Để hoàn thành đồ án này, lời đầu tiên nhóm em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Đắc Tốt cùng các Thầy, Cô trong khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP. Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em học tập. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu đồ án mà còn là hành trang quí báu để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin. Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới Thầy Trần Đắc Tốt, người đã tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm đồ án. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của Thầy thì em nghĩ bài thu hoạch này của chúng em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Thầy. Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian 2 tháng. Bước đầu đi vào thực tế kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn ! Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các Thầy Cô! Cuối cùng chúng em kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp trồng người !
Khái niệm XỬ LÝ NƯỚC THẢI Cô Cong ng nghiệp (industrial WASTEWATER TREATMENT PROCESS SELECTION) Visu Lựa chọn q trình bao gồm: Mục tiêu: Tìm cơng nghệ xử lý với chế độ vận hành cơng trình đơn vị tối ưu Cá yếu Các ế tố quan trọng t t l lựa chọn h q trình: tì h Kinh nghiệm thiết kế từ cơng trình tương tự trước Dữ liệu đặc trưng từ q trình lắp đặt vận hành Thơng tin xuất tạp chí khoa học cơng nghệ Hướng dẫn tổ chức mơi trường (như hướng dẫn thiết kế q trình EPA) Kết thử nghiệm mơ hình pilot (cần thực ứng dụng chưa biết dễ thay đổi) Visu STT Yếu tố Chú thích Khả ứng dụng q trình Giới hạn lưu lượng Biến thiên lưu lượng Được đánh giá dựa trên: • Cơ sở kinh nghiệm trước đó; • Thơng tin từ sách, sách tạp chí nhà máy ngoại thực tế; • Dữ liệu thực nghiệm từ mơ hình pilot (khi ứng dụng khơng phổ biến) Q trình phải đáp ứng lưu lượng tính tốn cần xử lý Tính chất nước thải đầu vào Những thành phần ức chế Yếu tố khí hậu ràng buộc Các q trình cơng trình đơn vị hoạt động tốt lưu lượng dòng khơng đổi tương ứng Tính chất nước thải đầu vào ảnh hưởng đến loại q trình (cơ học, hóa lý hay sinh học) thiết bị lựa chọn Những thành phần tồn gây ức chế q trình xử lý Nhiệt độ ảnh hưởng lên tỉ lệ phản ứng hầu hết q trình hóa học, sinh học học Nhiệt độ cao tăng nhanh khả tạo mùi Visu STT Yếu tố Động học phản ứng tải trọng tiêu iê chuẩn h ẩ ủ q trình Hiệu suất xử lý Xử lý chất thải phát sinh Q trình bùn 10 11 Visu Yếu tố mơi trường ràng buộc Chú thích Xác định kích thước bể phản ứng dựa trên: • Động học phản ứng chủ đạo • Hệ số truyền khối • Tải trọng tiêu xác động iê chuẩn h ẩ q trình ì h (khi khơng khơ định đị h đ độ học phản ứng) phương