Xử lý nước thải khu công nghiệp dệt may Phố Nối

xít của nước. Độ kiềm Độ kiềm của nước là đại lượng thể hiện khả năng trung hoà với axít mạnh gây ra bởi sự có mặt của các anion của axít yếu (HCO3-, CO22-, photphat…) nhóm hydroxyl và các axít yếu như humic, fulvic. Thành phần chủ yếu gây nên độ kiềm của nước là ion bicarbonat. Như đã trình bày tại phần II thế cân bằng của axít carbonic – bicarbonat – carbonat phụ thuộc vào pH. Trong vùng pH cao cân bằng lệch về phía carbonat, ở vùng pH thấp dạng tồn tại chủ yếu là axít carbonic. Trong vùng pH thông thường dạng tồn tại chủ yếu là bicarbonat. Khi chuẩn độ kiềm của nước với axít mạnh xuất hiện hai điểm uốn rõ rệt tại pH = 4,3 và 8,3 ứng với quá trình trung hoà hoàn toàn của phản ứng: H2CO3 H+ + HCO3- (pH = 4,3) HCO3- CO3- + H+ (pH = 8,3) Do bước phân ly thứ nhất pK1 của axít carbonic là 6,3 và bước phân ly thứ li thứ hai là pK2 = 10,3. Tại pH =6,3 nồng độ của axít carbonic và của bicarbonic là bằng nhau. Tại pH = 4,3 hầu hết bicarbonat đều trở thành axít carbonic. Người ta phân biệt hai loại kiềm, p (phenolphthalein) và kiềm tổng (T=total). Khi chuẩn độ người ta dùng hai chất chỉ thị màu là phenolphthalein (đổi màu tại pH = 8,3) và metyl da cam (đổi màu ở pH ằ 4,5). Lượng axít tiêu hao khi chuyển pH của nước về đến 8,3 tương ứng với độ kiềm gây ra bởi OH- và CO32-, (kiềm p), lượng axít tiêu hao khi chuyển pH của nước về đến 8,3 tương ứng với độ kiềm gây ra bởi OH- và CO32-, (kiềm p), lượng axít tiêu hao khi chuyển pH của nước về đến 4,5 gọi là kiềm tổng tương ứng với độ kiềm gây ra bởi OH-, CO32- và HCO3-. Hiệu số giữa kiềm tổng và độ kiềm p là độ kiềm do bicarbonat gây ra. Một mẫu nước chỉ có kiềm p khi pH > 8,3. Độ kiềm của nước là một đại lượng rất quan trọng thể hiện khả năng đệm của nước. Nước có độ kiềm thấp chịu sự biến động lớn về pH khi gặp các axít. Trị số của độ kiềm tuỳ từng nước có những quy định khác nhau, thường là đơn vị mg/l hay đương lượng gam/l hoặc mol/l. Trị số cũng có thể tính theo một hợp chất nào đó, ví dụ người Đức hay tính theo CaO, người Mỹ hay tính theo CaCO3. Khi tính theo CaCO3, cách tính được tiến hành như sau:Mg/l theo CaCO3 = mg/l của ion đương lượng gam của CaCO3 đương lượng gam của ion Ví dụ, nồng độ của CO32- là 80mg/l, của HCO3- là 90mg/l khi tính theo CaCO3 ta được: mg/l CO32- theo CaCO3 = 80mg/l . mg/l mg/l HCO3- theo CaCO3 = 90mg/l . mg/l Là thông số rất quan trọng duy trì hoạt động, tồn tại của vi sinh, thuỷ sinh vật, thực vật trong nước. Trong nước mặt lượng oxy hoà tan là tiêu chí quan trọng đặc trưng chất lượng nước, lượng oxy hoà tan lớn thì chất lượng nước tốt, độ oxy hoà tan nhỏ chứng tỏ nước bị ô nhiễm. Sự có mặt của oxxy hoà tan thúc đẩy quá trình oxy hoá học và quá trình phân huỷ vi sinh ưa khí. Khả năng hòa tan của oxy trong nước rất thấp, trong điều kiện tốt nhất hàm lượng oxy trong nước cũng chỉ đạt 8 – 10mg/l. Nước mặn có khả năng hoà tan oxy thấp hơn. Độ hoà tan của oxy giảm khi nhiệt độ tăng. Trong một số nguồn nước mặt có thực vật rong, rêu, tảo phát triển, đặc biệt trong các nguồn nước chứa nhiều photphat, đạm về ban ngày trời nắng, lượng oxy có thể đạt quá mức bão hoà do quá trình quang hợp của thực vật nhưng lại giảm rất mạnh vào ban đêm do quá trình hô hấp của thực vật gây khó khăn cho sự hoạt động của các loài thuỷ sinh.