Bài giảng: Công nghệ môi trƣờng. Giảng viên : GS.TS Đặng kim Chi Viện KH & CN Môi trƣờng – ĐHBK Hà nội

Bài giảng Công nghệ môi trƣờng Giảng viên : GS.TS Đặng kim Chi Viện KH & CN Môi trƣờng – ĐHBK Hà nội Hà nội 2-2009 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC nƢỚC THẢI CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC nƢỚC THẢI I Khái niệm Nước cấp -Dùng cho sinh hoạt, sản xuất -Nguồn nƣớc cấp: nƣớc mặt, nƣớc ngầm Muốn xử dụng nƣớc theo nhu cầu phải xử lí Nước thải -Là nƣớc phát sinh sau sử dụng nƣớc cấp -Nƣớc thải sinh hoạt: chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ, SS, coliform… -Nƣớc thải sản xuất: thành phần phụ thuộc đặc thù sản xuất -Cách phân loại khác: Nƣớc thải đô thị, nƣớc thải bệnh viện, nông nghiệp… -Muốn xả lại vào nguồn tiếp nhận phải xử lý CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI II Một số thông số đánh giá chất lượng nước pH pH= -log[H+] -pH thay đổi dẫn đến thay đổi thành phần nƣớc VD: pH4 Pb2+, Zn2+, Al3+, Cd2+ -pH làm tăng giảm vận tốc phản ứng hóa học nƣớc Độ axit độ kiềm -Là xuất axit vơ (có nhiều nƣớc ngầm chảy qua lớp khoáng chứa chất lƣu huỳnh) CO2 -Độ kiềm: Hydroxit (tính kiềm mạnh), bicacbonat (tính kiềm yếu), cacbonat Độ kiềm ảnh hƣởng đến sống sinh vật độ cứng nƣớc -Độ axit: Do axit vô H2SO4, HNO3, HCl Do CO2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI II Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) Mầu sắc -Màu thực: Màu chất hữu cơ, nhiều chiết thực vật gây nên (tảo, chất hữu gây nhiễm có màu) Màu khó tách -Màu biểu kiến: Do chất vơ gây nên Màu dễ xử lý Độ đục -Do hạt rắn lơ lửng, chất hữu phân rã -Đơn vị tính: 1mg SiO2/1l nƣớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI II Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) Hàm lượng chất rắn nước -Là phần chất rắn bao gồm: chất vô cơ, chất hữu cơ, chất hữu tổng hợp -Tổng chất rắn (TS): trọng lƣợng khơ tính mg phần cịn lại sau bay lít nƣớc nồi hấp thủy, sấy khô 103oC trọng lƣợng không đổi -Chất rắn huyền phù (SS): chất rắn dạng lơ lửng nƣớc, tính trọng lƣợng khơ phần chất rắn lại giấy lọc sợi thủy tinh lọc lít mẫu nƣớc, sấy khơ 103oC trọng lƣợng không đổi Đơn vị: mg/l -Chất rắn hòa tan (DS): DS=TS-SS (mg/l) -Chất rắn bay (VS): Trọng lƣợng nung chất rắn huyền phù 550oC -Chất rắn lắng: lƣợng thể tích tính ml phần chất rắn có lít nƣớc mẫu lắng xuống sau khoảng thời gian xác định (thông thƣờng 1h) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI II Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) Độ cứng nước -Độ cứng vĩnh cửu (phi cacbonat): Ca2+, Mg2+ muối sunfat clorua gây nên Sau đun khơng độ cứng -Độ cứng cacbonat: muối MgCO3, CaCO3 sau đun tạo cặn lắng tách→độ cứng tạm thời Hàm lượng Mn, Fe nước -Do hịa tan Fe, Mn có nƣớc ngầm -Tạo mầu, mùi tanh, tắc đƣờng ống: Mn2+→Mn4+ Mn+O2→MnO2↓đen Fe2++O2→Fe3+ ↓nâu đỏ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI II Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) Hàm lượng oxi hòa tan (DO) -Là lƣợng oxy khơng khí hịa tan nƣớc, tham gia trình trao đổi chất, tái sản xuất vi sinh vật, động vật nƣớc -DO thấp: nƣớc có nhiều chất hữu nhiễm tiêu thụ nhiều O2 -DO cao: nhiều rong tảo, tham gia q trình quang hợp giải phóng O2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI II Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) BOD: nhu cầu oxy sinh hóa -BOD tăng→lƣợng oxy cần dùng cho oxy hóa chất hữu tăng→chất hữu tăng -Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu (VSV) nƣớc Đơn vị: mgO2/l 10 COD: nhu cầu oxy hóa học -Đặc trƣng cho nhiễm hữu BOD5mg/cm3 Là vi lƣợng nƣớc có khả tích tụ thể sống Vd: Pb, Fe, Hg, Cd, Zn, Mo, Sn, Cr… CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI Nguyên liệu Kéo sợi, chải đánh ống H2O, tinh bột, phụ gia,hơi nƣớc Hồ sợi Nƣớc thải Tinh bột Hoá chất Dệt vải H2O, tinh bột, phụ gia,hơi nƣớc Giũ hồ NaOH, nƣớc Nấu H2SO4, nƣớc, chất tẩy Xử lý axit, giặt NaOH Nƣớc thải Hồ tinh bột, thủy ngân Nƣớc thải Nƣớc thải Tẩy trắng H2SO4, nƣớc, chất tẩy NaOH, hoá chất đặc trƣng Giặt Nƣớc thải Làm bóng Nƣớc thải Nhuộm, in hoa H2SO4, nƣớc, chất tẩy Giặt Nƣớc thải Hơi nƣớc, hồ tinh bột Hoàn tất Nƣớc thải CuuDuongThanCong.com Sản phẩm https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI b Đặc điểm nƣớc thải - Chất hữu hoà tan ( dung dịch nhuộm, màu, độ đục) - pH lớn (có độ kiềm cao), nhiều chất rắn lơ lửng (xơ, sợi) - Nhiệt độ nƣớc cao (làm mát nƣớc, ngƣng tụ nƣớc) - Chất vơ hồ tan (kim loại nặng, muối, axit, bazơ) c Lựa chọn phƣơng pháp xử lý - Phân luồng nƣớc thải Nƣớc ngƣng tụ từ nƣớc  Tuần hoàn lại (1) Nƣớc giặt lần cuối (2) Nƣớc nhuộm, nƣớc giặt lần đầu (dịng nhiễm nặng) - Phƣơng pháp xử lý (1): tuần hoàn lại (2): Xử lý sơ (lắng, lọc) tuần hoàn lại với nƣớc giặt lần cuối - Xử lý theo cấp 1, 2, nƣớc nhuộm Phƣơng pháp học: Sàng, lắng, lọc Phƣơng pháp hố lý: Trung hồ kiềm, đơng – keo tụ để khử màu Oxi hoá, hấp thụ xử lý bậc Phƣơng pháp sinh học xử lý chất hữu hoà tan nhuộm Phƣơng pháp màng để thu hồi hợp chất hồ tổng hợp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI d.Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Nƣớc thải Bể điều hòa H2SO4 Trung hòa kiềm Bể sinh học hiếu khí Lắng Gia nhiệt Bùn Hấp phụ Lắng Chất keo tụ Bùn Keo tụ, kết tủa Lắng Xử lý bùn Bùn Lọc Làm mềm nƣớc Thẩm thấu Bể chứa Xả Cho mục đích khác CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI Cơng nghệ xử lý nước thải giấy a Sơ đồ công nghệ sản xuất Nguyên giấy liệu (tre, nứa, gỗ) Nƣớc rửa Gia công (chặt, phân loại) Nƣớc thải Bùn, cát, lá, cánh Hợp chất nấu bột Hơi nƣớc Nấu bột Nƣớc ngƣng Dịch nấu (đen) Nƣớc rửa Rửa bột Cô đặc, Nƣớc đốt rửa Nƣớc thải có độ màu cao COD, BOD cao Hợp chất tẩy Tẩy trắng Nghiền bột Nƣớc thải Dầu Phèn Nƣớc, hoi nƣớc Xeo giấy Nƣớc thải có chất lơ lửng, BOD Hơi nƣớc Sấy giấy Nƣớc ngƣng Sản phẩm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nƣớc ngƣng CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI b Đặc điểm dòng nƣớc thải - Nhiều chất lơ lửng trình nghiền - Nƣớc thải giấy có độ kiềm lớn, đặc biệt q trình nấu - Có nhiều chất hữu hồ tan có màu - Nƣớc ngƣng có nhiệt độ cao - Nhiều hoá chất phụ gia c Phân luồng xử lý - Nƣớc ngƣng làm mát  tuần hoàn lại - Nƣớc rửa nguyên liệu  chất bẩn lắng hồ thải nạo vét bùn -Nƣớc nấu bột  BOD, COD cao, nhiệt độ  Tách dịch đen (lignin) xử lý riêng -Nƣớc xeo giấy  lắng, lọc tuần hoàn (xử lý sơ bộ) - Nƣớc vi sinh nhà xƣởng, nƣớc rị rỉ q trình sản xuất, nƣớc sau - Nƣớc sinh hoạt công nghiệp nhà máy xử lý chung d Chọn phƣơng pháp xử lý -Phƣơng pháp học: Sàng, chắn, lọc, lắng -Phƣơng pháp hố học: trung hồ, oxy hố để khử trùng, lọc màng, thẩm thấu - Phƣơng pháp hóa lý: truyển nổi, đông keo tụ - Phƣơng pháp sinh học: phƣơng pháp yếm khí, hiếu khí, phƣơng pháp hồ sinh học CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI * Sơ đồ CN xử lý nƣớc thải giấy NT1 NT2 NT3 Trạm bơm Sàng chắn rác Bể điều hòa Lắng sơ cấp Điều chỉnh pH Bổ sung dung dịch Bể xử lý yếm khí UASB Xử lý bùn Bùn Lắng Bổ sung dung dịch Bổ sung oxy không khí Bể sinh học hiếu khí Lắng thứ cấp Tuần hoàn bùn phần Xử lý bùn Bùn Hồ sinh học CuuDuongThanCong.com Nguồn tiếp nhận https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CN xử lý nước thải mạ kim loại Cơng nghệ mạ kèm dịng nƣớc thải Vật cần mạ Làm học Mài nhẵn đánh bóng Dung mơi H2SO4, HCl, NaOH CuSO4, Cu(CN)2, NaCN NiSO4, H2BO3 Khử dầu mỡ Xử lý điện hóa Hóa học Nƣớc thải chứa axit, đồng Mạ đồng Mạ Niken Mạ crom Axit, Niken Axit, Cr+3 CuuDuongThanCong.com Nƣớc chứa axit kiềm Nƣớc thải H2SO4, CrO3 Mạ kẽm CN-, axit, Zn+2 https://fb.com/tailieudientucntt Zn(CN)2 NaOH NaCN HBO3 CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI b Đặc điểm dòng thải Phân hóa thấp < axít > Chứa nhiều kim loại nặng hịa tan (độc hại) Có dầu mài, dung dịch hƣu cơ, mơi trƣờng tẩy rửa Có nhiều cặn tắn, bụi cát, vơ cơ, (gỉ oxít kim loại…) c Phân luồng dịng thải - Nƣớc thải có nhiều dầu mỡ - Nƣớc thải chứa Cr+3, Cr+ - Nƣớc thải chứa Niken - Nƣớc thải chứa Đồng d Phƣơng pháp xử lý - Phƣơng pháp học - Phƣơng pháp hóa lý ( tuyển, đồng keo tụ ) - Phƣơng pháp oxi hóa - khử: Chuyển chất hịa tan thành chất dễ tách - Phƣơng pháp sinh học: Sử dụng thực vật, sinh vật để tách kim loại nặng dạng vi lƣợng khỏi nƣớc - Phƣơng pháp đổi ion: Thu lại kim loại nặng - Phƣơng pháp kết tủa hóa học: ( phổ biến Việt Nam ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI * Sơ đồ xử lý Nƣớc thải Bể chứa khác Điều hồ Điều chỉnh pH Bể phản ứng Hố chất Thiết bị lắng Bùn kim loại nặng Xử lý theo yêu cầu chất nguy hại Hồ thực vật Nguồn tiếp nhận CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt kết hợp nước thải công nghiệp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nƣớc thải sinh hoạt Nƣớc thải công nghiệp Bể điều hòa Tách độc chất Lắng sơ cấp Bể điều hòa lắng sơ cấp Bể trộn nƣớc thải Bể xử lý NTSH (hiếu khí) Lắng thứ cấp Khử trùng Nguồn tiếp nhận Bùn thải Xử lý yếm khí tạo CH4 Tách nc bựn Bựn khụ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sơ đồ xử lý n-ớc thải cho nhà máy giặt thuộc công nghệ dệt may Hoá chất keo tụ Polime PAA Điều chỉnh pH tự động Bể lắng Bậc I Bể điều hoà làm thoáng Hấp phụ Bể phản ứng-Keo tụ L¾ng Lamen BĨ nÐn bïn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Läc Ðp CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC CẤP Nguyên tắc a Xác định thành phần b Xác định yêu cầu xử lý : - Sinh hoạt - Công nghiệp c Lựa chọn phƣơng pháp xử lý d Sơ đồ công nghiệp Sơ đồ công nghiệp xử lý nước ngầm thành nước cấp (VD ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI Giếng1 Giếng Giếng3 Khai thác Làm thống (đuổi khí hịa tan, bổ sung xy từ khơng khí) Khuấy Keo tụ tạo bơng Lắng Lọc nhanh Làm thoáng Bể nƣớc Bơm lên tháp nƣớc CuuDuongThanCong.com Cung cấp nƣớc https://fb.com/tailieudientucntt CHƢƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI Xử lý nước bề mặt nước cấp Nƣớc sông, hồ Kênh dẫn nƣớc Lƣới, song chắn rác Bổ sung chất keo tụ Khuấy nhanh Keo tụ tạo Lắng Lọc thô Lọc tinh Sục Ozon, Clo, nước Javen Khử trùng Bùn thải Tách chất rắn sau kết tủa Tách chất mịn Loại vi sinh vật gây bệnh Bể chứa CuuDuongThanCong.com Sử dụng https://fb.com/tailieudientucntt