NGUYỄN VĂN LUẬN
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TIẾN
HỆ THỐNG XỬ LÝ CỦA TRUNG TÂM XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG
NGHIỆP SUỐI DẦU (HUYỆN CAM LÂM, TỈNH KHÁNH HÒA) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG GVHD: TS. HỒNG THỊ HUỆ AN
Nha Trang, 06/2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MƠI TRƢỜNG
i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC
THẢI CÔNG NGHIỆP 3
1.1.1. Tổng quan về nƣớc thải 3
1.1.1.1 Định nghĩa nước thải 3
1.1.1.2 Phân loại nước thải 3
1.1.1.3 Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước thải 5
1.1.2. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp 9
1.1.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 10
1.1.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý - hóa học 12
1.1.2.3 Phương pháp xử lý sinh học 16
1.1.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải công nghiệp 18
1.1.3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản 18
1.1.3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất Bia 20
1.1.3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Vĩnh Lộc
(thành phố Hồ Chí Minh) 22
1.2. TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU VÀ TRUNG TÂM
XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU 24
1.2.1. Tổng quan về khu công nghiệp Suối Dầu 24
1.2.1.1 Quá trình hình thành và phát triển 24
1.2.1.2 Cơ sở hạ tầng 25
1.2.1.3 Chức năng và nhiệm vụ 26
1.2.1.4 Công cụ pháp lý 27
1.2.2. Tổng quan về Trung Tâm xử lý nƣớc thải khu công nghiệp Suối
Dầu 28
3.1.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nƣớc thải của Trung Tâm 34
3.1.2.1 Sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý nước thải tại Trung Tâm 34
3.1.2.2 Hiện trạng các công trình thiết bị trong hệ thống 36
3.1.2.3 Hiện trạng nước thải đầu ra 48
iv 3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TIẾN HỆ THỐNG XỬ LÝ CỦA TRUNG
TÂM XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU 50
3.2.1. Xác định các vấn đề cần cải tiến 50
3.2.2. Sơ đồ công nghệ cải tiến 51
3.2.3. Tính toán nâng cấp cải tiến hệ thống xử lý cho Trung Tâm 52
3.2.3.1 Bể lắng cát 52
3.2.3.2 Thiết kế bể UASB 54
3.2.3.3 Thiết kế sân phơi bùn 67
3.2.4. Tính toán kinh tế của hệ thống xử lý nƣớc thải cải tiến 71
3.2.4.1 Chi phí đầu tư 71
3.2.4.2 Chi phí vận hành 73
3.2.4.3 Thời gian hoàn vốn theo phương án cải tiến 73
3.2.5. Đánh giá tính khả thi của phƣơng án cải tiến 74
KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các tác nhân ô nhiễm chính trong nước thải của một số ngành công
nghiệp 4
Bảng 1.2. Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp 4
Bảng 1.3. Khung giá xử lý nước thải 29
Bảng 3.1. Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Trung Tâm 33
Bảng 3.2. Hiệu suất xử lý theo thiết kế của Trung Tâm 36
Bảng 3.3. Hiệu suất xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải tại Trung Tâm 37
Bảng 3.4. Danh mục hiện trạng các thiết bị trong hệ thống xử lý 46
Bảng 3.5. Các thông số nước thải đầu vào và đầu ra của hệ thống xử lý nước thải
của Trung Tâm ở tháng 03 và 04/2013 (do sinh viên cùng tham gia thực hiện) 48
Bảng 3.6. Thông số thiết kế của nước thải đầu vào và đầu ra theo phương án cải
tiến 52
Bảng 3.7. Thông số thiết kế bể lắng cát ngang. 54
Bảng 3.8. Thông số đầu vào và đầu ra theo thiết kế của bể UASB 55
Bảng 3.9. Kích thước các đường ống 62
Bảng 3.10. Các thông số thiết kế bể UASB 66
Bảng 3.11. Thông số thiết kế sân phơi bùn 70
Bảng 3.12. Chi phí xây dựng các công trình 71
Bảng 3.13. Chi phí máy móc thiết bị 72
Bảng 3.14. Chi phí cho nhân viên vận hành 73
nhiều khu công nghiệp và khu chế xuất được xây dựng với quy mô lớn. Nền công
nghiệp sản xuất hàng hóa được chú trọng đầu tư phát triển, đặc biệt là ngành chế
biến thủy sản xuất khẩu. Ngành công nghiệp này một mặt mang lại cho nước ta
nhiều lợi ích về kinh tế, mặt khác cũng đem đến cho chúng ta nhiều vấn đề khó
khăn và thách thức về môi trường. Việc giải quyết ô nhiễm môi trường trong sản
xuất công nghiệp đã và đang là vấn đề cấp bách cho nhà nước nói chung và các
doanh nghiệp nói riêng, nhằm hướng đến mục tiêu phát triển bền vững.
