TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG
#"
MÔN HỌC
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƯỚC
VÀ NƯỚC THẢI
GIẢNG VIÊN: ThS. PHẠM ANH ĐỨC
4/17/2010
1
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƢỚC
VÀ NƢỚC THẢI
Phạm Anh Đức
Khoa Môi trƣờng và BJLĐ
Đại học Tôn Đức Thắng
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƢỚC
VÀ NƢỚC THẢI
Lê Văn Cát. 2002. Hấp phụ và Trao đổi Ion trong Kỹ
thuật Xử lý nước và Nước thải. NXB Thống kê. Hà
Nội.
Nguyễn Văn Lua. 2005. Quá trình và Thiết bị Công
nghệ Hóa học và Thực phẩm – Tập 1: Khuấy và Lắng
lọc. NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM. Tp.HCM.
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƢỚC
VÀ NƢỚC THẢI
Phạm Anh Đức. 2008. Bài giảng Quá trình Công nghệ
nước và Nước thải. Đại học Tôn Đức Thắng. Tp.HCM
T. H. Dũng, N. V. Lục, V. B. Minh, H. M. Nam. 2005.
Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa học và Thực
phẩm – Tập 2: Phân riêng bằng Khí động, Lực ly tâm,
Bơm quạt, Máy nén, Tính hệ thống Đường ống. NXB
Đại học Quốc gia Tp.HCM. Tp.HCM.

, CO
2
, H
2
S
1.1.2. Loại bỏ huyền phù dạng keo
Tính ổn ịnh của huyền phù dạng keo  Tính cần thiết
của keo tụ
Lý thuyết lớp kép
Thế  Zeta
4/17/2010
3
ạn keo tụ
Sự keo tụ
Tầm quan trọng của gradient tốc ộ
Thời gian keo tụ và kết bông
1.1.4. Chất làm keo tụ
ện tích âm bề mặt của chất keo thực hiện
bằng cách cho thêm cation vào trƣờng hợp làm keo tụ
khoáng chất.
Sự keo tụ càng hiệu quả hơn khi hóa trị của cation
càng cao (lý thuyết Schulze Hardy: một ion hóa trị 3 có tác
dụng gấp 10 lần một ion hóa trị 2).
Lựa chọn chấụ phải chú ý tới tính
ộc hại của chấọn và giá thành. Nhƣ muối
của sắt và nhôm hóa trị ƣợc sử dụng trong tất cả các
xử lý keo tụ nƣớc.
1.1.5. Chất làm kết bông
Các polymer vô cơ (silic hoạt tính) và polymer tự nhiên.
Nhƣng sự xuất hiện của các polymer tổng hợp rất

1.2.2. Chất phụ gia kếtự nhiên
Chất kết bông vô cơ
Chất kết bông hữu cơ (polymer tự nhiên)
1.2.3. Các chất keo tụ hữu cơ tổng hợp
 là các sản phẩm hữu cơ tổng hợp có khối lƣợng
phân tử trung bình (10
4
 10
5
). Trong môi trƣờng nƣớc
chúng chỉ có dạng lỏng.
Chúng có thể sử dụng trực tiếp (không có trạm
ều chế), thay thế toàn bộ hay từng phần chất 
tụ vô cơ.
Chúng bị thải sau khi hòa tan.
4/17/2010
5
1.2.3. Các chất keo tụ hữu cơ tổng hợp
Sử dụng các chất  tụ hữu cơ làm giảm  kể
thể tích bùn. Bùn lấy ra ặc hơn, nhƣng  dính
hơn.
Do vậy, ứng dụng của chúng không phải thích
hợp cho bất  công trình nào.
Chất kết bông hữu cơ chỉ làm thay ổi rất ít giá
trị pH và  thêm rất ít ộ muối.
1.2.3. Các chất keo tụ hữu cơ tổng hợp
Phân loại
ực áp dụng
Sự ồng vận với một số chất keo tụ vô cơ
1.2.4. Chất kết bông tổng hợp

Sử dụng carbonate natri
Kết tủa bằng NaOH
4/17/2010
7
2.1.2. Tính và kiểm tra kết tủa (thu đƣợc một TAC
cực tiểu)
Liều lƣợng vôi
Liều lƣợng carbonate natri
Liều lƣợng NaOH
2.2. KẾT TỦA SILIC
Loại bỏ silic bằng Mg II
Loại bỏ silic bằng aluminate natri
Loại bỏ silic bằng Chlorua sắt III
Keo silic
2.3. KẾT TỦA KIM LOẠI
ự kết tủa của kim loại hòa tan thƣờng gặp chủ
yếu trong các chất thải của nhà máy xử lý bề mặt kim
loại, sự ngâm chiết của công nghiệp thủy luyện kim,
nƣớc làm sạốt than và lò thiêu rác sinh hoạt.
2.3. KẾT TỦA KIM LOẠI
Phƣơng pháp thƣờng dùng nhất là làm kết tủa kim
loại dƣới dạng hydroxide bằơn
giản các chất thải acid.
Giá trị pH kết tủa cựại của tất cả kim loại
không trùng nhau, ta tìm một vùng tối ƣu của pH, giá
trị từ 7  10,5 tùy theo giá trị cực tiểu cầể loại
bỏ kim loạộc hại.
4/17/2010
8
2.3. KẾT TỦA KIM LOẠI

