Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và đặc biệt là ô nhiễmmôi trường nước nói riêng đang là mối quan tâm của toàn nhân loại. Nước lànguồn tài nguyên quý giá, là nhân tố quan trọng quyết định sự sống trên Trái Đất.Cùng với sự gia tăng dân số là nhu cầu sử dụng nước cũng tăng lên. Tuy nhiêntheo thống kê của tổ chức y tế thế giới hiện nay có khoảng 13 dân số đang thiếunước sạch để sinh hoạt, nguyên nhân chính là đo nhiều nguồn nước bị ô nhiễmdo nước thải chưa được xử lý của các nhà máy công nghiệp, nước thải sinhhoạt,..Việt Nam chúng ta trong những năm gần đây đang bước vào thời ký hiệnđại hóa đất nước, nền công nghiệp và đời sống con người phát triển, kéo theo đólà tình hình ô nhiễm môi trường nước cũng gia tăng đến mức báo động. Rất nhiềuvụ việc xả nước thải chưa qua xử lý ra môi trường khiến nhiều nguồn nước trởthành các “dòng sông chết”. Do đó vấn đề xử lý nước thải và cung cấp nước sạchđang là một mối quan tâm lớn, đây là vấn đề cấp thiết cần được giải quyết củacủa các tổ chức và nhà nước.Với các lý do trên cùng với sự phân công của cô, nhóm em đã chọn đề tài“Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý. Xử lý nước thải trong côngnghiệp thuộc da”. Với mục tiêu là tìm hiểu, nắm rõ kiến thức về các phươngpháp xử lý nước thải này thông qua tìm và đọc những tài liệu liên quan được côcung cấp và trên Internet
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÀI TẬP LỚN MÔN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Xử lý nước thải phương pháp hóa lý Xử lý nước thải công nghiệp thuộc da Giáo viên: ThS Đinh Thị Lan Anh HÀ NỘI, 11/2022 Lời mở đầu Hiện nay, vấn đề ô nhiễm mơi trường nói chung đặc biệt nhiễm mơi trường nước nói riêng mối quan tâm toàn nhân loại Nước nguồn tài nguyên quý giá, nhân tố quan trọng định sống Trái Đất Cùng với gia tăng dân số nhu cầu sử dụng nước tăng lên Tuy nhiên theo thống kê tổ chức y tế giới có khoảng 1/3 dân số thiếu nước để sinh hoạt, nguyên nhân đo nhiều nguồn nước bị ô nhiễm nước thải chưa xử lý nhà máy công nghiệp, nước thải sinh hoạt, Việt Nam năm gần bước vào thời ký đại hóa đất nước, công nghiệp đời sống người phát triển, kéo theo tình hình nhiễm môi trường nước gia tăng đến mức báo động Rất nhiều vụ việc xả nước thải chưa qua xử lý môi trường khiến nhiều nguồn nước trở thành “dịng sơng chết” Do vấn đề xử lý nước thải cung cấp nước mối quan tâm lớn, vấn đề cấp thiết cần giải của tổ chức nhà nước Với lý với phân cơng cơ, nhóm em chọn đề tài “Xử lý nước thải phương pháp hóa lý Xử lý nước thải công nghiệp thuộc da” Với mục tiêu tìm hiểu, nắm rõ kiến thức phương pháp xử lý nước thải thơng qua tìm đọc tài liệu liên quan cô cung cấp Internet Nhóm em xin chân thành cảm ơn ThS Đinh Thị Lan Anh góp ý hướng dẫn tận tình suốt q trình nhóm làm đề tài Tuy nhiên trình độ kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi cịn thiếu sót Nhóm em mong nhận phê bình sửa chữa từ để đề tài hoàn thiện Mục lục Lời mở đầu Mục lục Danh mục hình ảnh CHƯƠNG Tổng quan xử lý nước thải phương pháp hóa lý 1.1 Phương pháp hóa lý đơng tụ keo tụ 1.1.1 Đông tụ 1.1.2 Keo tụ 1.2 Phương pháp hóa lý tuyển 12 1.3 Phương pháp hóa lý hấp phụ 16 