu cơ trong nƣớc thải đƣợc phân hủy thành CO2 và H2O. Ngoài ra, màng còn có khả năng hấp phụ những chất bẩn lơ lửng, trứng giun sán do đó nƣớc thải đƣợc làm sạch và giảm độ đục. Quá trình phân hủy chất hữu cơ là nhờ sự phân tầng các lớp hiếu khí chồng lên nhau sau một thời gian nhất định. Từ khi bắt đầu tạo màng, những lớp màng ở trong không tiếp xúc trực tiếp đƣợc với oxy hòa tan trong nƣớc thải sẽ trở thành lớp kị khí, ở đó xảy ra sự phân hủy chất hữu cơ thành H2S, amoni, axit hữu cơ, sau đó những sản phẩm này tiếp tục đƣợc lớp hiếu khí phân hủy thành lớp nitrat, H2SO4, CO2 và H2O. Khi chất nền không khuếch tán nữa thì các vi sinh vật bị chết tự tiêu đi và bong ra theo dòng nƣớc, để lại khoảng trống cho các vi sinh vật mới xâm nhập phát triển thành màng. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 11
  18. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Lớp màng lúc đầu có màu sáng, quá trình sinh trƣởng và phát triển của vi sinh vật làm biến đổi màu của màng đến màu vàng, cuối cùng là màu nâu đen. 1.4.2. Vai trò của vi sinh vật trong xử lý nƣớc thải Vi sinh vật phổ biến ở mọi nơi trong sinh quyển (trong nƣớc, trong không khí và trong đất). Chẳng hạn 1cm3 đất chứa tới 100 triệu vi sinh vật trong khí quyển và đối với hoạt động của con ngƣời. Vai trò đó đƣợc thể hiện ở khả năng của chúng khi thực hiện các biến đổi hóa sinh đối với hầu hết các chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên, kể cả các chất hữu cơ tồn tại ở dạng tan trong nƣớc. Các biến đổi đó liên kết thành một tổ hợp với các phản ứng phức tạp kế tiếp nhau, diễn ra khi có sự tham gia của các chất xúc tác đặc trƣng có bản chất là protein – đó là các men (enzyme). Theo quan điểm hóa sinh, quá trình lên men là một quá trình chuyển hóa đặc biệt các chất hữu cơ, đƣợc thực hiện do hoạt động sống của các vi sinh vật. Trong các điều kiện thích hợp, vi sinh vật sinh sôi nảy nở, biến đổi các chất hữu cơ bằng cách dùng chúng làm các chất dinh dƣỡng và thải vào môi trƣờng các sản phẩm đa dạng. Tùy theo điều kiện môi trƣờng và chủng loại vi sinh vật mà quá tình biến đổi các chất hữu cơ đƣợc chia làm 2 nhóm chính: nhóm hiếu khí và nhóm kị khí. Việc ứng dụng các vi sinh vật vào quá trình xử lý nƣớc thải thực chất là việc sử dụng các quá trình biến đổi các chất hữu cơ với sự tham gia của các vi sinh vật và men. Các chất hữu cơ có trong nƣớc thải là môi trƣờng thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển nhanh. Chúng dùng phần thức ăn để tổng hợp lên tế bào mới, phần còn lại để tạo ra các chất hữu cơ đơn giản nhƣ CO2 và H2O Quá trình này diễn ra khi có mặt oxy trong không khí. Cơ chế vi sinh vật tách các chất hữu cơ ra khỏi nƣớc thải rất phức tạp và đƣợc nghiên cứu đầy đủ. Theo các lý thuyết hiện đại có thể mô tả chúng theo 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Vận chuyển và hấp thụ chất trên bề mặt vi sinh vật. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 12
  19. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp - Giai đoạn 2: Khuếch tán chất qua màng tế bào của vi sinh vật. - Giai đoạn 3: Đồng hóa các chất trong tế bào. Trong dung dịch các chất ở thể huyền phù và chúng phải đƣợc phá vỡ để dễ dàng xuyên qua vỏ tế bào nhờ các men do vi khuẩn tiết ra. Có 2 quá trình vận chuyển chất từ bề mặt vào bên trong tế bào: - Hòa tan các chất trong vỏ tế bào và màng huyết tƣơng để khuếch tán chúng vào trong tế bào. - Sự kết hợp giữa các chất đƣợc vận chuyển với protein đặc trƣng đóng vai trò chất mang có mặt trong màng. Tiếp đó là sự biến đổi phức hợp chất mang sang trạng thái hòa tan, khuếch tán phức chất đó qua màng vào tế bào, ở đó phức chất phân rã và protein – chất mang đƣợc giải phóng để thực hiện chu trình mới. Vai trò chủ yếu trong việc làm sạch nƣớc thải là quá trình biến đổi diễn ra trong tế bào của các vi sinh vật, cụ thể là sự oxy hóa các chất kèm theo giải phóng năng lƣợng và tổng hợp các protein mới diễn ra kéo theo sự tiêu tốn năng lƣợng. Khi các vi sinh vật sử dụng những chất dinh dƣỡng trong nƣớc thải, trong tế bào vi khuẩn diễn ra đồng thời hai quá trình quan hệ tƣơng hỗ: - Tổng hợp các chất nguyên sinh và oxy hóa các chất hữu cơ (khi oxy hóa thì tiêu thụ oxy hòa tan trong nƣớc thải). - Tốc độ tiêu thụ oxy của vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Nồng độ vi sinh vật, động vật nguyên sinh có trong nƣớc thải, tốc độ sinh trƣởng và hoạt tính sinh lý của chúng, nồng độ và thành phần chất dinh dƣỡng có trong dòng nƣớc thải. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 13
  20. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 1.5. Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây 1.5.1. Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây. Xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng các loại thực vật sống dƣới nƣớc đã và đang đƣợc áp dụng tại nhiều nƣớc trên thế giới với ƣu điểm là rẻ tiền, dễ vận hành, đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao. Bãi lọc trồng cây là những vùng đất trong đó có mức nƣớc cao hơn hoặc ngang bằng so với mặt đất trong thời gian dài, đủ để duy trì tình trạng bão hòa của đất và sự phát triển của các vi sinh vật và thực vật sống trong môi trƣờng đó. Các vùng đất ngập nƣớc tự nhiên cũng có thể đƣợc sử dụng để làm sạch nƣớc thải, nhƣng chúng có một số hạn chế trong quá trình vận hành do khó kiểm soát đƣợc chế độ thủy lực và có khả năng gây ảnh hƣởng xấu bởi thành phần nƣớc thải tới môi trƣờng sống của động vật hoang dã và hệ sinh thái trong đó. Đất ngập nƣớc nhân tạo hay bãi lọc trồng cây chính là công nghệ xử lý sinh thái mới, đƣợc xây dựng nhằm khắc phục những nhƣợc điểm của bãi đất ngập nƣớc tự nhiên mà vẫn có đƣợc những ƣu điểm của đất ngập nƣớc tự nhiên. Các nghiên cứu cho thấy, bãi lọc nhân tạo trồng cây hoạt động tốt hơn so với đất ngập nƣớc tự nhiên cùng diện tích, nhờ đáy của bãi lọc nhân tạo có độ dốc hợp lý và chế độ thủy lực đƣợc kiểm soát. Độ tin cậy trong hoạt động của bãi lọc nhân tạo cũng đƣợc nâng cao do thực vật và những thành phần khác trong bãi lọc nhân tạo có thể quản lý đƣợc nhƣ mong muốn. Các hệ thống bãi lọc khác nhau bởi dạng dòng chảy, môi trƣờng và các loại thực vật trồng trong bãi lọc Có thể phân loại bãi lọc trồng cây thành hai loại: bãi lọc trồng cây ngập nƣớc và bãi lọc ngầm trồng cây. Các loài thực vật đƣợc trồng phổ biến nhất trong bãi lọc là Cỏ nến, Sậy, Cói, Bấc, Lách Đối với bãi lọc trồng cây ngập nƣớc, dƣới đáy của bãi lọc là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo, hoặc ngƣời ta rải một lớp vải nhựa chống thấm. Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu lọc phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhô lên mặt nƣớc. Dòng nƣớc thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Hình dạng của bãi lọc này thƣờng là kênh dài và hẹp, chiều sâu lớp nƣớc nhỏ, GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 14