trình động học tải trọng tiêu chuẩn lấy từ: • kinh nghiệm, • Các nghiên cứu xuất • Kết thực nghiệm pilot • Hiệu suất xử lý cần siết chặt nhằm đạt tiêu chuẩn dòng • Các dạng lượng chất rắn, rắn lỏng, lỏng khí phát sinh cần phải định tính định lượng • Cần lưu ý u cầu xử lý thải đổ lượng bùn phát sinh • Q trình bùn phải tương thích với q trình xử lý nước • Hướng gió chủ đạo, vùng dân cư lân cận (đặt biệt q trình có khả tạo mùi) • Nguồn tiếp nhận nước thải yếu tố giới hạn đặc biệt chất lượng nước STT Yếu tố Chú thích 13 Nhu cầu hóa chất • Nguồn lượng cung cấp hóa chất cho q trình xử lý • Tác động tính chất nước thải, dư lượng chi phí q trình xử lý • Nhu cầu lượng, chi phí lượng dự tốn 14 15 16 17 18 19 20 Nhu cầu lượng u cầu nhân • • u cầu vận • hành, bảo trì • Các q trình • phụ trợ Mức độ ổn định • • • Mức độ phức tạp • • Mức độ tương • thích u cầu sồ lượng kĩ cơng nhân vận hành Khả sẵn có, mức độ đào tạo kĩ u cầu u cầu đặc biệt vể vận hành bảo trì Các thiết bị cần thiết , khả sẵn có chi phí cần thiết Khả ảnh hưởng tới chất lượng dòng xảy cố Hệ thống xảy cố hay khơng Mức độ chịu shock tải, Ảnh hưởng đến đầu shock tải Mức độ phức tạp vận hành u cầu kĩ cần bồi dưỡng để vận hành q trình Khả mở rộng nhà máy thực dễ dàng khơng Visu STT 21 Yếu tố Mức độ thích • nghi 22 Phân tích vòng • • đời kinh tế 23 u cầu diện tích • đất • Chú thích Khả thay đổi nhà máy để đáp ứng u cầu xử lý tương lai Ước tính chi phí Nguồn cung cấp vốn Diện tích đất u cầu phục vụ cho cơng trình hướng mở rộng có tương lai Diện tích vùng đệm tạo cảnh quan cần thiết Visu Dòng chứa kim loại nặng Dòng hữu Dễ phân hủy sinh học Dễ bay Dòng vơ Độc khó phân hủy sinh học Kiểm sốt nguồn Trung hòa, tách dầu mỡ lơ lửng Xử lý sinh i h học h Thải mơi trường Phương pháp xử lý quản lý nước thải cơng nghiệp độc hại có nồng độ nhiễm hữu cao Visu Thử nghiệm SH kiểm tra chất nhiễm ưu tiên Xử lý sinh học theo h th mẻ ẻ (FBR) Mẫu điều hòa Khơng phân hủy sinh học/Độc VOC NH3 Tách khí, nước Kim loại nặng Oxi hóa khử hóa học Lắng Xử lý nguồn Dễ phân hủy Xử lý sinh học tăng cường Thử nghiệm SH kiể kiểm tra chất nhiễm ưu tiên Chất nhiễm hiễ chất độc ưu tiên Carbon hoạt tính dạng hạt (GAC) Carbon hoạt tính dạng bột (PAC) Lọc màng RO TDS/các chất vơ Trao đổi Ion Quy trình thí nghiệm cho lựa chọn q trình Visu Thải bỏ, tái chế xử lý Lọc RO Trao đổi Ion Chất đơng tụ Lọc Hấp phụ Carbon hoạt tính (GAC) Lắng Xử lý kị khí Oxi hóa khử Oxi hóa khơng khí ẩm Tách khí, tách nước Oxi hóa hóa học Kim loại nặng Nước thải Cơng nghệ xử lý loại nước thải có hàm lượng chất độc hại cao Amonia hữu dễ bay Các chất hữu Visu Nước thải vào Khả phân hủy SH Xử lý hóa Khơng lý Có Có Nồng độ cao