(Hiện tượng phú dưỡng – eytrophication). Sự phụ thuộc của nồng độ oxy bão hoà trong nước ngọt bình thường ở áp suất thường như sau: Nhiệt độ (0C) 0 5 10 15 20 25 30 Nồng độ oxy(mg/l) 14,64 12,75 11,25 10,06 9,08 8,25 7,55 1.1.3.Tạp chất hữu cơ Trong nước tồn tại rất nhiều tạp chất hữu cơ có nguồn gốc từ tự nhiên hay nhân tạo : polysacharit, protein, hợp chất hữu cơ chứa nitơ, axít humic, lipit (dầu mỡ), phụ gia thực phẩm, chất hoạt động bề mặt, phenol và họ của nó (chất thải của người, động thực vật, chất bảo vệ thực vật, dược phẩm, chất màu, nhiên liệu…), chất hữu cơ tạo phức, hydrocarbon và dẫn xuất của chúng. Chúng có thể phân loại theo các tiêu chí: tan, dạng keo hay không tan, bay hơi hoặc không bay hơi; dễ hay khó phân huỷ. Một số chất hữu cơ trong nước đóng vai trò cơ chất (substrat) đối với vi sinh vật, tức là cùng với thức ăn khác (đạm, photphat) oxy (loại ưa khí) chúng tham gia vào quá trình sinh trưởng và hoạt động của tế bào vi sinh, tức là quá trình trao đổi chất. Trong phần lớn trường hợp thực tiễn, việc đánh giá, xác định từng hợp chất hữu cơ riêng rẽ là điều rất khó khăn, tốn kém nên người ta thường phải chọn một nối thoát là xác định tổng của chất hữu cơ. Thông số tổng được chọn để xác định là tổng hàm lượng carbon trong hợp chất hữu cơ (TOC, total organic carbon), một phần hoà tan của nó là lượng carbon hữu cơ hoà tan (DOC, dissolved organic carbon). Lượng chất hữu cơ có thể oxy hoá được bằng phương pháp hoá học ứng với thông số nhu cầu oxy hoá học (COD, chemical oxygen demand). Nếu dùng tác nhân oxy hoá là kali pemanganat gọi là COD (KMnO4), nếu dùng kali cromat gọi là COD (K2Cr2O7). Nhu cầu sinh hoá (BOD, biochemical oxygen demand) là đại lượng đặc trưng cho lượng chất hữu cơ có thể phân huỷ được nhờ vi sinh vật. Lượng carbon tổng TOC bao gồm lượng carbon trong hợp chất hữu cơ hoà tan DOC và dạng hạt không tan (POC, particulate orrganic carbon), thông thường để đánh giá chất lượng nước thì dùng chỉ số TOC. Với các nguồn nước không bị ô nhiễm, DOC thường có giá trị 1-2mg/l, với các vùng nhiễm bẩn do tự nhiên giá trị DOC có thể tới 5 mg/l. Nhu cầu oxy hoá học, COD Để oxy hoá chất hữu cơ cần phải dùng một lượng chất oxy hoá dưới một điều kiện phản ứng cụ thể. Lượng chất oxy hoá tiêu hao trong quá trình oxy hoá ứng với lượng chất hữu cơ có thể oxy hoá trong điều kiện đó và được quy đổi thành lượng oxy tương ứng. Các chất hữu cơ tồn tại trong nước có hoạt tính hoá học rất khác nhau, khi bị oxy hoá không phải hợp chất nào cũng chuyển hoá thành nước và CO2 nên giá trị COD thường là nhỏ hơn nhiều giá trị tính từ phản ứng hoá học đầy đủ. Mặt khác trong nước có thể tồn tại một số chất vô cơ cũng bị oxy hoá, nó làm tăng COD. Xác định nhu cầu oxy hoá học bằng chất KMnO4 là phương pháp cũ, dùng để kiểm tra chất lượng các nguồn nước cần bảo vệ. Có 3 loại chỉ số COD (KMnO4) là: loại 3 phút, loại 4 giờ với nồng độ N/80 KMnO4 và Mc Gowan. Mỗi phương pháp đặc trưng cho một loại chỉ số [68]. Người ta cũng có thể tiến hành xác định COD (KMnO4) một cách nhanh chóng bằng phản ứng dư KMnO4 trong axit sunfuric đun sôi trong 10 phút. Trong phương pháp này hợp chất hữu cơ chứa nitow hầu như không bị oxy hoá, là chất thường gặp trong nước thải, nó chỉ thích hợp cho các chất hữu cơ dễ bị oxy hoá. Phương pháp này áp dụng cho các đối tượng nước từ nguồn tự nhiên dùng cho sinh hoạt (nước ngầm, nước mặt). Trị số COD (KMnO4) có thể tính theo lượng mgKMnO4/l hay mgO2/l (1mg KMnO4 ứng với 0,253 mg O2). Nước ít bị tạp chất hữu cơ có giá trị COD (KMnO4) nhỏ hơn 3mg O2/l. tiêu chuẩn thường áp dụng cho nước sinh hoạt là nhỏ hơn 5mg O2/l. K2Cr2O7 là chất oxy hoá mạnh hơn KMnO4. dưới đIều kiện ngặt nghèo hơn so với điều kiện oxxy hoá bằng permanganat: xúc tác (bạc ion), nồng độ H2SO4 cao, thời gian dài (2 giờ), nhiệt độ cao (1500C) phần lớn các chất hữu cơ được oxy hoá triệt để trừ một số hợp chất hữu cơ chứa nitow nhất và một vài hydrocarbon khó tan. Phương pháp này trở thành tiêu chuẩn từ cuối những năm 60, đặc biệt thích hợp đối với nước thải. 1.1.6 Nhu cầu oxy sinh hoá, BOD Là đại lượng đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ có thể phân huỷ được bởi vi sinh. Giá trị đo được trong phòng thí nghiệm thường lệch so với quá trình xảy ra trong tự nhiên do sự khác biệt về oxy hoà