Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các lĩnh vực y tế, giáo dục và nghiên cứu khoa học, nước cất giữ vai trò là dung môi tinh khiết phục vụ pha chế dược phẩm, thuốc tiêm, rửa vết thương, tẩy rửa dụng cụ thí nghiệm và thực hiện các phép phân tích hóa lý. Hiện nay, việc sản xuất nước cất tại các phòng thí nghiệm chủ yếu sử dụng các thiết bị chưng cất vận hành bằng nhiệt năng hoặc điện năng. Phương pháp này đòi hỏi chi phí năng lượng lớn và làm gia tăng phát thải gây tác động đến môi trường. Tại Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, hệ thống máy cất nước bằng điện đang được vận hành để cung cấp nước cất tại chỗ cho công tác giảng dạy và thực hành.

Nhằm tìm kiếm các giải pháp xử lý nước đơn giản, tiết kiệm chi phí năng lượng và giảm thiểu tác động môi trường, đề tài nghiên cứu phương pháp xử lý nước bằng vật liệu trao đổi ion (nhựa ionit) nhằm đánh giá khả năng thay thế hoặc hỗ trợ cho phương pháp chưng cất truyền thống. Khóa luận tập trung giải quyết 5 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Tìm hiểu tổng quan về nước cất và các hệ thống tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng nước.
  2. Tìm hiểu tổng quan về phương pháp và nguyên lý đo độ dẫn điện trong môi trường nước.
  3. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của các phương pháp phân tích hóa lý nhằm xác định hàm lượng sắt, amoni, độ cứng, clorua và độ dẫn điện.
  4. Tiến hành thực nghiệm phân tích đối chứng 5 chỉ tiêu trên đối với 3 nguồn mẫu: nước cấp ban đầu (nước sinh hoạt tại trường thuộc khu vực Tây Tựu), nước sau khi qua cột lọc trao đổi ion (ionit), và nước cất 1 lần điều chế bằng máy chưng cất tại phòng thí nghiệm.
  5. Tổng hợp, xử lý dữ liệu và đánh giá chất lượng nước giữa các phương pháp xử lý.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại Khoa Công nghệ Hóa, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội trong thời gian từ tháng 03/2013 đến tháng 05/2013. Đối tượng nghiên cứu là các chỉ tiêu hóa lý đặc trưng phản ánh độ tinh khiết của nước trước và sau xử lý.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập hệ thống đánh giá chất lượng nước dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành:

  • TCVN 4851-89 (tương đương ISO 3696-1987): Quy định yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử cho 3 loại nước dùng trong phòng thí nghiệm phân tích hóa vô cơ (Loại 1, Loại 2 và Loại 3).
  • Dược điển Việt Nam IV: Quy định tiêu chuẩn kiểm nghiệm nước tinh khiết dùng trong y tế và sản xuất dược phẩm.
  • QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống, sinh hoạt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết lập dựa trên các quy trình phân tích hóa học và quang phổ công cụ tiêu chuẩn:

Chỉ tiêu phân tích Phương pháp thực nghiệm áp dụng Nguyên lý và điều kiện kỹ thuật
Độ dẫn điện (EC) Đo điện dẫn trực tiếp bằng điện cực tiếp xúc Thiết bị đo HI8733 HANNA, tự động bù trừ nhiệt độ về 25°C với hệ số $\beta$ điều chỉnh $0 - 2,5%/^\circ\text{C}$.
Độ cứng tổng Chuẩn độ tạo phức Complexon Chuẩn độ $\text{Ca}^{2+}$ và $\text{Mg}^{2+}$ bằng dung dịch chuẩn $\text{Na}_2\text{EDTA}$ $0,01\text{ M}$ ở $\text{pH} = 10$ (hệ đệm amoni), chỉ thị Modan đen 11 (ETOO), nhận biết điểm tương đương khi dung dịch chuyển từ đỏ tím sang xanh lục.
Clorua ($\text{Cl}^-$) Chuẩn độ kết tủa Mohr Chuẩn độ ion $\text{Cl}^-$ bằng dung dịch chuẩn $\text{AgNO}_3$ $0,02\text{ M}$ ở khoảng $\text{pH} = 6,5 - 7,0$, chỉ thị $\text{K}_2\text{CrO}_4$ $100\text{ g/l}$, xác định điểm kết thúc khi xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ của $\text{Ag}_2\text{CrO}_4$.
Amoni ($\text{NH}_4^+$) Trắc phổ hấp thụ phân tử UV-Vis Phản ứng tạo phức màu vàng nâu giữa amoni với thuốc thử Nessler ($\text{K}_2[\text{HgI}_4]$) và dung dịch muối Seignette (dung dịch Rock $10%$) tại $\text{pH} = 12$, đo mật độ quang ở bước sóng $\lambda = 400\text{ nm}$.
Sắt tổng ($\text{Fe}$) Trắc phổ hấp thụ phân tử UV-Vis Khử toàn bộ $\text{Fe}^{3+}$ về $\text{Fe}^{2+}$ bằng hydroxylamin hydroclorid ($\text{NH}_2\text{OH}\cdot\text{HCl}$), tạo phức màu da cam-đỏ với $1,10\text{-phenanthrolin}$ trong môi trường đệm axetat ($\text{pH} = 4,5 - 5,0$), đo mật độ quang ở bước sóng $\lambda = 510\text{ nm}$.

Nguồn dữ liệu trong nghiên cứu là số liệu thực nghiệm đo đạc độc lập trên các mẻ mẫu nước cấp sinh hoạt, mẫu nước sau cột lọc ionit vận hành ở các lưu lượng khác nhau ($1,68 - 2,64\text{ lít/giờ}$) và mẫu nước cất 1 lần điều chế tại phòng thí nghiệm.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I - Chương I: Tổng quan về nước cất

Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về nước cất, phân loại nước theo số lần chưng cất (1 lần, 2 lần, 3 lần) và theo cấp độ chất lượng quy định tại TCVN 4851-89 (ISO 3696-1987). Tác giả tổng hợp chi tiết các yêu cầu kỹ thuật của 3 cấp độ nước phòng thí nghiệm:

  • Nước Loại 1: Độ dẫn điện ở $25^\circ\text{C} \le 0,01\text{ mS/m}$ ($0,1\text{ }\mu\text{S/cm}$), độ hấp thụ quang ở $254\text{ nm} \le 0,001$, hàm lượng $\text{SiO}_2 \le 0,01\text{ mg/l}$.
  • Nước Loại 2: Độ dẫn điện ở $25^\circ\text{C} \le 0,1\text{ mS/m}$ ($1,0\text{ }\mu\text{S/cm}$), chất oxy hóa $\le 0,08\text{ mg/l}$, cặn sau bay hơi ở $110^\circ\text{C} \le 1\text{ mg/kg}$, $\text{SiO}_2 \le 0,02\text{ mg/l}$.
  • Nước Loại 3: Độ dẫn điện ở $25^\circ\text{C} \le 0,5\text{ mS/m}$ ($5,0\text{ }\mu\text{S/cm}$ hoặc $0,5\text{ mS/cm}$ tùy quy chuẩn hiển thị), $\text{pH}$ trong khoảng $5,0 - 7,5$, chất oxy hóa $\le 0,4\text{ mg/l}$, cặn bay hơi $\le 2\text{ mg/kg}$.

Chương cũng trích lục đầy đủ các chỉ tiêu kiểm nghiệm nước tinh khiết theo Dược điển Việt Nam IV bao gồm: giới hạn acid - kiềm, nồng độ amoni ($\le 0,2\text{ ppm}$), clorid, nitrat ($\le 0,2\text{ ppm}$), sulfat, calci - magnesi, kim loại nặng ($\le 0,1\text{ ppm}$), cắn sau bay hơi ($\le 0,001%$), độ nhiễm khuẩn ($\le 10^2\text{ vi khuẩn/ml}$) và giới hạn nội độc tố vi khuẩn ($\le 0,25\text{ EU/ml}$).

