Chương 4 Công nghệ xử lý nước và nước thải, nội dung trình bày trong chương này chia làm 4 phần: Phần 1 Nguyên lý; phần 2 Phương pháp xử lý nước cấp (lắng, lọc, oxi hóa); phần 3 Công nghệ xử lý nước thải; phần 4 Một số ví dụ về công nghệ xử lí nước thải.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ môi trường: Chương 4 - GS.TS Đặng kim Chi
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
NƯỚC và nƯỚC THẢI
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC và nƯỚC
THẢI
I. Khái niệm
1. Nước cấp
-Dùng cho sinh hoạt, sản xuất
-Nguồn nước cấp: nước mặt, nước ngầm
Muốn xử dụng nước theo nhu cầu phải xử lí
2. Nước thải
-Là nước phát sinh sau khi đã sử dụng nước cấp
-Nước thải sinh hoạt: chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ, SS, coliform…
-Nước thải sản xuất: thành phần phụ thuộc đặc thù sản xuất.
-Cách phân loại khác: Nước thải đô thị, nước thải bệnh viện, nông
nghiệp…
-Muốn xả lại vào nguồn tiếp nhận phải xử lý.
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước
1. pH
pH= -log[H+]
-pH thay đổi dẫn đến thay đổi thành phần trong nước.
VD: pH4 Pb2+, Zn2+, Al3+, Cd2+
-pH có thể làm tăng hoặc giảm vận tốc phản ứng hóa học trong nước.
2. Độ axit và độ kiềm
-Là sự xuất hiện của các axit vô cơ (có nhiều trong nước ngầm khi chảy qua lớp
khoáng chứa bản chất lưu huỳnh) và CO2
-Độ kiềm: Hydroxit (tính kiềm mạnh), bicacbonat (tính kiềm yếu), cacbonat. Độ
kiềm ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật và độ cứng của nước.
-Độ axit: Do axit vô cơ H2SO4, HNO3, HCl
Do CO2
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
3. Mầu sắc
-Màu thực: Màu do chất hữu cơ, nhiều chiết của thực vật gây nên (tảo, chất hữu cơ
gây ô nhiễm có màu). Màu này khó tách.
-Màu biểu kiến: Do các chất vô cơ gây nên. Màu này dễ xử lý.
4. Độ đục
-Do hạt rắn lơ lửng, chất hữu cơ phân rã
-Đơn vị tính: 1mg SiO2/1l nước sạch.
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
5. Hàm lượng chất rắn trong nước
-Là phần chất rắn bao gồm: chất vô cơ, chất hữu cơ, chất hữu cơ tổng hợp
-Tổng chất rắn (TS): là trọng lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi bay
hơi 1 lít nước trong nồi hấp thủy, sấy khô ở 103oC cho đến trọng lượng không đổi.
-Chất rắn huyền phù (SS): là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước, tính bằng trọng
lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít mẫu nước,
sấy khô ở 103oC cho đến trọng lượng không đổi. Đơn vị: mg/l
-Chất rắn hòa tan (DS): DS=TS-SS (mg/l)
-Chất rắn bay hơi (VS): Trọng lượng mất đi khi nung chất rắn huyền phù ở 550oC
-Chất rắn có thể lắng: là lượng thể tích tính bằng ml của phần chất rắn có trong 1 lít
nước mẫu đã lắng xuống sau một khoảng thời gian xác định (thông thường là 1h)
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
6. Độ cứng của nước
-Độ cứng vĩnh cửu (phi cacbonat): Ca2+, Mg2+ do các muối sunfat và clorua gây
nên. Sau khi đun thì không mất độ cứng này.
-Độ cứng cacbonat: của muối MgCO3, CaCO3 sau khi đun tạo cặn lắng có thể
tách→độ cứng tạm thời.
7. Hàm lượng Mn, Fe trong nước
-Do sự hòa tan Fe, Mn có trong nước ngầm.
-Tạo mầu, mùi tanh, tắc đường ống:
Mn2+→Mn4+
Mn+O2→MnO2↓đen
Fe2++O2→Fe3+ ↓nâu đỏ
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
8. Hàm lượng oxi hòa tan (DO)
-Là lượng oxy trong không khí có thể hòa tan trong nước, tham gia quá trình trao
đổi chất, tái sản xuất các vi sinh vật, động vật trong nước.
-DO thấp: nước có nhiều chất hữu ô nhiễm đã tiêu thụ nhiều O2.
-DO cao: nhiều rong tảo, tham gia quá trình quang hợp giải phóng O2.
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
9. BOD: nhu cầu oxy sinh hóa
-BOD tăng→lượng oxy cần dùng cho oxy hóa chất hữu cơ tăng→chất hữu cơ tăng.
-Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ (VSV) trong nước. Đơn vị: mgO2/l
10. COD: nhu cầu oxy hóa học
-Đặc trưng cho ô nhiễm hữu cơ. BOD
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
11. Hàm lượng phốtpho trong nước
-Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: HPO42-, H2PO4-, PO43-, phôtpho hữu cơ,
Poly P.
12. Hàm lượng nito
-Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: NH4+, NO3-, NO2-, N hữu cơ, N tổng.
13. Hàm lượng kim loại nặng
-d>5mg/cm3. Là vi lượng trong nước có khả năng tích tụ trong cơ thể sống.
Vd: Pb, Fe, Hg, Cd, Zn, Mo, Sn, Cr…
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
14. Hàm lượng phenol
-Thường trong nước thải chứa cyanua.
-Gây ảnh hưởng đến sức khỏe, có khả năng gây ung thư
15. Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật
DDT666, Clodan, Aldrin, Dialdren…
16. Hàm lượng vi sinh vật trong nước
Vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo, coliform…
17. Hàm lượng dầu, mỡ khoáng
18. Nhiệt độ
19. Chất phóng xạ
20. Hàm lượng Sunfat
- 2. Các tiếp cận việc xử lý nước thải bền vững và
hiệu quả
Nắm được các Quy định về môi trường hợp pháp hoá
nhu cầu xác định các mục tiêu xử lý nước thải của các
cộng đồng và các cơ sở công nghiệp
Phân loại và xác định đặc tính của nước
thải là bước mấu chốt trong lựa chọn các
công nghệ xử lý nước thải phù hợp
Làm chủ các công nghệ xử lý nước thải là chìa khoá để thiết kế
các trạm xử lý nước thải bền vững .
- 2.1 Quá trình lựa chọn công nghệ tốt
Quá
nhất hiện có (BAT)
hiện
Các quá trình ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp
Nguồn: Tiền xử lý chất thải công nghiệp, Sổ tay Thực hành FD-3, WEF,
trang 34, bảng 3.1
Chất ô nhiễm Các quá trình
Các chất hữu cơ bền (COD- -Oxy hoá hoá học
BOD) -Hấp phụ bằng cacbon
Các hợp chất hữu cơ bay hơi -Sục khí, oxy hoá hoá học
-Hấp phụ, xử lý sinh học
Tổng chất rắn lơ lửng Có hoặc không có keo tụ/đông tụ:
-Lắng
-Tuyển nổi
-Lọc
- 2.1. Quá trình lựa chọn công nghệ tốt
Quá
nhất hiện có (BAT)
hiện
Các quá trình ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp
Nguồn: Tiền xử lý chất thải công nghiệp, Sổ tay Thực hành FD-3, WEF, trang
34, bảng 3.1
Chất ô nhiễm Các quá trình
Nitơ -Tách amonia
-Nitrat hoá và khử nitrat
-Khử bằng clo
Phốt pho -Kết tủa
-Hấp thụ sinh học
-Trao đổi ion
Kim loại nặng -Kết tủa hoá học
-Trao đổi ion
-Lọc màng
Chất rắn vô cơ hoà tan -Trao đổi ion
-Thẩm thấu ngược
-Thấm tách bằng điện
Dầu mỡ -Keo tụ / đông tụ / tuyển nổi
-Siêu lọc
- 2.1. Quá trình lựa chọn công nghệ tốt
Quá
nhất hiện có (BAT)
hiện
• Một số công nghệ tương đương nhau có thể được lựa chọn sơ bộ tại bước này
• Các công nghệ được lựa chọn sơ bộ trên cơ sở cân nhắc những chất ô nhiễm chính
Các quá trình ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp
Nguồn: Tiền xử lý chất thải công nghiệp, Sổ tay Thực hành FD-3, WEF,
trang 34, bảng 3.1
Chất ô nhiễm Các quá trình
Chất hữu cơ phân huỷ sinh Xử lý sinh học hiếu khí:
học (BOD) -Bùn hoạt tính, mương oxy hoá
-Hồ hiếu khí
-Lọc nhỏ giọt
-Đĩa sinh học quay (RBC)
-Hồ ổn định
-Thiết bị phản ứng kiểu đệm
Xử lý sinh học yếm khí
-Hồ yếm khí
-Lọc yếm khí
-Tiếp xúc yếm khí
- Ngành CN Mức tiêu thụ nước, Mức tiêu thụ nước,
m3/tấn sản phẩm galon/tấn sản phẩm
Min Max Min Max
Đồ hộp
Đậu xanh 50,0 70,9 12 000 17 000
Đào, lê 15,0 20,0 3 600 4 800
