ĐỀ CƯƠNG MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

PHẦN 1: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC Câu 1: trình bày các công trình cần có trong 1 hệ thống xử lý nước ngầm, giải thích nhiệm vụ các công trình. Các công trinhg cần có gồm: Nguồn nước ngầm Làm thoángLắng  Lọc khử trùngCấp nước  Nhiệm vụ của các công trình: Làm thoáng • Lấy oxi từ không khí để oxi hóa sắt và mangan hóa trị II hòa tan trong nước • Khử khí CO2 nâng cao pH của nước để đẩy nhanh quá trình oxi hóa và thủy phân sắt, mangan trong dây chuyền công nghệ khử sắt và mangan • Làm giàu oxy để tăng thế oxi hóa khử của nước, khử các chất bẩn ở dạng khí hòa tan trong nước Lắng: là quá trình làm lắng các hợp chất hữu cơ lơ lửng, lắng bùn cặn, bông cặn, làm giảm lượng vi trùng và vi khuẩn. • Tách các loại cặn Fe(OH)3, Mn (OH)4 sau khi OXH Fe(II), Mn( II) • Xử lý nước rửa lọc nhằm làm đặc cặn bùn từ thiết bị lọc. Lọc: Loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được ở bể lắng, nhưng có khả năng lắng kết lên bề mặt hạt lọc Khử trùng: Tiêu diệt các loại vi khuẩn, vi trùng còn sót lại sau quá trình lọc. Các loại chất khử trùng thường dc sử dụng là: Cl ; O3; nhiệt; sóng siêu âm; tia cực tím…

ĐỀ CƯƠNG MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG PHẦN 1: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

Câu 1: trình bày các công trình cần có trong 1 hệ thống xử lý nước ngầm, giải thích nhiệm vụ các công trình.

- Các công trinhg cần có gồm:

Nguồn nước ngầm Làm thoángLắng  Lọc khử trùngCấp nước

 Nhiệm vụ của các công trình:

- Làm thoáng

Lấy oxi từ không khí để oxi hóa sắt và mangan hóa trị II hòa tan trong nước

Khử khí CO2 nâng cao pH của nước để đẩy nhanh quá trình oxi hóa và thủy phân sắt, mangan trong dây chuyền công nghệ khử sắt và mangan

Làm giàu oxy để tăng thế oxi hóa khử của nước, khử các chất bẩn ở dạng khí hòa tan trong nước

- Lắng: là quá trình làm lắng các hợp chất hữu cơ lơ lửng, lắng bùn cặn, bông cặn, làm giảm lượng vi trùng và vi khuẩn

Tách các loại cặn Fe(OH)3, Mn (OH)4 sau khi OXH Fe(II), Mn( II)

Xử lý nước rửa lọc nhằm làm đặc cặn bùn từ thiết bị lọc

- Lọc: Loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được ở bể lắng, nhưng có khả năng lắng kết lên bề mặt hạt lọc

- Khử trùng: Tiêu diệt các loại vi khuẩn, vi trùng còn sót lại sau quá trình lọc

Các loại chất khử trùng thường dc sử dụng là: Cl ; O3; nhiệt; sóng siêu âm; tia cực tím…

câu 2 Trình bày các công trình cần có trong một hệ thống xử lý nước mặt, giải thích nhiêm vu ̣các công trình

- Các công trình cần có là:

Nước mặt Song chắn rác Bể trộn Keo tụ và tạo bông Lắng Lọc

khử trùng Bể chứa

 Nhiệm vụ của các công trình

- Song chắn rác:

dùng để giữ lại các rác thô có lẫn trong nguồn nước mặt ( giấy, cỏ cây, túi nilon…) để đảm bảo cho các thiết bị và công trình sử lý tiếp theo vì các loại rác này có thể làm tắc nghẽn đường dẫn nước, hư hỏng máy bơm