Hòa chung vào xu thế phát triển của cả nước, khu công nghiệp Suối Dầu được
đầu tư xây dựng vào năm 1998 và đã trở thành trung tâm kinh tế của tỉnh Khánh
Hòa. Đến nay, Lãnh đạo khu công nghiệp Suối Dầu luôn nỗ lực đầu tư vì mục tiêu
kinh tế và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, do đặc thù của khu công nghiệp Suối Dầu
là tập trung chủ yếu các công ty chế biến thủy sản, nên nước thải ở các doanh
nghiệp thường chứa hàm lượng cao các chất ô nhiễm, đặc biệt là N, P. Ngoài ra, do
hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp được xây dựng khá lâu đã
trở nên lạc hậu, chất lượng nước thải đầu ra sau xử lý thường vượt quá tiêu chuẩn
cho phép. Do đó, việc nghiên cứu cải tiến nâng cấp hệ thống xử lý để chất lượng
nước thải đầu ra đạt yêu cầu xả thải là điều rất cần thiết.
Chính vì vậy, tôi đã thực hiện đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu hiện trạng và tính
toán thiết kế cải tiến hệ thống xử lý của Trung Tâm xử lý nước thải Khu công
nghiệp Suối Dầu (huyện Cam Lâm, tỉnh Khánh Hòa)”.
Mục tiêu nghiên cứu
Tính toán thiết kế cải tiến hệ thống xử lý nước thải tại Trung Tâm để nước thải
đầu ra đạt QCVN 40:2011 cột A.
Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng của hệ thống xử lý nước thải tại Trung Tâm.
2
- Nghiên cứu nguyên nhân hệ thống xử lý nước thải tại Trung Tâm hoạt động
không hiệu quả. Đề xuất phương án và tính toán thiết kế cải tiến hệ thống xử lý của
Trung Tâm xử lý nước thải khu công nghiệp Suối Dầu.
THẢI CÔNG NGHIỆP
1.1.1. Tổng quan về nƣớc thải
1.1.1.1 Định nghĩa nước thải:
Nước thải là nước đã qua sử dụng được thải ra từ các hoạt động của con người
như ăn uống, tắm giặt, vệ sinh, giải trí, sản xuất công nông nghiệp,… Trong nước
thải có chứa các chất bẩn vô cơ, hữu cơ,… làm thay đổi tính chất hóa - lý - sinh so
với ban đầu.
1.1.1.2 Phân loại nước thải:
Tùy theo nguồn gốc phát sinh người ta phân biệt thành các loại nước thải chủ
yếu:
a) Nước thải sinh hoạt:
Là nước được thải ra sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của gia đình và
cộng đồng như: tắm giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,…
b) Nước thải công nghiệp: (Hay còn gọi là nước thải sản xuất)
Là loại nước thải sau các quá trình sản xuất. Đặc tính ô nhiễm và nồng độ của
nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và công
nghệ lựa chọn.
