Tiểu luận: Xử lý nước thải trong công nghiệp hóa học và công nghệ lọc hóa dầu pptx

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh,có trong nước thải.Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là

Đề Tài Tiểu Luận

Nhóm 1

SINH VIÊN THỰC HIỆN: 1- TRẦN NGỌC HUY 0921010069

2 -ĐÀO THỊ THANH HẢI 0921010048

3- NGUYỄN THỊ NGỌC DUNG 0921010026

4 -PHẠM VŨ DŨNG 0921010032

5- NGÔ VĂN DUY 0921010029

• đề tài 1: Các phương pháp sinh học xử lý nước

thải trong cụng nghệ húa học và cụng nghiệp Lọc – Húa dầu (Lọc dầu, húa dầu, chế biến

khớ)

MỤC LỤC

I) Mở đầu

• II-Các quá trình sinh học chủ yếu trong xử lý nước thải

II.1.QUÁ TRÌNH SINH HỌC HIẾU KHÍ

• II.1.1.Quá trình sinh học tăng trưởng lơ lửng

• II.1.2.QUÁ TRÌNH SINH HỌC TĂNG TRƯỞNG DÍNH BÁM

• II.2.Phương pháp kỵ khí

• II.2.1.Quá trình phân hủy kỵ khí

• II.2.2.Quá trình sinh học tăng trưởng lơ lưởng

• II.3.QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG TỰ NHIÊN(HỒ SINH VẬT)

A-HỒ HIẾU KHÍ

• B-HỒ HIẾU KHÍ TÙY TIỆN

• C-HỒ KỴ KHÍ

• III-Xử lý nước thải ngành dệt nhuộm

• 1-CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI

• 2.Các nguồn gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải

• 3 xử lý nước thải dệt nhuộm

• 3.1.CÁC PHƯƠNG PHÁP NGĂN NGỪA GIẢM Ô NHIỄM NƯỚC THẢI

NGÀNH DỆT NHUỘM

• 3.2.CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

• 1.SƠ LƯỢC VỀ DẦU MỎ

• 2.Các nguồn nước thải

• 3.Ảnh hưởng của ngành lọc hóa dầu tới môi trường

• 3.1.TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC HÓA DẦU

• 3.1.1.Mục đích của nhà máy lọc dầu

• 3.1.2.Nhiệm vụ của nhà máy

• 3.1.3.Các quá trình chế biến trong nhà máy lọc dầu

• 3.1.4.Các quá trình bảo vệ môi trường

• 3.2.PHÂN HỦY SINH HỌC CÁC CHẤT HỮU CƠ CÓ TRONG NƯỚC THẢI DẦU MỎ

• 3.2.1.xử lí nước thải lẫn dầu mỡ

• 3.2.2.XỬ LÍ NƯỚC THẢI LỌC DẦU

Ô nhiễm sông thị vải

• I) Mở đầu

• Khi nền văn minh nhân loại phát triển,các khu đô thị và các khu công nghiệp mọc lên và phát triển một cách nhanh chóng.

• Vì vậy nước thải từ các đô thị và các khu công nghiệp gây ra sự ô nhiễm nặng nề đối với nguồn nước và ngày càng trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị cộng đồng.

• Cùng với đó kỹ thuật vệ sinh đã phát triển ở

những nơi có thể thực hiện được về mặt kinh tế,

xã hội, chính trị để xử lý nước thải sao cho giảm được ảnh hưởng của nó đối với nguồn nước

Nước thải chứa rất nhiều tạp chất có bản chất khác

nhau.Vì vậy mục đích xử lý nước thải là xử lý các tạp chất đó sao cho nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng ở mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đã đặt ra.

Các tiêu chuẩn đó phụ thuộc vào mục đích và cách thức

sử dụng nước.

Để đạt được mục đích trên công nghệ xử lý nước thải đã

sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như:

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh,có trong nước thải.

Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng

hóa,và trở thành những chất vô cơ,khí đơn giản

và nước.

Tới nay đã chứng minh được rằng các vsv có thể phân hủy được tất cả các chất hữu cơ có trong

tự nhiên và nhân tạo Tùy vào cấu tạo và các

điều kiện mà tốc độ phân hủy cũng như thời

gian phân hủy của các chất là khác nhau.

• Vsv có trong nước thải sử dụng các chất hữu cơ và các chất khoáng làm nguồn thức ăn nuôi dưỡng và tạo ra

năng lượng.

• Qt dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản,phát triển tăng

số lượng tế bào,đồng thời làm sạch các chất hữu cơ(có thể gần như hoàn toàn) hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ.

• Do vậy trong xử lý nước thải người ta phải loại bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải trong giai đoạn

xử lý sơ bộ.

• Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì ppsh có thể xử lý được các chất sulfit,muối amoni,nitrat…-các

chất chưa bị oxi hóa hoàn toàn Sản phẩm cua qt này là

CO 2 ,nước,khí N 2 ion sulfat…

Loại BOD carbon, Nitrat hóa Loại BOD carbon, Nitrat hóa Loại BOD carbon, Nitrat hóa Loại BOD carbon, Nitrat hóa Loại BOD carbon, Nitrat hóa

Xử lý kị khí

Tăng trưởng lơ lửng

Tăng trưởng dính bám

Bể phân hủy kị khí UABS

Lọc kị khí

Loại BOD carbon, Ổn định Loại BOD carbon, Ổn định Loại BOD carbon, Ổn định

Loại BOD carbon, Ổn định

II.1.QUÁ TRÌNH SINH HỌC HIẾU

KHÍ

Phân hủy sinh học

SINGLE BACTERIUM

Tế bào, tăng sinh khối

Cố định ôxy bước quan trọng trong phân huỷ sinh học

flavobacterium flavobacterium

nocardia nocardia nocardia

Qúa trình xử lí sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:

- Oxy hóa các chất hữu cơ:

-Phân hủy nội bào:

Enzyme

C5H7NO2 + 5O2 ====>5CO2 + 2H2O +

NH3 +/- H

Các quá trình xử lí hiếu khí có thể xảy ra

tự nhiên hoặc nhân tạo Trong quá trình

nhân tạo người ta có thể tao điều kiện tối

ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên

quá trình xử lí tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều

Tùy theo trạng thái tồn tại của vsv, quá trình xử

lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

- Xử lí sinh học hiếu khí với vsv sinh trưởng dạng

lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khủ chất hữu

cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ

làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn,

quá trình lên men phân hủy hiếu khí Trong số

những quá trình này, quá trính bùn hoạt tính là

phổ biến nhất.

- Xử lí SHHK với VSV sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc

nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản

ứng nitrate hóa với màng cố định.

II.1.1.Quá trình sinh học tăng trưởng lơ

lửng

a- Bể bùn hoạt tính với VSV sinh trưởng lơ lửng

Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với

VSV sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cachs liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Nồng độ oxy hòa

TỐC ĐỘ SỬ DỤNG OXY HÒA TAN

TRONG BỂ BÙN HOẠT TÍNH PHỤ THUỘC:

- Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ

có trong nước thải) và lượng VSV: tỷ lệ

Yêu cầu chung khi vận hành bể bùn

hoạt tính hiếu khí

Các loại VSV tồn tại trong bể bùn hoạt tính gồm : Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter,

Flacobacterium, Nocardia, bdellovibrio,

Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn nitrat hóa Nitrosomonas và Nitrobacter Và nhiều vi khuẩn dạng sợi.

Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt

tính hiếu khí là nước thải đưa vào hệ thống có hàm lượng SS không vượt quá 150mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/L,

pH= 6.5-8.5, nhiệt độ (6-37)0C.

Quá trình hoạt tính hiếu khí cổ điển

với dòng chảy nút

Bể thổi khí

Bể lắng 2 Nước thải

bùn

Nước sau

Xử lí

Bùn Thải

Bể lắng 1

b) BỂ HOẠT ĐỘNG GIÁN ĐOẠN

(SBR)

- KN: là hệ thống xử lí nước thải với bùn

hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn

Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự

trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng một bể

và được thực hiện lần lượt theo các bước: (1)- Làm đầy; (2)- Phản ứng; (3)-Lắng; (4)-

Xả cạn; (5)- ngưng

Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR

Làm đầy => phản ứng => lắng ==> xả

nước==>ngưng

II.1.2.QUÁ TRÌNH SINH HỌC TĂNG TRƯỞNG DÍNH BÁM

A-bể bùn hoạt tính với VSV sinh trưởng dạng dính bám (Attached Growth Activated Sludge

Reactor)

Nguyên lý hoạt động của bể này tương tự

như trường hợp VSV sinh trưởng dạng lơ lửng, chỉ khác là VSV phát triển dính bám trên vật

liệu tiếp xúc đặt trong bể

B-Bể lọc sinh học nhỏ giọt

(trickling filter)

KN: là một thiết bị phản ứng sinh học trong

đó các VSV sinh trưởng cố định trên lớp vật liệu lọc Bể lọc hiện đại gồm một lớp vật liệu dễ thấm nước với VSV dính kết

trên đó Nước thải đi qua lớp vật liệu này

sẽ thấm hoặc nhỏ giọt trên đó Vật liệu lọc thường là đá dăm hoặc các khối vật liệu dẻo có hình thù khác nhau

Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi quần thể VSV kết dính trên lớp vật liệu lọc Các chất hữu cơ có

trong nước thải sẽ bị hấp thụ vào màng VSV dày 0.1-0.2 mm và bị phân hủy bởi VSV hiếu khí Khi VSV sinh trưởng và phát triển, bề dày màng

tăng lên, do đó, oxy đã bị tiêu thụ trước khi

khuyeechs tán hết chiều dày lớp màng sinh vật Như vậy môi trường kỵ khí được hình thành

ngay sat bề mặt vật liệu lọc.

khi bề dày lớp màng tăng, quá trình đồng hóa

chất hữu cơ xảy ra trước khi chúng tiếp xúc với VSV gần bề mặt vật liệu lọc Kết quả là VSV ở đây bị phân hủy nội bào, không còn khả năng

đính bám lên bề mặt vật liệu lọc và bị rửa trôi.

C-ĐĨA SINH HỌC (Rotating biological contactor)

Đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng, bằng polystyren hoặc poly vinylclorua (PVC) lắp trên một trục Các đĩa đặt ngập trong nước một phần

và quay trậm Trong quá trình vận hành, VSV

sinh trưởng, phát triển trên bề mặt đĩa hình

thành một lớp mang mỏng bám trên bề mặt đĩa Khi đĩa quay, lớp màng sinh học sẽ tiếp xúc với chất hữu cơ trong nc và khí quyển để hấp thụ

oxy Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và đảm bảo cho VSV tồn tại trong điềukiện hiếu khí

II.2.Phương pháp kỵ khí

quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ

là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra

hàng trăm sản phẩm trung gian Ptpư sinh hóa:

Vi sinh vật

chất hữu cơ===CH4 + CO2 +H2 +NH3 +H2S

+ Tế bào mới

II.2.1.Quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra

theo 3 giai đoạn chính sau

- Giai đoạn 1: Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử

- Giai đoạn 2: Tạo nên các axit

- Giai đoạn 3: methane hóa

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu

cơ cao phân tử như proteins, chất béo,

carbohydrates,….trong giai đoạn thủy

phân, sẽ được cắt thành những phân tử đơn giản, dễ phân hủy hơn

• Ba giai đoạn của quá trình lên men yếm khí

Tạo acetic ,H2

Giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại tiếp tục được chuyển hóa thành

bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid, lactic acid CO2, H2, và methanol, các rượu đơn giản cũng được hình thành trong quá trình căt mạch Vi sinh vật chỉ có thể chuyển hóa một số cơ chất nhất định như CO 2 + H 2,

formate, acete, methanol, methylamines, và CO các pt xảy ra:

4H2 + CO2 => CH4 + H2O

Tùy theo trạng thái bùn, có thể chia

quá trình xử lí kị khí thành

- Quá trình xử lí kỵ khí với vi sinh vật sinh

trưởng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ

khí (Anaerobic Contact Process), quá trình

xử lí bằng bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên ( Upflow Anaerobic Sludge

Blanket – UASB);

- Qúa trình xử lí kỵ khí với vi sinh vật sinh

trưởng dạng dính bám như quá trình lọc

kỵ khí (Anarobig Filter Process)

II.2.2.Quá trình sinh học tăng

trưởng lơ lưởng

• Quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process)

Một số loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao có thể xử lí rất hiệu quả bằng quá trình tiếp xúc kỵ khí Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn và nước

thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn Sau khi phân hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn với nước Bùn được tuần hoàn trở lại bể kỵ khí Lượng

bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh

trưởng của vi sinh vật khá trậm.

Sơ đồ thiết bị xử lí sinh học tiếp xúc kỵ

Quá trình trên là một trong những quá trình

kỵ khí được ứng dụng rộng rãi nhất trên

thế giới do hai đặc điểm chính sau:

- Cả ba quá trình, phân hủy-lắng bùn-tách khí, được lấp đặt trong cùng một công

trình;

- Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vsv rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Bên cạnh đó, quá trình xử lí sinh học kỵ khí

sử dụng UASB còn có những ưu điểm so

- Có khả năng hoạt động theo mùa vì bùn

kỵ khí có thể phục hồi và hoạt đọng được

• Nước thải được nạp từ phía đáy bể, đi

qua lớp bùn hạt, quá trình xảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xưc với bùn hạt Khí sinh ra trong điều kiện kỵ khí

dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng

hạt Khí sinh ra sẽ dính bám vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể.tại đây, quá trình táh pha khí-lỏng-rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha Khí theo

ống dẫn qua bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH 5-10% Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống Nước thải theo màng

• Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0.6-0.9 m/h pH thích hợp dao động khoảng 6.6-7.6 do đó cần cung cấp đủ độ kiềm (1000-5000mg/L) để đảm bảo pH của

nước thải luôn >6.2 vì ở pH <6.2 thì VSV chuyển hóa methane không hoạt động được Chu trình sinh trưởng của VSV acid hóa ngắn hơn rất

nhiều so với VSV acetate hóa (2-3 giò ở 35 độ

so với 2-3 ngày, ở điều kiện tối ưu) Do đó trong quá trình vận hành ban đầu, tải trọng chất hữu

cơ không được quá cao vì VSV acid hóa sẽ tạo

ra acid béo dễ bay hơi với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc độ chuyển hóa các acid này thành acetate dưới tác dụng của VSV acetate

II.3.QUÁ TRÌNH SINH HỌC

TRONG TỰ NHIÊN(HỒ SINH VẬT)

Tùy theo nồng độ oxy hòa tan có trong hồ,

hệ thống hồ sinh vật được phân loại

thành: (1) hồ hiếu khí, (2) hồ hiếu khí tùy tiện, và (3) hồ kỵ khí

A-HỒ HIẾU KHÍ

Hồ SV đơn giản nhất là các hồ bằng đất dùng để xử lí nước thải bằng các quá trình

tự nhiên dưới tác dụng của VSV và tảo

Hồ hiếu khí chứa VSV và tảo ở dạng lơ

Có 2 loại hồ hiếu khí cơ bản: (1) hồ nuôi tảo nhằm tạo điều kiện để tảo phát triển mạnh nhất, có độ sâu 150-450 mm; (2) hồ hiếu khí nhằm đạt được lượng oxy hòa tan

Trong bể quang hợp hiếu khí, oxy

được cung cấp bằng quá trình

khuyếch tán bề mặt tự nhiên và quá trình quang hợp của tảo Các chất

trình phân hủy này là nguồn thức ăn

MỐI QUAN HỆ CỘNG SINH GIỮA TẢO VÀ VSV TRONG HỒ HIẾU KHÍ

Tế bào mới Chất hữu cơ

B-HỒ HIẾU KHÍ TÙY TIỆN

Khái niệm:hồ ổn định chất lượng nước thải trong

đó tồn tại cảo 3 loại vsv hiếu khí, kỵ khí, và hiếu khí tùy tieenjm được gọi là hồ hiếu khí tùy tiện

Hồ gồm 3 vùng

- Vùng 1: vùng bề mặt nơi tảo và vsv tồn tại

trong mối quan hệ cộng sinh.

- vùng 2: vùng đáy kỵ khí, ở đó chất rắn tích lũy được phân hủy dưới tác dụng của vsv kỵ khí.

- Vùng 3: Vùng trung gian, một phần hiếu khí

và một phần kỵ khí, ở đó chất hữu cơ được

phân hủy dưới tác dụng của vsv hiếu khí tùy

tiện.

Độ sâu hồ trong khoảng 1.2-2.4 m thời gian lưu nước có thể kéo dài từ 5-30 ngày.

Sơ đồ hồ hiếu khí tùy tiện

sáng mặt trời

Tảo Tảo mới NH3 , PO4

Vi sinh vật

C-HỒ KỴ KHÍ

Hồ kỵ khí sử dụng để xử lí nước thải có

nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao Độ sâu hồ phải >2.4m và có thể đạt đến 9.1m với thời gian lưu nước khoảng 20-50 ngày Quá trình ổn định trong hồ

xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá

trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2, CH4, các khí khác , các acid

III-Xử lý nước thải ngành dệt

nhuộm

1-CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ

NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI

Ngành dệt là ngành công nghệ có dây

chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng

nhiều loại hình công nghệ khác nhau

Đồng thời trong quá trình sản xuât sử

dụng nhiều loại hóa chất khác nhau

Nguyên liệu đầu vào chủ yếu là xơ bông ,

xơ nhân tạo để sản xuất vải cotton và vải pha Ngoài ra còn có lông thú, đay gai, tơ tằm

Thông thường công nghệ dệt nhuộm gồm 3

qt cư bản :kéo sợi, dệt vải và xử lý(nấu

Kéo sợi, chải, Ghép,đánh ống

Giặt Nấu

Nước Thải

Nước thải

H2O2,NaOCl Hóa chất

Nước thải

H2SO4,H2O2Chất tẩy giặt

Nước Thải

Nước Thải

NaOH, hóa chất

Dung dịch nhuộm

Dung dịch thải

H2SO4

H2O2, chất tẩy giặt

Nước Thải

Nước Thải

Hơi nước

Hồ, hóa chất

Sản phẩm

Nhu cầu về nước và nước thải

• Sản suất hơi nước 5,3%

• Nước vệ sinh và sinh hoạt 7,6%

• Phòng hỏa và cho các việc khác 0,6%