Các quá trình và phương pháp xử lý nước thải công nghiệp

XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆPCHƯƠNG 2: CÁC QUÁ TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GV: BÙI HỒNG HÀ Email: buihonghavittep@yahoo.com Handphone: 0902.43.00.69 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG Nội dung 1. Quy hoạch hợp lý hệ thống thoát nước 2. Lựa chọn phương pháp xử lý 3. Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp 3.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 3.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 3.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa-lý 3.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 3.5. Xử lý nước thải ở mức độ cao 3.6. Khử trùng nước thải 3.7. Xử lý cặn của nước thải 1. Quy hoạch hợp lý hệ thống thoát nước Tách riêng hệ thống thoát nước mưa và nước thải công nghiệp Tách riêng hệ thống nước thải công nghiệp quy ước sạch (nếu có) và nước thải công nghiệp ô nhiễm Tuần hoàn nước thải công nghiệp quy ước sạch Tách riêng và xử lý nước thải độc hại (nếu có) Nếu Q và C trong dao động lớn  cần thiết xây dựng bể điều hòa Lưu ý nghiên cứu tận dụng lại các chất quý chứa trong nước thải Chú ý khả năng tuần hoàn nước thải sau xử lý Bảo đảm vệ sinh công nghiệp để hạn chế mức độ ô nhiễm trước khi xử lý 2. Lựa chọn phương pháp xử lý  Lưu lượng nước thải, phụ thuộc vào: Công nghệ sản xuất Công suất của nhà máy Tiêu chuẩn thoát nước (cấp nước) công nghiệp. Mức độ ô nhiễm của nước thải: BOD5 cao  xử lý sinh học SS cao  xử lý bằng phương pháp vật lý/hóa lý N, P cao  xử lý bằng phương pháp sinh học/hóa lý Diện tích xây dựng dành cho việc xử lý nước thải Nguồn tiếp nhận xả thải, tiêu chuẩn xả thải: Xả ra sông/hồ/biển Sử dụng lại: tưới cây… 3. Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp Đối tượng phải xử lý: Nước thải Bùn thải (cặn): rác ở song chắn rác, cát ở bể lắng cát, cặn tươi ở bể lắng đợt 1, bùn hoạt tính dư (hoặc màng vi sinh vật) ở bể lắng đợt 2, cặn ở bể tiếp xúc… Phương pháp xử lý: Cơ học (vật lý) Hóa học Hóa-lý Sinh học Xử lý bổ sung (nếu tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận cao) 3.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học  Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hòa tan chứa trong nước thải Các công trình xử lý cơ học bao gồm: Song chắn rác: giữ lại các tạp chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước thải có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành như làm tắc bơm, tắc đường ống hoặc kênh dẫn Bể lắng cát: nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ có trọng lượng riêng lớn (như xỉ than, cát), chủ yếu là cát, chứa trong nước thải Điều hòa lưu lượng: để duy trì dòng thải vào gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra 3.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học  Các công trình xử lý cơ học bao gồm (tt): Bể lắng: làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và các tạp chất nổi chứa trong nước thải. Cặn lắng và bọt nổi nhờ các thiết bị cơ học thu gom và vận chuyển lên công trình xử lý cặn Bể vớt dầu mỡ: thường áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ. Nếu hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thường thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi. Bể lọc: nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc 3.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học  Hình ảnh 3.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học Đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hòa tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường Tùy thuộc vào điều kiện xả thải, phương pháp xử lý hóa học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải 3.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học Các công trình xử lý hóa học bao gồm: Phương pháp trung hòa: dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5 – 8,5. Thực hiện bằng nhiều cách: Trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm; Bổ sung thêm tác nhân hóa học; Lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa, Hấp phụ khí chứa axít bằng nước thải chứa kiềm,… Phương pháp keo tụ (đông tụ keo): dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo có trong nước thải thành những bông có kích thước lớn hơn. 3.