Có hai loại nước thải công nghiệp:
- Nước thải công nghiệp quy ước sạch: là loại nước thải sau khi sử dụng làm
mát thiết bị, làm nguội sản phẩm, làm vệ sinh sàn nhà.
- Loại nước thải công nghiệp nhiễm bẩn: đặc trưng cho loại hình công nghiệp
đó và cần xử lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoát nước chung hoặc vào
nguồn nước tùy theo mức độ xử lý.
Thành phần gây ô nhiễm chính của nước thải công nghiệp là các chất vô cơ, các
chất hữu cơ dạng hòa tan, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học hay bền vững sinh
học (một số thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,…), chất hoạt tính bề mặt ABS
(alkylbenzen- sunfonat), một số chất hữu cơ có thể gây độc hại cho thủy sinh vật
4
(benzene, chlorebezen, nitrophenol, toluene,…), các chất hữu cơ có thể phân hủy
Các chỉ tiêu
Chế biến
sữa
Sản xuất thịt
hộp
Dệt sợi tổng
hợp
Sản xuất
clorophenol
BOD
5
(mg/L)
1000
1400
1500
4300
COD (mg/L)
1900
2100
3300
5400
TSS(mg/L)
1600
3300
8000
53000
SS(mg/L)
300
1000
2000
-
-
27000
Phenol(mg/L)
-
-
-
140
5
c) Nước thải nông nghiệp:
Là nước chảy ra từ các cánh đồng, là nước sau khi sử dụng để tưới tiêu cây trồng
hay nước mưa chảy tràn.
Trong nước thải nông nghiệp có chứa các chất tăng trưởng, hóa chất bảo vệ thực
vật và phân bón còn dư trong quá trình chăm sóc cây trồng. Thường là các hợp chất
của phospho hữu cơ, clo hữu cơ, nitơ, lưu huỳnh, cacbonat, phenoxiaxetic và
pirethroid tổng hợp. Chúng có độc tính hoặc tác động tiêu cực lên quá trình sinh
trưởng của cơ thể sinh vật, ngoài ra chúng còn có đặc tính linh động, trơ và tích lũy.
Những hợp chất này kể cả sản phẩm phân hủy của chúng có thể là tác nhân gây ung
thư.
d) Nước thải tự nhiên (Nước mưa chảy tràn):
Đây là loại nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo các chất cặn
bã, dầu mỡ,… khi đi vào hệ thống thoát nước.
Nước mưa đầu mùa thường có hàm lượng chất bẩn rất cao, hàm lượng chất lơ
lửng có thể đạt 180 mg/L, BOD
5
có thể đến 120 mg/L.
Về mặt quản lý môi trường người ta chia nước thải ra làm hai nhóm nguồn
chính:
- Các nguồn thải xác định hay nguồn thải điểm: Là những nguồn thải mà có
S mùi trứng thối).
Nước thải công nghiệp có thể có mùi đặc trưng của từng loại hình sản xuất và phát
sinh mùi mới trong quá trình xử lý. Điều cần quan tâm khi thiết kế các công trình
xử lý nước thải là tránh các điều kiện sẽ tạo ra mùi khó chịu.
d) Độ màu:
Nước thải thường có màu nâu đen hoặc đỏ nâu, thường là do các chất thải sinh
hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm sinh ra từ các quá trình phân
hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng là platin- coban (Pt-Co).
e) Độ đục:
Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do các thủy
sinh vật gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng
khả năng quang hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước. Đơn vị đo độ đục thông
dụng là NTU.
f) Hàm lượng các chất rắn:
- Chất rắn tổng cộng (TS) trong nước thải bao gồm các chất rắn không tan
hoặc lơ lửng và các hợp chất tan đã được hòa tan vào trong nước. Chất rắn tổng
7
cộng được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu
nước trên bếp cách thủy, rồi sấy khô ở 103
0
C cho đến khi trọng lượng không đổi.
Đơn vị tính bằng g/L (hoặc mg/L).
