Trong phạm vi luận văn này , tôi xin trình bày hệ thống xử lý nước thải nhà máy Đạm Phú Mỹ bao gồm : - Hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu.. Khí đồng hành của các mỏ này sau khi được dẫn
TỔNG QUAN 1 SƠ LƯỢC KHU CÔNG NGHIỆP PHÚ MỸ
SƠ LƯỢC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Nhà máy Đạm Phú Mỹ có diện tích 63 hecta bao gồm: Đất sử dụng Diện tích yêu cầu
Các công trình phụ trợ 29 ha
Mở rộng trong tương lai 17,78 ha
Nhà máy Đạm Phú Mỹ bao gồm 3 cụm phân xưởng công nghệ:
- Cụm phân xưởng sản xuất Amoniắc có công suất 1.350 tấn Amoniắc/ngày, dư 51.000 tấn Amoniắc/năm
- Cụm phân xưởng sản xuất Urê từ Amoniắc và tạo hạt với công suất 2.200 tới 2.400 tấn urê/ngày (740.000 – 800.000 tấn Urê/năm)
- Cụm các công trình phụ trợ cung cấp điện, nước, hơi nước và xử lý nước thải
Nhà máy có tổng vốn đầu tư khoảng 400 triệu USD trong đó 218 triệu USD của Tổng Cty dầu khí Việt Nam, phần còn lại đựơc huy động bởi các ngân hàng trong nước
2.2 Nguyên liệu của nhà máy
- Là khí của các mỏ trong bể Cửu Long và các mỏ khác của bể Nam Côn Sơn Khí đồng hành của các mỏ này sau khi được dẫn vào bờ (tuyến ống Bạch Hổ và tuyến ống Nam Côn Sơn) và xử lý sẽ được cung cấp cho nhà máy đạm một cách tương đối ổn định về chất lượng khí trong suốt thời gian hoạt động của nhà máy
2.3 Sản phẩm của nhà máy sẽ là :
- Amoniắc 51000 tấn/năm (cung cấp cho các ngành công nghiệp khác trong nước)
- Urê dạng hạt 740.000 – 800.000 tấn/năm
Hình 1: M ỘT GÓC CỦA NHÀ MÁY
• Công nghệ sản xuất Amoniac của hãng Haldor - Topsoe (Đan Mạch ) Công nghệ sản xuất phân đạm của hãng Snamprogetty ( Italia )
• Các phân xưởng công nghệ chính:
- Phân xưởng tổng hợp Amoniắc bao gồm:
+ Thiết bị khử lưu huỳnh của khí nguyên liệu
+ Thiết bi Reforming sơ cấp
+ Thiết bị Reforming thứ cấp
+ Thiết bị chuyển hoá CO
+ Thiết bị tách CO2 + Thiết bị Metan hoá ( chuyển hoá CO và CO2 thành mêtan )
+ Thiết bị tổng hợp Amoniắc
- Phân xưởng sản xuất Urê bao gồm:
+ Bồn chứa Amoniắc tuần hoàn và Amoniắc thu hồi
+ Thiết bị nén CO2 và tổng hợp Urê
+ Tháp stripping để tách Urê
+ Thiết bị phân huỷ và thiết bị ngưng tụ
+ Thiết bị cô đặc và tách chân không
+ Thiết bị phun và tạo hạt Urê
- Phân xưởng phụ trợ bao gồm :
+ Hệ thống xử lý nước thải : Bao gồm hệ thống cống ngầm thu gom các loại nước thải như nước thải công nghệ, nước mưa, nước làm lạnh, nước thải sinh hoạt, nước cứu hoả, nước nhiễm dầu thu gom từ các xưởng công nghệ ( hệ thống xử lý nước thải để xử lý các loại nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường Việt Nam trước khi thải ra môi trường )
+ Hệ thống đốt đuốc: Trong nhà máy có 2 đuốc đốt khí riêng rẽ để đốt các loại khí thải (khí dư) trong quá trình hoạt động của nhà máy Một đuốc đốt các loại khí thải có chứa Amoniắc, một đuốc đốt các loại khí thải có chứa hydrocacbon
+ Ống khói : Ống khói chủ yếu thải khí cháy của tuốc bin khí và hệ thống nồi hơi với chiều cao thiết kế hợp lý nhằm đạt khả năng khuếch tán tốt nhất lượng khí thải ra ( CO2 , NOx ) sao cho phù hợp với các tiêu chuẩn môi trường Việt Nam
+ Hệ thống nước cứu hoả: Cung cấp nước cứu hoả cho toàn bộ nhà máy
Hệ thống sản xuất điện của nhà máy bao gồm một máy phát điện Turbine khí có công suất 21MW Máy phát này đảm bảo cung cấp toàn bộ nhu cầu điện năng cho nhà máy và thậm chí còn có thể hòa vào lưới điện quốc gia.
+ Hệ thống sản xuất Nitơ: Sản xuất Nitơ để phục vụ làm kín các máy nén khí, thổi rửa đường ống và trơ hoá các thiết bị
+ Hệ thống nước công nghệ và nước làm mát : Đảm bảo sản xuất đủ nước cấp cho các lò hơi và nước làm mát cho các thiết bị trong nhà máy + Hệ thống lò hơi : Đảm bảo cung cấp đủ hơi nước cho các quá trình công nghệ
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý:
3.1.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý :
- Cơ sở của phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các quá trình lý hóa diễn ra giữa chất bẩn và hóa chất thêm vào Những phản ứng diễn ra có thể là phản ứng oxy hóa khử, các phản ứng tạo chất kết tủa hoặc phản ứng phân hủy chất độc hại Các phương pháp hóa học là oxy hóa, trung hòa, đông tụ, keo tụ…Thông thường đi đôi với trung hòa có kèm theo quá trình đông tụ và nhiều hiện tượng vật lý khác
- Những phương pháp hóa lý để xử lý nước thải công nghiệp đều dựa trên cơ sở ứng dụng các quá trình keo tụ, hấp phụ, trích ly, bay hơi, tuyển nổi, trao đổi ion, tinh thể hóa, Dializ (dùng màng bán thấm), cô đặc, khử hoạt tính phóng xạ, khử khí, khử màu…
- Có thể gây đông tụ nước thải bằng cách cho vào trong nước một loại hóa chất đông tụ đủ làm cho các hạt rất nhỏ biến thành hạt lớn lắng xuống
- Các chất đông tụ có tác dụng làm tạp chất ở dạng keo đông tụ (coagulator) thành các hạt lớn Sau đó tạp chất đạt độ lớn cần thiết để dễ dàng lắng tụ ở dạng bông cho xử lý tách lọc thuận lợi
- Người ta dùng hai loại tạp chất đông tụ là muối nhôm và muối sắt Ngoài ra còn dùng các muối khác như: muối nhôm/sắt, muối magie, muối hỗn hợp
- Clo hóa được sử dụng cho các loại nước thải sinh họat cũng như nước thải công nghiệp mục đích sát trùng, diệt tảo làm giảm mùi, kiểm soát hiện tượng bùn sình (bulking) Ngoài ra, các tác nhân cho quá trình Clo hóa, vừa có tính Clo hóa vừa có tính oxy hóa nên có thể phân hủy nhiều chất độc hữu cơ thành các chất vô hại Sau xử lý sinh học, trước khi thải vào sông hồ, người ta phải Clo hóa nước thải Nếu không có xử lý sinh học, công trình Clo hóa thường được lắp đặt sau bể lắng sơ cấp
- Các hợp chất Clo thông dụng được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải là: Clo ở dạng khí (Cl2) hoặc lỏng, calcium hypochlorite ( Ca(OCl)2 ), sodium hypochlorite (NaOCl), và Clorine dioxide (ClO2)
3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học:
3.2.1 Vai trò của vi sinh vật trong các quá trình xử lý nước thải:
- Vi sinh vật có vai trò hết sức quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải, biến các chất thải độc hại thành những chất vô hại Hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý nước thải rất phong phú Tuy nhiên, chúng có phát huy tác dụng hay không còn tùy thuộc vào môi trường xung quanh nơi chúng tồn tại:
Nồng độ quá lớn các chất hữu cơ trong nước thải, sự có mặt của các chất độc như các kim loại nặng, các loại hóa chất độc hại ở nồng độ quá cao … là những yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của vi sinh vật
3.2.2 Sử dụng vi sinh vật xử lý nước thải
Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải, bao gồm các loại như vi khuẩn, nấm, tảo, động vật nguyên sinh và cả động thực vật Tùy thuộc vào công nghệ xử lý cụ thể mà các nhóm vi sinh vật này có thể được sử dụng riêng lẻ, kết hợp hoặc cùng lúc để đạt hiệu quả tối ưu trong quá trình xử lý.
Để xử lý triệt để nước thải sinh hoạt và công nghiệp, cần kết hợp nhiều phương pháp xử lý gồm cơ học, hóa học, hóa lý và sinh học Trong đó, xử lý sinh học thường được áp dụng ở giai đoạn xử lý thứ cấp và thứ ba, kết hợp với các phương pháp hóa học và hóa lý.
- Nguyên tắc của phương pháp xử lý sinh học là dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật có khả năng phân giải các chất hữu cơ hoặc vô cơ làm nguồn năng lượng, nguồn cacbon để thực hiện quá trình sinh tổng hợp và phát triển sinh khối Cả hai nhóm vi sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng cùng được sử dụng để xử lý nước thải Trong nhóm các vi sinh vật dị dưỡng người ta chia làm ba nhóm nhỏ vi sinh vật yếm khí, vi sinh vật hiếu khí, vi sinh vật yếm khí tùy nghi.Các vi khuẩn hiếu khí (aerobes) cần oxy hòa tan để phân hủy chất hữu cơ, nhóm vi khuẩn yếm khí (anaerobes) có khả năng oxy hóa được chất hữu cơ trong điều kiện không cần oxy tự do Chúng có thể sử dụng oxy trong các hợp chất như nitrat, sulfat Còn nhóm vi sinh vật tùy nghi (facultative) thì có thể phát triển trong điều kiện có hoặc không có oxy
Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý nước thải khác nhau, mỗi phương pháp đều có ưu khuyết điểm riêng biệt Việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng nước thải đầu vào, tiêu chuẩn chất lượng nước thải đầu ra mong muốn, khả năng tài chính đầu tư, điều kiện mặt bằng Vì vậy, lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp cần dựa trên việc cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố liên quan để đảm bảo hiệu quả và đáp ứng yêu cầu đặt ra.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
4.1 Hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu 4.1.1 Các thiết bị trong hệ thống:
• Thiết bị vớt rác tự động 40-PK-2001/Z1
• Hệ thống dây đai gạt dầu 40-PK-2001/Z2
• Bể tách dầu API 40-PK-2001/V1
• Bể chứa nước đã tách dầu 40-PK-2001/BA1
• Bơm nước đã tách dầu 40-PK-2001/P1A/B
• Bể chứa dầu 40-PK-2001/BA3
• Bể chứa dự phòng 40-PK-2001/BA2
• Bơm tuần hoàn nước thải 40-PK-2001/P2
• Thiết bị tách CPI 40-PK-2001/V4
• Bồn chứa chất phá nhũ tương 40-PK-2001/TK1
• Máy khuấy chất phá nhũ tương 40-PK-2001/Z6
• Bồn phụ chứa chất phá nhũ tương 40-PK-2001/V3
• Bơm chất phá nhũ tương 40-PK-2001/P5A/B
• Bơm vận chuyển chất phá nhũ tương 40-PK-2001/P6A/B
• Bồn chứa chất keo tụ 40-PK-2001/TK6
• Máy khuấy chất keo tụ 40-PK-2001/Z7
• Bồn phụ chứa chất keo tụ 40-PK-2001/V8
• Bơm chất keo tụ 40-PK-2001/P9A/B
• Bơm vận chuyển chất keo tụ 40-PK-2001/P10
• Bồn khuấy trộn nhanh 40-PK-2001/TK3
• Máy khuấy keo tụ 40-PK-2001/Z4
• Bồn keo tụ 40-PK-2001/TK4
• Bộ bão hòa không khí 40-PK-2001/V5
• Thiết bị tuyển nổi 40-PK-2001/Z5
• Bồn chứa cuối 40-PK-2001/TK5
• Bơm vận chuyển cuối 40-PK-2001/P8A/B
• Bộ lọc đa chức năng 40-PK-2001/V6
• Bộ lọc than hoạt tính 40-PK-2001/V7
• Thiết bị đông tụ 40-PK-2001/V2
• Bộ lọc sơ bộ 40-PK-2001/FL1 Đồng thời còn có hệ thống đường ống dẫn lưu chất các loại (nước thải, khí nén, hóa chất…), các loại van ngắt, van điều khiển và thiết bị đo lường lắp đặt trong hệ thống
4.1.2 Nguyên lý làm việc của các thiết bị chính trong hệ thống
4.1.2.1 Thiết bị phân tách API
Thiết bị tách dầu nước hoạt động dựa trên bể tách được thiết kế để cung cấp thời gian lắng đủ cho các giọt dầu nổi lên trên bề mặt nước Tại đây, các giọt dầu tụ lại thành lớp dầu và lớp dầu này được loại bỏ bằng thiết bị gạt.
- Về mặt lý thuyết, sự tách pha dầu trong nước là dựa trên sự nổi tỷ trọng của những giọt dầu lên bề mặt của bể phân tách Tỷ lệ dầu nổi lên trên là kết quả của sự chênh lệch tỷ trọng giữa pha dầu và pha nuớc trong nước thải Diện tích bề mặt của bể phân tách càng lớn thì hiệu quả phân tách càng tốt
4.1.2.2 Thiết bị phân tách CPI
- Diện tích bề mặt sẽ được tăng lên đáng kể nếu ta đặt các đĩa song song trong bể phân tách Kết quả là bể tách sẽ có diện tích bề mặt bằng tổng diện tích hình chiếu theo phương nằm ngang của các đĩa được lắp đặt Và đây là lý do để cải tiến thiết bị API Những đĩa đặt song song có thể làm tăng diện tích bề mặt của bể phân tách CPI lớn gấp 2-3 lần API
- Hơn nữa, ngoài việc làm tăng diện tích bề mặt, những đĩa được đặt song song trong CPI còn làm giảm xu thế shock thủy lực và giảm hiện tượng chảy rối trong thiết bị phân tách , do đó làm tăng hiệu suất phân tách Các tấm này thường được đặt theo chiều nằm nghiêng nhằm mục đích tăng cường lượng dầu tụ tập ở bề mặt dưới của các đĩa và nổi lên bề mặt thóang của bồn tách, trong khi bùn( là hỗn hợp dầu–nước chưa tách được hết ) tích tụ ở trên các tấm sẽ lắng xuống đáy của thiết bị Để tăng thêm diện tích bề mặt, các đĩa được thiết kế có hình gợn sóng
- Dầu được tách ra từ CPI có hàm lượng nước thấp hơn là từ API Và tổng lượng dầu thu được từ thiết bị tách AIP chỉ bằng 60% lượng dầu thu được từ CPI , đồng thời CPI tách được các hạt dầu có kích thước nhỏ hơn
4.1.2.3 Thiết bị phá nhũ tương
- Nhũ tương nước - dầu và nhũ tương dầu - nước luôn hình thành nếu trộn dầu và nước với nhau Độ bền cơ học của nhũ tương phụ thuộc vào nhiều yếu tố: các cấu tử có trong nhũ tương, độ nhớt của dầu, sức căng bề mặt và nhiều nhân tố khác
- Nhũ tương có thể bị phá vỡ bởi các hóa chất mang điện tích bằng cách trung hòa điện tích của nhũ tương
- Anion và cation có xu hướng trung hòa với nhau Nguyên lý của sự phá vỡ độ bền nhũ tương là sử dụng các chất điện phân
1) Các anion , như OH và PO4 2- sẽ phá vỡ nhũ tương lọai nước-dầu
2) Các cation , như H + , AL 3+ , Fe 3+ , sẽ phá vỡ nhũ tương dầu-nước
- Một phương pháp khác để loại bỏ dầu còn lại trong nước và huyền phù là keo tụ hoặc là đông tụ bằng hóa chất Sự keo tụ được tiến hành bằng cách thêm hóa chất keo tụ vào trong nước nhiễm dầu Các hóa chất keo tụ thường được dùng là muối nhôm hoặc các muối sắt và thông thường là muối sắt III
- Để quá trình tạo keo hiệu quả thì hóa chất cần được thêm vào nhanh chóng cùng với hệ thống khuấy trộn để đảm bảo dầu sẽ đông tụ hòan toàn
4.1.2.5 Thiết bị tuyển nổi bằng không khí
- Trong công nghệ tuyển nổi, dòng nước cao áp sẽ được trộn thêm không khí Khi được nhả áp, dòng không khí cao áp sẽ thoát ra khỏi dung dịch và hỡnh thành nờn cỏc bong búng cú đường kớnh khỏang 30à - 120à Cỏc bong bóng hình thành trên bề mặt các hạt dầu lơ lửng hoặc là bị hút tới các hạt dầu này bởi năng lượng bề mặt Do vậy, một pha dầu sẽ hình thành với tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng của nước và sẽ nổi lên trên bề mặt
- Tốc độ nổi lên của những giọt dầu trong nước tỷ lệ nghịch với tỷ trọng của nó, do vậy sự gắn kết dù chỉ bởi một bọt khí nhỏ vào hạt dầu sẽ làm giảm đáng kể tỷ trọng của cả pha dầu và làm cho vận tốc nổi lên của dầu tăng lên khá nhiều
- Năng lượng bề mặt rất quan trọng trong sự tuyển nổi Bởi vì ứng với mỗi loại nhũ tương có năng lượng khác nhau thì xử lý hóa học là điều cần thiết để sự tuyển nổi hiệu quả
Hình 3: Hệthống xửlý nước nhiễm dầu
Nước Bồn tách tỷ trọng API
Chất keo tụ Dầu thải
Bồnđông tụ Nước tuần hoàn
Tuyển nổi bằng không khí Bộ lọc
Chất phá nhũ tương Bồn keo tụ
OH - , PO 4 2- phá nhũtương Nước - Dầu H + , Al 3+ , Fe 3+ phá nhũ tương Dầu - Nước Chỉ tiêu: 5mg/l
4.1.3.2 Miêu tả quy trình công nghệ :
- Nước thải nhiễm dầu từ xưởng Amoniắc và xưởng Urê được thu từ bồn phụ của thiết bị tách dầu API nơi mà dầu sẽ được vớt lên và được đưa sang bể chứa dầu Trong quá trình vận hành bình thường, nước đã xử lý được bơm đến CPI bằng máy bơm tách nước
- Nước được xử lý từ CPI và sẽ chảy đến bồn trộn nhanh và trộn với chất phá nhũ tương Máy khuấy sẽ trộn đều hóa chất phá nhũ tương với nước trong bồn Sau đó dòng chảy này chảy vào bồn tạo keo và hình thành pha dầu
- Máy khuấy cũng được lắp đặt trong bồn để hòa trộn hóa chất với dòng nước Từ bồn keo tụ dòng đuợc đưa vào bồn tuyển nổi bằng không khí
CÁC NGUYÊN TẮC TRONG PHÂN TÍCH MẪU
5.1 Nguyên tắc phân tích COD a Nhu cầu oxy hóa học hay COD là một trong những thông số dùng để đánh giá mức độ hàm lượng các chất hữu cơ có trong mẫu thông qua hàm lượng Oxy cần phải tiêu hao để Oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ có trong mẫu Đây là một phương pháp giúp giải pháp nhanh chóng chất lượng nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ b Phương pháp Bicromat được chọn để xác định COD vì nó có thuận lợi cho công việc phòng thí nghiệm cũng như kết quả có độ chính xác cao nhất là khi phân tích nước thải có hàm lượng COD >100 mg/l c Hỗn hợp K2Cr2O7 và H2SO4 có tính oxy hóa rất mạnh có thể phân hủy hầu hết chất hữu cơ khi được đun sôi d Lượng kalidicromate và acid sulfuric đã biết trước đã giảm tương ứng với lượng chất hữu cơ có trong mẫu Lượng dichromate dư sẽ được định phân bằng dung dịch Fe(NH4)2(SO4)2 và lượng chất hữu cơ sẽ bị oxy hóa sẽ tính bằng lượng Oxy tương đương qua Cr2O7 bị khử, đại lượng này chính là COD
5.2 Nguyên tắc xác định hàm lượng TSS trong nước
Xác định các chất rắn hòa tan và chất rắn lơ lửng trong nước
5.3 Nguyên tắc xác định hàm lượng amoniăc trong nước
Nồng độ amoniac được xác định bằng phương pháp so màu mẫu, trong đó dung dịch chuẩn tham chiếu và mẫu được phản ứng trong môi trường kiềm với thuốc thử Nessler để tạo màu vàng Quá trình phản ứng này giúp tạo ra cơ sở so sánh màu sắc giữa mẫu và dung dịch chuẩn, từ đó xác định được nồng độ amoniac trong mẫu.
2(2KI.HgI2) + NH3 + 2KOH → (NH2)Hg – O – HgI + 7KI + 2H2O
- Để tránh những trở ngại do tạp chất có trong mẫu gây ra trên thuốc thử, mẫu cần được chưng cất và dịch phẩm thu được sẽ dùng định phân theo phản ứng trên
5.4 Nguyên tắc xác định hàm lượng dầu trong nước
Xác định hàm lượng dầu trong nước
THỰC NGHIỆM 1 KIỂM TRA TIÊU CHUẨN NƯỚC THẢI SINH HỌAT
Phân tích COD
- Buret - Bếp đun, bếp đun COD - Bình tam giác 50mL - Bình đun hồi lưu và ống sinh hàn - Ống nghiệm COD
1.1.2 Hóa chất a Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,25N
Hoà tan 12,2559g K2Cr2O7 đã được sấy khô ở 103 o C trong 2 giờ trong 1000mL nước cất b dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,25N
Hoà tan 1,2256g K2Cr2O7 đã được sấy khô ở 103 o C trong 2 giờ trong 1000mL nước cất c H2SO4 reagent
Thêm Ag2SO4 vào acid sulfuric đậm đặc theo tỷ lệ 5,5g Ag2SO4/1L H2SO4 Để yên trong 1-2 ngày để tan rồi mới sử dụng d Dung dịch Ferous ammoniumsulfate (FAS) 0,25N
Hòa tan 98 gam phèn sắt amoni trong nước cất, thêm 20 ml axit H2SO4, làm lạnh, pha loãng thành 1000 ml Tiến hành chuẩn độ dung dịch này hàng ngày bằng dung dịch K2Cr2O7.
- Lấy 10mL dung dịch K2Cr2O7 0,025N pha loãng thành 100mL, thêm
30mL acid H2SO4 đậm đặc, làm lạnh rồi định phần bằng FAS với 2-3 giọt Ferroin làm chỉ thị màu
N =V e Acid sulfamic f Dung dịch Potassium hydrogen phtalate 500mg O2/L
Hoà tan 425mg HOOC-C6H4-COOK (đã được sấy nhẹ và làm ổn định trọng lượng ở 120 o C ) trong 1000mL nước cất
Phương pháp đun kín mẫu (mẫu có hàm lượng COD>50mg/L)
- Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín với dụng dịch rửa acid cromic trước khi sử dụng Chọn thể tích mẫu và thể tích hoá chất tương ứng theo bảng sau:
Vmẫu(mL) (mL) chuan O Cr
Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm Hg2SO4 và lắc đều trong 15 phút Tiếp theo, thêm K2Cr2O7, rồi thận trọng nhỏ H2SO4 đặc dọc thành ống nghiệm Đậy kín ống, lắc đều và đặt vào lò COD ở 150°C trong 2 giờ Sau khi để nguội, nhỏ 1 giọt ferroin và chuẩn độ bằng dung dịch FAS có nồng độ tương ứng với K2Cr2O7 đã dùng, đến khi màu chuyển từ xanh sang nâu đỏ.
- Làm tương tự như vậy với mẫu trắng và mẫu chuẩn
Hàm lượng COD được tính như sau:
V1: thể tích dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7 tham gia phản ứng ,ml;
V2: thể tích dung dịch tiêu chuẩn Fe 2+ tiêu tốn khi chuẩn độ ,ml;
5,9: lượng dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7 tiêu tốn cho mẫu trắng, ml;
0,025: nồng độ đương lượng của dung dịch tiêu chuẩn Fe 2+ và dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7 ;
F: hệ số hiệu chỉnh nồng độ dung dịch Fe 2+ ; Vm: lượng mẫu lấy p
Xác định TSS của nước
Dung dịch Al(OH)3 1mg/ml
- Tráng rửa giấy lọc vài lần bằng nước cất trước khi sử dụng
- Cho giấy lọc đã tráng rửa vào chén cân cao thành có nắp, sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 o C khoảng 1 giờ đến trọng lượng không đổi
- Sau khi sấy xong để chén cân + giấy lọc vào bình hút ẩm 30 phút và cân khối lượng của chén cân + giấy lọc
- Mẫu nước được lắc đều lấy 100ml cho vào cốc thủy tinh 100ml
- Cho 1ml Al(OH)3 1mg/ml vào cốc chứa mẫu
- Cho khuấy từ vào rồi đặt lên bếp khuấy từ 5 – 10 phút
- Sau đó lọc qua giấy lọc đã biết trọng lượng Phải tráng rửa cốc và giấy lọc bằng nước cất vài lần trước khi kết thúc lọc
- Cho giấy đã lọc vào chén cân cao thành có nắp, sấy trong tủ sấy ở t 105 o C khoảng 1 giờ đến trọng lượng không đổi
- Sau khi sấy xong để chén cân + giấy lọc vào bình hút ẩm 30 phút và cân khối lượng của chén cân + giấy lọc
- Vmẫu: thể tích mẫu lấy xác định, ml;
- G1: khối lượng chén cân và giấy lọc chưa lọc qua mẫu, tính bằng g;
- G2: khối lượng chén cân và giấy lọc đã lọc qua mẫu, tính bằng g;
- m Al ( OH ) 3 : khối lượng Al(OH)3 1mg/ml, tính bằng mg;
- Khi cho cốc thủy tinh vào tủ sấy phải mở nắp chén cân
- Khi cân và để trong bình hút ẩm phải đậy nắp chén cân.
KIỂM TRA TIÊU CHUẨN NƯỚC THẢI NHIỄM AMONIĂC
- Để tránh thay đổi tính chất mẫu bởi các hoạt động vi sinh, tốt nhất nên định phân Amoniăc càng sớm càng tốt Để tránh tạo các hợp chất cloramine cần thiết phải khử lượng clor dư ngay sau khi lấy mẫu Dù sao các phương thức bảo quản mẫu cũng không thừa, tốt nhất là nên them 40mg thuỷ ngân hay 0.8 H2SO4 đđ cho mỗi lít mẫu và giữ ở 4 o C trong tối Nếu sử dụng acid cần phải trung hoà trước khi tiến hành định phân
2.2 Thiết bị và dụng cụ:
- Ống nhỏ giọt định phân - Ống Nessler
- Quang phổ kế và ống đo độ truyền suốt (C0 nm)
- Hệ thống chưng cất Kjedahl
2.3 Hoá chất: a Dung dịch ZnSO4 b Dung dịch NaOH 6N c Dung dịch EDTA d Dung dịch chuẩn N-NH3 (1ml = 10àg N-NH3):
- Dung dịch lưu trữ N-NH3 : (1ml = 10àg N-NH3) Hoà tan 3,819g NH4Cl + nước cất cho đủ 1 lít (1ml =1mg N = 1,22mg NH3
- Dung dịch chuẩn N-NH3 : (1ml = 10àg N-NH3) Pha loóng 10ml dung dịch lưu trữ với nước cất cho đủ 1 lít (1ml = 0,010 mg N = 0,0122 mg NH3) e Dung dịch đệm phosphate f Dung dịch acid boric: cân 20g H3BO3 + nước cất = 1 lít + 10ml chỉ thị màu để dung dịch có màu tím g Thuốc thử Nessler: hoà tan 100g HgI (mercuric iodide) + 70g KI + một ít nước cất cho đủ 500ml (dung dịch A) Đổ chậm và quậy đều một dung dịch B gồm 160g NaOH + 500ml nước cất
Cho vào dung dịch A ở trên rồi pha loãng thành 1 lít
Rất độc tránh hút bằng miệng h Dung dịch khử Na2S2O3 N/70 i Dung dịch chuẩn HCl 0,01N : pha loãng 10 lần dung dịch HCl 0,1N (4,2 HCl đđ + nước cất = 1000ml)
* PHƯƠNG PHÁP NESSLER HOÁ TRỰC TIẾP: a Khử clor dư (chỉ áp dụng cho nước thải sinh hoạt hoặc nướv thải nhiễm clo)
Để định lượng clo dư trong nước theo phương pháp iodometric, người ta tiến hành các bước sau:- Thêm 1ml Na2S2O3 N/70 cho 1mg Cl2/l trong 50ml mẫu.- Thêm 1ml ZnSO4 và 0,5 ml NaOH ^N (pH = 10,5) trong mẫu, xáo trộn đều, lọc qua giấy lọc để loại kết tủa và lọc phần nước trong.- Lấy 25ml mẫu qua lọc thêm 1giọt EDTA, 0,5ml Nessler.- Chuẩn bị dung dịch chuẩn theo hướng dẫn.
SỐ THỨ TỰ ỐNG NGHIỆM 0 1 2 3 4 5
Thể tích dung dịch N-NH3 chuẩn 0 3 6 9 12 15
Thêm vào mỗi ống 0.5ml thuốc thử Nessler Để yên 10phút sau đ ó tiến hành đo độ hấp thu của các dung dịch trên máy UV ở bước sóng = 430nm
Dựng đường chuẩn rồi đo độ hấp thu của mẫu phân t ích Dựa vào đường chuẩn để suy ra nồng độ N-NH3 của mẫu phân tích Nếu độ hấp thu của mẫu vượt quá đường chuẩn thì làm lại với 1 thể tích mẫu thích hợp và pha loãng thành 50ml
Tiến hành dựng đường chuẩn để xác định độ hấp thụ mẫu phân tích bằng phương pháp quang phổ So sánh kết quả phân tích với đường chuẩn để xác định nồng độ N-NH3 trong mẫu Nếu mẫu đã được pha loãng thì cần nhân kết quả thu được với số lần pha loãng để tính toán nồng độ thực tế trong mẫu ban đầu.
Kiểm tra tiêu chuẩn nước thải nhiễm dầu
3.1 Xác định hàm lượng dầu trong nước:
- Phễu chiết có nút, dung tích 500ml;
- Chén thủy tinh dung tích 100ml;
- Chén thủy tinh được sấy ở 105 o C trong 30 phút, để nguội trong bình hút ẩm 30 phút rồi đem cân khối lượng, a
- Lắc kỹ mẫu, dùng ống đong lấy 400ml mẫu, cân khối lượng mẫu và rót vào phễu chiết
- Dùng giấy pH để kiểm tra mẫu Nếu môi trường là kiềm thì dùng HCl 1N trung hòa, rồi cho thêm 3ml HCl 1N Nếu pH của mẫu ban đầu khoảng 4 – 5 thì không cần phải dùng HCl nữa
- Cho vào phễu 30ml n-hexane Đậy nắp, lắc kỹ khoảng 2 phút Dốc đuôi phễu chiết hướng lên trên và mở van cho khí thoát ra Đóng van lại và lắc như trên một lần nữa
- Mở nắp và lắc xoay tròn nhẹ rồi để yên dung dịch cho tới khi tách lớp
- Rút bỏ lớp nước vào lại ống đong (cố gắng loại bỏ hết nước đến mức có thể), nếu dùng dung môi chiết dầu có tỷ trọng nặng hơn nước thì tách ngay dung môi, bỏ qua bước này
- Lượng n-hexane còn lại trong phễu chiết được cho qua 1 phễu lọc có chứa giấy lọc và 10g Na2SO4 khan; dung dịch lọc được chứa vào chén thủy tinh
- Nếu lượng dầu quá ít (không nhìn thấy hoặc nhìn thấy một ít váng dầu trên mặt nước) thì chiết một lần là đủ
- Đổ nước đã chiết một lần vào phễu chiết.- Tráng ống đong chứa nước chiết lần 1 bằng 30ml n-hexane và dồn vào phễu chiết.- Lặp lại quá trình chiết như lần 1.- Lượng n-hexane chiết lần 2 được dồn chung vào lần 1.
- Rửa phễu lọc có chứa Na2SO4 bằng 10ml n-hexane và cũng được gộp vào chén thủy tinh
- Đặt chén thủy tinh có chứa dịch lọc lên bếp cách thủy (để trong tủ hút) Đặt nhiệt độ ở 95 o C cho đến khi dung môi bay hết
- Chuyển chén thủy tinh vào tủ sấy, sấy ở 105 o C trong 30 phút
- Sau đó cho chén thủy tinh vào bình hút ẩm, để nguội Sau 30 phút đem cân khối lượng b
Hàm lượng dầu trong nước được tính theo công thức sau:
Trong đó: a: Khối lưọng cân ban đầu của chén thủy tinh, g; b: khối lượng cân của chén thủy tinh có dầu sau khi sấy, g; g: khối lượng mẫu lấy phân tích, g;
Kết quả phân tích nước thải sinh hoạt trước khi xử lý của tháng 08/2005 Đồ thị biểu diễn nồng độ pH
COD 21.6 30.4 18.2 34.0 44.0 80.0 71.6 80 72.2 Đồ thị biểu diễn kết quả phân tích COD
TSS 62 80 31 74 35 18 30 37 40 Đồ thị biểu diễn kết quả phân tích TSS
Nhiệt độ( o C) 29 30 31 30 30 30 30 32 30 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ
Cl 2 0.40 0.42 0.42 0.35 0.43 0.34 0.4 0.23 0.52 Đồ thị biểu diễn kết quả phân tích Clorua
Nhìn vào tất cả đồ thị phía trên ta có thể thấy được tất cả đều đạt tiêu chuẩn cho phép theo TCVN 5945-1995
- Nồng độ pH chỉ dao động từ 7,3 – 7,8 còn chỉ số COD thì dao động từ 17.2 – 80 và ngày 17/08/05, ngày 23/08/05, ngày 24/08/05 và cuối cùng ngày 30/08/05 rất cao nhưng ngược lại trong những ngày này thì TSS lại rất thấp, theo thông thường thì TSS thì phải kéo theo COD cao nhưng điều này ngược lại thì chứng tỏ phòng phân tích của nhà máy đã có những sai sót trong quá trình phân tích
- Hàm lượng clo dao động từ 0.23 – 0.52 và nhiệt độ dao động từ 29 -32 đều nằm trong khoảng cho phép của TCVN
Kết quả phân tích nước thải sau khi xử lý của tháng 06/2005 Đồ thị biểu diễn nồng độ pH tháng 06
Ngày 02/06/05 03/06/05 09/06/05 10/06/05 16/06/05 17/06/05 23/06/05 24/06/05 30/06/05 pH 6.1 6.7 6.5 6.5 6.3 6.5 6.4 6.4 6.5 Đồ thị biểu diễn kết quả phân tích COD
COD 41.1 45.5 14.0 15.8 36.5 14.6 8.3 17.3 10.1 Đồ thị biểu diễn kết quả phân tích Clorua
Cl 2 2.5 0.4 0.1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.1 Đồ thị biểu biễn kết quả phân tích TSS
TSS 44 18 20 25 33 30 34 44 42 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ
Nhìn chung kết quả phân tích nước thải sinh hoạt của nhà máy sau khi xử lý rất tốt đã đạt được tiêu chuẩn cho phép của nhà nước
- Hàm lượng COD dao động từ 8.3 – 45.5 như vậy là rất tốt so với TCVN
- Và hàm lượng TSS thì dao động từ 18 – 44 và cũng đạt tiêu chuẩn Nhưng nhìn vào đồ thị ta lại thấy số liệu đã không được hợp lý vì nếu hàm lượng TSS cao thì phải kéo theo COD cao
- Nhiệt độ dao động từ 29 o C – 31 o C là đạt
Hàm lượng clorua trong nước dao động từ 0,1 đến 2,5 mg/l, tuy nhiên chỉ có rất ít trường hợp nồng độ vượt quá ngưỡng an toàn Biểu đồ phân tích cho thấy hàm lượng clorua thường nằm trong phạm vi đạt tiêu chuẩn, chỉ có một trường hợp duy nhất ghi nhận mức clorua tăng cao lên 2,5 mg/l Nhìn chung, hàm lượng clorua trong nguồn nước ở mức an toàn và chấp nhận được.
Kết quả phân tích nước thải nhiễm dầu tháng 11/05 Đồ thị biểu diễn nồng độ pH
29 18 30 30 28 30 29 29 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ
- Theo kết quả phân tích thì hàm lượng pH trong nước thải hơi cao có thể là do trong nước thải có thể bị nhiễm amoniac hoặc urê nên làm cho nồng độ pH cao
- Nhiệt độ như vậy là đạt tiêu chuẩn
- Và kết quả xử lý dầu trong nước thải là triệt để là rất tốt
Kết quả phân tích nước thải nhiễm
Amoniac trước khi xử lý
Ngày 01/08/05 04/08/05 06/08/05 08/08/05 12/08/05 20/11/05 Nồng độ N-NH3 mg/l 4 6 5 7 6 10 Đồ thị biểu diễn nồng độ N-NH3
❖ Thảo luận : - Kết quả phân tích nước thải nhiễm amoniac trước khi xử lý như vậy là đạt tiêu chuẩn rất tốt.
Kết quả phân tích nước thải nhiễm
Amoniac sau khi xử lý
Nồng độ N-NH3 mg/l 0.1 0.3 0.3 0.4 0.4 0.8 Đồ thị biểu diễn nồng độ N-NH3
❖ Thảo luận: nhìn đồ thị ta thấy thì kết quả nước thải nhiễm amoniac trước khi xử lý và sau khi xử lý đã cho kết quả rất tốt.
- Nhìn chung nước thải ở nhà máy đạm đã được xử lý rất tốt và gần như đạt tiêu chuẩn loại A, có thể được thải ra sông và tái sử dụng làm mát cho máy và làm nước thải sinh hoạt
- Hệ thống xử lý nước thải ở nhà máy Đạm Phú Mỹ có thể nói là một hệ thống hiện đại, xử lý rất tốt vì vậy nên duy trì và phát huy những quy trình và thiết bị hiện đại đó
- Tuy nhiên đôi khi ở những xưởng Amoniac và xưởng urê đã để cho Urê và Amoniac thoát ra ngoài và nhiễm vào nước thải vì vậy ở mỗi xưởng nên kiểm tra ngiêm ngặt hơn và có biện pháp xử lý
- Và đôi khi kết quả được phân tích tại phòng phân tích của nhà máy không được hợp lý có thể là do hóa chất và thiết bị không được chính xác nên đề nghị cần phải chính xác hơn nữc để không có những sai sót như trên
MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1
PHẦN I: TỔNG QUAN 1 SƠ LƯỢC KHU CÔNG NGHIỆP PHÚ MỸ 6
2 SƠ LƯỢC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 6
2.2 Nguyên liệu của nhà máy 7
2.3 Sản phẩm của nhà máy sẽ là : 7
2.4 Công nghệ và thiết bị 8
3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 11
3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý: 11
3.1.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý : 11
3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học: 12
3.2.1 Vai trò của vi sinh vật trong các quá trình xử lý nước thải: 12
3.2.2 Sử dụng vi sinh vật xử lý nước thải 12
4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 14
4.1 Hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu 14
4.1.1 Các thiết bị trong hệ thống: 14
4.1.2 Nguyên lý làm việc của các thiết bị chính trong hệ thống 15
4.1.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu 20
4.2 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM AMONIAC 21
4.2.1 Các thiết bị trong hệ thống : 21
4.2.2 Nguyên lý họat động của các thiết bị 21
4.2.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống xử lý nước thải nhiễm NH3 23
4.3 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HỌAT 24
4.3.1 Các thiết bị trong hệ thống 24
4.3.2 Nguyên tắc họat động các thíêt bị 25
4.3.3 Miêu tả quy trình công nghệ 26
4.3.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của nước thải sinh họat 28
5 CÁC NGUYÊN TẮC TRONG PHÂN TÍCH MẪU 29
5.1 Nguyên tắc phân tích COD 29
5.2 Nguyên tắc xác định hàm lượng TSS trong nước 29
5.3 Nguyên tắc xác định hàm lượng amoniăc trong nước 29
5.4 Nguyên tắc xác định hàm lượng dầu trong nước 29
PHẦN II: THỰC NGHIỆM 1 KIỂM TRA TIÊU CHUẨN NƯỚC THẢI SINH HỌAT 30
1.2 Xác định TSS của nước 32
2 KIỂM TRA TIÊU CHUẨN NƯỚC THẢI NHIỄM AMONIĂC 34
2.2 Thiết bị và dụng cụ: 34
3 Kiểm tra tiêu chuẩn nước thải nhiễm dầu 37
3.1 Xác định hàm lượng dầu trong nước: 37
PHẦN III: KẾT QUẢ & THẢO LUẬN 39
PHẦN IV: KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 56 PHỤ LỤC
Nồng độ giới hạn các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp (TCVN 5945 – 1995)
Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn
Nhiệt độ pH BOD (20 o C) COD
Chất rắn lơ lửng Asen
Caủimi Chì Clo dử Croâm(VI) Croâm (III) Dầu mỡ khoáng Dầu động thực vật Đồng
Keõm Mangan Niken Photpho hữu cơ Photpho toồng Saét
Tetracloetilen oC - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
Thieác Thuûy ngaân Toồng nitro Tricloetilen Amoniac (tính theo nitô) Florua
Phenol Sulphua Xyanua Coliform Tổng hoạt độ phóng xạα Tổng hoạt độ phóng xạβ mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100ml
- KPHĐ : Không phát hiện được
- Nước thải sau khi xử lý đạt các giá trị không lớn hơn các giá trị ghi ở cột A được dùng như nước sinh hoạt
- Nước thải sau khi xử lý đạt các giá trị không lớn hơn các giá trị ghi ở cột B dùng cho giao thông thủy, tưới tiêu, bơi lội, thủy sản, trồng trọt
- Nước thải sau khi xử lý đạt các giá trị nằm giữa các giá trị ghi ở cột B và C chỉ được phép thải vào nơi quy định
- Nước thải có các giá trị lớn hơn các giá trị ghi ở cột C không được phép thải, phải xử lý ít nhất bằng các giá trị ghi ở cột C mới được thải vào nơi quy ủũnh
Chất lượng tiêu chuẩn nước thải công nghiệp
- Tiêu chuẩn này quy định giá trị tối đa nồng độ các chất trong nước thải công nghiệp khi thải ra môi trường xung quanh
- Tiêu chuẩn này dùng để kiểm soát nồng độ các chất trong thành phần nước thải công nghiệp
- Danh mục các thông số, chất ô nhiễm và giá trị giới hạn nồng độ cho phép của chúng trong nước thải được nêu trong bảng
- Đối với nước thải một số ngành công nghiệp đặc thù, giá trị các thông số và nuồng độ các chất thành phần được quy định trong tính chất riêng
