Bài 2. TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG (TOTAL SUSPENDED SOLIDS – TSS)

I. TỔNG QUAN

Chất rắn gồm có chất rắn lơ lửng với chất rắn hòa tan trong nước hoặc nước thải. Chất rắn có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước v dòng chảy. Nước có lượng chất rắn lơ lửng cao gây km thẩm mỹ khi sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Việc phn tích chất rắn l quan trọng để kiểm sốt các qu trình xử lý nước thải bằng sinh học v lý học, cũng như để đánh giá chất lượng nước thải với các tiêu chuẩn quy đònh.

Tổng chất rắn (TS – Total solids) l thuật ngữ để chỉ lượng vật chất còn lại sau khi cho bay hơi toàn bộ mẫu v sấy khô tại một nhiệt độ xác đònh. Tổng chất rắn bao gồm tổng chất rắn lơ lửng (TSS – Total suspended solids) khi đem lọc l phần còn lại trn miếng lọc, v tổng chất rắn hòa tan (TDS – Total dissolved solids) l phần qua miếng lọc.

1.1 các lỗi v sai số có thể gặp:

Việc lấy mẫu, trích mẫu, sử dụng pipette có thể gây các sai số lớn. Cần lấy v giữ mẫu đồng nhất trong qu trình vận chuyển. Sử dụng bộ lấy mẫu đặc biệt để đảm bảo mẫu được tồn vẹn.

Việc hạn chế mở bình ht ẩm cũng hạn chế các sai khc lên kết quả. Ngồi ra, một số mẫu ht ẩm nhiều hơn hạt ht ẩm đang sử dụng. Khi sấy khô ở 103-105oC, nước kết tinh và nước hấp thụ cơ học vẫn còn, CO2 bị mất đi khiến bicarbonate chuyển thành carbonate (các carbonate có thể phn hủy thành các oxid v các muối), nn việc đạt được khối lượng không đổi xảy ra rất chậm. Nếu mẫu có lượng dầu mỡ cao thì rất khó đạt được khối lượng không đổi.

1.2 Xử lí v bảo quản mẫu

Sử dụng chai thủy tinh hoặc nhựa để các chất ở trạng thái lơ lửng không bm vô thânh bình chứa. Bắt đầu phn tích càng sớm càng tốt vì việc bảo quản mẫu vẫn có tính phi thực tế. Giữ mẫu tại 4oC cho đến khi phân tích để giảm thiểu sự phn hủy vi sinh của các chất rắn. Tốt nhất nn phn tích trong vòng 24 giờ, không giữ mẫu quá 7 ngày. Để mẫu về nhiệt độ phòng trước khi phn tích.

II. THẢO LUẬN CHUNG:

2.1Nguyn tắc:

Một mẫu đồng nhất được lọc qua một ci lọc sợi thủy tinh tiêu chuẩn được cân trước, phần được giữ lại trn miếng lọc được sấy tới khối lượng không đổi tại 103-105oC. Sự tăng khối lượng của miếng lọc biểu diễn tổng chất rắn lơ lửng. Nếu chất lơ lửng lm nghẹt miếng lọc hoặc ko di thời gian lọc, cần phải tăng kích cỡ miếng lọc hoặc giảm thể tích mẫu. Để ước tính lượng tổng chất rắn lơ lửng, cần tính tốn sự chành lệch giữa tổng chất rắn hòa tan v tổng chất rắn (TSS=TS-TDS).

2.2 Yếu tố trở ngại:

Cần loại bỏ các vật nổi lớn hoặc các kết tủa không đồng nhất trong mẫu nếu như các tạp chất này là không đại diện. Chng có thể tạo lớp vỏ cặn bẫy nước, hạn chế năng suất lọc không qu 200mg chất rắn. Với những mẫu có chất rắn hòa tan cao, cần rửa thường xuyn bề mặt lọc với một chút nước để loại những chất rắn hòa tan khỏi lớp cặn không tan. Thời gian lọc ko di do miếng lọc bị nghẹt có thể gây sai số dương do những chất keo dính trn miếng lọc.

2.3 Dụng cụ

Để xác đònh lượng chất rắn lơ lửng, cần các dụng cụ sau:

– Chn sấy bằng sứ

– Bình ht ẩm

– Cân phân tích, độ chính xc 0,1mg.

