slide bài giảng môn công nghệ môi trường chương 4: Công nghệ xử lý nước và chất thải

Bài giảng Bài giảng C C ông nghệ môi trường ông nghệ môi trường Gi Gi ảng viên : GS.TS Đặng kim Chi ảng viên : GS.TS Đặng kim Chi Viện KH & CN Môi trường – ĐHBK Hà nội Viện KH & CN Môi trường – ĐHBK Hà nội Hà nội 2-2009 Hà nội 2-2009 CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC và n C ƯỚ THẢI CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC và n C ƯỚ THẢI I. Khái niệm 1. Nước cấp -Dùng cho sinh hoạt, sản xuất -Nguồn nước cấp: nước mặt, nước ngầm Muốn xử dụng nước theo nhu cầu phải xử lí 2. Nước thải -Là nước phát sinh sau khi đã sử dụng nước cấp -Nước thải sinh hoạt: chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ, SS, coliform… -Nước thải sản xuất: thành phần phụ thuộc đặc thù sản xuất. -Cách phân loại khác: Nước thải đô thị, nước thải bệnh viện, nông nghiệp… -Muốn xả lại vào nguồn tiếp nhận phải xử lý. CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước 1. pH pH= -log[H+] -pH thay đổi dẫn đến thay đổi thành phần trong nước. VD: pH<8 Al(OH) 3 Zn(OH) 2 pH>4 Pb 2+ , Zn 2+ , Al 3+ , Cd 2+ -pH có thể làm tăng hoặc giảm vận tốc phản ứng hóa học trong nước. 2. Độ axit và độ kiềm -Là sự xuất hiện của các axit vô cơ (có nhiều trong nước ngầm khi chảy qua lớp khoáng chứa bản chất lưu huỳnh) và CO 2 -Độ kiềm: Hydroxit (tính kiềm mạnh), bicacbonat (tính kiềm yếu), cacbonat. Độ kiềm ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật và độ cứng của nước. -Độ axit: Do axit vô cơ H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl Do CO 2 CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) 3. Mầu sắc -Màu thực: Màu do chất hữu cơ, nhiều chiết của thực vật gây nên (tảo, chất hữu cơ gây ô nhiễm có màu). Màu này khó tách. -Màu biểu kiến: Do các chất vô cơ gây nên. Màu này dễ xử lý. 4. Độ đục -Do hạt rắn lơ lửng, chất hữu cơ phân rã -Đơn vị tính: 1mg SiO 2 /1l nước sạch. CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) 5. Hàm lượng chất rắn trong nước -Là phần chất rắn bao gồm: chất vô cơ, chất hữu cơ, chất hữu cơ tổng hợp -Tổng chất rắn (TS): là trọng lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít nước trong nồi hấp thủy, sấy khô ở 103 o C cho đến trọng lượng không đổi. -Chất rắn huyền phù (SS): là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước, tính bằng trọng lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít mẫu nước, sấy khô ở 103 o C cho đến trọng lượng không đổi. Đơn vị: mg/l -Chất rắn hòa tan (DS): DS=TS-SS (mg/l) -Chất rắn bay hơi (VS): Trọng lượng mất đi khi nung chất rắn huyền phù ở 550 o C -Chất rắn có thể lắng: là lượng thể tích tính bằng ml của phần chất rắn có trong 1 lít nước mẫu đã lắng xuống sau một khoảng thời gian xác định (thông thường là 1h) CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) 6. Độ cứng của nước -Độ cứng vĩnh cửu (phi cacbonat): Ca 2+ , Mg 2+ do các muối sunfat và clorua gây nên. Sau khi đun thì không mất độ cứng này. -Độ cứng cacbonat: của muối MgCO 3 , CaCO 3 sau khi đun tạo cặn lắng có thể tách→độ cứng tạm thời. 7. Hàm lượng Mn, Fe trong nước -Do sự hòa tan Fe, Mn có trong nước ngầm. -Tạo mầu, mùi tanh, tắc đường ống: Mn 2+ →Mn 4+ Mn+O 2 →MnO 2 ↓đen Fe 2+ +O 2 →Fe 3+ ↓nâu đỏ CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) 8. Hàm lượng oxi hòa tan (DO) -Là lượng oxy trong không khí có thể hòa tan trong nước, tham gia quá trình trao đổi chất, tái sản xuất các vi sinh vật, động vật trong nước. -DO thấp: nước có nhiều chất hữu ô nhiễm đã tiêu thụ nhiều O2. -DO cao: nhiều rong tảo, tham gia quá trình quang hợp giải phóng O2. CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) 9. BOD: nhu cầu oxy sinh hóa -BOD tăng→lượng oxy cần dùng cho oxy hóa chất hữu cơ tăng→chất hữu cơ tăng. -Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ (VSV) trong nước. Đơn vị: mgO 2 /l 10. COD: nhu cầu oxy hóa học -Đặc trưng cho ô nhiễm hữu cơ. BOD<COD Vd: nước thải sinh hoạt BOD/COD=0,7 Nước thải nhuộm BOD/COD=0,3-0,5 CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp) 11. Hàm lượng phốtpho trong nước -Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: HPO 4 2- , H 2 PO 4 - , PO 4 3- , phôtpho hữu cơ, Poly P. 12. Hàm lượng nito - Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: NH 4 + , NO 3 - , NO 2 - , N hữu cơ, N tổng. 13. Hàm lượng kim loại nặng -d>5mg/cm 3 . Là vi lượng trong nước có khả năng tích tụ trong cơ thể sống. Vd: Pb, Fe, Hg, Cd, Zn, Mo, Sn, Cr… [...]... tiếp cận việc xử lý nước thải bền vững và hiệu quả Nắm được các Quy định về môi trường hợp pháp hoá nhu cầu xác định các mục tiêu xử lý nước thải của các cộng đồng và các cơ sở công nghiệp Phân loại và xác định đặc tính của nước thải là bước mấu chốt trong lựa chọn các công nghệ xử lý nước thải phù hợp Làm chủ các công nghệ xử lý nước thải là chìa khoá để thiết kế các trạm xử lý nước thải bền vững... nhằm ổn định lưu lượng nước thải và thành phần nước thải trước khi vào hệ thống xử lý Đây là bể thu nước từ các nguồn khác nhau được gom lại để vào hệ thống xử lý chung CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2 Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp) c Bể lắng -Tách chất lơ lửng dưới tác dụng của trọng lực -Phân loại dựa theo chức năng: +Bể lắng cát: tách cát và tạp chất vô cơ không tan (dhạt=0,2-2mm)... trình và phương pháp xử lý nước thải Nước thải (không đạt TCMT) Tách chất rắn vô cơ Song/lưới Tách chất rắn lơ lửng thô (bể tuyển nổi) Tách chất hữu cơ hòa tan Tách Ni Tách chất rắn lơ lửng mịn Tách chất vi lượng Khử vk Tách chất hữu cơ(lọc, bay hơi, làm lạnh, trích ly, thẩm thấu ngược) Tách chất vô cơ (điện thẩm, trao đỏi ion) CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI -Chia ba cấp xử lý: + Cấp 1 (xử lý sơ... xếp các chất ô nhiễm chính vào các nhóm thông số (các chất rắn lắng được, TSS, TDS, SS bay hơi, v.v…) Thí nghiệm pilot nhằm xác định khả năng xử lý hoặc khảo sát thực tế tại các cơ sở xử lý tương tự hiện có C Lựa chọn sơ bộ: – – – Liệt kê các công nghệ hiện có Công nghệ đề xuất cho các loại hình công nghiệp Dự đoán hiệu suất quá trình CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI III Công nghệ xử lý nước thải. .. hàm lượng chất rắn lơ lửng, lưu lượng nước thải và yều cầu chất lượng nước sau xử lý CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2 Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp) a Lọc -Song chắn: lọc vật rắn thô, làm bằng kim loại, đặt ở cửa ngoài kênh, nghiêng một góc 60-75o -Lưới lọc: tấm kim loại uốn thành hình tang trống, kích thước lỗ 0,5-1,0 mm, quay với vận tốc 0,1-0,5m/s Chỉ cho nước thải qua... chọn công nghệ tốt nhất hiện có (BAT) • Một số công nghệ tương đương nhau có thể được lựa chọn sơ bộ tại bước này • Các công nghệ được lựa chọn sơ bộ trên cơ sở cân nhắc những chất ô nhiễm chính Các quá trình ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp Nguồn: Tiền xử lý chất thải công nghiệp, Sổ tay Thực hành FD-3, WEF, trang 34, bảng 3.1 Chất ô nhiễm Các quá trình Chất hữu cơ phân huỷ sinh học (BOD) Xử lý. .. Tách các chất dinh dưỡng N, P CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2 Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải Mục đích: tách hạt rắn lơ lửng mà có thể ảnh hưởng đến đường ống Các phương pháp thủy cơ: lọc qua song chắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường, điều hòa thành phần và lưu lượng nước thải Nguyên tắc lựa chọn phương pháp: phụ thuộc kích thước và tính chất hóa lý hạt lơ... 1: tách chất hữu cơ, chất rắn còn lại +Bể lắng cấp 2: tách bùn sinh học khỏi nước thải và chất rắn còn lại -Phân loại theo cách khác: +Bể lắng ngang +Bể lắng đứng +Bể lắng hướng tâm CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2 Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp) d Lọc -Tách chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ mà bể lắng không tách được -Cấu tạo: thường là các vách ngăn xốp, cho dòng nước đi... hóa lý trong xử lý nước thải (tiếp) c Phương pháp hấp phụ -Là phương pháp giữ chất hòa tan trên bề mặt chất rắn -Chất hấp phụ là chất rắn (than hoạt tính, oxit Al, chất tổng hợp, tro, xỉ, mạt sắt, đất sét…) -Chất bị hấp phụ thường là các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học hoặc xử lý cục bộ nằm trong pha lỏng -Hiệu suất quá trình phụ thuộc: nồng độ, bản chất, cấu trúc chất tan, nhiệt độ nước thải, ... Tách chất P thẩm thấu nhỏ, hạt có khối lượng phân tử cao > 500 - (3): Tách Anon, cation nhỏ CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4 Phương pháp hoá học a Phương pháp trung hoà Đưa PH của nước thải về 6,5  8,5: khoảng pH thích hợp cho quá trình xử lý tiếp hoặc trước khi thải  Nguồn tiếp H Gồm: - Trộn nước thải có tính axit với nước thải có tính kiềm ((PH8)) - Bổ sung các chất hoá học vào nước . và vô cơ) – Mức tiêu thụ và thải nước của quá trình sản xuất CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI III. Công nghệ xử lý nước thải 1. Phân loại quá trình và phương pháp xử lý nước thải Nước. CN Môi trường – ĐHBK Hà nội Hà nội 2-2009 Hà nội 2-2009 CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC và n C ƯỚ THẢI CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC và n C ƯỚ THẢI I. Khái niệm 1. Nước cấp -Dùng. các mục tiêu xử lý nước thải của các cộng đồng và các cơ sở công nghiệp Làm chủ các công nghệ xử lý nước thải là chìa khoá để thiết kế các trạm xử lý nước thải bền vững . Phân loại và xác định