tan, thăng giảm nhiệt độ, chủng vi sinh. điều kiện tiến hành xác định BOD ở 200C trong thời gian 5 ngày. thời gian được chọn là 5 ngày ứng với thời gian dài nhất nước được giữ ở trong sông của nước Anh và 200C là nhiệt độ cao nhất về mùa hạ của nước sông ở Anh. Một số quốc gia sử dụng các điều kiện khác hơn [67]. BOD là lượng oxy mà các vi sinh vật ưa khi sử dụng trong quá trình trao đổi chất mà các chất hữu cơ đóng vai trò cơ chất và quá trình oxy hoá tạo thành các sản phẩm vô cơ bền như CO2, SO42-, PO43-, amoniac và cả NO3-. Giá trị BOD chỉ có thể lặp lại trên cùng mẫu nước khi điều kiện thực nghiệm rất ổn định, mọi sự dao động đều dẫn tới kết quả khác nhau. Thông thường giá trị BOD đạt giá trị tối đa sau khoảng 20 ngày, gọi là giá trị BOD cuối (ultimate BOD). Do thời gian quá dài nên người ta chỉ thực hiện 5 ngày, tức là theo một qui ước nhất định, trong thời gian đó BOD đo được khoảng 705 giá trị BOD cuối cùng và gọi là BOD5. Giá trị BOD5 chỉ phản ánh quá trình phân huỷ chất hữu cơ chứ không chứa giá trị đặc trưng cho quá trình phân huỷ (oxy hoá amoniac thành nitrit và nitrat (nitrification). 2NH3 + 3 O2 2NO2- + 2H2O +2H+ 2NO2-+ 3 O2 2NO2- Quá trình oxy hoá NH3 được xem là chưa xảy ra trong giai đoạn xác định BOD5 do mật độ loại vi sinh này thấp và thời gian quá ngắn, quá trình xảy ra đáng kể chỉ sau thời gian từ 10 ngày trở lên. 1.1.7 Độ dẫn điện Độ dẫn điện là giá trị nghịch đảo của điện trở có đơn vị thường dùng là microsiemen/cm; mS/cm là một đại lượng đặc trưng cho hàm lượng muối hoà tan khi muối này phân ly thành các ion. Phương pháp xác định nhanh gọn, thuận lợi. Một cách đơn giản ta có quan hệ gần đúng sau: 1000 mS/cm hoặc 100 mS/cm xấp xỉ 1000mg/l chất hoà tan [69]. Các ion chính hoà tan trong nước tự nhiên (dòng chảy bao gồm: cation: Na+, Ca2+, Mg2+, K+ và anion: Cl-, SO42-, HCO3-, NO3-. Nhìn chung nước có độ dẫn điện cao ảnh hưởng nhiều tới thực vật hơn là động vật. Đối với cơ thể động vật trên cạn, dưới nước và con người nước chứa muối vô cơ nhiều quá hay ít quá đều có tác động bất lợi. Nước tưới cho cây cối thường ít khi vượt giá trị 500mg/l. Nước dùng cho sinh hoạt có độ muối cao gây ra ăn mòn hoặc nó cản trở sự hình thành lớp bảo vệ chống ăn mòn. Nước từ các dòng chảy ít khi vượt quá 1000 mS/cm. Nước sinh hoạt được coi là hợp lý khi độ dẫn điện không vượt 500mS/cm. Độ dẫn điện của các nguồn nước ngầm phụ thuộc vào địa chất của vùng đá, ví dụ trong vùng đá gramit có độ dẫn thấp (10-100mS/cm), trong vùng đá vôi có độ dẫn cao (tới 1000mS/cm). Nước có độ dẫn điện >700mS/cm được coi là nước khoáng. Nước biển có độ dẫn điện vào khoảng 50.000 mS/cm. 1.1.8 Độ đục Độ đục của nước gây ra bởi sự có mặt của các chất không tan. Các chất không tan có nguồn gốc hữu cơ, vô cơ và thực vật, vi sinh, có kích thước thông thường từ 0,1 - 10 mm. Có 3 phương pháp để xác định độ dục: Quan sát, đo quang và khối lượng. Phương pháp quan sát là bằng dụng cụ thích hợp xác định độ sâu của lớp nước, tại đó có thể nhận biết được. Độ đục càng thấp chiều sâu của lớp nước còn nhìn thấy được càng lớn. Nó chỉ có tính chất định tính. Phương pháp đo quang dựa trên hiện tượng ánh sáng tán xạ khi gặp các hạt huyền phù trên đường đi, độ đục càng lớn cường độ ánh sáng tán xạ càng cao. Trên cơ sở so sánh với nồng độ chất chuẩn polyme formazin có thể xác định được độ đục – phương pháp đó gọi là Nephelometry. Đơn vị đo là NTU hay FTU (NTU = FTU). Nước có độ đục cao có thể đo và xác định hệ số hấp thụ (cường độ ánh sáng truyền qua so với cường độ ánh sáng đi vào) tại sóng 254 hoặc 436 nm. Trên cơ sở đường chuẩn giữa hệ số hấp thụ và nồng độ chất huyền phù của từng thiết bị có thể xác định độ đục (mg/l). Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu tới lớp nước lớn hơn 1m, hay độ đục nhỏ hơn 10NTU. Nước đục không nhìn sâu hơn được 10cm và có độ đục lớn hơn 20NTU. Độ đục có thể xác định theo phương pháp lọc và cân với đơn vị mg/l. Nước trong có hàm lượng nhỏ hơn 15mg/l. Nước đục là loại có hàm lượng lớn hơn 50mg/l. 1.1.9 Độ màu Nước có màu là do sự có mặt của ion kim loại (Fe, Mn), axit humic, fulvic, than bùn, tảo cùng các hợp chất hữu cơ tan. Màu có nguyên nhân từ chất tan hay chất huyền phù. Màu thực do các chất tan gây ra và xác định sau quá trình lọc. Mộu được xác định bằng cách so sánh với màu của hỗn hợp Cobalt – platin. Đơn vị đo màu là màu của chloroplatinat ứng với nồng độ 1mg/l. Tỷ lệ giữa cobalt và chloroplatinat có thể thay đổi để phù hợp với màu của mẫu nước cần so sánh [42]. 1.1.10 Mùi vị Mùi vị của nước cũng được coi là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của nước nhất là nước sử dụng cho sinh hoạt và một số ngành công nghiệp: thực phẩm, đồ uống, dược phẩm. Rất nhiều hợp chất hữu cơ và một số hợp chất hữu cơ gây mùi và vị của nước. Một số chất vô cơ gây mùi điển hình là: sắt (tanh), H2S,(trứng thối), amoniac, clo dư (hắc) và chloramin do quá trình khử trùng (hắc). Có 4 loại vị người ta dễ nhận ra là: chua, ngọt, đắng, mặn. Một số muối vô cơ tan của đồng, sắt, kẽm, mangan, kali, natri gây ra vị khác nhau trong vùng nồng độ từ cỡ phần một mười tới vài trăm mg/l. Mùi và vị không đi kèm với nhau. Chủng loại hợp chất hữu cơ gây mùi phông phú hơn đặc biệt họ chất phenol và dẫn xuất clo của chúng như clophenol. Một số chất hữu cơ gây mùi có nguồn gốc từ quá trình phân huỷ động vật, thực vật hay từ nước thải công nghiệp. Mùi của nước xác định rất khó, không có phương pháp định lượng chính xác mà phải nhờ vào biện pháp gửi của con người. Số lượng người tiến hành xác định cần phải đủ lớn. Cách thức tiến hành là lấy mẫu nước pha loãng với nước không có mùi ở một tỷ lệ nhất định, ở một nhiệt độ xác định và cho xác định bằng phương pháp gửi ở tỷ lệ pha loãng, ví dụ là 100 mà không ngửi thấy mùi nữa thì giá trị đó gọi là trị số mùi (odor numberr) giá trị này luôn phải đi kèm với nhiệt độ xác định nó. Vị cũng được đánh giá tương tự nhưng rất cần được chú ý do khả năng gây độc trực tiếp cho cơ thể của người thử. 1.1.11 Độ cứng Các ion kim loại gây ra độ cứng của nước, chủ yếu là các ion kim loại hoá trị 2: Ca2+, Mg2+,Sr2+, Fe2+, Mn2+. Chúng phản ứng với một số anion nhất định tạo ra dạng kết tủa. Các ion kim loại hoá trị một không gây độ cứng của nước. Hàm lượng Sr2+, Fe2+, Mn2+ trong nước rất nhỏ so với Ca2+ và Mg2+ nên sự đóng góp của nó không đáng kể. Các ion hoá trị 3 ( Al3+, Fe3+) do bị thuỷ phân mạnh và độ tan của hydroxit thấp nên cũng có thể bỏ qua. Độ cứng của nước vì vậy được gây ra chủ yếu bởi Ca2+ và Mg2+ . Độ cứng tổng của nước được thể hiện qua giá trị hàm lượng của magie và canxi. Đơn vị đo độ cứng ở mỗi nước thường khác nhau: đương lượng gam trên thể tích, mg/l, độ Pháp-d0F, độ Đức-d0H, độ Anh -d0E, hay mg/l tính theo CaCO3; mối tương quan giữa chúng như sau: 50 (đương lượng gam của CaCO3) mg/l theo CaCO3 = mg/l Ca2+ x 20 (đương lượng gam của Ca2+) 1mgđl.l-1=5d0F, 1d0F=N/5000 1d0F = 0,56 d0H = 0,7 d0E = 100mg/l CaCO3 1d0H = 1,786 d0F = 1,25 d0E = 17,86mg/l CaCO3 = 10mg CaO 1d0E = 1,438 d0F= 0,8 d0H = 14,3800mg/l CaCO3 1mg/l CaCO3 = 0,1 d0F= 0,056 d0H =0,7d0E Nước được gọi là mềm có độ cứng nhỏ hơn 50mg/l CaCO3 và cứng khi đạt 300mg/l trở lên. Nước có độ cứng 500mg/l CaCO3 tạo ra vị khó chịu. Độ cứng tối đa cho phép của tổ chức sức khoẻ thế giới là 500mg/l CaCO3 đối với nước uống, ở Anh độ cứng tối thiểu cần cho nước uống là 150mg/l CaCO3. Nước chứa nhiều Mg2+ có vị đắng. Liên quan đến độ cứng còn có một số khái niệm: độ cứng canxi là chỉ độ cứng do canxi gây ra. Độ cứng carbonat là độ cứng có nguồn gốc từ quá trình hoà tan của canxi,magiee carbonat thành bicarrbonat (độ cứng tạm thời). Độ cứng