– Ống đong (graduated cylinder)

– Beacher (beaker)

Miếng lọc sợi thủy tinh không có chất kết dính hữu cơ

Một trong các dụng cụ lọc sau:

– Phễu lọc màng.

– Bộ lọc với bình chứa v mặt thủy tinh xốp thơ (40 – 60 mm) để trợ lọc.

– Bình ht (suction flask), dung tích thích hợp cho lượng mẫu đ chọn.

– Bộ lọc đơn giản gồm phễu thủy tinh, beacher, đũa thủy tinh Dụng cụ sấy: tủ sấy (drying oven), hoạt động tại 103 – 105oC.

Hình 0.7 Bộ ht gồm phễu lọc màng,

bình htHình 0.8 Bộ lọc cặn đơn giản gồm phễu lọc thủy tinh, đũa thủy tinh, beacher đựng dịch lọc v sau lọc

Hình 0.9 Tủ sấy (drying oven)

III. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN

3.1Chuẩn bị miếng lọc thủy tinh:

Gắn miếng lọc đ xếp vo dụng cụ lọc. Dùng 20 mL nước cất để trng bề mặt miếng lọc. Sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 103-105oC trong 1 giờ. Lm nguội trong bình ht ẩm để cn bằng nhiệt độ v khối lượng.

Cn khối lượng miếng lọc bằng cn phn tích.

Lặp lại quy trình ny cho đến khi cân được khối lượng B không đổi hoặc nhỏ hơn sai số chấp nhận (giá nhỏ hơn của 4% hoặc 0.5mg). Bảo quản trong bình ht ẩm đến khi sử dụng.

Hình 0.10 cách gấp giấy lọc lấy cặn

  3.2Lựa chọn kích cỡ v mẫu lọc:

Chọn thể tích mẫu để có từ 2.5 đến 200mg chất rắn khô. Nếu thể tích lọc không đủ mức chất rắn tối thiểu, tăng thể tích mẫu đến 1L. Nếu lọc lâu hơn 10 phút, tăng kích thước miếng lọc hoặc giảm thể tích lọc.

3.3 Phn tích mẫu:

Đặt miếng lọc đ chuẩn bị lên phễu và đặt lên giá lọc. Tia một chút nước cất để cố đònh miếng lọc.

Khuấy đều ly đựng mẫu cho các chất rắn đồng nhất nhau về kích cỡ, rót xuống miếng lọc trn phễu theo đũa thủy tinh (một đầu chạm nhẹ vo miếng lọc).

Sau khi lọc xong, rửa miếng lọc bằng cách tia khoảng 10mL nước cất. các mẫu với nồng độ chất rắn hòa tan cao cần được rửa nhiều hơn.

Cẩn thận lấy miếng lọc ra v chuyển vo chn nung.

Sấy trong 1 giờ tại 103-105oC, lm nguội trong bình ht ẩm để cn bằng nhiệt độ, khối lượng.

Cn miếng lọc để biết chính xc khối lượng của miếng lọc + chất rắn.

Lặp lại quy trình ny cho đến khi cân được khối lượng A không đổi hoặc nhỏ hơn sai số chấp nhận (giá nhỏ hơn của 4% hoặc 0.5mg). Phân tích độ lặp lại cho ít nhất 10% mẫu, giá lặp lại chấp nhận được l không qu 5% khối lượng trung bình. <

Trong đó:

A = khối lượng miếng lọc + chất rắn khô, mg B = khối lượng miếng lọc, mg <h1>Bài 3. ĐỘ ĐỤC (TURBIDITY)</h1>

I. TỔNG QUAN VỀ ĐỘ ĐỤC

Độ sạch của nước l rất quan trọng trong việc phục vụ các nhu cầu tiu dng v sản xuất của con người. Nguồn nước sạch quyết đònh rất lớn đối với chất lượng và năng suất của các sản phẩm công nghiệp, đặc biệt l các ngnh thực phẩm, nước giải kht.

Độ đục trong nước gây ra bởi các chất lơ lửng và keo như đất st, bn, chất hữu cơ và vô cơ phân tán nhỏ, các vi sinh vật v sinh vật ph du.

