Print Print
Print

Xử lý nước thải

Xử lý nước thải  | Xu ly nuoc thai

xu-ly-nuoc-thai

 

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠ HỌC

1. Xử lý nước thải dùng song chắn rác hoặc lưới chắn rác

Loại bỏ tất cả các tạp vật có thể gây sự cố trong quá trính vận hành hệ thống Xử lý nước thải như tắc ống bơm, đường ống hoặc ống dẫn Trong Xử lý nước thải đô thị người ta dùng song chắn để lọc nước và dùng máy nghiền nhỏ các vật bị giữ lại, còn trong Xử lý nước thải công nghiệp người ta đặt thêm lưới chắn. SCR được phân loại theo cách vớt rác:
+SCR vớt rác thủ công, dùng cho trạm xử lý có công suất nhỏ dưới 0,1 m3/ngày
+SCR vớt rác cơ giới bằng các bằng cào dùng cho trạm có c.suất lớn hơn 0,1 m3/ngày Rác được vớt 2-3lần trong ngày và được nghiền để đưa về bể ủ bùn hoặc xả trực tiếp phía trước thiết bị.

2. Bể điều hòa

Dùng để duy trì sự ổn định của dòng thải, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động của lưu lượng dòng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dây chuyền xu ly nuoc.
Lợi ích:
-Làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây các bể sinh học (do được tính toán chính xác hơn). Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật.
-Chất lượng nước thải sau xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể lắng thứ cấp được cải thiện do lưu lượng nạp chất rắn ổn định.
-Diện tích bề mặt cần cho hệ thống lọc nước giảm xuống và hiệu suất lọc được cải thiện, chu kỳ làm sạch bề mặt các thiết bị lọc cũng ổn định hơn.

3. Bể lắng cát

Trong xu ly nuoc thai, quá trình lắng được sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước thải. Theo chức năng, các bể lắng được phân thành: bể lắng cát , bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp.Yêu cầu: có hiệu suất lắng cao và xả bùn dễ dàng. Cũng có thể sử dụng bể lắng như công trình xử lý cuối cùng, nếu điều kiện vệ sinh nơi đó cho phép.

+Bể lắng sơ cấp: đặt trước công trình xử lý sinh học dùng để gữi lại các chất hữu cơ không tan trong nước thải trước khi cho nước thải vào các bể xử lý sinh học và loại bỏ các chất rắn có khả năng lắng (tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước) và các chất nổi (tỉ trọng bé hơn tỉ trọng nước). Nếu thiết kế chính xác bể lắng sơ cấp có thể loại bỏ 50 -70% chất rắn lơ lửng, 25 - 40% BOD của nước thải.
+Bể lắng thứ cấp: đặt sau công trình xử lý sinh học.
-Căn cứ vào chiều nước chảy phân biệt các loại: bể lắng ngang, đứng, radian

4. Lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại chúng được, là quá trình tách các hạt rắn ra khỏi pha lỏng hoặc pha khí bằng cách cho dòng khí hoặc lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qua lớp ngăn xốp, các hạt rắn sẽ bị gữi lại. Lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất thấp sau vách ngăn.
-Vật liệu:
+Dạng vách: làm bằng thép tấm có đục lỗ hoặc bằng lưới thép không rỉ nhôm, niken, đồng,.. và cả các loại vải khác nhau (thủy tinh, amiang, bông len, sợi,..).Yêu cầu: trở lực nhỏ, đủ bền về hóa học, dẻo cơ học, không bị trương nở và bi phá hủy ở điều kiện lọc cho trước.

+Bể lọc với lớp vật liệu dạng hạt: có thể là cát thạch anh, than cốc, sỏi nghiền, than nâu, than gỗ,...tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện kinh tế. Đặc tính quan trọng của vật liệu lọc nước là: độ xốp và bề mặt riêng. Độ xốp phụ thuộc vào cấu trúc, kích thước các hạt xốp, cách sắp đặt các hạt xốp. Bề mặt riêng của lớp vật liệu xốp được xác định bằng độ xốp của các hạt và hình dạng của chúng.
Quá trình lọc gồm các giai đoạn sau: 1.di chuyển các hạt tới bề mặt các chất tạo thành lớp lọc. 2.gắn chặt các hạt vào bề mặt. 3.tách các hạt bám dính ra khỏi bề mặt.
+Lọc qua màng lớp bã được tạo thành trên bề mặt vật liệu lọc: các hạt có kích thước lớn hơn kích thước mao quản lớp vật liệu lọc bị gữi lại, tạo thành lớp bã và cũng trở thành như lớp vật liệu lọc. (đặc trưng cho bể lọc chậm).
+Lọc không tạo thành lớp màng các tạp chất: quá trình lọc xảy ra trong bề mặt lớp vật liệu lọc dày, các hạt tạp chất bị gữi lại trên các hạt của vật liệu lọc bằng lực bám dính. Đại lượng bám dính phụ thuộc vào các yếu tố: độ lớn, hình dạng hạt, độ nhám bề mặt, thành phần hóa học, tốc độ dòng chảy, nhiệt độ chất lỏng,...

