báo cáo công nghệ xử lý nước thải khử trùng nước thải xử lý nước thải trong cn luyện kim gia công kim loại

Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khẩun gây bệnhnguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải.. Bước sóng thường được s

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-*** -BÁO CÁO CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Đề tài: 1 Khử trùng nước thải 2 Xử lý nước thải trong CN luyện kim/Gia công kim loại Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đinh Thị Lan Anh Nhóm: 7 Lớp: 137176 Thành viên: 1 Trần Thanh Bảo 20181340

2 Ngô Thành Lâm 20191920

3 Lê Văn Pháp 20192008

4 Nguyễn Huy Bách 20191692

5 Vi Văn Trường 20192135

6 Hà Tiến Tú 20181806

Hà Nội, 18 tháng 12 năm 2022

1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG I: KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI 5

1 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ 5

1.1 Phương pháp nhiệt 5

1.1.1 Nguyên lý và cách tiến hành 5

1.1.2 Ưu nhược điểm 5

1.2 Phương pháp sử dụng tia UV 5

1.2.1 Nguyên lý, cơ sở khoa học 6

1.2.2 Cấu tạo máy khử trùng bằng tia UV 6

1.2.3 Các thông số quan trọng 6

1.2.4 Yếu tố ảnh hưởng 7

1.2.5 Ưu nhược điểm 8

1.3 Phương pháp siêu lọc 9

1.4 Phương pháp sử dụng sóng siêu âm 11

1.4.1 Nguyên lý hoạt động: 12

2 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI THEO PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 13

2.1 Khử trùng bằng Ozone 13

2.1.1 Khái niêm về Ozone 13

2.1.2 Phương pháp tạo Ozone trong tự nhiên 14

2.1.3 Phương pháp tạo Ozone nhân tạo 14

2.1.4 Tác dụng của Ozone trong xử lý nước thải 15

2.1.5 Hệ thông khử trùng nước trong bể chứa bằng Ozone 16

2.1.6 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp 17

2.2 Khử trùng bằng Clo và hợp chất của Clo 18

2.2.1 Khái niệm về Clo 18

2.2.2 Tác dụng của Clo và hợp chất của Clo trong xử lý nước thải 19

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng 19

2.2.4 Lượng Clo dư trong quá trình khử trùng 21

2.2.5 Bể khử trùng nước thải bằng Clo 22

2.2.6 Ưu và nhược điểm của quá trình khử trùng 23

2.2.7 Tổng kết các phương pháp khử trùng nước thải 24

2

CHƯƠNG II: XỬ LÍ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP LUYỆN KIM VÀ GIA CÔNG KIM LOẠI .25

3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LUYỆN KIM 25

3.1 Giới thiệu chung 25

3.2 Công nghệ luyện kim,gia công kim loại và đặc tính nguồn nước thải 25

3.3 Công nghệ luyện gang và thép 27

3.3.1 Luyện thép 28

3.3.2 Công nghệ luyện kim đen 30

3.3.3 Công nghệ luyện kim màu và các nguồn thải 34

3.3.4 Công nghệ gia công kim loại 38

4 Phương pháp xử lý nước thải luyện kim và gia công kim loại 39

4.1 Phương pháp kết tủa hóa học 39

4.2 Phương pháp trao đổi ion 41

4.3 Phương pháp điện hóa 42

4.3.1 Oxi hóa catot và khử anot 43

4.3.2 Phương pháp keo tụ điện hóa 44

4.3.3 Phương pháp tuyển nổi bằng điện 46

4.4 Phương pháp sinh học 48

4.4.1 Phương pháp sinh học do sự hấp phụ kim loại của thực vật 48

4.4.2 Giải pháp “cánh đồng tưới” và “cánh đồng lọc” 49

5 Kết luận 52

3

MỞ ĐẦU

Khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt Sauquá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi sinh vật đã bị giữlại Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khẩun gây bệnhnguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải Nướcthải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 – 106 vi khuẩn /ml.Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh nhưng khôngloại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh Khi xả ra nguồn nước cấp, hồ bơi, … thì sẽ lantruyền bệnh rất lớn Vì vậy cần phải tuyệt trùng nước thải trước khi xả ra ngoài

Luyện kim là điều chế các kim loại, hợp kim theo yêu cầu từ quặng hoặc các nguyên liệukhác nhau Ngành luyện kim tại Việt nam vẫn là một ngành còn non trẻ, nhưng với đặctrưng là một đất nước giàu tài nguyên khoáng sản, ngành luyện kim hiện nay đang học hỏitrên con đường phát triển

Với mỗi loại quặng lại có một phương pháp tách kim loại riêng, đồng thời, với mỗi kimloại hay hợp kim cần sản xuất thì lại có phương pháp riêng, vì vậy, nước thải của mỗi nhàmáy luyện kim khác nhau sẽ khác nhau cả về chất lẫn về lượng Nước thải từ ngành côngnghiệp luyện kim rất khó xử lý vì bao gồm nhiều hóa chất độc hại như phenol, xyanua,amonia, dầu, kim loại nặng và một số chất hữu cơ khác

Đó là một trong những vấn đề doanh nghiệp sản xuất đều lo lắng Nếu nước thải khôngđược xử lý một cách hiệu quả và đúng tiêu chuẩn quy định sẽ có hàng tấn chất thải thải ramôi trường nước gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến con người và sinh vật dưới nước Vìvậy cần phải nghiên cứu kỹ về nguồn gốc, đặc tính để từ đó áp dụng các phương pháp,công nghệ xử lý phù hợp nhằm xử lý triệt để nguồn nước thải trước khi xả ra nguồn tiếpnhận

4

CHƯƠNG I: KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI

1 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ.

độ C với quy trình cơ bản:

- Đun sôi nước từ 15 – 20 phút

- Giữ nước nguội trong vòng 2 giờ ở nhiệt độ 35 độ C và tiến hành đun sôi lại từ

15 -20 phút (làm cho vi khuẩn bị sốc nhiệt)

1.1.2 Ưu nhược điểm.

Ưu điểm:

- Đơn giản, dễ thực hiện

- Không tạo ra các sản phẩm phụ, an toàn

Nhược điểm:

- Hiệu suất thấp, tốn năng lượng, chi phí lớn

- Chỉ áp dụng cho quy mô nhỏ hoặc phòng thí nghiệm

1.2 Phương pháp sử dụng tia UV.

5

1.2.1 Nguyên lý, cơ sở khoa học.

Năng lượng của tia UV có thể truyền qua lớp màng và tác động đến cấu trúc nhân tố di truyền của vi sinh vật ( DNA) , khiến chúng bị bất hoạt hoặc là chết

Hình 1: Cơ chế tác động của tia UV đến vi sinh vật.

1.2.2 Cấu tạo máy khử trùng bằng tia UV

Cấu tạo máy khử trùng nước bằng tia UV gồm 2 phần chính đó là nguồnphát tia UV (thường là đèn phát điện thuỷ ngân áp suất cao và ống đèn), đượcbọc kín lại bởi lớp vỏ Nước thải sẽ đi qua vùng này và được khử trùng bởi tiaUV

1.2.3 Các thông số quan trọng.

Hình 2: Cấu tạo máy khử trùng bằng UV.

6

Bước sóng thường được sử dụng: 200-300nm, trong đó bước sóng 254nm là bước sóng

Nhiệt độ: Nhiệt độ từ 30- 55 C là phù hợp nhất cho việc khử trùng bằng UV.o

Mật độ của vi khuẩn, sức chịu đựng của vi khuẩn: đây là một yếu tố khá quan trọng, cần

có kinh nghiệm cũng như kiến thức về vi sinh vật để có thể xác định liều lượng chiếu chuẩn nhấtHiệu điện thế của đèn UV: nếu giảm đi 10% điện áp thì hiệu suất khử trùng giảm 10-15%

7

Hình 4: Hệ thống khử trùng UV trước và khi hoạt động.

1.2.5 Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

- Hiệu quả trong việc làm bất hoạt hầu hết các loại virus, bào tử và sinh vật

- Không để lại tác động có thể gây hại cho con người hoặc đời sống thủy sinh (an toàn & thân thiện với môi trường)

- Thân thiện & dễ dàng với người vận hành

- Không yêu cầu không gian lớn như một số các thiết bị khác

- Thời gian nước tiếp xúc ngắn, nhưng mang lại hiệu quả cao

- Không để lại tồn dư hóa chất độc hại/ hoặc vấn đế ăn mòn kim loại như các phương pháp khử trùng hóa học

Nhược điểm:

- Chi phí ban đầu cao

- Chất lượng nước thải (đầu vào) ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu suất khử trùng của tia UV

- Độ đục và tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải có thể làm cho việc khử trùng bằng tia UV không hiệu quả

- Hiệu quả của quá trình khử trùng bằng tia UV chịu ảnh hưởng của lượng nước chạy qua và thời gian tiếp xúc trực tiếp với ánh đèn (liều lượng).

- Một số vi khuẩn chỉ có thể bị bất hoạt chứ không chết

1.3 Phương pháp siêu lọc.

Vi sinh vật thường có kích thước từ 1-2 micromet Bởi vậy, để có thể loại

bỏ hoàn toàn vi sinh vật trong nước thải phải sử dụng lớp lọc có kích thước nhỏhơn 1 micromet Lớp lọc được làm từ các tấm sứ, tấm sành và có lỗ lọc vô cùngnhỏ Nhờ phương pháp lọc này mà một lượng lớn lớp cặn có kích thước lớn hoặclớp cặn lơ lửng trong nước được giữ lại hoàn toàn

Ưu điểm:

- Khử trùng tuyệt đối, tách các chất ô nhiễm dựa trên kích thước

- Loại bỏ nhiều loại vi sinh vật

- Khả năng lưu thông cao

- Quy trình điều khiển, vận hành lắp đặt tự động

- Dễ dàng, quá trình làm sạch, sửa chữa, bảo trì và kiểm tra rất thuận tiện

Nhược điểm :

- Nước đem lọc phải có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2mg/l

- Thường xuyên phải thay lõi lọc

- Bản chất của phương pháp này không tiêu diệt được vi sinh vật

- Mỗi màng lọc chỉ có một kích thước lỗ nhất định

- Không thể tách vi sinh vật cùng kích thước lỗ

Phương pháp làm sạch màng lọc

Làm sạch màng bằng cách thổi khí: Dùng khí thổi từ dưới lên sao cho bọtkhí đi vào trong ruột màng Chui theo lỗ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám khỏi màng.Làm sạch màng bằng cách ngâm trong dung dịch hóa chất: Sau định kỳ 4-

6 tháng, cần rửa màng bằng hoá chất chlorin khử trùng với liều lược 3 – 5 g/lítnhằm đẩy hàm lượng vi sinh mắc kẹt trong lỗ màng ra ngoài

ra ngoài, phần bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn

Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị giữ lại tại bề mặt màng MBR.Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng Phần nước trong được bơm hút

ra ngoài, phần bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn

Hình 5: Màng lọc MBR.

Một số ưu điểm vượt trội của màng lọc MBR

- Tăng hiệu qủa xử lý sinh học 10-30%

- Kích thước các lỗ rỗng cực kỳ nhỏ, từ 0,01 ÷ 0,2µmLoại bỏ tất cả vi khuẩn,

vi sinh vật có kích thước nhở, các khuẩn coliform, khuẩn E-Coli

- Hệ thống tinh gọn, dễ quản lý do có ít công trình đơn vị

1.4 Phương pháp sử dụng sóng siêu âm.

Siêu âm là sóng âm có tần số trên 20.000 Hz Nó có tính định hướngtốt, khả năng xuyên thấu mạnh, dễ dàng thu được năng lượng âm thanh tập

trung hơn và có thể truyền đi một quãng đường dài trong nước.

Khử trùng nước thải bằng sóng siêu âm sử dụng sự chuyển động củasóng siêu âm để tác động và loại bỏ các chất ô nhiễm và vi khuẩn trongnước, phá vỡ các kết tụ trong nước thải Nó có đặc điểm là độ sạch cao vàtốc độ làm sạch nhanh

1.4.1 Nguyên lý hoạt động:

Khi sóng siêu âm cường độ cao được kết hợp thành chất lỏng, cácsóng âm thanh truyền vào các phương tiện chứa chất lỏng dẫn đến xen kẽcác chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp, với mức giá tùy thuộc vào tần số.Trong chu kỳ áp suất thấp, sóng siêu âm cường độ cao tạo ra bong bóngchân không nhỏ hoặc khoảng trống trong chất lỏng Khi các bong bóng đạtđược một khối lượng mà tại đó họ không còn có thể hấp thụ năng lượng,chúng sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao (giai đoạn nén) Hiệntượng này được gọi là Cavitation Điều này giúp bong bóng phá vỡ và phá

vỡ thành tế bào của các sinh vật, giết họ một cách hiệu quả.

Hình 6: Nguyên lý tác động của sóng siêu âm.

Ưu điểm

- Dòng siêu âm với cường độ tác dụng không nhỏ hơn 2W/cm trong 2khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước

- Độ sạch cao và tốc độ làm sạch nhanh

Nhược điểm:

- Việc lắp đặt và sử dụng phương pháp này lại khá phức tạp và việc vận hành cũng gặp nhiều khó khăn

2 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI THEO PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

2.1 Khử trùng bằng Ozone

2.1.1 Khái niêm về Ozone

Ozone (O3) là một dạng thù hình của ôxy, trong phân tử của nó chứa banguyên tử ôxy thay vì hai như thông thường

Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn ozone là một chất khí có màu xanh nhạt Ozone hóa lỏng màu xanh thẫm ở -112 °C, và hóa rắn có màu xanh thẫm ở -193 °C Ozone có tính ôxy hóa mạnh hơn ôxy, do nó không bền, dễ dàng

bị phân hủy thành ôxy phân tử và ôxy nguyên tử

Ví dụ: O3 -> O2 + O

O3 dễ dàng oxi hóa iodua đến iốt tự do: O3 + 2KI + H2O → I2 + O2 + 2 KOH

Giấy tẩm dung dịch iodua kali và hồ tinh bột (giấy iốt tinh bột) chuyển ngay thành màu xanh khi có mặt ozone trong không khí, nhưng nó kém bền hơn oxy, dễ

bị phân hủy thành oxy thường theo phản ứng: 2O3 → 3O2

Ozone (O3) Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn ozone là một chấtkhí có màu xanh nhạt Ozone hóa lỏng màu xanh thẫm ở -112 °C, và hóa rắn

có màu xanh thẫm ở -193 °C Ozone có tính ôxy hóa mạnh hơn ôxy, do nó không bền, dễ dàng bị phân hủy thành ôxy phân tử và ôxy nguyên tử

Ví dụ: O3 -> O2 + O

O3 dễ dàng oxi hóa iodua đến iốt tự do: O3 + 2KI + H2O → I2 + O2 + 2

KOHGiấy tẩm dung dịch iodua kali và hồ tinh bột (giấy iốt tinh bột) chuyển ngaythành màu xanh khi có mặt ozone trong không khí, nhưng nó kém bền hơnoxy, dễ bị phân hủy thành oxy thường theo phản ứng: 2O3 → 3O2Ozone (O3) là một chất độc có khả năng ăn mòn và là một chất gây ô nhiễm chung Nó có mùi hăng mạnh Nó tồn tại với một tỷ lệ nhỏ trong bầu khí quyển Trái Đất Nó có thể được tạo thành từ O2 do phóng tĩnh điện, tia cực tím, ví dụ như trong các tia chớp, cũng như bởi tác động của bức xạ điện từ trường cao năng lượng Ozone được điều chế trong máy ozone khi phóng điện

êm qua ôxi hay qua không khí khô, tinh khiết Trong thiên nhiên, ozone được tạo thành khi có sự phóng điện trong khí quyển (sấm, sét)tạo thành khi có sự phóng điện trong khí quyển (sấm, sét)

2.1.2 Phương pháp tạo Ozone trong tự nhiên

Trong tự nhiên Ozone được tạo ra theo hai cách Cách thứ nhất là sấm,sét phóng điện trong khí quyến, đánh vào không khí tạo ra Ozone từ Oxy Cách thứ hai là tia UV có bước sóng ngắn 185nm chiếu vào Oxy để tạo ra một lượng Ozone rất nhỏ, chỉ khoảng 0.01 – 0.1 %

2.1.3 Phương pháp tạo Ozone nhân tạo

Sử dụng máy phóng điện: Những chiếc máy này tạo ra ôzôn bằngcách lấy ôxy và buộc nó đi qua một điện trường lớn Điện áp cao phân táchcác phân tử oxy thành các nguyên tử đơn lẻ Các nguyên tử này sau đó gắnvới các phân tử O2 khác trong không khí để tạo thành ozon (O3).

Một vài ưu điểm của việc sử dụng phương pháp phóng điện là nó tạo

ra sản lượng ôzôn ổn định,nồng độ cao, loại bỏ chất hữu cơ (mùi) nhanhchóng và nó rất lý tưởng cho các ứng dụng xử lý nước

Sử dụng đèn UV: Quá trình tạo ozone này tương tự như cách bức xạtia cực tím của mặt trời phân tách O2 để tạo thành các nguyên tử oxy riêng

lẻ Tia UV thay đổi oxy thành ozon khi bước sóng ở bước sóng 160-240 nm(nanomet) chạm vào nguyên tử oxy Phân tử (O2) tách thành hai nguyên tử(O) kết hợp với một phân tử oxy khác (O2) để tạo thành ozon (O3) Tuynhiên quá trình này được coilàkémhiệu quả hơn so với phóng điện hàoquang

2.1.4 Tác dụng của Ozone trong xử lý nước thải

Tác dụng của ozone trong khử trùng nước thải đến từ tính chất oxi hóamạnh Các phân tử ozone trước hết hòa tan vào nước, sau đó tấn công trựctiếp bề mặt của vi sinh vật và phá hủy thành tế bào của chúng Từ đó các tếbào vi khuẩn mất đi tế bào chất của nó và không thể hoạt động lại được nữa.Ozone có thể tạo ra sự phân hủy oxy hóa của nhiều chất hữu cơ và để lạinhiều hợp chất dễ phân hủy sinh học hơn Sau quá trình oxy hóa hoàn toàn,nguyên tử oxy thừa bị phân hủy và chỉ còn lại oxy

Bên cạnh đó, ozone có thể oxy hóa các ion kim loại như Fe(II), Mn(II)hoặc As(III) tạo ra các oxit rắn không hòa tan có thể dễ dàng tách ra khỏinước bằng cách lọc hoặc lắng

2.1.5 Hệ thông khử trùng nước trong bể chứa bằng Ozone

Nước thải sau khi đã xử lý bậc 1 và bậc 2 thì được đưa vào bể chứa đểbắt đầu quá trình khử trùng hay tiêu diệt, phá hủy các vi sinh vật Nướctrong bể chứa được đưa qua bơm để kiểm soát mức độ nước Đồng hồ ápsuất trong hệ thống để kiểm soát áp suất nước trong bể Sau đó, nước đượcđưa qua bộ trộn khí Ejector, kết hợp với Ozone được đưa vào bằng máy tạoOzone để loại bỏ các vi khuẩn trong nước, phân hủy các chất bẩn vô cơ, khửmùi cho nước Cuối cùng nước được đưa về lại bể chứa rồi lại lặp lại quátrình như vậy để khử trùng sạch nhất có thể

Bộ trộn khí Ejector được sử dụng cùng với máy ozone để nâng caokhả năng xử lý vi khuẩn, kim loại trong nước Ejector có khả năng phối trộnkhí cao để tăng chỉ số DO trong nước Từ đó, hiệu suất khử sắt của các hệthống hay các vật liệu lọc được tăng lên gấp nhiều lần Cụ thể theo đánh giáhiệu suất có thể tăng từ 300 – 400% so với các phương pháp thông thường

2.1.6 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp

Ưu điểm:

- Ozone khử trùng hiệu quả cao hơn so với clo, có thể diệt cả vi khuẩn kháng clo,

không tạo ra sản phẩm phụ khử trùng

- Qúa trình ozone hóa diễn ra với thời gian tiếp xúc ngắn, khoảng chừng từ 10 đến

30 phút.Chỉ trong khoảng thời gian đó, ozone đã có thể tiêu diệt 90% lượng vi khuẩn trong môi trường

- Ozone được tạo ra tại chỗ, vì thế ít có vấn đề về an toàn liên quan đến quá trình vận chuyển và xử lý

Khả năng diệt trùng của dicloramin thấp hơn so với monocloramin khoảng 3-5lần và thấp hơn so với clo từ 20-25 lần.

Lượng clo hoạt tính được tính bằng tổng lượng clo hoạt tính tự do với lượng clohoạt tính liên kết Căn cứ vào thông số này có thể tính toán ra được lượng clo thíchhợp đưa vào hệ thống

2.2.4 Lượng Clo dư trong quá trình khử trùng

Để quá trình khử trùng được đạt tiêu chuẩn thì sau khi khử trùng cần giữ lại

1 lượng clo dư thích hợp để tránh sự tái nhiễm bẩn của đường ống phân phối

Do khả năng diệt trùng của clo hoạt tính tự do và clo hoạt tính liên kết làkhác nhau nên dư lượng clo cần thiết của chúng trong nước cũng là khác nhau tùythuộc vào độ pH

Chlorine tự do: là lượng chlorin dư trong nước tồn tại dưới dạng khí hòa tan(CL2) axit hypochlorous (HOCl) và / hoặc ion hypochlorite (OCl-)

Chlorine liên kết: là lượng chlorine dư tồn tại trong nước kết hợp hóa họcvới amoniac hoặc amin hữu cơ có thể tìm thấy trong nước tự nhiên hoặc bị ônhiễm

Chlorine tổng: là tổng của clo tự do và liên kết Khi clo hóa hầu hết cácnguồn cung cấp nước uống được, clo tổng số về cơ bản bằng clo tự do vì nồng độamoniac hoặc các hợp chất nitơ hữu cơ (cần thiết để tạo thành clo kết hợp) sẽ rấtthấp Khi chloramines có trong nguồn cung cấp nước của thành phố, tổng clo sẽcao hơn clo tự do.

=> Từ đây có thể thấy để khử trùng bằng clo hiệu quả thì nên tiến hành khi nước

có độ pH thấp

2.2.5 Bể khử trùng nước thải bằng Clo

Bể khử trùng là một loại bể trong công nghệ xử lý nước thải Ở giai đoạnnầy nước thải sẽ được tập trung xử lý sau quả trình lắng, lọc, cân bằng pH nhằmdiệt các mầm móng vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh trước khi xả ra môi trường tiếpnhận

Nguyên lý hoạt động:

Bể tiếp nhận: Nước thải từ các nguồn tập trung, được bơm về bể chứa Ởgiai đoạn nầy sẽ bố trí thiết bị lọc rác để lọc bỏ rác kích cỡ lớn Sau đó chảy qua bểtách dầu, mỡ nhằm loại bỏ các váng mỡ nổi trên bề mặt nước.

Bể điều hòa: Nước thải sẽ được điều hòa lại về thành phần, nồng độ và lưulượng Đồng thời dùng các biện pháp để giảm mùi hôi thối cũng như các chất hữu

cơ lơ lửng

Bể Anoxic và bể sinh học hiếu khí: diễn ra quá trình phân hủy hợp chất hữu

cơ, các chất ô nhiễm Chuyển hóa thành các loại khí ít gây ô nhiễm

Sau khi hoàn thành các công đoạn, nước thải sẽ chảy vào bể sau cùng chính là bểkhử trùng

Bể khử trùng: Nước thải sẽ được tiếp tục xử lý, loại bỏ các vi sinh vật theonguyên lý hoạt động của các phản ứng tác dụng hóa chất khử trùng

Chúng ta sẽ châm Clo theo lượng tính toán thích hợp

2.2.6 Ưu và nhược điểm của quá trình khử trùng

Ưu điểm :

- Đạt hiệu quả so với mức chi phí bỏ ra

- Nếu dùng ở mức phù hợp sẽ không gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người,

và ít mang đến tác dụng phụ

- Clo dư trong nước thải tránh gây tái nhiễm bẩn đường ống

- Đạt hiệu quả đối với một phổ rộng các vi sinh vật gây bệnh

- Có thể linh hoạt kiểm soát liều lượng clo

- Có thể loại bỏ một số mùi độc hại trong quá trình khử trùng

- Clo dư trong nước có mùi rất khó chịu

- Clo là một chất nguy hiểm, nếu vượt mức an toàn thì clo trong nước dễ dàngảnh hưởng tới sức khỏe

2.2.7 Tổng kết các phương pháp khử trùng nước thải

CHƯƠNG II: XỬ LÍ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP LUYỆN KIM VÀ GIA CÔNG KIM LOẠI

3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LUYỆN KIM 3.1 Giới thiệu chung

Từ trước đến nay, ô nhiễm môi trường trong các hoạt động luyện kim luôn làvấn đề nan giải, được dư luận đặc biệt quan tâm Thời gian gần đây với sự đòi hỏi bức thiết của toàn xã hội, ý thức về bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm trong các cơ sở luyện kim đã được nâng lên rõ rệt

Nước - nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng không phải vô tận Mặc dù lượng nước chiếm hơn 97% bề mặt trái đất nhưng lượng nước có thể dùng cho sinhhoạt và sản xuất rất ít, chỉ chiếm khoảng 3% Nhưng hiện nay nguồn nước này đang bị ô nhiễm trầm trọng do nhiều nguyên nhân mà nguyên nhân chính là do hoạt động sản xuất và ý thức của con người Việc khan hiếm nguồn nước ngọt đã

và đang gây ra hậu quả hết sức nghiêm trọng đến môi trường, hệ sinh thái, các loài sinh vật, trong đó có con người, tiềm ẩn nguy cơ chiến tranh

Công nghiệp luyện kim là ngành công nghiệp có tỷ trọng tăng trưởng kinh tếcao Tuy nhiên, ngành công nghiệp này luôn phát sinh nguồn nước thải gây ô nhiễm môi trường sinh thái khá trầm trọng Vì vậy, nước thải trong những ngành công nghiệp trên cần phải được nghiên cứu kỹ về nguồn gốc, đặc tính để từ đó áp dụng các phương pháp, công nghệ xử lý phù hợp nhằm xử lý triệt để nguồn nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

3.2 Công nghệ luyện kim,gia công kim loại và đặc tính nguồn nước thải

Luyện kim là lĩnh vực khoa học kĩ thuật và ngành công nghiệp điều chế các kim loại từ quặng hoặc từ các nguyên liệu khác, chế biến các hợp kim, gia công phôi kim loại bằng áp lực, bằng cách thay đổi các thành phần hoá học và cấu trúc

để tạo ra những tính chất phù hợp với yêu cầu sử dụng

Luyện kim xuất hiện từ thời xa xưa (luyện đồng), còn từ giữa thiên niên

kỷ TCN 2 , đã có luyện sắt từ quặng

Kim loại và hợp kim của chúng là vật liệu quan trọng trong các ngànhcông nghiệp như đóng tàu, cơ khí chính xác, quang học, điện tử, hàng không vàgia công kim loại, sản xuất phục vụ cho công nghiệp và gia đình

Công nghệ luyện kim bao gồm luyện kim đen và luyện kim màu để tạo

ra hợp kim chứa sắt và không chứa sắt

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của quá trình công nghiệp hoá đất nước,chất thải công nghiệp cũng đang ngày một gia tăng về khối lượng, đa dạng vềchủng loại, đòi hỏi phải có nhận thức đúng đắn và đầu tư thích đáng cho vấn đề

xử lý Công nghiệp khai thác khoáng sản và luyện kim là những ngành côngnghiệp có tỷ trọng tăng trưởng kinh tế cao Tuy nhiên, ngành công nghiệp nàyluôn phát sinh nguồn nước thải gây ô nhiễm môi trường sinh thái khá trầmtrọng

Vì vậy, nước thải trong những ngành công nghiệp trên cần phải đượcnghiên cứu kỹ về nguồn gốc, đặc tính để từ đó áp dụng các phương pháp, côngnghệ xử lý phù hợp nhằm xử lý triệt để nguồn nước thải trước khi xả ra nguồntiếp nhận

Hình 3.1 Quá trình luyện kim

3.3 Công nghệ luyện gang và thép

Gang và thép là hợp kim chứa sắt với thành phần cacbon khác nhau, trong gang thành phần cacbon lớn hơn 2% và trong thép thành phần cacbon nhỏ hơn 2%.Nguyên liệu để luyện gang bao gồm:

- Than cốc hay than nhiệt luyện vừa đóng vai trò làm nhiệm vụ cung cấp nhiệtnăng cho quá trình nung quặng vừa cung cấp thành phần cacbon cho gang.Than sau khi cốc hóa được đưa vào luyện gang thường có thành phần: chấtbốc từ 0.9 đến 1.25%; lưu huỳnh từ 0.5 đến 2%; photpho dưới 1%; nhiệt trị

từ 7800 đến 8000kcal/kg

- Quặng sắt có thành phần chủ yếu là các oxit sắt và cacbonat sắt, còn lại là cáctạp chất ở dang oxit như Al2O3, CaO, Na O, K O, SiO , các hợp chất của2 2 2mangan, crom và các chất như lưu huỳnh, photpho,…

- Chất trợ dung (hay chất chảy) thường là đá vôi, hoàng thạch, đolomit Mục đích kết hợp với các tạp chất khó chảy ở dạng oxit thành hợp chất dễ chảy

để tách ra khỏi gang dưới dạng xỉ lỏng khi nung chảy quặng

Hình 3.2 Sơ đồ các công đoạn sản xuất gang thép

Không khí nóng cung cấp oxi cho quá trình nung chảy quặng Sơ đồ công nghệ luyện gang và các nguồn chất thải được thể hiện trên Error: Reference source not found Quặng sắt được đưa qua các khâu sàng, tuyển để loại bỏ đất, đá, quặng kẽm chất lượng, sau đó được rửa sạch bằng nước vôi với mục đích loại bỏ cát, đất, tạp chất còn bám vào quặng Quặng được đưa vào nung ở lò cao cùng các nguyên liệu khác như chất trợ dung, than cốc với nhiệt độ từ 1350 đến 1600 C Gang chảy 0được đổ khuôn, làm nguội để tạo sản phẩm gang thỏi.

Bảng 3.1 Thành phần (%) của gang lò cao và thép

Quá trình hoá lý trong luyện thép: quá trình chế tạo thép, trong phối liệu

thường có gang lò cao (70 – 100% gang lỏng lò cao trong quá trình luyện thép lòthổi LD, tới 30 – 40% gang lỏng trong quá trình luyện thép lò điện hồ quang,… trừtrường hợp nấu lại các mác thép từ các phối liệu thép cùng loại) Do đó, có thể nói:quá trình luyện thép là quá trình chuyển biến hợp kim trên cơ sở sắt có chứa cácnguyên tố C, S, Mn, P và S từ giới hạn cao đến giới hạn thấp Muốn thực hiện quátrình này, phải đốt cháy các nguyên tố đã nêu nhờ các phản ứng oxy hoá Nguồncung cấp oxy chủ yếu cho lò Mactanh là khí lò, cho lò LD là oxy, cho lò điện hồquang là quặng sắt Sản phẩm trung gian của các chất oxy hoá là FeO Quá trìnhoxy hoá các nguyên tố đã nêu được diễn tả bằng các phương trình sau:

Si + 2 FeO →2 Fe + SiO + Q 2 1

Mn + FeO → Fe + MnO + Q 2Các oxit SiO và MnO tạo ra sẽ liên kết với nhau trong xỉ 2

C + FeO → Fe + CO – Q 3Khí CO sẽ thoát ra ngoài khí quyển

2 P + 5 FeO + 4 CaO → 5 Fe + 4CaO.P2O5 + Q 4

Lượng 4CaO.P2O5 tạo ra được giữ trong xỉ

Quá trình khử P theo phương trình đã nêu được thực hiện trong xỉ với điềukiện là:

- Lượng FeO trong xỉ nhiều