Độ đục biểu hiện cho tính chất quang học gây ra bởi việc phn tn v hấp thụ nh sng của các chất gây đục trong nước. Có mối quan hệ giữa độ đục với lượng chất rắn lơ lửng trong nước nhưng rất khó xác đònh bởi kích thước, hình dạng v chỉ số khc xạ của các hạt khác nhau đều dẫn đến các đặc tính tn xạ nh sng khc nhau. Khi hiện diện ở nồng độ lớn, các hạt hấp thụ ánh sáng như than hoạt tính có thể gây sai số m. Ở nồng độ thấp những hạt ny góp phần vào độ đục của nước nn có thể gây sai số dương. Sự có mặt của các chất hòa tan, mu hấp thụ nh sng cũng gây sai số m.

Hầu hết các máy đo độ đục thương mại được thiết kế để đo độ đục thấp. Nguyn tắc là đo dấu hiệu của cường độ nh sng tn xạ theo một hướng cụ thể, chủ yếu l vuông góc với nh sng tới. Đo độ đục với my dị nh sng tn xạ theo hướng 90o so với tia đến được gọi là Nephelometer (Đục kế). các kết quả đo độ đục theo phương pháp này có đơn vị l NTU (nephelometric turbidity units).

II. cách THỨC LẤY V BẢO QUẢN MẪU:

Việc xác đònh độ đục nên được tiến hành càng sớm càng tốt sau khi lấy mẫu, hoặc có thể đo trực tiếp để không làm thay đổi các điều kiện nhiệt độ, pH của mẫu.

Nếu không thể đo nhanh, cần bảo quản lạnh ở 4oC để giảm sự phn hủy của vi khuẩn. Khuấy nhẹ các mẫu trước khi tiến hành đo.

III. ĐO ĐỘ ĐỤC BẰNG MÁY TOA-DKK WQC-22A

Thiết bị kiểm tra chất lượng nước WQC-22A được thiết kế để kiểm tra nhanh đồng thời 5 chỉ tiu pH, nhiệt độ, độ dẫn điện (EC), oxy hòa tan (DO), độ đục.

Thiết bị gồm một hộp hiển thị có màn hình hiển thị và các nút thao tác. Đi kèm theo nó là một cảm biến với cp di 2m. Cảm biến này được bảo vệ bởi một ống nhựa cứng, bên trong là các điện cực pH, DO, hộp dẫn điện, cảm biến độ đục v nhiệt độ. Thiết bị sử dụng nguồn năng lượng của pin hoặc từ nguồn điện AC. Cảm biến độ đục có thể đo khoảng giá từ 0 – 800 mg/L (0-800 NTU).

a. Thao tc chuẩn bị:

Nạp pin khô: Sử dụng pin khô alkaline (cỡ UM-2, LR-14 hoặc C) hoặc tương tự nạp vo hộp hiển thị theo các bước sau:

– Vặn lỏng hai con ốc phía sau thn my khoảng ¼ theo chiều ngược kim đồng hồ.

–

Mở nắp hộp ra, lắp 6 cục pin vo.

– Đóng nắp, vặn chặt ốc ¼ vòng theo chiều ngược lại.

– Lấy pin ra ngồi nếu không sử dụng my trong thời gian di.

Lắp cảm biến vô thân my: tại thn my, mở nắp của bộ phận tiếp nhận cảm biến, nối phích cắm với những kim dẫn vừa khít với bộ phận tiếp nhận. Sau đó vặn vòng sắt để giữ chặt hai đầu nối.

Bật công tắc. màn hình sau đó sẽ hiển thị trạng thái đo, có thể bắt đầu các thao tc

đo.

b. Hiệu chỉnh cảm biến độ đục:

Thực hiện khi dng cảm biến lần đầu hoặc khi các giá đo có sai khác lớn.

– Chuẩn bị một xô nước sạch.

– Kiểm tra nếu có chất bẩn dính vo phần phát hoặc nhận nh sng thì phải dng giấy mềm lau sạch trước khi hiệu chỉnh.

Nguyn tắc hiệu chỉnh:

– Cần hai giá hiệu chỉnh cho cảm biến độ đục: hiệu chỉnh điểm 0 với nước tinh khiết v hiệu chỉnh khoảng bằng chất chuẩn.

