Bài giảng môn Kỹ thuật xử lý nước thải

pdf

110 trang ngocly 480

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn Kỹ thuật xử lý nước thải", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_mon_ky_thuat_xu_ly_nuoc_thai.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn Kỹ thuật xử lý nước thải

K THU T X LÝ NƯC TH I
09-May-11 NỘI DUNG Chương1:Nguồngốc,thànhphầnvàtínhchấtnướcthải Chương2:Xửlýnướcthảibằngphươngphápcơhọc Chương3:Xửlýnướcthảibằngphươngphápsinhhọc Chương4:Xửlýnướcthảibằngphươngpháphóalý Chương5:Xửlýnướcthảibằngphươngpháphóahọc Chương6:Khử hợpchấtN,Ptrongnướcthải Chương7:Khử trùng Chương8:Xửlýbùncặnnướcthải Chương9:Xửlýnướcthảimộtsốngànhcôngnghiệp. Bài giảng KTXL nước thải 09-May-11 Mở đầu TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. HoàngVănHuệ,Thoátnước,tập2:Xửlýnướcthải, Nxb.KHKT. 2.TrịnhXuânLai,Tínhtoánthiếtkếcáccôngtrìnhtronghệ thốngxửlýnướcthải,Nxb.KHKT. 3.LâmMinhTriết(chủ biên),Xửlýnướcthải đôthị vàcông nghiệp-tínhtoánthiếtkếcôngtrình,Nxb. ĐHQG. 4.G.Tchobanologlous,WastewaterEngineering,Treatment, DisposalandReuse,MecalfandEddy. 5.Bộxâydựng,TCXDVN51:2008,Thoátnước-Mạnglưới vàcôngtrìnhbênngoài.Tiêuchuẩnthiếtkế. Bài giảng KTXL nước thải 09-May-11 Mở đầu Bài giảng KTXL nước thải 09-May-11 Mở đầu 1
09-May-11 TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ SINH VIÊN TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ SINH VIÊN •Dự lớp trên 75% (vắng không quá 6 tiết) •Vàolớpmặcđồngphục(áosơmitrắng, •Kiểm tra thường xuyên. logo),mangbảngtên. •Tiểu luận • Đihọcđúnggiờ (8h50–11h20), điểm •Thi giữa học phần. danhngẫunhiên. •Thi kết thúc học phần. •Phátbiểuxâydựngbài(thườngkỳ,tiểu luận). Bài giảng KTXL nước thải 09-May-11 Mở đầu Bài giảng KTXL nước thải 09-May-11 Mở đầu LIÊN LẠC • dinhtrieuvuong@gmail.com • msshopngoc@gmail.com Bài giảng KTXL nước thải 09-May-11 Mở đầu 2
05-May-11 NỘI DUNG 1 Nguồn gốc nước thải 2 Thành phần và tính chất nước thải đô thị 3 Dấu hiệu nguồn nườc bị nhiễm bẩn 4 Kiểm soát ô nhiễm nguồn nước 5 Khả năng tự làm sạch 6 Mức độ xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI Sinh hoạt Mưa Sản xuất Bài giảng KTXL nước thải 17-Apr-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 1
05-May-11 NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI NƯỚC THẢI SINH HOẠT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT NƯỚC THẢI SINH HOẠT NƯỚC MƯA Nguồnnước thải Đơnvị Lưulượng (L/ngày) Khoảngdao động Tiêuchuẩn Cơ quan Nhânviên 26 –60 49 Trường đại học Sinh viên 56 –113 95 Bệnhviện Giườngbệnh 473 –908 625 Nhà ăn Suất ăn 15 –38 26,5 Nhàga –Sân bay Hànhkhách 7,5 –15 11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 2
05-May-11 NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP •Xínghiệpsảnxuấtcó2loạinướcthải: –Sinh hoạt: từ nhà ăn, công nhân –Sản xuất. •Tiêuchuẩnnướcthảisinhhoạttínhtheo đầungười: –Phân xưởng nóng: 45L, K = 2,5. –Phân xưởn lạnh: 25L, K = 3. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 17-Apr-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TÍNH CHẤT VẬT LÝ Sinh vật Lơ lửng (>10 44mm) Keo ( 10-6 – 10 44 mm) Nước thải Vật lý Hóa học Hòa tan ( < 10 66mm) Vật lý Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 3
05-May-11 TÍNH CHẤT HÓA HỌC TÍNH CHẤT SINH HỌC •Chủ yếuchứavisinhvậtbắtnguồntừ Hóa học phân,nướctiểuvà đấtcát. •Visinhtrongxửlýnướcthảithườngchia 3nhóm: Hợp chất vôvôccơ: Hợp chất hữu sắt, magie, cơ: phânn,,nnước canxi,i,siliilicc tiểuu -Các hợp chất chứaaNN -Các hợp chất chứaaCC Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT CÁC CHỈ TIÊU ĐẶC TRƯNG pH pH •pH ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải. Chất rắn DO, BOD •pH trong xử lý sinh học hiếu khí từ 6,5 – 8,5. •pH trong xử lý sinh học kỵ khí từ 6,5 –7,5. N, P COD Chất độc hại Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 4
05-May-11 CHẤT RẮN DO, BOD •DO(DissolvedOxygen):Oxy hòatan. Độ hòatancủaoxy TS TSS TDS TVS phụcthuộcnhiệt độ,ápsuất, nồng độ muối Trongxửlý hiếukhí,DOduytrì1,5–2 mgO /L. -Tổng các chất -Là lượng chất 2 -Là lượng chất rắn có trong rắn còn giữ lại rắn còn lại sau -Là lượng chất nước thải. trên giấy lọc và •BOD ( Biology Oxygen lọc và được sấy rắn còn lại sau -Xác định bằng được sấy ở ở 100-105oC. khi nung ở Demand):nhucầuoxycho cách sấy khô 100-105oC. Kích Kích thước 10-4 10-6 mm. quátrìnhsinhhóa.BODlà –105oC. mm lượngoxycầnthiết để oxy hóachấthữucơdướitác độngcủavisinhvậthiếukhí. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT BOD BOD •Hàmlượngnhiễmbẩncủanướcthảitính •HàmlượngBOD đượcphânhủytrong theochấtlơlửngvàBOD: thờigiant: a´1000 -kt S = , mg / L. BODt = S0 (1-e ) 20 q •Với:+S20:hàmlượngchấtlơlửnghoặchàmlượng •Với:k:hệsốtốcđộ phản ứng. BOD20 ,mg/L +a: địnhmứcchấtlơlửnghoặcBOD20 tínhtrên đầu ngườisửdụnghệthốngthoátnước,g/(người.ngày) +q:quychuẩnthảinước,L/(người.ngày) Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 5
05-May-11 BOD BOD QUAN HỆ GIỮA BOD CÒN LẠI VỚI THỜI GIAN PHÂN HỦY QUAN HỆ GIỮA BOD ĐÃ SỬ DỤNG VỚI THỜI GIAN PHÂN HỦY S S BOD So So còn lại S BODt Oxy đã sử dụng BODt S Thời gian, ngày Thời gian, ngày Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT BOD COD QUAN HỆ GIỮA BOD VÀ THỜI GIAN PHÂN HỦY BOD •COD(Chemicaloxygendemand):Nhu cầuoxyhóahọclàlượngoxysửdụngcho NBOD-Nhu cầu oxy sinh hóa pha BOD cuối cùng nitơ pha cacbon quátrìnhoxyhóachấthữcơbằng phươngpháphóahọc. BOD5 NBOD-Nhu cầu oxy sinh hóa pha Cacbon 5 20 Thời gian, ngày BOD20 = BOD5/0,684 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 6
05-May-11 COD NITƠ, PHOTPHO •N,Plàthànhphầndinh dưỡngcơbảntrongquá trìnhpháttriểncủavisinh vậttronghệthốngxửlý ThOD BOD COD nướcthải. •Khử 1mgamoni à nitrit cần3,43mgO2. •Khử 1mgamoni à nitrat cần4,5mgO2. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT NITƠ, PHOTPHO CÁC CHẤT ĐỘC HẠI •Kimloạinặng: đồng,chì,kẽm,crom, arsen •CáchóachấtBVTV:thuốctrừ sâu,thuốc trừ nấm,thuốcdiệtcỏ,thuốcdiệttảo. •Trihalogenmetan: Cloroform, bromodiclometan,bromoform Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 7
05-May-11 CÁC TIÊU CHUẨN QUẢN LÝ NGUỒN NƯỚC CÁC TIÊU CHUẨN QUẢN LÝ NGUỒN NƯỚC •Tiêu chuẩn nước cho các mục đích sử •Nguồnloại1:dùngcấpsinhhoạt, ăn dụng khác nhau. uống,sảnxuấtthựcphẩm. •Tiêu chuẩn dòng thải. •Nguồnloại2:tắmgiặt,bơilội,thể thao, •Tiêu chuẩn nguồn tiếp nhận. vuichơigiảitrí,phongcảnhdulịch. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT CÁC TIÊU CHUẨN QUẢN LÝ NGUỒN NƯỚC •QCVN 14:2008: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt. •QCVN 24:2009: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. Hệ số lưu lượng nguồn thải Cmax = C x Kq x Kf Hệ số lưu lượng nguồn tiếp nhận Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 17-Apr-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 8
05-May-11 CÁC DẤU HIỆU NHIỄM BẨN CÁC DẤU HIỆU NHIỄM BẨN •Xuấthiệnchấtnổitrênbềmặtvàbùnlắng ởđáy. •Thay đổitínhchấtvậtlý(độ trong,màu sắc ) •Thay đổithànhphầnhóahọc. •Lượngoxyhòatangiảm •Thay đổisốlượngvisinhvậtgâybệnh. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC Vùng Vùng phân Vùng Vùng Vùng Vùng phân Vùng Vùng phân rã hủy mạnh tái sinh nước sạch phân rã hủy mạnh tái sinh nước sạch DO đầu Sự giảm oxy khi không bổ Amoni sung oxy BOD đầu Bổ sung oxy Nitrat đầu Thời gian hoặc khoảng cách Thời gian hoặc khỏang cách Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 9
05-May-11 SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC Vùng Vùng phân Vùng Vùng phân rã hủy mạnh tái sinh nước sạch Vi khuẩn và nấm Tảo Thời gian hoặc khoảng cách Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 17-Apr-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KIỂM SOÁT Ô NHIỄM A Giảm sự phát sinh chất thải Tuần hoàn B Tách riêng Giảm chất thải sau phát sinh A Loại trừ C Cải thiện khả năng xử lý của nguồn tiếp nhận Thay đổi D Những biện pháp đúng đắn về sinh thái Cải tiến Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 10
05-May-11 KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KIỂM SOÁT Ô NHIỄM Thu hồi vật liệu Bổ sung nước pha loãng Mở rộng sản xuất Mở nhiều cửa tháo B Tái sử dụng C Khuấy trộn Xử lý chất thải Thông khí Phân bố dòng chảy Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT KIỂM SOÁT Ô NHIỄM Xử lý hóa học D Giảm nồng độ sinh khối Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 17-Apr-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 11
05-May-11 KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH •Khả năngcủanguồnnướctựgiảiphóng •Trongnướcnguồnxảyracùnglúc2quá khỏinhữngchấtnhiễmbẩnvàbiến đổi trình: chúngtheoquyluậtoxyhóatựnhiêngọi –Tiêuthụ oxy làkhả năngtựlàmsạchcủanguồn. –Hòatanoxy •Quátrìnhtựlàmsạchgồm2giai đoạn: •Quátrìnhtiêuthụ oxygồm2giai đoạn: –Xáotrộn –OxyhóacácchấthữucơchứaC. –Tựlàmsạch –OxyhóacácchấthữucơchứaN. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH - k 1t S = S o 10 Độ hụt 20oC oxy (%) 15oC •Trong đó: 10oC 5oC –So:BODban đầu,mgO2/L. –S:BODtạithời điểmt,mgO2/L. –ki:hệsốphânhủy. 6 10 (T2 -T1 ) k = k .1,047 Thời gian, ngày T2 T1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 12