carbonat có thể loại bỏ khi đun sôi. Độ cứng magie do hàm lượng magie quyết định, là hiệu của độ cứng tổng và độ cứng canxi. Độ cứng không phải carbonat là độ cứng của phần cation không liên quan với carbonat, ví dụ của CaCl2 hay MgSO4. Độ cứng này còn gọi là độ cứng vĩnh cửu, không thể loại bỏ (lắng, tủa) khi đun nóng. 1.1.12 Hợp chất chứa nitơ Trong nước, hợp chất chứa nitow tồn tại ở ba dạng: hợp chất hữu cơ, amoniac và dạng oxy hoá (nitrat, nitri), chúng là chất dinh dưỡng. Chất hữu cơ chứa nitơ: Hợp chất hữu cơ có chứa nitơ tồn tại ở dạng là một phần cấu thành của phân tử protein, thành phần cơ bản của cơ thể sống hoặc là thành phần của sản phẩm phân huỷ của protein: peptid, axit amin, ure. Sự tồn tại của hợp chất hữu cơ chứa nitơ chủ yếu có nguồn gốc của quá trình sinh học. Nước có chưa hàm lượng nitơ hữu cơ cao thường có xuất xứ của nước thải sinh hoạt hay nước thải công nghiệp. Hàm lượng nitơ hữu cơ có thể xác định được bằng phương pháp Kjeldahl. Amoniac: Amoiac, NH3 trong nước tồn tại ở 2 dạng: NH3 và NH4+ tuỳ thuộc vào pH của môi trường vì nó là một bazơ yếu. Trong vùng pH thấp nó tồn tại ở dạng ion và ở vùng pH cao nó tồn tại dưới dạng phan tử trung hoà. Tỷ lệ giữa NH3/NH4+ còn phụ thuộc vào nhiệt độ, ở nhiệt độ thấp cân bằng lệch về dạng ion. Tỷ lệ phần trăm phụ thuộc vào nhiệt độ và pH được ghi lại trong bảng sau: [68]. pH 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 90 9,5 Nhiệt độ(0C) 1 0,009 0,028 0,090 0,28 0,89 2,77 8,25 22,1 10 0,019 0,059 0,19 0,59 1,83 5,56 15,7 37,1 20 0,040 0,125 0,40 1,24 3,82 11,2 28,4 55,7 30 0,081 0,254 0,8 2,48 7,46 20,3 44,6 71,8 Amoniac trong nước tự nhiên có nguồn gốc từ sự phân huỷ sinh hoá các hợp chất hữu cơ chứa nitơ hay sự giải phóng tự nhiên của sinh khối. Nồng độ của chúng thường không cao. Trong điều kiện yếm khí amoniaxc cũng có thể hình thành từ nitrat do hoạt động kỵ khí của một số vi sinh vật. Nồng độ amoniac có thể đạt giá trị cao trong nước thải công nghiệp, thải sinh hoạt, chế biến thực phẩm, hoạt động công nghiệp. Nước thải công nghiệp chứa nhiều NH3 là nước thải của công nghiệp sản xuất phân bón, thực phẩm, chế biến thuỷ – hải sản, lò giết mổ gia súc và luyện cốc. NH3 được coi là độc tố đối với cá ở nồng độ rất nhỏ, NH3 có tính độc đối với cá cao hơn NH4+. Với nồng độ 0,01mg/l NH3 đã gây độc tố cho cá qua đường máu, nồng độ 0,2 – 0,5mg/l đã gây độc cấp tính. Sự có mặt của NH3 cùng với photphat thúc đẩy quá trình phú dưỡng của nước và sự phát triển của vi sinh nitrosomonas. Trong khi nồng độ NH3 trong nước ngầm tại một vị trí khá ổn định thì nồng độ của nó trong nước mặt, nhất là trong dòng chảy dao động rất lớn, phụ thuộc vào vị trí, khoảng cách với các nguồn gây ô nhiễm và pha loãng do nước mưa. Mùa đông nồng độ amoniac thường cao hơn so với mùa hè vì quá trình oxy hoá nó thành nitrat chậm ở nhiệt độ thấp. Tiêu chuẩn ở nhiều nước đối với nước sinh hoạt là 0,5mg/l. Ntrit: Nitrit là sản phẩm trung gian của quá trình oxy hoá vi sinh: Nitrosomonas Nitrobacter NH3 NO2 NO3- O2 O2 Nitrit là sản phẩm trung gian của quá trình khử NO3- về NH3 không đáng kể. Nitrit cũng có thể có nguồn gốc từ nước thải của các quá trình công nghiệp: ăn mòn, chất chống ăn mòn. Nitrit là hợp chất không bền, nó sẽ bị oxy hoá tiếp tục thành nitrat trong điều kiện quá trình không bị kìm hãm bởi các hợp chất hay quá trình khác. Trong trạng thái cân bằng thông thường, trong môi trường nước nồng độ của nó rất thấp, đặc biệt là nước mặt, thường nhỏ hơn 0,02mg/l, không ảnh hưởng đến chất lượng nước. Nếu nồng độ NH3, pH và nhiệt độ cao, quá trình oxy hoá vi sinh amoniac thuận lợi thì nồng độ nitrit có thể đạt giá trị lớn. Một số nguồn nước ngầm ở Việt Nam có hàm lượng amoniac lớn (có thể tới 20 –30mg/l ở Hà nội) không chứa nitrit tại nguồn nhưng trong quá trình