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học Các công trình xử lý hóa học bao gồm (tt): Phương pháp ozon hóa: là phương pháp xử lý nước thải có chứa các chất hữu cơ dạng hòa tan và dạng keo bằng ozon. Phương pháp điện hóa học: là phá hủy các tạp chất độc hại có trong nước thải bằng cách oxy hóa điện hóa trên cực anot hoặc dùng để phục hồi các chất quý (đồng, chì, sắt…). Thông thường 2 nhiệm vụ phân hủy chất độc hại và thu hồi chất quý được giải quyết đồng thời. 3.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa-lý  Hấp phụ: dùng để tách các chất hữu cơ và khí hòa tan khỏi nước thải bằng cách tập trung những chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học). Trích ly: dùng để tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sung một chất dung môi không hòa tan vào nước, nhưng độ hòa tan của chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước. Chưng bay hơi: là chưng nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay hơi lên theo hơi nước. Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi sẽ hình thành các lớp riêng biệt  dễ dàng tách chất bẩn ra 3.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa-lý  Tuyển nổi: là phương pháp dùng để loại bỏ tạp chất ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lên mặt nước khi bám theo các bọt khí. Trao đổi ion: là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion (ionit). Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo. Chúng không hòa tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion. Tách bằng màng: là phương pháp tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng bán thấm Đó là các màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua. 3.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Dựa vào khả năng oxy hóa các liên kết hữu cơ dạng hòa tan và không hòa tan của vi sinh vật – chúng sử dụng các liên kết đó như là nguồn thức ăn. Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm có: Hồ sinh vật; Hệ thống xử lý bằng thực vật (lục bình, lau, sậy, rong-tảo…); Cánh đồng tưới; Cánh đồng lọc; Đất ngập nước; 3.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm có: Bể lọc sinh học các loại; Quá trình bùn hoạt tính (aerotank); Lọc sinh học tiếp xúc dạng trống quay (RBC); Hồ sinh học thổi khí; Mương oxy hóa… 3.5. Xử lý nước thải ở mức độ cao (xử lý bổ sung) Được ứng dụng trong các trường hợp yêu cầu giảm thấp nồng độ chất bẩn sau khi đã xử lý sinh học trước khi xả vào nguồn nước . Mục tiêu: Để loại bỏ ở mức độ cao các chất lơ lửng, ứng dụng các bể lọc cấu trúc khác nhau, tuyển nổi áp lực hay tuyển nổi khí hòa tan; Để loại bỏ các tạp chất oxy hóa, sử dụng phương pháp keo tụ và hấp phụ; Khử nitơ và phospho trong trường hợp gây ra hiện tượng phú dưỡng; 3.5. Xử lý nước thải ở mức độ cao (xử lý bổ sung) Mục tiêu (tt): Để loại bỏ nitơ dạng NO2-, NO3- và các muối amonia trong nước thải sau khi xử lý sinh học, thường sử dụng các phương pháp hóa lý (trao đổi ion, hấp phụ bằng than hoạt tính …) hoặc phương pháp sinh học (quá trình nitrat hóa và khử nitrat); Để loại các liên kết phospho ra khỏi nước thải, thường áp dụng phương pháp hóa học (dùng vôi, sulfat nhôm, sulfat sắt) 3.6. Khử trùng nước thải  Là giai đoạn cuối cùng của công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh chứa trong nước thải trước khi xả vào nguồn nước. Để khử trùng nước thải có thể dùng clo và các hợp chất chứa clo. Có thể tiến hành khử trùng bằng ozon, tia hồng ngoại, ion bạc… nhưng cần phải cân nhắc kỹ về mặt kinh tế. 3.7. Xử lý cặn của nước thải Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải) là: Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn Ổn định cặn Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau 3.7. Xử lý cặn của nước thải Các phương pháp xử lý cặn: Cô đặc hay nén cặn; Ổn định cặn: Phân hủy hiếu khí; Phân hủy kỵ khí; Ổn định kiềm; Ủ phân compost; Ổn định nhiệt; Sân phơi bùn; Làm khô bằng cơ học (thiết bị lọc chân không, máy nén ly tâm, máy lọc ép trên băng tải); Đốt cặn trong lò thiêu.