  21. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp vận tốc dòng chảy chậm và thân cây trồng nhô lên khỏi bãi lọc là những điều kiện cần thiết để tạo nên chế độ thủy lực kiểu dòng chảy đẩy. Bãi lọc ngầm trồng cây mới xuất hiện gần đây. Cấu tạo của Bãi lọc này về cơ bản cũng gồm các thành phần tƣơng tự nhƣ bãi lọc trồng cây ngập nƣớc, nhƣng nƣớc thải chảy ngầm trong lớp lọc của bãi lọc. Lớp lọc, nơi thực vật phát triển trên đó thƣờng có đất, cát, sỏi và đá, đƣợc xếp thứ tự từ trên xuống dƣới, giữ độ xốp của lớp lọc. Dòng chảy có thể có dạng chảy từ dƣới lên, từ trên xuống hay chảy theo phƣơng nằm ngang. Kiểu dòng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là dòng chảy ngang. Hầu hết các hệ thống này đƣợc thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn. Khi chảy qua lớp vật liệu lọc, nƣớc thải đƣợc lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt của các hạt vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc. Vùng ngập nƣớc thƣờng thiếu ôxy, nhƣng thực vật của bãi lọc có thể vận chuyển một lƣợng ô xy đáng kể tới hệ thống rễ, tạo nên tiểu vùng hiếu khí cạnh rễ và vùng rễ. Cũng có một vùng hiếu khí trong lớp lọc sát bề mặt tiếp giáp giữa đất và không khí. Qua các thí nghiệm và ứng dụng thực tế cho thấy. Bãi lọc trồng cây có thể loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học, chất rắn, Nitơ, Phốtpho, kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ, kể cả vi khuẩn và vi rút. Các chất ô nhiễm trên đƣợc loại bỏ nhờ nhiều cơ chế đồng thời trong bãi lọc nhƣ lắng, kết tủa, hấp phụ hóa học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp thụ của thực vật. 1.5.2. Đặc điểm của cây cói. Cây cói là cây trồng chính, đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế- xã hội của nhiều ngƣời dân ở các tỉnh ven biển Việt Nam. Sản phẩm từ cói rất đa dạng bao gồm sản phẩm cói thô đến các mặt hàng thủ công nhƣ: thảm, chiếu, túi sách, vv , đặc biệt là trong thời điểm hiện nay nhu cầu của thế giới về các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, trong đó có sản phẩm từ cói ngày một gia tăng. *) Phân loại và giống cói: Cây cói thuộc họ Cyperaceae gồm 85 chi và trên 4000 loài. ở nƣớc ta có GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 15
  22. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 30 chi với 240 loài. Cây cói đang trồng phổ biến là loài cói bông trắng (Cypeus tojet jomis) và cói bông nâu (C. Corymbosus). Một số loài, giống cói phổ biến ở Việt Nam - Cói bông trắng dạng đứng/Cổ khoang bông trắng dạng đứng (C.tegetiformis Roxb) : Là loài cói đƣợc trồng phổ biến, ƣu thế cho các vùng ven biển, nơi triều cao, đất bùn, đồng cói trong đê. Tiêm mọc đứng, thân màu xanh dài 60-200cm, đƣờng kính (4,5-5,5mm), tiết diện thân hình tam giác hơi tròn. Cói Cổ khoang bông trắng dạng đứng sinh trƣởng, phát triển tốt cho tỷ lệ cói dài tƣơng đối cao, năng suất đạt cao nhất, thích hợp cho sản xuất chiếu xuất khẩu. -Cói Bông trắng dạng xiên/Cổ khoang bông trắng dạng xiên (C.tegetiformis Roxb) : Có tiêm mọc xiên, thân màu xanh đậm dài 80-200cm, đƣờng kính (6-7mm), tiết diện thân ba cạnh góc nhọn. Cói Cổ khoang bông trắng dạng xiên sinh trƣởng mạnh cho tỷ lệ cói loại 1 cao nhất (38,46%), năng suất và chất lƣợng ở mức trung bình. Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ kém,thích hợp cho sản xuất chiếu để xuất khẩu. -Cói Bông nâu/ Cói hoa tán/ Lác Tản phòng (C. Corymbosus Rottb) : Phân bố trong trảng cỏ và đƣợc trồng chủ yếu ở vùng ven biển. Tiêm mọc đứng, thân có màng ngăn ngang mờ màu xanh vàng, cao 60-150cm, đƣờng kính 4- 5mm, tiết diện thân 3 cạnh góc tù (hơi tròn). Cói bông nâu sinh trƣởng phát triển chậm, năng suất ở mức trung bình, không có cói loại 1 nhƣng hàm lƣợng xenlluloza cao nhất (45%) thích hợp với sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ để xuất khẩu. - Cói chiếu (C. malaccensis Lamk) - Cói bông cách/ U du/ U du thƣa/ Lác Bông cách (C. distans) - Cói mào/ Cói cao/ U du/ Lác Mào (C. elatus L) - Cói ba cạnh/ Lác ba cạnh/U du nghiên (Cyperus nutans Vahl): - Cói bông lợp/ Lác bông lợp/(Cyperus imbricatus Retz) - Cói U du cao/ U du cao/ Lác cao( Cyperus exaltatus Retz) GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 16
  23. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 1.5.2.1. Đặc điểm thực vật học của cây cói Cấu tạo của cây cói gồm 2 phần chính: Phần dƣới mặt đất và phần trên mặt đất. Phần dƣới mặt đất có rễ và thân ngầm. Phần trên mặt đất gồm thân khí sinh, lá, hoa, quả và hạt. Rễ: Rễ cói mọc từ các đốt của thân ngầm. Rễ bao gồm rễ ăn sâu, rễ ăn ngang và rễ ăn nổi. Rễ ăn sâu có tác dụng hút chất khoáng ở dƣới sâu, rễ ăn ngang hút chất màu ở tầng mặt đất, rễ ăn nổi hút chất dinh dƣỡng hoà tan trong nƣớc. Rễ cói có khả năng ăn sâu đến 1m, nhƣng tập trung đại bộ phận ở tầng đất 10-20cm. Rễ lúc non màu trắng, khi già chuyển sang màu nâu hồng, khi chết màu đen. Thân : Thân cói đƣợc chia làm 2 phần: phần nằm dƣới đất (thân ngầm) và phần trên mặt đất (thân khí sinh) là đối tƣợng thu hoạch. Nhánh hút, thân ngầm: Những mầm ăn sâu dƣới đất gọi là nhánh hút, nhánh hút già đi thành thân ngầm. Nhánh hút và thân ngầm đều có đốt, mỗi đốt có vẩy (vẩy là hình thức thoái hoá của lá). Thân ngầm vừa giữ chức năng của thân vì có mắt có khả năng nảy mầm, vừa giữ chức năng tích luỹ và dự trữ. Nhánh hút và thân ngầm dùng để nhân giống vô tính. Thân khí sinh: Thân khí sinh là loại thân cỏ mọc thành cụm. Tiết diện cắt ngang thân thƣờng 3 cạnh, lõm hoặc phẳng, phía gốc tròn hơn phía ngọn, màu xanh và xốp. Thân khí sinh lúc non màu xanh đậm bóng, lúc già màu vàng nhạt. Lá: Lá có bẹ ôm lấy thân mọc ra từ gốc, hai mép của bẹ thƣờng dính nhau thành ống: lá xếp thành ba dãy theo thân. Lá gồm lá vẩy (vẩy) lá bẹ và lá mác. Lá vẩy hình thành sớm nhất có tác dụng bảo vệ thân ngầm. Lá bẹ có từ 2-4 cái, làm nhiệm vụ quang hợp và bảo vệ phần non ở gốc thân. Lá mác vừa làm nhiệm vụ quang hợp vừa bảo vệ hoa. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 17