- Chất rắn lơ lửng (SS) gồm các hạt rắn ở dạng huyền phù và được xác định
bằng cách lọc một thể tích xác định mẫu nước thải qua giấy lọc và sấy khô giấy lọc
ở 105
0
C đến trọng lượng không thay đổi. Đơn vị tính là g/L (hoặc mg/L).
- Chất rắn hòa tan (DS). Hàm lượng chất rắn hòa tan chính là hiệu số của chất
rắn tổng cộng với chất rắn lơ lửng: DS = TS - SS. Đơn vị tính bằng mg/L (hoặc
i) Oxy hòa tan (DO- Demand Oxygen):
Oxy hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình xử lý
sinh học hiếu khí. Lượng oxy hòa tan trong nước thải ban đầu dẫn vào trạm xử lý
thường bằng không hoặc rất nhỏ. Trong khi đó, trong các công trình xử lý sinh học
hiếu khí thì lượng oxy hòa tan cần thiết không nhỏ hơn 2mg/L.
Phân tích DO có hai phương pháp thường dùng là: phương pháp Iod và phương
pháp đo oxy hòa tan trực tiếp bằng điện cực oxy với màng nhạy trên các máy đo.
j) Hàm lượng Nitơ (N):
Nitơ có trong nước thải thường là các hợp chất protein và các sản phẩm phân
hủy như: amôn, nitrat, nitrit. Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước.
Trong nước thải mối quan hệ giữa BOD
5
với N và P có ảnh hưởng rất lớn đến sự
hình thành và khả năng oxy hóa của bùn hoạt tính. Vì vậy, trong xử lý nước thải
cùng với các chỉ số trên người ta cần xác định chỉ số tổng Nitơ (TN).
Việc xác định các chỉ số N-NH
3
, NO
3
-
, và NO
2
-
để đánh giá mức độ và giai
đoạn phân hủy chất hữu cơ trong nước thải, đồng thời đề ra các biện pháp khử nitrat
nếu quá tiêu chuẩn cho phép.
k) Hàm lượng phospho (P):
Phospho tồn tại trong nước với các dạng phospho vô cơ (H
2
PO
Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt trong nước thải có ảnh hưởng đến tất cả
các giai đoạn xử lý. Các chất này làm cản trở quá trình lắng của các hạt lơ lửng tạo
nên hiện tượng sủi bọt trong các công trình xử lý, kìm hãm các quá trình xử lý sinh
học
n) Chỉ số vệ sinh (Escherichia coli, viết tắt: E.coli):
Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, khu chăn
nuôi,… nhiễm nhiều loại vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là các bệnh về đường tiêu
hóa, như tả, thương hàn, các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm. Trong tất cả các
nhóm vi sinh vật này thì người ta thường chọn E.coli làm vi sinh vật chỉ thị cho chỉ
tiêu vệ sinh với lý do:
- E.coli đại diện cho nhóm vi khuẩn quan trọng nhất trong việc đánh giá mức
độ vệ sinh và nó có đủ các tiêu chuẩn lí tưởng cho vi sinh vật chỉ thị.
- Nó có thể xác định theo các phương pháp phân tích vi sinh vật học thông
thường ở các phòng thí nghiệm và có thể xác định sơ bộ trong điều kiện thực địa.
1.1.2. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp:
Trong nước thải có chứa các chất gây ô nhiễm có tính chất khác nhau: các loại
chất rắn không tan, các hợp chất khó tan và những hợp chất tan trong nước. Xử lý
nước thải là quá trình loại bỏ các tạp chất này hoàn toàn hay giảm một phần để đạt
các tiêu chuẩn xả thải hay có thể đưa đi tái sử dụng. Để đạt được những mục đích
đó chúng ta thường dựa vào đặc điểm của nước thải để lựa chọn phương pháp xử lý
thích hợp.
