BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DÀNH CHO SINH VIÊN HỆ CAO ĐẲNG

Để hiểu và lựa chọn công nghệ xừ lý nước thải cần phải phân biệt các loại nước thải khác nhau. Có nhiều cách hiểu về các loại nước thải, trong tài liệu này chúng tôi đưa ra 3 loại nước thải dựa trên mục đích sử dụng và cách xả thải như sau.

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA

˜˜ ˜ ˜˜

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

DÀNH CHO SINH VIÊN HỆ CAO ĐẲNG

TUY HÒA – 2009

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC THẢI 5

1.1 Phân loại nước thải và đặc tính của nước thải 5

1.1.1 Phân loại nước thải 5

1.1.2 Các đặc trưng của nước thải 7

1.2 Sự nhiễm bẩn nguồn nước 13

1.2.1 Sự ô nhiễm nước sông 13

1.2.2 Sự ô nhiễm nước hồ 15

CHƯƠNG 2 XỬ LÝ SƠ BỘ VÀ TIỀN ỔN ĐỊNH 16

2.1 Song chắn rác 16

2.2 Lưới lọc 19

2.3 Bể lắng cát 20

2.3.1 Vai trò và phân loại 20

2.3.2 Bể lắng cát ngang 21

2.3.3 Bể lắng cát ngang có thổi khí 21

2.3.4 Bể lắng đứng 22

2.4 Sân phơi cát 22

2.5 Tiền ổn định 23

2.5.1 Các loại bể tiền ổn định 23

2.5.2 Bể điều hòa 23

CHƯƠNG 3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 28

3.1 Lắng nước thải 28

3.1.1 Phân loại bể lắng 28

3.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình lắng nước thải 28

3.1.3 Quá trình lắng trong bể lắng ngang 30

3.1.4 Lắng cặn keo tụ trong bể lắng đứng 31

3.2 Tuyển nổi 34

3.2.1 Khái niệm 34

3.2.2 Cơ sở hóa lý của quá trình tuyển nổi 34

3.2.3 Phân loại các phương pháp tuyển nổi 37

3.2.4 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình tuyển nổi 37

3.2.5 Các quá trình trong tuyển nổi áp lực 39

3.2.6 Các phương pháp thực hiện tuyển nổi 40

CHƯƠNG 4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BIỆN PHÁP HÓA LÝ VÀ HÓA HỌC 44

4.1 Phương pháp oxi hóa khử 44

4.1.1 Oxi hóa bằng Clo 44

4.1.2 Oxi hóa bằng H2O2 45

4.1.3 Oxi hóa bằng oxi của không khí 46

4.1.4 Oxi hóa bằng piroluzit MnO2 46

4.1.5 Ozôn hóa 46

4.1.6 Phương pháp khử kim loại 48

4.2 Đông tụ, keo tụ 52

4.2.1 Nguyên lý đông tụ, keo tụ 52

4.2.2 Cơ sỏ lý thuyết lắng keo tụ và vai trò 53

4.2.3 Phương pháp thực hiện keo tụ điện hóa 54

CHƯƠNG 5 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ 59

5.1 Khái niệm 59

5.2 Nguyên lý chung của quá trình xử lý sinh học 59

5.3 Sự phát triển của vi sinh vật 61

5.4 Động học của quá trình xử lý sinh hóa 63

5.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học hiếu khí 65

5.6 Các công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên 67

5.6.1 Ao hồ sinh học 67

5.6.2 Ao hồ hiếu khí 67

5.6.3 Cánh đồng tưới và bãi lọc 72

5.7 Các công trình hiếu khí nhân tạo xử lý nước thải 74

5.7.1 Bể phản ứng sinh học hiếu khí - Aeroten 74

5.7.1.1 Đặc điểm và nguyên lí làm việc của Aeroten 75

5.7.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của Aeroten76 5.7.1.3 Phân loai Aeroten 79

5.7.1.4 Một số Aeroten thường dùng trong xử lí nước thải 79

5.7.1.5 Cung cấp oxi cho Aeroten 84

5.7.1.6 Mương oxi hóa 86

5.7.2 Lọc sinh học 87

5.7.2.1 Nguyên lý 87

5.7.2.2 Phân loại 88

5.7.2.3 Lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước 88

CHƯƠNG 6 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KỊ KHÍ 94

6.1 Khái niệm 94

6.2 Cơ sở hóa sinh của quá trình phân hủy kị khí 94

6.2.1 Cơ chế phân giải yếm khí 94

6.2.2 Tác nhân sinh học 97

6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học nước thải lên men yếm khí 99 6.3.1 Nhiệt độ 99

6.3.2 pH và độ kiềm (alkalinity) 99

6.3.3 Ảnh hưởng của độ mặn 100

6.3.4 Các chất dinh dưỡng 100

6.3.5 Ảnh hưởng lượng nguyên liệu nạp 100

6.3.7 Ảnh hưởng của các sản phẩm trao đổi chất 100

6.3.8 Khuấy trộn 101

6.4 Các công trình kỵ khí xử lý nước thải 101

6.4.1 Bể metan 101

6.4.2 Xử lí bằng phương pháp “tiếp xúc kị khí” 101

6.4.3 Thiết bị kị khí giả lỏng 102

6.4.4 Xử lí nước thải với lớp bùn kị khí với dòng hướng lên (UASB) 103

6.4.5 Thiết bị dạng tháp đệm 104

6.4.6 Hệ thống thiết bị kỵ khí hai giai đoạn 104

6.4.7 Xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí với sinh trưởng gắn kết 105

CHƯƠNG 7 XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỘT SỐ NGÀNH CÔNG NGHIỆP 106

7.1 Các yếu tố lựa chọn công trình xử lý nước thải 106

7.2 Xử lý nước thải sinh hoạt 108

7.3 Xử lý nước thải tinh bột mỳ 110

7.4 Xử lý nước thải sản xuất giấy 115

7.5 Xử lý nước thải nhà máy bia 119

7.6 Xử lý nước thải lò giết mổ 122

Tài liệu tham khảo 126

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC THẢI

1.1 Phân loại nước thải và đặc tính của nước thải

Để hiểu và lựa chọn công nghệ xừ lý nước thải cần phải phân biệt các loại nướcthải khác nhau Có nhiều cách hiểu về các loại nước thải, trong tài liệu này chúng tôiđưa ra 3 loại nước thải dựa trên mục đích sử dụng và cách xả thải như sau

1.1.1 Phân loại nước thải

a Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh họat là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinhhoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,…chúng thường được thải

ra từ các các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộngkhác Lượng nước thải sinh họat của khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩncấp nước và đặc điểm của hệ thống thóat nước

Thành phần của nước thải sinh họat gồm 2 lọai:

− Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh;

− Nước thải nhiễm bẫn do các chất thải sinh họat : cặn bã từ nhà bếp, các chất rửatrôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngòai ra còn

có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm Chất hữu cơchứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%); hydratcacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo (5 -10%) Nồng độchất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khoảng 150 – 450mg/l Cókhoảng 20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học Ở những khu dân cư đông đúc,điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh họaat không được xử lý thích đáng là mộttrong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mứcsống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau: COD=500mg/l, BOD5=250 mg/l, SS=220 mg/l, photpho=8 mg/l, nitơ NH3 và nitơ hữu cơ=40mg/l, pH=6.8, TS= 720mg/l

Như vậy, Nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khivượt cả yêu cầu cho quá trình xử lý sinh học Thông thường các quá trình xử lý sinhhọc cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5:N:P = 100:5:1 và COD/BOD5 < 2

nước thải đô thị.

