Tài liệu Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy sản xuất bo mạch điện tử công suất 200m3 ngày đêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ ĐỀ CƯƠNG BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT NHÀ MÁY SẢN XUẤT BO MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 200 m3/ngày đêm Giáo viên hướng dẫn (Ký tên) TS.ĐÀO MINH TRUNG Sinh viên thực hiện Mã số SV: 1724403010064 Lớp: D17MTKT (Ký tên) LÂM MINH NHỰT MỤC LỤC MỤC LỤC ....................................................................................................................... 2 DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................. 5 DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................. 6 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... 7 LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... 1 LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. 2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ................................................................................................ 3 1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 3 1.1 . Mục đích ................................................................................................................. 4 1.3. Đối tượng .................................................................................................................. 4 1.4. Phạm vi thực hiện .................................................................................................... 4 1.5. Phương pháp thực hiện ........................................................................................... 4 1.5.1. Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu ......................................... 4 1.5.2. Phương pháp so sánh ....................................................................................... 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................... 5 2.1. Tổng quan về các phương pháp xử lý .................................................................... 5 2.1.1. Các phương pháp cơ học ................................................................................. 5 2.1.1.2. Bể lắng ............................................................................................................ 5 2.1.1.3. Bể điều hòa[3] ................................................................................................ 6 2.1.1.4. Tách dầu mỡ .................................................................................................. 7 2.1.2. Các phương pháp hóa học[3] .......................................................................... 8 2.1.2.2. Hấp thụ........................................................................................................... 9 2.1.2.3. Khử phốtpho[4] ........................................................................................... 11 2.1.2.4. Khử trùng bằng clo[3] ................................................................................ 12 2.1.3. Phương pháp xử lí hóa lý ............................................................................... 13 2.1.3.1. Đông tụ và keo tụ[5] .................................................................................... 13 2.1.3.2. Tuyển nổi ..................................................................................................... 14 2.1.3.3. Hấp phụ[5] ................................................................................................... 15 2.1.4. 2.1.4.1. Các phương pháp xử lý nước thải bằng màng ............................................ 16 Màng MBR hiếu khí[6] ............................................................................... 16 2.1.4.2. 2.1.5. Màng MBR kỵ khí (Anaerobic MBR – AnMBR)[6] ............................... 18 Phương pháp sinh học.................................................................................... 19 2.2. Nguồn gốc và thành phần tính chất nước thải .................................................... 21 2.3. Phương pháp xử lý cho từng thành phần ô nhiễm ............................................. 23 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ...................................... 25 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thực tế tại Công Ty ........................................ 25 3.1.1. Thuyết minh công nghệ thực tế tại Công Ty ............................................... 26 3.1.2. Đánh giá công nghệ ........................................................................................ 27 3.1.3. Hiệu quả xử lí thực tế của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty ..... 27 3.2. Sơ đồ công nghệ đề suất ........................................................................................ 30 3.2.1. Sơ đồ đề suất hệ thống xử lý nước thải ............................................................. 30 3.2.2. Hiệu quả xử lí của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt đề suất tại công ty .... 32 3.2.3. So sánh hiệu quả xử lý của hai hệ thống .......................................................... 34 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ .......................................................................... 35 4.1. Tính toán thiết kế cho phương án tối ưu. ............................................................ 35 4.1.1. Mức độ cần thiết xử lí .................................................................................... 35 Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng BOD5 ........................................................... 35 Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng Amoni .......................................................... 36 Mức độ cần thiết phải xử lí Coliform .......................................................................... 36 4.1.2. Xác định các thông số tính toán ........................................................................ 36 Lưu lượng giây lớn nhất............................................................................................... 37 Lưu lượng giây nhỏ nhất .............................................................................................. 37 4.2. Tính toán bể thu gom ............................................................................................ 37 4.3. Tính toán bể tách dầu............................................................................................ 39 4.4. tính toán bể điều hòa ............................................................................................. 40 4.5. Tính toán bể ANOXIC .......................................................................................... 43 4.6. Tính toán bể AEROTANK ................................................................................... 44 4.7. Tính toán bể lắng ................................................................................................... 48 4.8. Tính toán bể khử trùng ......................................................................................... 49 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ .......................................................................... 52 5.1. Kết luận................................................................................................................... 52 5.2. Kiến nghị ................................................................................................................ 52 5.3. Biện pháp khắc phục hạn chế ............................................................................... 52 5.3.1. Các hạn chế còn tồn tại ...................................................................................... 52 5.3.2. Các biện pháp khắc phục ................................................................................... 53 CHƯƠNG 6: BẢN VẼ THIẾT KẾ ................................................................................... 54 TÀI LIỆU KHAM KHẢO ........................................................................................... 55 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Các chỉ tiêu thiết kế bể trung hòa. Bảng 2: Một số hóa chất dung để keo tụ. Bảng 3: Đặc điểm của công nghệ hiếu khí. Bảng 4: So sánh hiệu suất công nghệ bùn hoạt tính ( CAS) và bể MBR Bảng 5: Ưu điểm và nhược điểm của màng MBR kỵ khí Bảng 6: Các phương pháp sinh học Bảng 7: Bảng thành phần ô nhiễm theo lý thuyết. Bảng 8: Phương pháp xử lý cho từng thành phần ô nhiễm. Bảng 9: Hiệu suất xử lý thực tế các chất ô nhiễm của Hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty Bảng 10: Bảng hiệu suất tính toán thực tê cho từng công trình . Bảng 11: Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm của hệ thống đề suất theo lý thuyết. Bảng 12: Bảng hiệu suất tính toán lý thuyết cho từng công trình đề suất. Bảng 13: Bảng hệ số không điều hòa chung Bảng 14: tính toán bể thu gom Bảng 15: Kết quả tính toán bể thu gom Bảng 16: Tính toán bể tách dầu Bảng 17: Thông số xây dựng bể tách dầu mỡ Bảng 18: Bảng quen hệ giữa nhiệt độ nước và các thông số của dầu Bảng 19: Bảng hệ điều chỉnh a Bảng 20: Tỷ số giữa chiều cao và chiều rộng Bảng 21: Tính toán bể điều hòa Bảng 22: Bảng kết quả tính toán của bể điều hòa Bảng 23: Bảng tính toán của bể ANOXT Bảng 24: Bảng kết quả tính toán của bể ANOXT Bảng 25: Bảng tính toán của bể AEROTANK Bảng 26: Bảngkết quả tính toán của bể AEROTANK Bảng 27: Bảng tính toán của bể lắng Bảng 28: Bảng kết quả tính toán của bể lắng Bảng 29: Bảng tính toán của bể khử trùng Bảng 30: Bảng kết quả tính toán của bể khử trùng DANH MỤC HÌNH Hình 1: Nguồn phát sinh nước thải Hình 2: Thành phần của nước thải tại công ty Hình 3: Sơ đồ Công nghệ xử lí nươc thải thực tế tại Công Ty Hình 4: Sơ đồ đề suất hệ thống xử lý nước thải cho Công Ty DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ISO : Tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế ĐTM : Đánh giá tác động môi trường QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa COD : Nhu cầu oxy hóa học TSS : Tổng chất rắn lơ lửng TDS : Tổng chất rắn hòa tan N2 : Nitơ P : Photpho ĐTV : Động thực vật pH : Độ hoạt động của các ion H+ EQP : Equalization Pump MXP : Mixing Pump INP : Influent Pump TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT NHÀ MÁY SẢN XUẤT BO MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 200 m3/ngày đêm Tóm tắt Để một nhà máy được đưa vào sử dụng thì các công trình cần hoàn thiện, hệ thống xử lý nước thải là một trong số đó. Cùng với lưu lượng xả thải của công ty thì hệ thống công suất là 200 m3/ngày đêm phù hợp nhất. trong báo cáo này chúng tôi đã sử dụng các phương pháp và tài liệu nhằm tạo ra phương án tối ưu nhất cho hệ thống và lấy đó làm nền tảng cho việc tính toán và thiết kế hệ thống xử lý, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột A(QCVN:14:2008/BTNMT). LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian làm đồ án vừa qua, bên cạnh sự cố gắng của bản thân, em đã nhận được nhiều sự động viên và giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè khiến em tự tin và cố gắng hết sức mình. Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới tất cả các thầy cô tại trường đại học Thủ Dầu Một, các thầy cô trong khoa khoa học tự nhiên và đặc biệt nhất là TS. Đào Minh Trung – người đã trực tiếp hướng dẫn, nhiệt tình chỉ bảo và khuyến khích em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp. Em thực sự biết ơn thầy rất nhiều. Em xin được cảm ơn anh chị tại Công ty TNHH DV Kỹ Thuật Môi Trường Việt đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể tiếp thu kiến thức, thu thập thông tin và hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Lời cuối cùng em xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên và sát cánh cùng em trong suốt thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn! 1 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Đồ án này là sản phẩm nghiên cứu do cá nhân em thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đào Minh Trung, và không sao chép các công trình nghiên cứu khác. Các thông tin sử dụng trong đồ án là có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách. Em hoàn toàn chịu trách nhiệm về mọi sao chép không hợp lệ hay tính xác thực và nguyên bản của đồ án. Bình Dương, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Lâm Minh Nhựt 2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đói với con người cũng như các sinh vật sống trên trái đất. Nếu không có mước chắc chắn không có sự sống trên trái đất, nếu thiếu nước các nềm văn minh hiện nay sẽ không tồn tại được. Nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể, con người có thể nhịn ăn trong vài ngày, nhưng không thể nhịn uống nước. Nước chiếm khoảng 70% trọng lượng của cơ thể, trung một người bình thường cần phải bổ sung 2-3 lít nước mỗi ngày để duy trì các hoạt động trong cuộc sống diễn ra một cách bình thường. Đối với những sing vật sống khác vai trò của nước cũng rất quan trọng, nước vừa là môi trường sống vừa là nguyên vật liệu cung cấp cho hoạt động sống hằng ngày. Theo như thống kê thông số, ước tính bình quân trên thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước được sử dụng trong công nghiệp, 50% lượng nước được sử dụng trong nông nghiệp và 10% còn lại được sử dụng trong sinh hoạt. Hiện nay nước ta đã và đang trên đường phát triển bền vững, cho đến nay chúng ta đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể trên các lĩnh vực kinh tế - xã hội và môi trường như: Tốc độ tăng trưởng GDP, giảm nghèo bền vững, phổ cập giáo dục, tiếp cận các dịch vụ y tế, chăm sóc sức khỏe… Tuy nhiên, nhận thức về phát triển bền vững của không ít cơ quan, đơn vị, doanh nghiệp và nhiều người dân còn chưa đầy đủ, thiếu thống nhất; các chính sách kinh tế - xã hội còn thiên về tăng trưởng nhanh về kinh tế và ổn định xã hội mà chưa quan tâm đầy đủ, đúng mức đến tính bền vững khi khai thác, sử dụng tài nguyên thiên nhiên, gắn với bảo vệ môi trường… Đi cùng với sự phát triển vượt bật ấy là sự hình thành của các khu công nghiệp từ đây phát sinh nhiều vấn đề, nổi bật trong đó là vấn đề ô nhiễm nước. Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại. Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số đã gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng. Từ các vấn đề trên , đề tài “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT NHÀ MÁY SẢN XUẤT BO MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 200 m3/ngày đêm” được chọn làm đề tài báo cáo tốt nghiệp cho ngành khoa học môi trường. 3 1.1 . Mục đích ✓ Nhằm tiếp xúc với công việc thực tế về nghề nghiệp chuyên môn. ✓ Tìm hiểu thành phần tính chất nước thải, quy trình công nghệ của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty ✓ Tính toán thiết kế và so sánh hiệu suất xử lí cho các phương án đề ra. ✓ Đề xuất thêm biện pháp khắc phục những khó khăn thiếu sót còn tồn tại. 1.3. Đối tượng Xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty sản xuất bo mạch điện tử. 1.4. Phạm vi thực hiện Nội dung bao gồm việc tính toán thiết kế, hiệu suất xử lí của hai phương án và so sánh chúng với nhau từ đó đưa ra công nghệ xử lí tối ưu nhất. 1.5. Phương pháp thực hiện 1.5.1. Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu Kế thừa thông tin, tài liệu đã có liên quan đến các vấn đề trong bài báo cáo này. Tài liệu này chủ yếu bao gồm: ➢ Tìm hiểu những cách tính toán thiết kế cho hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt. ➢ Các công trình nghiên cứu đã thực hiện tại Công ty TNHH TM DV KT Môi Trường Việt. ➢ Sử dụng các nguồn số liệu, thông tin từ các bộ phận chuyên trách trong Công ty có liên quan đến đề tài nhằm rút ngắn thời gian và kế thừa kết quả trước đó. ➢ Kế thừa những công trình nghiêm cứu của những bài baosv tập chí về môi trường. 1.5.2. Phương pháp so sánh So sánh ưu điểm và nhượt điểm của công nghệ xử lí hiện có và công nghệ xử lí đề xuất. Từ đó chọn ra công nghệ xử lí tốt nhất. 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan về các phương pháp xử lý 2.1.1. Các phương pháp cơ học 2.1.1.1. Song chắn rác Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất khô có kích thước lớn chủ yếu là rác hữu cơ trong nước thải và là công trình đơn vị đầu tiêu chuẩn bị cho các giai đoạn xử lý tiếp theo: bể lắng cát, lắng đợt I, công trình xử lý sinh học,… Song chắn rác có thể chia ra những nhóm chính sau: + Theo chiều rộng khe hở chia ra: • • Loại thô với chiều rộng khe hở từ 30 - 200 mm. Loại thường với chiều rộng khe hở từ 5 - 25 mm. + Theo đặc điểm cấu tạo chia ra: • • Song chặn rác cố định Song chắn rác chuyển động có kết hợp với máy nghiền rác + Theo phương pháp lấy rác chia ra: • • Song chắn rác với cào rác thủ công (Song chắn rác thủ công) Song chắn rác cơ giới Thanh chắn rác : Có hai loại + Thanh chắn loại tiết diện tròn có ưu điểm về mặt thủy lực dòng chảy nhưng trong vận hành thường bị tắc nghẽn rác + Thanh chắn loại tiết diện hình chữ nhật được sử dụng rộng rãi hơn mặc dù loại này có tổn thất áp lực lớn khi nước thải đi qua sông chắn rác - Theo chiều đứng song chắn rác thường được đặt dưới một góc α từ 45o, 60o, 90o so với mặt phẳng ngang, thông thường là nghiêng 60o[2]. 2.1.1.2. Bể lắng ❖ Phân loại bể lắng[2] Bể lắng là công trình có chức năng giữ lại các chất không tan còn lại sau khi qua bể lắng cát, chủ yếu là dạng hữu cơ. Sau khi qua bể lắng cát trong nước thải còn chứa rất nhiều các chất không tan trong đó các chất vô cơ chiếm khoảng 20% các chất dạng hữu cơ chiếm khoảng 80%. 5 Để giữ lại các chất không tan hữu cơ đó ở trạng thái chìm hoặc nổi trên mặt nước người ta dùng phương pháp lắng, công trình để thực hiện quá trình lắng được gọi là bể lắng. - Theo chế độ công tác làm việc bể lắng được chia ra. + Bể lắng hoạt động theo chu kỳ. + Bể lắng hoạt động liên tục. - Theo hướng chuyển động của nước thải trong bể người ta chia ra. + Bể lắng ngang nước chuyển động theo phương ngang chọn khi mực nước ngầm cao và lưu lượng trạm xử lý trên 20.000 m3/ng.đ. + Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật dài trên mặt phẳng. • • • • Chiều sâu công tác: H = 1 – 3 m. Thời gian lắng: t = 1.5 – 2.0 h. Tốc độ dòng chảy: V = 7 mm/s. Ứng dụng với Q ≥ 20.000 m3/ng.đ. + Bể lắng đứng nước chuyển động theo phương đứng từ dưới lên trên được chọn khi mực nước ngầm sau và lưu lượng trạm xử lý dưới 20.000 m3/ng.đ. + Bể lắng đứng hình trụ có mặt bằng tròn hoặc vuông và đáy hình nón hay chóp. + Bể lắng ly tâm loại biến dạng của bể lắng ngang nước chuyển động từ tâm ra xung quanh theo phương gần giống như ở bể lắng ngang chọn khi mực nước ngầm cao và lưu lượng trạm xử lý trên 20.000 m3/ng.đ. + Bể lắng li tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng. • • Đường kính: D = 16 – 40 m. Thời gian lưu nước: ≈ 1.5 h. + Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng. + Bể lắng với lớp mỏng. 2.1.1.3. Bể điều hòa[3]. Công dụng: + Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lượng và tải lượng dòng vào đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này. - Bể điều hòa có các công dụng sau: 6 + Giảm bớt sự dao động của hàm lượng chất bẩn trong nước thải do đó tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải + Giảm và ngăn cản nồng độ các chất độc hại vào công trình xử lý sinh học tiếp theo + Ổn định lưu lượng + Chất lượng nước thải sau khi xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể lắng thứ cấp được cải thiện giao lưu lượng các chất rắn ổn định Phân loại: + Điều hòa lưu lượng. + Điều hòa chất lượng. + Điều hòa lượng và chất lượng. 2.1.1.4. Tách dầu mỡ[3]. Nước thải một số công nghiệp chế biến thực phẩm có chứa dầu mỡ như: Giết mổ gia cầm, gia súc, chế biến và đóng hộp thịt, cá,... buộc phải có khử dầu mỡ, đặt ngay gần cửa xả của phân xưởng đê tránh làm tắc, trít đường cống dẫn nhất là về mùa đông nhiệt độ thấp. Lượng mỡ và dầu có thể thu lại để chê biên thành các sản phẩm có giá trị kinh tế. Bể tách dầu mỡ có thể là bể tách theo nguyên lý trọng lực, bê có cấu tạo mặt bằng là hình tròn hoặc chữ nhật. Một số thông số kĩ thuật bể tách dầu mỡ + Tải trọng thuỷ lực: 33 mVrrr ngày. + Chiều sâu vùng tách dầu mỡ từ 1,8 - 2,1 m. + Thời gian lưu nước từ 1 đến 2 giờ. + Hiệu quả tách dầu mỡ phụ thuộc vào tình trạng lý học của dầu mỡ: Nếu dầu mỡ ờ dạng hoà tan hiệu quả có thể đạt đến 90%. Nếu ở dạng nhũ tương, huyền phù hiệu quả chỉ đạt 60%. 7 2.1.2. Các phương pháp hóa học[3]. 2.1.2.1. Trung hòa Quá trình trung hòa dùng để trung hòa các loai nước thải có chứa axit hoặc kiềm.nước a. Nguyên tắc: - Nước thải acid+nước thải kiềm nước được trung hòa đến trung tính - Nước thải acid+hóa chất kiềm nước được trung hòa đến trung tính - Nước thải acid+hóa chất acid nước được trung hòa đến trung tính b. Các phương pháp trung hòa Nước thải chứa các chất vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi nước thải vào nguồn nhận. Quá trình trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: - Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm. - Bổ sung tác nhân hóa học. - Lọc nước thải có tính axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa. - Trung hòa nước thải kiềm bằng các khí axit. Việc lựa chọn phương pháp trung hòa tùy thuộc vào các yếu tố như thể tích, nồng độ nước thải, chế đọ thải, khả năng sẵn có và có giá thành của tác nhân hóa học. Lượng bùn cặn sinh ra từ quá trình trung hòa phụ thuộc vào nồng độ và thành phần nước thải cũng như liều lượng và tác nhân sử dụng. • Trộn lẫn nước thải aicd với nước thải kiềm Khuấy trộn nước thải có chứa acid với nước thải có chứa kiềm. Kết qua đo bằng máy đo máy đo pH. Nếu kết quả vẫn lệt ra ngoài giá trị mong muốn thì có thể cho thêm aicd hoặc kiềm để tiếp tục điều chỉnh. • Trung hòa bằng cách bổ sung tác nhân hóa học. Để trung hòa nước thải có thể sử dụng các tác nhân hóa học có thể như: NaOH, KOH, Na2CO3, NH4OH, CaCO3, NH4OH, CaCO3, MgCO3, đôlômít (CaCO3.MgCO3).S ong có tác nhân hóa học thấp nhất là sữa vôi 5%-10% Ca(OH)2, tiếp đến là sôđa và NaOH công nghiệp. Để trung hòa nước thải kiềm có thể xử dụng các acid như HCl, H 2SO4… Việc lựa chọn háo chất trung hòa dựa vào các chỉ tiêu sau: 8 - Tốc độ phản ứng, phản ứng nhanh thể tích công trình giảm. Lượng cặn tạo ra và phương pháp xử lý. Đơn giản và , toàn trong quá trình pha chế , định lượng và lưu trữ. Giá thành các thiết bị chứa pha chế định lượng và chi phí quản lý. Phản ứng phụ tạo cặn, đóng vải, ăn mòn, phát nhiệt,… Mức độ nguy hại khi định lượng thiếu hoặc quá liều lượng. Bảng 1: Các chỉ tiêu thiết kế bể trung hòa. Chỉ tiêu Điều kiện Thùng chứa hóa chất Dùng chất liệu chống ăn mòn Thùng phản ứng Là hình khối vuông hay hình trụ tròn với chiều sâu mức nước bằng đường kính Thời gian phản ứng Từ 5-30 phút ống đưa nước và dung dịch vào Từ trên đỉnh Nước đưa ra Từ đáy Thiết bị trộn Cho thùng có dung tích < 3,5m3 Cánh khuất chân vịt Thùng > 4m3 Turbin 3,6 m/s đối với thùng lớn : 7m/s đối với thùng nhỏ Vận tốc theo chu vi đầu cánh Bơm định lượng hoặc van điều chỉnh lưu lượng tự động theo bộ điều khiển pH Bơm có khoảng công suất 10: 1, van điều chỉnh hai chiều liên tục Tỷ số đường kính turbin trên đường kính thùng Từ 0,2-0,5 2.1.2.2. Hấp thụ Nước thải của nhiều nhà máy sản xuất công nghiệp có chứa các chất hữu cơ độc hại, rất khó hoặc không thể khử được bằng phương pháp sinh học, những 9 chất này có thể khử ra khỏi nước bằng quy trình hấp thụ lên bề mặt hoạt tính của các hạt rắn. Chất hấp thụ thường dùng nhất là than hoạt tính. *Tính chất của than hoạt tính. Có thể chế tạo than hoạt tính từ gỗ, gáo dừa, lignin, nhựa than đá (bitum inous coal) và sản phẩm dư của dầu hoả. Tính chất của than hoạt tính phụ thuộc vào nguyên liệu chế tạo và phương pháp hoạt hoá. Tính chất và khả năng hấp thụ có hiệu quả các lớp chất gây mùi, vị, màu, phenol và COD hoà tan trong nước là đặc tính nổi bật của than hoạt tính. Để đánh giá khả năng hấp thụ của than hoạt tính thường phải tiến hành trước một số thí nghiệm. Thí dụ: Thí nghiệm hấp thụ phenol, để thu được chí số phenol biểu thị khả năng hấp thụ của than hoạt tính đối với các chất gây ra mùi, vị và màu của nước. - Còn chỉ số iodine biểu thị khả năng hấp thụ của than hoạt tính đối với các chất có trong phân tử thấp (các lỗ rỗng trong hạt than có bán kính hiệu quả nhỏ hơn 2 um). - Chỉ số molasses biểu thị khả năng hấp thụ các hợp chất có trọng lượng phàn tử cao (bán kính lỗ rỗng trong than từ 1-50 um ). Khi lọc nước qua lớp hạt than hoạt tính, khả năng hấp thụ của than cạn kiệt dần đến khi không còn khá năng hấp thụ theo yêu cầu, thì thay khối hạt than cũ bằng khối mới. Để tiết kiệm có thể hoàn nguyên khả năng hấp thụ của than bằng các biện pháp: - Dùng hoá chất để oxy hoá các chất bẩn trong than. - Dùng axit hay kiềm mạnh để hoà tan chất bẩn. - Dùng các hoá chất để trích ly chất bẩn ra khỏi than - Dùng nhiệt để khử ở 650-980°C trong lò sấy với điều kiện không có oxy, CO2 và độ ẩm. Thường mỗi mỏ than có thể hoàn nguyên được 2 đến 3 lần để sử dụng lại[4]. 10 2.1.2.3. Khử phốtpho[4]. Dùng vôi, phèn sắt, phèn nhôm tạo thành các muối kết tủa của phốtpho theo các quy trình sau: - Khi khử bằng vôi: Cho vôi vào nước và giữ pH = 9 đến 10,5, phốtpho kết hợp với muối canxi thành hydroxyapatit Ca5OH(PO4)3 kết tủa. 5Ca+ + 7OH- + 3H2PO4 Ca5OH(PO4)3 + 6H2O Cặn canxi phốtpho là các hạt vô cùng nhỏ và phát triển rất chậm, đặc biệt ở các giá trị pH trung tính. Vì vậy trong các bể phản ứng thường phải cho thêm các hạt rắn (cát) làm nhân keo tụ để tăng cường quá trình dính bám và keo tụ, hiệu quả phản ứng khi có tuần hoàn lại cặn cao hơn rất nhiều. Hàm lirơng phốtpho còn lại trong nước sau lắng phụ thuộc vào pH của nước. Khi pH = 9 hàm lưưng phốtpho hoà tan còn lại 0,17 mg/l; pH = 9,5 hàm lượng phốtpho còn lại 0,16 mg/l; pH = 10, P = 0,12 mg/l; pH = 10,5, P = 0,09 mg/l; pH = 11, P = 0,02 mg/l; pH = 11.5, P = 0,008 mg/l; pH = 12, P = 0,004 mg/l. Khi cho bông keo tụ Mg(OH)2 vào nước diễn ra sự dính bám các hạt canxi phốtpho vào bông cặn, quá trình lắng diễn ra nhanh và dạt hiệu quả cao. Hàm lượng vôi cho vào nước phụ thuộc vào độ kiềm và độ cứng của nước, lượng vôi cho vào để nâng pH của nước lên 10-11 là đủ để keo tụ phốtpho có trong nước. Khử phốtpho bằng vôi, vì cặn tạo ra rất nhỏ nên sau lắng thường phải cho nước qua bể lọc để đạt hiệu quả mong muốn. Phèn sắt và nhôm cho vào nước thái chứa các chất vô cơ và phốtpho các ion sắt và nhôm kết họp với phốtpho thành các hợp chất phốtpho kim loại dễ kết tủa, còn đối với nước thải hữu cơ, cho phèn sắt và nhôm vào sau bê làm thoáng sinh học, trước bê lắng đợt 2, sẽ diễn ra quá trình đồng keo tu làm giảm lương phốtpho có trong nước. Hàm lượng phốtpho còn lại trong nước phụ thuộc vào pH và tỷ số Al/P. Cặn lắng là hỗn hợp của Al(OH)3 và A1(PO4) ở dạng vô định hình nhiều hơn là ở dạng tinh thể. Để khử phốtpho bằng đồng keo tụ với hàm lượng phốtpho còn lại cho phép thường phải dùng liều lượng phèn với tỷ số 1,5 đến 3 phân tử gam tính theo nhôm cho 1 phân tử gam tính theo phốtpho và giữ pH ở khoảng 6 đến 6,5. Nếu nước có độ kiềm cao phải hạ pH xuống trước khi cho phèn vào để tránh việc kết tủa Al(OH)3 trước A1(PO4). Phèn sắt có thể là FeSO4 hay FeCl3với liều lượng tuỳ thuộc vào mức oxy hoà tan có trong nước, pH, xúc tác sinh học, hàm lượng H2S và cacbonat. Dùng phèn sắt có nhược điểm là lượng sắt hoà tan trong nước xử lý tăng cao. Liều 11 lượng phèn sắt thường chọn từ 1,5 đến 3 đương lượng gam tính theo (Fe +3) cho 1 đương lượng gam phốtpho và giữ pH keo tụ ở khoảng 5 đến 5,5. Nếu keo tụ ở pH trung tính cần phải cho thêm chất trợ keo tụ polyme trung tính vào để đảm bảo quá trình lắng diễn ra trong khoảng thời gian chấp nhận được. Quá trình đồng keo tụ các hợp chất phốtpho với phèn sắt diễn ra tốt ở khoảng pH =7 đến 8 và lượng phèn sắt càng nhiều hiệu quả càng cao, vì phèn sắt tạo ra các sản phẩm phụ như hydroxít và cacbonat sắt sau quá trình lắng phải cho nước qua bể lọc để hoàn thành quá trình xử lý. 2.1.2.4. Khử trùng bằng clo[3]. Clo là một chất có tính oxy hóa mạnh, bất cứ dạng đơn chất hay hợp chất của clo khi tác dụng với nước sẽ hình thành HClO có tác dụng triệt trùng rất mạnh. Cl2 + H2O HClO +HCl Ca(ClO)2 + H2O HClO 2HClO + CaO H+ + ClO- Qua trình tiêu diệt VSV xảy ra như sau đầu tiên chất diệt trùng đi qua màng tế bào của vsv, sau đó phản ứng với men bên trong màng tế bào cảng trở quá trình trao đổi chất bên trong tế bào cản trở quá trình trao đổi chất bên trong nhân tế bào sẽ bị diệt vong. Tốc độ của quá trình khử trùng sẽ tăng khi nồng đọp của chất khử trùng và nhiệt độ của nước tăng ngoài ra còn phụ thuộc thuộc vào các chất khác trong nước, nồng độ các tạp chất trong nước cao thì thì hiệu quả của quá trình khử trùng sẽ giảm đi đáng kể. Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào nồng độ chất khử trùng, tức nồng độ HClO. Căn cứ vào phương trình phân ly HClO, ta thấy nồng độ tỉ lệ thuận với pH. Điều này nói lên rằng, quá trình khử trùng nước bằng clo chỉ có hiệu quả cao khi nước có PH thấp. Xét về quá trình khử trùng theo thời gian, để tiêu diệt được 99% vi trùng E.Coil có trong nước với liều lượng 0,1mg/l clo tự do, thời gian cần thiết cho quá trình sẽ tăng từ 6 phút ở pH = 6 lên 180 phút nếu pH =11. • Các hóa chất khử trùng gốc clo. Clo nguyên chất: phần lớn quá trình khử trùng dùng clo nguyên chất, trong kỹ thuật xử lý nước, người ta thường dùng clo hóa lỏng ở áp suất cao, cho bốt hơi rồi tiến hành hào tan vào nước qua thiết bị đặc biệt là cloratơ. 12