10
Thông thường có có các phương pháp xử lý nước thải sau:
Phương pháp cơ học
Phương pháp hóa lý và hóa học
Phương pháp sinh học
1.1.2.1 Phương pháp xử lý cơ học:
Phương pháp này được sử dụng để tách các tạp chất không hòa tan và một phần
các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Các công trình xử lý cơ học gồm:
- Bể lắng cát đứng: dòng nước chảy từ dưới lên theo chân bể. Nước được dẫn
theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể.
- Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được dẫn
vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi theo ống
dẫn ra ngoài.
- Bể lắng cát làm thoáng: để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu
quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát một dàn thiết bị phun khí. Dàn này được đặt
sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với một vận tốc đủ
để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phần tử nặng mới có thể
lắng.
d) Bể điều hòa:
Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và
tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả cho các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra
sau xử lý, giảm kích thước của thiết bị sau này.
Có hai loại bể điều hòa:
- Bể điều hòa lưu lượng
- Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng.
e) Bể lắng:
Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan (các hạt
lơ lửng, các loại bùn,…) ra khỏi nước thải. Nguyên lý làm việc của các loại bể này
là dựa trên cơ sở trọng lực.
Phân loại:
Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:
- Bể lắng bậc 1: được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các
chất rắn, chất bẩn lơ lửng không hòa tan. Nếu thiết kế và vận hành tốt thì bể lắng
bậc 1 có thể đạt hiệu xuất xử lý 50 ÷ 70% SS và 25 ÷ 40% BOD
5
. [2]
- Bể lắng bậc 2: đặt sau công trình xử lý sinh học, dùng để lắng các cặn vi
sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Theo chế độ làm việc có hai loại bể lọc:
- Bể lọc trọng lực: hở, không áp
- Bể lọc áp lực: lọc kín
Ngoài ra còn chia theo nhiều cách khác nhau theo chiều dòng chảy, lớp vật liệu
lọc, theo cỡ hạt vật liệu lọc, cấu tạo hạt vật liệu lọc,…
1.1.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý - hóa học
Khi trong nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại hay độ màu cao thì phải
ứng dụng quy trình hóa lý. Đặc biệt khi tỷ lệ COD/BOD > 2 và có nhiều chất hoạt
13
tính bề mặt thì không thể áp dụng ngay phương pháp xử lý sinh học mà phải dùng
biện pháp hóa lý trước. Cơ sở của phương pháp này là dựa vào các phản ứng hóa
học hay các quá trình hóa lý diễn ra giữa chất bẩn với hóa chất cho thêm vào.
Thông thường các quá trình keo tụ thường đi kèm theo quá trình trung hòa hoặc các
hiện tượng vật lý khác. Những phản ứng xảy ra là phản ứng trung hòa, phản ứng
oxy hóa - khử, phản ứng tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các chất độc hại.
Các phương pháp xử lý hóa lý - hóa học thường dùng gồm:
a) Trung hòa:
Nước thải sản xuất thường có những giá trị pH khác nhau có thể mang tính acid
hoặc kiềm.
Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho các quá trình sinh hóa ở các
công trình làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại thì ta cần phải trung hòa nước
thải. Trung hòa còn nhằm mục đích tách loại một số ion kim loại nặng ra khỏi nước
thải. Mặt khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học thì phải
tiến hành trung hòa đưa pH nước thải về 6,6 ÷ 7,6.
Các biện pháp trung hòa:
- Trung hòa bằng trộn nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm
- Pha thêm hóa chất vào nước thải: một số hóa chất dùng để trung hòa như
CaCO
3
2
O,
NaAlO
2
,
NH
4
Al(SO
4
)
2
.12H
2
O. Trong đó phổ biến nhất là Al
2
(SO
4
)
3
vì hòa tan tốt
trong nước, giá rẻ và hiệu quả keo tụ cao ở pH =
5,75
.
- Các muối sắt: Fe
2
(SO
4
)
3
nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất như xỉ tro, xỉ mạt sắt,…
Trong số này than hoạt tính được dùng phổ biến nhất.
Lượng chất hấp phụ được sử dụng tùy thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất
và hàm lượng chất bẩn có trong nước.
Phương pháp này có thể hấp phụ được 58 ÷ 95% các chất hữu cơ và màu [10],
các chất hữu cơ dễ bị hấp phụ: phenol, alkyl benzene, sulfonic acid, thuốc nhuộm
và các hợp chất thơm.
d) Phương pháp tuyển nổi:
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả
năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt
nước. Sau đó, người ta tách các bọt khí này cùng các phần tử dính bám ra khỏi
nước. Thực chất đây là quá trình tách bọt hoặc làm đặc bọt.
15
Có hai hình thức tuyển nổi:
Sục khí ở áp suất khí quyển (gọi là tuyển nổi bằng không khí).
Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp
suất chân không (gọi là tuyển nổi chân không).
e) Phương pháp trao đổi ion:
Là quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với các ion có
cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là ionit,
chúng hoàn toàn không tan trong nước.
Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để loại khỏi nước các ion kim loại
như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn,…cũng như các hợp chất của asen, phospho,
xyanua và cả chất phóng xạ với mức độ xử lý cao nên được ứng dụng rộng rãi để
tách muối trong xử lý nước cấp và nước thải. Ngoài ra, phương pháp này còn dùng
để làm mềm nước, loại ion Ca
2+
và Mg
2+
2
): dùng để oxy hóa nitrit, aldehit, phenol,
xyanua, các chất thải chứa lưu huỳnh.
Oxy hóa bằng oxy không khí: dùng để oxy hóa sunfua trong nước thải nhà
máy giấy.
Ozon hóa: dùng để khử tạp chất nhiễm bẩn, khử màu, khử các vị lạ có trong
nước. Ozon còn dùng để loại bỏ khỏi nước thải các chất như phenol, H
2
S, các hợp
chất asen, các chất hoạt động bề mặt, xyanua, chất nhuộm,…
g) Khử trùng:
Đây là phương pháp sử dụng các chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo,
động vật nguyên sinh, giun, sán,… để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh
để xả vào nguồn hoặc tái sử dụng. Khử trùng có thể dùng hóa chất hoặc các tác
nhân vật lý như ozon , tia tử ngoại,…
Hóa chất được sử dụng để khử trùng phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh
vật trong một thời gian nhất định, sau đó phải được phân hủy hoặc bay hơi, không
còn dư lượng gây độc cho người hoặc các mục đích sử dụng khác.
Các chất khử trùng hay dùng là khí hoặc nước clo, nước Javel, vôi clorua, các
hypoclorit, cloramin B,…
Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử trùng thường được đặt ở cuối
quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn nhận.
1.1.2.3 Phương pháp xử lý sinh học
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh
vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Các vi khuẩn này sẽ
phân hủy các hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ, các khí đơn giản và nước.
Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học có
thể khử các chất sulfit, muối amoni, nitrat,…
Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành 3
nhóm chính như sau:
,… trong đó có tới 60% là CH
4
[7]. Vì vậy quá trình này còn được
gọi là lên men metan và quần thể vi sinh vật được gọi là các vi sinh vật metan.
Công trình xử lý sinh học được phân thành hai nhóm theo điều kiện thực hiện:
- Công trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên: Cánh đồng tưới, cánh
đồng lọc, bãi lọc sinh học,…Quá trình này thường diễn ra chậm, chủ yếu dựa vào
nguồn oxy và vi sinh trong đất và nước.
- Công trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo: Bể lọc sinh học
(Biophin), bể bùn hoạt tính (aerotank), bể UASB,… quá trình diễn ra nhanh hơn,
mạnh hơn nên hiệu quả xử lý có thể đạt 90 ÷ 95%.
Chất hữu cơ
(Nước thải
vào)
Vi khuẩn
O
2
CO
2
+ NH
3
+ … (Giải phóng khỏi
nước thải)
Sinh khối (Tách khỏi nước thải)
Phần chất hữu cơ dư (Nước thải sau
xử lý)