Khi số hạt tới bề mặt lớp lọc trong một đơn vị thời gian bằng số hạt rời khỏi bề mặt đó, sự bão hòa xảy ra và lớp lọc không còn khả năng lọc nữa.

5. Đông tụ và keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ.
Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm làm tăng vận tốc lắng. Khử các hạt keo rắn bằng trọng lượng cần theo 2 bước: 1. trung hòa điện tích của chúng. 2. liên kết chúng lại với nhau. Quá trình trung hòa điện tích: quá trình đông tụ. Quá trình liên kết tạo thành các bông lớn hơn: quá trình keo tụ. Các chất đông tụ thường dùng: các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng. Việc lựa chọn phụ thuộc vào: tính chất hóa lý, chi phí, nồng độ tạp chất trong nước, pH, thành phần muối trong nước. Hay dùng: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, NH4Al(SO4)2.12H2O,
KAl(SO4)2.12H2O, FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O trong đó Al2(SO4)3 được dùng nhiều hơn vì dễ hòa tan trong nước.
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
Đối với các muối sắt cũng hay dùng:
FeCl3 + 3 H2O Fe(OH)3 + HCl
Và nó nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp, có khoảng pH tối ưu của môi trường rộng hơn, độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần muối, có thể khử được mùi vị khi có H2S. Nhược điểm: tạo các phức hòa tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt với một số hợp chất hữu cơ.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC TRONG CÁC CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO

1. Giới thiệu chung

Phương pháp dựa trên cơ sở : hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm chất dinh dưỡng và tạo năng lượng. Chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng, sinh sản nên sinh khối của chúng tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. nước thải được xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bằng chỉ tiêu COD và BOD. Tự làm sạch: do trong môi trường có các vi khuẩn giúp cho quá trình chuyển hóa, phân hủy chất hữu cơ nên khi Xử lý nước thải cần xem xét nước thải có các vi sinh vật hay không để lợi dụng sự có mặt của nó và nếu có thì tạo điều kiện tốt nhất cho các vi sinh vật phát triển.

Phân loại:

2. Nguyên lý chung của quá trình oxy hóa sinh hóa

Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa, các chất hữu cơ hòa tan, các chất keo phân tán nhỏ trong nước thải cần được di chuyển vào bên trong tế bào của vi sinh vật. Quá trình này gồm 3 giai đoạn:

Ba giai đoạn này có quan hệ chặt chẽ với nhau và quá trình 3 đóng vai trò quan trọng trong Xử lý nước thải. Nồng độ các chất ở xung quanh tế bào sẽ giảm dần. Các phần thức ăn mới từ môi trường bên ngoài ( nước thải) lại khuếch tán trong môi trường chậm hơn quá trình hấp thụ thông qua màng tế bào cho nên nồng độ các chất dinh dưỡng xung quanh tế bào bao giờ cũng thấp. ĐốI với các sản phẩm do tế bào tiết ra thì ngược lại lại cao hơn so với nơi xa tế bào. Mặc dù hấp thụ và hấp phụ là giai đoạn cần thiết trong việc tiêu thụ chất hữu cơ của vi sinh vật song không phải có ý nghĩa quyết định trong việc Xử lý nước thải. Đóng vai trò chủ yếu quyết định là các quá trình diễn ra bên trong tế bào vi sinh vật (giai đoạn 3).

Các quá trình sinh hóa:

3. Ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau lên tốc độ oxy hóa sinh hóa

3.1. Các quy định đối với nước thải

3.2. Các điều kiện công nghệ


3.4. Các phương pháp yếm khí

3.4.1. Cơ chế phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí Trong điều kiện không có oxy, các chất hữu cơ có thể bị phân hủy nhờ vi sinh vật và sản phẩm cuối cùng là CH4, CO2. Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ nhờ vi khuẩn kỵ khí chủ yếu diễn ra theo nguyên lý lên men qua các bước sau:

3.4.2. Các loại công trình xu ly nuoc thai trong điều kiện yếm khí


3.5. Các phương pháp hiếu khí

3.5.1. Cơ chế phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí Các quá trình hiếu khí có thể xảy ra trong điều kiện tự nhiên hay trong các điều kiện xử lý nhân tạo. Trong điều kiện xử lý nhân tạo người ta tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình
oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ cao và hiệu suất cao hơn. Quá trình chuyển hóa vật chất:

NH3 + O2 vsv HNO2 + O2 +vsv HNO3 (4)
và (2): lượng oxy tiêu tốn cho các phản ứng này là tổng BOD của nước thải. (1), (2), (3), (4): lượng oxy tiêu tốn gần gấp 2 lần lượng oxy cho 2 phản ứng đầu. Khi môi trường cạn nguồn C hữu cơ, các loại vi khuẩn nitơrít hóa (nitrosomonas) và
nitơrat hóa (nitrobater) thực hiện quá trình nitơrat hóa theo 2 giai đoạn:

55NH4
+ + 76O2 + 5CO2 nitrosomonas C5H7NO2 + 54NO2
- + 52H2O + 109 H+
400 NO2
- + 19 O2 + NH3 + 2 H2O + 5CO2 nitrobater C5H7NO2 + 400 NO3
-
3.5.2. Các công trình nhân tạo (Xử lý nước thải theo nguyên tắc lọc-dính bám, Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính)

3.5.2.1. Lọc sinh học
-Cơ chế Xử lý nước thải theo nguyên tắc lọc-dính bám:

+Sau một thời gian, màng sinh vật được hình thành và chia thành 2 lớp: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí được oxy khuếch tán xâm nhập, lớp trong là lớp thiếu oxy (anoxic). Bề dày màng sinh vật từ 600-1000 micromet trong đó phần lớn là vùng hiếu khí. Do đó quá trình lọc sinh học thường được xem như là quá trình hiếu khí nhưng thực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu-yếm khí.
+Thành phần: vi khuẩn (chủ yếu), dộng vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,…Sau một thời gian hoạt động, màng sinh vật dày lên, các chất khí tích tụ phía trong tăng lên và màng bị bóc khỏi VLL. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước tăng lên. Sự hình thành các lớp màng sinh vật mới lại tiếp diễn.
+Các công trình Xử lý nước thải theo nguyên tắc này chia làm 2 loại: loại có VLL tiếp xúc không ngập trong nước với chế dộ tưới theo chu kỳ và loại có VLL tiếp xúc ngập trong nước giàu oxy.
-Bể lọc sinh học nhỏ giọt:
-Bể lọc sinh học cao tải:
-Đĩa lọc sinh học:
-Bể lọc sinh học có VLL ngập trong nước (bể bioten):

3.5.2.2. Xu ly nuoc thai bằng bùn hoạt tính

Các vi sinh vật thường tồn tại ở trạng thái huyền phù. Bể được sục khí để đảm bảo yêu cầu oxy và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Huyền phù lỏng của các vi sinh vật trong bể thông khí được gọi chung là chất lỏng hỗn hợp và sinh khối (MLSS)
Khi nước thải đi vào bể thổi khí (bể aeroten), các bông bùn hoạt tính được hình thành mà hạt nhân của nó là các phần tử cặn lơ lửng.
Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần cùng với các động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ.
Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất hữu cơ và chất ding dưỡng (N, P) lam thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành tế bào mới. Dẫn đến trong bể aeroten lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợt 2, một phần được quay trở lại đầu bể aeroten để tham gia xử lý nước thải theo chu trình mới Quá trình cứ tiếp diễn đến khi chất thải cuối cùng không thể là thức ăn của các vi sinh vật được nữa.
Nếu trong nước thải đậm đặc chất hữu cơ khó phân hủy, cần có thời gian để chuyển hóa thì phần bùn hoạt tính tuần hoàn phải được tách riêng và sục khí oxy cho chúng tiêu hóa thức ăn đã hấp thụ. Quá trình này gọi là tái sinh bùn hoạt tính.Như vậy quá trình Xử lý nước thải bằng bùn HT bao gồm các giai đoạn sau:
+Khuấy trộn tạo điều kiện tiếp xúc nước thải với bùn HT
+Cung cấp oxy để vi khuẩn và vi sinh vật oxy hóa chất hữu cơ
+Tách bùn HT ra khỏi nước thải
+Tái sinh bùn HT tuần hoàn và đưa chúng về bể aeroten
Yêu cầu chung về vận hành:
+Các bể aeroten phải đảm bảo bề mặt tiếp xúc lớn giữa không khí, nước thải và bùn.
+Không khí được cấp vào nước thải bằng: nén khí qua bộ phận khuếch tán ngập trong nước bằng sục khí hoặc dùng khuấy cơ học thổi vào chất lỏng bằng thông khí cơ học.
+nước thải đưa vào DO 2mg/l, SS 150mg/l (đối với hàm lượng sản phẩm dầu mỏ thì 25mg/l), pH 6,5-9, nhiệt độ 6-30oC, độc tố: GHCP, khoáng hòa tan: đầy đủ, BOD (chất hữu cơ dễ bị phân hủy), nồng độ các chất dinh dưỡng khác: đảm bảo.