05-May-11 MỨC ĐỘ CẦN XỬ LÝ C -C E = vao ra ´100% Cvao Bài giảng KTXL nước thải 17-Apr-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT MỨC ĐỘ XỬ LÝ THEO SS MỨC ĐỘ XỬ LÝ THEO BOD k t h 't Q S q10 1 + γQS 10 1 = (1+ γQ)S C = p(γ ´ +1)+C t ng th t q ng Trong đó: Trong đó: -St:BODcủanướcthải đượcphépxảvàonguồn, - g:hệ số xáotrộn. mgO2/L. - p:hàmlượngSStăngchophéptrongnướcnguồnsaukhi -S:BODcủanướcnguồn,mgO /L xáotrộnvớinướcthải,g/m3 ng 2 - Q:lưulượngnướcnguồn,m3/s -Sth:BODtớihạncủahỗnhợpnướcthảivànước - q:lưulượngnướcthải,m3/s nguồn,mgO2/L -k,k’:hằngsốtốcđộ tiêuthụ oxycủanướcthảivà - Cng:hàmlượngchấtlơlửngtrongnướcnguồntrướckhixả 1 1 nướcthảivào,g/m3 nướcnguồn, - Ct:hàmlượngchấtlơlửngtrongnướcthảichophépxảvào -t;thờigianxáotrộnsaukhixảnướcthảivànước nguồn,g/m3. nguồn,ngày. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 13
05-May-11 MỨC ĐỘ XỬ LÝ THEO NHIỆT ĐỘ GHI NHỚ æ Q ö •Kể tên các nguồn nước thải ? T2 = çγ +1÷Tt.ng +Tmax.ng è q ø •Các tính chất của nước thải ? •BOD là gì ? Cách xác định ? Trong đó: •COD là gì ? Cách xác định ? -T2:nhiệt độ nướcthảitạithời điểmxảvàonguồn (vàomùahè),oC •Các chỉ tiêu chất rắn ? -Tt.ng:nhiệt độ tănglênchophépcủanướcnguồn •Các dấu hiệu nước nhiễm bẩn? saukhixảnướcthảivàovàxáotrộn(£3oC). •Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm? -Tmax.ng: nhiệt độ lớn nhất của nước nguồn vào mùa hè tại cống xả, oC •Công thức tính mức độ xử lý? Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1: Nguồn gốc và tính chất NT 14
05-May-11 NỘI DUNG 1 2 3 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Cơ học Hóa học Sinh học Hóa lý Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 1
05-May-11 XỬ LÝ CƠ HỌC CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CƠ HỌC SONG CHẮN RÁC •Mục đích: –Tách các chất không hòa tan. –Tách một phần các chất ở dạng keo. •Loại bỏ khoảng 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CƠ HỌC CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CƠ HỌC Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 2
05-May-11 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CƠ HỌC CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CƠ HỌC Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 XỬ LÝ HÓA HỌC CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC •Mục đích: •Biến đổi hóa học tạo cặn lắng. Trung hòa Keo tụ Oxy hóa nâng cao Điện hóa •Biến đổi hóa học thành chất không độc -Đưamôitrường -Làm trong và -Oxy hóa các -Phá hủy các hại. nướcthảivềpH khử màunước. chất ô nhiễm chất độc hại =6,5–8,5. -Dùngcácchất bằng tác nhân bằng oxy hóa •Áp dụng xử lý sơ bộ hoặc giai đoạn cuối. -Trộnnướcthải keotụvàtrợ keo oxyhóamạnh. điện hóa trên chứaaxit+kiềm tụ như: phèn -Perozon, điệncựcanode. -Bổ sung tác nhôm,phènsắt Catazon, -Thu hồi chất nhânhóahọc. 2,PAC Fenton quý. -Dùng vật liệu lọc Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 3
05-May-11 XỬ LÝ SINH HỌC CÔNG TRÌNH TỰ NHIÊN HỒ SINH HỌC •Mụcđích:oxyhóacácchấthữucơdạng keovàhòatantrongnướcthảidựavàosi sinhvật. •Phân loại: –Công trình tự nhiên: cánh đồng tưới, hồ sinh học. –Công trình nhân tạo: biophin, Aerotank, UASB Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO BIOPHIN UASB Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 4
05-May-11 CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO AEROTANK Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Chương 1 CÁC CÔNG ĐOẠN XỬ LÝ TIỀN XỬ LÝ SƠ BỘ •Mụcđích:loạibỏcặnvôcơ,vậtnổicản trở côngtrìnhtiếptheo. Xử lý bậc III Khử trùng •Các thiết bị: –Song chắn rác. Xử lý cặn Xử lý bậc II –Máy nghiền rác –Bể lắng cát, vớt dầu mỡ. Xử lý bậc I –Bể làm thoáng sơ bộ –Bể điều hòa. Tiền xử lý sơ bộ Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 5
05-May-11 XỬ LÝ BẬC I (SƠ CẤP) XỬ LÝ BẬC II (THỨ CẤP) •Mụcđích:loạibỏcặnlơlửng(hữucơchủ •Mụcđích:phânhủysinhhọccácchấthữu yếu). cơ. •Cáccôngtrình: •Cáccôngtrình: –Bểlắnghaivỏ –Tựnhiên –Bểtựhoại –Nhântạo. –Bểlắngngang –Bểlắng đứng. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 KHỬ TRÙNG XỬ LÝ CẶN •Mụcđích:loạibỏvisinhvật,khử màu, •Mụcđích:táchbớtnướcrakhỏicặn,làm khử mùi,BOD. ổn địnhcặn.(còn15-25%) •Cáchóachấtthườngdùng: •Cáccôngtrình: –Khíclo –Bểnéncặn –Clorin. –Sânphơibùn. –Ozon –Máyép. –Tiacựctím. – Đốt. –Mặttrời. – Ổn địnhcặn. Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 6
05-May-11 XỬ LÝ BẬC III •Mụcđích:nângcaochấtlượngnước để táisửdụng. •Cáccôngtrình: –Lọccát,than. –Hóachất. –Hồsinhhọc. Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Chương 1 CÁC YẾU TỐ CHI PHỐI SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Nước thải Song chắn rác QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Bể lắng cát Sân phơi cát Thải cát Bể lắng 1 Công trình sinh học Cặn Hóa chất Công trình xử lý cặn Bể lắng 2 Nước Clo Thành phần, Công trình làm khô cặn Máng trộn Mức độ Khác tính chất Bế tiếp xúc Thải cặn Nước đầu ra theo Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải tiêu05 ch-Maẩyn-11 Chương 1 7
05-May-11 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ GHI NHỚ •Có mấy phương pháp xử lý? •Có mấy công đoạn xử lý ? •Các công trình trong từng công đoạn xử lý? Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Chương 1 8
05-May-11 NỘI DUNG 1 Song chắn rác và lưới lọc 2 Bể lắng cát. 3 Bể tách dầu mỡ 4 Bể điều hòa. 5 Bể lắng Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học SONG CHẮN RÁC Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 1
05-May-11 SONG CHẮN RÁC SONG CHẮN RÁC •Phân loại: •SCR thường đặt nghiêng 45 –90o. Theo kích thước 3 •SCR thô ( 30-200mm) •Nếulượngrác>0,1m /ngàythìrác được •SCR trung bình (5 -25mm) vớtvànghiềnbằngcơgiới. Theo đặc điểm cấu tạo • Độẩmráckhoảng80%, độ tro7–8%, •Cố định khốilượngriêng750kg/m3. •Di động Theo phương pháp vớt •Thủ công •Cơ giới Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học SONG CHẮN RÁC SONG CHẮN RÁC •Số lượng khe hở: q h1 a h n = k o V s h1b Trong đó: 3 B -q: lưu lượng tính toán, m /s. Bk s -Vs: tốc độ nước qua song, 0,6 -1 m/s. l -h1:độ sâu nước ở chân song chắn, m. 1 l2 l3 -ko: hệ số thu hẹp dòng chảy (1,05). -b:chiều rộng khe hở, m. Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 2
05-May-11 SONG CHẮN RÁC SONG CHẮN RÁC •Chiều rộng buồng đặt song: •Chiều dài buồng đặt song > 1m, diện tích khu vực mở rộng sau song > 0,8m2. B = S.(n-1) +b.n s •Tổn thất cột nước: 2 V •Với S: chiều dày thanh chắn. h = ς k s 2g o •Chiều dài đoạn mở rộng: •Lượng rác được giữ lại: a.N L1 =1,73.(Bs-Bk) w = •Chiều dài đoạn thu hẹp: 365.1000 Với: -a: lượng rác tính trên đầu người (l/ngày). L2 = 0,5.L1 -N: số người. Chương 2: Xử lý nước thải - z: Hệ số tổn thất thủy lực. Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học LƯỚI LỌC •Dùng để sử lýsơbộ,thuhồi cácsảnphẩmquý ở dạng khôngtantrướckhixảvào mạnglướithoátnước. •Chiều rộng mắt lưới £ 5mm. •Phân loại: –Hình dạng: phẳng, trụ. –Phương pháp làm sạch: khô, ướt. Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 3
05-May-11 BỂ LẮNG CÁT BỂ LẮNG CÁT NGANG •Cấutạo:gồmphầncôngtácvàphầnchứacát. •Dùng loại bỏ cặn vô cơ. (d= 0,2 –0,25 mm) •Cátxảbằngthủ cônghoặcmáyhút,thiếtbịnâng •Xây dựng khi công suất > 100m3/ngày. thủylực •Vận tốc nước trong bể: 0,15 –0,3 m/s. •Phân loại: –Bể lắng cát ngang –Bể lắng cát ngang nước chuyển động vòng. –Bể lắng cát đứng dòng chảy từ dưới lên. –Bể lắng cát chảy theo phương tiếp tuyến. –Bể lắng cát sục khí. Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học BỂ LẮNG CÁT NGANG BỂ LẮNG CÁT NGANG 1000 .V .H L = n p 1 •Chiều rộng bể: B= Q/ (V.H ) U o p •Thể tích ngăn chứa cát: W c = a.T.N/ 1000 •Trong đó: •Với: –V: tốc độ chuyển động ngang của nước trong –T: thời gian giữa 2 lần vớt cát ( < 2 ngày) bể lắng. –N: số người sử dụng hệ thống. –Hp: chiều sâu phần lắng, 0,25 –1m –a: tiêu chuẩn giữ cát tính trên đầu người –Uo: độ lớn thủy lực hạt cặn, 18 -24mm/s ngày, đô thị a = 0,02 l/người/ngày –n1: hệ số thực nghiệm, 1,7 –1,3. Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 4
05-May-11 BỂ LẮNG CÁT ĐỨNG BỂ LẮNG CÁT TIẾP TUYẾN •Nước chuyển động từ dưới lên. • Ưu điểm: chiều sâu công tác nhỏ, tải trọng •Tải trọng bề mặt:110 –130 m3/m2.h. bề mặt cao (110 m3/m2.h). •Tốc độ chảy trong máng thu:0,4 m/s •Tốc độ chảy trong máng: 0,6 –0,8 m/s. •Thời gian lưu nưới: 2 –3,5 phút. • Đường kính bể không quá 6m. •Tốc độ nước dâng: 3 -3,7 m/s Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học BỂ LẮNG CÁT SỤC KHÍ BỂ LẮNG CÁT SỤC KHÍ •Tỷ lệ chiều rộng và chiều cao: B:H = 1,2:1 •Tốc độ chuyển động quay:0,25 –0,3 m/s •Tốc độ chuyển động tịnh tiến: 0,08 – 0,12m/s. •Thời gian lưu nước: 1,2 –3 phút. •Hạt cặn bị giữ có kích thước ³0,2 mm. •Lượng khí cần cấp: 3-8 m3/m2.giờ Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 5
