Kỹ thuật xử lý nước thải

en. • Biến đổi hóa học bằng tác nhân hóa học hoặc bằng nhiệt ( 700 – 800oC). Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG • Trạm xử lý với tái sinh bằng hơi: Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 10 MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG • Trạm xử lý với tái sinh bằng hỗn hợp hơi nước - khí: Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG • Trạm xử lý với tái sinh bằng hơi hóa chất: Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG • Trạm xử lý với tái sinh bằng phân hủy: Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 11 TRÍCH LY • Áp dụng khi nồng độ chất bẩn hữu cơ trong nước 3 – 4 g/L. • Hệ số phân bố K là tỷ số giữa nồng độ chất bẩn trong dung môi và nồng độ chất bẩn trong nước ở trạng thái cân bằng: C CK d= Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 TRÍCH LY • Tính chất của dung môi trích ly: – Không tan ( ít tan) trong nước. – Tỷ trọng nhỏ hơn của nước. – Không phản ứng với chất bẩn. – Nhiệt độ sôi nhỏ hơn nhiệt độ sôi của chất bẩn. – Dung môi là chất không ăn mòn, không cháy nổ, không độc hại. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY • Trích ly theo bậc với dòng chữ thập: L S R1 R2 R3 E1 E2 E3 S S Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY • Trích ly theo bậc ngược dòng trong sx: S S RL Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 12 CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY • Trích ly theo bậc ngược dòng trong PTN: S S S S L R E1 E2 E3 I II III IV Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY • Trích ly ngược dòng: L E R S Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 TRÍCH LY TRONG SẢN XUẤT • Sơ đồ trích ly 1 bậc hoạt động liên tục: Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 Nước Dung môi TRÍCH LY TRONG SẢN XUẤT • Sơ đồ trích ly 3 bậc ngược dòng: 2 1 1 1 3 Nước thải Dung môi Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 13 MỘT SỐ CÔNG THỨC • Khi trích ly nhiều bậc gián đoạn, nồng độ chất bẩn trong nước: • Với : b là lưu lượng đơn vị của dung môi. n: số bậc trích ly. n o n bK CC )1( ´+ = Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 MỘT SỐ CÔNG THỨC • Nồng độ chất bẩn đầu ra trong trích ly 1 bậc: • Số bậc trích ly để giảm nồng đột từ Co xuống Cn oCbKC )1( ´-= )lg( lg])1(lg[ Kb CCKbCn nno ´ -+-´ = Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 TRAO ĐỔI ION • Trao đổi ion là quá trình trong đó các ion trên bề mặt chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc nhau. • Trao đổi ion thường dùng để thu hồi các kim loại có giá trị cũng như xử lý nước bị nhiễm KLN và 1 số hợp chất khác. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 14 CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION 1. Di chuyển ion A tới bề mặt biên giới (màng chất lỏng) bao quanh hạt trao đổi. 2. Khuếch tán ion qua lớp biên giới. 3. Chuyển ion vào hạt nhựa. 4. Khuếch tán ion A trong hạt nhựa tới các nhóm trao đổi. 5. Phản ứng hóa học trao đổi A và B. 6. Khuếc tán các ion B tới biên giới pha. 7. Chuyển các ion B qua biên giới. 8. Khuếch tán ion B qua màng. 9. Khuếch tán ion B vào nhân chất lỏng. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION • Phương trình tổng quát: • Tốc độ của quá trình trao đổi được quyết định bởi quá trình khuếch tán trong màng chất lỏng. BmRARmBmA +«+ Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 MỘT SỐ SƠ ĐỒ ÁP DỤNG • Trao đổi hỗn hợp: Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 15 MỘT SỐ SƠ ĐỒ ÁP DỤNG • Trao đổi hỗn hợp: Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CÁC QUÁ TRÌNH TÁCH BẰNG MÀNG • Màng là 1 pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau. Quá trình Động lực Kích thước hạt (mm) Chức năng màng Điện thẩm tách Điện thế <0,1 Chọn lọc đối với ion Phép thẩm tách Nồng độ <0,1 Chọn lọc đối với dung dịch Thẩm thấu ngược Áp suất <0,05 Di chuyển chọn lọc của nước Siêu lọc Áp suất 5.10-3 – 10.10-3 Chọn lọc đối với kịch thước và dạng phân tử Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CÁC QUÁ TRÌNH TÁCH BẰNG MÀNG Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 16 THẨM THẤU NGƯỢC • Thẩm thấu là sự di chuyển tự phát của dung môi từ một dung dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm. • Áp suất tại đó cân bằng được thiết lập gọi là áp suất thẩm thấu p TR V n ´´=p Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 THẨM THẤU NGƯỢC • Thẩm thấu ngược là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thấm dưới 1 áp suất cao hơn áp suất thẩm thấu. • Quá trình thẩm tách bằng màng phụ thuộc: – Áp suất – Điều kiện thủy động – Kết cấu thiết bị – Bản chất và nồng độ nước thải – Nhiệt độ. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 THẨM THẤU NGƯỢC • Phương pháp thẩm thấu ngược được áp dụng khi chất điện ly có nồng độ: – Đối với muối hóa trị 1 là 5 – 10%. – Đối với muối hóa trị 2 là 10 – 15%. – Đối với muối hóa trị cao là 15 – 20%. • Để giảm ảnh hưởng của sự phân cực nồng độ, tiến hành: – Tuần hoàn dung dịch – Tăng mức độ xoáy của lớp chất lỏng gần màng Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 THẨM THẤU NGƯỢC • Để thiết kế thiết bị thẩm thấu ngược, cần biết: – Thành phần và lưu lượng nước thải. – Nhiệt độ – Áp suất thẩm thấu • Ưu điểm: – Chi phí năng lượng thấp – Ít tốn hóa chất – Kết cấu đơn giản. • Nhược điểm: – Phát sinh hiện tượng phân cực nồng độ nên làm giảm tuổi thọ màng. – Đồi hỏi thiết bị phải kín. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 17 THẨM THẤU NGƯỢC Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 SIÊU LỌC • Dùng tách phần tử có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 SIÊU LỌC Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 18 LÀM THOÁNG • Dùng để xử lý các chất dễ bay hơi. • Biện pháp: thổi khí trơ hoặc không khí vào nước thải. • Yếu tố ảnh hưởng: – Nhiệt độ – Mức độ phân tán không khí – Cường độ làm thoáng – pH – Các tạp chất – Cấu tạo thiết bị Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 LÀM THOÁNG • Thiết bị làm thoáng tự nhiên: hồ lắng lộ thiên. • Thiết bị làm thoáng nhân tạo: – Tháp với vật liệu tiếp xúc – Thổi không khí nén vào lớp nước – Tháp chân không. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CHƯNG BAY HƠI • Phương pháp chưng bay hơi được áp dụng khi các chất hữu cơ dễ bay hơi và cùng với nước tạo thành dung dịch đẳng sôi. • Tỷ lệ giữa lượng chất bẩn hữu cơ và lượng nước cùng chuyển sang dạng hơi càng lớn thì phương pháp càng có lợi. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 CHƯNG BAY HƠI • Ưu điểm: – Đơn giản – Hiệu suất cao – Tạo điều kiện tốt cho xử lý nước thải bằng sinh hóa. – Không làm cho nước bị nhiễm bẩn thêm. • Nhược điểm: – Nồng độ sau xử lý vẫn cao – Giá thành cao. Bài giảng KTXL nước thải Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý 05-May-11 05-May-11 19 • Cơ chế tuyển nổi? • Cơ chế hấp phụ? • Cơ chế thẩm thấu ngược? Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 4: Xử lý nước thải bằng pp hóa lý GHI NHỚ 05-May-11 1 NỘI DUNG Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 3. Phương pháp oxy hóa khử 2. Phương pháp trung hòa 1. Phương pháp keo tụ và đông tụ 4. Phương pháp điện hóa. KEO TỤ VÀ ĐÔNG TỤ (Floculation and Cagulation) • Đông tụ là quá trình trung hòa điện tích. • Keo tụ là quá trình tạo bông từ những hạt nhỏ. • Chất đông tụ thường dùng là muối sắt, muối nhôm. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 05-May-11 2 KEO TỤ VÀ ĐÔNG TỤ Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 TRUNG HÒA • Trung hòa nước thải là đưa nước thải có tính axit hoặc kiềm đưa về pH 6,5 – 8,5. • Các biện pháp trung hòa: – Trộn lẫn nườc thải chứa axit và kiềm – Bổ sung tác nhân hóa học – Lọc nước qua vật liệu – Hấp phụ khí. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 TRỘN NƯỚC THẢI CHỨA AXIT VÀ KIỀM • Theo thực tiễn, nước thải chứa axit thường được thải 1 cách điều hòa nhưng nước thải chứa kiềm lại thải theo chu kỳ. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 05-May-11 3 TRUNG HÒA BẰNG THÊM HÓA CHẤT • Thường sử dụng để trung hòa nước thải có tính axit. Có 3 loại: – Nước thải chứa axit yếu – Nước thải chứa axit mạnh mà các muối canxi của chúng dễ tan trong nước. – Nước thải chứa axit mạnh mà các muối canxi của chúng khó tan trong nước. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 TRUNG HÒA BẰNG THÊM HÓA CHẤT • Trung hòa nước thải có chứa axit mạnh mà muối canxi của nó dễ tan trong nước bằng bất kỳ loại kiềm nào. • Khi trung hòa nước thải có chứa axit mạnh mà muối canxi của nó khó tan trong nước thì sẽ dễ tạo ra cặn lắng. • Các chất dùng trung hòa:NaOH, KOH, Na2CO3, sữa vôi 5 – 10%, amoniac, CaCO3 Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 VẬT LIỆU LỌC TRUNG HÒA • Đối với nước thải chứa HCl, HNO3, H2SO4 có hàm lượng dưới 5g/L và không chứa muối kim loại nặng có thể dùng phương pháp lọc qua lớp vật liệu lọc là đá vôi, magiezit, đá hoa cương, đolômit với kích thước hạt 3 – 8cm. • Tốc độ lọc không quá 5m/h. • Thời gian tiếp xúc ³ 10ph. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 DÙNG KHÍ THẢI LÒ ĐỐT • Để trung hòa nước thải chứa kiềm có thể sử dụng khí thải chứa CO2, SO2, NO2, N2O3 Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 05-May-11 4 PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA KHỬ • Dùng để xử lý nước thải chứa chất vô cơ độc hại. • Chuyển chúng thành các chất ít độc hại hơn. • Tăng khả năng dễ phân hủy sinh học • Thường áp dụng cho xử lý bậc cao, khá tốn kém. • Chất oxy hóa thường sử dụng: ozon, H2O2, Cl2, KMnO4 Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 OXY HÓA BẰNG CLO • Thường dùng để tách H2S, hydrosunfit, phenol, xyanua khỏi nước thải. • Khi cho clo vào nước xảy ra phản ứng: • Cl2 + H2OàHOCl + HCl • HOClßàH+ + OCl- • Clo, HOCl, OCl- gọi là clo hoạt tính. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 OXY HÓA BẰNG H2O2 • Dùng để oxy hóa nitrit, aldehit, phenol, xyanua, nước thải chứa lưu huỳnh. • Khi cho peroxit vào nước: – Trong môi trường kiềm (khử): H2O2 + 2OH- -2eà2H2O + 2O2- – Trong môi trường axit( oxy hóa): H2O2 + 2H+ + 2eà 2H2O Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 05-May-11 5 ỨNG DỤNG XỬ LÝ XYANUA • Các hợp chất chứa xyanua phân thành 5 nhóm: – Các hợp chất xyanua đơn giản tan và độc: HCN, KCN – Các hợp chất xyanua đơn giản, không tan: Fe(CN)2 – Các phức chất xyanua tan và độc: [Cu(CN)]2-, [Zn(CN)3]- – Các phức chất xyanua tan và độc – Các phức chất xyanua không tan, không độc. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 ỨNG DỤNG XỬ LÝ XYANUA • Dùng OCl-: CN- + OCl-àCNO- + Cl- [Zn(CN)4]2- + 4OCl- + 2 OH-à4CNO- + 4Cl- + Zn(OH)2 • Dùng clo lỏng trong môi trường kiềm CN- + Cl2 + 2OH-à CNO- + 2Cl- + H2O pH tối ưu khi oxy hóa xyanua là 10 – 11, oxy hóa xyanat là 6,5. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 ỨNG DỤNG XỬ LÝ XYANUA • Dùng permanganat: 3CN- + 2MnO4- + H2O à3CNO- + 2MnO2 + H2O + 2OH- Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 ỨNG DỤNG XỬ LÝ CROM • Nguồn gốc nước thải: – Các nhà máy hóa chất – Mạ crom. – Làm giàu quặng. • Các hóa chất thường sử dụng: Na2S, Na2SO3, NaHSO3, polisunfit, FeSO4, SO2. • Nguyên tắc khử crom: – Chuyển Cr6+ thành Cr3+ – Tách Cr3+ dưới dạng hydroxyt kết tủa. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 05-May-11 6 ỨNG DỤNG XỬ LÝ CROM • Để chuyển Cr6+ thành Cr3+, pH môi trường 2 – 4. • Sau đó, nâng pH lên 9 để tạo tủa. • Để khử 1 g Cr6+ cần 2,24 g natri sunfit không ngậm nước, 3g natri thiosunfit không ngậm nước và 16 g sắt sunfat ngậm nước. • Khi dùng vôi, ngoài Cr(OH)3 còn có CaSO4, Ca(OH)2, CaO, CaCO3 Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 ỨNG DỤNG XỬ LÝ CROM • Chất khử được pha ở nồng độ 10%, thời gian khuấy trộn 30ph. • Sau khi phản ứng kết thúc cho vôi sữa vào, nồng độ 2,5% theo CaO, thời gian khuấy 3 – 5 ph. • Thời gian lắng không quá 2h. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA • Dùng quá trình oxy hóa của anot và khử của catot, đông tụ điện để xử lý các hợp chất hòa tan và phân tán. • Phương pháp điện hóa có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục. • Hiệu suất phụ thuộc: – Mật độ dòng điện – Điện áp – Hệ số sử dụng hữu ích của điện áp – Hiệu suất theo dòng – Hiệu suất năng lượng. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 05-May-11 7 ĐIỆN PHÂN • Dùng xử lý xynua, sunfoxyanua, các amin, alcol, hợp chất nito • Sau khi điện phân: • Hoàn toàn: tạo ra CO2, NH3, H2O. • Không hoàn toàn: tạo thành các chất không độc hoặc ít độc hơn. • Anot thường làm bằng vật liệu không tan. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 ĐÔNG TỤ ĐIỆN • Dùng xử lý nước thải có hàm lượng hạt keo không cao và độ bền vững của chất bẩn thấp. • Để xử lý thải công nghiệp, điện phân bằng với anot bằng nhôm hoặc sắt. • Ưu điểm: – Thiết bị gọn, dễ điều khiển – Không sử dụng hóa chất – Ít nhạy cảm vơi điều kiện môi trường – Không có chất độc – Bùn cặn có tính chất cơ học và cấu trúc tốt. • Nhược điểm: tốn kim loại, chi phí điện năng. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 GHI NHỚ • Cấu tạo hạt keo? • Các yếu tố ảnh hưởng keo tụ? • Các loại phèn? • Cơ chế xử lý crom bằng oxy hóa? Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải bằng pp hóa học 05-May-11 05-May-11 1 NỘI DUNG Khử nito Khử photpho Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 KHỬ NITO • Trong nước thải, nito tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất hữu cơ và amoni. • Để khử nito bằng sinh học cần thực hiện 4 bước: amon hóa, đồng hóa, nitrat hóa(nitrification), khử nitrat (denitrification). Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 05-May-11 2 KHỬ NITO Hợp chất hữu cơ chứa nito, protein, ure NH4+ Nito hữu cơ trong TBVK TB chết chứa nito hữu cơ xả theo bùn ra ngoài NO2- NO3- N2 Thủy phân Quá trình đồng hóa Tự oxy hóa Quá trình nitrat hóa và khử nito Cấp O2 Cấp O2 Khử N CHC chứa CBài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải05-May-11 KHỬ NITO Bể A khử BOD Lắng 2 Bể A nitrat hóa Lắng 2 RAS RAS Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 KHỬ NITO Lắng 1 Bể A khử BOD và nitrat hóa Lắng 2 RAS Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 KHỬ NITO Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 Lắng 1 Vật liệu hạt nổi Vật liệu hạt nổi Lọc sinh học khử BOD Lọcsinh học nitrat hóa Xử lý cặn 05-May-11 3 KHỬ NITRAT BẰNG SINH HỌC • Quá trình diễn ra trong điều kiện kỵ khí. • 1mg/L nitrat chuyển thành N2 cần lấy đi 2,86 mgO2/L. • Các yếu tố ảnh hưởng: • Nồng độ nitrat • Nồng độ C • pH ( 6,5 – 7,5) • Nhiệt độ Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 CÁC CÔNG TRÌNH KHỬ NITRAT Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 CÁC CÔNG TRÌNH KHỬ NITRAT Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 KHỬ NITRAT BẰNG HÓA LÝ • Đưa pH nước thải đến giá trị 11 để tạo ra NH4+. Sau đó tách bằng chưng bay hơi. • Nhược điểm: – Vốn đầu tư lớn – Tốn năng lượng – Nhạy cảm với nhiệt độ, kết tủa. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 05-May-11 4 KHỬ PHOTPHO SINH HỌC • Nguyên tắc khử photpho bằng sinh học là tích lũy photpho vào sinh khối. Do: • Sự kết tủa của photpho vô cơ xung quanh vi khuẩn • Vi sinh lưu giữ photpho. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 KHỬ PHOTPHO SINH HỌC Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 Quá trình kỵ khí Quá trình ưa khí VSV axetogien VSV poly P (poly P) VSV poly P (PHP) VSV poly P (PHP) VSV poly P (Poly P) Tuần hoàn Bùn dư Oxy Axetat P Chất nền HC KHỬ PHOTPHO SINH HỌC • Vi khuẩn sử dụng 10 – 30 % lượng photpho để tổng hợp tế bào trong quá trình khử BOD. • Cơ sở quá trình: • VK dự trữ 1 lượng photpho • Một số sản phẩm lên men được VK đồng hóa thành các sản phẩm trong TB. • Trong điều kiện hiếu khí, năng lượng sinh ra do oxy hóa polyphotphat tăng lên. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 05-May-11 5 KHỬ PHOTPHO SINH HỌC Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 Lắng 2 RAS, 0,5Q Kỵ khí Hiếu khí Bể phản ứng có dòng chảy đều KHỬ PHOTPHO SINH HỌC Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 Lắng 2 Tuần hoàn 0,3 – 0,4 Q Kỵ khí Hiếu khí Bể phản ứng có dòng chảy đều Bể cô đặc lần 1Bể cô đặc lần 2 0,5Q Vôi Tuần hoàn 0,1 – 0,2 Q Nước thừa KHỬ PHOTPHO SINH HỌC Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 Lắng 2 RAS Kỵ khí, giải phóng P Hiếu khí, khử BOD, NH4 Tuần hoàn lại nước đã nitrat hóa để khử nitrat Kỵ khí, khử nitrat KHỬ PHOTPHO BẰNG HÓA HỌC • Nguyên tắc: bổ sung thêm tác nhân hóa học vào nước thải để tạo kết tủa hay phức chất không tan. • Các tác nhân thường dùng: muối nhôm, muối sắt, vôi. M3+ + PO43-àMPO4 Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 6: Khử hợpc chất N,P trong nước thải 05-May-11 05-May-11 1 NỘI DUNG Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 Khử trùng bằng ozon4 Khử trùng nước thải1 Khử trùng bằng clorua vôi2 Khử trùng bằng clo3 Khử trùng bằng UV5 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI • Khử trùng nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các VK gây bệnh. • Xử lý nước thải sinh học trong điều kiện tự nhiên cho hiệu quả khử trùng 99,9%, trong điều kiện nhân tạo 91 – 98%. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 05-May-11 2 CÁC BIỆN PHÁP KHỬ TRÙNG • Dùng clo hơi • Dùng hypoclorit canxi dạng bột. • DÙng hypoclorit natri, javen. • Dùng clorua vôi. • Dùng ozon • Dùng tia cực tím. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG CLO • Cl2 + H2O « HOCl + HCl • Liều lượng clo: – Đối với nước thải sau xử lý cơ học: 10g/m3. – Đối với nước thải sau xử lý sinh học không hoàn toàn: 5g/m3 – Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn: 3g/m3. • Sau 30 phút tiếp xúc thì lượng clo dư là 0,3 – 1 mg/L. • Lượng clo hoạt tính cần thiết: Vmax = axQmax với a lượng clo họat tính. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG CLORUA VÔI • Ca(OCl)2 + H2O « CaO + 2HOCl • Dung tích hữu ích của thùng dung dịch: • Trong đó: – Q: lưu lượng trung bình, m3/ng.đ – a: liều lượng clo hoạt tính, g/m3. – b: nồng độ dung dịch clorua vôi, không quá 25%. – n: số lần hòa trộn clorua vôi trong ngày, 2 – 6 ngày. nb QaW ´´ ´ = 10000 Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 05-May-11 3 MÁNG TRỘN • Nếu lưu lượng £ 400L/s thì dùng máng trộng kiểu lượn. • Nếu lưu lượng > 400L/s thì dùng máng trộn kiểu đục lỗ. • Tốc độ nước qua các khe hở ³ 0,8 m/s. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 BỂ TIẾP XÚC • Tạo điều kiện cho clo và nước thải tiếp xúc trong 30 ph. • Bế tiếp xúc thiết kế giống bể lắng nhưng không có thiết bị vét bùn. • Tốc độ nước chảy trong bể tiếp xúc không lớn hơn tốc độ nước chảy trong bể lắng 2. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG OZON • Ozon không bền vững, bị phân hủy rất nhanh thành khí oxy Þ không lưu trữ mà phải dùng máy sản xuất tại nơi sử dụng • Nguyên tắc sản xuất ozon: cho oxy qua thiết bị phóng tia lửa điện • Máy phát tia lửa điện gồm hai điện cực kim loại đặt cách nhau một khoảng cho không khí đi qua. • Cấp dòng điện xoay chiều vào các điện cực để tạo ra tia hồ quang • Không khí đi qua khe hở giữa các điện cực chuyển một phần oxy thành ozon. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 05-May-11 4 KHỬ TRÙNG BẰNG OZON • Hiệu quả phụ thuộc vào: – Chất lượng nước – Cường độ khuấy trộn – Thời gian tiếp xúc • Dựa vào thời gian tiếp xúc từ 48 phút, thiết kế 3 loại bể hòa tan và khuấy trộn ozon vào nước: – Đi qua lớp lọc nổi – Dùng ejector – Dùng cánh khuấy để hòa tan khí Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG OZON • Ưu điểm: – Không mùi – Giảm nhu cầu oxy trong nước – Giảm nồng độ chất hữu cơ – Giảm nồng độ các chất hoạt tính bề mặt – Khử màu, phenol, xianua – Tăng nồng độ oxy hòa tan – Không có sản phẩm phụ gây độc hại – Tăng vận tốc lắng của các hạt lơ lửng Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG OZON • Nhược điểm: – Vốn đầu tư cao – Tiêu tốn năng lượng điện • Lượng ozon cần khử trùng từ 0,2 - 0,5 mg/l • Thời gian đủ lâu: (khoảng 5 phút) ozon tác dụng tiêu diệt virut rất mạnh • Nồng độ O3 > 1mg/l; gây độc hại cho người quản lý vận hành ® biện pháp ngăn ngừa Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 05-May-11 5 KHỬ TRÙNG BẰNG UV • Tia UV, có bước sóng từ 4 ÷ 400 nm • Độ dài ngoài vùng phát hiện, nhận biết bằng mắt thường • Dùng tia UV, không làm thay đổi tính chất hoá học và lý học của nước. • Làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG UV • Ưu điểm – Hiệu quả khử trùng cao – Không thay đổi tính chất của nước • Nhược điểm: – Chi phí vận hành cao – Nước có độ vẩn đục cao và chất nhờn bám vào đèn có thể làm giảm hiệu quả khử trùng Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 7: Khử trùng05-May-11 05-May-11 1 NỘI DUNG Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 8: Xử lý bùn cặn05-May-11 Xử lý cặn Công trình Đặc tính cặn Phương pháp xử lý ĐẶC TÍNH BÙN CẶN • Cặn và rác giữ lại ở SCR có kích thước lớn. Độ ẩm 85 – 95%, chứa 50 – 80% chất hữu cơ. • Cát và cặn từ bể lắng cát có độ ẩm 14 – 35%, chứa 30 -50% chất hữu cơ. 30L/1000m3 nước thải. • Dầu mỡ, bọt váng có độ ẩm 90 – 98%, hàm lượng hữa cơ trên 95%. 0,75 – 50L /1000m3 nước thải. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 8: Xử lý bùn cặn05-May-11 05-May-11 2 ĐẶC TÍNH BÙN CẶN • Bùn hoạt tính có độ ẩm cao, sau Aerotank là 99,2 – 99,7 %, sau biophin là 96 – 96,5%. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 8: Xử lý bùn cặn05-May-11 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ • Mục đích: • Giảm khối lượng hỗn hợp cặn bằng cácg tách nước • Phân hủy các chất hữ cơ dễ bị thối rửa, chuyển chúng thành các chất hữu cơ ổn định và các chất vô cơ không gây tác động xấu môi trường. Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 8: Xử lý bùn cặn05-May-11 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Bài giảng KT xử lý nước thải Chương 8: Xử lý bùn cặn05-May-11 Cô đặc cặn Ổ định cặn Làm tăng mật độ cặn Tách nước khỏi cặn Giảm thể tích cặn Xả ra nguồn tiếp nhận Trọng lực Kỵ khí Hóa chất Lọc chân không Thiêu Chôn lấp Tuyển nổi Hiếu khí Nhiệt Lọc ép Oxy hóa dạng lỏng Xả vào vực nước Ly tâm lọc qua băng tải Nhiệt Lọc ly tâm Cải tạo đất Hóa chất Sân phơi bùn Phân bón Hồ lắng và nén bùn 05-May-11 3 CÁC CÔNG TRÌN