Phân loại bể aeroten:
+Theo chế độ thủy động lực có: bể aeroten đẩy, khuấy trộn, trung gian
+Theo phương pháp tái sinh bùn hoạt tính: loại có tái sinh tách riêng, loại không có tái sinh tách riêng
+Theo tải lượng bùn: loại tải trọng cao, trung bình, thấp
+Theo số bậc: 1 bậc, 2 bậc, nhiều bậc
+Theo chiều dẫn nước thải vào: xuôi chiều, ngược chiều
3.6. Các công trình loại bỏ các chất dinh dưỡng (muối nitơ và phốtpho) và ổn định bùn bằng phương pháp sinh học
3.6.1. Cơ chế quá trình
3.6.1.1. Các quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng nitơ
Để giảm nguy cơ phú dưỡng trong sông hồ do xả nước thải, cần thiết phải giảm muối nitơ và phốt pho trong đó. N có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau trong nước thải. Loại bỏ N nghĩa là chuyển nóvề dạng khí bay lên.
-Đối với quá trình Xử lý nước thải bằng sinh học hiếu khí thì
55NH4
+ +76O2 +5CO2 nitrosomonas C5H7NO2+54NO2
-+52H2O+109 H+
400NO2
- + 10 O2 + NH3 + 2H2O + 5CO2 nitrobacter C5H7NO2+ 400NO3
-Trường hợp thiếu oxy, các loại vi khuẩn khử nitơrat denitrificans (dạng kỵ khí tùy tiện) sẽ tách oxy của nitơrat và nitrit để oxy hóa chất hữu cơ. Nitơ phân tử tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước. Quá trình chuyển
NO3
- NO2
- NO N2O N2 (NO, N2O, N2: dạng khí)
Nhưng cũng đòi hỏi có nguồn C để tổng hợp tế bào.
-Do nước thải đã được nitrit hóa thường chứa ít vật chất chứa C nên đòi hỏi phải bổ sung thêm nguồn C từ ngoài vào. Trong một số hệ khử nitrit sinh học, nước thải chảy tới hoặc tế bào chất thường là nguồn cung cấp C cần thiết. Khi Xử lý nước thải công nghiệp thường thiếu C hữu cơ nên người ta thường dung CH3OH rượu metylic làm nguồn C bổ sung. nước thải công nghiệp nếu nghèo chất dinh dưỡng nhưng lại chứa C hữu cơ thì cũng có thể hòa trộn vào.
Như vậy để công trình Xử lý nước thải cần:

Ưu điểm:

3.6.1.2. Quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng phốt pho
-P xuất hiện trong nước thải ở dạng PO4
3- hoặc poli photphat P2O7 hoặc dạng photpho liên kết
hữu cơ. Hai dạng sau chiếm khoảng 70% trong nước thải.
-Các dạng tồn tại của P thường dùng các loại hợp chất keo tụ gốc Fe, Al,…để loại bỏ nhưng giá thành đắt, tạo thành bùn chứa tạp chất hóa học,…
-Vi khuẩn Acinetobater là 1 trong những sinh vật đầu tiên có trách nhiệm khử P, chúng có khả năng tích lũy poliphotphat trong sinh khối tương đối cao (2-5%). Khả năng lấy P của vi khuẩn kỵ khí tùy tiện Acinebacter sẽ tăng lên rất nhiều khi cho nó luân chuyển các điều kiẹn hiếu khí, kỵ khí.

3.6.1.3. Quá trình thổi khí kéo dài trong aeroten
-Ưu điểm: (Xử lý nước thải có quy mô vừa, nhỏ)
+Có thể giảm 85-95% BOD và cặn lơ lửng trong nước thải
+ 1 phần chất hữu cơ dễ gây thối rửa trong bùn được khử nhờ quá trình hô hấp nội bào
+ Hiệu quả làm sạch cao, lượng bùn dư ít nhưng diện tích công trình lớn
3.6.2. Một số công trình
3.6.2.1. Kênh oxy hóa tuần hoàn
-Áp dụng: dùng cho vùng có 200 -15000 người.
3.6.2.2. Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ(Sequencing Batch Reactor-SBR)
+1.Nước thải cho vào bể được trộn với BHT (được lưu lại trong chu kỳ trước)
+2.Hỗn hợp nước thải và bùn được suc khí ở bước này với thời gian đúng yêu cầu. Các chất
hữu cơ được oxy hóa hoàn toàn ở giai đoạn này.
+3.Quá trình lắng bùn trong điều kiên tĩnh
+4.Sau lắng, nước nằm phía trên lớp bùn được xả ra khỏi bể
+5.Xả lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể, các ngăn được hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải đến trạm Xử lý nước thải liên tục.
-Ưu điểm:
+Hiệu quả xlý nước thải cao
+BOD nước thải sau XL < 20 mg/l, CLL 3-25 mg/l; N-NH3 0,3-12 mg/l
+Không cần bể lắng đợt 2, trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua bể điều hòa, bể lắng đợt 1
+Có thể loại bỏ được N, P do có thể điều chỉnh được quá trình hiếu khí, thiếu khí, kỵ khí trong bể bằng việc thay đổi chế độ cung cấp oxy.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