05-May-11 Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 bằng phương pháp cơ học Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 6
05-May-11 BỂ ĐIỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA m3 •Dùng duy trì sự ổn định cho hoạt động của các công trình xử lý phía sau. •Khi hệ số không điều hòa k > 1,4 nên xây dựng bể điều hòa. V •Phân loại: V –Bể điều hòa lưu lượng-chất lượng. –Bể điều hòa lưu lượng. M N M N M Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học Thời gian bằng phương pháp cơ học BỂ ĐIỀU HÒA BỂ ĐIỀU HÒA Mốc thời gian(h) Vận tốc trung bình(m3/s) Thể tích(m3) 0-1 0.275 990 BIỂU ĐỒ BIẾN THIÊN THỂ TÍCH DÒNG THẢI THEO THỜI GIAN 1-2 0.22 1782 30000 2-3 0.165 2376 3-4 0.13 2844 4-5 0.105 3222 25000 5-6 0.1 3582 6-7 0.12 4014 7-8 0.205 4752 20000 8-9 0.355 6030 9-10 0.41 7506 10-11 0.425 9036 15000 11-12 0.43 10584 12-13 0.425 12114 13-14 0.405 13572 10000 14-15 0.385 14958 15-16 0.35 16218 16-17 0.325 17388 5000 17-18 0.325 18558 18-19 0.33 19746 19-20 0.365 21060 0 20-21 0.4 22500 0 5 10 15 20 25 30 21-22 0.4 23940 22-23 0.38 25308Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 23-0 0.345 26550bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 7
05-May-11 BỂ LẮNG •Lắng là phương pháp loại bỏ chất bẫn không hòa tan từ nước thải. 1 (ρ - ρo ) 2 F U = ´ ´ g ´d o 18 µ Trong đó: -Uo: vận tốc lắng -m: hệ số nhớt của nước thải -r,ro: tỷ trọng của hạt cặn và nước thải. -d: đường kính hạt cặn. P Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 20-Apr-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học BỂ LẮNG BỂ LẮNG 100 •Bán kính tương đương của hạt cặn là bán 90 kính của hạt hình cầu có cùng tốc độ lắng 80 70 o và cùng tỷ trọn ở nhiệt độ 15 C. 60 n g , % ắ l ả 50 u qu • Động học của quá trình lắng chỉ có thể xác ệ Hi 40 định bằng thực nghiệm. 30 20 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Thời gian, h. Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 8
05-May-11 BỂ LẮNG BỂ LẮNG •Thời gian lắng cần thiết: H Phân loại theo chế độ làm Phân loại theo chiều nước t = việc: chảy: 3,6´U o -Bể lắng hoạt động gián -Bể lắng ngang.(>15000m3/d) đoạn. -Bể lắng đứng (<20000m3/d). •Với: H là chiều cao công tác của bể, m. -Bể lắng hoạt động liên tục -Bể lắng ly tâm(radian). •Hiệu suất lắng theo yêu cầu cao thì tốc độ lắng tính toán thấp và ngược lại. Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học BỂ LẮNG BỂ LẮNG NGANG •Lượng cặn lắng giữ lại trong bể lắng I đối • Độ dốc đáy bể i=0,01. o với nước thải sinh hoạt: • Độ dốc hố thu cặn ³45 . •Vận tốc nước không lớn hơn 0,01m/s. 0,8N W = (m3 / ng.d) •Thời gian lưu nước 1 –3 giờ. 1000 V.H L = ,k = 0,5 k.Uo Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học 9
05-May-11 BỂ LẮNG ĐỨNG BỂ LẮNG RADIAN • Đườngkínhkhôngvượtquá3 •Tốc độ quay khoảng 2-3 vòng/h. lầnchiềucaocôngtácvàkhông quá10m. •Thời gian lưu nước 85 –90ph. •Thờigianlưunước45ph đến 2h. •Vậntốcnướcvào ốnglytâm khôngquá30mm/s Q R = 3,6.π.k.U 0 Chương 2: Xử lý nước thải Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học bằng phương pháp cơ học GHI NHỚ •Công thức tính song chắn rác. •Công thức tính thời gian lắng. •Cách tính thể tích bể điều hòa. •Công thức tính chiều dài bể lắng ngang, đườngkính để lắng đứng. Chương 2: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng phương pháp cơ học 10
05-May-11 NỘI DUNG •Aerotank •Mương oxy hóa •UASB Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học TTHÀNHHÀNH PHẦN, CẤU TRÚC BÔNG BÙN •VSVphânhủyCHCgồm3nhóm: –VSVphânhủyhợpchấtmạchhở:rượumạchthẳng, andehit,xeton –VSVphânhủycáchợpchấtthơm:benzen,xilen, toluen –VSVoxyhóahydrocacbon:dầu,parafin •Nhữngchấtkhôngbịoxhsinhhóa: –Khốilượngphântửlớn –Mạchnhánh –Nhữngchấtkhôngphùhợpvớienzim. –NhữngchấtcóCởtrungtâm. –Trongmạchcócácnguyêntửkhác:OàSàN. Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học 1
05-May-11 TTHÀNHHÀNH PHẦN, CẤU TRÚC BÔNG BÙN NHU CẦU OXY VÀ BÙN DƯ •Bùnhoạttính(ActivatedSludge)bông •6C6H12O6 + 4NH3 + 16O2 à 4C5H7NO2 + 16CO2 + 28H2O màuvàngnâu,dễlắngcókíchthước3– •4C5H7NO2 + 20O2 à 20CO2 + 4NH3 + 8H2O 150 mm. •Hệ số oxy cho quá trình tổng hợp: an = 0,45. •Gồm các VSV sống và 30 –40% chất rắn. •Hệ số oxy cho quá trình phân hủy nội bào: am = 0,55. •Hệ số năng suất tế bào: amn = 0,39. 1g BOD ~ 0,39 g vật chất sống Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học NHU CẦU OXY VÀ BÙN DƯ NHU CẦU OXY VÀ BÙN DƯ •anx BOD5 + b’n x khối lượng vật chất sống •Hai yếu tố tạo bùn dư: •Lượng VK sinh ra ở các phản ứng tổng b hợp.( am x BOD5 ra) b' = n ´20O n 2 •Lượng VK mất đi ở các phản ứng hô hấp 4C5 H7 NO2 nội bào.(b x MV). •Lượng bùn sinh ra: •am x BOD5 –b x MV Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 2
05-May-11 DINH DƯỠNG CHO BÙN HOẠT TÍNH DINH DƯỠNG CHO BÙN HOẠT TÍNH •TỷlệBOD5:N:P: •Thiếunito:VSVkhôngsinhsản,cảntrở – Đốivớiquátrìnhhiếukhítíchcực:100:5:1 quátrìnhhóasinhlàmchobùnhoạttính – Đốivớiquátrìnhhiếukhídàingày:200:5:1 khólắng.Bổsungnito. •Nguồnnito:NH4OH,ure,muốiamon. •Thiếuphospho:tạoVSVdạngsợi,làm •Nguồnphotpho:phosphat,supephosphat. chobùnlắngchậm,giảmhiệusuấtoxy •BOD5<500mgO2/L:nồng độ nitotrong hóasinhhóa.BổsungClorin,H2O2 muốiamon15mg/L,P2O5là13mg/L. •BOD5 500–1000mgO2/L:15mg/Lvà28 mg/L. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học CÁC THÔNG SỐ HOẠT ĐỘNG TẢI TRỌNG •Tải trọng •Tải trọng khối lượng: Q ´ S •Tuổi bùn C = o m X ´V •Khả năng lắng của bùn. •Trong đó: t •Sục khí. •Q: lưu lượng nước thải, m3/ngày. •So: nồng độ chất nền, mg/L. •Xt: nồng độ bùn, mg/L. •V: thể tích bể, m3. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 3
05-May-11 TẢI TRỌNG TUỔI BÙN •Tải trọng thể tích: •Làtỷsốgiữatrọnglượngbùncótrongbể vàtrọnglượngcủabùnlấyrakhỏibể Q´S C = o trong1ngày. t V •Tải trọng khối lượng tỷ lệ nghịch với năng suất • Độ tuổicủabùntỷlệnghịchvớitảitrọng lắng. khốilượng. •Tải trọng khối lượng tỷ lệ thuận với bùn dư. X ´V •Tải trọng khối lượng nhỏ làm bùn dư kém khả θ = V năng lên men. c am BOD5 - b´ X V ´V •Tải trọng khối lượng tỷ lệ nghịch với nhu cầu oxy. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học KHẢ NĂNG LẮNG CỦA BÙN KHẢ NĂNG LẮNG CỦA BÙN •SVI:Sludgevolumeindex •Chỉ số mật độ bùn: •Khả nănglắngtốtkhituổibùntừ4–9ngày. •SDI = 1/SVI • Đánhgiákhả nănglắngbằngchỉ số thể tích •SDI 1 –2,5. bùn: SV (mL / L)´1000 SVI = (mL / g) MLSS(mg / L) •SVI50–100mL/g Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 4
05-May-11 SỰ ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ SỰ ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ •C5H7NO2 + 5O2 à 5CO2 + NH3 + 2H2O Trao đổi năng lượng - CO2, H2O, năng lượng •C5H7NO2 + NH3 + 7O2 à 5CO2 + NO 3 + H+ + 3H O 2 Giai đoạn suy giảm VK Chất hữu cơ thối rữa Tế bào mới vật chất dự trữ Trao đổi sinh hóa vật chất Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học SƠ ĐỒ CỦA QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT SỰ ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ TÍNH •Thờigian ổn địnhhiếukhí: –Bùnhoạttính:7–10ngày –Hỗnhợpcặnvàbùn:10–12ngày. •Lượngkhícấp:150–240m3/m3 bùnhoạttính; 240–430m3/m3 hỗnhợpcặn. •Tiêuchuẩn đánhgiá độổnđịnhcủacặn: o –Mứcđộ hôhấpcủabùn:0,1kgO2/kgCHC ở 20 C. – Độ giảmtrọnglượng: 50oC). Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 5
05-May-11 PHÂN LOẠI AEROTANK PHÂN LOẠI AEROTANK •Theo nguyên tắc làm việc: •Phân loại theo cấu trúc dòng chảy: –Aerotank thông thường. –Aerotank đẩy –Aerotank sức chứa cao. –Aerotank trộn –Aerotank oxy hóa hoàn toàn. –Aerotank đẩy trộn kết hợp •Phân loại theo sơ đồ công nghệ: •Phân loại theo phương pháp làm thoáng: –Aerotank 1 bậc –Làm thoáng bằng bơm khí nén. –Aerotank nhiều bậc. –Làm thoáng bằng máy khuấy cơ học. –Làm thoáng kết hợp Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học AEROTANK TRUYỀN THỐNG AEROTANK TRUYỀN THỐNG •Xử lýnướcthảicóBOD<400mgO2/L Bể lắng 1 Aerotank Bể lắng 2 •Lưulượngbùntuầnhoàn20-30% •Thờigianlưunước6–8h(sụckhí),9– RAS 12h(khuấy) •Tuổibùn3–15ngày Xử lý cặn Xả bùn thừa •HiệusuấttheoBOD:80–95% Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 6
05-May-11 AEROTANK CAO TẢI AEROTANK CẤP KHÍ GIẢM DẦN Khí •Xử lýnướcthảicóBOD>500mgO2/L •Lưulượngbùntuầnhoàn10-20% Bể lắng 1 Aerotank Bể lắng 2 •Sau1-3hsụckhígiảm60–65%BOD RAS •Nồng độ bùn 85% Xử lý cặn Xả bùn thừa •Khôngcósựhiếukhíquámứcngăncản sinhtrưởnghoạt độngcủVKkhử nito. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 7
05-May-11 AEROTANK NHIỀU BẬC AEROTANK CÓ NGĂN PHỤC HỒI BÙN •Điềuchỉnhcânbằngoxycấptrướcvàsau Ngăn bể. ổn Bể lắng 1 Aerotank Bể lắng 2 định •Hiệusuấtsửdụngoxytăng bùn •Hiệuquả xử lýcao RAS •LàmcânbằngtảitrọngBODtheothể tích bể Xử lý cặn Xả bùn thừa Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học AEROTANK CÓ NGĂN PHỤC HỒI BÙN SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA BỂ AEROTANK •Thôngkhítíchcực,thể tíchnhỏ •Chịu đượcdao độnglớnlưulượngvà Aerotank Bể lắng 2 chấtlượng. •Hiệusuấtxửlýcao •Phùhợpxửlýnướcthảisinhhoạtvàthực RAS phẩm. Xả bùn thừa Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 8
05-May-11 AEROTANK THÔNG KHÍ KÉO DÀI AEROTANK KHUẤY ĐẢO HOÀN CHỈNH •Xử lýnướcthảicóF/Mthấp •Tốc độ thôngkhícao •Thờigianthôngkhí20-30h •PhùhợpkhixửlýnướcthảicóSScao •Côngsuấtphùhợp<3500m3/ng. •Thờigianlưunướcgiảm(tuổibùngiảm) •Phânbốđềuvậtchất •Khôngxảyraquátảicụcbộ. •Thíchhợpchoxửlýnướcthảicótảitrọng vàSVIcao. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học MỘT SỐ THÔNG SỐ QUAN TRỌNG CÁC THIẾT BỊ LÀM THOÁNG •Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt •Thiết bị làm thoáng bằng khí nén: tính F/M, mgBOD5/mg bùn. •Thời gian lưu bùn. •Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng X. •Thời gian lưu nước. •Tỷ lệ bùn tuần hoàn. •Tải trọng BOD5 trên 1 đơn vị thể tích. •Một số giá trị điển hình bảng 5.1 [1 tr.129]. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 9
05-May-11 CÁC THIẾT BỊ LÀM THOÁNG •Thiết bị làm thoáng bằng cơ khí: Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học MƯƠNG OXY HÓA CÁC DẠNG MƯƠNG OXY HÓA •BOD đầu vào thường không quá 400mgO2/L. •Thờigianlưunước:24-36h. •Thờigianlưubùn15–20ngày. •F/M0,04–0,1. •Vậntốcdòngchảy:0,25–0,3m/s. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 10
05-May-11 UASB( UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET) Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học UASB •Áp dụng khi xử lý nước thải cò BOD cao. •Vận tốc nước : 0,6 –0,9 m/h. •Thời gian lưu nước 4 –10 h. •Không có hàm lượng kim loại nặng quá mức •pH = 6,6-7,6 • Độ kiềm 1000 –1500 mg/l làm dung dịch đệm để ngăn pH giảm xuống dưới 6,2 •Nhiệt độ nước thải tử 27-38oC •Phải có đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = 350:5:1 Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học 11
05-May-11 BỂ LẮNG 2 GHI NHỚ Côngtrình phía Loạibể lắng Vậntốc nước vào Thờigian lưu trước (≤) nước •Thời gian lưu nước ? mm/s giờ •Yếu tố ảnh hưởng? Biophin nhỏ giọt Đứng 5 0,75 Biophin caotải Đứng 5 1,5 •\Thông số đầu vào? Aerotank hoàn toàn Aerotank không Đứng 7 0,75 hoàn toàn 5 1 Biophin nhỏ giọt Ngang 5 0,75 Radian Biophin caotải Ngang 5 1,5 Aerotank hoàn toàn Radian Aerotank không Ngang 7 0,75 hoàn toàn Radian 5 Chương 3: Xử lý1 nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 12
05-May-11 NỘI DUNG •Cánh đồng tưới, bãi lọc (wetland). •Hồ sinh học hiếu khí •Hồ kỵ khí. •Hồ hỗn hợp hiếu –kỵ khí. Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học CÁNH ĐỒNG TƯỚI, BÃI LỌC •Cánh đồngtướivàbãilọclànhữngmảnh đất đượcsanphẳnghoặctạođộ dốc không đángkểvà đượcngăncáchtạo thànhcácôbằnggờđất. •Mục đích: –Vệ sinh –Kinh tế nông nghiệp. •Nếu khu đất chỉ dùng xử lý nước thải hoặc chứa nước thải khi cần thiết gọi là bãi lọc. Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học 1
05-May-11 CÁNH ĐỒNG TƯỚI, BÃI LỌC CÁNH ĐỒNG TƯỚI, BÃI LỌC •Có2loạicánh đồngtưới: –Cánh đồngtướicôngcộng:chứcnăngchủ yếu xử lýnướcthải. –Cánh đồngtướinôngnghiệp:vừaphụcvụnông nghiệpvừaxửlýnướcthải. •Nênxâydựng ở nhữngnơiđấtcát,ácát •Chiềudàicủaôkhoảng300–1500m,chiều rộngkhôngnênvượtquá100-200m. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học CÁNH ĐỒNG TƯỚI, BÃI LỌC Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học 2
05-May-11 HỒ SINH HỌC HIẾU KHÍ HỒ SINH HỌC HIẾU KHÍ •Hồsinhhọclàhồchứakhônglớnlắmdùng •Phânloại: để xử lýnước thảichủ yếudựavàoquá –Hồlàmthoángtựnhiên:oxycungcấpdosự trìnhtựlàmsạch. khuếchtántừkhôngkhívàovàquanghợp • Ưu điểm: củathựcvậtnước.Chiềusâu30-40cm.Tải •Vốnđầutưthấp. trọngBOD250300kg/ha.ngày.Thờigianlưu •Vậnhành,bảotrì đơngiản. nước3–12ngày. •Sẵncó ở hầuhếtcác đôthị. –Hồlàmthoángnhântạo:chiềusâu2–4,5m, •Kếthợpxửlýnướcthảivànuôitrồngthủy tảitrọngBODkhoảng400kg/ha.ngày,thời sản, điềuhòanướcmưa. gianlưunước1–3ngày. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học HỒ SINH HỌC KỴ KHÍ HỒ SINH HỌC •Dùng để lắngvàphânhủycặnbằnghoạt độngcủaVSVkỵkhí. •Thườngdùngxửlýnướcthảicôngnghiệp có độ nhiễmbẩnlớn. •Chiềusâucủahồ2,4–3,6m. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 3
05-May-11 HỒ SINH HỌC HỒ HIẾU KỴ KHÍ( FACULTATIVE) Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học HỒ HIẾU KỴ KHÍ( FACULTATIVE) •Chiều sâu: 0,9 –1,5 m. Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học 4
05-May-11 NỘI DUNG •Biophin (trickling filter) • Đĩa quay sinh học (rotating biological contactor) •MBR Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH MÀNG Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học 1
05-May-11 PHÂN LOẠI •Theo chế độ thủy lực: –Biophin với lớp vật liệu ngập trong nước. –Biophin với lớp vật liệu không ngập trong nước. •Theo mức độ xử lý: –Biophin xử lý hoàn toàn –Biophin xử lý không hoàn toàn •Theo biện pháp làm thoáng: –Biophin làm thoáng tự nhiên –Biophin làm thoáng cưỡng bức. Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học PHÂN LOẠI BIOPHIN NHỎ GIỌT •Theo chế độ làm việc: •Sử dụng khi công suất 20-1000 –Biophin làm việc liên tục –Biophin làm việc gián đoạn. m3/ngay.đêm. Hiệu suất khoảng 90%. •Theo công nghệ: –Biophin một bậc •Tải trọng thủy lực 0,5 –1 m3/m3VLL. –Biophin hai bậc. •BOD đầu vào £150 mgO2/L. •Theo khả năng chuyển tải: –Biophin nhỏ giọt •Chất lượng nước sau xử lý BOD đạt đến –Biophin cao tải. 15mgO2/L. •Theo vật liệu lọc: –Biophin chất liệu khối •Kích thước vật liệu lọc 25 -30 mm. –Biophin chất liệu bản. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 2
05-May-11 BIOPHIN NHỎ GIỌT BIOPHIN NHỎ GIỌT •Thể tích vật liệu lọc tính cho 1 m3 nước thải: •Thể tích yêu cầu lớp VLL: S - S W = W ´ Q W = o 1 1 CO •Trong đó: •Với Q là lưu lượng nước thải m3/ngày. •So: BOD của nước thải đầu vào, mgO2/L. •Diện tích bề mặt bể biophin: W •S: BOD của nước thải đầu ra, mgO2/L F = •CO: công suất oxy hóa, g/m3VLL.ngày. (phụ H •Với H là chiều cao làm việc của biophin,m. thuộc nhiệt độ) Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học BIOPHIN NHỎ GIỌT BIOPHIN CAO TẢI •Xác định yêu cầu tuần hoàn nước: •Công suất: £ 50.000m3/ngày. S k = o •Tải trọng thủy lực 10 –30 m3/m3VLL ngày S •Kích thước VLL: 40 60mm. •BOD đầu vào : 150 –200 mgO2/L Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 3
05-May-11 BIOPHIN CAO TẢI BIOPHIN CAO TẢI •Chiều cao làm việc phụ thuộc vào địa hình •BOD20 của hỗn hợp nước thải với nước và mức độ xử lý: tuần hoàn: BOD đầura (mgO2/L) Chiềucao H,m •Shh = k.S 25 -30 2 £ 20 £3 •Trong đó: S: BOD20 của nước thải đã xử £15 £4 lý •K: hệ số, phụ thuộc pH, nhiệt độ. Bảng 6.3 trang 186. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học BIOPHIN CAO TẢI BIOPHIN CAO TẢI •Hệ số tuần hoàn: •Phương pháp tính theo loại VLL. S - S n = o hh •Xem tài liệu tham khảo [1]. Shh - S •Tổng diện tích của bể biophin: Q ´(n +1)´ S F = hh N •Với: N là tải trọng BOD20 tính trên 1m3 diện tích bề mặt. •Thể tích tổng cộng của VLL: W = F x H Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 4
05-May-11 BIOPHIN VẬT LIỆU LỌC •Nhiệt độ trong bể không nhỏ hơn 6oC. •Chiều cao an toàn: 0,5 –1m •Khoảng cách giữa đáy bể và sàn đỡ VLL: 0,5 –1m. •( thêm hình các kiểu tấm đỡ VLL) Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học PHÂN PHỐI NƯỚC VÀO BIOPHIN PHÂN PHỐI NƯỚC VÀO BIOPHIN Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 5
05-May-11 ĐĨA QUAY SINH HỌC Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học ĐĨA QUAY SINH HỌC ĐĨA QUAY SINH HỌC •Công suất £ 5000 m3/ngày. •Tốc độ quay 1 –2 vòng/ phút. •Tổng diện tích bề mặt bể lọc: •A=Q/q •Với: q: tải trọn thủy lực, tra đồ thị. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 6
05-May-11 ĐĨA QUAY SINH HỌC Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học MÀNG LỌC SINH HỌC (MBR) MBR •MBRlàviếttắtcụmtừMembraneBioReactor (mànglọcsinhhọc)cóthểđịnhnghĩalàxửlý nướcthảivisinhbằngcôngnghệ lọcmàng. •HệthốngmànglọcsinhhọcMBRcóthể sử dụng trongmôitrườngphản ứngvisinhkỵkhíhoặc hiếukhítừsinhkhối. •PhânloạiMBR: –Loại đặttrongbểlàloại đặttrongbểAerotank(bể làm thoáng)hoạt độngbằngcáchhútnướcrakhỏibể bằngbơmhút. –Loại đặtngoàibểvậnhànhbằngáplựcbơmđẩyra khỏibểMBR. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 7