Xử lý kị khí Khơng Xử lý bổ sung Có PACT Thải mơi trường Có Chất ức chế SH Khơng Thải mơi trường Khơng Hệ thống khuấy trộn hồn tồn Khơng u cầu Xử lý Nitơ Khơng Có Hệ thống dòng chày nút Selector system u cầu Xử lý Nitơ Khơng Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng bám dính Có Q trình theo mẻ Nitrát hóa/khử nitrát hóa Có Xử lý bổ sung Khơng Thải mơi trường Sơ đồ lựa chọn q trình cho xử lý sinh học Thải mơi trường 10 Visu Xử lý sơ bộ+1 Sinh học Sơ Xử lý bậc hai Lọc sinh học nhỏ giọt Hồ thổi khí Xử lý bậc cao Vào mạng lưới nước thị Tuyển Axit/kiềm Điều hòa Hóa chất Lọc Nước thải thơ Keo tụ Tạo bơng T bơ Trung hòa Lắng Hấp phụ GAC Lọc Lọc Tách khí Tách Q trình nước thải Oxy hóa/khử Kim loại nặng Nén bùn Xả nguồn tiếp nhận Chất ấ keo tụ PAC Bùn hoạt tính PACT nước bùn Kết tủa Oxy hóa Hấp phụ GAC RBC Xử lý kỵ khí Hồ tràn Thải bỏ vào MLTN thị Ozone hóa Nitrat hóa/Khử nitrat Tuyển khí hòa tan Chơn lấp Hóa chất Ammonia hữu hữu Trong trạm xử lý nước thải Phân hủy bùn Hồ chứa Ly tâm Phơi Lọc Thải bỏ bùn Nước thải Dòng tuần hồn Bùn Thiêu đốt GAC (Granular Activated Carbon): Than hoạt tính dạng hạt PAC (Powder Activated Carbon): Than hoạt tính dạng bột RBC (Rotating Biological Contactor): Bể sinh học tiếp xúc quay 11 Visu Q trình Tách dầu Điều hòa Trung hòa Keo tụ, tạo bơng Q trình lọc Máng tràn Quản lý nguồn Q trình lắng Các cơng nghệ tiền xử lý 12 Visu Lựa chọn cơng nghệ tiền xử lý theo tính chất nước thải đầu vào Các thơng số nhiễm Nồng độ giới hạn Tiền xử lý SS Dầu mỡ Chất độc Pb Cu + Ni + CN Cr6+ + Zn Cr3+ pH > 125 mg/l > 35 Lắng, tạo bơng Bể vớt dầu, tách dầu Kết tủa, trao đổi Ion Độ kiềm ≤ 0,1 mg/l ≤ mg/l ≤ mg/l ≤ 10 mg/l đến 0,5 lb CaCO3/ lb BOD bị xử lý Độ Acid Độ biế biến thiên hiê tải ải lượng l hữu h trung hòa Trung hòa lượng kiềm dư trung hòa > 2:1 Sulfide > 100 mg/l Amonia > 500 mg/l nhiệt độ > 38˚C (trong bể) điều hòa kết tủa hoạch tách có tái sinh pha lỗng, trao đổi Ion, chỉnh pH, tách khí làm mát 13 Visu Q trình xử lý bậc I: Song chắn rác: loại bỏ chất rắn kích thước lớn Bể lắng cát: khử sạn cát Bể điều hòa: với hệ thồng thổi khí xáo trộn ổn định lưu lượng nồng độ chất nhiễm Bể trung hòa: trung hòa pH cho loại nước thải có pH kiềm axít, thuận lợi cho hoạt động q trình phía sau Bể tuyển nổi, bể lắng, lắng bể lọc: loại bỏ dầu mỡ chất rắn lơ lửng 14 Visu Q trình xử lý bậc II: Là q trình phân hủy sinh học hợp chất hữu hòa tan BOD đầu vào: 50 – 1000 mg/l BOD đầu đạt 15 mg/l Xử lý bậc II thơng thường sử dụng q trình hiếu khí q trình kị khí (khi BOD cao) Sau xử lý ý sinh học, ọ , bơng g bùn chứa vi sinh chất rắn lơ lửng loại bỏ khỏi nước bể lắng thứ cấp 15 Visu Q trình xử lý bậc III: Đứng