4.1. Các công trình Xử lý nước thải trong đất
4.1.1. Cơ chế của quá trình
4.1.2. Yêu cầu đối với các phương pháp Xử lý nước thải trong đất ngập nước

-Đất dễ thấm nước, khả năng hấp phụ cao, mực nước ngầm dưới 1,5m, độ dốc mặt đất nhỏ hơn hoặc bằng nhỏ hơn hoặc bằng 0,02 đối với cánh đồng tưới và nhỏ hơn 0,08 đối với cánh đồng lọc (không trồng trọt).
-Trồng các loại cây có khả năng các chất hữu cơ cũng như các muối có chứa N, P, K trong nước thải.
-nước thải khi đưa vào cánh đồng ngập nước thường phải đáp ứng: pH 6,5- 8,5; cặn lơ lửng< 150 mg/l; BOD5< 150 mg/l, tổng muối không hòa tan <5g/l; không chứa các chất độc hại, dầu mỡ,…
-Nếu nước thải chứa nhiều trứng giun, sán, vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần được khử trùng trước khi đưa đi xử lý trong đất ngập nước cánh đồng lọc, cánh đồng tưới.
-bãi đất ngập nước phải bố trí cuối hướng gió thổi vào khu dân cư, đô thị, cách xa công trính thu nước,… theo đúng quy định vệ sinh.
-Áp dụng cho những vùng ít mưa.
Do nước thải ngập trên bề mặt dễ gây mùi hôi và làm ô nhiễm MT không khí nên các loại công trình này thường dùng để xử lý sinh học bậc hai hoặc xử lý triệt để nước thải.
4.1.3. Các phương pháp và các loại công trình Xử lý nước thải trong đất
4.1.3.1. Các phương pháp Xử lý nước thải trong đất
Dựa vào mức độ XL và tai rtrọng tưới nước thải, các phương pháp Xử lý nước thải được phân thành ba loại sau: quá trình lọc tưới chậm (1), quá trình lọc nhanh (2), quá trình lọc ngập nước trên mặt (3).
4.1.3.2. Các loại công trình Xử lý nước thải trong đất
Dựa vào đặc điểm xây dựng và khả năng khảo sát quá trình XL người ta chia ra 2 loại công trình là: cánh đồng ngập nước tự nhiên (1), cánh đồng ngập nước nhân tạo (gồm cánh đồng ngập nước bề mặt và cánh đồng ngập nước phía dưới) (2).
Lưu ý:

+Khi đưa các công trình Xử lý nước thải trong đất vào hoạt động cần phải kiểm tra các thông số về mực nước ngầm, độ thấm nước của đất, tải trọng chất bẩn, cần chọn các loại cậy phù hợp, kiểm tra hệ thống tưới, hệ thống thu gom nước thải và có biện pháp thoát nước trong trường hợp ngập cục bộ trên hệ thống cánh đồng ngập nước phía dưới.

+Các thông số cần quan trắc trong quá trình vận hành là: BOD, tổng N, tổng P, E.coli, số lượng nước XL, các loại thực vật bậc cao , hệ động vật đất, năng suất cây trồng,…
+các loại ruồi muỗi, côn trùng gây bệnh phát triển nhiều nên có biện pháp tiêu diệt hoặc hạn chế sự phát triển của nó để đề phòng ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.
4.2. Hồ sinh học
4.2.1. Cơ chế của quá trình Xử lý nước thải trong hồ sinh học Hồ sinh học là các thủy vực tự nhiên hay nhân tạo, không lớn mà ở đó sẽ diễn ra quá trình chuyển hóa cac chất bẩn. Quá trình này tương tự như quá trình tự làm sạch trong các hồ
tự nhiên với vai trò chủ yếu là các loại vi khuẩn và tảo. Khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn lắng xuống đáy. Các chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật hấp thụ và oxy hóa mà sản phẩm tạo ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitorat, nitơrit,...Khí CO2, các hợp chất nitơ, phôtpho được rong tảo sử dụng trong quá trình quang hợp, giải phóng oxy cung cấp cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ củavi khuẩn. Sự hoạt động của rong tảo giúp ích cho quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Trường hợp nước thải đậm đặc chất hữu cơ, tảo có thể chuyển từ tự dưỡng sang dị dưỡng, tham gia vào quá trình oxy hóa chất hữu cơ. Nấm, xạ khuẩn cũng thực hiện các quá trình này.
Các hợp chất nitơ, photpho, cacbon,...trong hồ sinh học cũng được chuyển hóa theo chu trình riêng với sự tham gia của vi khuẩn, tảo và các thực vật bậc cao khác. Ưu điểm: sử dụng ao hồ tự nhiện nên chi phí đầu tư xây dựng thấp, vận hành đơn giản, có hiệu quả xử lý, khử trùng, có thể kết hợp nuôi cá, trồng tảo. Hồ sinh học ổn định phù hợp với các vùng khí hậu nhiệt đới và các khu dân cư vừa và nhỏ. Nhược điểm: cần diện tích lớn, khó điều khiển quá trình xử lý, nước hồ thường có mùi khó chịu đối với các khu vực xung quanh. Khắc phục: làm thoáng nhân tạo cung cấp oxy cho hồ bằng các biện pháp cưỡng bức (khí nén, khuấy cơ học,...) nhờ đó mà các vùng chết trong hồ giảm, điều kiện tiếp xúc giữa chất hữu cơ-oxy-vi khuẩn tăng lên nên hiệu quả xử lý nước thải được đảm bảo.