thành một chất oxy hóa mạể phá vỡ các phức
mạnh nhƣ acid ethylen diamin acetic (EDTA).
2.4. CÁC LOẠI LIÊN KẾT
Sulphate
Florua
Phosphate
4/17/2010
9
2.5. ỨC CHẾ KẾT TỦA
Kết tủa hóa học có thể bị hãm lại bởi một số chất có
sẵn trong nƣớc.
 là sự ức chế tự nhiên, nó gây nhiều phiền
phức ến kết tủa mong muốn.
Ngƣợc lại, khi ta muốn tránh kết tủa thì sự ức
chế này ƣợc tạo thành bằng cách cho thêm chất
ức chế.
2.5. ỨC CHẾ KẾT TỦA
2.5.1. Ức chế tự nhiên
2.5.2. Ức chế sự phân tán
2.5.1. Ức chế tự nhiên
Hợp chất vô cơ hay hữu cơ có mặồng thời có thể
tạo nên các hợp chất hòa tan tƣơối với các
ể kết tủa, hoặc phân tán các sản phẩm kết
tủa, hạn chế chúng bằng cách làm chậm lại hay
dịch chuyểộ hòa tan.
2.5.2. Ức chế sự phân tán
Những tính chất chính
Các hợp chất chính
4/17/2010
10

Bể lắứng
Bể lắng ngang
3.1.2. Lắng khuếch tán các hạt kết bông
Sơ đồ lắng dòng ngang (hạt kết bông)
V
1
Vùng
Vùng
V
2
vào
ra
Vùng chứa bùn
KhiKhi lắng,lắng, quáquá trìnhtrình kếtkết bôngbông vẫnvẫn tiếptiếp tục,tục, tốctốc độđộ đóngđóng
cặncặn VV
00
củacủa cáccác hạthạt tăngtăng lênlên
3.1.2. Lắng khuếch tán các hạt kết bông
Quá trình này xảy ra ngay từ khi nồng độ chất kết
bông lớn hơn khoảng 50 mg/l.
Hiệu quả lắng khuếch tán liên quan không
những tới lƣu lƣợng thủy lực mà còn ở thời gian tiếp
xúc.
Không có một công thức toán học nào để tính
toán tốc độ lắng. Tốc độ này biết đƣợc từ các thực
nghiệm và phƣơng pháp đồ thị.
Hình 4 trình bày các kết quả của một phép thử.
3.1.2. Lắng khuếch tán các hạt kết bông
Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc và chiều cao bể lắng đến
sự loại bỏ các phần tử kết bông trong lắng khuếch tán. Trục

/m
2
.h);
- Dòng khốặc trƣng số lƣợng huyền phù phải lắng
trên mộơn vị diện tích và thời gian (kg/m
2
.h).
3.2. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LẮNG
3.2.1. Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng thủy lực bề
mặt
3.2.2. Ảnh hƣởng của dòng khối IB
3.2.3. Cấu trúc của bể lắng
3.2.1. Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng thủy lực bề
mặt
Lƣu lƣợng này liên quan trực tiếến sự lắng MES.
Các mục trƣớỉ ra rằng: tốộ ƣợc
ịnh bằng luật Stokes trong trƣờng hợp các hạt và
có thể ễ dàng trong trƣờng hợp lắng khuếch
tán các phần tử kết tủa.
ịnh kích thƣớc bể lắng trong mọi trƣờng hợp chỉ
phụ thuộc vào lƣu lƣợng thủy lực bề mặt.
4/17/2010
13
3.2.2. Ảnh hƣởng của dòng khối IB
Trong trƣờng hợp lắng chậm các hạt kết bông, ở 
hiện tƣợặc lắng.
Cho một bể lắng tiết diệƣợc cấp một lƣu
lƣợng vào Q
E
với nồộ MES là C