1.4 1.5 1.6 1.3.1 Cơ sở trình hấp phụ 16 1.3.2 Các chất hấp phụ 17 1.3.3 Hệ thống thiết bị hấp phụ 18 Phương pháp hóa lý trao đổi ion 20 1.4.1 Bản chất trình trao đổi ion 20 1.4.2 Quá trình trao đổi ion xứ lý nước thải 21 1.4.3 Các sơ đồ hệ thống thiết bị trao đổi ion 22 Các trình tách màng 24 1.5.1 Thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis - RO) 25 1.5.2 Siêu lọc 26 1.5.3 Thẩm tách điện thẩm tách 27 Phương pháp hóa lý điện hóa 28 1.6.1 Oxy hóa anot khử catot 28 1.6.2 Đông tụ điện 29 1.6.3 Tuyển điện 31 CHƯƠNG Tổng quan xử lý nước thải công nghiệp thuộc da 33 2.1 Giới thiệu công nghiệp thuộc da 33 2.1.1 Khái niệm thuộc da 33 2.1.2 Công nghiệp thuộc da 33 2.2 Quy trình sản xuất công nghiệp thuộc da 34 2.3 Nguồn phát sinh đặc tính nước thải công nghiệp thuộc da 36 2.3.1 Nguồn phát sinh 36 2.3.2 Đặc tính nước thải 38 2.3.3 Tác động nước thải công nghiệp thuộc da đến môi trường 39 2.4 Các phương pháp giảm thiểu ô nhiễm xử lý nước thải công nghiệp thuộc da 40 2.5 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải công nghiệp thuộc da 43 2.5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thuộc da thường áp dụng 43 2.5.2 Công nghệ SIGMA xử lý nước thải thuộc da 47 Kết luận 50 Tài liệu tham khảo 51 Danh mục hình ảnh Hình 1-1 Phân loại chất rắn nước thải Hình 1-2 Điện tích hạt lơ lửng theo lý thuyết lớp Hình 1-3 Giảm điện tích thực hạt rắn cách thêm ion trái dấu hóa trị Hình 1-4 Bơng cặn tạo thêm hóa chất đơng tụ - keo tụ 10 Hình 1-5 Sơ đồ thiết bị làm nước thải đông tụ - keo tụ 10 Hình 1-6 Loại khuấy vách ngăn 11 Hình 1-7 Loại buồng ngăn tạo 11 Hình 1-8 Loại thiết bị đông tụ kết hợp với lắng 11 Hình 1-9 Sơ đồ hệ thống tuyển bơm dâng 13 Hình 1-10 Sơ đồ hệ thống tuyển khơng khí hịa tan 13 Hình 1-11 Bể tuyển cấp khơng khí phương pháp học 14 Hình 1-12 Bể tuyển cấp khí qua lọc 15 Hình 1-13 Bể tuyển cấp khơng khí qua đầu khuếch tán vật liệu xốp 15 Hình 1-14 Biểu diễn trình hấp phụ 16 Hình 1-15 Than hoạt tính 17 Hình 1-16 Cơ chế hoạt động than hoạt tính 18 Hình 1-17 Hệ thống cấp chất hấp phụ nối tiếp 18 Hình 1-18 Hệ thống cấp chất hấp phụ ngược chiều 19 Hình 1-19 Hệ thống làm việc liên tục 19 Hình 1-20 Tháp hấp phụ tầng 19 Hình 1-21 Tháp hấp phụ tầng 20 Hình 1-22 Quá trình trao đổi ion nước thải 21 Hình 1-23 Sơ đồ hệ thống loại khống hồn tồn 22 Hình 1-24 Sơ đồ thiết bị trao đổi ion hỗn hợp 22 Hình 1-25 Quá trình trao đổi ion sử dụng sơ đồ lọc nhúng 23 Hình 1-26 Thiết bị trao đổi ion với lớp ionit chuyển động 23 Hình 1-27 Thiết bị lọc trao đổi ion kiểu đứng 23 Hình 1-28 Xử lý nước thải trao đổi ion thực tế 24 Hình 1-29 Các trình tách màng 24 Hình 1-30 Sơ đồ thẩm thấu 25 Hình 1-31 Cấu trúc màng lọc RO 26 Hình 1-32 Hệ thống lọc RO công nghiệp 26 Hình 1-33 Sơ đồ kết hợp siêu lọc thẩm thấu ngược 27 Hình 1-34 Cơ chế cơng nghệ siêu lọc 27 Hình 1-35 Nguyên lý điện thẩm tách 28 Hình 1-36 Sơ đồ bể điện phân 29 Hình 1-37 Sơ đồ hệ thống thiết bị đông tụ điện 30 Hình 1-38 Xử lý nước thải đơng tụ - keo tụ điện hóa 31 Hình 1-39 Sơ đồ hệ thống thiết bị tuyển điện ngăn 31 Hình 2-1 Cấu trúc da động vật 33 Hình 2-2 Da thành phẩm 33 Hình 2-3 Một cơng đoạn thuộc da thực tế 34 Hình 2-4 Sơ đồ cơng nghệ thuộc da 35 Hình 2-5 Các công đoạn phát sinh nước thải công nghệ thuộc da 37 Hình 2-6 Định mức hóa chất sử dụng cơng nghệ thuộc da (kg/100kg da muối) 38 Hình 2-7 Đặc tính nước thải thuộc da cơng đoạn dòng thải chung 39 Hình 2-8 So sánh đặc tính nước thải thuộc da với nước thải đô thị, nước tự nhiên hiệu xử lý cần thiết 39 Hình 2-9 Nước thải nghành thuộc da môi trường (gần nhà máy thuộc da Bangladesh) 40 Hình 2-10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải cơng nghiệp thuộc da 42 Hình 2-11 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nghành thuộc da 43 Hình 2-12 Bể điều hịa xử lý nước thải 44 Hình 2-13 Bể keo tụ tạo bơng xử lý nước thải 45 Hình 2-14 Bể lắng xử lý nước thải 45 Hình 2-15 Bể UASB xử lý nước thải 46 Hình 2-16 Bể aerotank xử lý nước thải 46 Hình 2-17 Bể lọc áp lực xử lý nước thải 47 Hình 2-18 Bể khử trùng xử lý nước thải 47 Hình 2-19 Bộ phân tích SIGMA DAF FPAC – 40 49 Hình 2-20 Lọc 49 Hình 2-21 Bể định lượng chất đông tụ, keo tụ NaOH 49 CHƯƠNG Tổng quan xử lý nước thải phương pháp hóa lý Xử lý nước thải hóa lý phương pháp kết hợp phương pháp vật lý phương pháp hóa học Cơ sở phương pháp hoá lý phản ứng hố học q trình lý hố diễn chất nhiễm nước thải với hóa chất cho thêm vào Những phản ứng xảy q trình phản ứng oxy hóa khử, phản ứng kết tủa phân huỷ chất độc hại Xử lý nước thải thơng qua phương pháp hóa lý áp dụng phổ biến Lý giúp xử lý hiệu hóa chất, chất rắn, kim loại nặng, có nước thải Ngoài ra, việc vận hành hệ thống xử lý nước thải tương đối ổn định dùng hoá chất liều lượng Nhược điểm phương pháp hóa lý giá thành hóa chất sử dụng 1.1 Phương pháp hóa lý đơng tụ keo tụ Hình 1-1 Phân loại chất rắn nước thải Q trình lắng tách hạt rắn lơ lửng tách đươc chất gây nhiễm bẩn dạng keo hòa tan chúng hạt có kích thước q nhỏ Để tách hạt rắn cách hiệu phương pháp lắng, cần tăng kích thước chúng nhờ tác động tương hỗ hạt phân tán liên kết thành tập hơp hạt, nhằm tăng vận tốc lắng chúng Việc khử hạt keo rắn lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết phải trung hịa điện tích chúng, sau liên kết chúng với Q trình trung hịa điện tích thường gọi q trình đơng tụ (coagulation) cịn q trình tạo thành hạt bơng lớn từ hạt nhỏ gọi trình keo tụ (flocculation) 1.1.1 Đông tụ Trong tự nhiên, tùy theo nguồn gốc xuất xứ chất hóa học, hạ cặn lơ lửng có mang điện tích âm dương Khi cân điện động nước bị phá vỡ, thành phần mang điện tích kết hợp dính kết với lực liên kết phân tử điện từ, tạo thành tổ hợp phân tử, nguyên tử ion tự Các tổ hợp gọi hạt keo (flocs) Trong trình xử lý nước thải nước ta hường gặp loại keo: - Keo kỵ nước: keo không kết hợp với phần tử nước môi trường để tạo vỏ bọc hydrat, hạt keo riêng biệt mang điện tích lớn điện tích trung hịa độ bền hạt keo bị phá vỡ - Keo háo nước: có khả kết hợp với phân tử nước tạo thành vỏ bọc hydrat, hạt keo riêng biệt mang điện tích bé tác dụng chất điện phân khơng bị keo tụ Trong q trình xử lý nước thải chất keo tụ kỵ nước đóng vai trị chủ yếu Hình 1-2 Điện tích hạt lơ lửng theo lý thuyết lớp Hình 1-3 Giảm điện tích thực hạt rắn cách thêm ion trái dấu hóa trị Q trình đơng tụ diễn ảnh hưởng chất đông tụ Khi ta thêm hóa chất đơng tụ vào, chất việc phân ly ion OH − tạo kết tủa hydroxit với ion kim loại cịn đóng vai trị chất keo kết dính Nó kết dính hạt kích thước nhỏ thành hạt có kích thước lớn liên kết với hydroxit kim loại vừa tạo thành để tạo cặn lớn Bơng cặn lắng nhanh trọng lực, tách hoàn toàn khỏi nước (phân lớp rõ ràng) Mục tiêu đông tụ giảm zeta (hiệu số điện lớp cố định lớp chuyển động) tức giảm chiều cao hàng rào lượng tới giá trị tới hạn, cách cho thêm ion có điện tích dương để phá vỡ ổn định trạng thái keo hạt nhờ trung hịa điện tích Trong đơng tụ diễn trình phá vỡ ỗn định trạng thái keo hạt nhờ trung hịa điện tích Hiệu đơng tụ phụ thuộc vào hóa trị ion, chất đơng tụ mang điện tích trái dấu với điện tích hạt Hóa trị ion lớn hiệu đơng tụ cao Các chất đơng tụ thường dùng muối nhôm, sắt hỗn hợp chúng Việc lựa chọn chúng phụ thuộc vào tính chất hóa lý, chi phí, nồng dộ tạp chất nước, pH thành phần muối nước Trong thực tế người ta thường sử dụng chất đông tụ sau: Al2 (SO4 )3 18H2 O, NaAlO2 , Al2 (OH)5 Cl, KAl(SO4 )2 12H2 O, NH4 Al(SO4 )2 12H2 O … Bảng 1-1 Ưu nhược điểm chất đơng tụ Hóa chất Ưu điểm Nhược điểm Aluminum sulface Al2(SO4)3.18H20 Dễ bảo quản sử dụng, sử dụng phổ biến, tạo bùn sử dụng vôi, hiệu pH 6,5 - 7,5 Tạo thêm muối hòa tan nước, hiệu khoảng pH nhỏ Sodium aluminate Na2Al2O4 Thường sử dụng kết hợp Hiệu sử dụng để xử với phèn, giá thành cao, lý nước cứng; cần liều lượng không hiệu với thấp nước mềm Polyaluminum chlorie Al13(OH)20(SO4)2.Cl15 Trong vài trường hợp tạo bơng cặn dày dễ Ít phổ biến lắng sử dụng phèn nhôm Ferric sulfate Fe2(SO4)3 Tạo thêm muối hòa tan Hiệu pH 4-6 8,8 nước, cần thêm 9,2 alkalinity Ferric chlorie FeCl3.6H2O Hiệu pH - 11 Tạo thêm muối hòa tan nước, tiêu thụ alkalinity gấp 02 lần phèn nhơm Ferric sulfate Fe2(SO4) Tạo thêm muối hịa tan Không nhạy cảm với pH nước, cần thêm vôi alkalinity Vôi Ca(OH)2 Rất phụ thuộc vào pH; Sử dụng phổ biến hiệu tạo lượng bùn lớn; sử quả; khơng tạo thêm dụng q liều cho muối nước thải sau xử chất lượng nước đầu lý thấp 1.1.2 Keo tụ Để tăng cường q trình tạo thành bơng keo hydroxit nhơm sắt với mục đích tăng tốc độ lắng, người ta tiến hành trình keo tụ cách cho thêm vào nước thải hợp chất cao phân tử gọi chất keo tụ (chất trợ đồng tụ (flocculant)) Việc sử dụng chất giúp hạ thấp liều lượng chất đơng tụ, giảm thời gian q trình đơng tụ nâng cao tốc độ lắng keo Cơ chế hoạt động chất keo tụ: Hấp phụ phân tử chất keo tụ bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ Dưới tác dụng chất keo tụ hạt keo tạo thành cầu nối polime, hạt keo tích điện âm thúc đẩy trình keo tụ với hydroxit kim loại qua tạo thành hạt keo lớn giúp tăng khả lắng tách nhanh hoàn toàn khỏi nước Trong xử lý nước thải người ta dùng chất keo tụ có nguồn gốc tự nhiên tổng hợp Chất keo tụ tự nhiên thường dùng tinh bột, dextrin (C6 H10 O5 )n , ete, xenlulo dioxit silic hoạt tính (xSiO2 yH2 O) Chất keo tụ tổng hợp thường dùng polyacrylamit (CH2 CHCONH2 )n Hình 1-4 Bơng cặn tạo thêm hóa chất đơng tụ - keo tụ Hình 1-5 Sơ đồ thiết bị làm nước thải đông tụ - keo tụ Một số thiết bị đơng tụ 10 Hình 2-5 Các cơng đoạn phát sinh nước thải cơng nghệ thuộc da 37 Hình 