Các quá trình hóa lý trong xử lý nước thải - Tái sử dụng nước, lựa chọn công nghệ và giải pháp kết hợp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCMĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG TÁI SỬ DỤNG NƯỚC LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI PHÁP KẾT HỢP GVHD: DƯƠNG HỮU HUY NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 2 NGUYỄN THÀNH ĐÔNG (0922054) LÃ ĐÌNH HOAN (0922090) VŨ HUY HOÀNG (0922094) TRẦN THỊ CẨM HỒNG (0922098) ĐINH THỊ HỒNG HUỆ (0922100) PHẠM LÊ BÍCH HUYỀN (0922104) NGUYỄN THỊ HỒNG LOAN (0922133) NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THANH (0922226) water and wastewater engineering Báo cáo hội nghị môi trường năm 2005 3. TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT 4. daotao/giao%20trinh%20dien%20tu/xlnt/plantdraw.htm TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI MỤC LỤC Tái sử dụng nước Lựa chọn quy trình công nghệ Đánh giá lựa chọn quy trình Nguyên tắc chọn lựa quy trình Giải pháp kết hợp Mô hình mô phỏng Ví dụ về lựa chọn công nghệ và giải pháp kết hợp trong tái sử dụng nước Ví dụ 1 Ví dụ 2 Các điểm cần chú ý khi thiết kế hệ thống xử lý. TÁI SỬ DỤNG NƯỚC Lượng nước thải do sinh hoạt và sản xuất của con người mỗi ngày thải ra là rất lớn. Nếu lượng nước thải này không được xử lý một cách thích hợp sẽ gây ô nhiễm môi trường. Đồng thời, nhu cầu lượng nước cho sinh hoạt của con người ngày càng gia tăng nhưng nguồn nước có thể sử dụng thì đang suy giảm cả về số lượng và chất lượng . Tái sử dụng nước II. LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Xác định liều lượng xử lý dựa vào: Đặc tính nguồn thải QCVN về nước thải Nguồn tiếp nhận Các yếu tố khác: tài chính, diện tích, nhân lực Để thiết kế được một hệ thống xử lý cần thu thập các số liệu về: Qui trình sản xuất của xí nghiệp Về lưu lượng nước thải theo thời gian Về thành phần nước thải Đánh giá lựa chọn quy trình Khi lựa chọn một quy trình xử lý nước thải ta cần tập trung vào các vấn đề. Loại bỏ chất gây ô nhiễm: Là mục đích chính của quy trình xử lý nước thải. Đáp ứng mức tối đa cho phép QCVN về các chất ô nhiễm trước khi phát thải ra môi trường. Độ bền: Là khả năng thích nghi cao khi chất lượng nước thải hay thời tiết thay đổi. Mức độ bảo trì, bảo dưỡng phải duy trì được hoạt động hiệu quả của công nghệ Quy trình linh hoạt: Có khả năng nâng cao công suất khi nhà máy yêu cầu. Hệ thống xử lý cần tương ứng với trình độ kỹ thuật của từng địa phương, có thể tận dụng nguồn nhân lực tại chỗ. Thiết bị phải có sẵn và dễ thay thế khi có sự cố. Có phương án dự trù khả năng cung cấp các vật tư sử dụng cho hệ thống Khả năng sử dụng: Sửa chữa và thay thế hằng ngày, cung cấp chỉ dẫn, đưa ra những ví dụ… Vận hành và bảo dưỡng Chi phí vận hành hệ thống Chi phí: Khả thi về tài chính của doanh nghiệp Dự tính chi phí phát sinh trong tương lai Ước lượng được chi phí vận hành, bảo trì hệ thống Kiểm soát mùi: Kiểm soát phát sinh mùi trong quá trình xử lý Quản lý chất dinh dưỡng và chất thải: Thúc đẩy, cải tiến công nghệ và cơ sở vật chất Quản lý năng lượng: Nhu cầu năng lượng cho hệ thống vận hành Yếu tố quan trọng để xem xét trong đánh giá các lựa chọn quá trình thay thế  2. Nguyên tắc chọn lựa quy trình Chất lượng nước thải thô của mỗi nguồn thải là khác nhau. Chất lượng nước thải thô có thể thay đổi.  Không có thiết kế xử lí tiêu chuẩn cho tất cả các nguồn.  Đối với tất cả các nguồn, một số lựa chọn thay thế quá trình xử lý đã có sẵn. Điều kiện địa điểm giới hạn các loại quá trình xử lí có thể sử dụng. Cải tiến và nâng cấp nhà máy hiện tại đòi hỏi giải pháp sáng tạo, không phải những điều trình bày trong sách chuẩn như một trong những điều này.  Kiểm tra thí điểm thực được khuyến khích trong việc lựa chọn công nghệ mới hoặc công nghệ đã được chứng minh cho các ứng dụng mới. Thử nghiệm thí điểm nhà máy đòi hỏi phải lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận để có được thiết kế hữu ích và hoạt động tiêu chuẩn. Điều quan trọng quản lý chất thải là một đặc tính của tất cả các mẫu thiết kế . Kinh nghiệm người điều hành là rất có giá trị trong việc phát triển một thiết kế. GIẢI PHÁP KẾT HỢP Nhà máy nước sạch Side PARCC (Hình 28-4) là một ví dụ về cách bố trí nhà máy của một lò phản ứng sinh học màng hiện đại. Nhà máy là sự kết hợp của nhiều quá trình nhằm tạo ra lợi nhuận tốt nhất và không gây ô nhiễm môi trường Xả lọc sinh học Từ các chất rắn Buồng sỏi lưu trữ chất rắn sinh học hiếu khí Đến bãi chôn lấp xử lý chất rắn nổi trên mặt máy bơm vít Khoang chứa nước thải Bồn cân bằng tương lai Sàng lọc Nguyên liệu thô Máy thổi gió Để lưu trữ hiếu khí Xử lý sinh học Khử trùng bằng tia cực tím Tầng khí Xả ra sông Cân bằng khối lượng Là một công cụ phân tích để so sánh các lựa chọn thay thế. Cung cấp khung tiêu chuẩn Cung cấp cơ sở logic và sơ đồ thiết bị đo đạc. Một số giả thuyết liên quan Được tính toán cho các thành phần: chất rắn lơ lửng, BOD, COD, nitơ (N), độ kiềm, và phốt pho (P). Quá trình tải thay đổi đa dạng: Là một khía cạnh của phân tích cân bằng khối lượng Điều tra các tác động thay đổi trong quá trình tải. Thể hiện qua các yếu tố đạt đỉnh và khoảng thời gian trong các quá trình IV. MÔ HÌNH MÔ PHỎNG Là những công cụ cho hai quá trình lựa chọn và kết hợp Dùng kiểm tra một loạt các cấu hình và các tình huống. Không bao gồm các yếu tố an toàn Độ chính xác của một mô hình phụ thuộc nhiều vào các dữ liệu thu thập để thiết kế hệ thống Một mô hình tốt Xác định những gì đang được thực hiện với mô hình. Thu thập các dữ liệu liên quan Thiết lập mô hình Hiệu chỉnh mô hình Sử dụng mô hình. Một số ví dụ về lựa chọn công nghệ và giải pháp kết hợp trong tái sử dụng nước Ví dụ 1: Đề án về tái sử dụng nước thải sinh hoạt thành nước cấp do PGS-TS Nguyễn Phước Dân, trưởng khoa môi trường trường đại học Bách Khoa tp HCM làm chủ nhiệm. Nguồn gốc Theo ước tính chỉ có dưới 6% nước thải sinh hoạt ở Tp HCM được xử lý. Nước thải sinh hoạt của hộ gia đình chia làm hai loại: nước đen và nước xám. Các thành phần chính trong nước thải: BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho. Có nhiều biện pháp xử lý nước sinh hoạt nhằm mục đích tái sử dụng như: Phương pháp hóa học. Phương pháp hóa lý. Phương pháp sinh học. Giải pháp kết hợp. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Trong nhiều giải pháp nêu trên, PGS-TS Nguyễn Phước Dân đưa ra 2 giải pháp: Một là, công nghệ than hoạt tính sinh hoc kết hợp với lọc cát sinh học BAC-BSF Hai là, công nghệ BAC-BSF kết hợp màng RO Ví dụ 2: Bể lọc sinh học MBR: Chỉ cho phân tử nước và một số chất hữu cơ, vô cơ hòa tan đi qua do vậy không cần phải dùng hóa chất khử trùng. Không khí thổi vào qua các máy thổi khí và hệ thống phân phối khí ở đáy bể, đảm bảo lượng oxi hoà tan trong nước thải >2 mg/l Quá trình phân hủy sinh học hiếu khí bắt đầu và đạt yêu cầu thì không có mùi hôi Với thời gian lưu của nước trong bể này khoảng 10 – 12 giờ thì hiệu quả xử lý trong giai đoạn này đạt 90 đến 95% theo BOD. Bể ổn định: Trước khi thải vào môi trường, nước sau khi xử lý còn qua quá trình xử lý trung gian, nước thải được dùng trở lại để rửa màng MBR theo định kỳ. Hệ thống xử lý bùn: Phần bùn dư trong quá trình xử lý từ bể lắng được phân huỷ kỵ khí bởi vi sinh.  CÁC ĐIỂM CẦN CHÚ Ý KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ Tính khả thi của quy trình xử lý. Khoảng lưu lượng có thể áp dụng được. Khả năng chịu đựng sự biến động của lưu lượng. Đặc tính của nước thải cần xử lý . Các chất có trong nước thải gây ức chế. Chọn qui trình xử lý bùn . Các giới hạn về môi trường. Các hóa chất cần sử dụng. Năng lượng sử dụng. Vận hành và bảo trì. Độ tin cậy của hệ thống xử lý. Hiệu quả của hệ thống xử lý. Các giới hạn do điều kiện khí hậu. Độ phức tạp của hệ thống xử lý. Tính tương thích với các hệ thống và thiết bị có sẵn. Diện tích đất cần sử dụng. Chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng hệ thống.