  24. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Hoa : Hoa cói là loại hoa lƣỡng tính, cấu tạo hoa rất đơn giản và kích thƣớc nhỏ, theo hƣớng thích nghi với thụ phấn nhờ gió. Hoa chỉ có 3 nhị, bao phấn đính gốc và nhụy có đầu xẻ 3. Bộ nhụy gồm ba lá noãn hợp thành bầu trên, một ô chỉ chứa một noãn, một vòi và ba đầu nhụy dài. Quả và hạt: Quả cói thuộc dạng quả hạch khô có 1 hạt, thƣờng hình bầu dục hiếm khi hình trứng ngƣợc hay thuôn. Hạt cói rất bé, có nội nhũ bột bao quanh phôi, gieo có thể mọc thành cây. 1.5.2.2. Thành phần sinh hóa trong cây cói Trong thân khí sinh khô của cây cói nƣớc chiếm 13-14%, đạm có 1,06%, lân 0,41%, kali 1,03% và tro 3,65%. Thành phần trong thân khí sinh chẻ đôi gồm có nƣớc 14,5%, chất xơ toàn phần 21,2%, pectin 1,41%, pentosan 16,54%, lignin 6,55% và các chất hòa tan trong NaOH 1% có 29,9%. 1.5.2.3. Sự sinh trƣởng và phát triển của cây cói Thời gian sinh trƣởng của cây cói ( từ thân khí sinh phát triển đến khi ra hoa, xuống bộ, lụi chết) vòng đời chỉ trong phạm vi 3-4 tháng, song tuổi thọ phần thân ngầm của cả bụi cói lại kéo dài tới hàng chục năm hoặc hơn tuỳ theo điều kiện đất đai và kỹ thuật chăm sóc. Một chu kỳ sinh trƣởng của cây cói từ nẩy mầm của thân ngầm đến thu hoạch đƣợc chia thành 4 giai đoạn chính: nẩy mầm của thân ngầm, đâm tiêm và đẻ nhánh, vƣơn cao, ra hoa và chín. Các thời kỳ sinh trƣởng phát triển này chịu ảnh hƣởng trực tiếp của các yếu tố ngoại cảnh và có mối liên quan chặt chẽ với các yếu tố cấu thành năng suất. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 18
  25. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Hình 1.1. Cánh đồng trồng Cói. Thời kỳ nẩy mầm của thân ngầm Thời kỳ nẩy mầm bắt đầu sau khi cấy mống cói (thân ngầm có mang 1 đoạn thân) xuống ruộng. Trong điều kiện thuận lợi, các mầm nằm ở các đốt phía trên thân ngầm sẽ nẩy mầm phát triển thành nhánh mới. Mỗi thân ngầm thƣờng có 4 mầm trong đó mầm 1 và 2 luôn luôn ở trạng thái hoạt động, mầm 3 và 4 ở trạng thái ngủ đƣợc lá bẹ và lá vảy bảo vệ. Khi gặp hoàn cảnh bất lợi nhƣ ngập nƣớc, nồng độ muối cao thì mầm 1 và 2 bị ngập và có thể chết còn mầm 3 và 4 thì an toàn, khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ tiếp tục phát triển. Thời kỳ đâm tiêm và đẻ nhánh Đâm tiêm là giai đoạn đầu của đẻ nhánh. Từ mầm 1 ở thân ngầm sẽ mọc ra 2 nhánh, hai nhánh mọc ra từ một thân mầm sẽ tạo thành hai ngọn, khi các nhánh đó nhô lên khỏi mặt đất từ 5-20cm các lá mác vẫn chƣa xoè ra đƣợc gọi là cói đâm tiêm. Sau khi tiêm mọc 5-7 ngày lá mác xòe ra gọi là đẻ nhánh. Thời kỳ GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 19
  26. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp đâm tiêm của cói chiếm một thời gian dài trong quá trình sinh trƣởng và phát triển. Số lƣợng và chất lƣợng tiêm cói quyết định năng suất và phẩm chất cói. Thời kỳ vươn cao Sau khi nhánh đã có lá mác vƣợt quá 10cm khỏi lá bẹ, thân cói bắt đầu vƣơn cao. Thời gian vƣơn cao kể từ khi nhánh xuất hiện đến khi thân ngừng sinh trƣởng kéo dài khoảng 30-45 ngày. Nhiệt độ có ảnh hƣởng đáng kể đến thời kỳ vƣơn cao, ở nhiệt độ 25-270C cói sinh trƣởng mạnh. Nhiệt độ thấp hạn chế vƣơn cao, làm cho cây cói nhỏ, thấp, chóng lụi. Nhiệt độ cao kèm theo mƣa có tác dụng thúc đẩy cói vƣơn cao. Thời kỳ ra hoa và chín Cói chỉ ra hoa trong điều kiện ngày ngắn. Mầm hoa hình thành ở kẽ lá mác phía đầu thân khí sinh. Đối với vụ cói chiêm ở miền Bắc, cói ra hoa rộ từ tháng 5, đến trung tuần tháng 6 thì lụi dần. Còn vụ cói mùa thì ra hoa rộ vào tháng 8, đến trung tuần tháng 9 thì bắt đầu lụi. Hoa phơi màu và chín từ dƣới lên trên. Hoa đầu tiên và hoa cuối cùng trên bông thƣờng ra cách nhau 9-10 ngày. 1.5.2.4. Đặc điểm sinh lý Cói là cây chịu mặn và cần có độ mặn thích hợp để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm. Để đạt năng suất cao phẩm chất cói tốt, ngoài yếu tố đất thịt nhiều màu, đất cần có độ mặn từ 0,1-0,2% là tốt nhất. Các kiểu gen khác nhau có tính chịu mặn khác nhau. Giống cói Nhật, đây là giống cói đƣợc trồng ở vùng nƣớc ngọt, có phản ứng khá rõ rệt với độ mặn. Ở mức độ mặn thấp dƣới 1‰ cói Nhật sinh trƣởng tốt, tuy nhiên khi độ mặn tăng cao thì sự sinh trƣởng bị hạn chế đáng kể, đặc biệt là khi độ mặn vƣợt cao hơn 2‰. Giống cói Udu có khả năng chịu mặn khá tốt, ở mức độ mặn cao 4-8‰ cói Udu vấn sinh trƣởng phát triển bình thƣờng. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 20
  27. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 1.5.3. Yêu cầu sinh thái 1.5.3.1. Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho cói sinh trƣởng phát triển là 22-280C, ở nhiệt độ thấp cói chậm phát triển, khi nhiệt độ thấp dƣới 120C cói ngừng sinh trƣởng, nếu cao hơn 350C ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng của cói đặc biệt là vào giai đoạn cuối, sinh trƣởng chậm.Ở nhiệt độ cao, cói mau xuống bộ (héo dần từ ngọn xuống dƣới). 1.5.3.2. Ánh sáng Cói là cây không phản ứng chặt với quang chu kỳ. Sự ra hoa không phụ thuộc vào thời gian chiếu sáng trong ngày. Cói là cây ƣa sáng. Cói cần nhiều ánh sáng ở thời kỳ đẻ nhánh, sau khi đâm tiêm và lá mác đã xoè. Ánh sáng có ảnh hƣởng trực tiếp đến quang hợp của cây và khả năng vƣơn dài của cói. 1.5.3.3. Gió Tốc độ gió vừa phải, có ảnh hƣởng tốt đến việc lƣu thông không khí, điều hòa độ ẩm, giảm sâu bệnh hại, cây sinh trƣởng tốt. Tuy nhiên tốc độ gió lớn ảnh hƣởng đến khả năng đồng hóa của cây. Gió mùa đông bắc, gió heo may ảnh hƣởng làm cói mau tàn, mau xuống bộ. 1.5.3.4. Nƣớc Nƣớc cũng là một nhân tố quan trọng có ảnh hƣởng trực tiếp đến sinh trƣởng và phát triển của câyc cói. Trong cây cói trồng, nƣớc chiếm từ 80-88%, do vậy nƣớc là nhu cầu quan trọng để cói sinh trƣởng, phát triển. 1.5.3.5. Yêu cầu về đất Cói là cây chịu đất mặn, và cần có độ mặn thích hợp để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm. Song loại đất thích hợp nhất cho cây cói là đất phù sa, màu mỡ vùng ven biển, hoặc ven sông nƣớc lợ, độ sâu tầng đất từ 40-50cm trở lên; độ chua pH từ 6-7; độ mặn từ 0,10-0,20%, thoát nƣớc. 1.5.3.6. Dinh dƣỡng khoáng Cây cói có khả năng hút chất dinh dƣỡng rất mạnh để sinh trƣởng tạo sinh khối, nghĩa là càng bón nhiều phân, cây cói càng hút nhiều. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 21