Phần I - Chương II: Phương pháp đo độ dẫn điện

Nội dung chương tập trung làm rõ bản chất vật lý của độ dẫn điện ($\text{EC}$), mối quan hệ tuyến tính giữa độ dẫn điện và tổng chất rắn hòa tan ($\text{TDS}$). Tác giả phân tích sự phụ thuộc của độ dẫn vào nhiệt độ dung dịch (mỗi khi nhiệt độ tăng $1^\circ\text{C}$, độ dẫn điện tăng từ $2 - 3%$), từ đó khẳng định tầm quan trọng của cơ chế bù trừ nhiệt độ tự động về nhiệt độ chuẩn $25^\circ\text{C}$.

Chương so sánh 2 nguyên lý đo độ dẫn điện:

  1. Phương pháp điện cực tiếp xúc: Sử dụng hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai điện cực nhúng trong dung dịch; phù hợp cho các dung dịch có độ dẫn thấp đến trung bình nhưng dễ bị bám bẩn hoặc phân cực ở nồng độ cao.
  2. Phương pháp dòng điện cảm ứng (không điện cực): Sử dụng hai lõi cuộn cảm biến từ trường tạo dòng điện cảm ứng trong vòng khép kín của dung dịch; thích hợp cho môi trường độ dẫn cao ($> 10.000\text{ }\mu\text{S/cm}$) hoặc mẫu chứa dầu mỡ, chất bám bẩn.

Chương cũng giới thiệu thông số kỹ thuật của một số thiết bị thương mại như SCHOTT Prolab 2000, HI 215 và YSI 3100.

Phần I - Chương III: Tổng quan các phương pháp xác định

Chương này tổng kết các phương pháp phân tích tiêu chuẩn được sử dụng để định lượng từng chỉ tiêu:

  • Độ cứng: Trình bày phương pháp chuẩn độ tạo phức với $\text{EDTA}$ ở $\text{pH} = 10$ và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ($\text{AAS}$) đo $\text{Ca}$ ở $422,7\text{ nm}$, $\text{Mg}$ ở $285,2\text{ nm}$.
  • Amoni: Giới thiệu phương pháp chưng cất - chuẩn độ axit-bazơ (hấp thụ bằng dung dịch axit boric, chuẩn độ bằng $\text{HCl}$) và phương pháp trắc phổ với thuốc thử Nessler tạo phức $\text{Hg}_2\text{NH}_2\text{I}_3$ màu vàng nâu.
  • Sắt: So sánh phương pháp so màu thị giác tạo phức đỏ với $\text{CNS}^-$ trong môi trường axit và phương pháp đo quang trắc phổ tạo phức $\text{Fe}^{2+}$-$1,10\text{-phenanthrolin}$ màu da cam-đỏ ở $\lambda = 510\text{ nm}$.
  • Clorua: Trình bày phương pháp so màu với thủy ngân thiocyanat ($\lambda = 460\text{ nm}$), phương pháp chuẩn độ kết tủa Mohr với $\text{AgNO}_3$, và phương pháp chuẩn độ iod xác định clo tổng số.

Phần II - Chương I: Dụng cụ và hóa chất

Chương mô tả chi tiết danh mục thiết bị, quy trình hiệu chuẩn và vận hành:

  • Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 10 USA (vận hành đo độ hấp thụ Abs, chuẩn hóa mẫu trắng, sử dụng cuvet thạch anh/thủy tinh).
  • Máy đo độ dẫn điện cầm tay HI8733 HANNA (thang đo từ $0,0\text{ }\mu\text{S/cm}$ đến $199,9\text{ mS/cm}$, độ phân giải $0,1\text{ }\mu\text{S/cm}$, đầu dò HI 7633W ATC).
  • Cân phân tích phòng thí nghiệm độ chính xác cao.
  • Quy trình pha chế các dung dịch chuẩn và thuốc thử: $\text{Na}_2\text{EDTA}$ $0,01\text{ M}$ từ muối sấy ở $80^\circ\text{C}$; dung dịch đệm amoni ($\text{pH} = 10$); chỉ thị Modan đen 11 trong trietanolamin; dung dịch chuẩn $\text{CaCO}_3$ $0,01\text{ M}$; dung dịch $\text{AgNO}_3$ $0,02\text{ M}$; chỉ thị $\text{K}_2\text{CrO}_4$ $100\text{ g/l}$; dung dịch đệm axetat ($\text{CH}_3\text{COONa} + \text{CH}_3\text{COOH}$); dung dịch khử $\text{NH}_2\text{OH}\cdot\text{HCl}$ $100\text{ g/l}$; dung dịch chuẩn $\text{Fe}^{2+}$ ($0,1\text{ g/l}$ và $10\text{ mg/l}$); thuốc thử Nessler; dung dịch Rock $10%$ ($\text{K}_2\text{NaC}_4\text{H}_4\text{O}_6$); và dung dịch chuẩn $\text{NH}_4^+$ ($0,1\text{ g/l}$ và $10\text{ mg/l}$).

Phần II - Chương II: Tiến hành thực nghiệm - Kết quả và thảo luận

Tác giả tiến hành phân tích thực nghiệm trên 3 hệ mẫu và thu được chuỗi số liệu cụ thể:

  1. Phân tích độ dẫn điện:

    • Nước cấp: Đo 10 mẫu từ ngày 28/03/2013 đến 10/04/2013, độ dẫn dao động trong khoảng $920 - 1400\text{ }\mu\text{S/cm}$.
    • Nước sau cột ionit: Đo 7 mẫu từ ngày 24/04/2013 đến 14/05/2013 tại các tốc độ dòng ra $28 - 44\text{ ml/phút}$ (lưu lượng $1,68 - 2,64\text{ lít/giờ}$); độ dẫn đạt từ $50,6 - 100,8\text{ }\mu\text{S/cm}$.
    • Nước cất 1 lần: Đo 10 mẫu từ ngày 14/03/2013 đến 27/03/2013, độ dẫn đạt từ $5,4 - 24,6\text{ }\mu\text{S/cm}$.

  2. Phân tích độ cứng tổng (tính theo $\text{CaCO}_3$):

    • Nước cấp: Thể tích $\text{EDTA}$ tiêu tốn từ $6,85 - 7,1\text{ ml}$, hàm lượng $\text{CaCO}_3$ dao động từ $170,028 - 176,233\text{ mg/l}$ (đáp ứng QCVN 01:2009/BYT với ngưỡng giới hạn $< 300\text{ mg/l}$).
    • Nước sau cột ionit: Chuẩn độ với 50 ml mẫu thêm 2 ml $\text{CaCO}3$ chuẩn, $V{\text{EDTA}}$ tiêu tốn $1,7 - 1,8\text{ ml}$, hàm lượng $\text{CaCO}_3$ giảm xuống còn $2,162 - 4,664\text{ mg/l}$ (giảm khoảng 43 lần so với nước cấp).
    • Nước cất 1 lần: $V_{\text{EDTA}}$ tiêu tốn $1,7 - 1,8\text{ ml}$, hàm lượng $\text{CaCO}_3$ đạt từ $2,162 - 4,644\text{ mg/l}$.

  3. Phân tích hàm lượng clorua ($\text{Cl}^-$):

    • Nước cấp: Chuẩn độ 100 ml mẫu, $V_{\text{AgNO}_3}$ tiêu tốn $1,8 - 2,0\text{ ml}$, nồng độ $\text{Cl}^-$ đạt $12,763 - 14,181\text{ mg/l}$.
    • Nước sau cột ionit: $V_{\text{AgNO}_3}$ tiêu tốn $1,0 - 1,2\text{ ml}$, nồng độ $\text{Cl}^-$ giảm còn $7,091 - 8,509\text{ mg/l}$ (giảm gần $50%$).
    • Nước cất 1 lần: Chuẩn độ 200 ml mẫu, $V_{\text{AgNO}_3}$ tiêu tốn $0,5 - 0,6\text{ ml}$, nồng độ $\text{Cl}^-$ giảm sâu xuống mức $1,773 - 2,127\text{ mg/l}$.

