BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BÀI GIẢNG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
(Lưu hành nội bộ)
ThS. Nguyễn Minh Kỳ
Tp. HCM, 7/2016
Bài giảng – Xử lý nước thải công nghiệp
i
ThS. Nguyễn Minh Kỳ
Mục lục
Mở đầu ................................................................................................................................................... iii
Mục tiêu ................................................................................................................................................. iv
Thuật ngữ viết tắt .................................................................................................................................... v
Danh mục các hình, biểu bảng .............................................................................................................. vii
CHƯƠNG 1 ............................................................................................................................................ 1
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ........................................................................... 1
1.1. Tổng quan tài nguyên nước .......................................................................................................... 1
1.1.1. Chu trình nước trong tự nhiên ............................................................................................... 1
1.1.2. Vai trò của nước đối với đời sống, sinh hoạt, sản xuất ......................................................... 1
1.1.3. Tài nguyên nước trên thế giới ............................................................................................... 1
1.1.4. Tài nguyên nước của Việt Nam ............................................................................................ 2
1.2. Tiêu chuẩn cấp nước .................................................................................................................... 2
1.3. Ô nhiễm môi trường nước và phân loại ....................................................................................... 3
1.4. Quan trắc và giám sát chất lượng nước ........................................................................................ 4
1.5. Nguồn và tác nhân gây ô nhiễm nước .......................................................................................... 4
1.6. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước ............................................................................................... 9
1.7. Hậu quả ô nhiễm nước ............................................................................................................... 10
1.8. Quy chuẩn kỹ thuật chất lượng nước ......................................................................................... 13
1.9. Ô nhiễm môi trường nước trong công nghiệp ............................................................................ 13
1.10. Kiểm soát ô nhiễm nước .......................................................................................................... 13
1.11. Đo lưu lượng, lấy mẫu và phân tích nước thải ......................................................................... 15
1.12. Cơ sở lựa chọn giải pháp xử lý nước thải ................................................................................ 16
1.13. Khái quát về các hệ thống xử lý nước thải ............................................................................... 20
CHƯƠNG 2 .......................................................................................................................................... 22
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC .................................................................. 22
2.1. Song chắn rác ............................................................................................................................. 22
2.2. Bể lắng ....................................................................................................................................... 25
2.3. Phân tách dầu ............................................................................................................................. 32
2.4. Bể lọc (Filtration) ....................................................................................................................... 33
2.5. Bể điều hoà ................................................................................................................................ 35
CHƯƠNG 3.. ........................................................................................................................................ 29
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ ........................................ 37
3.1. Trung hòa ................................................................................................................................... 37
3.2. Keo tụ - tạo bông (Coagulation – Flocculation)......................................................................... 39
3.3. Kết tủa ........................................................................................................................................ 42
3.4. Hấp thụ ....................................................................................................................................... 42
3.5. Hấp phụ ...................................................................................................................................... 43
3.6. Phương pháp oxy hóa................................................................................................................. 49
3.7. Trao đổi ion ................................................................................................................................ 51
3.8. Tuyển nổi (Flotation) ................................................................................................................. 56
3.9. Khử trùng ................................................................................................................................... 62
3.10. Phương pháp điện hóa .............................................................................................................. 63
3.11. Màng lọc .................................................................................................................................. 64
3.12. Oxy hóa nâng cao AOPs (Advanced Oxidation Process) ........................................................ 77
CHƯƠNG 4 .......................................................................................................................................... 98
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC .............................................................. 98
4.1. Tổng quan vi sinh vật trong hệ thống xử lý nước thải sinh học ................................................. 98
4.2. Động học quá trình phát triển vi sinh vật và quá trình oxy hóa sinh hóa ................................... 99
4.3. Phương pháp hiếu khí (Aerobic) .............................................................................................. 100
4.3.1. Khái quát ........................................................................................................................... 100