E
Q
E
=
S S
3.2.2. Ảnh hƣởng của dòng khối IB
Dòng khối lắƣợƣờng cong Kynch.
ối vớểặc biệt củƣờng cong Kynch có
nồộ Ci, tốộ lắng Vi cho bằộ dốc củƣờng
cong tạểm này tƣơng ứng với dòng khối Fi = CiVi.
Ở dòng khối Fi, cần phải thêm dòng lấy ra
F
S
= C
S
V
S
với V
S
= Q
S
/S.
Dòng khối toàn phần
F = C
i
V
i
+ C
S
V

ở ểm L là:
Q
E
.C
E
1
F
L
= C
L
(V
L
+ V
S
) = C
L
(V
L
+ . )
S C
S
V
L
là tốộ lắng ở ểể cho quá trình lắng có thể
xảy ra hoặc:
Q
E
C
E
V

C
I
F
L
L
V
S
V
S
C
I
V
S
3.2.3. Cấu trúc của bể lắng
Trong thực tế không có bể lắng lý tƣởng, các dòng
chảy sinh ra trong lòng chất lỏng, gió có thể tạo nên
sóng bề mặối lƣến sự chênh lệch
nhiệộ các vùng và mậộ sử dụng hiệu quả của
lắng.
Cần phải cố gắạƣợc nhiều nhƣ có thể
tuần hoàn lớặc tính ổịnh bằng giá trị thích
hợp số Reynold:
V.d
h
R
*
e
=

4/17/2010

3.2.3. Cấu trúc của bể lắng
Vả lại, số ổịnh
của một quá trình lƣu thông khi dòng chảy bị ảnh
hƣởng chủ yếu bởi lực hấp dẫn và quán tính:
V
2
Fr =
gd
h
3.2.3. Cấu trúc của bể lắng
Dòng chảy càng ổịnh, sự phân bố tốộ càng giống
nhau trên mọi tiết diện của bể chứa. Dòng ổịnh
ƣợặc trƣng bằng số Froude cao.
Thực tế, ta có thể ịnh tỷ số H/L hay H/R; H: là
chiều cao thấm nƣớc của bể lắng chữ nhật có chiều
dài L hay bể lắng tròn có bán kính R, bằng cách giữ
trong 2 giờƣa ra kết quả cho:
4/17/2010
16
3.2.3. Cấu trúc của bể lắng
- Bể lắng chữ nhật dòng chảy ngang:
1/35 < H/L < 1/20;
- Bể lắng tròn: 1/8 < H/R < 1/6;
Hình dạng công trình, tổ chức thiết bị cấp nƣớc tự
nhiên và thu gom nƣớc xử ƣ phƣơng pháp
thải bùn có ảnh hƣởng lớến hiệu suất thủy lực của
bể lắng.
3.2.3. Cấu trúc của bể lắng
Trong trƣờng hợp nƣớc hoặc chất lỏng mang nhiều
huyềdòng nước đậm đặcể gây nên

tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng chứa nó.
- Nếu sự khác nhau tỷ trọƣơủ ể tách,
ta gọi là tuyển nổi tự nhiên;
- Tuyển nổi gọi là trợ giúp, nếu nó sử dụng phƣơng
tiệể cải thiện việc tách các hạt có khả
ổi;
4.1.1. Khái quát
- Tuyển nổi gọi là kích hoạt, khi tỷ trọng của các hạt
lớn hơn tỷ trọng của chất lỏng, ta tìm cách giảm
nhân tạo tỷ trọng các hạt này bằng cách lợi dụng
khả năng mà một số hạt rắn (lỏng) liên kết với các
bọt khí để tạo nên các “hạt khí” loãng hơn chất
lỏng mà chúng tạo ra pha phân tán.
Vậy hiện tƣợng sử dụng trên gọi là hiện tƣợng 3
pha (khí-lỏng-rắn), nó phụ thuộc vào đặc tính hóa
lý của 3 pha, đặc biệt là sự phân cách.
4/17/2010
18
4.1.2. Kích thƣớc và tốộ các bọt khí
Tốc độ nổi lên của các bọt khí trong nước chảy tầng
cho bởi phương trình Stokes.
V = g/18(
l
 
g
)d
2
 ƣờng kính bọt khí;

g

hoành: Kích
thước của
hạt (mm).
1. Pháp
tuyến nối
cơ học.
0,50
0,30
0,10
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0,01 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 50
1
FAD
4/17/2010
19
4.1.3. Sự móc nối hạt vào bọt khí
Tốc độ nổiTốc độ nổi
Đánh giá tổng quát về kích thƣớc của bọt khíĐánh giá tổng quát về kích thƣớc của bọt khí
Tách các cục đông tụTách các cục đông tụ
Tầm quan trọng về chất lƣợng của chất kết tủa bôngTầm quan trọng về chất lƣợng của chất kết tủa bông
Kết bông sinh họcKết bông sinh học
4.2. TUYỂN NỔI TỰ NHIÊN VÀ TUYỂN NỔI BỌT
4.2.1. Tuyển nổi tự nhiên
4.2.2. Tuyển nổi bọt
4.2.1. Tuyển nổi tự nhiên
Tuyển nổi tự nhiên thƣờng dùng trong tất cả các quá