  28. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Bón đủ đạm làm cho cói đâm tiêm nhanh, nhiều, chóng kín ruộng, sinh trƣởng mạnh, thân cao, to, chậm ra hoa và lụi, năng suất tăng rõ rệt. Bón lân có tác dụng tăng chất lƣợng cói rõ rệt. Bón đủ lân cây cói cứng chắc, sợi bền và trắng bóng hơn, tỷ lệ cói chẻ tăng. Ngoài ra lân còn có tác dụng làm cho cói chín sớm và hạn chế sâu bệnh. Bón Kali có ảnh hƣởng tích cực đến sinh trƣởng và tác dụng làm tăng chất lƣợng cói, giúp cói cứng cây, giảm sâu bệnh và làm cho sợi cói trắng bóng hơn. Hình 1.2. Mùa thu hoạch Cói. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 22
  29. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu - Nƣớc thải chứa amoni và phốt phát - Khả năng hấp thu amoni và phốt phát của cây cói 2.1.2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu khả năng hấp thụ amoni và photphat của cây cói - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp thụ amoni và phốt phát của cây cói. - Ứng dụng thử nghiệm với mẫu nƣớc rửa chai của công ty sản xuất nƣớc mắm Cát Hải 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 2.2.1. Phƣơng pháp xác định amoni + * Nguyên tắc xác định NH4 Amoni trong môi trƣờng kiềm phản ứng với thuốc thử Nessler ( K2HgI4 ) tạo phức có màu vàng hay màu nâu sẫm phụ thuộc vào hàm lƣợng amoni có trong mẫu nƣớc: 2K2HgI4 + NH3 + KOH = NH2Hg2I3 + 5KI + H2O + - Độ đậm nhạt của màu vàng trong phạm vi nhất định tỉ lệ thuận với lƣợng NH4 có trong dung dịch. Nguyên nhân cản trở việc xác định amoni theo phƣơng pháp này là các yếu tố: Độ cứng của nƣớc, sắt, sunfit, clo, độ vẩn đục của nƣớc. Nếu trong dung dịch có sự tồn tại của các ion Ca2+, Mg2+ thì dƣới tác dụng của Nessler dung dịch có màu đục do tạo thành các hidroxit ít tan, ảnh hƣởng tới so màu. Vì vậy trƣớc khi hiện màu cần cho vào 1 lƣợng muối KaliNatriTatrac (KNaC4H4O6.4H2O) hay còn gọi là muối Xenhet để tạo liên kết với chúng dƣới dạng phức chất tan Tatrat, tránh ảnh hƣởng này. Các ion sắt, sunfit và các vẩn đục đƣợc loại bỏ bằng muối kẽm (1ml dung dịch ZnSO4.7H2O 10% tinh khiết cho 100ml mẫu nƣớc. Clo cản GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 23
  30. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp trở khi hàm lƣợng bằng 0.01mg/l đƣợc loại trừ bằng cách thêm Natrithiosunfat hay Natriarsenit. * Dụng cụ và hóa chất phân tích amoni:  Dụng cụ: - Máy so màu DR/4000 ( HACH ) - Cân phân tích - Pipet - Cốc 100 ml  Hóa chất: + - Chuẩn bị dung dịch chuẩn NH4 : Hòa tan 0,2965 gam NH4Cl tinh khiết hóa học đã sấy khô đến khối lƣợng không đổi ở 105 - 110oC trong 2 giờ bằng nƣớc cất trong bình định mức dung tích 100 ml thêm nƣớc cất đến vạch và thêm 1 ml clorofoc ( để bảo vệ ), 1ml dung dịch này có 1 mg + NH4 . Sau đó pha loãng dung dịch này 100 lần bằng cách lấy 1 ml dung dịch trên pha loãng bằng nƣớc cất 2 lần định mức đến 100 ml, 1 ml dung + dịch này có 0,01 mg NH4 .  Chuẩn bị dung dich muối Xenhet: Hòa tan 50 gam KNaC4H4O6.4H2O trong nƣớc cất. Dung dịch lọc loại bỏ tạp chất, sau đó thêm 5 ml dung dịch NaOH 10% và đun nóng một thời gian để đuổi hết NH3, cuối cùng thêm nƣớc cất đến 100 ml.  Chuẩn bị dung dịch Nessler: + Dung dịch A: Cân chính xác 3,6 gam KI hòa tan bằng nƣớc cất sau đó chuyển vào bình định mức dung tích 100 ml. Cân tiếp 1,355 gam HgCl2 cho vào bình trên lắc kĩ, thêm nƣớc cất vừa đủ 100 ml. + Dung dịch B: Cân chính xác 50 gam NaOH hòa tan bằng nƣớc nguội định mức thành 100 ml. Trộn đều hỗn hợp A và B theo tỉ lệ A:B là 100 ml dung dịch A và 30 ml dung dịch B, lắc đều gạn lấy phần nƣớc trong. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 24
  31. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp * Xây dựng đƣờng chuẩn amoni Dựng đƣờng chuẩn phân tích: Lấy 7 cốc 100ml, mỗi cốc cho một lƣợng dung + dịch chuẩn NH4 (0,01g/l), nƣớc cất, xenhet, nessler nhƣ bảng 2.1: + Bảng 2.1. Bảng thể tích các dung dịch xây dựng đường chuẩn NH4 + STT NH4 (ml) Nƣớc cất (ml) Xenhet (ml) Nessler (ml) 1 0 50 0,5 1 2 1 49 0,5 1 3 2 48 0,5 1 4 3 47 0,5 1 5 4 46 0,5 1 6 5 45 0,5 1 7 6 44 0,5 1 Sau khi cho vào các cốc với lƣợng dung dịch nhƣ trên khuấy đều, để yên 10 phút rồi đem đo quang ở bƣớc sóng 425 nm. Do hợp chất màu vàng để lâu thì lắng xuống vì vậy nên so màu trong khoảng 1h. + Mật độ quang đo đƣợc tƣơng ứng với lƣợng NH4 nhƣ trong bảng 2.2. + Bảng 2.2. Bảng kết quả xác định đường chuẩn NH4 STT 1 2 3 4 5 6 7 + NH4 (mg) 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 ABS 0 0,123 0,217 0,331 0,432 0,527 0,604 GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 25
  32. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 0.7 y = 10.12x + 0.015 0.6 R² = 0.996 0.5 0.4 ABS 0.3 0.2 0.1 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 Amoni (mg) Hình 2.1. Đường chuẩn Amoni. * Xác định mẫu thực amoni. Lấy 30 ml mẫu cho vào cốc thủy tinh 100 ml, thêm 0.5 ml xenhet, 1 ml nessler khuấy đều để yên 10 phút đem đo quang ở bƣớc sóng 425 nm. Khi tiến hành phân tích mẫu thực ta làm mẫu trắng song song. Từ giá trị mật độ đo quang đo đƣợc ta xác định đƣợc lƣợng amoni theo đƣờng chuẩn. Khi đó nồng độ amoni mẫu thực đƣợc xác định theo công thức sau: X = ( C × 1000 )/ V Trong đó: + C là lƣợng amoni tính theo đƣờng chuẩn + V là thể tích mẫu nƣớc đem phân tích + X là hàm lƣợng amoni trong mẫu nƣớc 2.2.2. Phƣơng pháp xác định Phốtphát * Nguyên tắc xác định Phốtphát Trong môi trƣờng axit, amoni molipdat phản ứng với ion photphat tạo thành molidophosphoric. Vanadi có mặt trong dung dịch sẽ phản ứng với axit tạo thành dạng Vanadomolybdophosphoric có màu vàng, cƣờng độ màu của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ photphat. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 26