  4. Phân tích hàm lượng amoni ($\text{NH}_4^+$):

    • Xây dựng đường chuẩn trắc phổ gồm 11 điểm nồng độ từ $0 - 2,0\text{ mg/l}$ tại $\lambda = 400\text{ nm}$, mật độ quang ($A$) tăng tuyến tính từ $0$ đến $0,401$.
    • Nước sau cột ionit: Phân tích 6 mẫu (06/05/2013 - 11/05/2013), nồng độ amoni dao động từ $0,149 - 0,218\text{ mg/l}$.
    • Nước cất 1 lần: Phân tích 6 mẫu cùng thời gian, nồng độ amoni đạt $0,095 - 0,134\text{ mg/l}$.

  5. Phân tích hàm lượng sắt tổng ($\text{Fe}$):

    • Xây dựng đường chuẩn trắc phổ gồm 9 điểm nồng độ $\text{Fe}^{2+}$ từ $0 - 0,80\text{ mg/l}$ tại $\lambda = 510\text{ nm}$, mật độ quang ($A$) biến thiên từ $0$ đến $0,154$.
    • Nước cấp: Nồng độ sắt tổng đạt $0,147 - 0,179\text{ mg/l}$.
    • Nước sau cột ionit: Nồng độ sắt tổng giảm xuống còn $0,029 - 0,058\text{ mg/l}$.
    • Nước cất 1 lần: Nồng độ sắt tổng đạt $0,024 - 0,053\text{ mg/l}$.

Kết quả và đóng góp

Kết quả phân tích đối chứng

Tổng hợp các chỉ tiêu phân tích thực nghiệm giữa 3 nguồn nước được thể hiện trong bảng sau:

Chỉ tiêu phân tích Nước cấp sinh hoạt (Tây Tựu) Nước sau cột lọc ionit Nước cất 1 lần (Máy PTN) Tiêu chuẩn tham chiếu
Độ dẫn điện ở $25^\circ\text{C}$ $920 - 1400\text{ }\mu\text{S/cm}$ $50,6 - 100,8\text{ }\mu\text{S/cm}$ $5,4 - 24,6\text{ }\mu\text{S/cm}$ TCVN 4851-89 Loại 3: $\le 0,5\text{ mS/cm}$
Độ cứng tổng ($\text{CaCO}_3$) $170,028 - 176,233\text{ mg/l}$ $2,162 - 4,664\text{ mg/l}$ $2,162 - 4,644\text{ mg/l}$ QCVN 01:2009/BYT: $\le 300\text{ mg/l}$
Hàm lượng Clorua ($\text{Cl}^-$) $12,763 - 14,181\text{ mg/l}$ $7,091 - 8,509\text{ mg/l}$ $1,773 - 2,127\text{ mg/l}$ Dược điển IV (thử giới hạn)
Hàm lượng Amoni ($\text{NH}_4^+$) Không xác định trực tiếp $0,149 - 0,218\text{ mg/l}$ $0,095 - 0,134\text{ mg/l}$ Dược điển IV: $\le 0,2\text{ ppm}$
Hàm lượng Sắt tổng ($\text{Fe}$) $0,147 - 0,179\text{ mg/l}$ $0,029 - 0,058\text{ mg/l}$ $0,024 - 0,053\text{ mg/l}$ TCVN / Dược điển IV

