Xử lý nước thải

Chia sẻ: Nguyen Dinh Manh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

204
lượt xem 44
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

: - Cùng với sự phát triễn của văn minh nhân loại, nhu cầu về nước ngày càng tăng, lượng nước công nghiệp cũng như sinh hoạt thải ra ngày càng nhiều, gây ô nhiễm đáng kể đến nước mặt và môi trường. Do đó nhiều vùng nước mặt đã bị ô nhiễm các hợp chất hóa học và vi sinh vật độc hại. - Có thể nói nước thải là một hệ di thể rất phức tạp bao gồm rất nhiều chất tồn tại dưới các dạng khác nhau. Nếu như nước thải công nghiệp chứa rất nhiều các...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xử lý nước thải

XỬ LÝ NƯỚC THẢI I. Nước thải : - Cùng với sự phát triễn của văn minh nhân loại, nhu cầu về nước ngày càng tăng, lượng nước công nghiệp cũng như sinh hoạt thải ra ngày càng nhiều, gây ô nhiễm đáng kể đến nước mặt và môi trường. Do đó nhiều vùng nước mặt đã bị ô nhiễm các hợp chất hóa học và vi sinh vật độc hại. - Có thể nói nước thải là một hệ di thể rất phức tạp bao gồm rất nhiều chất tồn tại dưới các dạng khác nhau. Nếu như nước thải công nghiệp chứa rất nhiều các chất dưới dạng các chất vô cơ và hữu cơ thì nước thải sinh hoạt lại chứa rất nhiều các chất dưới dạng protein, hidrocacbon, mỡ, các chất thải ra từ người và động vật ngoài ra cồn kể đến các loại rác như: giấy, gỗ, các chất hoạt động bề mặt…các hợp chất vô cơ thường gặp ở đây là các ion như: Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, CO32-, SO42-. Ngoài ra nước thải sinh hoạt còn chứa các vi rút, vi khuẩn, rong rêu. - Với ngành sản xuất khác nhau thì trong các nước thải sẽ có những loại hóa chất khác nhau như : + Khai khoáng : các kim loại, các axit vô cơ. + Gia công đồ gỗ, kẽm. + Đồ gốm : Ba, Cd, Li, Mg, Se. + Luyện cốc : NH3, H2S, các kiềm... + Công nghiệp sơn : Ba, ClO3-, Cd, Co, Pb, Cn, Mn,.. + Hóa dược : B, Br, NH4+, K, các axit, kiềm các chất hữu cơ... + Thủy tinh : H2BO3, As.... - Trong các hóa chất gây nhiễm bẩn nguồn nước thì Hg, Be, Cd. Pb, As, Se có tinh độc rất cao. - Nước thải sinh hoạt có thành phần hóa học đơn giản hơn, chủ yếu bao gồm : K, Na, Fe, Pb, Zn, Ni, Hg, Ag, Co... II. Hiện trạng xử lý nước thải ở Việt Nam: 1. Xử lý nước thải sinh hoạt đô thị : - Đối với nước thải đô thị, khu dân cư, hầu hết sử dụng bể tự hoại xử lý tại chỗ thuộc các gia đình. Đa số các đô thi Việt Nam chưa có trạm xử lý, nhà máy xử lý nước thải tập trung. Tới nay chỉ có khoảng 10 nhà máy xử lý nước thải đô thị đượ xây dụng và đưa vào hoạt động tại Hà Nội, Đà Nẵng, Đà Lạt, TP Hồ Chí Minh, .. và cũng có 1 số thành phố khác đang thực hiện dự án thoát nước và vệ sinh môi trường như TP Huế, Hạ Long, Việt Trì, Thanh Hóa, Đồng Hới, Nha Trang, Quy Nhơn.