  33. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp * Dụng cụ và hóa chất  Dụng cụ: - Máy so màu DR/4000 ( HACH ) - Cân phân tích - Pipet, Cốc 100 ml - Bình định mức 50 ml.  Hóa chất: 3- * Pha dung dịch chuẩn PO4 (5g/l) Cân 2,4g KH2PO4.3H2O hòa tan trong nƣớc cất 2 lần. Sau đó định mức 3- thành 100ml đƣợc dung dịch PO4 có nồng độ 10g/l. Pha loãng dung dịch này 20 lần bằng cách lấy 5ml dung dịch trên pha loãng bằng nƣớc cất 2 lần định mức đến 100ml đƣợc dung dịch có nồng độ 5g/l. * Thuốc thử + : Cân chính xác 12,5g (NH4)6Mo7O24. 4H2O pha trong 150 ml NH4OH 10% + : Cân chính xác 0,625g NH4VO3 cho vào cốc thủy tinh thêm 150ml nƣớc cất đun nhẹ cho tan hết rồi làm nguội thêm 150ml HCl đặc Sau đó, cho dung dịch A trộn với dung dịch B định mức thành 500ml. 3- * Xây dựng đƣờng chuẩn PO4 Chuẩn bị 5 bình định mức 50ml lần lƣợt cho vào 5 bình đó một lƣợng dung dịch 3- phốt phát (PO4 0,5g/l) và thuốc thử nhƣ trong bảng 2.3. Định mức nƣớc cất đến vạch, lắc đều, để 10 phút sau đó đo quang ở bƣớc sóng 430nm. Kết quả đo đƣợc thể hiện trong bảng 2.3 và hình 2.2 3- Bảng 2.3. Kết quả xác định đường chuẩn PO4 Thể tích Nồng độ Thuốc thử STT 3- 3- ABS PO4 (ml) PO4 (mg/l) (ml) 1 0 0 5 0 2 0,4 4 5 0,105 3 0,8 8 5 0,215 4 1,6 16 5 0,413 5 2,4 24 5 0,6 GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 27
  34. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 0.7 y = 0.025x + 0.006 0.6 R² = 0.999 0.5 0.4 ABS 0.3 0.2 0.1 0 0 5 10 15 20 25 30 Nồng độ photphat (mg/l) 3- Hình 2.2. Đồ thị biểu diễn đường chuẩn PO4 * Xác định mẫu thực Phốtphát Pha loãng mẫu bằng nƣớc cất sao cho nồng độ mẫu nằm trong đƣờng chuẩn. Lấy 50 ml mẫu cho vào cốc thủy tinh 100ml, thêm 5ml thuốc thử (hỗn hợp dung dịch A+B) lắc đều để yên 10 phút đem đo quang ở bƣớc sóng 430nm. Khi tiến hành mẫu thực ta làm mẫu trắng song song. Từ giá trị mật độ quang đo đƣợc (sau khi đã so màu với mẫu trắng) ta xác định đƣợc lƣợng phốt phát theo đƣờng chuẩn. 2.2.3. Xác định độ mặn của mẫu nƣớc thải bằng phƣơng pháp chuẩn độ với AgNO3 a. Nguyên tắc - - Dùng ion CrO4 làm chỉ thị cho phản ứng xác định ion Cl bằng dung dịch - - + AgNO3 dựa trên hiện tƣợng kết tủa phân đoạn của 2 ion CrO4 và Cl với Ag , 2 ion này đều có khả năng tạo kết tủa với Ag+. Tại thời điểm Ag2CrO4 kết tủa nàu đỏ gạch thì AgCl kết tủa hoàn toàn. b. Thiết bị, dụng cụ - Cân phân tích - Buret 25 ml - Bình tam giác 250 ml - Pipet GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 28
  35. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp c. Hoá chất - AgNO3 0,05M: Cân chính xác 4,247 gam AgNO3 hòa tan bằng nƣớc cất 2 lần, sau đó thêm nƣớc cất đến vạch 500 ml - K2CrO4 5% d. Phương pháp xác định độ mặn: Phương pháp Mord - Lấy 10 ml mẫu vào bình tam giác 250 ml, nhỏ 9 – 10 giọt K2CrO4 5%. Sau đó đem chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 0,05M, đến khi dung dịch xuất hiện màu đỏ gạch thì dừng chuẩn độ - Ghi lại thể tích AgNO3 đã dùng 2.3. Chuẩn bị cây cói. Cây cói đƣợc lấy từ các bãi ven sông (biển) tự nhiên. Loại Cây mới mọc khoảng 5 cm, sau đó đƣợc cho vào thùng xốp nuôi dƣỡng bằng cách tƣới nƣớc hàng ngày bằng nƣớc nơi lấy mẫu. Hình 2.3. Cây cói được chuẩn bị làm thí nghiệm. 2.4. Nghiên cứu khả năng hấp thụ của cây cói Cây cói đƣợc nuôi dƣỡng đên khi cao mập khoảng 30 ngày tuổi đƣợc dùng để làm thí nghiệm. Pha các mẫu nƣớc có nồng độ amoni và phốt phát khác nhau, sau đó cho chảy qua thùng xốp trồng cói đã đƣợc 30 ngày tuổi. Xác định nồng độ amoni và GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 29
  36. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp phốt phát sau khi chảy qua thùng trồng cói để xác định hiệu suất hấp thu của cây cói. Thí nghiệm trên tiến hành đồng thời với mẫu trắng là mẫu nƣớc cũng giống nhƣ trên cho chảy qua thùng chứa đất giống đất trồng cói. 2.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu suất hấp thụ amoni và phốt phát của cây Cói. a. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Javen trong nước. Tiến hành thí nghiệm với 3 mẫu nƣớc có chứa nồng độ Phốt phát lần lƣợt: 10,04mg/l; 14,7mg/l; 19 mg/l, sau đó bổ xung một lƣợng Javen khác nhau vào 3 mẫu trên. Tiếp theo, cho chảy qua 3 thùng xốp trồng cói với mật độ cây trồng 208 cây/m2. Với amoni tiến hành thí nghiệm tƣơng tự với 3 nồng độ đầu lần lƣợt là: 10,8mg/l; 12,24mg/l; 14,6 mg/l. b. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu nước. Các vi sinh vật cần có thời gian để phân hủy chất hữu trong nƣớc thải. Để biết ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất khử Amoni và Phốt phát tiến hành thí nghiệm khảo sát nƣớc thải chảy qua bể trồng cói trong khoảng thời gian khác nhau. So sánh kết quả thu đƣợc để đánh giá hiệu suất. c. Khảo sát ảnh hưởng của mật độ cây. Mật độ cây rất quan trọng ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải. Nếu mật độ cây dày quá hay thƣa quá cũng không mang lại hiệu quả xử lý tốt. Tiến hành thí nghiệm giống nhƣ trên với các thùng trồng cói ở các mật độ cây khác nhau 125; 167; 208; 334 cây/m2. Từ đó, tìm đƣợc mật độ cây tối ƣu cho quá trình hấp thụ amoni và phốt phát. d. Khảo sát ảnh hưởng của độ muối. 3- + Thí nghiệm với 3 mẫu nƣớc thải có cùng giá trị PO4 và NH4 nhƣng có nồng độ muối khác nhau là 15 g/l, 20 g/l, 30 g/l. Tiến hành thí nghiệm trên các thùng trồng cói ở cùng điều kiện về thời gian, mật độ cây và lƣu lƣợng dòng chảy . Từ kết quả thu đƣợc ta xác định đƣợc ảnh hƣởng của nồng độ muối tới hiệu suất hấp thụ amoni và phốt phát. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 30