2-6 Định mức hóa chất sử dụng cơng nghệ thuộc da (kg/100kg da muối) 2.3.2 Đặc tính nước thải Căn vào giai đoạn sản xuất ta có loại nước thải từ việc sản xuất thuộc da: – Nước thải chứa vơi – Sunfua ( Có tính kiềm ): Đây dịng thải thu từ q trình tẩy lơng, ngâm vơi, rửa vơi,có độ kiềm, BOD, Sunfua, SS cao – Nước thải chứa Crom ( Có tính axit ): Đây dòng thải thu từ trình thuộc da Nước thải có tính Axit, hàm lượng Crom cao, DS lớn – Nước thải rửa da: Đây dịng thải thu từ q trình rửa da, thành phần nước thải chủ yếu chứa BOD, COD, SS Qua đó, ta thấy đặc tính nước thải thuộc da: thối, có màu, có hàm lượng BOD, SS, COD, SS cao, PH thay đổi liên tục nguồn thải… Bảng 2-1 Thông số chất gây ô nhiễm Các thông số Nồng độ Đơn vị Nước tự nhiên Nhiệt độ 20 - 60 ℃ < 30 pH - 12 - 6,5 - SS 1250 - 6000 mg/l 20 - 60 BOD5 2000 - 3000 mg/l 20 - 40 38 COD 2500 - 3000 mg/l 60 - 250 S 120 - 170 mg/l 1-2 70 - 100 mg/l 1-4 100 - 500 mg/l - 20 -2 Cr 3+ Dầu mỡ Hình 2-7 Đặc tính nước thải thuộc da cơng đoạn dịng thải chung Ngồi dòng nước thải chung sunfua, crom dầu mỡ với hàm lượng sunfua: 120 – 170 mg/l, Cr 3+ : 70 – 100mg/l, dầu mỡ: 100 – 500mg/l Hình 2-8 So sánh đặc tính nước thải thuộc da với nước thải đô thị, nước tự nhiên hiệu xử lý cần thiết 2.3.3 Tác động nước thải công nghiệp thuộc da đến môi trường Nước thải thuộc da không xử lý gây tác động lớn tới nguồn tiếp nhận: - Chứa hàm lượng chất hữu cao làm giảm hàm lượng oxy hòa tan nước, gián tiếp ảnh hưởng tới đời sống loài thủy sinh - Chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng dạng vô hữu cao gồm thành phần vơi, lơng, thịt làm dịng nước tiếp nhận bị vẩn đục ảnh hưởng đến loài động 39 vật sống cá, loài phù du tồn dịng sơng Các muối vơ tan làm tăng độ mặn nước, tăng áp suất thẩm thấu độ cứng nước, Màu tối nước thải làm cho nguồn nước tiếp nhận có màu, làm giãm q trình quang hợp lồi rong, tảo - Nước thải chứa crom dư dạng Cr3+ thường độc Cr6+ Tuy nhiên Cr3+ gây dị ứng da, làm sơ cứng động mạch Sự có mặt crom nước thải làm giảm hoạt động phân hủy chất hữu vi sinh vật - Nước chứa sunfua gây mùi, vị khó chịu ngộ độc cho cá Nếu nước thải thuộc da ngấm vào đất làm đất trở nên cằn cỗi, màu mỡ nước có chứa hảm lượng muối NaCl cao, mặt khác có ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước ngầm Hình 2-9 Nước thải nghành thuộc da môi trường (gần nhà máy thuộc da Bangladesh) 2.4 Các phương pháp giảm thiểu ô nhiễm xử lý nước thải công nghiệp thuộc da Nước thải công nghiệp thuộc da loại nước thải cơng nghiệp chứa nhiều chất nhiễm nguồn nước, là: - Các chất hữu bao gồm protein tan, lông, thịt, mỡ tách từ thành phần cấu trúc da - Các hoá chất sử dụng tiền xử lý da, thuộc da hoàn thiện da Để giảm chi phí cho q trình xử lý nước thải tiến hành xử lý đạt hiệu cao, cần thực biện pháp giảm ô nhiễm nguồn Đối với cơng nghệ thuộc da sử dụng biện pháp sau: - Nước rửa thiết bị tuần hồn sử dụng cho cơng đoạn rửa da, hồi tươi - Nước ngâm vơi tuần hồn sử dụng cho cơng đoạn hồi tươi hay ngâm vơi Những loại nước tuần hồn cần qua hệ thống lưới chắn lắng cặn để loại cặn bẩn lông vụn - Nếu sử dụng lại nước ngâm vơi lần sau cần bổ sung thêm vơi natri subfit Na2S Nhiều tài liệu kinh nghiệm ràng dung dịch vơi tuần 40 hồn nhiều lần (10 – 20 lần) qua tiết kiệm 26% Na2S 40% vơi 50% nước Tuần hoàn sử dụng lại crom: khả thu hồi crom từ dung dịch thuộc crom nhiều cách khác Tận dụng dịch thuộc cảu mẻ trước cho mẻ sau, có bổ sung thêm hoá chất chất thuộc Phương án thứ bổ sung cá chất có tính kiềm Na2CO3, NaOH, MgO, v.v… vào dịch thuộc dư để tạo kết tủa Cr(OH)3, sau qua lắng gạn thu cặn Cr(OH)3, Cặn bổ sung vào bể cuối giai đoạn làm xốp Các axit dung dịch làm xốp hoà tan hydroxyt crom Như làm giảm lượng crom cần thiết cho công đoạn thuộc Phương pháp thứ dịch thuộc crom dư với nước rửa bổ sung chất kiềm để tạo kết tủa lắng cặn, sau bùn lắng đem lọc ép Bã lọc hoà tan axit sunfuric H2SO4 nhiệt độ sôi tạo thành muối Cr3+ Muối sử dụng chất thuộc cho công đoạn thuộc Cần ý phương pháp thu hồi, tận dụng lại chất thuộc nước gạn hay nước lọc loại nước thải có tính kiềm yếu Do đặc tính nước thải cơng nghệ thuộc da hợp dịng thải có tính chất khác (dịng mang tính axit, dịng mang tính kiềm) nên chất nhiễm dịng thải phản ứng với , lấy mẫu, đo đạc phân tích dịng thải tổng cần phải có nhận xét, phán đốn để tránh số liệu sai Để trình xử lý sinh học đạt hiệu cao, cần phân luồng dòng thải chứa Cr3+(dạng tan) sunfua S2+ để tiến hành xử lý cục dòng thải ❖ Khử sunfua S2Phương pháp khử sunfua S2- đơn giản phương pháp oxy hoá Các chất oxy hoá Các chất oxy hoá thường sử dụng H2O2, NaOCl, v.v…Nhưng thông dụng dùng O2 khơng khí có muối mangan II làm xúc tác (như MnSO4) Phản ứng xảy sau: MnSO4 S 2− + 2O2 → SO4 2− Thời gian thổi khí (hay thời gian phản ứng) để khử sunfua thường từ – ❖ Khử crom Phương pháp khử Cr3+ thường dùng xử lý nước thải thuộc gia phương pháp kết tủa Hố chất dùng Na2CO3 hay MgO, mục đích làm tăng độ pH lên tới để xảy phản ứng kết tủa: → Cr +3 + OH− ← Cr(OH)3 Người ta dùng sửa vơi hay vơi làm chất trợ kết tủa, cặn Cr(OH)3 cịn chứa cặn vơi Với mục đích sử dụng lại Cr(OH)3 ta nên dùng kiềm natri soda Với cơng đoạn có phương pháp xử lí nước thải đặc trưng: - Phương pháp vật lý: Sàng lọc, lắng sơ cấp điều hoà sử dụng để loại bỏ lông, mảnh da chất rắn lơ lửng 41 - Phương pháp hóa học: phương pháp xử lý hóa học kết tủa hóa học oxy hóa lưu huỳnh sử dụng để loại bỏ vật liệu độc hại crôm lưu huỳnh - Phương pháp sinh học: Với phức tạp thành phần nước thải, quy trình sinh học đa dạng nhiều cơng đoạn Quy trình bùn hoạt tính có thêm sục khí mở rộng để tăng cường oxy sinh học + Đệm bùn kỵ khí dịng chảy ngược (UASB) UASB tạo lớp bùn dạng hạt lơ lửng bể Nước thải chảy ngược lên qua lớp bùn phân huỷ vi sinh vật kỵ khí Dịng chảy hướng lên kết hợp với tác động lắng trọng lực tách lớp nhiễm ngồi + Một số quy trình sử dụng carbon hoạt tính, mương oxy hóa, kết hợp xử lý hiếu khí kỵ khí.) + Các phương pháp xử lý sinh học thường sử dụng để loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ, BOD (nhu cầu oxy sinh học), COD (nhu cầu oxy hóa học) chất rắn lơ lửng Hình 2-10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thuộc da Sau xử lý cục dòng thải này, nước thỉ tiếp tục đưa vào hệ thống xử lý tập trung xí nghiệp hay trạm xử lý tập trung thành phố với mục đích khử chất nhiễm dạng lơ lững chất hữu Nguyên lý hệ thống xử lý nước thải ngành thuộc gia miêu tả hình Hệ thống bao gồm song chắn rác để tách tạp chất thô lông, bạc nhạc, v.v… dòng thải chứa Cr3+ sunfua S2- sau xử lý cục đưa vào thiết bị điều hồ dịng thải khác Sau đưa qua bể tạo keo 42 tụ xử lý sinh học Bùn lắng hệ thống xử lý phương pháp tách nước, lọc ép đem chơn lấp rác thải sinh hoạt 2.5 Quy trình công nghệ xử lý nước thải công nghiệp thuộc da Do đặc tính ngành thuộc da khác với ngành khác ,có cơng đoạn thuộc da sử dụng Crom nhiều Khi xử lý nước thải phải xử lý nước công đoạn riêng trước đưa nước vào hệ thống xử lý chung 2.5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thuộc da thường áp dụng Hình 2-11 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nghành thuộc da 43 ❖ Phân loại dòng thải Nước thải thuộc da phân thành hai loại dòng thải dòng nước thải chứa crom dòng nước thải cơng đoạn khác ❖ Dịng nước thải chứa crom Dịng thải qua song chắn rác thơ để loại bỏ vật có kích thước lớn vào bể gom Sau vào bể gom, dòng thải qua song chắn rác tinh để loại bỏ tạp chất có kích thước nhỏ vào bể phản ứng Ở bể phản ứng, ta bổ sung chất Na2S, H2SO4để đưa Crom hóa trị Sau thêm NaOH vào để kết tủa crom hidroxit Đồng thời nâng pH nước thải Sau hỗn hợp nước thải kết tủa chuyển sang bể lắng Tại bể lắng, kết tủa lắng xuống cịn nước thải ngồi chảy bể điều hịa ❖ Dịng thải cơng đoạn khác Dòng thải qua song chắn rác thơ để loại bỏ vật có kích thước lớn vào bể gom Sau vào bể gom, dòng thải qua song chắn rác tinh để loại bỏ tạp chất có kích thước nhỏ vào bể tuyển để loại bỏ dầu mỡ, chất cặn lơ lửng khó lắng Sau nước thải chuyển bể điều hòa ❖ Bể điều hòa Đây nơi tập trung hai dịng thải sau qua q trình tiền xử lý phân lập, nơi giúp ổn định nồng độ lưu lượng Tại điều chỉnh pH nước thải NaOH, H2SO4 để tạo điều kiện tối ưu cho q trình xử lý keo tụ – tạo bơng phía sau Trong bể điều hịa lắp đặt máy thổi khí để tránh tượng lắng cặn phân hủy kỵ khí Hình 2-12 Bể điều hịa xử lý nước thải ❖ Bể keo tụ – tạo Nước thải đưa qua bể keo tụ tạo bể châm hóa chất giúp hạt keo nước thải kết dính lại với hình thành bơng cặn có kích thước lớn nặng 44 Hình 2-13 Bể keo tụ tạo xử lý nước thải ❖ Bể lắng Hỗn hợp nước cặn từ bể keo tụ – tạo chảy vào bể lắng Tại cặn lắng xuống đáy bể Cịn phần nước sau lắng ngồi chảy vào bể UASB Hình 2-14 Bể lắng xử lý nước thải ❖ Bể UASB Do nước thải có nồng độ BOD, COD lớn Cần phải xử lý phương pháp sinh học kỵ khí bể UASB Trước tiến hành xử lý hiếu khí Tại bể UASB xảy q trình phân hủy kỵ khí, giúp bẻ gãy mạch hợp chất hữu có mạch dài, đồng thời làm giảm lượng COD, BOD có nước thải xuống 1000mg/l 45 Hình 2-15 Bể UASB xử lý nước thải ❖ Bể Aerotank Nước thải sau xử lý bể UASB chuyển vào bể aerotank để xử lý vi sinh vật hiếu khí Tại ln sục khí liên tục để đảm bảo trình phân hủy sinh học vi sinh vật diễn với điều kiện tối ưu Hình 2-16 Bể aerotank xử lý nước thải ❖ Bể lắng Nước thải sau bể aerotank chuyển bể lắng để loại bỏ bùn hoạt tính, phần nước sang bể lọc áp lực Phần bùn chuyển vào bể chứa bùn định kỳ xử lý ❖ Bể lọc áp lực Nước sau lắng bơm lên bể lọc áp lực để loại bỏ chất rắn cịn sót lại Nước sau lọc chuyển đến bể khử trùng 46 Hình 2-17 Bể lọc áp lực xử lý nước thải ❖ Bể khử trùng Nước sau xử lý khử trùng Chlorine để loại bỏ vi khuẩn, virus gây bệnh xả nguồn tiếp nhận Hình 2-18 Bể khử trùng xử lý nước thải 2.5.2 Công nghệ SIGMA xử lý nước thải thuộc da Dưới trường hợp lắp đặt thành công nhà máy xử lý sơ nước thải cho ngành thuộc da SIGMA thiết kế, sản xuất lắp đặt Bảng 2-2 Thông số kỹ thuật công nghệ xử lý nước thải thuộc da SIGMA Nguồn gốc nước thải Yêu cầu Hỗn hợp nước thải từ trình thuộc da giày Tuân thủ giới hạn pháp lý xả thải vào mạng lưới nước thải chung đề cập đến nhà máy xử lý nước thải khả dự kiến tái sử dụng nước thải đầu Xử lý bùn hoàn toàn 47 Lưu lượng dòng chảy 200 m / ngày Đặc điểm nước - pH = thải - TSS = 1000 mg/l - COD = 3000 mg/l - BOD5 = 1500 mg/l - Tổng nitơ = 100 mg/l - Cr 3+ = 140 mg/l Thiết bị lắp đặt - Sàng - Bể đồng hóa (Homogeneization tank) - Hệ thống chuẩn bị định lượng chất đông tụ (FeCl ), chất keo tụ (polyelectrolyte) kiểm soát độ pH (NaOH) - Hệ thống bể phản ứng đông tụ, keo tụ kiểm sốt pH - Bộ phân tích SIGMA DAF FPAC – 40 - Hệ thống xử lý bùn hồn tồn: điều hịa khử nước máy ép lọc, chuẩn bị định lượng sữa vôi (Ca (OH)2) Kết xử lý - > 90% TSS loại bỏ - Loại bỏ > 67% COD - > 67% loại bỏ BOD5 - > 50% tổng số nitơ loại bỏ - > Loại bỏ 98% crom Cr 3+ - Hàm lượng chất khô bùn = 35% * BOD5 lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa sinh học chất hữu ngày đầu nhiệt độ 20ºC Trong điều kiện buồng tối để tránh ảnh hưởng trình quang hợp 48 Hình 2-19 Bộ phân tích SIGMA DAF FPAC – 40 Hình 2-20 Lọc Hình 2-21 Bể định lượng chất đông tụ, keo tụ NaOH 49 Kết luận Sau tìm hiểu thực đề tài: “Xử lý nước thải phương pháp hóa lý Xử lý nước thải cơng nghiệp thuộc da” nhóm chúng em hồn thành u cầu nêu thu kết sau: - Cách thức làm việc, phối hợp nhóm - Cách thức thuyết trình phản biện câu hỏi đưa - Nắm kiến thức xử lý nước thải phương pháp hóa lý xử lý nước thải công nghiệp thuộc da - Nắm chất, nguyên lý hoạt động phương pháp xử lý nước thải - Tìm hiểu cấu tạo hệ thống thiết bị xử lý nước thải, cơng nghệ xử lý nước thải tiên tiến có liên quan Từ kết thu này, nhóm hy vọng sở để nhóm phát triển đề tài khác liên quan đến xử lý nước thải sau 50 Tài liệu tham khảo [1] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 2006 [2] Trịnh Xuân Lai, Nguyễn Trọng Dương, Xử lý nước thải công nghiệp Nhà xuất Xây dựng, 2009 [3] Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải, Ths Lâm Vĩnh Sơn [4] https://sigmadafclarifiers.com/en/technical-articles/tannery-wastewatertreatment 51 ... CHƯƠNG Tổng quan xử lý nước thải phương pháp hóa lý Xử lý nước thải hóa lý phương pháp kết hợp phương pháp vật lý phương pháp hóa học Cơ sở phương pháp hoá lý phản ứng hoá học q trình lý hố diễn chất... thức xử lý nước thải phương pháp hóa lý xử lý nước thải công nghiệp thuộc da - Nắm chất, nguyên lý hoạt động phương pháp xử lý nước thải - Tìm hiểu cấu tạo hệ thống thiết bị xử lý nước thải, ... chức nhà nước Với lý với phân cơng cơ, nhóm em chọn đề tài ? ?Xử lý nước thải phương pháp hóa lý Xử lý nước thải công nghiệp thuộc da” Với mục tiêu tìm hiểu, nắm rõ kiến thức phương pháp xử lý nước