– Vì formazine (NTU) v kaolin tinh chế (JIS) không ổn đònh được dng lm chất chuẩn cho hiệu chỉnh khoảng, do đó công việc hiệu chỉnh yu cầu kó năng và kinh nghiệm.

– Ở điều kiện vận hành bình thường, có thể chỉ hiệu chỉnh điểm 0 đơn giản hoặc hiệu chỉnh cả hai loại.

Các bước hiệu chỉnh điểm 0 (zero calibration):

– Lấy nước sạch/ nước máy đổ đầy xô để có thể nhng ngập phần cảm biến.

– Nhng phần cảm biến vào nước sau đó chuyển động lên xuống để loại bỏ bong bóng.

– Sau khi giá hiển thị được ổn đònh, nhấn “CAL.” trong khoảng 1 giy. Ký hiệu “CAL.” trn màn hình sẽ nhấp nhy.

– Sau khi hồn tất hiệu chỉnh, giá độ đục hiển thị trn màn hình hiển thị “0” v ký hiệu “Z” sng. Ký hiệu “CAL.” ngừng nhấp nhy.

– Hiệu chỉnh điểm 0 đ hồn tất.

Các bước hiệu chỉnh khoảng (span calibration):

– Đối với đơn vị đo là NTU, hiệu chỉnh bằng chất chuẩn là formazine, đối với đơn vị mg/L, hiệu chỉnh bằng chất chuẩn l kaolin.

– Độ nhạy của khoảng có thể được điều chỉnh thủ công nếu hiệu chỉnh bằng kaolin hoặc khi muốn điều chỉnh cảm biến càng độ nhạy với dữ liệu đ đo

trước đó. Độ nhạy của khoảng có thể điều chỉnh từ 50 – 200%. Khi hiệu chỉnh giá mg/L với kaolin, giá NTU cũng thay đổi tương ứng và ngược lại.

– Nhng phần cảm biến hồn tồn v xoay nhẹ vo trong dung dịch hiệu chỉnh.

– Nhấn “CELL CONST” v chọn chế độ đặt khoảng. “SPAN” hiển thị ở góc trái dưới màn hình v độ phóng đại hiển thị ở chính giữa màn hình.

– Điều chỉnh độ nhạy bằng cách nhấn “UP” v “DOWN”.

– Nhấn “CELL CONST” một lần nữa. Việc cài đặt hồn thành, màn hình trở về trạng thi sẵn sàng đo. Hiệu chỉnh hồn tất.

c. Thao tác thực hiện đo độ đục bằng máy WQC-22A

Trước khi đo: Luôn lắp ống bảo vệ vô thân cảm biến khi thực hiện các thao tác đo để bảo quản v trnh các sai hỏng, trừ trường hợp hiệu chỉnh, bảo trì, kiểm tra cảm biến hoặc thay thế điện cực.

Cảm biến độ đục: Có hai cửa số thủy tinh trắng nơi ánh sáng phát ra và được tiếp nhận. Không nhìn lu vo phần nh sng thốt ra ở cự ly gần vì tại đó sẽ phát ra tia hồng ngoại không nhìn thấy được.

Lưu ý: khi để cảm biến độ đục khô trong một thời gian di, bọt khí v chất bẩn có thể dính vo các phần của cảm biến. Trong trường hợp sử dụng cảm biến lin tục, thỉnh thoảng làm ướt cửa sổ thủy tinh trắng của điện cực sau đó nhúng lại vào nước.

Các thao tác đo đơn giản như sau:

– Nhấn nút Mode để chọn chế độ đo độ đục (Turb). Nếu bong bóng khí dính trn phần nh sng ra hoặc/v phần nhận nh sng, cần lắc cảm biến hai, ba lần theo hướng lên xuống để loại bỏ bong bóng hoàn toàn. Khi đầu đọc được ổn đònh, bắt đầu ghi giá đo được.

– Có thể ty chỉnh đơn vị đọc độ đục giữa NTU v mg/L bằng cách nhấn nt “mg/L NTU”.

Sau khi đo: nếu sử dụng trong vòng một tuần, tho ống bảo vệ, rửa điện cực với nước sạch hoặc nước máy, sau đó lắp lại ống bảo vệ và ngâm điện cực trong xô nước sạch.