bơm, xử lý, phân phối vào mạng hàm lượng nitrit tăng rất mạnh, đặc biệt vào mùa hè, có thể đạt 5mg/l. Nitrit là độc tố đối với cá, tuy vậy nó không độc trực tiếp đối với người. Người ta cho rằng dẫn xuất của nó, hợp chất nitroso, nittroamin là chất có tiềm năng gây ung thư. Tiêu chuẩn về hàm lượng nitrit của các quốc gia rất khác nhau, ví dụ các nước EU qui định tiêu chuẩn nitrit là 0,1mg/l, ở Mỹ là 1mg/l theo nitow (1mg NO2- tương đương 0,304mg N) tiêu chuẩn của tổ chức sức khoẻ thế giới (WHO) là 3mg/l [676,70]. Nitrat: Nitrat là dạng hợp chất vô cơ của nitơ ở dạng hoá trị cao nhất, nó khá bền trong môi trường nước. Nitrat trong nước có hai nguồn gốc chính: Do quá trình phân huỷ vi sinh các hợp chất hữu cơ chứa nitow trong đất. Vì lý do nào đó cây cối không hấp thụ được nguồn nitrat hình thành (thực vật chỉ hấp thụ ở dạng muối vô cơ NO3-, NH4+) nó sẽ bị nước mưa rửa trôi, thâm nhập vào nước bề mặt hay thấm vào tầng nước ngầm. Do nguồn phân bón nhân tạo dư thừa cây cối không hấp thụ được hay hấp thụ hết. Lượng dư thừa này được giữ lại trong môi trường nước, đất, thâm nhập vào nguồn nước mặt, nước ngầm. Người ta đã xác định được là trong điều kiện lý tưởng (thời tiết, nhiệt độ, kỹ thuật) chỉ có 50 –70% lượng phân bón được cây sử dụng 2 –20% mất do bay hơi, 15 –25% bị giữ lại trong đất, liên kết với các chất hữu cơ, hạt sét, 2 –10% bị rửa trôi xâm nhập vào nước ngầm, nước mặt. Trong điều kiện nóng ẩm và trồng lúa nước tỉ lệ mất mát và rửa trôi sẽ còn lớn hơn. Nitrat trong nước có nguồn gốc từ sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất. Việc sử dụng phân bón ngày càng tăng dẫn tới sự ô nhiễm nguồn nước ngầm do nitrat càng lớn, chúng thấm xuống ngày càng sâu hơn vào lòng đất. Tuỳ thuộc vào tính chất địa chất, thấm độ thấm khác nhau, có những lớp đất mà tốc độ thấm nhỏ hơn 1m/năm có nơi tới vài m/năm. Tuy nhiên, nồng độ nitrat trong nguồn nước ngầm tăng đều và rõ rệt ở các vùng đất canh tác. sự suy giảm nồng độ nitrat trong nước ngầm cũng xảy ra nhưng trễ hơn sự suy giảm lượng phân bón tù vài năm đến vài chục năm[67]. Nước mặt bị nhiễm nittrrat là do quá trình rửa trôi bề mặt hay từ các lớp đất mà nước chảy qua, một số ao hồ có nguồn nước từ nước ngầm về mùa ít mưa, khi đó nitrat có nguồn gốc từ nước ngầm. Trong nhiều loại rau quả có chứa một hàm lượng nitrat nhất định, ít thì nhỏ hơn 200mg/kg (khoai tây, nấm, đỗ), nhiều có thể lên tới 2500mg/kg (cần tây, rau riếp). Hàm lượng nitrat trong cơ thể người vì vậy là do yếu tố nước uống và thực phẩm. Bản thân nitrat không phải là yếu tố độc hại nhưng do quá trình chuyển hoá thành nitrit nên nó gây tính độc. Trong cơ thể người nitrit có thể kết hợp với một số hợp chất trong thực phẩm dưới điều kiện axit như amin và amid, tạo ra sản phẩm hợp chất N- nitroso, chất có khả năng gây ung thư. Tác hại chính của nước có nồng độ nitrat cao là gây bệnh xanh xao ở trẻ em (methaemoglobinaemia, blue baby) do tăng hàm lượng methaemoglobin. Sự tăng nồng độ của chất này là do nitrit chứ nitrat không có tác động. Nitrit kết hợp với haemeoglobin của hồng cầu tạo ra methaemoglobin ít chất không có khả năng tiếp nhận oxy và vì vậy làm giảm khả năng hấp thụ oxy của phổi. Bình thường trong máu người chứa 0,5 –2,0% haemeoglobin. Nếu trong máu chứa tới 105 chất này thì da dẻ trở lên xanh xao, nếu đạt tới 45 –65% có thể gây ra tử vong. Để cấp cứu tình trạng này có thể tiêm ven trực tiếp chất methylen xanh. Bộ phận cơ thể có chức năng giảm thiểu methaemoglobin ở trẻ em chưa hoàn thiện nên ảnh hưởng của nitrit-nitrat nặng nề hơn so với người lớn. Nồng độ quy định cho nước sinh hoạt có thể tính theo mg NO3-/l hay nitơ trong nitrat (mg NO3-N/l), sự khác biệt về trị số rất lớn (50mg NO3- tương ứng với 11,3 mg NO3-N). Các nước thuộc EU quy định nồng độ nitrat trong nước sinh hoạt là 