  37. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ Amoni và phốt phát của cây cói Pha mẫu giả phốt phát với các nồng độ 31,12 mg/l; 26,4 mg/l; 20,45 mg/l; 12,6 mg/l, sau đó tiến hành thí nghiệm cho chảy qua thùng trồng cói với cùng tốc độ. Đồng thời thí nghiệm tƣơng tự với thùng chứa đất không trồng cói làm mẫu trắng. Tƣơng tự nhƣ vậy, tiến hành mẫu chứa amoni với các nồng độ ban đầu lần lƣợt: 29,8 mg/l; 22,6; 14,3 mg/l; 35,7 mg/l. 3- Kết quả thu đƣợc trên bảng 3.1 đối với PO4 và 3.2. đối với Amoni a. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ phốt phát của cây cói Bảng 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ phốt phát của cây cói Đầu vào Đầu ra Số mẫu TN Hiệu Suất (mg/l) (mg/l) 1 32,12 13,42 58,2% 2 26,4 8,32 68,5 % 3 20,45 5,28 74,2% 4 12,6 2,73 78,3% Hình 3.1. Khả năng hấp thụ PO43- của cây cói. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 31
  38. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp +. b. Đối với NH4 Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ amoni của cây cói Đầu vào Đầu ra Số mẫu TN Hiệu suất (mg/l) (mg/l) 1 29,8 14,12 52,6 % 2 22,6 8,18 63,8% 3 14,3 4,36 69,5% 4 35,7 19,5 45,4% Nhận xét kết quả: 3- + Qua kết quả nghiên cứu trên ta thấy cây cói có khả năng hấp thụ PO4 và NH4 là tƣơng đối tốt. Hiệu suất hấp thụ Phốt phát trong khoảng 58,2 – 78,3% tùy từng nồng độ. Hiệu suất hấp phụ Amoni trong khoảng: 45,4 – 69,5% tùy nồng độ. 3.2. Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất hấp thụ phốt phat và amoni của cây cói 3.2.1. Ảnh hƣởng nồng độ của nƣớc javen Trong nƣớc thải của các nhà máy sản xuất nƣớc mắm thƣờng có một lƣợng javen do công đoạn rửa chai dùng để khử trùng chai đóng sản phẩm mắm ịch hỗn hợp muối ăn NaCl và NaClO (natri hipoclorit). Muối NaClO có tính oxi hóa rất mạnh, do vậy nƣớc Javen có tính tẩy màu và sát trùng. Nếu nƣớc thải có chứa chất khử trùng là Javen thì nồng độ Javen là một trong các yếu tố ảnh hƣởng nhiều đến hiệu quả xử lý nƣớc thải. Đối với công nghệ xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây, Javen cũng ảnh hƣởng không nhỏ đến khả năng làm sạch nƣớc thải của cây. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 32
  39. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Để khảo sát ảnh hƣởng này tiến hành bổ sung lƣợng Javen khác nhau vào mẫu nƣớc thải chứa amoni và phốt phát với các nồng độ để nghiên cứu. a, Khảo sát ảnh hưởng của Javen tới hiệu suất xử lý Phốt phát của cây cói Tiến hành thí nghiệm với 3 mẫu nƣớc có chứa nồng độ Phốt phát lần lƣợt: 10,04mg/l; 14,7mg/l; 19 mg/l, sau đó bổ xung một lƣợng Javen nồng độ 0,15M với thể tích khác nhau lần lƣợt: 0,5; 2; 8ml. Tiếp theo đó cho chảy qua thùng xốp trồng cói với mật độ cây trồng 208 cây/m2. Kết quả đƣợc thể hiện trên bảng 3.3. Bảng 3.3. Kết quả ảnh hưởng của Javen đến khả năng hấp thụ phốt phát. Javen 0,15M PO 3- vào PO 3- ra 4 4 Hiệu suất (ml) (mg/l) (mg/l) 10,04 M 2,9 71,2% 1 14,7 0,5 M 5,15 65% 2 19 M 7,4 61,1% 3 10,04 M 4,26 57,6% 1 14,7 2 M 7,18 51,2% 2 19 M 9,96 47,6% 3 10,04 M 5,8 42,2% 1 38,4% 8 M 14,7 9,06 2 33,2% M 19 12,7 3 GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 33
  40. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 80 70 60 50 40 10.04mg/l 30 14.7mg/l Hiệu suất (%) suất Hiệu 20 19mg/l 10 0 0.5 2 8 Lƣợng Javen (ml) Hình 3.2. Ảnh hưởng của Javen tới khả năng xử lý Phốt phát của cây cói Nhận xét kết quả: - Các mẫu nƣớc thải có cùng một nồng độ javen, nếu nồng độ phốt phát trong mẫu càng lớn thì hiệu suất hấp thụ phốt phát giảm. - Các mẫu nƣớc thải có cùng nồng độ phốt phát đầu vào khi lƣợng Javen bổ sung càng lớn sẽ càng làm giảm hiệu suất hấp thụ phốt phát. Nhƣ vậy khi có mặt chất Javen thì khả năng hấp thụ phốt phát của cây giảm c. Ảnh hưởng của Javen đến khả năng hấp thụ amoni của cây cói Tiến hành tƣơng tự nhƣ phốt phát với 3 mẫu nƣớc thải ban đầu có nồng độ Amoni lần lƣợt là: 10,8mg/l; 12,24mg/l; 14,6 mg/l. Lƣợng Javen bổ sung vào nhƣ trong bảng 3,4. Sau đó cho chảy qua 3 thùng xốp trồng cói với mật độ cây trồng 208 cây/m2. Kết quả thể hiện trên bảng 3. 4. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 34
  41. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Bảng 3.4. Kết quả ảnh hưởng của Javen đến khả năng hấp thụ amoni của cây cói Lƣợng Javen NH + vào NH + ra 4 4 Hiệu suất (0,15M) (mg/l) (mg/l) M1 10,8 3,9 64% 0,5 M2 12,24 4,67 61,8% M3 14,6 6,28 57% M1 10,8 4,73 56,2% 2 M2 12,24 5,7 53,4% M3 14,6 7,49 48,7% M1 10,8 6,42 40,6% 8 M2 12,24 7,78 35,4% M3 14,6 9,83 32,7% 70 60 50 40 10.8mg/l 30 12.24mg/l Hiệusuất(%) 20 14.6mg/l 10 0 0.5 2 8 Lƣợng Javen (ml) Hình 3.3. Ảnh hưởng của Javen tới khả năng hấp thụ Amoni của cây cói Nhận xét kết quả: Tƣơng tự nhƣ trên sự có mặt của chất khử trùng Javen đã ảnh hƣởng đến hiệu suất hấp thu amoni của cây. Khi lƣợng Javen bổ sung tăng tử 0,5ml đến GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 35
  42. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 8ml tƣơng ứng với nồng độ từ 2,66 mg/l đến 42.6 mg/l thì hiệu suất giảm rõ rệt từ 64% xuống 40,6%. 3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc đến khả năng 3- + hấp thụ PO4 và NH4 . a. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu nước đến quá trình hấp thụ 3- PO4 của cây cói. Mẫu dùng để nghiên cứu là mẫu nƣớc có thông số đầu vào nhƣ sau: - pH = 7 - toC = 30oC 3- - [PO4 ] vào = 24,4 mg/l 3- Ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc đến hiệu suất xử lý PO4 đƣợc trình bày trong bảng 3.5. Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu nước đến sự hấp thụ Phốt phát của cây cói 3- PO4 bị hấp thụ Hiệu suất STT Thời gian (h) (mg) (%) 1 1 11,7 48 2 1,5 12,68 52 3 2 13,9 57 4 2,5 14,64 60 5 3 15,25 62,5 6 3,5 16,1 66 7 4 17,32 71 8 4,5 17,69 72,5 9 5 18,06 74 GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 36
  43. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp 20 18 16 14 12 10 hấp thụ (mg) thụ hấp 8 6 ƣợng 4 L 2 0 0 1 2 3 4 5 6 Thời gian lƣu (h) 3- Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn khả năng hấp thụ PO4 của cây cói phụ thuộc vào thời gian lưu nước Nhận xét kết quả: 3- Từ kết quả của bảng 3.5 cho ta thấy: Đối với cây cói, khả năng hấp thụ PO4 sau khoảng 4h có hiệu suất hấp thụ cao nhất + b. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến quá trình hấp thụ NH4 của cói. + Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian lƣu đến quá trình hấp thụ NH4 của cây cói tiến hành tƣơng tự nhƣ đối với phốt phát với thời gian lƣu nƣớc khác nhau: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7h. Thông số đầu vào nhƣ sau: - pH = 7 - toC = 30oC + - [NH4 ] vào = 26,8 mg/l Kết quả thu đƣợc trình bày ở bảng 3.6. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 37