- Công nghệ xử lý nước thải là công nghệ sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính, hoặc áp dụng cộng nghệ xử lý sinh học. - Các đô thị nhỏ hầu như chưa có dự án thoát nước và xử lý nước thải. 2. Xử lý nước thải bệnh viện, trường học hay cơ quan NCKH: - Tại các bệnh viện như BV Bạch Mai, BV Hai Bà Trưng ở Hà Nội, BV Nhi ở Hải Phòng, BV Đa Khoa ở Huế, BV Nhi ở TP Hồ Chí Minh... có trạm xử lý nước thải với công nghệ xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính hoặc kêt hợp xử lý bằng phương pháp hóa học. - Viện KHVN và CN Quốc Gia đã xây dụng và vận hành trạm xử lý nước thải bằng hóa học và sinh học - Hiện nay có khoảng 100 – 150 trong số 1100 bệnh viện ( hay khoảng 10 – 15% số bệnh viện) có trạm xử lý nước thải bênh viện đưa vào hoạt động. 3. Xử lý nước thải công nghiệp - Hiện nay nước ta ước tính đã có khoảng 60 -70 nhà máy xử lý nước thải tập trung ở các KCN – KCX, trong số 171 KCN- KCX đưa vào hoạt động. - Bên cạnh ấy cũng có khoảng 60% số khu công nghiệp và nhiều cụm công nghiệp, nhà máy, cơ sở sản xuất, các làng nghề chưa có trạm XLNT, có nơi đã xây dựng trạm XLNT nhưng không hoạt động. Công nghệ XLNT thường dùng là bùn hoạt tính và lọc sinh học. - Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp khá đa dạng và đặc biệt có xuất xứ từ nhiều nước. Do đó các thiết bị cũng có xuất xứ từ nhiều nguồn cung cấp. Kết quả sẽ gây nhiều khó khăn cho việc sửa chữa, thay thế khi cần thiết. 4. Xử lý nước thải làng nghề - Một số cơ sở làng nghề cơ sở ở làng nghề như dệt nhuộm Dương Nội, Hà Đông Bắc Ninh, cơ sở mạ kim dùng cong nghệ hóa học – keo tụ, kết tủa + lắng nước thải. - Một số cơ sở chế biến giấy còn áp dụng keo tụ với tuyến nổi.. - Một số cơ sở chế biến bún còn áp dụng bãi sinh học ngập nước, một số khác dùng bãi lọc trồng cây... - Nhìn chung công nghệ xử lý nước thải các làng nghề cồn tùy thuộc vào từng ngành sản xuất, tùy thuộc điều kiện từng làng xóm mà áp dụng các công nghệ đa dạng khác nhau. III. Các phương pháp xử lý : 1. Phương pháp hóa lý: - Dùng chất để trung hòa, tạo huyền phù, tạo kết tủa, hấp phụ trao đổi ion…. Phương pháp thường áp dụng xử lý nước thải của các nhà máy hóa chất. a. Trung hòa:
- Nước thải sản xuất của các ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm. Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại ta cần phải trung hòa nước thải. Mặt khác muốn xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học cần tiens hành trung hòa và diều chỉnh độ pH về 6.6 – 7.6. - Trung hòa ằng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hòa nước thải. - Một số hóa chất dung để trung hòa : HCl, CaO, MgO, HNO3, CaCO3.... - Ngoài ra có thể tận dụng nước thải có tính axit trung hòa nước thải có tính kiềm và ngược lại. Ví dụ trong công nghệ dây chuyền sản xuất xi mạ có 2 giai đoạn : làm sạch bề mặt kim loại cần mạ ( đây là công đoạh thải ra nước thải có tính kiềm mạnh) và công đoạn tẩy rỉ kim loại (công đoạn này nước thải có tính axit mạnh). Ta có thể tận dụng 2 loại nước thải này để trung hòa lẫn nhau. - Có 3 cách trung hòa:  Trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit hoặc kiềm  Trung hòa bằng cách cho thêm hóa chất vào nước thải  Trung hòa nước thải chứa axit bằng cách lọc qua lớp vật liệu trung hòa.  Tuyến nổi + Phương pháp tuyến nổi thường được sử dụng để khử các chất rắn không tan hoặc tan hoặc lỏng có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm nền. Nếu sự khác nhau về tỉ trọng đủ để tách gọi là tuyến nổi tự nhiên. + Trong xử lý nước thải tuyến nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và nén bùn cặn. Ưu điểm của phương pháp này so vơi phươg pháp lắng là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận với bọt Phân loại: + Tuyến nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học. + Tuyến phân tán không khí bằng máy bơm khí nén. + Tuyến nổi với tách không khí từ nước. + Tuyến nổi điện, tuyến nổi sinh học và hóa học.  Hấp thụ: + Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hòa tan vào nước mà phương pháp xử lí sinh học và cac phương pháp không loại bỏ hết được với hàm lượng rất nhỏ.
+ Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính rất cao hoặc các chất có màu hoặc mùi vị khó chịu.  Hấp phụ: + Qúa trình hấp phụ là quá trình tập hợp cac chất hòa tan trong dung dịch lên bề mặt chung của chất lỏng và khí, hai chất lỏng hoặc giữa chất lỏng và chất rắn thích hợp. + Các chất hấp phụ có thể là : than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả năng trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than b ùn, than cốc.... b. Trao đổi ion : - Phương pháp này được ứng dụng để xử lý nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Ni, Hg, Mn... cũng như các hợp chất asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ. - Phương pháp này đạt được mức độ xử lí cao. Vì vậy nó là phương pháp được sử dụng rộng rãi để tách các muối trong xử lý nước cấp và nước thải. - Các chất trao đổi ion có thể l à vô cơ hay hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo. Nhóm các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat..  Keo tụ: + Chất đông tụ : muối sắt, nhôm. + Trợ keo tụ: tinh bột, dextrin, xenlulose, polycrylamid.  Khử khuẩn: + Sử dụng tia cực tím, các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước. + Ozon, tia tử ngoại ngoài việc sát khuẩn còn có tính oxy hóa khử để phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước.  Cơ sở của phương pháp : - Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hoá học giữa ion trong pha lỏng và ion trong pha rắn .Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản ứng hoá học đổi chỗ (phản ứng thế ) giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pharắn (là nhựa trao đổi). - Sự ưu tiên hấp thu của nhựa trao đổi dành cho các ion trong pha lỏng nhờ đó các ion trong pha lỏng dễ dàng thế chổ các ion có trên khung mang của nhựa trao đổi. Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau . - Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion là :
+ Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động , vận hành và tái sinh liên tục. + Trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên ,vận hành và tái sinh gián đoạn. Trong đó trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh là phổ biến. c. Phương pháp điện hóa. - Nguyên tắc chung của phương pháp điện hóa trong xử lý nước thải nói chung và nước thải chứa kim loại nặng nói riêng là sử dụng các quá trình oxi hóa ở anot và khử ở catot, đông tụ điện, kết tủa...khi cho dòng điện một chiều đi qua 2 cực anot và catot.  Cơ chế - Ở catot: Mn+ + ne = M (Mm+ + ne = Mm-n ) Cu2+ + 2e = Cu Ví d ụ : - Ni2+ + 2e = Ni Hoặc đối với nước thải có chứa crom có thể xảy ra như sau : - Cr2O72- + 14 H+ +12e ------> 2Cr3+ +7H2O Ở anot : Xảy ra các quá trình oxy hóa các anion. Do ngoài việc xử lý kim loại nặng - trong nước thải thì phương pháp này còn có thể xử lý các chất ô nhiễm khác trong nước thải. Ví dụ : Trong nước thải mạ thường có chứa chất ô nhiễm xyanua CN- và các xyanua - của phức kẽm, đồng, sắt... Do đó các phản ứng ở anot xảy ra như sau : - CNO- + 2H2O --> NH4+ + CO32- Quá trình oxy hóa cũng có thể dẫn đến sự tạo thành Nitơ: - CNO- + 4OH- -6e ---> 2CO2 +N2 +2H2O