4.2.2. Phân loại hồ sinh học
4.2.2.1. Hồ sinh học ổn định nước thải
4.2.2.2. Hồ làm thoáng nhân tạo
Hồ SH làm thoáng hiếu khí: hồ được xáo trộn gần như hoàn toàn, không có hiện tượng lắng cặn, hoạt động gần giống bể aeroten.
Hồ SH làm thoáng tuỳ tiện: còn có những vùng lắng cặn và phân hủy chất bẩn trong điều kiện yếm khí, mức độ xáo trộn nước thải trong hồ hạn chế.
Ưu điểm: diện tích xây bể nhỏ so với HSH ổn định, trong hồ này nồng độ BHT nhỏ hơn nhiều (200 – 400 mg/l) so với aeroten (2000 – 6000 mg/l), hiệu quả XL có khi đến 90% khi thời gian lưu nước từ 2 – 6 ngày. Áp dụng: XL nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất. Đối với khu dân cư, hồ được sử dụng khi HSH tùy tiện hoạt động quá tải hoặc diện tích đất thiếu. Đối với các nhà máy xí nghiệp, hồ được dùng như 1 công trình xử lý sơ bộ nước thải trước khi xả ra hệ thống thoát nước chung.

XU LY NUOC THAI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ

5.1. Phương pháp đông tụ

Mục đích: để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo,... người ta dùng phương pháp đông tụ, khi đó nồng độ chất màu, mùi, lơ lửng sẽ giảm xuống. Các chất đông tụ thường dùng là nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua,...
Al2(SO4)3 khi vào nước sẽ tác dụng với bicacbonat trong nước tạo thành Al(OH)3 dạng bông và sẽ hấp phụ , kết dính các hạt huyền phù, các chất ở dạng keo lơlửng trong nước thải. Các bông này sẽ lắng xuống đáy ở dạng cặn.
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + CO2
Khi dùng các muối sắt:
2FeCl3 + 3Ca(OH)2 3CaCl2 + 2Fe(OH)3
Hiệu suất đông tụ cao nhất khi pH 4-8,5. Để tạo các bông lớn, dễ lắng người ta dùng thêm chất trợ đông. Đó là chất cao phân tử tan trong nước và dễ phân ly thành ion, gồm chất trợ đông tụ loại anion và cation. Hay dùng là poliacrylamit (CH2CHCONH2)n , natri silicat hoạt tính,... Giới hạn sử dụng: chọn lựa hóa chất, liều lượng tối ưu, thứ tự cho vào nước, lượng cặn tạo thành,... phải được tiến hành bằng thực nghiệm, thường dùng 1-5mg/l. Điều kiện: để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiết kiệm, cần phải: khuấy đều có thể sử dụng các loại máy trộn khác nhau. Loại hay dùng: cánh quạt cơ giới thì nước thải sẽ chuyển động vòng và tạo bông dễ dàng ở toàn bộ thể tích.