Nếu tính gần đúng, nước thải đô thị gồm khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 14%

là các loại nước thấm, 36% là nước thải sản xuất

Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các tínhchất đặc trưng của thành phố Khoảng 65-85% lượng nước cấp cho 1 nguồn trở thànhnước thải Lưu lượng và hàm lượng các chất thải của nước thải đô thị thường dao độngtrong phạm vi rất lớn

 Lưu lượng nước thải của các thành phố nhỏ biến động từ 20% QTB - 250%QTB

 Lưu lượng nước thải của các thành phố lớn biến động từ 50% QTB - 200%QTB

 Lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày vào lúc 10-12h trưa và thấp nhất vàolúc khoảng 5h sáng

 Lưu lượng và tính chất nước thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày làmviệc và ngày nghỉ trong tuần cũng cần được tính đến khi đánh giá sự biến độnglưu lượng và nồng độ chất gây ô nhiễm

b Nước thải công nghiệp

Là loại nước thải sau quá trình sản xuất, phục thuộc loại hình công nghiệp Đặctính ô nhiễm và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào lọaihình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn

Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là 1 loại nguyên liệu thô hay phươngtiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt Nướccấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp từ nguồnnước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng Nhu cầu về cấp nước

và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố Lưu lượng nướcthải của các xí nghiệp công nghiệp được xác định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm đượcsản xuất

Bảng 1.1: Lưu lượng nước trung bình của một số ngành công nghiệp

STT Ngành công nghiệp Đơn vị sản phẩm Lưu lượng nước thải

2 Tinh chế đường 1 tấn củ cải đường 10 – 20m3

4 Nhà máy đồ hộp rau quả 1 tấn sản phẩm 1,5 – 4,5m3

7 Xí nghiệp tẩy trắng 1 tấn sợi 1000 – 4000m3

Ngoài ra, trình độ công nghệ sản xuất và năng suất của xí nghiệp cũng có ý nghĩaquan trọng Lưu lượng tính cho 1 đơn vị sản phẩm có thể rất khác nhau Lưu lượngnước thải sản xuất lại dao động rất lớn Bởi vậy số liệu trên thường không ổn định và ở

nhiều xí nghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước cấp do sử dụng hệ thống tuầnhoàn trong sản xuất Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong 1ngành công nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện củacông nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trường.

Có hai loại nước thải công nghiệp:

 Nước thải công nghiệp qui ước sạch : là lọai nước thải sau khi sử dụng để làmnguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà

 Lọai nước thải công nghiệp nhiễm bẫn đặc trưng của công nghiệp đó và cần xử

lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoátt nước chung hoặc vào nguồn nướctùytheo mức độ xử lý

c Nước thải bệnh viện

Đây là nguồn nước thải được thải ra từ các hoạt động khám và chữa bệnh Đây lànguồn nước thải khó kiểm soát nhất về tính độc hại trong nguồn thãi chứa nhau chấtđộc từ các loại thuốc kháng sinh, các loại vi trùng, vi rút từ người bệnh có thể theonguồn nước lây lan ra môi trường Nước thải bệnh viện có lưu lượng nhỏ nhưng xử lýphức tạp, do có chứa nhiều chất gây ức chế hoạt động sống của vi sinh vật Ngoài ratrong dòng thải còn chứa các chất phóng xạ

1.1.2 Các đặc trưng của nước thải

a Các chất gây nhiễm bẩn nước

Có rất nhiều chất gây ô nhiễm trong nước, có thể phân chúng thành 9 loạisau:

 Các chất hữu cơ bền vững khó phân hủy

 Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy

 Các kim loại nặng

 Các ion vô cơ

 Dầu mỡ, các chất hoạt động bề mặt

 Các chất có màuhoặc mùi

Các chất hưu cơ khó bị phân hủy: các chất này thuộc các chất hữu cơ cóvòng thơm, các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ,…Hầu hếtchúng đều có độc tính với con người và môi trường Chúng tồn lưu lâu dàitrong môi trường và cơ thể con người, sinh vật gây độc tích lũy

Các chất hữu cơ có độc tính cao trong môi trường nước thải thường gặp:Các chất hữu cơ có tính độc cao thường khó bị phân hủy bởi sinh vật Các chấthữu cơ gây độc thường là: polyclorophenol (PCP), polyclorobiphenyl (PCB),các hidro cacbua đa vòng ngưng tụ, các chất bảo vệ thực vật, xà phòng và cácchất tẩy rửa, hợp chất dị vòng N và O, dioxin,…

>10mg/l có khả năng gây ra ung thư, ngoài ra nó còn gây ra bệnh thiếu máu,làm trẻ xanh xao do chức năng của heamoglobin bị giảm

Ô nhiễm sinh học của nước

Ô nhiễm nước sinh học do các nguồn thải đô thị hay công nghiệp bao gồm cácchất thải sinh hoạt, phân, nước rửa của các nhà máy đường, giấy…

Sự ô nhiễm về mặt sinh học chủ yếu là do sự thải các chất hữu cơ có thể lên menđược: chất thải sinh hoạt hoặc công nghiệp có chứa chất cặn bã sinh hoạt, phân tiêu,nước rửa của các nhà máy đường, giấy, lò sát sinh…

+ Sự ô nhiễm sinh học thể hiện bằng sự nhiễm bẩn do vi khuẩn rất nặng Các bệnhcầu trùng, viêm gan do siêu vi khuẩn tăng lên liên tục ở nhiều quốc gia chưa kể đếncác trận dịch tả Các nước thải từ lò sát sinh chứa một lượng lớn mầm bệnh

+ Các nhà máy giấy thải ra nước có chứa nhiều glucid dễ lên men Một nhà máytrung bình làm nhiễm bẩn nước tương đương với một thành phố 500.000 dân

+ Các nhà máy chế biến thực phẩm, sản xuất đồ hộp, thuộc da, lò mổ, đều có nướcthải chứa protein Khi được thải ra dòng chảy, protein nhanh chóng bị phân hủy cho raacid amin, acid béo, acid thơm, H2S, nhiều chất chứa S và P., có tính độc và mùi khó

chịu Mùi hôi của phân và nước cống chủ yếu là do indol và dẫn xuất chứa methyl của

nó là skatol

b Các thông số đánh giá ô nhiễm nước

pH của nước thải

pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý Các công trình

xử lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giới hạn

từ 7 - 7,6 Như chúng ta đã biết môi trường thuận lợi nhất để vi khuẩn phát triển là môitrường có pH từ 7 - 8 Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH hoạt động khácnhau Ngoài ra pH còn ảnh hưởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng bằngcách tạo bông cặn bằng phèn nhôm

Các xí nghiệp sản xuất có thể thải ra nước thải có tính acid hoặc kiềm rất caochẳng những làm cho nguồn nước không còn hữu dụng đối với các hoạt động của conngười mà còn làm ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vật Nồng độ acid sulfuric cao làm ảnhhưởng đến mắt của những người bơi lội ở nguồn nước này, ăn mòn thân tàu thuyền, hưhại lưới đánh cá nhanh hơn Nguồn nước lân cận một số xí nghiệp có thể có pH thấpđến 2 hoặc cao đến 11; trong khi cá chỉ có thể tồn tại trong môi trường có 4,5 < pH <9,5 Hàm lượng NaOH cao thường phát hiện trong nước thải ở các xí nghiệp sản xuất

bột giặt, thuộc da, nhuộm vải sợi NaOH ở nồng độ 25 ppm đã có thể làm chết cá Nhiệt

Các nước thải từ nhà máy nhiệt điện và lò hơi của một số ngành công nghiệp cónhiệt độ rất cao Khi thải ra môi trường, nó làm tăng nhiệt độ của các thủy vực ảnhhưởng đến một số thủy sinh vật và làm suy giảm oxy hòa tan trong nguồn nước (dokhả năng bão hòa oxy trong nước nóng thấp hơn và vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ sẽhoạt động mạnh hơn)

Màu

Các nước thải từ nhà máy dệt, giấy, thuộc da, lò mổ có độ màu rất cao Nó có thểlàm cản trở khả năng khuếch tán của ánh sáng vào nguồn nước gây ảnh hưởng đến khảnăng quang hợp của hệ thủy sinh thực vật Nó còn làm mất vẽ mỹ quan của nguồnnước

DO (Dissolved oxigen)

Oxi hoàn tan trong nước rất cần cho sinh vật hiếu khí Bình thường oxi hòa tantrong nước khoảng 8 – 10 mg/l, chiếm 70 – 85% khi oxi bão hòa Mức oxi hòa tan tronnước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt độngcủa thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh, hóa học và vật lý của nước Trong môitrường nước bị ô nhiễm nhaặng, oxi được dùng nhiều cho các quá trình hóa sinh vàxuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng

Phân tích chỉ số oxi hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá

sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra các biện pháp xử lý thích hợp

Phân tích DO có 2 phương pháp thường dùng là: phương pháp Iod và phươngpháp đo oxi hòa tan trực tiếp bằng điện cực oxi với màng nhạy trên các máy đo

BOD (Biochemical Oxygen Demand)

Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu

cơ trong một khoảng thời gian xác định và được ký hiệu bằng BOD được tính bằngmg/L Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải BOD càng lớnthì nước thải (hoặc nước nguồn) bị ô nhiễm càng cao và ngược lại

Thời gian cần thiết để các vi sinh vật oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ có thể kéodài đến vài chục ngày tùy thuộc vào tính chất của nước thải, nhiệt độ và khả năng phânhủy các chất hữu cơ của hệ vi sinh vật trong nước thải Để chuẩn hóa các số liệu người

ta thường báo cáo kết quả dưới dạng BOD5 (BOD trong 5 ngày ở 20oC) Mức độ oxyhóa các chất hữu cơ không đều theo thời gian Thời gian đầu, quá trình oxy hóa xảy ravới cường độ mạnh hơn và sau đó giảm dần Tính BOD cuối cùng khi biết BOD ở mộtthời điểm nào đó người ta có thể dùng công thức:

BODt = Lo(1 - e-kt)Hay BODt = Lo(1 - 10-Kt)

Trong đó:

BODt: BOD tại thời điểm t (3 ngày, 5 ngày )

Lo: BOD cuối cùng

k: tốc độ phản ứng (d-1) tính theo hệ số e

K: tốc độ phản ứng (d-1) tính theo hệ số 10, k = 2,303(K)

Bảng 1.2: Giá trị K và k tiêu biểu cho một số loại nước thải

Loại nước thải K (20 oC ) (day -1 ) k (20 oC ) (day -1 )

Nước thải đã được xử lý tốt 0,05 - 0,10 0,12 - 0,23Nước sông bị ô nhiễm 0,05 - 0,10 0,12 - 0,23

COD Chemical oxigen Demand

Chỉ số này được dùng rộng rã đẻ đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nướcthải và ô nhiễm của nước tự nhiên

COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hoá toàn bộ các chất hữu cơ có trongmẫu nước thành CO2 và nước

Để xác định COD người ta thường sử dụng một chất oxi hoá mạnh trong môitrường axit Chất oxi hoá hay được dùng là kali bicromat (K2Cr2O7)

Chất hữu cơ + K2Cr2O7 + H+ COAg 2 SO 4 2 + H2O + 2Cr+3 + 2K+

t 0

Lượng bicromat dư được chuẩn độ bằng dung dịch muối Mohr – Fe(NH4)2 (SO4)2

Với chất chỉ thị là dung dịch Ferroin:

Cr2O7-2 + Fe+2 + H+ Cr+3 + Fe+3 + H2OChỉ thị chuyển từ màu xanh lam sang màu đỏ nhạt

- Chất rắn trong nước phân thành 2 loại (theo kích thước hạt):

Chất rắn qua lọc có đường kính hạt nhỏ hơn 1m, trong đó có chất rắn dạng keo cókích thước từ 10-6 – 10-9m và chất rắn hòa tan (các ion và phân tử hòa tan)

Chất rắn không qua lọc có đường kính trên 10-6m (1m): Các hạt là xác rong tảo,

vi sinh vật có kích thước 10-5 - 10-6m ở dạng lơ lửng; cát sạn, cát nhỏ có kích thướctrên 10-5m có thể lắng cặn

Tổng chất rắn (TS) được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi chobay hơi 11 mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 1030C cho đến khi trọng lượngkhông thay đổi Đơn vị tính bằng mg ( hoặc g/l)

Chất rắn ở dạng huyền phù (SS) hàm lượng trong các chất huyền phù (SS) là trọnglượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc rợi thủy, khi lọc 11 mẫu nước qua phễu lọcGooch sấy khô ở 103 -1050C tới khi trọng lượng không thay đổi đơn vị tính mg hoặcg/l

Chất rắn hòa tan (DS) Hàm lượng chất rắn hòa tan chính là hiệu số của tổng chấtrắn với huyền phù: DS = TS – SS

Đơn vị tính bằng g hoặc mg/l

Chất rắn bay hơi (VS) Hàm lượng chất rắn bay hơi là trọng lượng mất đị khinuong lượng chất rắn huyền phù SS ở 5500C trong khoảng thời gian xác định Thờigian phụ thuộc vào loại mẫu nước (nước cống, nước thải hoặc bùn)

Đơn vị tính là mg/l hoặc % của SS hay TS

Hàm lượng chất rắn bay hơi trong nước thường biểu thị cho chất hữu cơ có trongnước

+ Chất rắn có thể lắng Chất rắn có thể lắng là số ml phần chất rắn của 1lít mẫunước đã lắng xuống đáy phễu sau một thời gian (thường là 1 giờ)

Chỉ số E.Coli

Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thảivùng du lịch, dịch vụ, khu chăn nuôi…nhiễm nhiều vi sinh vật có sẵn ở trong phânngười và phân súc vật Trong đó có thể có nhiều vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là cácbệnh về đường tiêu hóa, như tả, lị thương hàn, các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm.Trong ruột người, động vật có vú khác không kể lứa tuổi có những nhóm vi sinhvật cư trú, chủ yếu là vi khuẩn Các vi khuẩn này thường có ở trong phân

Vi khuẩn đường ruột gồm 3 nhóm:

- Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia coli (E.coli)

- Nhóm Streptococcus đặc trưng là Streptococcus faecalis

- Nhóm Clostridium đặc trưng là Clostridium perfringens

Ecoli được Escherich phân lập từ phân người năm 1985, lúc đầu có tên làBacterium coli commune Thực ra Ecoli chỉ là một loài của trực khuẩn đường ruột.Ngoài ra còn có các loài khác, như Bacterium paracoli, Aerobacter, Enterobacter,Khelsilla Ở đây có hai loài chính là E.coli và Aerobacter aerogenes Các loài này rấtgiống nhau về hình thái và các đặc điểm hóa sinh, nhưng cũng có điểm khác nhau.Ecoli nuôi trên môi trường có pepton sinh Idol có mùi thối Aerobacter trên môitrường này không sinh Indol, sinh axetoin có mùi thơm và làm cho môi trường đặcđều, tạo thành nhớt trên mặt môi trường Khelsilla gần gống như vi khuẩn trên, chỉ lênmen được lactozơ, nhưng rất chậm

Việc xác định tất cả các loài vi sinh vật có trong phân bị hòa tan vào nước, kể cảcác vi khuẩn gây bệnh rất khó khăn và phức tạp Trong các nhóm vi sinh vật ở trongphân người ta thường chọn Ecoli làm vi sinh vật chỉ thị cho chỉ tiêu vệ sinh với lí do:

- Ecoli đại diện cho nhóm vi khuẩn quan trọng nhất trong việc đánh giá mức độ

vệ sinh (có nhiễm phân hay không) và nó có đủ các tiêu chuẩn lí tưởng cho vi sinh vậtchỉ thị

- Nó có thể xác định theo các phương pháp phân tích vi sinh vật học thôngthường ở các phòng thí nghiệm và có thể xác định sơ bộ trong điều kiện thực địa.Việc xác định coliform dễ dàng hơn các nhóm vi sinh vật khác Thí dụ: khi xácđịnh Streptococcus cần phải thời gian ổn định nhiệt lâu hơn Xác định Clostridium tiếnhành ở 800C và lên men hai lần, nên rất khó thực hiện

Để xác định E.coli trước hết là dùng phương pháp lên men dựa trên khả năng đồnghóa đường glucozơ và mannit sẽ tạo thành axit và sinh khí (sinh hơi) ở nhiệt độ 43 –

440C Phản ứng theo sơ đồ:

Glucơzơ Ecoli Axit lactic + Axit sucxinic + Axit axetic +CO2 +H2O

Xác định số lượng Ecoli có trong mẫu thử được biểu diễn bằng chỉ số coli (coli –index) và chuẩn độ coli (coli – titre).

Chỉ số coli là số lượng tế bào coli có trong 1 đơn vị thể tích hoặc đơn vị khốilượng

Chuẩn độ coli là số đơn vị thể tích hoặc đơn vị khối lượng của mẫu thử có một tếbào E.coli

Giữa chỉ số coli và chuẩn độ coli có mối quan hệ: 1000/chuẩn độ Coli = chỉ sốColi Thí dụ: chuẩn độ coli của mẫu nước 250, có nghĩa là 250 ml nước có 1 tế bàocoli và như vậy chỉ số coli sẽ là: 1000/250 = 4, như vậy 1 lít mẫu nước có 4 trực khuẩnđường ruột này

Phương pháp lên men theo Vincent là phương pháp dùng phổ biến ở nước ta đểxác định chuẩn độ coli Phương pháp dựa trên đặc điểm của E.coli phát triển tốt trênmôi trường dịch dạ dày có axit phenic, ở 420C lên men đường lactozơ và sinh hơi, sinhindol trên môi trường có pepton

Cũng có thể xác định E.coli theo cách sau: lấy 0,1ml đã pha loãng 102 – 104 lần (cókhi còn phải pha loãng tiếp theo) cho vào môi trường agaz – eosin – metylen Giữ ở

370C  10C trong 48 giờ Sau đó soi trên kính hiển vi, đếm số E.coli trong 100ml mẫunước

Tiêu chuẩn của WHO quy định nước đạt vệ sinh: không quá 10 tế bào coli trong100ml nước, của Việt Nam  20/100ml nước