Đánh giá và đóng góp của đề tài

  • Hiệu quả xử lý của cột lọc ionit: Cột lọc nhựa trao đổi ion có khả năng khử các cation kim loại rất tốt. Độ cứng tổng ($\text{Ca}^{2+}, \text{Mg}^{2+}$) giảm khoảng 43 lần so với nước cấp ban đầu, đạt mức $2,162 - 4,664\text{ mg/l}$, hoàn toàn tương đương với nước cất 1 lần. Hàm lượng sắt tổng cũng được loại bỏ sâu, đạt ngưỡng $0,029 - 0,058\text{ mg/l}$ (tương đương mức $0,024 - 0,053\text{ mg/l}$ của nước cất).
  • Giới hạn của phương pháp trao đổi ion đơn cấp: Nước qua cột ionit chỉ khử được khoảng $50%$ hàm lượng ion clorua ($7,091 - 8,509\text{ mg/l}$) và giảm một phần amoni ($0,149 - 0,218\text{ mg/l}$). Độ dẫn điện của nước ionit ($50 - 100\text{ }\mu\text{S/cm}$) cao hơn và có độ ổn định kém hơn so với nước cất 1 lần ($5 - 25\text{ }\mu\text{S/cm}$).
  • Đánh giá theo tiêu chuẩn: Cả nước cất 1 lần và nước qua cột ionit đều đáp ứng quy định về độ dẫn điện đối với nước Loại 3 theo TCVN 4851-89 (ISO 3696-1987), đủ điều kiện phục vụ cho các phép phân tích hóa học thông thường và điều chế dung dịch thuốc thử trong các phòng thí nghiệm phương pháp ướt. Nước cất 1 lần đạt giới hạn amoni theo Dược điển IV ($\le 0,2\text{ ppm}$), trong khi nước qua cột ionit ở sát ngưỡng này.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận được thực hiện trong phạm vi và điều kiện phòng thí nghiệm với các đặc điểm sau:

  • Nghiên cứu khảo sát trên mô hình cột lọc ionit đơn lẻ, chưa đánh giá chi tiết cấu tạo loại hạt nhựa (cationit đơn thuần hay hệ hỗn hợp), chưa xác định dung lượng trao đổi ion bão hòa và chu kỳ hoàn nguyên của cột.
  • Thực nghiệm phân tích tập trung vào 5 chỉ tiêu vô cơ cơ bản ($\text{Fe}, \text{NH}_4^+, \text{Ca}^{2+}/\text{Mg}^{2+}, \text{Cl}^-$, độ dẫn điện), chưa mở rộng phân tích các chỉ tiêu vi sinh, chất hữu cơ hòa tan ($\text{COD}/\text{BOD}$), silic dioxit hay các kim loại nặng dạng vết theo đầy đủ các cấp độ của TCVN 4851-89.

Các hướng phát triển nghiên cứu tiếp theo dựa trên phạm vi đề tài gồm:

  • Khảo sát hệ thống cột trao đổi ion kết hợp (cột cationit nối tiếp cột anionit hoặc cột hỗn hợp mixed-bed) nhằm nâng cao hiệu quả khử triệt để anion clorua và giảm độ dẫn điện xuống cấp độ nước Loại 2 hoặc Loại 1.
  • Nghiên cứu quy trình hoàn nguyên tái sinh nhựa ionit và tính toán bài toán kinh tế - năng lượng chi tiết khi kết hợp cột lọc ionit làm công đoạn tiền xử lý trước máy cất nước.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận cung cấp giá trị tham khảo chuyên môn cho các đối tượng:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Kỹ thuật Môi trường: Tham khảo quy trình chuẩn hóa và phương pháp thực nghiệm phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước theo phương pháp thể tích (chuẩn độ Complexon, chuẩn độ Mohr) và phương pháp quang phổ phân tử (UV-Vis với thuốc thử Nessler và $1,10\text{-phenanthrolin}$).
  • Kỹ thuật viên và cán bộ quản lý phòng thí nghiệm: Sử dụng các dữ liệu thực nghiệm để đánh giá chất lượng nước cấp, lựa chọn cấu hình xử lý nước phục vụ công tác chuẩn bị mẫu, pha chế thuốc thử và vệ sinh dụng cụ thí nghiệm nhằm tiết kiệm điện năng tiêu thụ từ máy cất.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước sau khi qua cột lọc ionit và nước cất 1 lần có đáp ứng tiêu chuẩn nước phòng thí nghiệm theo TCVN 4851-89 không?
Có. Cả nước cất 1 lần (độ dẫn điện $5,4 - 24,6\text{ }\mu\text{S/cm}$) và nước sau cột ionit (độ dẫn điện $50,6 - 100,8\text{ }\mu\text{S/cm}$) đều nằm trong giới hạn cho phép về độ dẫn điện của nước Loại 3 theo TCVN 4851-89 (yêu cầu không lớn hơn $0,5\text{ mS/cm}$ ở $25^\circ\text{C}$), phù hợp cho các phép phân tích thông thường và pha chế dung dịch thuốc thử.