sau q trình xử lý sinh học để loại bỏ các dạng nhiễm dư lượng đặc biệt: Q trình lọc loại bỏ chất rắn lơ lửng keo Oxi hóa hóa học hấp phụ carbon hoạt tính dạng hạt (GAC) xử lý chất hữu khó phân hủy sinh học Hạn chế xử lý bậc III: Phức tạp Chi phí xử lý cao 16 Visu Xử lý nguồn phát sinh: Cần thiết cho xử lý dòng chất thải có hàm lượng cao: Kim loại nặng; Thuốc trừ sâu và; Các hợp chất khó phân hủy sinh học Các nhiễm thường khó bị khử xử lý bậc I gây ức chế, làm hiệu xử lý xử lý sinh học bậc II Xử lý nhà máy từ dòng có lưu lượng nhỏ nồng độ nhiễm cao mang lại hiệu xử lý hiệu kinh tế cao từ dòng lớn nồng độ nhỏ (do pha lỗng) Q trình sử dụng cho xử lý nhà máy bao gồm: đồng kết tủa, hấp phụ carbon hoạt tính, oxi hóa hóa học, tách khí, trao đổi ion, lọc RO, điện thẩm tích oxi hóa khí ướt 17 Visu He so khong dieu hoa Lưu lượng thay đổi nước thải cơng nghiệp: Nhiều cơng nghiệp thải lưu lượng ổn định Lưu lượng nước thải cơng nghiệp thuờng lớn giơ giờ vệ vê sinh trước nghỉ việc 18 Visu Thay doi tai luong Yếu tố Mục tiêu thiết kế hoạt động Lưu lượng Ngày trung bình Xác định hệ số cao điểm (tỉ số lưu lượng) đánh giá bơm chi phí hố chất Giờ thấp Xác định việc cắt giảm lưu lượng cơng trình bơm xác định dãy lưu lượng thấp đồng hồ đo lưu lượng Ngày thấp Xác định kích thước kênh/mương vào để kiểm sốt lắng cặn; tuần hồn nước cho bể lọc sinh học Tháng thấp Chọn lựa số tối thiểu cơng trình xử lý học hoạt động thời gian lưu lượng thấp; hoạch định thời gian ngưng hoạt động để bảo trì Giờ lớn Xác định ị kích thước cơng g trình bơm,, ống g dẩn;; cơng g trình xử lý học: lắng cát, lắng lọc, bể tiếp xúc chlorine Triển khai chiến lược kiểm sốt q trình để quản lý lưu lượng cao Ngày lớn Xác định kích thước bể điều hồ, hệ thống bơm bùn Tháng lớn Xác định kích thước kho hố chất; 19 Visu Thay doi tai luong Yếu tố Mục tiêu thiết kế hoạt động Tải lượng Tháng nhỏ Nhu cầu cắt giảm van hanh q trình Ngày nhỏ Xác định kích thước lưu lượng tuần hồn bể lọc sinh học Ngày lớn Xác định kích thước cơng trình xử lý sinh học Tháng lớn Xác định kích thước cơng trình chứa bùn, cơng trình ủ 15-ngày lớn Xác định kích thước bể phân huỷ bùn hiếu khí/kị khí 20 Visu 10 Mục Mụ c tiêu Xử Xử Lý NT Xử Lý Hóa Hóa Lý Lý:: • Tách rắn khỏi lỏng: Song chắn rác, lắng, lọc • Tách lỏng ỏ khỏi ỏ rắn: ắ Nén bùn, tách nước khỏi ỏ bùn • Tách lỏng khỏi lỏng: Tách dầu mỡ • Tách khí khỏi lỏng: Tách khí ammonia, khí sinh học Xử Lý Sinh Học Học: • Chất hữu cơ: Hiếu khí (bùn hoạt tính, sinh trưởng bám dính), kị khí (UASB, AF) • Chất dinh dưỡng: Khử Nitơ, photpho 21 Visu Cơng Trình Trình XL Hóa Hóa Lý Song chắn rác Thiết bị nghiền rác Lắng g cát Thổi khí Trộn Lắng Tuyển Hấp