Bài giảng Các phương pháp kỹ thuật xử lý nước thải

CÁC PHƯƠNG PHÁP KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác2,0 ¸ 3,251,0 ¸ 2,0Vận tốc dòng chảy (ft/s)0 ¸ 3030 ¸ 45Độ nghiêng song chắn rác theo trục thẳng đứng (độ)0,6 ¸ 3,01,0 ¸ 2,0Khoảng cách giữa các thanh (in) 1,0 ¸ 1,51,0 ¸ 1,5Bề bản (in) 0,2 ¸ 0,60,2 ¸ 0,6Bề dầy (in)   Kích thước của các thanhCào rác cơ giớiCào rác thủ côngChỉ tiêuSong chắn rác:dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo. PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ Song chắn rác và cào rác thủ công Song chắn rác cơ giớiSong chắn rác - nhìn từ phía trước Song chắn rác - nhìn bên hông Song chắn rác - nhìn từ phiá sau Chức năng: Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải. Vị trí: Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Phân loại: bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy (dạng chữ nhật hoặc vuông), bể lắng cát có sục khí hoặc bể lắng cát có dòng chảy xoáy. BỀ LẮNG CÁTBể lắng cát có sục khí: Được thiết kế để loại các hạt cát có kích thước lớn hơn 0,2 mm. Thông sốGiá trịKhoảng biến thiênGiá trị thông dụngThời gian lưu tồn nước ở lưu lượng cưc đại (phút)2 ¸ 53Sâu(ft) 7 ¸ 16 Dài (ft) 25 ¸ 65 Rộng (ft) 8 ¸ 23 tỉ lệ sâu : rộng 1:1 ¸ 5:11,5:1tỉ lệ dài : rộng 3:1 ¸ 5:14:1Lượng không khí cần (ft3/min.ft chiều dài)2,0 ¸ 5,0 Thiết bị lấy cát của bể lắng cát (vít me) Sàng và loại bỏ cát Bể lắng sơ cấp dùng để loại bỏ các chất rắn có khả năng lắng (tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước) và các chất nổi (tỉ trọng nhẹ hơn tỉ trọng của nước). Nếu thiết kế chính xác bể lắng sơ cấp có thể loại được 50 ¸ 70% chất rắn lơ lửng, 25 ¸ 40% BOD của nước thải.Bể lắng sơ cấp có thể có hình chữ nhật hoặc hình trụ tròn, được trang bị thêm thiết bị gạt váng trên bề mặt và cặn dưới đáy bể. BỂ LẮNG SƠ CẤPBỂ LẮNG SƠ CẤP - CẬN ẢNHBỂ LẮNG SƠ CẤP -  KHI  KHÔNG CÓ NƯỚCBỂ LẮNG SƠ CẤP – THI CÔNG ĐÁYChức năng: để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn hợp nước thải và cô đặc bùn sinh học. Không khí được thổi vào bể tạo nên các bọt khí, các bọt khí này kết với các hạt và nổi lên trên mặt nước thải và bị loại bỏ bằng các thiết bị gạt bọt. BỂ TUYỂN NỔICác chất rắn được đưa lên mặt bể tuyển nổiMột bể tuyển nổi điển hìnhBỂ LỌC NƯỚC THẢI BẰNG CÁC HẠT LỌCBể lọc được dùng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng (và cả BOD) của nước thải sau khi qua xử lý sinh học hoặc hóa học. 1. Phương pháp trung hòaTrộn lẫn nước thải có môi trường axit với môi trường kiềm để tạo ra các hợp chất mới ít độc hại hơn.Hoá chất để trung hoà nước thải axit: NaOH, Ca (OH)2,Hoá chất để trung hoà nước thải kiềm: CO2, SO2,PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC2. Phương pháp kết tủa Cơ chế: thêm vào nước thải các hóa chất để làm kết tủa các chất hòa tan trong nước thải hoặc chất rắn lơ lửng sau đó loại bỏ chúng thông qua quá trình lắng cặn.Ca(OH)2VoâiFeSO4.7H2OFerric sulfateFe2(SO4)3 Fe2(SO4)3.3H2OFerric sulfateFeCl3Ferric chlorideAl2(SO4)3.18H2O,Al2(SO4)3.14H2OPheøn nhoâmCoâng thöùcTeân hoùa chaátCác hóa chất thường sử dụng: Nếu tính toán tốt quá trình này có thể loại được 80 -90% TSS, 40 - 70% BOD5, 30 - 60% COD và 80 - 90% vi khuẩn trong khi các quá trình lắng cơ học thông thường chỉ loại được 50 -70% TSS, 30 - 40% chất hữu cơ.3. Phương pháp OXY HOÁ KHỬ Xử lý chất thải bằng