  44. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp + Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến sự hấp thụ NH4 + Thời gian NH4 bị hấp thụ Hiệu suất STT (h) (mg) (%) 1 1 10,18 38 2 2 12,06 45 3 3 13,02 48,6 4 4 14,3 53,2 5 5 15,54 58 6 6 17,42 65 7 7 17,96 67 20 18 16 14 12 10 hấp thụ (mg) thụ hấp 8 6 ƣợng 4 L 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Thời gian (h) + Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn khả năng hấp thụ NH4 phụ thuộc thời gian lưu nước Nhận xét kết quả: Từ kết quả của bảng 3.6: Khả năng hấp thụ amoni của cây tăng dần theo thời gian. Đến 6h, hiệu suất hấp thụ Amoni đạt hiệu quả cao. 3.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của mật độ cây tới khả năng hấp thụ phốt phát và amoni. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 38
  45. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Chuẩn bị các thùng cây có mật độ 125; 167; 208; 334 cây/m2 tiến hành cho + 3- các mẫu nƣớc có cùng nồng độ ban đầu là: [NH4 ] = 26,8 mg/l và [PO4 ] = 24,4 mg/l chạy qua thùng trồng cói với cùng tốc độ. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của mật độ cây cói đƣợc trình bày trong bảng 3.7: Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của mật độ cây trồng Mật độ cây Hiệu suất xử lý PO 3- Hiệu suất xử lý NH + (cây/m2) 4 4 125 56% 53,8% 167 62,5% 61% 208 71,2% 67,5% 334 68,3% 66,2% 80 70 60 50 40 Hiệu suất xử lý Phốt phát 30 Hiệusuất(%) Hiệu suất xử lý Amoni 20 10 0 125 167 208 334 Mật độ cây Hình 3.6. Hiệu suất khử phốt phát và amoni phụ thuộc vào mật độ. Qua bảng 3.7 ta thấy hiệu suất xử lý amoni và phốt phát đạt cao nhất khi mật độ cây khoảng 208 cây / m2. 3.2.4. Khảo sát ảnh hƣởng của độ muối tới hiệu suất xử lý. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 39
  46. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ các thí nghiệm trên với các mẫu nƣớc 3- + có nồng độ PO4 = 23,2 mg/l và NH4 = 18,5 mg/l nhƣng nồng độ muối khác nhau nhƣ bảng 3.8. Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến hiệu suất xử lý Đầu ra (mg/l) Hiệu suất (%) Độ mặn mẫu (g/l) 3- + 3- + PO4 NH4 PO4 NH4 15 7,84 6,64 66,2 64,1 20 8,93 7,34 61,5 60,3 30 12,37 10,14 46,7 45,2 70 60 50 40 30 Hiệu suất khử Phốt phát Hiệu suất (%) suất Hiệu 20 Hiệu suất khử Amoni 10 0 15 20 30 Nồng độ muối của mẫu (g/l) Hình 3.7. Ảnh hưởng của độ mặn tới hiệu suất xử lý Phốt phát và Amoni. Nhận xét kết quả: Kết quả thực nghiệm cho thấy, nồng độ muối càng cao thì khả năng hấp thụ amoni và phốt phát của cây càng giảm. Trên thực tế, độ mặn thích hợp để trồng cói thƣờng < 2%. 3.2.3. Kết quả thử nghiệm với mẫu nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải sản xuất mắm. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 40
  47. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Tiến hành phân tích đánh giá chất lƣợng nƣớc thải trong công đoạn rửa chai của công ty sản xuất nƣớc mắm Cát Hải: Bảng 3.9. Kết quả phân tích mẫu nước rửa chai PO 3- COD SS NH + Cl hoạt Mẫu 4 4 (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) động (mg/l) 1 12 102,51 39 18,5 10 2 10 219 40 22 6 3 15 256 42 16,8 8 Hình 3.8. Phân xưởng rửa chai tại công ty sản xuất mắm Cát Hải. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 41
  48. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Hình 3.9. Bể rửa chai tại công ty. 3.2.3.1. Kết quả thử nghiệm khả năng hấp thụ amoni và phốt phát trong nƣớc thải rửa chai của cây Cói. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm hiệu quả xử lý nƣớc rửa chai của cây Cói đƣợc trình bày trong bảng 3.9: GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 42
  49. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp + 3- Bảng 3.10. Hiệu quả xử lý NH4 và PO4 trong nước rửa chai của cây cói Đầu vào (mg/l) Đầu ra (mg/l) Hiệu suất (%) Mẫu 3- + 3- + 3- + PO4 NH4 PO4 NH4 PO4 NH4 1 11,2 15,32 4,3 6,45 62 58 2 15,6 16,47 7,02 7,42 55 55 3 13,7 18.85 5,8 9,24 58 51 4 18,3 21,76 9,03 11,54 50,7 47 Hình 3.10. Hiệu suất xứ lý Phốt phát và Amoni trong nước rửa chai . 70 60 50 40 30 Hiệu suất xử lý Phốt phát Hiệu suất (%) suất Hiệu 20 Hiệu suất xử lý Amoni 10 0 Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu số GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 43
  50. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp Hình 3.11. Chai trước và sau khi rửa. Qua kết quả trên ta thấy, hiệu xuất xử lý amoni và phốt phát thấp hơn so mẫu nghiên cứu trong phòng thí nghiệm do nƣớc thải rửa chai có chứa nhiều chất nhiễm bẩn khác cũng bị cây hấp thụ. Thành phần clo hoạt động trong nƣớc thải rửa chai đã làm giảm khả năng làm sạch nƣớc thải của cây cói. Do đó cần loại bỏ thành phần này trong nƣớc thải để tăng hiệu quả xử lý của cây. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 44
  51. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua quá trình nghiên cứu em đã thu đƣợc những kết quả nhƣ sau: 1. Xử lý nƣớc thải bằng thực vật đã đƣợc biết đến trên nhiều nơi trên thế giới nhƣ một giải pháp công nghệ xử lý nƣớc thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trƣờng. Cây Cói là một cây trồng đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế - xã hội của nhiều ngƣời dân ven biển đồng thời cũng có hiệu quả xử lý khá tốt với nƣớc thải chứa Amoni và 3- + Phốt phát. Với hàm lƣợng PO4 = 12,6 mg/l, NH4 = 14,3 mg/l sau khi bãi lọc trồng cói hàm luợng chỉ còn ở mức 2,73 mg/l và 4,36 mg/l đạt hiệu xuất xử lý Phốt phát là 78,3% và Amoni là 69,5%. 2. Đã tiến hành đánh giá một số yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu quả xử lý của cây Cói và đƣa ra kết luận nhƣ sau: Mật độ thích hợp là 208 cây/m2. Javen và độ mặn ảnh hƣởng khá nhiều đến hiệu suất xử lý. Đặc biệt khi nồng độ Javen tăng lên đến 42,6mg/l và độ mặn khoảng 30g/l thì hiệu quả xử lý của cây cói giảm rõ rệt. Ngoài ra, thời gian lƣu nƣớc cũng ảnh hƣởng đến + 3- hiệu suất hấp thụ NH4 và PO4 . 3. Đã tiến hành thử nghiệm đối với mẫu nƣớc thải là nƣớc rửa chai của công ty cổ phần chế biến dịch vụ thủy sản sản xuất mắm Cát Hải và bƣớc đầu đem lại hiệu quả khả quan. GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 45