Để tăng độ dẫn điện của nước thải người ta có thể thêm vào dung dịch NaCl. Do vậy - ngoài quá trình phá hủy xyanua do sự oxy hóa ở anot còn xảy ra quá trình oxy hóa bằng Clo được tạo thành ở anot. 2Cl- +2e = Cl2 CN- + Cl2 +2OH- --> CNO- +2Cl- + H2O 2CNO- + 3Cl2 + 4OH- ---> 2CO2 + N2 + 6Cl- +2H2O Trong quá trình này catot thưởng được làm bằng thép và anot làm bằng graphit. - 2. Phương pháp sinh học: - Phân hủy chất hữu cơ (CHC) nhờ vikỵ khí, hiếu khí, rong tảo, nấm...phương pháp này thường đơn giản, hiệu quả tốt và chi phí thấp, do đó thường được áp dụng khi xử lý nước bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ. a. Phương pháp xử lý sinh học tự nhiên: - Ao hồ sinh học hiếu khí: là loại ao nông từ 0.1 – 0.5m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ vi sinh vật hiếu khí. - Cánh đồng tưới và bãi lọc : thường sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt do chứa N:P:K = 5:1:2 phù hợp cho phát triễn thực vật. b. Phương pháp xử lý sinh học nhân tao : - Bể Aerotank: - Bể lọc sinh học : - Đĩa quay sinh học RBC. - Mương oxy hóa :  Quá trình xủ lý sinh học kị khí :  Quá trình xử lý sinh học kị khí nhân tạo + Bể lọc khí USBA + Bể kị khí + Kị khí tiếp xúc  Quá trình xử lý kị khí tự nhiên: + Ao hồ kị khí là các loại ao sâu + Ao hồ tùy nghi là sự kết hợp của ao hồ hiếu khí và ao hồ kị khí  Quá trình xử lý sinh học thiếu khí
+ Sau khi xử lý sinh học nước thải có thể giảm được 90% -98% BOD nhưng tổng N chỉ giảm được 30% - 40% và khoảng 30% lượng P, hàm lượng N và P vượt quá ngưỡng cho phép thì cần xử lý bổ sung bằng phương pháp thiếu khí. + Đây là qua trình chuyển hóa Nitrat thành N trong điều kiện không cung cấp thêm oxi từ ngoài vào. 3. Phương pháp hóa học : Sử dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào vi sinh vật và - tiêu diệt chúng. a. Khử bằng Clo: Các yếu tố ảnh hưởng : Do khả năng khử trùng Cl2 phụ thuộc vào sự tồn tại của HClO trong nước - mà quá trình phân ly HClO phụ thuộc vào ion H+. pH càng tăng thì hiệu quả khử trùng giảm. Nhiệt độ càng tăng thì hiệu quả khử trùng tăng. - Nồng độ tăng thì thời gian tiếp xúc giảm làm cho hiệu quả giảm. - b. Kết tủa hóa học Trong phương pháp này người ta có thể sử dụng nhiều tác nhân để tạo kết - tủa vơi ion kim loại như: S2-, SO42-, PO43-, Cl-, OH- ... nhưng trong đó S2-,OH- được sử dụng nhiều nhất vì nó tác dụng hầu hết với các kim loại. Cơ chế: Mn+ + Am- = MmAn Trong đó : Tt : tích số tan. m n n+ m- M : ion kim loại : tác nhân gây kết tủa M] . [A] > Tt MA A 4. Phương pháp kết hợp : Là phương pháp sự kết hợp các phương pháp nêu trên để đạt hiệu quả tối - ưu. Tùy vào tính chất của cước thải mà kết hợp 1 cách tốt nhất các phương - pháp. Ví dụ : Công nghệ xử lý nước mặt phổ biến là keo tụ + lắng + lọc nhanh trọng lực - + khử trùng. Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt ( hoặc khử mangan ) bằng - phương pháp làm thoáng + lắng tiếp xúc + loc nhanh trọng lực + khử trùng.