4.3.2. Aerotank (Quá trình bùn hoạt tính) ................................................................................... 101
4.3.3. Ổn định tiếp xúc ................................................................................................................ 108
4.3.4. Mương oxy hóa ................................................................................................................. 109
Bài giảng – Xử lý nước thải công nghiệp
ii
ThS. Nguyễn Minh Kỳ
4.3.5. Đĩa quay sinh học (Rotating biological contactor) ........................................................... 111
4.3.7. Hiếu khí mở rộng (Extended Aeration)............................................................................. 114
4.3.8. Bùn hoạt tính Step feed ..................................................................................................... 114
4.3.9. Lọc nhỏ giọt (trickling filter) ........................................................................................... 115
4.3.10. Bể phản ứng lọc màng sinh học (MBR) .......................................................................... 122
4.4. Phương pháp thiếu khí (Anoxic) .............................................................................................. 124
4.4.1. Khái quát ........................................................................................................................... 124
4.4.2. Bể Anoxic ......................................................................................................................... 124
4.5. Phương pháp kỵ khí (Anaerobic) ............................................................................................. 125
4.5.1. Khái quát ........................................................................................................................... 125
4.5.2. Quá trình phân hủy trong bể kỵ khí .................................................................................. 128
4.5.3. Yếu tố ảnh hưởng .............................................................................................................. 130
4.5.4. Thuận lợi và khó khăn của phương pháp kỵ khí ............................................................... 131
4.5.5. Điều kiện quan trọng để xử lý kỵ khí hiệu quả ................................................................. 133
4.5.6. Một số quá trình kỵ khí ..................................................................................................... 133
4.6. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên ................................................................................. 141
4.6.1. Giới thiệu .......................................................................................................................... 141
4.6.2. Ao hồ sinh học .................................................................................................................. 141
4.6.3. Cánh đồng tưới (lọc) và bãi lọc ......................................................................................... 144
4.7. Công nghệ Wetland .............................................................................................................. 149
4.8. Một số công nghệ xử lý nước thải hiện đại .......................................................................... 154
CHƯƠNG 5 ........................................................................................................................................ 158
XỬ LÝ NITƠ VÀ PHỐT PHO........................................................................................................... 158
5.1. Khử nitơ ................................................................................................................................... 158
5.2. Loại phốt pho ........................................................................................................................... 163
CHƯƠNG 6 ........................................................................................................................................ 167
XỬ LÝ BÙN CẶN ............................................................................................................................. 167
6.1. Khái quát .................................................................................................................................. 167
6.2. Nguồn gốc phát sinh và đặc điểm ............................................................................................ 168
6.3. Công nghệ xử lý bùn ................................................................................................................ 168
CHƯƠNG 7 ........................................................................................................................................ 175
HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỘT SỐ NGÀNH NGHỀ CÔNG NGHIỆP ......................... 175
7.1. Công nghiệp nước giải khát ..................................................................................................... 175
7.2. Công nghiệp chế biến thực phẩm ............................................................................................. 177
7.3. Công nghiệp dệt nhuộm ........................................................................................................... 179
7.4. Công nghiệp thuộc da .............................................................................................................. 181
7.5. Công nghiệp hóa chất BVTV và phân bón .............................................................................. 183
7.6. Công nghiệp luyện kim và dầu mỏ .......................................................................................... 185
7.7. Công nghiệp sản xuất giấy ....................................................................................................... 188
7.8. Công nghiệp sản xuất mía đường ............................................................................................ 189
7.9. Công nghiệp chế biến cao su ................................................................................................... 191
7.10. Xử lý nước thải bệnh viện, trung tâm dịch vụ y tế................................................................. 193
Bài giảng – Xử lý nước thải công nghiệp
iii
ThS. Nguyễn Minh Kỳ
Mở đầu
Trong xu thế phát triển của nhân loại, các hoạt động kinh tế - xã hội là nhu cầu
tất yếu và cũng là động lực thúc đẩy tiến bộ. Tuy vậy, mặt trái các quá trình đó sẽ tạo
ra các dòng chất thải, nhất là nước thải công nghiệp và gây ảnh hưởng đến môi trường
và sức khỏe.
Nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường
những kiến thức, kỹ năng cơ bản về các quá trình xử lý nước thải nên tập tài liệu nhỏ
được ra đời trên cơ sở tham khảo các tài liệu của các đồng nghiệp trong và người
trường. Trong đó, bao gồm các nội dung từ tổng quan về nước thải cho tới các phương
pháp xử lý nước thải bằng cơ học, hóa lý, hóa học và sinh học. Ngoài ra, còn đề cập
đến quá trình nâng cao xử lý các chất dinh dưỡng nitơ, phốt pho cũng như giải pháp
loại bỏ bùn thải và giới thiệu một số nghiên cứu điển hình xử lý nước thải công nghiệp.
Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không thể tránh được sai sót, rất mong nhận
được sự quan tâm của độc giả để tài liệu nhỏ được hoàn thiện hơn thời gian tới.
Tác giả