5.2. Phương pháp trung hòa

nước thải sản xuất trong nhiều lĩnh vực có chứa nhiều axit hoặc kiềm Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực ở các công trình thoát nước và tránh cho các quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch và trong hồ, sông không bị phá hoại, người ta phải trung hòa các loại nước thải đó. Trung hòa còn với mục đích làm cho một số muối kim loại nặng lắng xuống và tách ra khỏi nước. Công nghệ ưu tiên: tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau giữa các loại nước thải chứa axit và kiềm.
Quá trình trung hòa được thực hiện trong các bể trung hòa kiểu làm việc liên tục hay gián đoạn theo chu kỳ. nước thải sau khi trung hòa có thể cho lắng ở các hồ lắng tập trung và nếu điều kiện thuận lợi, các hồ này có thể tích có thể trữ được cặn lắng trong khoảng 10-15 năm.
Thể tích cặn lắng phụ thuộc vào nồng độ axit, ion kim loại nặng trong nước thải, vào dạng và liều lượng hóa chất, vào mức độ lắng trong,...Ví dụ: khi trung hòa nước thải bằng vôi sữa chế biến từ vôi thị trường chứa 50% CaO hoạt tính sẽ tạo nhiều cặn nhất.
Việc lựa chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lượng nước thải, chế độ xả thải, nồng độ, hóa chất có ở địa phương.
Đối với nước thải sản xuất, việc trung hòa bằng hóa chất khá khó khăn vì thành phần và lưu lượng nước thải trong các trạm trung hòa dao động rất lớn trong ngày đêm. Ngoài việc cần thiết phải xây dựng bể điều hòa với thể tích lớn còn phải có thiết bị tự động điều chỉnh lượng hóa chất vào. Thông số chính để điều chỉnh phổ biến là đại lượng pH. Trong thực tế cần phải tiến hành thực nghiệm với từng loại nước thải để tiến hành biện pháp trung hòa vì trong nước thải này chứa nhiều hợp chất hữu cơ, axit, muối phân ly yếu có ảnh hưởng đến việc đo pH bằng điện hóa học.

5.2.1. Trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm

Phương pháp này được dùng khi nước thải của xí nghiệp là axit còn xí nghiệp gần đó có nước thải kiềm. Cả hai loại nước thải này đều không chứa các cấu tử gây ô nhiễm khác.

5.2.2. Trung hòa nước thải bằng cách cho thêm hóa chất

Nếu nước thải chứa quá nhiều axit hay kiềm tới mức không thể trung hòa bằng cách trộn lẫn chúng với nhau được thì phải cho thêm hóa chất.
Phương pháp này thường để trung hòa axit.
Hóa chất sử dụng: phế liệu công nghiệp địa phương
Để trung hòa axit vô cơ có thể dùng bất kỳ dung dịch có tính bazơ nào. Hóa chất rẻ tiền và dễ kiếm là Ca(OH)2, CaCO3, MgCO3, đôlômit, còn NaOH và xôđa Na2CO3 chỉ được dùng khi chúng là phế liệu.
Liều lượng hóa chất được xác định theo điều kiện trung hòa hoàn toàn axit tự do và lấy lớn hơn tính toán một chút.
Việc đưa dung dịch công tác vào nước thải được tiến hành nhờ bơm hoặc các thiết bị định lượng (kiểu phao, định mức với áp lực cố định,…)

5.2.3. Trung hòa nước thải chứa axit bằng cách lọc qua những lớp vật liệu trung hòa

Sử dụng cho nước thải chứa HCl, HNO3, H2SO4 với hàm lượng dưới 5g/l và không chứa muối kim loại nặng.
Cách tiến hành: cho nước thải tiếp xúc các bể vật liệu lọc là đá vôi, magiezit, đá hoa cương, đôlômit,… kích thước hạt 3-8 cm với tốc độ phụ thuộc vào vật liệu nhưng không quá 5m3/h và thời gian tiếp xúc không quá 10 phút, nước thải có thể chuyển động ngang hoặc đứng trong bể lọc.

5.2.4. Dùng khí thải, khói từ lò hơi để trung hòa nước thải chứa kiềm Đây là biện pháp khá kinh tế để trung hòa nước thải chứa kiềm vì khí từ ống khói cháy tốt thường chứa khoảng 14% CO2.

5.3. Phương pháp oxy hóa khử

Các chất bẩn trong nước thải công nghiệp có thể phân ra hai loại: vô cơ và hữu cơ.
Các chất hữu cơ thường là đạm, mỡ, đường, các hợp chất chứa phenol, chứa nitơ,... nên có thể bị phân hủy vi sinh vật, do đó có thể dùng phương pháp sinh học để xử lý.
Các chất vô cơ thường là những chất không xử lý bằng phương pháp sinh học được.
Các ion kim loại nặng không thể XL bằng VSV cũng như không loại được dưới dạng cặn, chỉ 1 phần bị hấp phụ bằng BHT. Thủy ngân, asen,... còn là những chất rất độc khó XL mà còn tiêu diệt các VSV có lợi trong nước thải.