05-May-11 ƯU ĐIỂM MBR ỨNG DỤNG MBR • Điềuchỉnhhoạt độngsinhhọctốthơn • Chấtlượng đầurakhôngcònvisinhkhuẩnvàmầmbệnh, •Xử lý nước thải các ngành công nghiệp Loạibỏtấtcảvikhuẩn,visinhvậtcókíchthướccựcnhỏ,các Coliform,E-Coli •Xử lý nước thải đô thị và tái sử dụng. • Kíchthướcbểxửlýnhỏ hơncôngnghệ truyềnthống. •Nước hoàn lưu cho các tòa nhà cao cấp. • Tănghiệuquả sinhhọc10-30% • Thờigianlưunướcngắn(HRT:HydraulicResidenceTimes) •Xử lý nước thải bệnh viện • Thờigianlưubùndài(SRT:SludgeResidenceTimes) • Bùnhoạttínhtăng2-3lần • Khôngcầnbểlắngthứ cấpvàbểkhử trùng,tiếtkiệm được diệntíchxâydựng. • Dễ dàngkiểmsoátquytrình điềukhiểntựđộng • Tỷ lệ tảitrọngchấthữucơcao • Nhờ kíchthướclỗrỗngcựckỳnhỏ:0.01-0.2µmnênngăn cách đượcgiữapharắnvàphalỏng. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học HÌNH ẢNH MBR HÌNH ẢNH MBR Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 8
05-May-11 HÌNH ẢNH MBR MỘT SỐ SDCN • Xử lý nước thải sinh hoạt: Nước thải → song chắn → MBR → Nước ra • Nước thải công nghiệp thực phẩm Nước thải vào → Bể điều hoà → Bể kỵ khí→ MBR→ Nước đầu ra • Nước thải trong công nghiệp hoá chất : Nước thải có thành phần hữu cơ cao→Điều chỉnh pH → Bể lắng→ Bề kỵ khí → MBR→ Nước đầu ra • Nước thải công nghiệp thuỷ sản : Nước thải vào→ bể lắng → bể kỵ khí → MBR→ đầu ra Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 9
05-May-11 NỘI DUNG •Quá trình biến đổi, tăng trưởng và năng lượng cần thiết của các vi sinh(VS) hoạt động. •Sự sinh trưởng của vi khuẩn. •Quá trình hiếu khí •Quá trình kỵ khí Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học NGUYÊN LÝ CHUNG QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI, TĂNG TRƯỞNG •Khuếchtánvàchuyểncơchấttừnước •Quá trình khoáng hóa: thải đếnbềmặtcáctếbàoVSV. CHC à CH4, CO2, H2O, H2S, sinh khối •Khuếchtánváhấpthụ từ bề mặtngoài •Quá trình hiếu khí (Aerobic processes): củatếbàoquamàngbánthấmvàotrong CHC + O à CO , H O, sinh khối TB. 2 2 2 •Quá trình kỵ khí (Anaerobic processes): •Chuyểnhóacácchất đã đượckhuếchtán vàhấpthụ trongTBVSV,sinhranăng CHC à CH4, H2S, H2O, sinh khối lượngvàtổnghợpTBmới. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 1
05-May-11 QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI, TĂNG TRƯỞNG PHẢN ỨNG DỊ HÓA •Phản ứng đồng hóa(anabolism) và dị hóa •Làquátrìnhbẻgãycácmạch,phânchia (catabolism) là 2 phản ứng cơ bản của cácphầntửhữucơphứctạpthànhcác quá trình biến đổi tế bào. phầntửđơngiảnhơnkèmtheoquátrình làsựgiảiphóngnănglượng. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học PHẢN ỨNG ĐỒNG HÓA •Là quá trình hình thành các phần tử phức tạp hơn và đòi hỏi cấp năng lượng. Năng lượng cấp cho đồng hóa thường lấy từ năng lượng giải phóng ra của các phản ứng dị hóa. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 2
05-May-11 CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VSV 1. Chấtbẩntrướckhixửlý. 1 •Thờigiansinhsảncóthể vàiphút đếnvài 2. Chấtbẩnbịgiữ lạitrênbề 2 mặtTB 5 3 giờ. 3. Cácchấtbẩncònlạitrong nướcthảisauxửlý. 4 6 •Sựsinhtrưởngcủavsvgồm4giai đoạn 4. Chấtbẩnbịoxhtrựctiếp thànhCO2,H2Ovàsinh 7 chính:thíchnghi,logarit, ổn địnhvàsuy nănglượng. vong. 5. Cácchấtbịđồnghóa được tổnghợpđể tăngsinhkhối. 6. Tự oxhcủaVSVthànhCO2 vàH2Odohôhấpnộibào. 7. PhầndưcủaVSV. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VSV SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VSV Lượng Log Thích nghi Logarit Ổn định Suy giảm c Số bùn lượng BOD f VSV d b e a So Thời gian Thời gian Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 3
05-May-11 HIẾU KHÍ, THIẾU KHÍ VÀ KỴ KHÍ GIẢI PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC •Môi trường hiếu khí nếu chất nhận điện tử •Lơ lửng(Suspendd growth processes): cuối cùng là oxy. VSVpháttriểnphântán. •Môi trường thiếu khí nếu chất nhận điện •Bámdính(Attachedgrowthprocesses): tử cuối cùng là nitrat hoặc nitrit. Điện thế VSVbámdínhvàocácgiáthể cốđịnhtạo của môi trường là +. thànhlớpmàngnhờ vàoexopolymeres. •Môi trường kỵ khí nếu chất nhận điện tử cuối cùng là các hợp chất hữu cơ, CO2 và sunfat. Điện thế môi trường là -. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học QUÁ TRÌNH XỬ LÝ HIẾU KHÍ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ HIẾU KHÍ • Giai đoạn1:Oxyhóatoànbộchấthữucơ Yếu tố ảnh hưởng: trongnướcthải đểđáp ứngnhucầunăng •pH lượng. •Nhiệt độ CxHyOzN+O2àCO2+H2O+NH3 •Chất nền • Giai đoạn2:Tổnghợpđể xâydựngtếbào •Sự tăng trưởng •Hô hấp nội bào CxHyOz+NH3+O2àCO2+C5H7NO2 • Giai đoạn3:hôhấpnộibào •Nhiệt độ C H NO +O àCO +H O •Kim loại nặng 5 7 2 2 2 2 •Oxy NH3+O2à O2 +HNO2 +HNO3 Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 4
05-May-11 pH NHIỆT ĐỘ •pHtốiưuđasốVSVlà6,5–8,5 •Nhiệt độ thích hợp: 25 –37oC. •pH 9 thì phá hủy cân bằng nguyên sinh chất. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học CHẤT NỀN CHẤT NỀN •Chất nền là giới hạn của tăng trưởng. Tốc độ •BOD:N:P= 100:5:1 tăng trưởng •Nếu nuôi cấy theo mẻ thì quá trình sinh trưởng ngừng lại khi chất nền cạn kiệt. •Nếu nuôi cấy liên tục, sự giảm chất nền thể hiện qua phương trình monod: S µ = µ = 1 m K + S s Nồng độ chất nền Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 5
05-May-11 SỰ TĂNG TRƯỞNG ẢNH HƯỞNG CỦA HÔ HẤP NỘI BÀO •Tốcđộ sử dụngdinhdưỡnglớnhơntốc •C5H7NO2 + 5O2à5CO2 + 2H2O + NH3 + Q độ tạosinhkhối. 113 160 1 1,42 rt = -Y.r d •Trong đó: –Y: hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại –rd: tốc độ sử dụng chất nền –rt: tốc độ tăng trưởng Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG •Một số kim loại nặng: Cu, Cr, Ni, Zn, Pb r = r θ (T -20) •Vi khuẩn có sự nhạy cảm khác nhau đối T 20 với kim loại nặng. Trong đó: -q: hệ số hoạt động do nhiệt độ , 1,02 –1,09 -T: nhiệt độ, oC Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 6
05-May-11 NHU CẦU OXY QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ • Giai đoạn thủy phân: VSV thủy phân các chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản. • Giai đoạn axit hóa: VSV biến đổi các chất hữu cơ đơn giản thành axit hữu cơ. • Giai đoạn metan hóa: chuyển hóa các axit axetic thành khí metan và CO2. Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học THỜI GIAN LƯU BÙN(SRT), NHIỆT ĐỘ LƯU NƯỚC(HRT) •SRT: Sludge Retention Time •Nhiệt độ tối ưu VSV lên men mêtan: ưa •HRT: Hydraulic Retention Time ấm là 35oC và hiếu nhiệt là 55oC. •Thường chọn 12 –15 ngày. Ưa ấm Hiếunhiệt •Thời gian lưu bùn quá ngắn (<10 ngày) sẽ Phânhủy chậm Phânhủy nhanh xảy ra hiện tượng cạn kiệt VSV lên men Độẩm bùn cao Độẩm bùn thấp mêtan. Tiêudiệt VK gây bệnh thấp Tiêudiệt VK gây bệnh cao •Thời gian lưu nước ngắn gây ức chế VSV Íttích tụ axit Tíchtụ axit, làm giảm pH lên men mêtan. Dt = 2,8oC 0,8oC Chương 3: Xử lý nước thải Gia nhiệt ở vùng lạnh Duy trìnhiệt độ thChườương 3ng: Xử l ýx nuướcy thênải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học 7
05-May-11 pH CÁC CHẤT DINH DƯỠNG •Nước thải mới nạp vào thì VSV axit hóa •Gồm các chất đại lượng như N, P và các thích nghi hơn VSV mêtan hóa. chất vi lượng như Ca, Mg, Na, Fe •pH tối ưu: 6,7 –7,4 ( 6,5 –7,5) •N:P = 7:1, C:N = 20:1 –30:1 •BOD:N:P= 100:3:0,5 Chương 3: Xử lý nước thải Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học bằng pp sinh học GHI NHỚ •Các phản ứng? •Các giai đoạn? •Các yếu tố ảnh hưởng? Chương 3: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp sinh học 8
05-May-11 NỘI DUNG 1 Phương pháp tuyển nổi 2 Phương pháp hấp phụ 3 Phương pháp trích ly 4 Phương pháp trao đổi ion 5 Phương pháp tách bằng màng 36 Phương pháp làm thoáng, chưng bay hơi. Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý KHÁI NIỆM TUYỂN NỔI CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN NỔI •Phươngpháptuyểnnổithường đượcsửdụng để táchcáctạpchấtrắntanhoặckhôngtanhoặc lỏngcótỷtrọngnhõhơntỷtrọngcủachấtlỏng làmnền. •Phânloại: –Tuyểnnổibọt:cácbọtkhí đượcphântánvàonước, cácphầntửcókhả năngtuyểnnổi(cácchấtbẩn Dung dịch chứa huyền phù khôngtan,1ítchất ở dạngkeovàtan)sẽbámdính Dung dịch chứa chất tan vàocácbọtkhí, đượccácbọtkhíkéolênvàtạo1lớp bọttrênmặtnước. –Tuyểnnổicácionvàphântử:dùng để táchcácchất tankhỏinước.Khôngkhí đượcthổivàodungdịch chứachấttan,cácbọtkhínổilênsẽhấpphụ phầntử chấtbẩncùngvớichấthoạt độngbềmặt. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài Dgiảunng gK TdXịcL hnướ chc thứảai huyền phù 05-May-11 Dung dịch chứa chất tan bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 1
05-May-11 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN NỔI CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN NỔI •Bảnchấtcủaquátrìnhtuyểnnổilàsựdính kếtphântửchấtbẩnvớibềmặtphânchia L giữakhívànước. L q L L •Sựdínhkếtdiễnralàdohiệntượngtẩmướt. R R R R •Hiệntượngtẩmướtxuấthiện ở nơitiếpxúc K q K K K giữa3pha:rắn–lỏng–khí. •Khả năngtẩmướt được đánhgiábằnggiátrị củasứccăngbềmặttạibiêngiớiphânchia Mức độ tẩm ướt chất lỏng đối với vật rắn được khí–lỏngvàbằngsựphâncựcởbiêngiới biểu thị bằng góc tẩm ướt. lỏng–rắn. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN NỔI CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN NỔI •Nhữngchấtkỵnướccó độ tẩm ướtnhất •Phân loại: thìdễtuyểnnổinhất. •Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị • Đốivớicáchạtưanước, để tuyểnnổi cơ học. đượccầnchovàonướcchấthoạt động •Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bề mặtvớiphântửphâncựcvàkhông bơm khí nén phâncực. •Tuyển nổi với tách không khí từ nước. •Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hóa học. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 2