2. Khả năng loại bỏ độ cứng (tính theo $\text{CaCO}_3$) của cột lọc ionit đạt hiệu quả như thế nào so với chưng cất?
Cột lọc ionit cho hiệu quả khử độ cứng tương đương với máy chưng cất nước 1 lần. Hàm lượng $\text{CaCO}_3$ từ $170,028 - 176,233\text{ mg/l}$ trong nước cấp giảm xuống còn $2,162 - 4,664\text{ mg/l}$ sau khi qua cột ionit (giảm xấp xỉ 43 lần), tương đương với mức $2,162 - 4,644\text{ mg/l}$ của nước cất 1 lần.

3. Hàm lượng Clorua ($\text{Cl}^-$) thay đổi ra sao giữa các phương pháp xử lý?
Nước cấp ban đầu có hàm lượng $\text{Cl}^-$ từ $12,763 - 14,181\text{ mg/l}$. Sau khi qua cột lọc ionit, hàm lượng $\text{Cl}^-$ giảm xuống $7,091 - 8,509\text{ mg/l}$ (giảm khoảng một nửa). Trong khi đó, máy cất nước 1 lần loại bỏ clorua hiệu quả hơn, đưa hàm lượng $\text{Cl}^-$ giảm sâu xuống còn $1,773 - 2,127\text{ mg/l}$.

4. Khóa luận sử dụng các bước sóng nào để phân tích trắc phổ Amoni và Sắt tổng?
Phép đo quang xác định hàm lượng Amoni ($\text{NH}_4^+$) với thuốc thử Nessler được thực hiện tại bước sóng $\lambda = 400\text{ nm}$ (khoảng nồng độ đường chuẩn $0 - 2,0\text{ mg/l}$). Phép đo quang xác định Sắt tổng ($\text{Fe}$) với thuốc thử $1,10\text{-phenanthrolin}$ được thực hiện tại bước sóng $\lambda = 510\text{ nm}$ (khoảng nồng độ đường chuẩn $0 - 0,80\text{ mg/l}$).

5. Thiết bị đo độ dẫn điện được sử dụng trong thực nghiệm có thông số kỹ thuật chính như thế nào?
Thực nghiệm sử dụng máy đo độ dẫn điện cầm tay HI8733 HANNA, có các thang đo $\mu\text{S/cm}$ ($0,0 - 199,9$ và $0 - 1999$) cùng thang $\text{mS/cm}$ ($0,00 - 19,99$ và $0,0 - 199,9$), độ đúng $\pm 1%$ toàn thang, tích hợp chức năng tự động bù nhiệt độ từ $0 - 50^\circ\text{C}$ với hệ số $\beta$ điều chỉnh $0 - 2,5%/^\circ\text{C}$ và đầu dò HI 7633W ATC.

Kết luận

Khóa luận đã hoàn thành việc phân tích, đánh giá đối chứng 5 chỉ tiêu hóa lý quan trọng giữa nguồn nước sinh hoạt cấp ban đầu, nước xử lý qua cột lọc nhựa trao đổi ion và nước cất 1 lần chưng cất bằng điện. Kết quả thực nghiệm khẳng định phương pháp trao đổi ion có khả năng loại bỏ độ cứng và sắt tổng tương đương với phương pháp chưng cất, đồng thời đưa độ dẫn điện của nước về ngưỡng đạt chuẩn nước phòng thí nghiệm Loại 3 theo TCVN 4851-89. Công trình cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm có độ tin cậy cao, tạo tiền đề khoa học cho việc nghiên cứu kết hợp cột lọc ionit nhằm giảm tải chi phí năng lượng trong sản xuất nước phục vụ phân tích.