chất oxy hóaChất oxy hóaLoại chất thảiKhông khí (oxy khí quyển)Sulfite (SO3-2), Sulfide (S-2), Fe+2Khí ChlorSulfide, MercaptansKhí chlor và xútCyanide (CN-)Chloride dioxideCyanide, thuốc trừ sâu (Diquat, Paraquat)Hypochlorite natriCyanide, chìHypochlorite canxiCyanidePermanganate kaliCyanide, chì, phenol, Diquat, Paraquat, hợp chất hữu cơ có lưu huỳnh, Rotenone, formaldehydePermanganateMnHydrogen peroxidePhenol, cyanide, hợp chất lưu huỳnh, chì 3. Phương pháp OXY HOÁ KHỬ Xử lý chất thải bằng chất khử Chất thảiChất khửCr (6)SO2, muối sulfite (sodium bisulfite, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite), sulfate sắt, bột sắt, bột nhôm, bột kẽm.Chất thải có chứa thủy ngânNaBH4Tetra-alkyl-leadNaBH4BạcNaBH4PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ: Quá trình hấp phụ là quá trình tập hợp các chất hòa tan trong dung dịch lên bề mặt chung của chất lỏng và khí, hai chất lỏng hoặc giữa chất lỏng và chất rắn thích hợpXỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÝPHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HOÁ: Cho dòng điện một chiều chạy qua dung dịch để xảy ra sự ôxy hoá ở anôt (cực âm) và sự khử ở cực dươngQuá trình yếm khí: Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện không có oxyChất hữu cơlên men-----------> yếm khíCH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2SHỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí sinh học hay biogasChu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn:     - Giai đoạn chậm: các vi khuẩn thích nghi với môi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào.     - Giai đoạn tăng trưởng: các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng.      -  Giai đoạn cân bằng: mật độ vi khuẩn được giữ ở một số lượng ổn định.     -  Giai đoạn chết: trong giai đoạn này số lượng vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lượng vi khuẩn được sinh ra nên mật độ vi khuẩn giảm nhanh.Quá trình hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc (tùy nghi): Các vi khuẩn phân hủy các thành phần hữu cơ trong nước thải. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌCBản chất: Dựa vào sự hoạt động của các vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm nước thải.XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI BAÈNG CAÙC QUAÙ TRÌNH TÖÏ NHIEÂN     Trong môi trường tự nhiên, các quá trình lý, hóa và sinh học diễn ra khi đất, nước, sinh vật và không khí tác động qua lại với nhau. Lợi dụng các quá trình này, người ta thiết kế các hệ thống tự nhiên để xử lý nước thải Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc: là việc tưới nước thải lên bề mặt của một cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức xử lý nào đó thông qua quá trình lý, hóa và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật của hệ thống. Mục tiêu: Xử lý nước thải , tái sử dụng các chất dinh dưỡng có trong nước thải để sản xuất, nạp lại nước cho các túi nước ngầm Ưu điểm: việc vận hành và bảo quản hệ thống xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc dễ dàng và ít tốn kém hơn. Nhược điểm: cần diện tích đất lớn, phụ thuộc vào cấu trúc đất và điều kiện khí hậu.Phân loại: Cánh đồng lọc chậm; Cánh đồng lọc nhanh; Cánh đồng chảy trànSƠ ĐỒ CÁC QUI TRÌNH XỬ LÝSử dụng bể tự hoại và bãi lọc ngầm để xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt