Đề tài Xử lý nước thải: các vấn đề cơ bản, xem xét lựa chọn công nghệ

Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Môi TrườngLớp: 09CMT e“f Chủ đề: XỬ LÝ NƯỚC THẢI: CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN, XEM XÉT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Nhóm: 10 Thành viên: 1. Ngô Thị Lệ Hiền 0922082 2. Nguyễn Thị Ngọc Hồng 0922097 3. Lương Thị Linh 0922126 4. Nguyễn Thị Mỹ Linh 0922129 5. Nguyễn Hồng Mỹ 0922154 6. Huỳnh Thị Ngọc Như 0922178 7. Trần Như Phụng 0922195 8. Nguyễn Thị Bảo Thương 0922259 Bảng phân công công việc nhóm STT Tên thành viên MSSV Nội dung thực hiện Tự đánh giá Nhóm đánh giá Giáo viên đánh giá Ghi chú 1 Ngô Thị Lệ Hiền 0922082 Dịch bài, tìm kiếm tài liệu 9 9 2 Nguyễn Thị Ngọc Hồng 0922097 Dịch bài, tìm tài liệu, tổng hợp tài liệu, làm power point. 9 10 3 Lương Thị Linh 0922126 Dịch bài, tìm kiếm tài liệu 9 9 4 Nguyễn Thị Mỹ Linh 0922129 Dịch bài, tìm kiếm tài liệu 9 9 5 Nguyễn Hồng Mỹ 0922154 Dịch bài, tìm kiếm tài liệu 9 9 6 Huỳnh Thị Ngọc Như 0922178 Dịch bài, tìm kiếm tài liệu 9 8 7 Trần Như Phụng 0922195 Dịch bài, tìm kiếm tài liệu 9 9 8 Nguyễn Thị Bảo Thương 0922259 Dịch bài, tìm kiếm tài liệu 10 9 MỤC LỤC I. CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI 4 1. KHÁI NIỆM NƯỚC THẢI 4 2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI 42.1 Thành phần vật lý. 4 2.2 Thành phần hóa học. 4 2.3 Thành phần sinh học. 6 3. CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM 6 3.1 Các thông số đánh giá 6 4. PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI 8 4.1 Nước thải sinh hoạt 8 4.2 Nước thải công nghiệp 9 4.3 Nước thấm và dòng vào 10 4.4 Nước thải tự nhiên 10 5. TIÊU CHUẨN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 10 5.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật 10 II. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 12 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 12 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ. 13 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC. 13 4. QUY TRÌNH XỬ LÝ TỔNG QUAN 14 VÍ DỤ 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 XỬ LÝ NƯỚC THẢI: CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN, XEM XÉT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ I. CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN: 1. KHÁI NIỆM NƯỚC THẢI + Khái niệm nước thải: Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã làm thay đổi tính chất ban đầu của chúng. Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng đất ô nhiễm. 2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI 2.1 Thành phần vật lý Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: màu sắc, mùi, nhiệt độ, lưu lượng và lượng chất rắn trong nước thải. - Màu: Nước thải mới có màu nâu hơi sáng, tuy nhiên thường là có màu xám có vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ thay đổi đáng kể nếu như bị nhiễm khuẩn, khi đó sẽ có màu đen tối. - Mùi: Nước thải mới thường có mùi dầu hỏa hay mùi đất, nhưng sau một thời gian, nước thải có mùi khó chịu, mùi đặc trưng của trứng thối của hydrogen sulfide và mercaptans (một hợp chất chứa lưu huỳnh) do các khí sinh ra trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hay do một số chất được đưa thêm vào. - Nhiệt độ: Nhiệt độ nước thải thông thường khoảng từ và . Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu, do có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và các máy móc sản xuất. - Lưu lượng: thể tích thực của nước thải cũng được xem là một đặc tính vật lý của nước thải, có đơn vị m3/người.ngày. Vận tốc dòng chảy luôn thay đổi theo ngày. - Lượng chất rắn: Trong 1 mét khối nước thải chứa khoảng 500 gam chất rắn. Một nửa lượng chất rắn là chất rắn hòa tan như muối của canxi và natri cũng như và các hợp chất hữu cơ hòa tan, 250 gram không hòa tan và 125 gram là chất rắn lơ lửng trong nước. 13 2.2 Thành phần hóa học Các thông số thể hiện tích chất hóa học thường là: số lượng các chất hữu cơ, vô cơ và khí. Hay để đơn giản hóa, người ta xác định các thông số như: độ kiềm, BOD, COD, các chất khí hòa tan, các hợp chất N, P, các chất rắn (hữu cơ, vô cơ, huyền phù và không tan) và nước. - Độ kiềm: thực chất độ kiềm là môi trường đệm để giữ pH trung tính của nước thải trong suốt quá trình xử lý sinh hóa. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): dùng để xác định lượng chất bị phân hủy sinh hóa trong nước thải, thường được xác định sau 5 ngày ở nhiệt độ 200C. BOD5 trong nước thải sinh hoạt thường nằm trong khoảng 100 – 300 mg/l. - Nhu cầu oxy hóa học (COD): dùng để xác định lượng chất bị oxy hóa trong nước thải. COD thường trong khoảng 200 – 500 mg/l. Tuy nhiên, có một số loại nước thải công nghiệp BOD có thể tăng rất nhiều lần. - Các chất khí hòa tan: đây là những chất khí có thể hòa tan trong nước thải. Nước thải công nghiệp thường có lượng oxy hòa tan tương đối thấp. - Hợp chất chứa N: số lượng và loại hợp chất chứa N sẽ thay đổi đối với mỗi loại nước thải khác nhau. - pH: đây là cách nhanh nhất để xác định tính axit của nước thải. Nồng độ pH khoảng 1 – 14. Để xử lý nước thải có hiệu quả pH thường trong khoảng 6 – 9,5 (hay tối ưu là 6,5 – 8). - Phospho: đây là nhân tố cần thiết cho hoạt động sinh hóa. Phospho trong nước thải thường tồn tại dưới đạng polyphosphates, và phosphate hữu cơ. P thường trong khoảng 6 – 20 mg/l. - Các chất rắn: hầu hết các chất ô nhiễm trong nước thải có thể xem là chất rắn. - Nước: luôn là thành phần cấu tạo chính của nước thải. Trong một số trường hợp, nước có thể chiếm từ 99,5% - 99,9% trong nước thải (thậm chí ngay cả ngay cả trong những loại nước thải ô nhiễm nặng nhất các chất ô nhiễm cũng chiếm 0,5%, còn đối nguồn nước thải được xem là sạch nhất thì nồng độ này là 0,1%). Bảng thuật ngữ: Thành phần Định nghĩa BOD BOD hay sBOD UBOD or COD COD bCOD pCOD sCOD nbCOD rbCOD rbsCOD sbCOD bpCOD nbpCOD nbsCOD Nitrogen TKN bTKN sTKN ON bON nbON pON nbpON sON nbsON Suspended Solids TSS VSS nbVSS iTSS Tổng nhu cầu oxy sinh học trong 5 ngày Nhu cầu oxy sinh hóa chất hòa tan trong 5 ngày Nhu cầu oxy sinh hóa cuối cùng Tổng nhu cầu oxy hóa học. Nhu cầu oxy hóa học phân hủy sinh học. Nhu cầu oxy hóa học dạng hạt. Nhu cầu oxy hóa học hòa tan Nhu cầu oxy hóa học không phân hủy sinh học. Nhu cầu oxy hóa học dễ phân hủy sinh học Nhu cầu oxy hóa học chất dễ phân hủy sinh học hòa tan Nhu cầu oxy hóa chất phân hủy sinh học chậm Nhu cầu oxy hóa học phân hủy sinh học dạng hạt Nhu cầu oxy hóa học không phân hủy sinh học dạng hạt Nhu cầu oxy hóa học không phân hủy sinh học hòa tan Tổng nitơ Tổng nitơ phân huỷ sinh học  Tổng nitơ hòa tan (lọc) Nitơ hữu cơ  Nitơ hữu cơ phân hủy sinh học Nitơ hữu cơ không  phân hủy sinh học Nitơ hữu cơ hạt  Nitơ hữu cơ không phân hủy sinh học dạng hạt  Nitơ hữu cơ hòa tan  Nitơ hữu cơ hòa tan không phân hủy sinh học Tổng chất rắn lơ lửng  Chất rắn dễ bay hơi lơ lửng  Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi không phân hủy sinh học Tổng chất rắn lơ lửng trơ 2.3 Thành phần sinh học Vi khuẩn và vi rút: - Các vi khuẩn và vi rút tồn tại trong nước rất đa đạng về chủng loại. Trong số đó, có rất nhiều loại gây bệnh cho con người. - Các vi khuẩn và virut gây bệnh trong môi trường nước là nguyên nhân lan truyền dịch bệnh, đe dọa ngiêm trọng sức khỏe con người. Phiêu sinh động, thực vật: - Nguồn nước bề mặt thường chứa các động thực vật vi sinh. Nhiều loài trong chúng, chẳng hạn như Actinomicetes và Cyanophycea, có thể tiết ra hợp chất (VD geosmin) làm nước có mùi và vị khó chịu. - Sự phát triển của táo trong nước bể mặt có thể gây sự suy giảm chất lượng nước trên một số phương diện như: gây đục, lắng cặn, tạo môi trường yếm khí. - Một số loại vi sinh vật, chẳng hạn Cyanophycea, trong quá trình phát triển hoặc chết có thể tạo ra chất độc gây hại cho các sinh vật bậc cao. 3. CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM 3.1. Các thông số đánh giá Đánh giá chất lượng nước thải cần dựa vào một số thông số cơ bản, so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hóa học và sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho mục đích khác nhau. Các thông số cơ bản để đánh giá chất lượng nước là: độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lửng, các kim loại nặng, oxy hòa tan... và đặc biệt là BOD và COD. Ngoài các chỉ tiêu hóa học cần quan tâm tới chỉ tiêu sinh học, đặc biệt là E.coli. - Độ pH: là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải. Chỉ số này cho ta biết cần thiết phải trung hòa hay không và tính lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý đông keo tụ, khử khuẩn... - Hàm lượng các chất rắn: tổng chất rắn là thành phần quan trọng của nước thải. Tổng chất rắn (TS) được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi cho bay hơi 11 mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 1030C cho đến khi trọng lượng khô không đổi. Đơn vị tính bằng mg hoặc g/l. - Màu: nước có thể có độ màu, đặc biệt là nước thải thường có màu nâu đen hoặc đó nâu. - Độ đục: Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước. Vi sinh vật có thể bị hấp thụ bởi các hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn. Độ đục càng cao độ nhiễm bẩn càng lớn. - Oxy hòa tan (DO – Dissolved oxygen): là một chỉ tiêu quan trọng của nước, vì các sinh vật trên cạn và cả dưới nước sống được là nhờ vào oxy. Độ hòa tan của nó phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và các đặc tính của nước. Phân tích chỉ số oxi hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra biện pháp xử lý thích hợp. - Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa – Biochemical Oxygen Demand): nhu cầu oxy sinh hóa hay nhu cầu oxy sinh học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí. BOD là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của nước thải. Phương trình tổng quát oxy hóa sinh học: Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O Vi sinh vật Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, cũng như một số chất có độc tính xảy ra trong nước. Bình thường 70% nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo, 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21. Xác định BOD được sử dụng rộng rãi trong môi trường: 1. Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để ổn định sinh học các chất hữu cơ có trong nước thải. 2. Làm cơ sở tính toán thiết bị xử lý. 3. Xác định hiệu suất xử lý của một quá trình. 4. Đánh giá chất lượng nước thải sau xử lý được phép xả vào nguồn nước. Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ vì như thế tốn quá nhiều thời gian mà chỉ xác định lượng oxy cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ ủ 200C, ký hiệu BOD5. Chỉ số này được dùng hầu hết trên thế giới. - Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học – Chemical Oxygen Demand): Chỉ số này được dùng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên. COD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được xác định khi sử dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường axit. Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật do đó nó có giá trị cao hơn BOD. Đối với nhiều loại nước thải, giữa BOD và COD có mối tương quan nhất định với nhau. - Các chất dinh dưỡng: chủ yếu là N và P, chúng là những nguyên tố cần thiết cho các thực vật phát triển hay chúng được ví như là những chất dinh dưỡng hoặc kích thích sinh học. + Nito (N): nếu thiếu N có thể bổ sung thêm N để nước thải đó có thể xử lý bằng sinh học. + Phospho (P): có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. - Chỉ thị về vi sinh của nước (E.coli): Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, bệnh viện, vùng du lịch, khu chăn nuôi... nhiễm nhiều loại vi sinh vật. Trong đó có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là bệnh về đường tiêu hóa, tả lị, thương hàn, ngộ độc thực phẩm. Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn chỉ thị – đó là những vi khuẩn không gây bệnh và về nguyên tắc đó là nhóm trực khuẩn (coliform). Thông số được sử dụng rộng rãi nhất là chỉ số coli. Tuy tổng số coliform thường được sử dụng như một chỉ số chất lượng của nước về mặt vệ sinh, nhưng ở điều kiện nhiệt đới, chỉ số này chưa đủ ý nghĩa về mặt vệ sinh do: + Có rất nhiều vi khuẩn coliform tồn tại tự nhiên trong đất, vì vậy mật độ cao các vi khuẩn của nước tự nhiên giàu dinh dưỡng có thể không có ý nghĩa về mặt vệ sinh. + Các vi khuẩn coliform có xu hướng phát triển trong nước tự nhiên và ngay trong cả các công đoạn xử lý nước thải (trước khi khử trùng) trong điều kiện nhiệt đới. Một số thành phần của nước thải khi chưa được xử lý. Thành phần Yếu Trung bình Mạnh Độ kiềm (CaCO3 Amoniac (tự do) BOD5 (là O2) Chloridea COD (là O2)  Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)  + Dễ bay hơi (VSS) + Cố định  Chất rắn có thể lắng được Sulfates Tổng chất rắn hòa tan (TDS) Tổng số Kjeldahl nitơ (TKN) Tổng carbon hữu cơ (TOC) (như C) Tổng Phốt pho (P) 50 10 100 30 250 120 95 25 5 20 200 20 75 5 100 25 200 50 500 210 160 50 10 30 500 40 150 10 200 50 300 100 1000 400 315 85 20 50 1000 80 300 20 4. PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI 4.1 Nước thải sinh hoạt: +là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. + đặc trưng của nước thải sinh hoạt chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó khoảng 52% là các chất hữu cơ,42% là các chất vô cơ và 1 số lớn VSV (chủ yếu là virut và vi khuẩn gây bệnh như: tả,lỵ,thương hàn…..đồng thời cũng chứa các vi khuẩn không có hại có tác dụng phân hủy các chất thải). Bảng phân loại mức độ ô nhiễm theo thành phần hóa học điển hình của nước thải sinh hoạt: Các chất Tổng chất thải g/người.ngày Chất thải hữu cơ g/ngươi.ngày Chất thải vô cơ g/người.ngày Tổng lượng chất thải 190 110 80 Các chất tan 100 50 50 Các chất không tan 90 60 30 Chất lắng 60 40 20 Chất không lắng 30 20 10 +các giá trị điển hình: COD=500mg/l, BOD5=250mg/l, SS=220mg/ l, photpho 8mg/l, nito NH3 vf nito hữu cơ 40mg/l, pH=6.8, TS=720mg/l +có hàm lượng dinh dưỡng khá cao, đôi khi vượt cả yêu cầu cho quá trình xử lý dinh học.Thông thườn các quá trình xử lý sinh học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5:N:P=100:5:1. Một tính chất dặc trưng của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các VSV và khoảng 20-40% BOD thoát ra khỏi các quas tình xử lyz sinh học cùng với bùn4.2 Nước thải công nghiệp : - là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. +Thành phần nước thải công nghiệp rất đa dạng, thậm chí ngay trong 1 ngành công nghiệp số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức đọ hoàn thiện của công nghệ sản xuất hoặc điều kiện moi trường. Trong từng trường hợp cụ thể, cần sử dụng các nguồn tài liệu thích hợp. Căn cứ vào thành phân và khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ và các kỹ thuật xử lý. Bảng cung cấp một số số liệu về thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp Các chỉ tiêu Chế biến sữa Sản xuất thịt hộp Dệt sợi tổng hợp Sản xuất clorophenol BOD5 (mg/L) 1000 1400 1500 4300 COD (mg/L) 1900 2100 3300 5400 Tổng chất rắn (mg/L) 1600 3300 8000 53000 Chất rắn lơ lửng 300 1000 2000 1200 Nito (mgN/L) 50 150 30 0 Photpho (mgP/L) 12 16 0 0 pH 7 7 5 7 Nhiệt độ 29 28 - 17 Dầu mỡ (mg/L) - 500 - - Clorua (mg/L) - - - 27000 Phenol (mg/L) - - - 140 + Nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm có hàm lượng nito và photpho đủ cho quá trình xử lý sinh học, trong khi đó hàm lượng các chất dinh dưỡng này trong nước thải của các ngành sản xuất khác lại quá thấp so với nhu cầu phát triển cuả VSV. Ngoài ra nước thải ở các nhà máy hóa chất còn thường chứa 1 số chất độc cần được xử lý sơ bộ để khử các độc tố đó trước khi thải vào hệ thống thải lưu vực4.3 Nước thấm qua và dòng vào: + Nước thấm qua: là lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố ga hay hố xí. + Dòng vào: là nước mưa theo mái nhà chảy vào các đường ống.4.4 Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo hệ thống +Trước đây, nước mưa và nước thải cùng được thu gom trong cùng một hệ thống, hỗn hợp chứa mưa và nước thải tác động xấu đến hệ thống tiếp nhận nước + Hiện nay, nước mưa được chứa trong cá bể chứa lớn hoặc cho thấm xuống đất để tận dụng nguồn nước: tưới cây, sinh hoạt, chữa cháy, tái tạo lại nguồn nước dưới đất. 5. TIÊU CHUẨN XỬ LÝ NƯỚC THẢI: Nước thải sau xử lý phải đạt chất lượng theo quy chuẩn Việt Nam quy định. 5.1 Quy chuẩn kỹ thuật a) Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp được tính toán như sau: Cmax = C x Kq x Kf Trong đó: - Cmax là giá trị tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải, tính bằng miligam trên lít (mg/l); - C là giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp; - Kq là hệ số lưu lượng/dung tích nguồn tiếp nhận nước thải; - Kf là hệ số lưu lượng nguồn thải. Bảng 1: Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp TT Thông số Đơn vị Giá trị C A B 1 Nhiệt độ 0C 40 40 2 Ph - 6-9 5,5-9 3 Mùi - Không khó chịu Không khó chịu 4 Độ mầu (Co-Pt ở pH = 7) - 20 70 5 BOD5 (200C) mg/l 30 50 6 COD mg/l 50 100 7 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 8 Asen mg/l 0,05 0,1 9 Thuỷ ngân mg/l 0,005 0,01 10 Chì mg/l 0,1 0,5 11 Cadimi mg/l 0,005 0,01 12 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 13 Crom (III) mg/l 0,2 1 14 Đồng mg/l 2 2 15 Kẽm mg/l 3 3 16 Niken mg/l 0,2 0,5 17 Mangan mg/l 0,5 1 18 Sắt mg/l 1 5 19 Thiếc mg/l 0,2 1 20 Xianua mg/l 0,07 0,1 21 Phenol mg/l 0,1 0,5 22 Dầu mỡ khoáng mg/l 5 5 23 Dầu động thực vật mg/l 10 20 24 Clo dư mg/l 1 2 25 PCB mg/l 0,003 0,01 26 Hoá chất bảo vệ thực vật lân hữu cơ mg/l 0,3 1 27 Hoá chất bảo vệ thực vật Clo hữu cơ mg/l 0,1 0,1 28 Sunfua mg/l 0,2 0,5 29 Florua mg/l 5 10 30 Clorua mg/l 500 600 31 Amoni (tính theo Nitơ) mg/l 5 10 32 Tổng Nitơ mg/l 15 30 33 Tổng Phôtpho mg/l 4 6 34 Coliform MPN/100ml 3000 5000 35 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 0,1 36 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0 II. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ các loại chất không tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nước, việc xử lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp thường được căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nước thải. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phụ thuộc vào: -         Thành phần và tính chất nước thải -         Mức độ cần thiết xử lý nướcthải -         Lưu lượng và chế độ xả thải -         Đặc điểm nguồn tiếp nhận -         Điều kiện mặt bằng và địa hình khu vực dự kiến xây dựng trạm xử lý nước thải -         Điều kiện địa chất thuỷ văn, khí hậu tại khu vực dự kiến xây dựng -         Điều kiện cơ sở hạ tầng (cấp điện, cấp nước, giao thông, ) -         Điều kiện vận hành và quản lý hệ thống xử lý nước thải -         Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt nói chung thường phụ thuộc vào quy mô dân số (tức phụ thuộc vào lưu lượng nước thải). Các phương pháp chính thường được sử dụng trong các công trình xử lý nước thải là: phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý, và phương pháp sinh học. 1. Các phương pháp hóa học:  + Dùng trong HTXLNT sinh hoạt gồm có: trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại. Cơ sở của phương pháp này là các phản. ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất thêm vào, do đó, ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước khép kín. Tuy nhiên, phương pháp hóa học có nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các HTXLNT sinh hoạt với quy mô lớn. Bản chất của phương pháp hoá lý trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường. 2. Phương pháp hoá lý:  + Phương pháp này thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc… Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ XLNT hoàn chỉnh. 3. Phương pháp sinh học:  + Trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có ích để phân huỷ các chất hữu cơ và các thành phần ô nhiễm trong nước thải. Các quá trình xử lý sinh học chủ yếu có năm nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình trung gian anoxic, quá trình kị khí, quá trình kết hợp hiếu khí – trung gian anoxic – kị khí các quá trình hồ. Đối với việc xử lý nước thải sinh hoạt có yêu cầu đầu ra không quá khắt khe đối với chỉ tiêu N và P, quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính là quá trình xử lý sinh học thường được ứng dụng nhất. 4. Quy trình xử lý tổng quan: Với mỗi loại nước thải từ các nguồn khác nhau, ta sẽ có các phương pháp, công nghệ xử lý phù hợp riêng. Tuy nhiên, ta có thể khái quát quy trình xử lý chất thải cho 2 loại nước thải chính: Nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp. Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt Quy trình xử lý nước thải công nghiệp VÍ DỤ: Lựa chọn công nghệ cho hệ thống xử lí nước thải sản xuất nhà máy dệt nhuộm A Nước thải từ cuối đường ống của nhà máy có các đặc trưng sau: Lưu lượng : QTBngày = 1000 m3/ngđ. QTBh = = 42 m3/h. Qmaxh = 42 m3/h x 1,2 x 2,0 = 100 m3/h. Với Kmaxngày = 1,2; Kmaxh = 2,0 Qmaxs = = 27,8 l/s. Nồng độ các chất ô nhiễm: COD = 850 mg/l BOD5 = 400 mg/l Độ màu = 1200 Pt – Co Tổng N = 2,5 mg/l Tổng P = 1,25 mg/l SS = 150 mg/l pH = 10 Nhiệt độ = 40 - 50oC Qua các chỉ tiêu, thông số như trên thì hệ thống xử lí nước thải sản xuất nhà máy dệt nhuộm A được lựa chọn như sau: Song chắn rác thô Hầm bơm tiếp nhận Máy sàng rác tinh Bể điều hoà Bể trung hoà Bể Aeroten Bể lắng II Bể trộn cơ khí Bể tạo bông Nước thải Dd axit H2SO4 Chất dinh dưỡng Bể nén bùn Ngăn chứa bùn Máy ép bùn dây đai Bãi chôn lấp Cống chung Sục khí Bãi chôn lấp Sục khí Phèn nhôm PAC polime Bể lắng SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ª.THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ : Nước thải từ các công đoạn trong nhà máy được thu gom vào hệ thống cống dẫn và đi vào trạm xử lí. Từ cống, nước thải qua song chắn rác thô để loại bỏ các rác có kích thước lớn, rồi sau đó đổ vào hầm bơm tiếp nhận. Từ hầm bơm tiếp nhận, nước được bơm lên bể điều hoà, nhờ bơm đặt chìm dưới hố thu. Trước khi qua bể điều hoà nước thải qua máy sàng rác tinh để được giữ lại những rác kích thước nhỏ d> 0,25mm. Tại bể điều hoà dòng nước thải được ổn định lưu lượng và nồng độ các chất bẩn, để dễ dàng cho các quá trình xử lí sau. Trong bể điều hoà có tiến hành sục khí để tránh các quá trình sa lắng. Từ bể điều hoà nước thải được bơm qua bể trung hoà, tại đây châm thêm dung dịch axit H2SO4 98%và dinh dưỡng nhằm tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh. Nước thải sẽ được bơm qua bể aeroten, hoà trộn cùng với lượng bùn tuần hoàn từ bể lắng II, tại bể có tiến hành sục khí cung cấp oxy cho vi sinh hoạt động. Sau thời gian lưu trong bể aeroten nước thải chảy qua bể lắng đợt II. Tại đây các bùn hoạt tính được loại bỏ khỏi nước thải nhờ quá trình lắng trọng lực của bùn. Nước trong đi ra phía trên mặt bể qua máng thu nước đi vào bể trộn đứng. Tại bể trộn đứng dòng nước được cho thêm vào phèn nhôm để tiến hành quá trình keo tụ. Sau đó nước tiếp tục chảy qua bể tạo bông để thực hiện quá trình tạo bông. Nước tiếp tục đi qua bể lắng, ở đây nước được loại bỏ các hạt bông cặn có trong nước nhờ trọng lực của hạt cặn. Phần cặn trong bể lắng này được đưa vào bể nén bùn, phần nước trong được thu nhờ vào máng răng cưa đặt ở trên mặt bể và đi vào cống chung. Bùn lắng từ bể lắng II một phần được bơm tuần hoàn lại bể aeroten, phần bùn dư được đưa qua bể nén bùn. Bùn dư này cùng với bùn ở bể lắng phía sau được làm giảm thể tích ở bể nén bùn. Phần bùn sau khi nén được đưa vào bể chứa bùn Từ bể chứa bùn, bùn sẽ được bơm qua máy ép băng tải, để tiếp tục được làm giảm thể tích. Trong quá trình ép bùn có cho thêm vào polyme để tăng cường quá trình kết dính bùn. Phần bùn sau khi ép được đưa đến bãi chôn lấp. Phần nước từ quá trình nén bùn và ép bùn ở phía sau được đưa lại hầm bơm tiếp nhận. ª.LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ: Xử lí sinh học đặt trước xử lí hoá lí để: Sau xử lí sinh học, độ màu của nước thải dệt nhuộm sẽ giảm (do tính hấp phụ màu của bùn hoạt tính), lượng hoá chất sử dụng cho keo tụ, tạo bông sẽ ít hơn. Lượng BOD5 sẽ bị khử hoàn toàn ở bể Aeroten, hiệu quả xử lí sinh học cao. Nước thải sau khi xử lí sinh học : + BOD5 đầu ra = 35mg/l (hiệu quả khử BOD5 là 90,98%) + COD đầu ra 331 mg/l (hiệu quả khử COD là 61%) +Độ màu = 600 Pt – Co (hiệu quả khử màu là 50%) + SS đầu ra = 30 mg/l (hiệu quả khử SS là 72,2%) Nước thải sau khi xử lí hoá học ở phía sau : Giả sử ta có kết quả thí nghiệm Jartest cho xử lí hoá học nước thải của nhà máy dệt nhuộm A (sau xử lí sinh học) như sau: Các thí nghiệm tiến hành với phèn nhôm có các chất trợ keo tụ là PAC thì điều kiện tối ưu được xác định là: pH tối ưu 5 - 5,5 , hàm lượng phèn tối ưu 800mg/l, hàm lượng PAC là 40 mg/l. Sau xử lí, các thông số của nước thải đo dược là: pH = 6,5 COD = 69mg/l (hiệu quả khử COD là 79%) Độ màu = 48 Pt- Co (hiệu quả khử màu là 92%) TÀI LIỆU THAM KHẢO < Chapter 18 GENERAL WASTEWATER COLLECTION AND TREATMENT DESIGN CONSIDERATIONS. Sách water and wastewater treatment. < THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM (TS. Nguyễn Phước Dân) < XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC < TÀI LIỆU HÓA LÝ (Dương Hưu Huy)