5.3.1. Xử lý nước thải chứa xianua bằng phương pháp oxy hóa khử

Việc lựa chọn biện pháp Xử lý nước thải phụ thuộc vào tính chất lý hóa của nước thải. Cách thức thường dùng là oxy hóa xianua chuyển sang dạng xianat, feri, fero, các cặn kết tủa từ những xianua đơn giản, phức chất rồi sau đó tách khỏi nước thải bằng phương pháp lắng hoặc lọc. Cần ưu tiên lựa chọn biện pháp oxy hóa xianua độc thành xianat không độc vì đây là biện pháp tốt nhất. Ở đây, nhóm CN- bị phân hủy hoàn toàn và nước sẽ không nhiễm bẩn trở lại bởi các chất xianua.
Một số các chất hay dùng:
1) Dùng hypoclorit:
+ để oxy hóa xianua đơn giản, tan độc: CN- + OCl- CNO- + Cl-
+ để oxy hóa xianua phức hợp, tan, độc
2) Dùng clo lỏng trong môi trường kiềm:
+ để oxy hóa xianua đơn giản, tan độc: CN- + Cl2 + 2OH- CNO- + Cl-+ H2O
+ để oxy hóa xianua phức hợp, tan độc:
3) Dùng permanganat:
+ để oxy hóa xianua đơn giản, tan độc:
+ để oxy hóa xianua phức hợp, tan độc:
Lưu ý:- quá trình oxy hóa là nhờ oxi nguyên tử mới sinh, không phải là O2 nên nếu làm thoáng thì xianua không thể bị oxy hóa được mà chỉ một phần bị thổi đi mà thôi.

5.3.2. Xử lý nước thải chứa crom bằng phương pháp oxy hóa khử

-Nguyên tắc: chuyển Cr6+ sẽ biến về Cr3+, tiếp đó tách ở dạng hidroxit kết tủa.
-Các chất khử có thể dùng: Na2S, Na2SO3, NaHSO3, FeSO4, SO2, khói chứa khí SO2,...
-Các phản ứng chuyển Cr6+ về Cr3+:
Cr2O7
2- + 3S2- + 14H+ 2Cr3+ + 3S0 + 7H2O
Cr2O7
2- + 3HSO3
- + 5H+ 2Cr3+ + 3SO4
2- + 4H2O
Cr2O7
2- + 6Fe2- + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
Nếu dùng nước Na2S thì trong dung dịch Na2S bị thủy phân mạnh và tạo kết tủa Cr(OH)3 nên không cần thêm vôi: S2- + 2H2O H2S + 2OHNếu dùng NaHSO3, FeSO4 thì cần cho thêm vôi sữa (hoặc loại kiềm nào đó) để kết tủa
Cr(OH)3.
-Công nghệ xử lý như sau: Đầu tiên nước thải được điều hòa lưu lượng và nồng độ. Sau đó kiểm tra pH nếu thấy pH > 4 cần điều chỉnh sao cho pH 2-4 trước khi thực hiện phản ứng khử, đồng thời cần xác định lượng Cr6+ để tính toán lượng chất khử ( thường dùng gấp 1,25 lần lượng tính toán theo lý thuyết). Chất khử thường được chuẩn bị dưới dạng dung dịch 10% và cho vào bể phản ứng nhờ thiết bị định lượng. Thời gian khuấy trộn bể phản ứng dưới 30 phút, sau khi phản ứng khử kết thúc cho vôi sữa vào ( được chuẩn bị với nồng độ khoảng 2,5%) cho đạt pH 9, tiếp tục khuấy khoảng 3-5 phút sau đó cho nước thải sang bể lắng với thời gian khoảng 2h.

5.3.3. Phương pháp oxy hóa điện hóa

Được dùng để xử lý nước thải với mục đích phân hủy các chất độc trong nước thải hoặc thu hồi các kim loại quí trên điện cực. Áp dụng: Xử lý nước thải các phân xưởng mạ niken, mạ bạc, các nhà máy làm giàu kim loại, phân xưởng tẩy rửa gỉ kim loại.

Nếu dùng phương pháp điện phân, nước thải sau xử lý có thể dùng lại để chuẩn bị cho các dung dịch mạ và dung dịch axit sunfuaric có thể dùng lại cho các quá trình điện phân sau. Theo kinh nghiệm các nghiên cứu và thực tế cho thấy: nếu nước thải chứa xianua với nồng độ lớn hơn 1g/l dùng phương pháp điện phân sẽ rẻ tiền hơn so với phương pháp dùng hóa chất.



Hóa chất - vật liệu

Hóa chất - vật liệu


Linh kiện - thiết bị

Linh kiện - thiết bị


Máy bơm nước thải

Máy bơm nước thải


Xử lý nước thải y tế

Xử lý nước thải y tế


Xử lý nước thải công nghiệp

Xử lý nước thải công nghiệp


Xử lý nước thải sinh hoạt

Xử lý nước thải sinh hoạt