05-May-11 TUYỂN NỔI CƠ HỌC TUYỂN NỔI CƠ HỌC •Áp dụng khi nồng độ chất rắn 2000-3000 mg/L. • Đường kính tubin chọn từ 600 –750mm •Tốc độ quay 10 –15v/s. •Chiều cao lớp nước 1,5 –2m •Thời gian tuyển nổi 15 –20ph. •Khuyết điểm: sử dụng nhiều tubin, không dùng khi nước thải chứa chất ăn mòn. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý TUYỂN NỔI BẰNG BƠM KHÍ NÉN VÒI PHUN •Phân loại • Được sử dụng khi nước thải chứa các –Tuyển nổi phân tán không khí qua các vòi chất ăn mòn kim loại. phun. •Thời gian tuyển nổi 15 –20 ph. –Tuyển nổi phân tán không khí qua các tấm •Tốc độ không khí qua vòi 100 –200m/s xốp, chụp xốp. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 3
05-May-11 TẤM XỐP, CHỤP XỐP TẤM XỐP, CHỤP XỐP • Ưu điểm: •Kích thước lỗ chọn 4 –20mm –Ít tốn điện năng •Mực nước trong bể 1,5 –2m –Không cần thiết bị cơ giới phức tạp –Xử lý được nước có tính xâm thực cao. •Nhược điểm: –Lỗ phân phối nhanh bị tắc. –Khó chọn vật liệu đáp ứng yêu cầu về kích thước bọt khí. –Tốc độ tạo bọt khí chậm Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý TUYỂN NỔI VỚI TÁCH KHÔNG KHÍ TỪ NƯỚC TUYỂN NỔI VỚI TÁCH KHÔNG KHÍ TỪ NƯỚC •Dùng để xử lý nước thải chứa chất bẩn có •Phân loại; kích thước nhỏ. •Tuyển nổi chân không. •Nguyên tắc: tạo ra dung dịch bão hòa •Tuyển nổi không áp lực không khí, sau đó không khí tự tách ra •Tuyển nổi áp lực khỏi dung dịch ở dạng bọt nhỏ. Khi các bọt khí nổi lên bề mặt sẽ kéo theo cặn •Tuyển nổi với trạm bơm khí nén. bẩn. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 4
05-May-11 TUYỂN NỔI CHÂN KHÔNG TUYỂN NỔI KHÔNG ÁP LỰC •Áp suất trong ngăn tuyển nổi 225 –300mmHg. •Nhược điểm: • Ưu điểm: –Khó điều chỉnh không khí nên hoạt động •Hiệu suất cao không ổn định. •Tốn ít năng lượng –Kích thước bọt khí lớn nên hiệu suất không •Nhược điểm: cao. –Dùng khi nồng độ chất bẩn không tan 200 -300 mg/L –Cấu tạo phức tạp –Quản lý gặp nhiều khó khăn –Tốn máy bơm khi độ chênh lệch áp suất thấp. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý TUYỂN NỔI ÁP LỰC TUYỂN NỔI ÁP LỰC •Thời gian cần thiết để bão hòa không khí. •Thời gian lưu nước 20ph. •Chiều sâu bể 1-1,5 m. •Nhược điểm: sử dụng khi lưu lượng nước thải ít Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 5
05-May-11 TUYỂN NỔI ĐIỆN TUYỂN NỔI SINH HỌC, HÓA HỌC •Dùng để cô đặc cặn từ bể lắng 1. •Cặn từ bể lắng 1 được đun nóng 35 – 55oC trong vài ngày. •Giảm độ ẩm tới 80%. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý HẤP PHỤ •Hiệntượngtăngnồng độ chấttantrênbềmặt phânchiagiữa2phagọilàhiệntượnghấpphụ. •Pha:lỏng–khí,lỏng–rắn. •Phânloại: –Hấpphụ trong điềukiệntĩnh –Hấpphụ trong điềukiện động. •Hấpphụ làquátrìnhthuậnnghịch. •Tốcđộ củaquátrìnhhấpphụ phụ thuộcnồng độ, bảnchấtvàcấutrúcchấttan,nhiệt độ củanước, tínhchấtcủachấthấpphụ. Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý 6
05-May-11 HẤP PHỤ CHẤT HẤP PHỤ •Công thức Freindlix: •Yêu cầu của chất hấp phụ: –Có bề mặt riêng lớn n –Cótínhchọnlọc a = K .C cb –Hoànnguyêndễdàng •Trong đó: –Thờigianlàmviệcdài –a: lượng hấp phụ đơn vị, mg chất bẩn/cm3 –Bềncơhọc. chất hp. •Cácchấthấpphụ: o –C : nồng độ cân bằng, mg/L. –Maoquảnnhỏ:5–10A cb –Maoquảntrungbình15–1000Ao –K và n: hệ số thực nghiệm. –Maoquảnlớn1000–2000Ao Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý CHẤT HẤP PHỤ HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN TĨNH •Hấp phụ trong điều kiện tĩnh là không có sự chuyển động tương đối của phân tử nước so với phân tử chất hấp phụ. •Thời gian tiếp xúc giữa nước và chất hấp phụ chiếm 0,7 –0,8 thời gian cân bằng tổng cộng, xác định bằng thực nghiệm. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 7
05-May-11 HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN TĨNH HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN TĨNH •Lượngchấthấpphụ cầnthiếtphảichovào •Hấp phụ nhiều bậc nối tiếp xuôi dòng. nướcthải: Q(C - C ) m = o cb Chất hấp phụ Chất hấp phụ Chất hấp phụ Khp ´Chp Nước •Trong đó: •m:lượngchấthấpphụ,kg/ngày. •Q:lưulượngnướcthải,L/ngày. •Co:nồng độđầuvào,mg/L. Chất hấp phụ Chất hấp phụ Chất hấp phụ •Ccb:nồng độ cânbằng,mg/L. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN TĨNH HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỘNG •Hấp phụ nhiều bậc ngược dòng: •Hấpphụ trong điềukiện độnglàcósự chuyển độngtương đốicủaphântửnước Chất hấp phụ tinh khiết sovớiphântửchấthấpphụ. • Ưu điểm: Nước •Hiệusuấtxửlýtincậyvà ổn định. •Dễdàngtựđộnghóa. •Chophépsửdụngtốiđadungtíchvậtliệu Chất hấp phụ đưa đi hoàn hấpphụ. nguyên Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 8
05-May-11 HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỘNG HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỘNG •Lớpvậtliệucốđịnh •Lớpvậtliệulơlửng Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý HOÀN NGUYÊN MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG •Sửdụnghơinướcquánhiệt ở 200– •Trạm xử lý với tái sinh bằng hơi: 300oChoặckhítrơở120–140 oC. •Dùngcácchấttríchlycónhiệt độ sôithấp như metanol,benzen,toluen. •Biến đổihóahọcbằngtácnhânhóahọc hoặcbằngnhiệt(700–800oC). Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 9
05-May-11 MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG •Trạm xử lý với tái sinh bằng hỗn hợp hơi nước -khí: •Trạm xử lý với tái sinh bằng hơi hóa chất: Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý MỘT SỐ SDCN ÁP DỤNG •Trạm xử lý với tái sinh bằng phân hủy: Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý 10
05-May-11 TRÍCH LY TRÍCH LY •Ápdụngkhinồng độ chấtbẩnhữucơ •Tínhchấtcủadungmôitríchly: trongnước3–4g/L. –Khôngtan(íttan)trongnước. •HệsốphânbốKlàtỷsốgiữanồng độ –Tỷtrọngnhỏ hơncủanước. chấtbẩntrongdungmôivànồng độ chất –Khôngphản ứngvớichấtbẩn. bẩntrongnước ở trạngtháicânbằng: –Nhiệt độ sôinhỏ hơnnhiệt độ sôicủachất bẩn. –Dungmôilàchấtkhông ănmòn,khôngcháy Cd K = nổ,không độchại. C Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY •Tríchlytheobậcvớidòngchữ thập: •Tríchlytheobậcngượcdòngtrongsx: S S S S L R1 R2 R3 L R E E E 1 2 3 S Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 11
05-May-11 CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY CÁC LOẠI SƠ ĐỒ TRÍCH LY •TríchlytheobậcngượcdòngtrongPTN: •Tríchlyngượcdòng: S S S S L E L I II III IV R E1 E2 E3 R S Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý TRÍCH LY TRONG SẢN XUẤT TRÍCH LY TRONG SẢN XUẤT •Sơđồ tríchly1bậchoạt độngliêntục: •Sơđồ tríchly3bậcngượcdòng: Nước thải Dung môi Nước Dung môi 1 1 1 2 3 Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 12
05-May-11 MỘT SỐ CÔNG THỨC MỘT SỐ CÔNG THỨC •Khitríchlynhiềubậcgián đoạn,nồng độ •Nồng độ chấtbẩnđầuratrongtríchly1 chấtbẩntrongnước: bậc: C= (1- K´b)Co C C = o n (1 + K ´ b ) n •Sốbậctríchly để giảmnồng độttừCo xuốngCn •Với:blàlưulượng đơnvịcủadungmôi. lg[C (b´ K -1) + C ]- lgC n = o n n n:sốbậctríchly. lg(b´ K) Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý TRAO ĐỔI ION •Trao đổiionlàquátrìnhtrong đócácion trênbềmặtchấtrắntrao đổivớicácion cócùng điệntíchtrongdungdịchkhitiếp xúcnhau. •Trao đổiionthườngdùng để thuhồicác kimloạicógiátrị cũngnhư xử lýnướcbị nhiễmKLNvà1sốhợpchấtkhác. Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý 13
05-May-11 CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION 1.DichuyểnionAtớibềmặtbiêngiới(màngchất lỏng)baoquanhhạttrao đổi. •Phươngtrìnhtổngquát: 2.Khuếchtánionqualớpbiêngiới. 3.Chuyểnionvàohạtnhựa. mA + RmB « mRA + B 4.KhuếchtánionAtronghạtnhựatớicácnhóm trao đổi. •Tốcđộ củaquátrìnhtrao đổi đượcquyết 5.Phản ứnghóahọctrao đổiAvàB. địnhbởiquátrìnhkhuếchtántrongmàng 6.KhuếctáncácionBtớibiêngiớipha. chấtlỏng. 7.ChuyểncácionBquabiêngiới. 8.KhuếchtánionBquamàng. 9.KhuếchtánionBvàonhânchấtlỏng. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION MỘT SỐ SƠ ĐỒ ÁP DỤNG •Trao đổihỗnhợp: Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 14
05-May-11 MỘT SỐ SƠ ĐỒ ÁP DỤNG •Trao đổihỗnhợp: Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý CÁC QUÁ TRÌNH TÁCH BẰNG MÀNG CÁC QUÁ TRÌNH TÁCH BẰNG MÀNG •Mànglà1pha đóngvaitròngăncách giữacácphakhácnhau. Quátrình Độnglực Kíchthước hạt Chứcnăng màng (µm) Điệnthẩm tách Điệnthế <0,1 Chọnlọc đối với ion Phépthẩm tách Nồng độ <0,1 Chọnlọc đối với dung dịch Thẩmthấu Ápsuất <0,05 Di chuyểnchọn lọc của nước ngược Siêulọc Ápsuất 5.10-3 –10.10-3 Chọnlọc đối với kịch thước và dạng phân tử Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 15
05-May-11 THẨM THẤU NGƯỢC THẨM THẤU NGƯỢC •Thẩmthấulàsựdichuyểntựphátcủa •Thẩmthấungượclàquátrìnhlọcdungdịch dungmôitừmộtdungdịchloãngvàomột quamàngbánthấmdưới1ápsuấtcaohơn dungdịch đậm đặcquamàngbánthấm. ápsuấtthẩmthấu. •Ápsuấttạiđócânbằng đượcthiếtlậpgọi •Quátrìnhthẩmtáchbằngmàngphụ thuộc: làápsuấtthẩmthấu p –Ápsuất – Điềukiệnthủy động n π = ´ R´T –Kếtcấuthiếtbị V –Bảnchấtvànồng độ nướcthải –Nhiệt độ. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý THẨM THẤU NGƯỢC THẨM THẤU NGƯỢC •Phươngphápthẩmthấungược đượcáp • Để thiếtkếthiếtbịthẩmthấungược,cầnbiết: –Thànhphầnvàlưulượngnướcthải. dụngkhichất điệnlycónồng độ: –Nhiệt độ – Đốivớimuốihóatrị 1là5–10%. –Ápsuấtthẩmthấu – Đốivớimuốihóatrị 2là10–15%. • Ưu điểm: – Đốivớimuốihóatrị caolà15–20%. –Chiphínănglượngthấp –Íttốnhóachất • Để giảm ảnhhưởngcủasựphâncựcnồng –Kếtcấuđơngiản. độ,tiếnhành: •Nhược điểm: –Tuầnhoàndungdịch –Phátsinhhiệntượngphâncựcnồng độ nênlàm giảmtuổithọ màng. –Tăngmứcđộ xoáycủalớpchấtlỏnggầnmàng – Đồihỏithiếtbịphảikín. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 16
05-May-11 THẨM THẤU NGƯỢC SIÊU LỌC •Dùngtáchphầntửcókhốilượngphântử trên500vàcóápsuấtthẩmthấunhỏ. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý SIÊU LỌC Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý 17
05-May-11 LÀM THOÁNG LÀM THOÁNG •Dùng để xử lýcácchấtdễbayhơi. •Thiếtbịlàmthoángtựnhiên:hồlắnglộ •Biệnpháp:thổikhítrơ hoặckhôngkhívào thiên. nướcthải. •Yếutốảnhhưởng: •Thiếtbịlàmthoángnhântạo: –Nhiệt độ –Thápvớivậtliệutiếpxúc –Mứcđộ phântánkhôngkhí –Thổikhôngkhínénvàolớpnước –Cường độ làmthoáng –pH –Thápchânkhông. –Cáctạpchất –Cấutạothiếtbị Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý CHƯNG BAY HƠI CHƯNG BAY HƠI •Phươngphápchưngbayhơiđượcáp • Ưu điểm: dụngkhicácchấthữucơdễbayhơivà – Đơngiản cùngvớinướctạothànhdungdịch đẳng –Hiệusuấtcao sôi. –Tạo điềukiệntốtchoxửlýnướcthảibằng sinhhóa. •Tỷlệgiữalượngchấtbẩnhữucơvà –Khônglàmchonướcbịnhiễmbẩnthêm. lượngnướccùngchuyểnsangdạnghơi •Nhược điểm: cànglớnthìphươngphápcàngcólợi. –Nồng độ sauxửlývẫncao –Giáthànhcao. Chương 4: Xử lý nước thải Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý bằng pp hóa lý 18
05-May-11 GHI NHỚ •Cơchế tuyển nổi? •Cơ chế hấp phụ? •Cơ chế thẩm thấu ngược? Chương 4: Xử lý nước thải Bài giảng KTXL nước thải 05-May-11 bằng pp hóa lý 19
05-May-11 NỘI DUNG 1. Phương pháp keo tụ và đông tụ 2. Phương pháp trung hòa 3. Phương pháp oxy hóa khử 4. Phương pháp điện hóa. Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học KEO TỤ VÀ ĐÔNG TỤ (Floculation and Cagulation) • Đôngtụlàquátrìnhtrunghòa điệntích. •Keotụlàquátrìnhtạobôngtừnhữnghạt nhỏ. •Chất đôngtụthườngdùnglàmuốisắt, muốinhôm. Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học 1
05-May-11 KEO TỤ VÀ ĐÔNG TỤ Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học TRUNG HÒA TRỘN NƯỚC THẢI CHỨA AXIT VÀ KIỀM •Trung hòa nước thải là đưa nước thải có •Theothựctiễn,nướcthảichứaaxit tính axit hoặc kiềm đưa về pH 6,5 –8,5. thường đượcthải1cách điềuhòanhưng •Các biện pháp trung hòa: nướcthảichứakiềmlạithảitheochukỳ. –Trộn lẫn nườc thải chứa axit và kiềm –Bổ sung tác nhân hóa học –Lọc nước qua vật liệu –Hấp phụ khí. Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học 2
05-May-11 TRUNG HÒA BẰNG THÊM HÓA CHẤT TRUNG HÒA BẰNG THÊM HÓA CHẤT •Thường sử dụng để trung hòa nước thải •Trunghòanướcthảicóchứaaxitmạnh có tính axit. Có 3 loại: màmuốicanxicủanódễtantrongnước –Nước thải chứa axit yếu bằngbấtkỳloạikiềmnào. –Nước thải chứa axit mạnh mà các muối canxi •Khitrunghòanướcthảicóchứaaxit của chúng dễ tan trong nước. mạnhmàmuốicanxicủanókhótantrong nướcthìsẽdễtạoracặnlắng. –Nước thải chứa axit mạnh mà các muối canxi của chúng khó tan trong nước. •Cácchấtdùngtrunghòa:NaOH,KOH, Na2CO3,sữavôi5–10%,amoniac, CaCO3 Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học VẬT LIỆU LỌC TRUNG HÒA DÙNG KHÍ THẢI LÒ ĐỐT • ĐốivớinướcthảichứaHCl,HNO3, • Để trunghòanướcthảichứakiềmcóthể H2SO4cóhàmlượngdưới5g/Lvàkhông sử dụngkhíthảichứaCO2,SO2,NO2, chứamuốikimloạinặngcóthể dùng N2O3 phươngpháplọcqualớpvậtliệulọclà đá vôi,magiezit, đáhoacương, đolômit với kíchthướchạt3–8cm. •Tốcđộ lọckhôngquá5m/h. •Thờigiantiếpxúc ³ 10ph. Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học 3
05-May-11 PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA KHỬ •Dùng để xử lýnướcthảichứachấtvôcơ độchại. •Chuyểnchúngthànhcácchấtít độchại hơn. •Tăngkhả năngdễphânhủysinhhọc •Thườngápdụngchoxửlýbậccao,khá tốnkém. •Chấtoxyhóathườngsửdụng:ozon, H2O2,Cl2,KMnO4 Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học OXY HÓA BẰNG CLO OXY HÓA BẰNG H2O2 •Thườngdùng để táchH2S,hydrosunfit, •Dùng để oxyhóanitrit,aldehit,phenol, phenol,xyanuakhỏinướcthải. xyanua,nướcthảichứalưuhuỳnh. •Khichoclovàonướcxảyraphản ứng: •Khichoperoxitvàonước: •Cl2 +H2OàHOCl+HCl –Trongmôitrườngkiềm(khử): - 2- •HOCl ßàH+ +OCl- H2O2 +2OH -2e à2H2O+2O •Clo,HOCl,OCl-gọilàclohoạttính. –Trongmôitrườngaxit(oxyhóa): + H2O2 +2H +2e à 2H2O Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học 4
05-May-11 ỨNG DỤNG XỬ LÝ XYANUA ỨNG DỤNG XỬ LÝ XYANUA •Cáchợpchấtchứaxyanuaphânthành5 •Dùng OCl-: nhóm: CN- + OCl- àCNO- + Cl- –Cáchợpchấtxyanua đơngiảntanvà độc:HCN, 2- - - - KCN [Zn(CN)4] + 4OCl + 2 OH à4CNO + –Cáchợpchấtxyanua đơngiản,khôngtan: - 4Cl + Zn(OH)2 Fe(CN)2 - •Dùng clo lỏng trong môi trường kiềm –Cácphứcchấtxyanuatanvà độc:[Cu(CN)]2 , [Zn(CN) ]- - - - - 3 CN + Cl2 + 2OH à CNO + 2Cl + H2O –Cácphứcchấtxyanuatanvà độc pH tối ưu khi oxy hóa xyanua là 10 –11, –Cácphứcchấtxyanuakhôngtan,không độc. oxy hóa xyanat là 6,5. Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học ỨNG DỤNG XỬ LÝ XYANUA ỨNG DỤNG XỬ LÝ CROM •Dùng permanganat: •Nguồn gốc nước thải: - - - - –Các nhà máy hóa chất 3CN + 2MnO4 + H2O à3CNO + 2MnO2 + H2O + 2OH –Mạ crom. –Làm giàu quặng. •Cáchóachấtthườngsửdụng:Na2S, Na2SO3,NaHSO3,polisunfit,FeSO4,SO2. •Nguyêntắckhử crom: –ChuyểnCr6+ thànhCr3+ –TáchCr3+ dướidạnghydroxytkếttủa. Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học 5
05-May-11 ỨNG DỤNG XỬ LÝ CROM ỨNG DỤNG XỬ LÝ CROM • Để chuyểnCr6+ thànhCr3+,pHmôitrường •Chấtkhửđượcpha ở nồng độ 10%,thời 2–4. giankhuấytrộn30ph. •Sau đó,nângpHlên9để tạotủa. •Saukhiphản ứngkếtthúcchovôisữa • Để khử 1gCr6+ cần2,24gnatrisunfit vào,nồng độ 2,5%theoCaO,thờigian khôngngậmnước,3gnatrithiosunfit khuấy3–5ph. khôngngậmnướcvà16gsắtsunfat ngậmnước. •Thờigianlắngkhôngquá2h. •Khidùngvôi,ngoàiCr(OH)3 còncó CaSO4,Ca(OH)2,CaO,CaCO3 Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA •Dùngquátrìnhoxyhóacủaanotvàkhử của catot, đôngtụđiện để xử lýcáchợpchất hòatanvàphântán. •Phươngpháp điệnhóacóthể tiếnhànhgián đoạnhoặcliêntục. •Hiệusuấtphụ thuộc: –Mậtđộ dòng điện – Điệnáp –Hệsốsửdụnghữuíchcủađiệnáp –Hiệusuấttheodòng –Hiệusuấtnănglượng. Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học 6
05-May-11 ĐIỆN PHÂN ĐÔNG TỤ ĐIỆN •Dùngxửlýnướcthảicóhàmlượnghạtkeokhông •Dùngxửlýxynua,sunfoxyanua,cácamin, caovà độ bềnvữngcủachấtbẩnthấp. alcol,hợpchấtnito • Để xử lýthảicôngnghiệp, điệnphânbằngvới •Saukhi điệnphân: anotbằngnhômhoặcsắt. • Ưu điểm: •Hoàntoàn:tạoraCO2,NH3,H2O. –Thiếtbịgọn,dễđiềukhiển •Khônghoàntoàn:tạothànhcácchất –Khôngsử dụnghóachất –Ítnhạycảmvơiđiềukiệnmôitrường không độchoặcít độchơn. –Khôngcóchất độc •Anotthườnglàmbằngvậtliệukhôngtan. –Bùncặncótínhchấtcơhọcvàcấutrúctốt. •Nhược điểm:tốnkimloại,chiphí điệnnăng. Chương 5: Xử lý nước thải Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học bằng pp hóa học GHI NHỚ •Cấutạohạtkeo? •Cácyếutốảnhhưởngkeotụ? •Cácloạiphèn? •Cơchế xử lýcrombằngoxyhóa? Chương 5: Xử lý nước thải Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 bằng pp hóa học 7
05-May-11 NỘI DUNG Khử nito Khử photpho Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải KHỬ NITO •Trong nước thải, nito tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất hữu cơ và amoni. • Để khử nitobằngsinhhọccầnthựchiện4 bước: amon hóa, đồng hóa, nitrat hóa(nitrification), khử nitrat (denitrification). Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải 1
05-May-11 KHỬ NITO KHỬ NITO Hợp chất hữu cơ chứa nito, protein, ure Thủy phân Quá trình đồng hóa Bể A khử BOD Lắng 2 Bể A nitrat hóa Lắng 2 TB chết chứa nito Nito hữu cơ NH + hữu cơ xả theo bùn 4 trong TBVK ra ngoài RAS RAS Cấp O2 Tự oxy hóa Quá trình nitrat - hóa NO2 và khử nito Cấp O2 Khử N - NO3 N2 Chương 6: Khử hợpc chất N,P Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải CHC ch05ứa-M Cay-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải trong nước thải KHỬ NITO KHỬ NITO Lọc sinh học khử BOD Lọcsinh học nitrat hóa Vật liệu Vật liệu Lắng 1 hạt nổi hạt nổi Lắng 1 Bể A khử BOD và nitrat hóa Lắng 2 RAS Xử lý cặn Chương 6: Khử hợpc chất N,P Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải trong nước thải 2
05-May-11 KHỬ NITRAT BẰNG SINH HỌC CÁC CÔNG TRÌNH KHỬ NITRAT •Quá trình diễn ra trong điều kiện kỵ khí. •1mg/LnitratchuyểnthànhN2cầnlấyđi 2,86mgO2/L. •Cácyếutốảnhhưởng: •Nồng độ nitrat •Nồng độ C •pH(6,5–7,5) •Nhiệt độ Chương 6: Khử hợpc chất N,P Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải trong nước thải CÁC CÔNG TRÌNH KHỬ NITRAT KHỬ NITRAT BẰNG HÓA LÝ • ĐưapHnướcthải đếngiátrị 11 để tạora + NH4 .Sau đótáchbằngchưngbayhơi. •Nhược điểm: –Vốnđầutưlớn –Tốnnănglượng –Nhạycảmvớinhiệt độ,kếttủa. Chương 6: Khử hợpc chất N,P Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải trong nước thải 3
05-May-11 KHỬ PHOTPHO SINH HỌC •Nguyêntắckhử photphobằngsinhhọclà tíchlũyphotphovàosinhkhối.Do: •Sựkếttủacủaphotphovôcơxungquanh vikhuẩn •Visinhlưugiữ photpho. Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải KHỬ PHOTPHO SINH HỌC KHỬ PHOTPHO SINH HỌC Chất nền HC •Vikhuẩnsửdụng10–30%lượng Quá trình kỵ khí Quá trình ưa khí photpho để tổnghợptếbàotrongquá VSV axetogien trìnhkhử BOD. P Axetat •Cơsởquátrình: •VKdựtrữ 1lượngphotpho VSV poly P VSV poly P VSV poly P VSV poly P •Mộtsốsảnphẩmlênmen đượcVK đồng (poly P) (PHP) (PHP) (Poly P) hóathànhcácsảnphẩmtrongTB. Tuần hoàn Oxy •Trong điềukiệnhiếukhí,nănglượngsinh Bùn dư radooxyhóapolyphotphattănglên. Chương 6: Khử hợpc chất N,P Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải trong nước thải 4
05-May-11 KHỬ PHOTPHO SINH HỌC KHỬ PHOTPHO SINH HỌC Bể phản ứng có dòng chảy đều Bể phản ứng có dòng chảy đều Kỵ khí Hiếu khí Lắng 2 Kỵ khí Hiếu khí Lắng 2 0,5Q Tuần hoàn 0,3 –0,4 Q Tuần hoàn 0,1 –0,2 Q RAS, 0,5Q Bể cô đặc Nước thừa Bể cô lần 1 đặc Vôi lần 2 Chương 6: Khử hợpc chất N,P Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải trong nước thải KHỬ PHOTPHO SINH HỌC KHỬ PHOTPHO BẰNG HÓA HỌC Tuần hoàn lại nước đã nitrat hóa để khử nitrat •Nguyêntắc:bổsungthêmtácnhânhóa họcvàonướcthải để tạokếttủahayphức Kỵ khí, giải Kỵ khí, khử Hiếu khí, khử Lắng 2 chấtkhôngtan. phóng P nitrat BOD, NH4 •Cáctácnhânthườngdùng:muốinhôm, RAS muốisắt,vôi. 3+ 3- M +PO4 àMPO4 Chương 6: Khử hợpc chất N,P Chương 6: Khử hợpc chất N,P Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 trong nước thải trong nước thải 5
05-May-11 NỘI DUNG 1 Khử trùng nước thải 2 Khử trùng bằng clorua vôi 3 Khử trùng bằng clo 4 Khử trùng bằng ozon 5 Khử trùng bằng UV Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI •Khử trùngnhằmmụcđíchpháhủy,tiêu diệtcácVKgâybệnh. •Xửlýnướcthảisinhhọctrong điềukiện tự nhiênchohiệuquả khử trùng99,9%, trong điềukiệnnhântạo91–98%. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng 1
05-May-11 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 05-May-11 Chương 7: Khử trùng KHỬ TRÙNG BẰNG CLO KHỬ TRÙNG BẰNG CLORUA VÔI •Cl2 + H2O « HOCl + HCl •Ca(OCl)2 + H2O « CaO + 2HOCl •Liều lượng clo: •Dung tích hữu ích của thùng dung dịch: – Đối với nước thải sau xử lý cơ học: 10g/m3. a´Q – Đối với nước thải sau xử lý sinh học không hoàn W = toàn: 5g/m3 10000´b´ n – Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn: •Trong đó: 3g/m3. –Q: lưu lượng trung bình, m3/ng.đ •Sau 30 phút tiếp xúc thì lượng clo dư là 0,3 – 1 mg/L. –a: liều lượng clo hoạt tính, g/m3. •Lượng clo hoạt tính cần thiết: –b: nồng độ dung dịch clorua vôi, không quá 25%. –n: số lần hòa trộn clorua vôi trong ngày, 2 –6 Vmax = axQmax với a lượng clo họat tính. ngày. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng 2
05-May-11 MÁNG TRỘN BỂ TIẾP XÚC •Nếu lưu lượng £ 400L/s thì dùng máng •Tạođiềukiệnchoclovànướcthảitiếp trộng kiểu lượn. xúctrong30ph. •Nếu lưu lượng > 400L/s thì dùng máng •Bếtiếpxúcthiếtkếgiốngbểlắngnhưng trộn kiểu đục lỗ. khôngcóthiếtbịvétbùn. •Tốc độ nước qua các khe hở ³ 0,8 m/s. •Tốcđộ nướcchảytrongbểtiếpxúckhông lớnhơntốcđộ nướcchảytrongbểlắng2. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng KHỬ TRÙNG BẰNG OZON •Ozonkhôngbềnvững,bịphânhủyrấtnhanh thànhkhíoxy Þ khônglưutrữ màphảidùngmáy sảnxuấttạinơisửdụng •Nguyêntắcsảnxuấtozon:chooxyquathiếtbị phóngtialửađiện •Máypháttialửađiệngồmhai điệncựckimloại đặtcáchnhaumộtkhoảngchokhôngkhí điqua. •Cấpdòng điệnxoaychiềuvàocác điệncựcđể tạo ratiahồquang •Khôngkhí điquakhehởgiữacác điệncực chuyểnmộtphầnoxythànhozon. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng 3
05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG OZON KHỬ TRÙNG BẰNG OZON •Hiệuquả phụ thuộcvào: • Ưu điểm: –Chấtlượngnước –Khôngmùi –Cường độ khuấytrộn –Giảmnhucầuoxytrongnước –Thờigiantiếpxúc –Giảmnồng độ chấthữucơ •Dựavàothờigiantiếpxúctừ48phút,thiếtkế3 –Giảmnồng độ cácchấthoạttínhbềmặt loạibểhòatanvàkhuấytrộnozonvàonước: –Khử màu,phenol,xianua – Điqualớplọcnổi –Tăngnồng độ oxyhòatan –Dùngejector –Khôngcósảnphẩmphụ gây độchại –Dùngcánhkhuấy để hòatankhí –Tăngvậntốclắngcủacáchạtlơlửng Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng KHỬ TRÙNG BẰNG OZON •Nhược điểm: – Vốn đầutưcao – Tiêutốnnănglượng điện •Lượngozoncầnkhử trùngtừ0,2-0,5mg/l •Thờigian đủ lâu:(khoảng5phút)ozontác dụngtiêudiệtvirutrấtmạnh •Nồng độ O3 >1mg/l;gây độchạichongười quảnlývậnhành ® biệnphápngănngừa Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng 4
05-May-11 KHỬ TRÙNG BẰNG UV KHỬ TRÙNG BẰNG UV •TiaUV,cóbướcsóngtừ4÷400nm • Ưu điểm • Độ dàingoàivùngpháthiện,nhậnbiết –Hiệuquả khử trùngcao bằngmắtthường –Khôngthay đổitínhchấtcủanước •Nhược điểm: •DùngtiaUV,khônglàmthay đổitínhchất –Chiphívậnhànhcao hoáhọcvàlýhọccủanước. –Nướccó độ vẩn đụccaovàchấtnhờnbám •Làmthay đổiDNAcủatếbàovikhuẩn vào đèncóthể làmgiảmhiệuquả khử trùng Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 7: Khử trùng 5
05-May-11 NỘI DUNG Công trình Xử lý cặn Đặc tính cặn Phương pháp xử lý Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn ĐẶC TÍNH BÙN CẶN •Cặnvàrácgiữ lại ở SCRcókíchthước lớn. Độẩm85–95%,chứa50–80%chất hữucơ. •Cátvàcặntừbểlắngcátcó độẩm14– 35%, chứa 30 -50% chất hữu cơ. 30L/1000m3 nướcthải. •Dầumỡ,bọtvángcó độẩm90–98%, hàmlượnghữacơtrên95%.0,75–50L /1000m3 nướcthải. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn 1
05-May-11 ĐẶC TÍNH BÙN CẶN •Bùnhoạttínhcó độẩmcao,sauAerotank là99,2–99,7%,saubiophinlà96– 96,5%. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Cô đặc cặn Ổđịnh cặn Làmtăng Táchnước Giảmthể Xả ra •Mụcđích: mật độ cặn khỏi cặn tích cặn nguồn tiếp nhận •Giảmkhốilượnghỗnhợpcặnbằngcácg Trọnglực Kỵkhí Hóachất Lọcchân Thiêu Chônlấp không táchnước Tuyểnnổi Hiếukhí Nhiệt Lọcép Oxy hóa Xả vào vực •Phânhủycácchấthữcơdễbịthốirửa, dạng lỏng nước chuyểnchúngthànhcácchấthữucơổn Ly tâmlọc Nhiệt Lọcly tâm Cảitạo đất qua băng địnhvàcácchấtvôcơkhônggâytác tải độngxấumôitrường. Hóachất Sânphơi Phânbón bùn Hồ lắng và nén bùn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn 2
05-May-11 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CẶN •Sân phơi cát •Bể lắng 2 vỏ •Bể mêtan • Ổn định hiếu khí •Làm khô cặn bằng lọc ép •Làm khô cặn bằng quay ly tâm •Làm khô cặn bằng nhiệt Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn SÂN PHƠI CÁT BỂ LẮNG 2 VỎ •Thườngáp dụng khi côngsuất > 80000m3/ng.đ. •Sânphơicátlàkhoảng đất đượcgiớihạn bởicácbờchắncao1–2m Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn 3
05-May-11 BỂ LẮNG 2 VỎ BỂ MÊTAN •Thườngápdụngkhicôngsuất £ 1000 •Áp dụng khi công suất > 1000 m3/ng.đ 3 m /ng.đ •Quá trình lên men gồm 2 loại: •Khe hở của máng rộng 0,12 –0,15m. •Lên men ấm: 10 –43oC •Khoảng cách 2 máng 0,1 –0,35m •Lên men nóng: > 43 oC •Thời gian lưu cặn 60 –120 ngày. •Nhược điểm: •Cường độ phạn hủy chế độ nóng cao hơn –Dung tích buồng tự hoại lớn chế độ ấm khoảng 2 lần. –Chiều cao xây dựng lớn. –Quá trình lên men chậm. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn BỂ MÊTAN BỂ MÊTAN •Sản phẩm của lên men nóng là vô trùng. •Khí sinh ra chứa: 60 –67% mêtan, 30 – 33% axit cacbonic, 1-2 % hydro, 0,5 % nito. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn 4
05-May-11 BỂ MÊTAN ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ •Làbiệnphápthoánggiókéodàibằngoxy khôngkhíhaykỹthuật. • Ưu điểmhơnsovớiổnđịnhkỵkhí: •Cặnổnđịnh,khôngmùi •Vốnđầutư,quảnlýthấp •Cặndễlàmkhô •Lượngcặnhữucơgiảmtương đươngbể mêtan. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ •Thờigian ổn định: •Vớibùnhoạttính:7–10ngày •Hỗnhợpcặn:10-12ngày Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn 5
05-May-11 LÀM KHÔ CẶN BẰNG QUAY LY TÂM LÀM KHÔ CẶN BẰNG LỌC ÉP Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn LÀM KHÔ CẶN BẰNG LỌC ÉP LÀM KHÔ CẶN BẰNG NHIỆT • Để giảm độẩmcặnxuốngdưới3035%. •Mộtsốdạnglòsấy:trụcngang,dạng màng,dạngkhínén, •Chấtdẫnnhiệtthườnglàkhígasvớinhiệt độ 500–800oC. Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn Bài giảng KT xử lý nước thải 05-May-11 Chương 8: Xử lý bùn cặn 6