CHẤT RẮN TRONG NƯỚC THẢI
Chất rắn trong nước thải bao gồm các chất rắn lơ lửng,
chất rắn có khả năng lắng, các hạt keo và chất rắn hòa
tan. Tổng các chất rắn (Total solid, TS) trong nước thải là
phần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở
nhiệt độ từ 103 105
oC
. Các chất bay hơi ở nhiệt độ này
không được coi là chất rắn. Tổng các chất rắn được biểu
thị bằng đơn vị mg/L.
Tổng các chất rắn có thể chia ra làm hai thành phần: chất
rắn lơ lửng (có thể lọc được) và chất rắn hòa tan (không
lọc được).
Chất rắn lơ lửng là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ) trong
nước thải. Khi vận tốc của dòng chảy bị giảm xuống (do
nó chảy vào các hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ
lửng sẽ bị lắng xuống đáy hồ; những hạt không lắng được
sẽ tạo thành độ đục (turbidity) của nước. Các chất lơ lửng
hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của
nguồn nước. Các cặn lắng sẽ làm đầy các bể chứa làm
giảm thể tích hữu dụng của các bể này.
Để xác định hàm lượng các chất rắn lơ lửng phải tiến
hành phân tích chúng bằng cách lọc qua giấy lọc bằng sợ
thủy tinh Whatmann 934AH và 948H (Whatmann GF/C)
có kích thước các lổ khoảng 1,2 micrometter (μm) hoặc
của Đức loại A/E. Lưu ý là các giấy lọc cấu tạo bằng
Polycarbonate cũng có thể sử dụng được, tuy nhiên các
số liệu có thể chênh lệch do cấu trúc của các loại giấy này
khác nhau. Các chất rắn lơ lửng bị giữ lại ở giấy lọc. Đem
giấy lọc này sấy khô tuyệt đối ở nhiệt độ 105
oC
. Hàm
lượng chất rắn lơ lửng sẽ được tính bằng công thức:
trong đó
TSS: tổng các chất rắn lơ lửng (mg/L)
A: trọng lượng của giấy lọc và các chất rắn lơ lửng sau khi
sấy khô tuyệt đối (mg)
B: trọng lượng ban đầu của giấy lọc (mg)
V: thể tích mẫu nước thải qua lọc (L)
Hàm lượng chất rắn lơ lửng phụ thuộc chủ yếu vào lượng
nước sử dụng hàng ngày của một người. Lượng nước
tiêu thụ càng lớn thì hàm lượng các chất rắn lơ lửng nói
riêng và các chất gây ô nhiễm nói chung càng nhỏ và
ngược lại. Tùy theo kích thước hạt, trọng lượng riêng của
chúng, tốc độ dòng chảy và các tác nhân hóa học mà các
chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổi lên mặt nước hoặc
ở trạng thái lơ lửng.
Để xác định hàm lượng các chất rắn có khả năng lắng
(settable solid) ngưới ta dùng một dụng cụ thủy tinh gọi là
nón Imhoff có chia vạch thể tích. Cho 1 lít nước thải vào
nón Imhoff để cho lắng tự nhiên trong vòng 45 phút, sau
đó khuấy nhẹ sát thành nón rồi để cho lắng tiếp trong
vòng 15 phút. Sau đó đọc thể tích chất lơ lửng lắng được
bằng các vạch chia bên ngoài. Hàm lượng chất rắn lơ
lửng lắng được biểu thị bằng đơn vị mL/L. Chỉ tiêu chất
rắn có khả năng lắng biểu diễn gần đúng lượng bùn có
thể loại bỏ được bằng bể lắng sơ cấp.
Ngoài các chất lắng được, trong nước thải còn chứa các
tạp chất nổi (floating solid) có trọng lượng riêng nhỏ hơn
trọng lượng riêng nước. Khi lắng các chất này nổi lên bề
mặt công trình. Theo các tính toán của Sở KHCN & MT
Cần Thơ lượng chất rắn lơ lửng tổng cộng do một người
ở khu vực Cần Thơ thải ra trong một ngày đêm là 200 g.
Các chất rắn hòa tan (không lọc được bao gồm các hạt
keo và các chất hòa tan. Các hạt keo có kích thước từ
0,001 1 mm, các hạt keo này không thể loại bỏ bằng
phương pháp lắng cơ học. Các chất hòa tan có thể là
phân tử hoặc ion của chất hữu cơ hay vô cơ.
Để xác định hàm lượng hữu cơ của các chất rắn lơ lửng
người ta sử dụng chỉ tiêu VSS (volatile suspended solid)
bằng cách đem hóa tro các chất rắn ở 550 50
oC
trong 1
giờ. Phần bay hơi là các chất hữu cơ (VSS), phần còn lại
sau khi hóa tro là các chất vô cơ FSS (Fixed suspended
solid). Lưu ý hầu hết các muối vô cơ đều không bị phân
hủy ở nhiệt độ dưới 825
oC
, chỉ trừ magnesium carbonate
bị phân hủy thành MgO và CO
2
ở nhiệt độ 350
oC
. Chỉ tiêu
VSS của nước thải thường được xác định để biết rõ khả
năng phân hủy sinh học của nó.
Mối quan hệ giữa các thành phần chất rắn trong nước
và nước thải
Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, Diposal,
Reuse, 1989
Bài tập 1.1: Cho các số liệu sau
Trọng lượng của đĩa dùng chứa mẫu là 53,5433 g
Trọng lượng của đĩa và các chất rắn còn lại sau khi cho
nước thải bay hơi ở 105
oC
là 53,5793 g
Trọng lượng của đĩa và các chất rắn còn lại sau khi hóa
tro nước thải ở 550
oC
là 53,5772 g
Trọng lượng giấy lọc Whatmann là 1,5433 g
Trọng lượng giấy lọc Whatmann và các chất rắn trên giấy
lọc sau khi lọc mẫu là 1,5553 g
Trọng lượng sau khi hóa tro là 1,5531g
Tất cả các mẫu thử đều có thể tích là 50 mL. Xác định TS,
VS, SS, VSS
Giải: