hệ thống xử lý nước thải tập trung của 06 hộ sản xuất tinh bột sắn

trình bày hệ thống xử lý nước thải tập trung của 06 hộ sản xuất tinh bột sắn

Chương I – MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Sản xuất hộ gia đình tập trung tại các làng nghề vẫncòn là một hình thức khá phổ biến trong nền kinh tế ViệtNam Các làng nghề góp phần tạo công việc làm ổn địnhcho lực lượng lao động nhàn rỗi, mang tính chất gia đình vàđồng thời đóng góp một phần vào ngân sách, giúp duy trìcác truyền thống tốt đẹp tại địa phương Tuy nhiên, do pháttriển tự phát, đồng thời nhận thức về môi trường củangười dân chưa cao nên hoạt động của làng nghề đã phátsinh các vấn đề môi trường như: nước thải, khí thải, chấtthải rắn… Do đặc điểm các cơ sở sản xuất nằm sát nhàdân và chất thải hoàn toàn chưa có biện pháp xử lý nênđã lan truyền và gây ô nhiễm môi trường ngày càngnghiêm trọng Sự ô nhiễm môi trường không chỉ ảnhhưởng đến điều kiện sinh hoạt, sức khỏe của người dânmà còn ảnh hưởng đến các hoạt động sản xuất khác nhưtrồng trọt chăn nuôi … Trước tình hình đó dân cư xung quanhđã có các phản ứng mạnh, đòi hỏi phải có các biệnpháp khắc phục kịp thời Hiện nay, tại tỉnh Bình Định trongsố các làng nghề đang hoạt động và góp phần gây ônhiễm môi trường phải kể đến làng nghề chế biến tinhbột mì

         Làng nghề chế biến tinh bột mì là nghề truyềnthống có từ lâu đời của huyện Hoài Nhơn Nghề sảnxuất tinh bột mì trog huyện có ở các xã Hoài Hảo, HoàiThanh, Hoài Tân và thị trấn Tam Quan, nhưng tập trungnhiều nhất là ở xã Hoài Hảo Trước đây làng nghề

này đã ứng dụng kết quả của đề tài nghiên cứu khoahọc cấp tỉnh về công nghệ xử lý nước thải tinh bộtsắn để xử lý nước thải sản xuất tinh bột mì Nước thảisau khi xử lý đạt TCVN 5945 – 1995 (loại B) Tuy nhiên hiệnnay các cơ sở sản xuất đang áp dụng các tiến bộ khoahọc vào trong dây chuyền sản xuất nên công suất sảnxuất của các hộ đều tăng lên Các hộ tăng công suấtlên từ 2 – 4 lần, thậm chí có hộ tăng lên gấp 5 lần.Công suất sản xuất tăng lên thì kéo theo các vấn đềmôi trường như rác thải, nước thải, khí thải cũng tăngtheo; đặc biệt là nước thải

Lượng nước thải tăng lên làm cho hệ thống xử lýquá tải, nước thải sau xử lý không đạt được tiêu chuẩnmôi trường Đặc biệt là hàm lượng Cyanua trong nướcthải chưa được phân huỷ hoàn toàn làm bốc mùi hôithối ra môi trường xung quanh Nước thải sắn tồn đọnglâu ngày là môi trường tốt cho vi khuẩn gây bệnh hoạtđộng,… từ đó ảnh hưởng không nhỏ đến cảnh quan,môi trường sống nơi đây

Đứng trước thực trạng môi trường làng nghề chếbiến tinh bột sắn đang bị tái ô nhiễm, để duy trì đượcnghề phụ truyền thống, đem lại thu nhập đáng kể chonhân dân và giải quyết được công ăn việc làm chonhiều người lao động, đề tài đã tiến hành nghiên cứucải tạo hệ thống xử lý nước thải tại làng nghề Tuynhiên phần lớn các hộ sản xuất tập trung thành từngcụm, gần nhau cho nên đa số hệ thống xử lý ở đâyđược xây dựng theo mô hình tập trung, chỉ có những hộnằm riêng lẻ thì xây dựng hệ thống xử lý theo mô hình

cục bộ Ở xóm Thanh Tân – thôn Phụng Du 2 hệ thốngxử lý nước thải tập trung của 06 hộ dân này đang quátải do các hộ này sản xuất đều tăng lên gấp 5 lần so

với trước đây Cho nên đề tài “Nghiên cứu thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải tập trung của 06 hộ sản xuất tinh bột sắn tại xóm Thanh Tân – thôn Phụng Du 2 – xã Hoài Hảo – huyện Hoài Nhơn – tỉnh Bình Định” được thực hiện để giải quyết vấn đề

nêu trên và đồng thời cũng là một mô hình để ápdụng cải tạo các hệ thống xử lý nước thải còn lại

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Khảo sát và nghiên cứu hệ thống xử lý nước thảitập trung hiện hữu của 06 hộ sản xuất tinh bột sắn tạixóm Thanh Tân – thôn Phụng Du 2 – xã Hoài Hảo – huyệnHoài Nhơn – tỉnh Bình Định để thiết kế cải tạo hệ thốngxử lý nước thải tập trung hiện hữu đạt tiêu chuẩn thảiquy định (TCVN 5945 – 2005 (loại B))

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Do giới hạn về thời gian và một số điều kiện trongsuốt quá trình làm đồ án nên đề tài không bao quáthết tất cá các lĩnh vực môi trường liên quan mà chỉtiến hành trong phạm vi sau:

 Đề tài này thực hiện trong phạm vi tìm hiểu vềtính chất và lưu lượng nước thải phát sinh từ các

cơ sở sản xuất tinh bột sắn ở xã Hoài Hảo –huyện Hoài Nhơn,đặc biệt là 06 hộ sản xuất tinhbột sắn tại xóm Thanh Tân – thôn Phụng Du 2 –xã Hoài Hảo – huyện Hoài Nhơn – tỉnh Bình Định

 Khảo sát và nghiên cứu thiết kế cải tạo hệthống xử lý nước thải tập trung hiện hữu của

06 hộ sản xuất tinh bột sắn tại xóm Thanh Tân –thôn Phụng Du 2 – xã Hoài Hảo – huyện Hoài Nhơn– tỉnh Bình Định

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu bằng các phương pháp sau đây:

 Khảo sát thực địa làng nghề chế biến tinh bộtsắn tại xã Hoài Hảo – huyện Hoài Nhơn – tỉnhBình Định

 Thu thập, phân tích tổng hợp dữ liệu để tính toáncải tạo hệ thống xử lý nước thải tập trung hiệnhữu

 Nghiên cứu tư liệu: đọc và thu thập số liệu vềtình hình nước thải của Làng nghề cũng như vềhiện trạng xử lý của hệ thống xử lý tập trunghiện hữu của 06 hộ sản xuất tinh bột sắn tạixóm Thanh Tân Tìm hiểu các phương pháp xử lýnước thải đối với ngành nghề chế biến tinh bộtsắn

 Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: nhằm đánhgiá hiệu quả kinh tế trong quá trình xử lý nướcthải của các phương pháp xử lý

1.5 Nội dung đề tài

Đồ án tập trung nghiên cứu những nội dung chính sau:

 Nghiên cứu tổng quan các phương pháp xử lýnước thải đối với ngành nghề chế biến tinh bộtsắn

 Khảo sát và nghiên cứu thiết kế cải tạo hệthống xử lý nước thải tập trung cho 06 hộâ sảnxuất tinh bột sắn xóm Thanh Tân – thôn Phụng Du

2 – xã Hoài Hảo –huyện Hoài Nhơn – tỉnh BìnhĐịnh

 Khái toán kinh phí đầu tư xây dựng hệ thống xửlý nước thải tập trung của 06 hộ sản xuất tinhbột sắn sau khi cải tạo

1.6 Ý nghĩa của đề tài

Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểuvề lưu lượng, thành phần tính chất nước thải phát sinh tạilàng nghề, đặc biệt là 06 hộ sản xuất tinh bột sắn tạixóm Thanh Tân – thôn Phụng Du 2 – xã Hoài Hảo – huyệnHoài Nhơn để cải tạo hệ thống xử lý nước thải tậptrung hiện hữu của 06 hộ này một cách hợp lý

Ngoài ra việc nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lýnước thải tập trung này có thể áp dụng để cải tạo cáchệ thống xử lý nước thải còn lại trong làng nghề chếbiến tinh bột sắn xã Hoài Hảo – huyện Hoài Nhơn – tỉnhBình Định

Việc nghiên cứu thiết kế cải tạo hệ thống xử lýnước thải tại làng nghề đảm bảo cho môi trường tạilàng nghề luôn xanh sạch đẹp, duy trì được làng nghề

truyền thống, hạn chế đến mức thấp nhất các tác độngtiêu cực của nước thải đến môi trường

Chương II – TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐỐI VỚI NGÀNH NGHỀ CHẾ

BIẾN TINH BỘT SẮNTheo quy định môi trường, nước thải sản xuất buộcphải xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép tái sử dụng hoặcthải ra môi trường Hiện nay, để xử lý nước thải đạttiêu chuẩn cho phép, đặc biệt là nước thải có nồng độ

ô nhiễm cao, công nghệ xử lý thường kết hợp nhiềuphương pháp như: phương pháp cơ học, hóa lý, sinh học vàviệc lựa chọn các phương pháp xử lý phụ thuộc vào cácyếu tố sau:

 Đặc tính của nước thải

 Chi phí xử lý và đầu tư ban đầu

 Điều kiện mặt bằng,

 Đặc điểm nguồn tiếp nhận

 Trình độ vận hành

2.1 Phương pháp cơ học

Xử lý cơ học là giai đoạn không thể thiếu trong cáchệ thống xử lý nước thải Phương pháp cơ học là nhằmloại bỏ các hợp chất không tan ra khỏi nước thải Nó làbước ban đầu nhằm chuẩn bị cho các giai đoạn xử lý sauđó diễn ra thuận lợi và ổn định hơn Trong giai đoạn nàythường có các công trình đơn vị như: song chắn rác hoặclưới chắn rác, máy nghiền rác, bể lắng, bể điều hòa…

 Xử lí cơ học nhằm mục đích

 Tách các chất không hòa tan, những vật chấtcó kích thước lớn như nhánh cây, gỗ, nhựa, lácây, giẻ rách, dầu mỡ…ra khỏi nước thải

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát…

 Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ônhiễm trong nước thải

 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bướcxử lí tiếp theo

2.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ để chuẩn

bị điều kiện cho việc xử lý nước thải sau đó Nhằm giữlại các vật thô như rác, giẻ, mẫu đất đá…ở trước songchắn rác Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kimloại tiết diện chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục Song chắnrác được chia làm 2 loại di động hoặc cố định Hiệu quảthao tác ít hay nhiều, đều phụ thuộc vào kích thước khesong, có thể chia thành:

 Song chắn rác tinh, khoảng cách nhỏ hơn 10mm

 Song chắn rác trung bình, khoảng cách từ 10 đến40mm

 Song chắn rác sơ bộ, khoảng cách lớn hơn

40mm

Hình 2.1: Song chắn rác

2.1.2 Thiết bị nghiền rác

Có thể được dùng thay cho song chắn rác, được dùngđể nghiền, cắt rác thành các mảnh nhỏ hơn và có kích

thứơc đều hơn, ngăn cho rác không bám chặt lại, khôngcần tách rác ra khỏi dòng thải Rác vụn này sẽ đượcgiữ lại ở các công trình phía sau như bể lắng cát, bểlắng đợt I

2.1.3 Bể điều hòa

Do đặc điểm công nghệ sản xuất của một sốngành công nghiệp, lưu lượng và nồng độ nước thảithường không đều theo các giờ trong ngày, đêm Sự daođộng lớn về lưu lượng và nồng độ dẫn đến những hậuquả xấu về chế độ công tác của mạng lưới và cáccông trình xử lý Do đó, bể điều hòa được dùng để duytrì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý ổn định,khắc phục được những sự cố vận hành do sự dao động vềnồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra và nâng caohiệu suất của các quá trình xử lý sinh học Bể điều hòacó thể được phân loại như sau:

 Bể điều hòa lưu lượng

 Bể điều hòa nồng độ

 Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ

2.1.4 Bể lắng

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửngtrong nước thải theo nguyên tắc dựa vào sự khác nhaugiữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải Các bểlắng có thể bố trí nối tiếp nhau, quá trình lắng tốt cóthể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước thải Vìvậy, đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải,thường bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học Đểcó thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào

chất đông tụ sinh học Sự lắng của các hạt xảy ra dướitác dụng của trọng lực

Thông thường trong bể lắng, người ta thường phân ralàm 4 vùng

Hình 2.2: Sơ đồ mặt đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng

 Vùng phân phối nước vào

 Vùng lắng các hạt cặn

 Vùng chứa và cô đặc cặn

 Vùng thu nước ra

 Phân loại bể lắng

 Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắngthành các loại: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lýsinh học và bể lắng đợt II sau công trình xử lý sinhhọc

 Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thểchia ra các loại bể lắng như : bể lắng hoạt động giánđoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

 Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành cácloại như sau: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng lytâm và một số bể lắng khác

Để xác định kích thước bể lắng dựa vào ba thông sốsau: tải trọng bề mặt (m3/m2h), thời gian lưu nước, tải trọngmáng tràn (m3/mh)

2.1.5 Lọc cơ học

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kíchthước nhỏ khi không loại được bằng phương pháp lắng

Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớnkhông sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùngcác bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt Vật liệu lọc thôngdụng nhất là cát Kích thước hiệu quả của hạt cátthường dao động trong khoảng 0,15mm đến vài mm, kíchthước lỗ rỗng thường có giá trị nằm trong khoảng 10 -100m Kích thước này lớn hơn nhiều so với kích thước củanhiều hạt cặn nhỏ cần tách loại, ví dụ: vi khuẩn (0,5 –5m) hoặc vi rút (0,05m) Do đó, những hạt này có thểchuyển động xuyên qua lớp vật liệu lọc Trong quá trìnhlọc, các cặn bẩn được tách khỏi nước nhờ tương tácgiữa các hạt cặn và vật liệu lọc theo cơ chế sau:

 Sàng lọc: Xảy ra ở bề mặt lớp vật liệu lọc khi

nước cần xử lý chứa các hạt cặn có kích thước

quá lớn, không thể xuyên qua lớp vật liệu lọc

 Lắng: Những hạt cặn lơ lửng có kích thước

khoảng 5m và khối lượng riêng đủ lớn hơn khốilượng riêng của nước được tách loại theo cơ chếlắng trong các khe rỗng của lớp vật liệu lọc.Tuynhiên, quá trình lắng không có khả năng khửcác hạt keo mịn có kích thước khoảng 0,001–1m

 Hấp phụ: Các hạt keo được tách loại theo cơ chế

hấp phụ Quá trình này xảy ra theo hai giai đoạn:Vận chuyển các hạt trong nước đến bề mặt vậtliệu lọc và sau đó kết dính các hạt vào bề mặthạt vật liệu lọc Quá trình này chịu ảnh hưởngcủa lực hút (hoặc lực đẩy) giữa vật liệu lọc vàcác hạt cần tách loại, lực hút quan trọng nhất làlực Vander Waals và lực hút tĩnh điện

 Chuyển hóa sinh học: Hoạt tính sinh học của các

thiết bị lọc có khả năng dẫn đến sự ôxy hóacác chất hữu cơ Quá trình chuyển hóa sinh họchoàn toàn xảy ra khi nhiệt độ và thời gian lưunước trong thiết bị lọc được duy trì thích hợp Do đó,trong thiết bị lọc chậm, hoạt tính sinh học đóng vaitrò quan trọng hơn trong thiết bị lọc nhanh

 Chuyển hóa hóa học: Các vật liệu lọc còn có

khả năng chuyển hóa hóa học một số chất cótrong nước thải như NH4+, sắt, mangan…

Hiệu quả xử lý của phương pháp: có thể loại

bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nước

thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công táccủa các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện phápthoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xửlý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-

50 % theo BOD

2.2 Phương pháp hóa học

Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nướcthải gồm có: trung hoà, oxy hoá và khử Tất cả cácphương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nênlà phương pháp đắt tiền Người ta sử dụng các phươngpháp hoá học để khử các chất hoà tan Đôi khi cácphương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lýsinh học hay sau công đoạn này như là một phương phápxử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

2.2.1 Trung hòa

Nước thải chế biến tinh bột sắn có tính axít Muốnnước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phảitiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về 6.5 – 8.5

Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch kiềm hoặcoxit để trung hòa dung dịch nước thải Một số hóa chấtdùng để trung hòa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, NaOH,…

Ngoài ra có thể trung hoà nước thải có tính axitbằng cách: bổ sung các tác nhân hoá học; lọc nước axitqua vật liệu có tác dụng trung hoà;

2.2.2 Khử trùng

Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh họccòn chứa khoảng 105 – 106 vi khuẩn trong 1ml Hầu hết cácloại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi khuẩngây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một

vài loài vi khuẩn gây bệnh nào trong nước thải ra nguồncấp nước, hồ bơi, hồ nuôi cá thì khả năng lan truyềnbệnh sẽ rất cao, do đó phải có biện pháp khử trùngnước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Các biệnpháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay là:

 Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo

 Dùng Hypoclorit – canxi dạng bột – Ca(ClO)2 – hòatan trong thùng dung dịch 3 – 5% rồi định lượngvào bể tiếp xúc

 Dùng Hypoclorit – natri, nước Javel NaClO

 Dùng Ozon, Ozon được sản xuất từ không khí domáy tạo Ozon đặt trong nhàm áy xử lý nướcthải Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bểhòa tan và tiếp xúc

 Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lựcthấp sinh ra Đèn phát tia cực tím đặt ngập trongmương có nước thải chảy qua

 Từ trước đến nay, khi khử trùng nước thảithường dùng Clo hơi và các hợp chất của Clo vìClo là hóa chất có sẵn trên thị trường, giáthành chấp nhận được, hiệu quả khử trùngcao Nhưng những năm gần đây các nhà khoahọc đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng Clo đểkhử trùng vì:

 Lượng Clo dư 0.5mg/l trong nước thải đểđảm bảo sự an toàn và ổn định cho quátrình khử trùng sẽ gây hại đến cá vàcác sinh vật nước có ích khác

 Clo kết hợp với Hydrocacbon thành hợpchất có hại cho môi trường sống.

Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khửkhuẩn thường đặt ở cuối quá trình, trước khi làm sạchnước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn

2.3 Phương pháp hĩa lý

Cơ sở của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thảichất phản ứng nào đó, chất này phản ứng với các tạpchất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng rakhỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tankhông độc hại

Các phương pháp hóa-lý thường được sử dụng đểxử lý nước thải là quá trình keo tụ, hấp phụ, trích ly,tuyển nổi…

2.3.1 Keo tụ – tạo bông

Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạtchất rắn huyền phù có kích thước lớn hơn 10 – 20nm, còncác hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng được Ta cóthể làm tăng kích thước các hạt nhờ tác dụng tương hỗgiữa các hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt đểcó thể lắng được Muốn vậy, trước hết cần trung hòađiện tích của chúng, kế tiếp là liên kết chúng lại vớinhau

Quá trình keo tụ tạo bông thường áp dụng để khửmàu, giảm độ đục, cặn lơ lửng và vi sinh vật

Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành bôngcặn, người ta xây dựng các bể phản ứng với mục đíchđáp ứng các yêu cầu của chế độ keo tụ tối ưu Phụthuộc vào phương pháp khuấy trộn, bể phản ứng sẽ

được phân thành hai loại thủy lực và cơ khí Các côngtrình, thiết bị xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụđòi hỏi phải thực hiện đồng thời 3 giai đoạn: xáo trộn,keo tụ tạo bông và làm trong nước trong một tổ hợpthống nhất Nhiều dạng công trình hợp khối cho phép thựchiện đồng thời 3 chức năng trên.Quá trình khử màu cóthể tiến hành trước hoặc sau xử lý sinh học đối vớitừng loại nước thải đang xét.

Các chất keo tụ thường dùng là phèn nhôm, phènsắt và trong thời gian gần đây chất keo tụ không phân ly( dạng cao phân tử ) được ứng dụng nhiều nơi trên thếgiới vì chúng cho phép nâng cao đáng kể hiệu quả củaquá trình keo tụ và lắng bông cặn sau đó

Sản phẩm dùng làm keo tụ chủ yếu là muối sulfatnhôm, sulfat sắt, Clorua sắt… khi chúng tiếp xúc với nướcsẽ tác dụng với các ion bicacbonat có trong nước, tạothành hydroxit ở dạng keo trong nước thải, tức chuyển sangdạng hỗn hợp không ổn định, các bông cặn lắng xuống.Hiệu suất phụ thuộc vào giá trị pH:

- Keo tụ bằng phèn nhôm, pH cao nhất từ 4,5 – 8,0

- Keo tụ bằn phèn sắt, pH cao nhất từ 9,0 – 11

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ bao gồm

pH, bản chất của hệ keo, sự có mặt của các ion kháctrong nước, thành phần của các chất hữu cơ có chứatrong nước, nhiệt độ,…

Để bông cặn lớn, dễ lắng, cần cho thêm vào nướcthải chất trợ keo tụ, chất thông dụng là poliacrylamit[(CH2CHCONH2)] Đó là cao phân tử, tan trong nước, dễ

phân ly thành ion Khối lượng chất keo tụ thường sử dụnglà 1 – 5 mg/l.

Do trong nước thải có nhiều chất bẩn nên phải dùnglượng lớn hóa chất Liều lượng chất keo tụ quá ít hoặcquá nhiều làm cản trở quá trình mất ổn định của cáchạt keo trong nước thải Khi dùng các chất polielectronit sẽcần ít hóa chất và tạo ra ít cặn lắng nhưng hiệu quả keotụ tốt hơn

Để keo tụ diễn ra hoàn toàn phải quấy trộn đềuhóa chất với nước thải Thời gian lưu nước lại trong bểtrộn từ 1 – 5 phút Thời gian kết cợn tạo bông từ 20 – 60phút Sau đó, nước thải được tách bông cặn trong bểlắng đợt 1

2.3.2 Hấp phụ

Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để làmsạch triệt để nước khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau xử lísinh học, nếu nồng độ của các chất này không cao vàchúng không bị phân huỷ bởi vi sinh hoặc chúng rấtđộc Ưu điểm của phương pháp là hiệu quả cao(80-95%)có khả năng xử lí nhiều chất trong nước thải và có thểthu hồi các chất này

Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch Quátrình được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc 2 pha khônghòa tan là pha rắn(chất hấp phụ) với pha khí hoặc phalỏng Dung chất (chất bị hấp phụ) sẽ đi từ pha lỏng hoặcpha khí đến pha rắn cho đến khi nồng độ của dung chấttrong dung dịch đạt cân bằng

Các dạng hấp phụ

 Hấp phụ lí học

Khi một phân tử qua bề mặt chất hấp phụ sẽ đivào khe rỗng và dính kết lên bề mặt bằng các lực líhọc: lực Van-der-Waals yếu.

Hạt bị hấp phụ tương đối tự do có thể chuyển độngtrên bề mặt chất hấp phụ

 Hấp phụ hóa học

Lực hóa học có thể gây nên sự dính bám do cácphản ứng hóa học xảy ra giữa chất hấp phụ và chất bịhấp phụ

Các chất hấp phụ thường được sử dụng:

 Than hoạt tính(hạt hoặc bột)

 Silicagen,keo nhôm

 Tro, xỉ, mạt cưa

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

bằng khuếch tán lên bề mặt và vào khe rỗng

do đó phụ thuộc vào tốc độ khuấy

Khuấy ít sẽ tăng chiều dày màng chất bịhấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ khuếchtán màng ưu thế hơn (hệ thống liên tục)

Khuấy trộn tốt khuếch tán khe rỗng ưu thế( hệ thống mẽ)

kích thước hạt giảm Tuy nhiên, kích thước hạtkhông ảnh hưởng lớn vì phần lớn tổng diện tíchbề mặt nằm bên trong hạt than

phải tách khỏi nước và bám dính lên bề mặtchất hấp phụ Vì vậy các chất hòa tan có tính

ái lực cao đối với nước sẽ khó hấp phụ hơn sovới thành phần không hòa tan.

 pH: Aûnh hưởng nhiều, pH tối ưu đối với quá

trình hấp phụ phải xây dựng bằng thực nghiệm

 Nhiệt độ: Tốc độ hấp phụ tăng khi nhiệt độ

tăng

 Kích thước phân tử chất bị hấp phụ: Kích

thước chất bị hấp phụ quyết định khả năng đivào khe rỗng Phân tử càng nhỏ thì tính di độngcàng lớn do đó dễ khuếch tán vào khe rỗng.Hấp phụ mạnh nhất khi khe rỗng đủ lớn chophép các phân tử đi vào

2.3.3 Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi dựa trên nguyên tắc: cácphần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém,nhưng có khả ăng kết dính vào các bọt khí nổi lên trênbề mặt nước Sau đó người ta tách các bọt khí đó ra khỏinước Thực chất quá trình này là tách bọt hoặc làm đặcbọt Trong một số trường hợp quá trình này cũng đượcdùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt độngbề mặt

Quá trình này được thực hiện nhờ thỏi không khíthành bọt nhỏ vào trong nước thải Các bọt khí dính cáchạt lơ lửng và nổi lên trên mặt nước Khi nổi lên cácbọt khí tập hợp thành một lớp bọt chứa nhiều chất bẩn

Tuyển nổi có thể đặt ở giai đoạn xử lý sơ bộ(bậc I) trước khi xử lý cơ bản (bậc II) Bể tuyển nổi cóthể thay thế cho bể lắng, trong dây chuyền nó có thể

đứng trước hoặc sau bể lắng, đồng thời có thể ở giaiđoạn xử lý bổ sung sau xử lý cơ bản.

Bể tuyển nổi có thể tròn hoặc hình chữ nhật.Dạng hình chữ nhật dành cho xử lý nước dân dụng Vềmặt thủy lực và đặc biệt xử lý nước có nồng độ lớncác chất huyền phù, bể tuyển nổi hình tròn có ưu điểmhơn so với bể tuyển nổi hình chữ nhật: ở cùng một dungtích, khoảng cách giữa chiều cao của phòng trộn nước/bọt khí và nơi thấp của thành ống xiphông rất nhỏ và sựphân bố bọt gần giống nhau được duy trì trên toàn bộtiết diện ngang của bể

2.3.4 Trao đổi ion

Là phương pháp hóa lí trong đó các ion chuyển đổitừ pha rắn sang pha lỏng và ngược lại Phương pháp nàycó thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng tháiion trong nước như :Zn, Cu, Ni, Hg… cũng như các hợp chấtcủa asen, photpho, xianua và các chất phóng xạ Phươngpháp này được dùng phổ biến để làm mềm nước

Thiết bị trao đổi ion là các chất vật liệu hạt khônghòa tan có trong cấu trúc phân tử các gốc axit hay bazocó thể tahy thế được mà không thay đổi tính chất vật lýcủa chúng và cũng không làm biến mất hoặc hòa tan.Các ion dương hay âm cố định trên các gốc này đẩy ioncùng dấu có trong dung dịch lỏng Đó là sự trao đổi ion,cho phép thay đổi thành phần ion của chất lỏng cần xửlý mà không thay đổi số lượng tải toàn bộ có trongchất lỏng trước khi trao đổi

Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơhoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp Các

chất thường được sử dụng như: zeolit, đất sét, nhôm silic,silicagen, các chất điện li cao phân tử, các loại nhựa tổnghợp.

2.4 Phương pháp sinh học

Tiếp theo bước xử lý hóa lý, nước thải còn chứachất hữu cơ hòa tan sẽ được xử lý bằng phương pháp sinhhọc

Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phânhủy các chất hữu cơ có trong nước thải của các vi sinhvật Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một sốchất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng.Trong quá trình phát triển, chúng nhận các chất dinhdưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nênsinh khối của chúng được tăng lên

Các phương pháp sinh học có thể được phân chiadựa trên các cơ sở khác nhau, song nhìn chung có thể chiathành hai loại chính như sau:

 Xử lý sinh học hiếu khí là biện pháp xử lý sửdụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí Đảm bảohoạt động sống của chúng cần cung cấp ôxyliên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng từ 20

÷ 40oC

 Xử lý sinh học yếm khí là biện pháp sử dụngcác vi sinh vật yếm khí để loại bỏ các chấthữu cơ có trong nước thải

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

 Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon

ở dạng keo và dạng hoà tan thành thể khí vàthành các vỏ tế bào vi sinh

 Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào

vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nướcthải

 Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quátrình lắng

2.4.1 Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

Phương pháp này dựa vào khả năng tự làm sạchcủa nước và đất

Ưu điểm của phương pháp

 Phương pháp rẻ nhất, dễ thiết kế và xây dựng,dễ vận hành, không đòi hỏi cung cấp nănglượng

 Có khả năng làm giảm các vi sinh vật gâybệnh trong nước thải xuống tới mức thấpnhất

 Có khả năng loại được các chất hữu cơ, vô cơhoà tan trong nước

 Hệ vi sinh hoạt động ở đây chịu đựng được nồngđộ kim loại nặng tương đối cao

Nhược điểm

 Thời gian xử lí khá dài

 Đòi hỏi mặt bằng rộng

 Xử lí phụ thuộc vào thời tiết tự nhiên

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tantrong điều kiện tự nhiên người ta xử lí nước thải trong ao,hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánhđồng lọc…)

Trời chiếu rọi, làm cho tảo phát triển, tiến hành quanghợp thải oxy Để đảm bảo ánh sáng qua nước, chiều sâucủa hồ phải nhỏ, thường là 30 – 40cm Do vậy diện tíchcủa hồ càng lớn càng tốt để đảm bảo điều kiện hiếukhí cho toàn bộ nước trong ao Tải trọng của hồ (BOD)khoảng 205 – 300kg/ha.ngày Thời gian lưu nước từ 3 – 12ngày Nước lưu trong ao tương đối dài, hiệu quả làm sạchcó thể tới 80 – 95% BOD, màu nước có thể chuyển dầnsang màu xanh của tảo.

Hồ sục khuấy: nguồn cung cấp oxy cho vi sinh vậthiếu khí trong nước hoạt động là các thiết bị khuấy cơhọc hoặc khí nén Nhờ vậy, mức độ hiếu khí trong hồ sẽmạnh hơn, điều độ và độ sâu của hồ cũng lớn hơn Tảitrọng BOD của hồ khoảng 400kg/ha.ngày Thời gian lưunước trong hồ khoảng 1 – 3 ngày có khi dài hơn

2.4.1.2 Ao hồ kỵ khí

Ao hồ kỵ khí là loại ao sâu, ít có hoặc không có điềukiện hiếu khí Các vi sinh vật hoạt động sống không cầnoxy không khí Chúng sử dụng oxy ở dạng các hợp chấtnhư nitrat, sulfat, để oxy hóa các chất hữu cơ thành cácaxit hữu cơ, các loại rượu và khí CH4, H2S, CO2 và nước

Ao hồ kỵ khí thường dùng để lắng và phân hủy cặnlắng ở vùng đáy Loại ao hồ này có thể tiếp nhận loạinước thải có độ nhiễm bẩn lớn, tải trọng BOD cao vàkhông cần vai trò quang hợp của tảo Nước thải lưu ở hồ

kỵ khí thường sinh ra mùi hôi thối khó chịu

2.4.1.3 Ao hồ hiếu – kỵ khí

Loại ao này rất phổ biến trong thực tế Đó là loạikết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các

chất hữu cơ hòa tan có ở trong nước và phân hủy kỵ khícặn lắng ở vùng đáy.

Đặc điểm của ao hồ này gồm có 3 vùng xét theochiều sâu: vùng trên là vùng hiếu khí, vùng giữa làvùng kỵ khí tùy tiện và phía đáy sâu là vùng kỵ khí

2.4.1.4 Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, cóthể tiếp nhận và xử lý nước thải Xử lý trong điềukiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sángmặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạtđộng sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trongđất, sau đó các loại vi khuẩn có sẳn trong đất sẽ phânhuỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấpthụ Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được câytrồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêunước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn

2.4.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo 2.4.2.1 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình trong đó nước thảiđược lọc qua lớp vật liệu có kích thước hạt lớn Bề mặtcác hạt vật liệu đó được bao bọc bởi một màng sinh vật

do loại vi sinh vật hiếu khí tạo thành

Sau khi lắng trong bể lắng dợt I nước thải được choqua bể lọc sinh học Ở đó màng sinh học sẽ hấp thụ cácchất phân tán nhỏ, chưa kịp lắng, kể cả các chất ởdạng keo và hòa tan Các chất hữu cơ bị màng sinh vậtgiữ lại sẽ bị oxy hóa bởi các vi sinh vật hiếu khí Chúngsử dụng các chất hữu cơ, một phần để sinh ra nănglượng cần thiết cho sự sống và hoạt động, một phần để

xây dựng tế bào (nguyên sinh chất) và tăng khối lượng

cơ thể Như vậy, một phần các chất bẩn hữu cơ bị loạikhỏi nước thải, mặt khác khối lượng màng sinh vật hoạttính trong vật liệu lọc đồng thời cũng tăng lên Màng đósau một thời gian già cỗi, chết đi và bị dòng nước mớixói cuốn đi khỏi bể lọc

Thực chất quá trình oxy hóa diễn ra trong bể lọc sinhhọc cũng tương tự như các quá trình diễn ra ở cánh đồngtưới, cánh đồng lọc Song nhờ những điều kiện nhân tạothuận lợi đối với sự sống hoạt động của vi sinh vật hiếukhí nên các quá trình oxy hóa sinh hóa trong các bể sinhvật diễn ra mạnh hơn nhiều do đó kích thước công trìnhcũng nhỏ hơn nhiều

Bể Biophin được phân loại theo tính chất như sau:

 Theo mức độ xử lý: Biophin xử ly hoàn toàn vàkhông hoàn toàn Biophin cao tải có thể xử lýhoàn toàn hoặc không hoàn toàn, còn Biophinnhỏ giọt dùng để xử lý hoàn toàn

 Theo biện pháp làm thoóang: Biophin làm thoángtự nhiên và Biophin làm thoáng nhân tạo

 Theo chế độ làm việc: Biophin làm việc liên tụcvà biophin làm việc gián đoạn tuần hoàn vàkhông tuần hoàn

 Theo sơ đồ công nghệ: Biophin một bậc hayBiophin hai bậc

 Theo khả năng chuyển tải: Biophin cao tải vàBiophin nhỏ giọt

 Theo đặc điểm cấu tạo của vật liệu lọc: Biophinchất liệu khối và Biophin chất liệu bản

Bể lọc sinh học hiện đại gồm những vật liệu tiếpxúc có khả năng thấm cao cho phép vi sinh vật bám dínhvà nước thải đi qua Chất hữu cơ trong nước thải đượcphân hủy bởi quần thể sinh vật bám dính và chất liệulọc Chất hữu cơ trong nước thải được hấp phụ lên màngsinh học hoặc lớp nhầy Ơû lớp ngoài của lớp màng nhầysinh học (0.1 – 0.2mm), chất hữu cơ sẽ được phân hủy hiếukhí Khi sinh vật tăng trưởng thì lớp màng nhầy tăng lênvà oxy khuếch tán được tiêu thụ trước khi nó có thểthấm vào chiều sâu lớp màng nhầy Do đó môi trường

kỵ khí sẽ nằm gần bề mặt lớp vật liệu lọc

Khi độ dày màng nhầy tăng, các chất hữu cơ hấpphụ được chuyển hóa trước khi nó tiếp xúc với vi sinh vậtgần bề mặt vật liệu Kết quả vi sinh vật gần bề mặtvật liệu phải hô hấp nội bào do không có nguồn chấtdinh dưỡng thích hợp của chất hữ cơ nước thải, và do đómất khả năng bám dính Sau đó màng nhầy này bị rửatrôi, màng nhầy mới được hình thành

phải bổ sung lượng không khí thiếu hụt bằng phương phápnhân tạo: thổi khí nén vào hoặc tăng diện tích mặtthoáng.

Trong thực tế người ta thường thổi không khí nénvào bể vì như vậy sẽ đồng thời giải quyết tốt hai nhiệmvụ: vừa khuấy trộn bùn hoạt tính với nước thải vừa đảmbảo chế độ oxy cần thiết trong bể Bùn hoạt tính là tậphợp những vi sinh vật khoáng hóa có khả năng hấp thụvà oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải với sựcó mặt của oxy Các chất hữu cơ hòa tan, các chất keophân tán nhỏ sẽ được chuyển hóa, hấp phụ và keo tụsinh học trên bề mặt các tế bào vi sinh vật Tiếp đótrong quá trình trao đổi chất, dưới tác dụng của nhữngmen nội bào, các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy Quá trìnhxử này gồm 3 giai đoạn:

 Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịchthể tới bề mặt các tế bào vi sinh vật

 Hấp phụ:khuếch tán và hấp phụ các chất bẩntừ bề mặt ngoài các tế bào qua màng bánthấm

 Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếchtán và hấp phụ ở trong tế bào sinh vật sinh ranăg lượng và tổng hợp các chất mới của tếbào

 Phân loại bể aerotank theo sơ đồ vận hành

 Bể Aerotank tải trọng cao.

Những bể Aerotank cao tải được coi là những bể cósức tải chất bẩn cao và cho hiệu suất làm sạch cũng cao Có thể áp dụng khi yêu cầu xử lý để nước đầu ra có

chất lượng loại C hoặc dưới loại B Nước qua bể lắng đợt Ihoặc chỉ qua lưới chắn rác,sau đó trộn đều với 10÷20%bùn tuần hoàn, đi vào bể Aerotank để làm thoáng trongkhoảng thời gian từ 1÷3 giờ Nồng độ bùn hoạt tính trongbể1000mg/l Bằng cách điều chỉnh lượng khí cấp vào vàlượng bùn hoạt tính tuần hoàn, hiệu quả xử lý đạt loại Cvà gần loại B.

 Bể Aerotank truyền thống

Sơ đồ vận hành của bể Aerotank truyền thống nhưsau

Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của bể Aeroatnk truyền thống

 Bể Aerotank với sơ đồ nạp nước thải vào theo bậc

Hình 2.4: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank nạp theo bậc

 Bể Aerotank có hệ thống cấp khí giảm dần theochiều dòng chảy

Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảmdần từ đầu đến cuối bể Do đó nhu cầu cung cấp ôxycũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ Ở đầuvào của bể cần lượng ôxy lớn hơn do đó phải cấpkhông khí nhiều hơn ở đầu vào và giảm dần ở các ôtiếp sau để đáp ứng cường độ tiêu thụ không đều ôxytrong toàn bể Ưu đ iểm của bể dạng này là:

 Giảm được lượng không khí cấp vào tức giảm côngsuất của máy nén

 Không có hiện tượng làm thoáng quá mức làmngăn cản sự sinh trưởng của vi khuẩn khử các hợp chấtchứa Nitơ

 Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tínhđã ổn định (Contact Stabilitation)

Nước từ bể lắng đợt 1 được trộn đều với bùn hoạttính đã được tái sinh (bùn đã được xử lý đến ổn địnhtrong ngăn tái sinh) đi vào ngăn tiếp xúc của bể, ởngăn tiếp xúc bùn hấp phụ và hấp thụ phần lớn cácchất keo lơ lửng và chất bẩn hòa tan có trong nước thải

với thời gian rất ngắn khoảng 0,5  1 giờ rồi chảy sangbể lắng đợt 2 Bùn lắng ở đáy bể lắng 2 được bơm tuầnhoàn lại bể tái sinh Ở bể tái sinh, bùn được làm thoángtrong thời gian từ 3  6 giờ để ôxy hóa hết các chấthữu cơ đã hấp thụ Bùn sau khi tái sinh rất ổn định Bùn

dư được xả ra ngoài trước ngăn tái sinh Ưu điểm củadạng bể này là bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu đượcsự dao động của lưu lượng và chất lượng nước thải

Hình 2.5: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc

 Bể làm thoáng kéo dài

Hình 2.6: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo

dài

 Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh

Hình 2.7: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hoàn

chỉnh

Ưu điểm chính của sơ đồ làm việc theo nguyên tắckhuấy trộn hoàn chỉnh là: pha loãng ngay tức khắc nồngđộ của các chất ô nhiễm trong toàn thể tích bể, khôngxảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nàocủa bể, áp dụng thích hợp cho loại nước thải có chỉ sốthể tích bùn cao, cặn khó lắng

2.4.2.3 Bể sinh học theo mẻ SBR

Thực chất của bể sinh học hoạt động theo mẻ Sequence Batch Reactor) là một dạng của bể Aerotank Khixây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song chắn, bểlắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vàobể Bể Aerotank làm việc theo mẻ liên tục có ưu điểm làkhử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hànhđúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí

(SBR-Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp đượcthực hiện theo 5 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể Nước thải đãqua song chắn rác và bể lắng cát, tách dầu mỡ,tự chảy hoặc bơm vào bể đến mức định trước

 Giai đoạn 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thảivà bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bềmặt để cấp ôxy vào nước và khuấy trộn đềuhỗn hợp Thời gian làm thoáng phụ thuộc vàochất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý.

 Giai đoạn 3: Lắng trong nước Quá trình diễn ra trongmôi trường tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt100% Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thườngkết thúc sớm hơn 2 giờ

 Giai đoạn 4: Tháo nước đã được lắng trong ở phầntrên của bể ra nguồn tiếp nhận

 Giai đoạn 5: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờđợi phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trìnhtrên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồnvào bể Ở những công ty có dòng chảy đều cóthể bố trí lịch hoạt động để rút thời gian xuốngcòn bằng 0

2.4.2.4 Bể UASB

Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bểvà được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lênxuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) vàcác chất hữu cơ bị phân hủy

Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và đượcthu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể Nước thảitiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể và tại đósẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Nước thảitiếp tục đi ra khỏi bể, còn bùn hoạt tính thì hoàn lưu lạivùng lớp bông bùn Sự tạo thành bùn hạt và duy trì đượcnó là vô cùng quan trọng khi vận hành UASB

Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnhsự tạo thành hạt bùn và 510mg/l Fe2+ để giảm bớt sựtạo thành các sợi bùn nhỏ Để duy trì lớp bông bùn ởtrạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng0,60,9m/h Sự ổn định chất thải diễn ra đồng thời vớiviệc chuyển dịch chất thải xuyên ra lớp bùn

2.5 Phương pháp xử lý bùn

Bùn cặn của nước thải là hỗn hợp của nươc vàcặn lắng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năg phânhủy , dễ bị thối rữa và có các vi khuẩn có thể gâyđộc hại cho môi trường vì thế cần có biện pháp xử lýtrước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Mục đích của quá trình xử lý bùn cặn:

 Giảm khối lượng của hỗn hợp bùn cặn bằngcách gạt một phần hay phần lớn lượng nước cótrong hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lý vàgiảm trọng lượng thải vận chuyển đến nơi tiếp nhận

 Phân hủy các chất hữu cơ dễ bị thối rữa,chuyển chúng thành các hợp chất hữu cơ ổn địnhvà các hợp chất vô cơ để dễ dàng tách nước rakhỏi bùn cặn và không gây ra tác động xấu đếnmôi trường của nơi tiếp nhận

2.5.1 Sân phơi bùn

Điều kiện áp dụng: nơi có đất rộng, cách xa khudân cư, mực nước ngầm thấp dưới mặt đất > 1m, có sẵnlao động thủ công để xúc bùn khô từ sân phơi bùn lên

xe tải

Cấu tạo: sân phơi bùn chia thành nhiều ô, kíchthước mỗi ô phụ thuộc vào cách bố trí đường xe vận

chuyển bùn ra khỏi sân phơi và độ xa khi xúc bùn từ ôphơi lên xe.

Đáy và thành ô phơi bùn thường làm bằngbêtông cốt thép hay xây gạch đảm bảo cách ly hoàntoàn dung dịch bùn với môi trường đất xung quanh

Trên đáy ô phơi đổ một lớp sỏi cỡ hạt: 8 – 10mmdày 200mm, trong lớp sỏi đặt hệ thống ống khoan lỗ D8 –D10mm hình xương cá để rút nước về hố thu, đáy ô phơibùn phải cao hơn mực nước ngầm để dễ thu nước

Trên lớp sỏi là lớp cát cỡ hạt 0.5 – 2mm, dày 150 –200mm Làn khô bùn trên sân phơi xảy ra theo hai giaiđoạn, giai đoạn 1: lọc hết nước qua lớp cát, sỏi; giai đoạn 2:làm khô bằng bốc hơi nước tự nhiên trên bề mặt rộng.Cặn đã xử lý ổn định có chu kỳ phơi khô ngắn hơn cặnchưa xử lý ổn định

2.5.2 Máy lọc cặn chân không

Máy lọc chân không là thiết bị làm khô bùn cóthể giảm độ ẩm của bùn từ 99% xuống 70 – 85% tùythuộc vào tính chất của cặn và tốc độ quay của máy(thời gian làm khô) Loại thiết bị này thường được ápdụng nhiều trong thời gian trước, mười năm gần đây docó nhiều loại thiết bị có hiệu suất cao hơn, chi phí đầu tưvà chi phí quản lý rẻ hơn nhiều lần, lại có quá trình vậnhành đơn giản hơn, nên thiết bị lọc chân không đã khôngđược sử dụng

2.5.3 Máy lọc ép băng tải

Máy làm khô cặn bằng lọc ép trên băng tải đượcdùng phổ biến hiện nay vì quản lý đơn giản, ít tốn điện,hiệu suất làm khô cặn chấp nhận được

Hệ thống lọc ép cặn trên băng tải gồm máy bơmbùn từ bể cô đặc đến thùng hòa trộn hóa chất keo tụvà định lượng cặn, thùng này được đặt trên đầu vàocủa băng tải, hệ thống băng tải và trục ép, thùng đựngvà xe vận chuyển cặn thô, bơm nước sạch để rửa băngtải, thùng thu nước lọc và bơm nước lọc về đầu củabăng tải Ở đoạn này nước được lọc qua băng tải theonguyên tắc lọc trọng lực, đi qua cần gạt để san đều cặntrên toàn chiều rộng băng, rồi đi qua trục ép và có lựcép tăng dần Hiệu suất làm khô cặn phụ thuộc vàonhiều thông số như: đặc tính của cặn, cặn có trộn vớihóa chất keo tụ hay không, độ rỗng của băng lọc, tốcđộ di chuyển và lực nén của băng tải Nồng độ căn saukhi làm khô trên máy lọc ép băng tải đạt được từ 15 –25%.

2.5.4 Máy ép cặn ly tâm

Làm khô cặn theo nguyên tắc lắng và ép cặnbằng lực ly tâm

Dung dịch cặn được bơm vào máy theo ống cố địnhđặt ở dọc tâm quay, nằm trong lõi của trục bánh vítchuyển động chậm và ngược chiều với thùng quay đểdồn cặn khô đến cửa xả cặn

Cặn đi ra khỏi đầu ống đặt ở cuối thùng quay, cặnchịu tác động của lực ly tâm dính vào mặt trong thùng,nước trào ra được tháo qua lỗ đặt ở cuối thùng quay

2.6 Phương pháp xử lý xyanua trong nước thải tinh

bột mì 2.6.1 Phương pháp oxy hoá và khử

Trong quá trình oxy hoá, các chất độc hại trong nướcthải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách rakhỏi nước Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tácnhân hoá học, do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ đượcdùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễmbẩn trong nước thải không thể tách bằng những phươngpháp khác Ví dụ như khử Xyanua hay hợp chất hoà tan củaasen.

Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxyhoá thông dụng nhất Người ta sử dụng chúng để tách

H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metyl sun fit, phenol,Xyanua ra khỏi nước thải

Oxy hoá xyanua bằng Clo chịu ảnh hưởng mạnh bởitrị số pH và phản ứng diễn ra theo 2 bước:

Bước 1: (gồm 2 phản ứng)

Phản ứng 1: Ion hypoclorit OCl- phản ứng vớixyanua CN- tạo thành xyanogenclorua CNCl ở khoảng rộngcủa trị số pH

CN- + OCl- + H2O CNCl + 2OHPhản ứng 2: Thuỷ phân xyanogen Clo để tạothành xyanat, phản ứng diễn ra tốt nhất ở pH = 11,5 (pHtừ 9 đến 11,5)

-CNCl + 2OH CNO- + Cl- + 2H2OBước 2: Oxy hoá tiếp xyanat thành bicarbonat và khínotrogen ở khoảng pH = 8,0 – 8,5

2CNO- + 3HClO 2HCO3- + N2 + 3Cl- +

H+

chậm

Xyanogen clo là chất rất độc hại cần phải khử ngayvà là chất không ổn định, bị thuỷ phân rất nhanh thànhxyanat CNO- ở pH có giá trị lớn hơn 10 Do phản ứng 1 và

2 diễn ra đồng thời ở pH bằng 11,5 Tại thời điểm nàyCNO- ít độc hại hơn CN-1000 lần Thường phải cho thêm Clovào và điều chỉnh pH để thực hiện phản ứng ở bước 2oxy hoá tiếp CNO- thành HCO3- và N2 ở pH = 8,0 – 8,5 Trongthực tế liều lượng Clo phụ thuộc mạnh vào điều kiện liênkết giữa các hợp chất kim loại với CN- và sự tồn tại cũngnhư nồng độ của các chất khác có trong nước thải và

do đó nồng độ Clo và các chất thay đổi liên tục trongquá trình phản ứng

Để phản ứng diễn ra hoàn toàn và có hiệu quả,trong quá trình xử lý phải điều chỉnh lượng Clo cho vàođủ để giữ trị số điện thế oxy hoá khử của dung dịch ởmức thích hợp nhất như:

Bước 1: CN- CNO- giữ điện thế oxy hoá khử củadung dịch ở 350mV

Bước 2: CNO- HCO3- + N2 giữ điện thếoxy hoá khử của dung dịch ở 500 – 800mV

Quá trình tách Xyanua ra khỏi nước thải được tiến hành ở mơi trường kiềm(pH = 9) Xyanua cĩ thể bị oxy hố tạo nitơ và CO2 theo phương trình sau:

chứa lưu huỳnh và chất nhuộm mạnh Nó có thể phânhuỷ trong môi trường axit và môi trường kiềm Trong môitrường axit,H2O2 thể hiện rõ chức năng oxy hoá còn trongmôi trường kiềm là chức năng khử Xyanua (CN-) bị oxyhoá ở môi trường kiềm (pH = 9 – 12) thành xianat (CNO-)

Tác nhân này ít độc hại hơn clo, thực hiện đơn giảnhơn và oxy hoá CN - triệt để thành chất không độc

CN- + O3  OCN- + O26OCN- + 8O3  6CO2 + 3N2 + 902Tỷ lệ dùng: 4,6kg O3 cho 1kg CN -

hydroperoxyt và natrihypoclorit H 2 O 2 + NaOCl

2CN- + H2O2 + OCl-  2OCN- + Cl- + H2O

Ở đây không đòi hỏi pH cao như khi dùng một mìnhmuối hypoclorit, không phải thực hiện chế độ pH nghiêmngặt để đề phòng sinh ra khí độc Vì không cần thêmnhiều NaOH để điều chỉnh pH nên tiết kiệm được 30% chiphí

tác Cu 2+

3CN- + 2MnO4- + H2O  2MnO2 + 3OCN- + 20H

-Tỷ lệ dùng cần 4,05 kg KMnO4/1kg CN - Như vậydùng tác nhân oxy hoá này khá đắt và để lại nhữngsản phẩm chưa an toàn cho môi trường

khí và than hoạt tính khi có CuSO4 xúc tác

than hoạt tính

2CN- + O2  2OCN

-Cu2+

OCN- + H2O  HCO3- + NH3HCO3- + OH-  CO32- + H2O2Cu2+ + 2OH- + CO32-  CuCO3 Cu(OH)2Việc xuất hiện kết tủa cacbonnat bazơ cho thấyxianat bị thuỷ phân; có thể thêm Cu2+ để bổ sung chấtxúc tác

2.6.2 Phương pháp điện phân

2.6.2.1 Điện phân dung dịch chứa CN

-Trong môi trường kiềm (bazơ) ở dương cực CN- đượcoxy hoá thành xianat:

CN- + OH-  OCN- + H2O+2e[Zn(CN)4]2- + 8OH-  Zn2+ + 4OCN- + 4H2O + 8eXianat được tạo thành bị phân huỷ oxy hoá:

2OCN- + 6OH-  2HCO3- + N2 + 3H2O + 8eNếu dung dịch có nồng độ CN - quá thấp nên dùngH2SO5 hay H2S2O8 để oxy hoá

2.6.2.2 Điện phân dung dịch chứa CN

-có thêm NaCl (3-5%)

Thực chất đây là trường hợp oxy hoá CN- bằngNaOCl vì trong dung dịch khi điện phân thì NaCl  NaOCl, và:

CN- + OCl-  OCN- + Cl

-H2O + 2OCN- + 3ClO-  2CO2 + N2 + 3Cl- + 2OH

-2.6.3 Phương pháp sinh học

Nước thải khoai mì chứa hàm lượng cyanua khá cao

20 mg/l÷ 50 mg/l, pH thấp 4 ÷ 5 Theo các nghiên cứu trướcđây, cyanua dễ dàng bị thủy phân tạo thành HCN dướimôi trường acid Trong điều kiện tồn trữ, HCN sẽ bị