phụ Lọc Xử Lý bùn Khử trùng etc 22 Visu 11 Xử Lý Lý Họ Học c Tách rắn khỏi lỏng SCRác☺ tuyển nổi☺ Lắng Nen bun☺ Lang thông thường☺ Lọc chậm Loc☺ Lọc màng☺ Lọc nhanh☺ p lực Khử nước MF (Micro-Filter) Lọc lớp phủ tuần hoàn bùn tầng bùn lơ lững Ly tâm☺ Lọc Trọng lực Ly tâm khử nước UF (Ultra-Filter) Lọc chân không NF (Nano-Filter) Lọc ép☺ RO ng/vách nghiêng☺ Ly tâm nén bùn (Reverse Osmosis) Lọc dây đai☺ Điện giải (Electrodialysis) 23 Visu Q trình trình Hóa Hóa Lý XL hóa Lý Trung hò hoa☺ a☺ Oxi hóa-khử Làm thoáng☺ Điện giải Ozon hóa Oxi hoa-khư hóa khử keo tụ ☺ va tạo Hấp phu Hap phụ Than HT Nhôm HT Trao đổ đoii ion☺ Nhựa TD Cation Nhựa TD anion Chelate Resin Zeolite UV 24 Visu 12 Q trình trình Sinh Họ Học c q trình sinh học Hồ ổn đònh☺ Kò khí ☺ Lọc kò khí kò khí UASB Hiếu khí Bùn HT☺ sinh trưởng bám dính☺ Thông thường Lọc SH cấp bậc aeroten tiếp xúc tăng cườ tang cương ng Lọc SH+làm thoáng Mương oxy hóa Đóa SH (RBC) mẽ (SBR) Tiếp xúc lơ lững Khử nitơ 25 Visu Xử Lý Nhiệt (cho XL bùn) Xử lý nhiệt Sân phơi bùn Gia nhiệt Trao đổi nhiệt Bay Thiêu đốt Tháp làm mát 26 Visu 13 MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Mức độ xử lý Mô tả Sơ (preliminary) Lọai bỏ thành phần rác, vật nổi, cát, dầu mỡ mà gây vấn đề vận hành b ûo d bả dưỡõng cho h cáùc côâng ttrình ì h Bậc I (primary) Lọai bỏ phần SS chất hữu Bậc I tăng cường (Advance primary) Tăng cường khử SS CHC keo tụ-tạo lọc Bậc II (secondary) Khử CHC để phân hủy sinh học dạng hòa tan cặn lơ lửng phương pháp sinh học/hóa học Khử trùng bao gồm xử lý bậc II Bậc III (Tertiary) Khư SS Khử lai lại (sau xư xử ly lý bậc II) bằ bang ng loc lọc cá catt lưới lọc (microscreens) Khử chất dinh dưỡng Bậc cao (Advanced) Khử chất lơ lửng hòa tan lại sau trình xử lý sinh học bình thường có yêu cầu tận dụng lại nước thải sau xử lý 27 Visu CÁC Q TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Thành phần Quá trình Cặn lơ lửng Chắn rác, lắng cát, lắng, tuyển nổi, kết tủa hóa học, lọc Chất hữu dễ phân hủy sinh họ hoc c Sinh trưởng lơ lửng hiếu khí; Sinh trưởng bám dính hiếu khí; Sinh trương hieu trưởng lơ lử lưng ng kò khí; Sinh trương trưởng bá bam m dính kò khí; Hồ sinh học; Xử lý đất; Oxy hóa hóa học; Lọc màng Chất dinh dưỡng: + Nitơ Oxy hóa học (chlorine); sinh học lơ lửng nitrat hóa khử nitrat; Sinh học màng bám dính nitrat hóa khử nitat; Tách khí (air stripping); Trao đổi ion; Xử lý hóa học; Xử lý sinh học + Photpho Xử ly Xư lý hoa hóa hoc học – sinh họ hoc c Vi sinh gây bệnh Các hợp chất chlorine; chlorine dioxide; Ozone; Bức xạ UV Keo cặn lơ lửng phan tach màng; Xử lý hóa học Mùi Hấp thụ hóa (chemical scrubbers); hấp phụ than hoạt tính; Lọc phân ủ 28 Visu 14