1.2 Sự nhiễm bẩn nguồn nước

Do việc xả các loại chất thải (nước thải công nghiệp, sinh hoạt, bệnh viện, nướctưới tiêu nông nghiệp: N, P) vào nguồn

 Các loại nguồn tiếp nhận nước thải: Sông, Hồ, Vùng biển

 Dấu hiệu nguồn nước bị nhiễm bẩn

- Xuất hiện các chất nổi trên bề mặt và cặn lắng ở đáy,

- Thay đổi tính chất vật lý (độ nhìn thấy, màu sắc, mùi vị,…),

- Thay đổi thành phần hóa học (phản ứng, số lượng chất hữu cơ, chấtkhoáng và chất độc hại),

- Lượng ôxy hòa tan giảm xuống,

- Thay đổi hình dạng và số lượng vi trùng gây và truyền bệnh

1.2.1 Sự ô nhiễm nước sông

 Hệ số pha loãng

s

t s

Q n

t s

t i s i i

t s

Q C Q C C

C : nồng độ của chất gây ô nhiễm trong dòng Q s;

t

Q: lưu lượng của nước thải xả vào sông;

t i

C : nồng độ chất ô nhiễm trong dòng nước thải Q t  Quá trình tự làm sạch: Khả năng của nguồn nước tự giải phóng khỏi nhữngchất nhiễm bẩn và biến đổi chúng theo quy luật ôxy hóa tự nhiên gọi là khả năng tựlàm sạch của nguồn, và diễn biến đó được gọi là quá trình tự làm sạch

- Các yếu tố chi phối quá trình tự làm sạch của một dòng sông đối với các chất ônhiễm hữu cơ sẽ là:

+ Lưu lượng dòng chảy

+ Thời gian chảy xuôi

+ Nhiệt độ nước

+ Quá trình tái sinh ôxy bằng hấp thụ

- Một dòng sông bị nhiễm bẩn do các chất hữu cơ được chia thành bốn vùng theodòng chảy:

+ Vùng ngay sau điểm thải là vùng phân rã, ở đây nồng độ ôxy hòa tan giảm rấtnhanh do các vi khuẩn đã sử dụng để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải

+ Vùng phân hủy mạnh các chất hữu cơ, nồng độ ôxy hòa tan giảm tới mứcthấp nhất Trong vùng này thường xảy ra quá trình phân hủy kỵ khí bùn ở đáy sông,phát sinh mùi hôi thối Đây là môi trường không thuận lợi cho các động vật bậc caonhư cá sinh sống Ngược lại vi khuẩn và nấm phát triển mạnh nhờ sự phân hủy cáchợp chất hữu cơ làm giảm BOD và tăng hàm lượng amoniac

+ Vùng tái sinh, tốc độ hấp thụ ôxy lớn hơn tốc độ sử dụng ôxy nên nồng độôxy hòa tan tăng dần, amoniac được các vi sinh vật nitrat hóa Các loài giáp xác và cácloài cá có khả năng chịu đựng,… tái xuất hiện và tảo phát triển mạnh do hàm lượngcác chất dinh dưỡng vô cơ từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ tăng lên

+ Vùng nước sạch nồng độ ôxy hòa tan được phục hồi trở lại bằng mức banđầu, còn chất hữu cơ hầu như đã bị phân hủy hết Môi trường ở đây đảm bảo cho sựsống bình thường của các loài thực vật và động vật

Hình 1.1 Ảnh hưởng của ô nhiễm do các chất hữu cơ tới chất lượng dòng sông

1.2.2 Sự ô nhiễm nước hồ

Hình 1.2: Sơ đồ hệ sinh thái hồ

- Nguyên nhân: Nước thải đô thị, nước thải sản xuất và nước từ các vùng đấtcanh tác dư thừa phân bón đã làm tăng thêm các chất dinh dưỡng (C, N, P), kích thích

sự phát triển của tảo, thực vật trôi nổi và làm giảm chất lượng của nước

- Hậu quả:

+ Sự phát triển bùng nổ của tảo, thực vật trôi nổi làm cho nước trở nên đục.+ Tảo dư thừa chết kết thành khối trôi nổi trên mặt nước, khi phân hủy phátsinh mùi và làm giảm nồng độ ôxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng trực tiếp đến cácloại động vật sống dưới nước,…

CHƯƠNG 2

XỬ LÝ SƠ BỘ VÀ TIỀN ỔN ĐỊNH

2.1 Song chắn rác

2.1.1 Vai trò

Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải

để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo Kích thước tối thiểu của rácđược giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác Đểtránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làmsạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới Tốc độ nước chảy (v) quacác khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s  v  1m/s) Tùy theo yêu cầu và kích thướccủa rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi

Cào rác cơ giới có thể chuyển động từ trên xuống dưới hoặc từ dưới lên theo dòngnước

Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1 m3/ng.đ và khi dùng song chắn rác cơ giới thìphải đặt máy nghiền rác Rác nghiền đưọc cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênhtrước song chắn Khi lượng rác trên 1T/ng.đ cần phải thêm máy nghiền rác dự phòng.Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hóa

Song chắn rác được đặt ở những kênh trước khi nước vào trạm xử lý Hai bêntường kênh phải chừa một khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt và thay thế song chắn Vì songchắn làm co hẹp tiết diện ướt của dòng chảy nên tại vị trí đặt song chắn tiết diện kênhphải được mở rộng Để tránh tạo thành dòng chảy rối kênh phải mở rộng dần dần vớimột góc  = 20o

Song chắn rác phải đặt ở tất cả các trạm xử lý không phân biệt phương pháp dẫnnước tới là tự chảy hay có áp Nếu trong trạm bơm đó có song chắn rác thì có thểkhông đặt song chắn rác ở trạm xử lý nữa.

Hiện nay ở một số nước trên thế giới người ta còn dùng máy nghiền rác(communitor) để nghiền rác có kích thước lớn thành rác có kích thước nhỏ và đồngnhất để dễ dàng cho việc xử lý ở các giai đoạn kế tiếp, máy nghiền rác đã được thiết kếhoàn chỉnh và thương mại hóa nên trong giáo trình này không đưa ra các chi tiết của

nó Tuy nhiên nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý là cát sẽ làmmòn các lưỡi dao và sỏi có thể gây kẹt máy Mức giảm áp của dòng chảy biến thiên từvài inches đến 0,9 m

- Các tiêu chí thiết kế:

+ Phải kiểm soát tốc độ dòng chảy trước song chắn

+ Khả năng dung nạp của quy trình xử lý

+ Công suất vận chuyển và lưu giữ của hệ thống xử lý nước thải

Bảng 2.1 Tiêu chí thiết kế - thủy lực

Hệ số thiết kế Làm sạchthủ công bằng máyLàm sạch

- Vận tốc qua máng (m/s)

- Kích cỡ thanh:

+ Chiều rộng thanh (mm)

+ Chiều sâu (mm)

- Khoảng cách trống giữa các thanh (mm)

- Độ nghiêng so với phương ngang (độ)

Hình 2.2: Cấu tạo và phương pháp lắp đặt song chắn Tính toán thiết kế song chắn rác:

 Số lượng khe hở của song chắn:

Trong đó:

Qmax : lưu lượng tối đa của nước thải, m3/s;

v : tốc độ nước chảy qua song chắn, m/s;

hmax : chiều cao của nước qua song chắn, m;

l : khoảng cách giữa các khe, m

K = 1,05: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy

 Chiều rộng song chắn:

Bs = s(n  1) + l.nTrong đó:

s: chiều dày của các thanh, mm (Chọn s = 8  15 mm);

n – 1: số lượng thanh đan song chắn

 Chiều dài đoạn kênh mở rộng:

Trong đó:

Bs: chiều rộng của song chắn,

Bk: chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi song chắn

: góc nghiêng song chắn so với mặt phẳng ngang,

 : phụ thuộc vào tiết diện ngang và hình dáng thanh

Hình 2.3 Giá trị  ứng với các kiểu tiết diện song chắn khác nhau

 Chiều cao xây dựng:

- Tang trống quay với vận tốc 0,1 – 0,5 m/s

- Cơ chế: Nước thải được lọc qua trống bằng hai cách: Qua bề mặt trong hayqua bề mặt ngoài tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước thải vào

Hình 2.4: Cấu tạo lưới lọc dạng tang trống quay

1 Cửa dẫn nước thải vào

2 Cửa dẫn nước thải ra

3 Cửa tháo vật rắn

4 Cửa tháo cạn

5 Thùng quay với lưới lọc

6 Vòi phun nước rửa

7 Máng thu gom nước rửa

- Tổn thất áp lực qua lưới chắn:

+ Dựa vào catalog của nhà sản xuất

+ Tính theo công thức thực nghiệm:

21

p

Q h

C: hệ số thải (giá trị C điển hình cho lưới lọc sạch bằng 0,60);

Q: lưu lượng nước thải đi qua lưới lọc, m3/s;

A: diện tích ngập chìm hữu ích của lưới lọc, m2;g: gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2;

hp: tổn thất áp suất, m

Các hệ số C, A có thể tra bảng catalog của nhà cung cấp và được xác định bằngthực nghiệm và phụ thuộc vào các thông số thiết kế như kích thước gờ, đường kính lỗlưới, kết cấu, phần trăm diện tích bề mặt lưới làm việc hữu ích

- Diện tích hữu ích của lưới lọc được tính theo công thức:

max

c

Q F u



Trong đó:

Fc: tổng diện tích hữu ích;

Qmax: lưu lượng lớn nhất của nước thải;

u: vận tốc của chất lỏng chảy qua khe lưới thường  0,7 m/s

số làm sạch các bể này Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát

2.3.1.2 Phân loại

Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp Đôikhi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn cólợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắngxuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng Ở đây phải tính toán thế nào để cho các

hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi

đi

Bể lắng cát gồm những loại sau:

 Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của

bể Bể có tiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể

 Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể Nước đượcdẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể Chế độ dòng chảy khá phứctạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi đócác hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy

 Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được dẫnvào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu và máng tập trung rồi dẫn ra ngoài

 Bể lắng cát làm thoáng: Để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệuquả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn thiết bị phun khí Dànnày được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với mộtvận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng cóthể lắng

Bảng 2.2 Các thông số điển hình thiết kế bể lắng cát loại ngang

Thời gian lưu, s

1,0 – 1,30,6 – 0,9

30 – 40

600,3

1,150,7536

Hình 2.5: Cấu tạo bể lắng cát ngang và phân phối nước

2.3.3 Bể lắng cát ngang có thổi khí

Dọc theo một tường bể bố trí ống phân phối khí, đặt cách nhau một khoảng 0,2 –0,8 m

Bảng 2.3 Các thông số điển hình thiết kế bể lắng cát có sục khí

Kích thước:

- chiều sâu, m

- chiều dài, m

- chiều rộng, m

Tỷ số chiều rộng/chiều sâu

Thời gian lưu, phút

Cấp không khí, m3/m chiều dài phút

2 – 57,5 – 202,5 – 71:1 – 5:1

2 – 50,15 – 0,45

1,5 – 130,3

Hình 2.6: Cấu tạo bể lắng cát có sục khí

2.3.4 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng là bể chứa hình trụ (hoặc tiết diệnvuông ) có đáy chóp Nước thải được cho vào theoống trung tâm Sau đó nước chảy từ dưới lên trênvào các rãnh chảy tràn Như vậy, quá trình lắng cặndiễn ra trong dòng đi lên, vận tốc nước là 0,5-0,6m/

2.4 Sân phơi cát

Cát sau khi lấy ra khỏi bể lắng thường chứa nhiều nước, nên cần phải phơi khôchúng trước khi dùng vào các mục đích khác nhau Để thực hiện điều này người tadùng sân phơi cát

Sân phơi cát là khoảng đất trống được giới hạn bởi các bờ chắn, cao 1 – 2 m Kíchthước sân phơi xác định từ điều kiện lớp cát chất cao 3 – 5 m/năm

Diện tích hữu ích của sân phơi cát

, 1000

365

h

N a

h: chiều cao lớp cát, m/năm.

2.5 Tiền ổn định

2.5.1 Các loại bể tiền ổn định

Chủ yếu áp dụng cho các quá trình sinh học:

- Ổn định hóa lưu lượng, pH, nhiệt độ Áp dụng cho các quá trình xử lý sinh học

Thông thường, lưu lượng, nhiệt độ, hàm lượng các chất ô nhiễm v.v trong dòng

thải thay đổi theo thời gian Sự tăng giảm của các đại lượng trên gây khó khăn cho sựhoạt động của hệ thống xử lý và ảnh hưởng tới việc thải vào nguồn tiếp nhận Yêu cầuđặt ra trong thiết kế là phải thực hiện theo giá trị lớn nhất về lưu lượng của dòng thải.Trong các quá trình xử lý, nếu lưu lượng dòng vào tăng đột ngột với biên độ lớn sẽlàm cho quá trình xử lý bị quá tải như trường hợp láng,lọc, hay mất tác dụng nhưtrường hợp phải xử lý hoá học hay sinh học Vai trò của bể điều hoà nhằm hạn chế cácdao động trên.Trong những trường hợp đơn giản, có thể kết hợp nhiệm vụ xử lý sơ bộ

và điều hòa dòng thải trong cùng một thiết bị

2.5.2 Bể điều hòa

2.5.2.1 Ảnh hưởng của sự biến đổi lưu lượng và nồng độ

Lưu lượng, thành phần tính chất nước thải của các xí nghiệp công nghiệp tùythuộc vào dây chuyền sản xuất, loại nguyên liệu sử dụng và thành phẩm, thườngkhông đều theo các giờ trong ngày đêm Sự dao động lưu lượng, nồng độ nước thải sẽdẫn đến những hậu quả tai hại về chế độ công tác của mạng lưới và các công trình xử

lý, đồng thời gây tốn kém nhiều về xây dựng và quản lý Khi lưu lượng dao động thì rõràng phải xây dựng mạng lưới bên ngoài với tiết diện ống hoặc kênh lớn hơn vì phảiứng với lưu lượng giờ lớn nhất Ngoài ra điều kiện công tác về mặt thủy lực sẽ kém đi.Nếu lưu lượng nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi thì dung tích bể chứa, công suấttrạm bơm, tiết diện ống đẩy cũng phải lớn hơn

Khi lưu lượng, nồng độ nước thải thay đổi thì kích thước các công trình (các bểlắng, bể trung hòa và các công trình xử lý sinh học) cũng phải lớn hơn, chế độ làm việccủa chúng mất ổn định Chẳng hạn bể lắng tính với lưu lượng trung bình giờ thì sẽ làmviệc kém khi lưu lượng lớn hơn, ngược lại nếu tính theo lưu lượng giờ lớn nhất thì giáthành công trình sẽ đắt hơn Nếu nồng độ các chất bẩn trong nước thải chảy vào các

công trình xử lý sinh học đột ngột tăng lên nhất là các chất độc hại đối với vi sinh vậtthì sẽ làm cho công trình hoàn toàn mất tác dụng.

Các công trình xử lý bằng phương pháp hóa học sẽ làm việc rất kém khi lưulượng, nồng độ thay đổi hoặc muốn làm việc tốt thì thường xuyên phải thay đổi nồng

độ hóa chất cho vào Điều này đặc biệt khó khăn khi điều kiện tự động hóa chưa chophép Kết quả sau khi ra khỏi công trình xử lý nước thải hoặc chưa được làm sạchhoàn toàn hoặc là còn chứa một lượng hóa chất dư nào đó

Vì vậy để mạng lưới thoát nước và các công trình xử lý nước thải làm việc bìnhthường với hiệu suất cao và kinh tế phải xây dựng các bể điều hòa lưu lượng và nồng

độ nước thải

2.5.2.2 Phân loại và vị trí các bể điều hòa

Theo chức năng người ta phân biệt: các bể điều hòa lưu lượng, các bể điều hòanồng độ hoặc đồng thời điều hòa lưu lượng, nồng độ nước thải Bể điều hòa lưu lượngnên đặt gần nơi tạo ra nước thải, bể điều hòa nồng độ (với lưu lượng ít hoặc khôngthay đổi) có thể đặt trong phạm vi trạm xử lý Khi đó trong dây chuyền sơ đồ dâychuyền công nghệ trạm xử lý, bể điều hòa có thể đặt sau bể lắng nếu nước thải chứamột lượng lớn các tạp chất không tan vô cơ, có độ lớn thủy lực từ 4 – 5 mm/s trở lên,kích thước các hạt d  0,2 mm hoặc đặt ở trước bể lắng nếu nước thải chứa chủ yếu làcác chất bẩn không tan hữu cơ Nếu trong sơ đồ trạm xử lý có bể trộn (với hóa chất)thì nên đặt bể điều hòa trước bể trộn

Theo chế độ hoạt động người ta phân biệt: bể điều hòa hoạt động gián đoạn theochu kỳ, bể điều hòa hoạt động liên tục Bể điều hòa hoạt động gián đoạn theo chu kỳ lànhững bể chứa (phải có ít nhất hai bể) trong đó một bể tích lũy nước còn bể kia xảnước đi và ngược lại

Theo nguyên tắc chuyển động của nước, các bể điều hòa hoạt động liên tục lạiđược chia ra: bể điều hòa làm việc theo nguyên tắc đẩy (chế độ chảy tầng) và bể điềuhòa hoạt động theo nguyên tắc xáo trộn (chế độ chảy rối)

Các bể làm việc theo nguyên tắc xáo trộn lại được chia ra: xáo trộn cưỡng bức(bằng máy hướng trục, máy cánh quạt, bằng khí nén hoặc bằng bơm ly tâm) và bể xáotrộn tự nhiên nhờ gió thổi hoặc nhờ khuếch tán do sự khác nhau về nhiệt độ, tỷ trọng,nồng độ của các loại nước chảy tới

2.5.2.3 Yêu cầu vị trí đặt bể điều hoà

Tuỳ thuộc vào hệ thống sản xuất của cơ sở sản xuất và phương án xử lý chất thải

mà lựa chọn vị trí đặt bể điều hoà thích hợp Thông thường, các bể điều hoà lưu lượngđược bố trí ở tại các nguồn tạo ra nước thải, còn với bể điều hoà nồng độ (khi lưulượng ít hoặc không thay đổi) được bố trí ở trong khu vực trạm xử lý Khi đó, trong sơ

đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý, bể điều hoà được bố trí phía sau bể lắng thô,nếu nước thải có chứa một lượng lớn các tạp chất vô cơ không tan với kích thước lớn.

Bể điều hoà cũng có thể đặt trước bể láng đó, nếu nước thải chứa chủ yếu là các chấthữu cơ không tan Trường hợp trong quy trình xử lý có bể trung hòa thì bể điều hòagiúp quá trình phản ứng được tiến hành thuận lợi

Trong một số trường hợp, bể điều hoà được bố trí đặt ở vị trí phía sau bể xử lý sơcấp và trước bể xử lý sinh học Điều này sẽ làm giảm được lượng bùn và bọt ở trong

bể điều hòa Nếu là một bể điều hoà lưu lượng dòng thì cần phải bố trí nó ở trước cả bểlắng sơ cấp và bể xử lý sinh học và phải thiết kế hệ thống khuấy trộn mạnh để ngăncản sự lắng của huyền phù, cũng như làm giảm bớt sự chênh lệch nồng độ và đôi khi ởđây còn bố trí cả bộ phận sục khí để làm giảm sự bốc mùi khó chịu trong các thiết bị

xử lý tiếp theo

2.5.2.4 Nguyên lý cấu tạo và làm việc của bể điều hoà

Có một số loại bể điều hòa như sau:

a Bể điều hoà có tường ngăn: Loại hình chữ nhật, các tường ngăn có thể bố trí

theo chiều dọc hoặc theo chiều ngang Dòng chảy khi đi qua bể phải giữ ở chế độxoáy

b Bể điều hoà hình tròn: Dẫn nước vào theo đường chuyển tiếp: Nước thải được

dẫn vào theo đường tiếp tuyến với chu vi ở vị trí đáy bể và được dẫn ra theo đườngống trung tâm nằm ở vị trí phía trên của bể

c Bể điều hoà có cánh khuấy cơ khí: Loại này rất phổ biến, có thể dùng máy

khuấy loại mái chèo, loại chân vịt hoặc tuốc bin Sự lựa chọn loại máy khuấy và tốc độkhuấy tuỳ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng Với các bể lớn thường ta bố trí làm nhiềucánh khuấy và cố gắng giảm thấp không gian chết trong bể để chống hiện tượng lắngđọng

d Bể điều hoà có sục khí: Loại này thường dùng cho chất lỏng có độ nhớt thấp.

Không khí nén được dẫn vào hệ thống ống có đục lỗ, đặt ở đáy bể điều hoà Không khínén qua lỗ tạo thành các bong bóng làm khuấy đảo lớp nước phía trên (lỗ thường đượcđục ở mặt dưới của ống để tránh tắc) Tuỳ theo cách đục lỗ là một hàng dọc hoặc haihàng dọc, tuỳ theo chiều dài ống sẽ tạo được 1 dòng hoặc 2 dòng tuần hoàn theo mặtcắt ngang của bể

2.5.2.5 Điều hòa lưu lượng

Điều hòa lưu lượng được sử dụng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi,khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nângcao hiệu suất của quá trình ở cuối dây chuyền xử lý Các kỹ thuật điều hòa được ứngdụng cho từng trường hợp phụ thuộc vào đặc tính của hệ thống thu gom nước thải Các

phương án bố trí bể điều hòa lưu lượng có thể là điều hòa trên dòng thải hay ngoàidòng thải xử lý.

Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao động thành phầnnước thải đi vào các công đoạn phía sau, con phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉgiảm được một phần nhỏ sự dao động đó

Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử

lý Vì tính tối ưu của nó phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom vàđặc tính của nước thải

Để xác định thể tích cần thiết của bể điều hòa có thể sử dụng phương pháp đồ thịtrên cơ sở thực nghiệm về quan hệ giữa thể tích tích lũy của lưu lượng nước thải ởdòng vào theo thời gian Hình 2.8 minh họa bằng đồ thị hai trường hợp điển hình Đểxác định thể tích cần thiết, vẽ đường tiếp tuyến với đường cong thể tích dòng vào songsong với đường lưu lượng trung bình hàng ngày của điểm xuất phát từ gốc tọa độ Thểtích cần thiết khi đó sẽ bằng khoảng cách theo chiều đường thẳng đứng từ tiếp điểmđến đường thẳng biểu diễn lưu lượng trung bình hàng ngày (trường hợp a) hoặc bằngkhoảng cách giữa hai tiếp điểm theo chiều thẳng đứng song song với trục tung (trườnghợp b)

Bể điều hòa được thiết kế với chiều sâu từ 1,5 – 2 m Thể tích của bể điều hòa cóthể tính theo công thức sau:

d d

n n

Q

V

kln





Trong đó:

max tb n

kn: hệ số dập tắt dao động;

d

 : thời gian thải đột biến, h;

Cmax, Ctb, Ccf: giá trị cực đại, trung bình, cho phép nồng độ các chất gây ônhiễm, g/m3

Khi kn  5, thể tích bể điều hòa được tính theo công thức sau:

Vdh = kn.Q.d

Thể tích bể điều hòa dùng để dập tắt sự dao động có chu kỳ của thành phần cácchất ô nhiễm sẽ được tính theo công thức sau:

Vdkc = 0,16,kn.Q.d

Hình 2.8: Sơ đồ xác định thể tích cần thiết của bể điều hòa

+ Bể lắng hoạt động liên tục: nước thải cho qua bể liên tục.

- Căn cứ theo chiều nước chảy trong bể người ta phân biệt bể lắng ngang, bể lắngđứng và bể lắng ly tâm

+ Bể lắng ngang: nước chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể

+ Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương thẳng đứng

+ Bể lắng rađian: nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể hoặc có thể ngượclại Trong trường hợp thứ nhất gọi là bể lắng ly tâm, trong trường hợp thứ hai gọi là bểlắng hướng tâm

Ngoài ra còn có loại bể lắng trong đó quá trình lắng nước được lọc qua tầng cặn lơlửng gọi là bể lắng trong

- Phân loại bể lắng theo chức năng

+ Bể lắng cát

+ Bể lắng cấp 1: có nhiệm vụ tách các chất rắn hữu cơ (60%) và các chất rắnkhác

+ Bể lắng cấp 2: có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải

+ Bể lắng cấp 3: có nhiệm vụ tách sinh khối của quá trình khử N và P

3.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình lắng nước thải

- Trong thể tích nước tĩnh, dưới tác dụng của trọng lực các hạt cặn rơi theo phươngthẳng đứng xuống dưới

- Tốc độ rơi của hạt phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, tỷ trọng của hạt, đồngphụ thuộc vào lực cản của nước tác dụng vào hạt rơi

- Quy luật chuyển động của hạt cặn trong nước khi lắng tự do theo trọng lực vàkhông có vận tốc ban đầu, ta xét hạt rắn hình cầu, không thay đổi hình dạng và kích

thước trong quá trình lắng và không bị dính kết với các hạt cặn khác (cặn thiên nhiênkhông đánh phèn).

- Tại thời điểm bất kỳ t, hạt chuyển động với vận tốc u mm/s

- Các lực tác lên hạt đang chuyển động theo phương thẳng đứng gồm:

 : khối lượng riêng của chất lỏng;

d: đường kính của hạt hình cầu;

Ta chỉ nghiên cứu và xem xét sự rơi của hạt ở giai đoạn tốc độ không đổidu

   

 



- Re < 2: Quá trình lắng xảy ra ở trạng thái chảy tầng (Re là chế độ thủy động

lực của dòng chảy được đánh giá bằng chuẩn số Reynold, Re3 u.d

3.1.3 Quá trình lắng trong bể lắng ngang

So với bể lắng đứng, hệ quả lắng với dòng nước chuyển động theo phương nằmngang đạt hiệu quả cao hơn Ở đây một phần các hạt cặn có tốc độ lắng nhỏ hơn giá trị

- Dòng nước chuyển động theo phương nằm ngang ở trong chế độ chảy tầng, tốc

độ dòng chảy tại mọi điểm trong bể đều bằng nhau Thời gian lưu lại của mọi phần tửnước đi qua bể đều bằng nhau và bằng dung tích bể chia cho lưu lượng dòng chảy

- Trên mặt cắt ngang vuông góc với chiều dòng chảy ở đầu bể, nồng độ các hạt cặn

có cùng kích thước tại mọi điểm đều bằng nhau

- Hạt cặn ngừng chuyển động khi chạm đáy bể

Để thõa mãn các điều kiện trên, trong bể lắng ngang có 4 vùng phân biệt: vùngphân phối đảm bảo đưa nước vào và phân phối đều nước, cặn trên trên toàn bộ mặt cắtngang đầu bể, vùng lắng, vùng chứa cặn, vùng thu nước

Xét chuyển động của hạt cặn tự do trong bể lắng ngang, ngoài lực rơi tự do hạt cặncòn chịu lực đẩy theo phương nằm ngang của dòng chảy Quỹ đạo của các hạt cặn tự

do là vectơ tổng hợp của hai lực nói trên Nếu gọi các kích thước cơ bản của vùng lắng

bằng ký hiệu, chiều sâu H, chiều rộng B và chiều dài L Giá trị các lực cơ bản đượcbiểu thị bằng:

o o

vo: tốc độ chuyển động của dòng nước, m/s;

Q: lưu lượng dòng nước qua vùng lắng, m3/s;

F: diện tích bề mặt vùng lắng, m2.Các công thức trên cho thấy tốc độ lắng cặn (hay hiệu quả lắng) chỉ phụ thuộc vàodiện tích bề mặt bể, hoàn toàn không phụ thuộc các yếu tố khác như chiều sâu hoặcthời gian nước lưu lại

Hình 3.1: Sơ đồ quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn tự do trong bể lắng ngang

Theo sơ đồ trên, hiệu quả lắng bằng tổng số cặn có tốc độ lắng hoặc bằng tốc độ

uo, và một phần cặn có tốc độ lắng nhỏ hơn uo Hiệu quả lắng các hạt cặn có tốc độlắng nhỏ có thể xác định theo tương quan

 

1 n

phần trăm của trọng lực các hạt lớn u > uo trên tổng số trọng lực các loại hạt cặn cótrong nước, hiệu quả lắng thấp, vì thế không dùng bể lắng đứng để lắng các hạt cặn tự

do không có khả năng keo tụ

Trong trường hợp lắng các hạt cặn keo tụ Hiệu quả lắng đạt cao hơn, ban đầu cáchạt có tốc độ lắng nhỏ hơn tốc độ dòng nước (u < uo) sẽ bị đẩy dần đi lên, các hạt cặn

va chạm và dính kết với nhau, tăng dần kích thước, cho đến khi có tốc độ lắng lớn hơntốc độ dòng nước đi lên thì rơi xuống đáy bể

Vì vậy khi lắng các hạt cặn keo tụ trong bể lắng đứng, hiệu quả lắng không chỉphụ thuộc vào diện tích bề mặt bể Q/F mà còn phụ thuộc vào chiều cao lắng H và thờigian lưu nước trong bể T

Hình 3.2: Sơ đồ lắng đứng các hạt cặn keo tụ

Bể lắng đứng: bể lắng đứng thường được xây dựng kết hợp với ngăn phản ứng tạobông cặn đặt ở giữa Bể có cấu tạo gồm bốn vùng: vùng phân phối nước vào, vùnglắng, vùng thu nước ra, vùng chứa cặn (hình 3.4)

Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo bể lắng đứng

1 Bể phản ứng tạo bông cặn và vùng phân phối nước vào

Q: lưu lượng nước vào bể lắng, m3/s;

uo: tốc độ lắng của hạt cặn, m/s, uo tra theo biểu đồ đường cong lắng theohiệu quả lắng R% mong muốn Khi không có số liệu có thể chọn uo từ 0,0022đến 0,0007 m/s;

: hệ số dự phòng kể đến việc phân phối nước không đều trên toàn bộmặt cắt ngang của bể Giá trị của hệ số  phụ thuộc vào tỷ số giữa đường kính

- Máng thu nước đặt theo chu vi bể và các máng hình nan quạt tải trọng thu nước

từ 1,5 – 3 l/s.m dài theo mép máng

- Xả cặn bằng độ chênh áp lực thủy tĩnh giữa mực nước trong bể và mực nước ởmiệng xả của ống tháo cặn ra ngoài Đường kính ống tháo cặn tính theo lưu lượng xả:

Q: lưu lượng nước vào bể, m3/h;

Mo: nồng độ cặn trong nước đi vào bể, g/m3;M: hàm lượng cặn trong nước khi ra khỏi bể lấy 8 – 10 g/m3

Do khó khăn trong việc phân phối đều nước theo mặt cắt ngang của bể nên bể lắngđứng chỉ áp dụng cho các trạm xử lý có công suất nhỏ hơn hoặc bằng 2000 m3/ng.đ

3.2 Tuyển nổi

3.2.1 Khái niệm

Tuyển nổi là một quá trình tách các hạt cặn trong pha lỏng khi khối lượng riêngcủa các hạt này nhỏ hơn khối lượng riêng của nước

Bản chất của quá trình tuyển nổi: Thực chất của quá trình tuyển nổi là sự dính

kết của chất bẩn với bề mặt phân chia khí và nước Sự dính kết diễn ra được là do cónăng lượng tự do trên bề mặt phân chia đó, và nhờ hiện tượng bề mặt đặc biệt gọi làhiện tượng thấm ướt Hiện tượng này xuất hiện ở những nơi tiếp xúc giữa ba pha (lỏng

- khí - rắn), tức xuất hiện theo chu vi tẩm ướt

3.2.2 Cơ sở hóa lý của quá trình tuyển nổi

 Hiện tượng tẩm ướt

Trong nước các phần tử chất bẩn chỉ dính bám vào bề mặt bọt khí khi chúngkhông hoặc kém bị thấm ướt đối với nước Khả năng thấm ướt một số chất lỏng nóichung tùy thuộc vào độ phân cực của nó Độ phân cực của chất lỏng càng cao thì nócàng khó thấm ướt đối với vật rắn Nước có thể thấm ướt tất cả các vật trừ một số mỡhữu cơ

Khả năng thấm ướt của chất lỏng được đánh giá bằng giá trị của sức căng bềmặt của nó tại biên giới phân chia khí - lỏng, đồng thời bằng sự phân cực ở biên giớilỏng - rắn Sức căng bề mặt của chất lỏng và hiệu phân cực càng nhỏ thì vật rắn càng

dễ bị thấm ướt

- 1 2  : năng lượng bề mặt ở biên giới phân chia nước và không khí.

- Đại lượng 1 cos = F gọi là độ tuyển nổi

+ Đối với những hạt ưa nước thì  0, cos 1 thì F=0

+ Đối với những hạt kỵ nước  1800, cos 1 thì F đạt giá trị tối đa:

1 2

F 2 

Sự tương tác các hạt rắn với nước, giữa hạt với oxy hòa tan trong nước sẽ ảnhhưởng tới độ thấm ướt (tức là tới sự dính kết của bọt khí với hạt rắn) Sự tương tác vớioxy có thể làm tăng độ thấm ướt do tạo thành lớp oxit, còn sự tương tác lưỡng cực củanước sẽ tạo ra một màng hiđrat hóa (dày tới 0,1 m), nên sẽ làm tăng độ thấm ướtngăn cản sự dính bám của bọt khí

Có thể tạo thành các màng hiđrat khi năng lượng liên kết giữa các cực của nướcvới nhau nhỏ hơn năng lượng liên kết giữa các cực của nước với bề mặt hạt rắn Cácmàng hiđrat rất mỏng (0 – 400 A0) thì không cản trở sự dính kết của bọt khí

Như vậy sự tẩm ướt là do tính chất của chất lỏng quyết định và phụ thuộc vào tínhchất của chất rắn

Đối với nước, chất rắn có thể chia thành các chất kỵ nước, ưa nước hay ở vị trítrung gian

Những chất kỵ nước là những chất có cấu tạo phân tử theo kiểu không phân cực và

do đó không có khả năng hiđrat hóa Chúng có độ thấm ướt nhỏ nhất và do đó dễtuyển nổi nhất Hạt càng khó hiđrat hóa thì màng hiđrat càng dễ vỡ ra khi hạt đến gầnbọt không khí, và do đó dễ dính vào bọt khí (vì ở trạng thái đó năng lượng tự do của

R K

L

R L K K

K L

R K





R K

L





hạt đạt giá trị nhỏ nhất) Những chất ưa nước cấu tạo theo kiểu phân cực thì rất dễhiđrat hóa trong nước nên rất dễ bị thấm ướt và không thể tuyển nổi được.

Những chất cấu tạo phân tử kiểu dị cực (một đầu phân cực, một đầu không phâncực) thì phía nhóm phân cực sẽ có khả năng bị hiđrat hóa, còn phía các nhómhiđrocacbon sẽ kỵ nước và có thể dính vào các bọt khí Những chất như vậy đóng vaitrò quan trọng trong việc tuyển nổi

Đối với các hạt ưa nước, để có thể tuyển nổi được người ta tạo cho chúng tính kỵnước Muốn vậy người ta cho vào nước chất tập hợp tức là chất hoạt tính bề mặt vớicác phân tử phân cực và không phân cực Những chất này sẽ hấp phụ trên bề mặt củahạt kỵ nước Các nhóm hiđrocacbon kỵ nước sẽ quay ra phía môi trường xung quanhtạo thành lớp hấp phụ và do đó làm hạt trở thành kỵ nước, tạo điều kiện tốt cho quátrình tuyển nổi

Trong thực tế tuyển nổi, các chất tập hợp phổ biến nhất được phân ra theo cấu tạocủa các nhóm ưa nước của chúng:

- Dầu mỡ và hỗn hợp các sản phẩm chế biến từ dầu, than đá, gỗ (dầu lửakeroxin, dầu mazut, nhựa, );

- Axit với các gốc hiđrocacbon (axit béo và muối của chúng natri olenat, axitnaphtenoic, axit oleic, axit stearic, axit palminoic);

- Các hợp chất chứa lưu huỳnh hóa trị hai ở phần phân cực (mecaplan,xantozen, đitiocacbonat, tritiocacbonat, đitiôphotphat, );

- Các hợp chất chứa anion của axit sunfurit ở phần có cực (ankylsunfat,ankylsunfonat, );

- Các hợp chất chứa nitơ hay photpho ở nhóm phân cực (amin, muối amon,etanolamin, muối piriđin, )

Có thể tăng độ kỵ nước và độ tuyển nổi của các chất bằng nhiều cách khác nữa.Chẳng hạn, bằng cách hấp phụ phân tử khí hòa tan lên bề mặt của các hạt rắn Việchấp phụ như vậy ở mức độ nào đó sẽ giảm được độ hiđrat hóa của các chất rắn Songmàng hiđrat lại mất khả năng hòa tan và độ phân cực của nước sẽ càng tăng lên Kếtquả là phân tử khí rất khó khuếch tán tới bề mặt các hạt đã bị hiđrat hóa

Cùng một thể tích không khí trong một đơn vị thể tích nước nhưng nếu kích thướccác bọt khí tồn tại khác nhau thì tổng bề mặt của chúng sẽ khác nhau Nếu các bọt khí

có kích thước lớn thì tổng bề mặt của chúng sẽ nhỏ hơn và hiệu suất tuyển nổi sẽ thấphơn so với khi tạo ra các bọt khí có kích thước nhỏ hơn

Kích thước các bọt khí tùy thuộc vào sức căng bề mặt ở biên giới phân chia nước –khí (1 2  ) và được xác định theo công thức:

1 22

p: áp suất mao dẫn trong bọt khí

Như vậy khi tuyển nổi nước thải với sức căng bề mặt (ở biên giới phân chia nước– không khí) càng thấp, chẳng hạn, nước thải chứa chất hoạt tính bề mặt - chất tạo bọt,thì tạo được các bọt khí nhỏ Những chất tạo bọt sẽ hấp phụ trên bề mặt biên giới phânchia nước – không khí, trong đó phần phân cực của những chất này sẽ phản ứng vớicác phân tử nước, còn phần không phân cực sẽ hướng về pha khí Kết quả làm giảmsức căng bề mặt ở biên giới phân chia nước – không khí, làm giảm năng lượng bề mặt

và do đó làm ổn định các bọt khí, đồng thời tạo điều kiện tốt cho quá trình dính bámcủa các hạt chất rắn vào bọt khí

Có nhiều chất hoạt tính bề mặt vừa có tính tập hợp vừa có tính tạo bọt Trong nướcthải có nhiều chất hoạt hóa hoặc cũng có nhiều chất khử quá trình tuyển nổi

3.2.3 Phân loại các phương pháp tuyển nổi

Người ta phân biệt hai loại tuyển nổi: tuyển nổi bọt và tuyển nổi ion

Tuyển nổi bọt để thu hồi các chất lơ lửng không tan và một số chất keo hoặc hòatan trong nước Còn tuyển nổi ion chủ yếu thu hồi các chất keo và tan trong nước thải

Do chức năng của từng loại tuyển nổi khác nhau cho nên chế độ công nghệ và cấu tạocác thiết bị, công trình ứng với từng loại tuyển nổi sẽ có những đặc điểm riêng Tuynhiên trong điều kiện hiện thực cũng khó phân biệt hoàn toàn các loại tuyển nổi đó vìcác quá trình đều có thể đồng thời diễn ra

Trong thực tế các trạm tuyển chỉ khác nhau về cấu tạo thiết bị tuyển nổi và biệnpháp tách bọt khỏi nước

Sự khác nhau cơ bản của các trạm tuyển nổi là biện pháp bão hòa các bọt khí vớikích thước cần thiết trong nước Vì vậy người ta phân biệt các biện pháp tuyển nổi để

xử lý nước thải như sau:

− Tuyển nổi với tách các bọt khí từ dung dịch: các trạm tuyển nổi chân không,không áp lực, có áp lực và bơm hỗn hợp khí nước;

− Tuyển nổi với phân tán không khí bằng cơ giới kiểu hướng trục;

− Tuyển nổi với không khí nén qua tấm xốp, ống có lỗ;

− Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hóa học

3.2.4 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình tuyển nổi

Quá trình tuyển nổi chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố:

− Các tính chất hóa lý của chất bẩn

− Thành phần nước thải

− Chế độ thủy động lực của thiết bị tuyển nổi

− Điều kiện bão hòa khí và sự ổn định của các bọt khí

độ làm việc thủy động lực của thiết bị bão hòa khí, thành phần, tính chất của chất bẩntrong nước thải

- Giai đoạn hình thành các bọt khí: Sau khi hạ áp suất trong nước, các bọt khítrong nước xuất hiện nhanh, chỉ sau vài phần nghìn giây, tuy nhiên số lượng và kíchthước của chúng không chỉ phụ thuộc vào nồng độ không khí đã bão hòa mà còn phụthuộc vào động lực bão hòa dung dịch và liên quan đến vận tốc chung của hỗn hợpnước thải đã bão hòa không khí vào ngăn tuyển

Hình thành tổ hợp bọt khí và chất bẩn

Phân thành ba cơ chế hình thành các bọt khí - chất bẩn

+ Nhờ sự va chạm giữa các bọt khí với phần tử chất bẩn.

+ Tạo bọt khí ngay trên bề mặt chất bẩn

+ Sự kết hợp giữa các bọt khí lớn ở trạng thái tự do với các bọt khí nhỏ hơn, màcác bọt khí này được hình thành trên bề mặt các phần tử chất bẩn nhưng không đủ sứcnổi lên bề mặt nước

Cơ chế 1: Xảy ra khi bão hòa không khí ở trong nước thải có lẫn các chất bẩn

Cơ chế 2: Xảy ra khi hình thành các tổ hợp tuyển nổi trong một chu kỳ đồngnhất Sau đó hỗn hợp này được hòa trộn với nước thải

Cơ chế 3 (thực chất là kết tụ): Khi hòa trộn không khí với nước thải có chứachất bẩn, trên bề mặt chúng có bọt khí nhỏ, các bọt khí này đóng vai trò nhân tuyểnnổi

Ba cơ chế hình thành tổ hợp chất bẩn - bọt khí trên là cơ sở cho việc đề suất bacông nghệ tuyển nổi áp lực khác nhau

1 Sơ đồ tuyển nổi xuôi dòng

2 Sơ đồ tuần hoàn bão hòa một phần nước thải sau xử lý

3 Sơ đồ tuyển nổi tuần hoàn nhiều bậc với dòng bão hòa phân nhánh