  52. Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. PGS.TS. Lƣơng Đức Phẩm, 2002, Công nghệ xử lý nƣớc thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục . 2. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 199, Giáo trình công nghệ xử lý nƣớc thải NXB Khoa học và Kỹ thuật 3. PGS. TS. Trịnh Lê Hùng, 2006, Kỹ thuật xử lý nƣớc thải, NXB Giáo Dục, Hà nội 4. Trần Hiếu Nhuệ, Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học, 1990, NXB Đại học Xây dựng Hà Nội. 5. www.kilobooks.com 6. www.tailieu.vn 7. www.yeumoitruong.vn 8. www.ebook.edu.vn GVHD: TS. Nguyễn Thị Kim Dung Sinh viên: Nguyễn Văn Cường – MT1201 46
  53. LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS. Nguyễn Thị Mai Linh đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. Em cũng xin chân thành cảm ơn tới các Thầy Cô trong ban lãnh đạo nhà trƣờng, phòng Quản lý khoa học và đối ngoại, các thầy cô trong Bộ môn kỹ thuật Môi trƣờng đã tạo điều kiện giúp đỡ cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Do hạn chế về thời gian, điều kiện cũng nhƣ trình độ hiểu biết nên đề tài nghiên cứu này chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp của các thầy, các cô để bản báo cáo đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Ngô Thị Nguyệt Ánh
  54. MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU. 0 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 2 1.1. Nƣớc trong tự nhiên và sự ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. 2 1.1.1. Nƣớc trong tự nhiên 2 1.1.2. Sự ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. 2 1.2. Một số thông số chính đánh giá chất lƣợng nƣớc 3 1.2.1. Chỉ số pH 3 1.2.2. Màu sắc 3 1.2.3. Độ đục 3 1.2.4. Hàm lƣợng chất rắn 3 1.2.5. Hàm lƣợng oxy hòa tan (DO) 4 1.2.6. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 4 1.2.7. Nhu cầu oxy hóa học (COD) 5 1.2.8. Các chỉ tiêu vi sinh 5 1.3. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 6 1.3.1. Quá trình xử lý nƣớc thải 6 1.3.2. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải. 8 1.4. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học 9 1.4.1. Các quá trình sinh học chủ yếu trong xử lý nƣớc 9 1.4.2. Vai trò của vi sinh vật trong xử lý nƣớc thải 12 1.5. Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây 14 1.5.1. Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây. 14 1.5.2. Đặc điểm của cây cói. 15 1.5.3. Yêu cầu sinh thái 21 CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM 23 2.1 Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu 23 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu 23
  55. 2.1.2. Mục tiêu nghiên cứu 23 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 23 2.2.1. Phƣơng pháp xác định amoni 23 2.2.2. Phƣơng pháp xác định Phốtphát 26 2.2.3. Xác định độ mặn của mẫu nƣớc thải bằng phƣơng pháp chuẩn độ với AgNO3 28 2.3. Chuẩn bị cây cói. 29 2.4. Nghiên cứu khả năng hấp thụ của cây cói 29 2.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu suất hấp thụ amoni và phốt phát của cây Cói. 30 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ Amoni và phốt phát của cây cói 31 Hình 3.1. Khả năng hấp thụ PO43- của cây cói. 31 3.2. Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất hấp thụ phốt phat và amoni của cây cói 32 3.2.1. Ảnh hƣởng nồng độ của nƣớc javen 32 3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc đến khả năng hấp thụ 3- + PO4 và NH4 . 36 3.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của mật độ cây tới khả năng hấp thụ phốt phát và amoni. 38 3.2.3. Kết quả thử nghiệm với mẫu nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải sản xuất mắm. 40 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46
  56. DANH MỤC BẢNG + Bảng 2.1. Bảng thể tích các dung dịch xây dựng đƣờng chuẩn NH4 25 + Bảng 2.2. Bảng kết quả xác định đƣờng chuẩn NH4 25 3- Bảng 2.3. Kết quả xác định đƣờng chuẩn PO4 27 Bảng 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ phốt phát của cây cói 31 Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ amoni của cây cói 32 Bảng 3.3. Kết quả ảnh hƣởng của Javen đến khả năng hấp thụ phốt phát. 33 Bảng 3.4. Kết quả ảnh hƣởng của Javen đến khả năng hấp thụ amoni của cây cói 35 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc đến sự hấp thụ Phốt phát của cây cói 36 + Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lƣu đến sự hấp thụ NH4 38 Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của mật độ cây trồng 39 Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hiệu suất xử lý 40 Bảng 3.9. Kết quả phân tích mẫu nƣớc rửa chai 41 + 3- Bảng 3.10. Hiệu quả xử lý NH4 và PO4 trong nƣớc rửa chai của cây cói 43
  57. DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Đƣờng chuẩn Amoni. 26 3- Hình 2.2. Đồ thị biểu diễn đƣờng chuẩn PO4 28 Hình 2.3. Cây cói đƣợc chuẩn bị làm thí nghiệm. 29 Bảng 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ phốt phát của cây cói 31 Hình 3.2. Ảnh hƣởng của Javen tới khả năng xử lý Phốt phát của cây cói 34 Hình 3.3. Ảnh hƣởng của Javen tới khả năng hấp thụ Amoni của cây cói 35 3- Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn khả năng hấp thụ PO4 của cây cói phụ thuộc vào thời gian lƣu nƣớc 37 + Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn khả năng hấp thụ NH4 phụ thuộc thời gian lƣu nƣớc 38 Hình 3.6. Hiệu suất khử phốt phát và amoni phụ thuộc vào mật độ. 39 Hình 3.7. Ảnh hƣởng của độ mặn tới hiệu suất xử lý Phốt phát và Amoni. 40 Hình 3.8. Phân xƣởng rửa chai tại công ty sản xuất mắm Cát Hải. 41 Hình 3.9. Bể rửa chai tại công ty. 42 Hình 3.10. Hiệu suất xứ lý Phốt phát và Amoni trong nƣớc rửa chai . 43 Hình 3.11. Chai trƣớc và sau khi rửa. 44