50mg NO3-/l. Cho tới năm 1984 quy định của WHO là 50-100mg/l NO3-. Do bệnh xanh xao ở trẻ em được thông báo có chiều hướng gia tăng vào năm 1984 nên WHO quy định lại nồng độ nitrat cho phép là 45mg NO3-/l ứng với 10mg/l tính theo nitơ. Do sự liên quan mật thiết giữa nitrat và nitrrit nên nồng độ cho phép giữa hai chỉ tiêu có liên quan với nhau, chúng được quy định theo mối tương quan [70]. C C (Nitrrit) + (Nitrrat) Ê 1 Chỉ tiêu cho phép Chỉ tiêu cho phép 1.1.13 Photpho Trong nước, hợp chất photpho tồn tại ở 4 dạng: Hợp chất vô cơ không tan Hợp chất vô cơ tan Hợp chất hữu cơ tan Hợp chất hữu cơ không tan Hợp chất photpho vô cơ không tan là một số dạng muối của axit photphric và một số khoáng vật chứa photpho như photphorit, apatit và muối photphat của canxi, sắt, nhôm. Trong cơ thể, photphat tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ. Photpho là thành phần của nhiều loại phức chất hay chất hữu cơ hấp thụ trên bề mặt các hạt chất rắn. Hợpphotpho tan gồm loại orrthoisphotpho (cây cối hấp thụ trực tiếp) PO43-, polyphotphat và các hợp chất photpho hữu cơ tan. Giữa trạng thái tan và không tan có tồn tại dạng keo và hợp chất phân tử lượng thấp. Dạng hợp chất photpho tan điển hình trong nước là orrthoisphotphat và polyphotphat. Axxits ortho phosphoric là axít chứa ba ion H+ nên nó có 3 dạng anion: H2SO4-, HPO42-, PO43-. Polyphotphat có 3 dạng: Pyrometaphotphat Na2(PO4)6, tripolyphotphat Na5P3O10, pyrophotphat Na4P2O7. Tất cả các dạng polyphotphat đều chuyển hoá về dạng orthophotphat trong môi trường nước. Quá trình chuyển hoá được thúc đẩy bởi nhiệt độ (nhất là ở gần điểm sôi) và trong môi trường axit. Khi xác định hàm lượng photpho trong nước, người ta có thể phân ra theo các chỉ tiêu: Tổng photpho trong hợp chất hữu cơ, vô cơ. Mẫu nước không lọc. Tổng photpho trong hợp chất hữu cơ, vô cơ. Mẫu đã lọc. Tổng photpho trong hợp chất hữu cơ, vô cơ trong trạng thái không tan Trong mẫu hợp chất tan (lọc) xác định riêng rẽ dạng ortho và polyphotpho. Hợp chất vô cơ trong đất phần lớn là loại không tan, vì vậy nước ngầm chứa rất ít photphat. Photphat tồn tại trong nước mặt là do sự phát tán từ các nguồn nhân tạo là chủ yếu: phân bón vô cơ, hợp chất hữu cơ của thốc trừ sâu, polyphotphat từ nguồn chất tẩy rửa (chất khử cứng). Ngoài ra nó còn là thành phẩn của các chất kìm hãm ăn mòn, phụ gia trong nhiều ngành công nghiệp thực phẩm. Nước thải dân dụng (bể phốt), nước thải nông nghiệp, công nghiệp cũng là nguồn chính nhiễm photpho. Một nguồn photpho khác là quá trình rửa trôi photpho dư thừa của các vùng đất canh tác và lắng từ khí quyển. Hợp chất photpho tự nhiên không độc hại, chỉ một số loại tổng hợp –este trung tính của axit photphoric dùng làm chất bảo vệ thực vật là có tính độc cao. Trong nước bị ô nhiễm, hàm lượng potpho (tính theo photphat) không lớn, khoảng 0,1mg/l (dạng chủ yếu là polyphotphat), dạng ortho photphat chỉ chiếm từ 0,01- 0,05mg/l. trong nước thải, nồng độ photphat cao hơn nhiều và dạng tồn tại chủ yếu là orthophotphat, nó có thể được coi là thông số đặc trưng liên quan tới nước thải. Trong các nguồn nước phú dưỡng, lượng orthophotphat giảm nhanh do vi sinh và thực vật hấp thụ. Tiêu chuẩn qui định đối với nước sinh hoạt trong các nước EU là 2,18mg/l (5mg/l P2O5). 1.2 công nghệ sản xuất và các chất gây ô nhiễm 1.2.1 Công nghệ sản xuất Ngành dệt là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ khá phức tạp, áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác nhau. Đồng thời quá trình sản xuất sử dụng các nguồn nguyên liệu hoá chất khác nhau phụ thuộc vào mặt hàng có mẫu mã, mầu sắc, chủng loại khác nhau. Nguyên liệu chủ yếu là xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải có hoa và vải pha. Ngoài ra còn sử dụng các loại nguyên liệu như lông thú, đay gai, tơ tằm…thông thường công nghệ Dệt-Nhuộm gồm ba quá trình cơ bản: Kéo sợi Dệt vải và xử lý hoá học sợi vải (nấu -tẩy -làm bóng) Nhuộm và hoàn thiện vải Trong đó các quá trình được chia thành các công đoạn như sau: Làm sạch nguyên liệu Chải: các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô. Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Tiếp tục kéo sợi thô để giảm kích thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi vào các ống thích hợp cho dệt. Tiếp tục mắc sợi và dồn các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn dệt. Hồ sợi: Để tạo màng hồ bao quanh sợi tăng độ bền, độ trơn và độ bóng để tiến hành dệt vải. các loại hồ thường dùng là hồ tinh bột, hồ tinh bột biến tinh, hồ nhân tạo như Polynylalcol PVA, Polyacrylat… Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc để tạo thành vải mộc. Giũ hồ: Tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc. Vải sau khi giũ được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đưa sang nấu tẩy. Nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ sợi. Vải được nấu trong dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2á3 at) nhiệt độ cao. Sau đó vải được giặt nhiều lần. Làm bóng vải :Làm cho sợi vải trương nổ làm sợi xốp hơn, dễ thấm nước, sợi bóng hơn, tăng khả năng bắt mầu thuốc nhuộm. Làm bóng vải thường dùng dung dịch xút NaOH với nồng độ 280 đến 300 mg/l. Tẩy trắng: Mục đích là tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm cho vải có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng các chất tẩy thường dùng là: NaClO, NaClO2, H2O2 cùng với các chất phụ trợ. Nhuộm vải và hoàn thiện: Tạo mầu sắc khác nhau của vải. Để nhuộm vải người ta thường dùng thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hoá chất trợ nhuộm để tạo sự gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải đi vào nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu yêu cầu. 1.2.2 Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thảI công nghiệp Dệt –Nhuộm Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải công nghiệp Dệt –Nhuộm bao gồm: Các tạp chất tách ra từ vải sợi như dầu mỡ, các hợp chất chứa Nitơ, pectin, bụi bẩn dính vào sợi. Các hoá chất sử dụng trong quy trình công nghệ như: các loại hồ, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3, Na2SO3, Na2SiO3… các loại thuốc nhuộm, các chất trợ chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt. Đặc tính của nước thải và các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm được thể hiện ở bảng 2.1. Bảng 1.1. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành Dệt-May. [1-286] Công đoạn Các chất ô nhiễm trong nước thảI Đặc tính của nước thải Hồ sợi, giũ hồ Tinh bột, Glucose, Carboxy metyl xelulo PVA, nhựa, chất béo và sáp. BOD cao (34-50% tổng lượng BOD) Nấu tẩy NaOH, chất sáp và dầu mỡ tro, soda, Natri Silicat, xơ vụn. Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao (30% tổng BOD) Tẩy trắng Hypocloric, hợp chất chứa Clo NaOH, AOX, axit Độ kiềm cao, chiếm 5% BOD Làm bóng NaOH, tạp chất Độ kiềm cao, BOD thấp Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, axit axetic, muối kim loại. Độ màu rất cao, TS cao chiếm 6%BOD. In hoa Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, muối axit… Độ màu cao, BOD cao, dầu mỡ Hoàn thiện Vết tinh bột, mỡ động vật, muối Kiềm nhẹ, BOD thấp  Trong dây chuyền sản xuất của ngành Dệt-May, công đoạn gây ô nhiễm nặng nhất và nước thải khó xử lý nhất là công đoạn xử lý hoá học sợi như công đoạn tẩy và nhuộm. Nội dung bảng 1.2. Thể hiện điều đó. Bảng 1.2. Đặc tính nước thải ở công đoạn tẩy nhuộm.[5-44] TT Công đoạn Màu quan sát T0 pH Độ đục(NTU) TS (mg/l) SS (mg/l) COD (mg/l) Độ kiềm (mg CaCO3/l) Màu ADMI 1 Tẩy trắng Trắng 95 11,5 180 3856 152 2450 1650 210 2 Giặt sau tẩy trắng Vàng 42 10,1 55 946 160 4._.