Các loại rau quả khác 4,0 35,0 960 8 400
Thực phẩm và đồ uống
Bia 10,0 16,0 2 400 3 840
Bánh mỳ 2,0 4,0 480 960
Thịt đóng gói 15,0 20,0 3 600 4 800
Sản phẩm từ sữa 10,0 20,0 2 400 4 800
Whisky 60,0 80,1 14 400 19 200
Hoá chất
Amoniắc 100,1 300,2 24 000 72 000
CO2 60,0 90,1 14 400 21 600
Lactose 600,5 800,6 144 000 192 000
Sunphua 8,0 10,0 1 920 2 400
Giấy và bột giấy
Bột giấy 250,2 792,3 60 000 190 000
Giấy 120,9 158,5 29 000 38 000
Dệt
- 2.1. Quá trình lựa chọn công nghệ tốt
Quá
nhất hiện có (BAT) kỹ các thông số ô
• A. Các đặc trưng chung của • B. Kiểm tra
dòng thải công nghiệp : nhiễm :
– Kim loại nặng – Sắp xếp các chất ô nhiễm chính vào
– Các đặc tính chung (hữu cơ và vô các nhóm thông số (các chất rắn lắng
cơ) được, TSS, TDS, SS bay hơi, v.v…)
– Mức tiêu thụ và thải nước của quá – Thí nghiệm pilot nhằm xác định khả
trình sản xuất năng xử lý hoặc khảo sát thực tế tại
các cơ sở xử lý tương tự hiện có
• C. Lựa chọn sơ bộ:
– Liệt kê các công nghệ hiện có
• D. Lựa chọn cuối cùng: – Công nghệ đề xuất cho các loại hình
– Nghiên cứu kỹ các công nghệ đã công nghiệp
được lựa chọn sơ bộ
– Dự đoán hiệu suất quá trình
– Xem xét các phương án khác nhau
– Tổng hợp các tiêu chí lựa chọn
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
III. Công nghệ xử lý nước thải
1. Phân loại quá trình và phương pháp xử lý nước thải
Nước thải Tách chất rắn vô cơ Tách chất rắn lơ lửng Tách chất hữu cơ
(không đạt TCMT) thô (bể tuyển nổi) hòa tan
Song/lưới
Tách Ni
Tách chất rắn lơ
lửng mịn
Tách chất vi lượng
Khử vk
Tách chất hữu cơ(lọc,
bay hơi, làm lạnh,
trích ly, thẩm thấu
ngược)
Tách chất vô cơ (điện
thẩm, trao đỏi ion)
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
-Chia ba cấp xử lý:
+ Cấp 1(xử lý sơ bộ): tách chất rắn thô, vật rắn nổi có kích thước lớn. Xử lý
cấp 1 gồm các quá trình: lọc, song chắn, tuyển nổi, lắng, tách dầu mỡ, trung
hòa.
+ Cấp 2 (xử lý thứ cấp): tách các chất hữu cơ hòa tan gồm các quá trình
sinh học ( dùng vi sinh vật để xử lý), hóa học.
+ Cấp 3: khi yêu cầu về chất lượng nước cao. Xử lý các vi sinh vật gây bệnh
gồm các quá trình sau: kết tủa, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu
ngược, khử trùng bằng clo, ozon. Tách các chất dinh dưỡng N, P.
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải
Mục đích: tách hạt rắn lơ lửng mà có thể ảnh hưởng đến đường ống.
Các phương pháp thủy cơ: lọc qua song chắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng
của lực trọng trường, điều hòa thành phần và lưu lượng nước thải.
Nguyên tắc lựa chọn phương pháp: phụ thuộc kích thước và tính chất hóa lý
hạt lơ lửng, hàm lượng chất rắn lơ lửng, lưu lượng nước thải và yều cầu chất
lượng nước sau xử lý.
.
- CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp)
a. Lọc
-Song chắn: lọc vật rắn thô, làm bằng kim loại, đặt ở cửa ngoài kênh, nghiêng
một góc 60-75o.
-Lưới lọc: tấm kim loại uốn thành hình tang trống, kích thước lỗ 0,5-1,0 mm,
quay với vận tốc 0,1-0,5m/s. Chỉ cho nước thải qua bề mặt lưới, còn vật rắn bị
giữ lại trong bề mặt lưới sẽ được cào ra.
b. Bể điều hòa lưu lượng: nhằm ổn định lưu lượng nước thải và thành phần
nước thải trước khi vào hệ thống xử lý. Đây là bể thu nước từ các nguồn khác
nhau được gom lại để vào hệ thống xử lý chung.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