0,85
0,90
0.95
4/17/2010
20
4.2.2. Tuyển nổi bọt
Vấn ề tuyển nổi tự nhiên thích hợp bằng việc thổi
bọt khí vào giữa khối lỏng.
Phƣơng pháp này có liên quan ến việc tách mỡ
(hạt rắn) phân tán trong chất lỏng (nƣớc thải).
Nói chung công trình gồm hai phần, một vùng trộn
và tạo  vùng khác yên lặng hơn gọi là vùng
tuyển nổi.
4.2.2. Tuyển nổi bọt
Để loại bỏ sơ bộ mỡ, không khí đƣợc thổi từ các vòi
phun tạo bọt trung bình (2 – 4 mm) gây nên một
dòng xoáy để tách các hạt cặn vô cơ hay hữu cơ
đông tụ với mỡ (Hình 3).
Để loại bỏ mỡ mạnh hơn, không khí đƣợc phun
vào thành các hạt nhỏ (0,5 – 1 mm) bằng một máy
sục khí nhúng chìm, phần chuyển động thủy lực
của thiết bị bảo đảm trộn và tách loại nữa.
Hiệu quả bay lên của bọt khí kéo theo các hạt bề
mặt và làm dễ dàng cho việc tích tụ chúng lại.
4.2.2. Tuyển nổi bọt
Hình 3. Nguyên lý loại
bỏ mỡ bằng tuyển
nổi bọt
1. Vùng tuyển tự nhiên;
2. Mỡ;

cơ và tác nhân phá .
Thiết bị tuyển nổi gồm ba hoặc bốn thiết bị liên
tiếp.
Tạo bọt bằng cách thổi khí ơn giản  có thể
dùng ể tách tác nhân hoạt tính bề mặt.
4.4. TUYỂN NỔI BẰNG BỌT KHÍ NHỎ
4.4.1. Cách tạo các bọt nhỏ
4.4.2.  vực sử dụng
4.4.1. Cách tạo các bọt nhỏ
Sự ều áp là kỹ thuật sản sinh ra các bọt khí nhỏ nhất
phổ biến.
Các bọt khí thu ƣợc bằng cách làm giãn nở một
dung tích nhiều khí hòa tan dƣới áp suất vài bar.
Bản chất của cơ cấu giãn nở có ảnh hƣởng quyết
ịnh ến chất lƣợng của bọt khí tạo ra.
4/17/2010
22
4.4.1. Cách tạo các bọt nhỏ
ƣờng cong trên Hình 4 chỉ ra nồng ộ khí của
nƣớc bão hòa khí với áp suất khác nhau ở 20
0
C.
Ngƣời ta dùng chất lỏng ều áp nhƣ khí tự nhiên
ều áp trực tiếp) hay nƣớc  xử lý tuần hoàn
lại ều áp gián tiếp).
4.4.1. Cách tạo các bọt nhỏ
- Trong xử lý lọc trong nƣớc mặt hay nƣớc thải công
nghiệp, dùng điều áp gián tiếp. Lƣu lƣợng nƣớc
điều áp là một phần lƣu lƣợng định mức của thiết
bị.

2
) bằng ện phân nƣớc bằng các
ện cực thích hợp.
Anode bị  mòn mạnh còn canode bị bám cặn do
khử carbonate.
Khi việc bảo vệ anode yêu cầu dùng titan bảo vệ,
không có khả  ảo ngƣợc theo chu  các ện
cực ể tự làm sạch.
4.4.1. Cách tạo các bọt nhỏ
Xử lý hóa học trƣớc nƣớc hay loại bỏ cáu cặn ở
catode theo ịnh  cần ƣợc dự kiến trƣớc. Mật
ộ dòng ện từ 80  90 Ampe-h/m
2
bề mặt của
bể tuyển nổi.
Khí sinh ra khoảng 50  60 l/h cho 1 m
2
bề mặt.
Tốc ộ nổi nhỏ hơn là tuyển nổi bằng không khí
hòa tan do ặc tính của bọt khí và hệ thống tạo ra
chúng.
ực sử dụng
Tự học
Chƣơng 5. PHƢƠNG PHÁP LỌC
5.1. PHƢƠNG TRÌNH CƠ BẢN
5.2. KHÁI QUÁT
5.3. LỌC TRÊN CÁC THIẾT BỊ Ỡ
5.4. LỌC TRÊN LỚP HẠT LỌC
5.5. LỌC LY TÂM
4/17/2010