- Bể trộn: Phân tán nhanh và đều phèn, các hóa chất khác vào nước cần xử lý

- Keo tụ và tạo bông: Tạo điều kiện và thực hiện quá trình kết dính các hạt cặn keo phân tán thành bông cặn có khả năng lắng và lọc

- Lắng: Lắng bông cặn sau khi thực hiện quá trình keo tụ; xử lý nước rửa lọc nhằm làm đặc cặn bùn từ thiết bị lọc, loại trừ các loại vi khuẩn, virut

- Lọc: Loại trừ các hạt cặn nhỏ không có khả năng lắng xuống trong bề lắng nhưng có khả năng kết dính trên bề mặt vật liệu lọc

- Khử trùng: Tiêu diệt các loại vi khuẩn, vi trùng còn sót lại sau quá trình lọc Các loại chất khử trùng thường dc sử dụng là:Cl ; O3; nhiệt; sóng siêu âm; tia cực tím…

Câu 3 đề xuất dây chuyền xử lý nước theo một số thông số cho trước.

*Khi lựa chọn các công trình cần so sánh đối chiếu vs bảng sau:

- nước ngầm thì thông số cần quan tâm là Fe và Mn

- nước mặt thì ta quan tâm đến độ màu và độ đục

- xử lý Fe trong nước ngầm:

Fe < 5 mg/l - làm thoáng đơn giản

Fe: 5 – 10mg/l - làm thoáng tự nhiên (giàn mưa), tuy nhiên Fe= 20mg/l vẫn dùng được phương pháp này

Fe > 20 mg/l – làm thoáng cưỡng bức (thùng quạt gió)

- Đối với nước ngầm:

công suất < 3000 m3 – chọn bể lắng đứng

công suất > 3000 m3 - chọn bể lắng ngang

công suất > 30.000 m3 - chọn bể lắng ly tâm

Ví dụ: đối với nước ngầm

Nguồn nước: ngầm

Công suất: 15000m3/ngày đêm

Chỉ tiêu chất lượng nước: nhiệt độ = 22, độ đục=9, độ màu = 13, chất lơ lững =

15, hàm lượng muỗi hòa tan = 200, sắt tổng = 15, amoni = 5, mangan = 0,5.=>

so sánh với tiêu chuẩn 01,02 xem chỉ tiêu nào vượt quá tiêu chuẩn để xử lý

clo

Ví dụ: đối với nước mặt

Công suất 20.000m3, pH= 7,8, cặn = 800, màu = 5,5, mùi = 360…

phèn vôi

clo

Bể chứa

Mạng phân phối

Nước

từ trạm

Bơm 1

Bể trộn cơ

Bể chứa Trạm bơm

cấp 2

PHẦN 2: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI

Câu 1: trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của buồng lắng bụi

h: chiều cao l: chiều dài

sơ đồ mặt cắt của buồng lắng bụi ( giống hình a bên dưới)

- Nguyên tắc hoạt động: buồng lắng bụi là 1 thể tích hình hộp, có tiết diện đầu vào

và tiết diện đầu ra nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện buồng lắng để cho vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ, hạt bụi có đủ thời gian rơi xuống, chạm đáy

Câu 2: Nêu nguyên tắc và vẽ sơ đồ xử lý SO 2 bằng sữa vôi [Ca(OH) 2 ]; xử lý

NO x bằng nước.

 nguyên tắc và sơ đồ xử lý SO 2 bằng sữa vôi [Ca(OH) 2 ]

- Nguyên tắc : Khí thải SO2 đc hấp thụ bằng dd sữa vôi (dd có chứa CaO, CaCO3, cho thêm 5-15% CaSO3 hoặc CaSO4) SO2 phản ứng vs sữa vôi tạo ra CaSO3 hoặc CaSO4, các chất rắn này liên tục được tách ra khỏi dd sữa vôi và được chuyển vào bể lắng, phần còn lại sau khi đã bổ sung CaO và CaCO3 sẽ đc bơm trở lại tháp hấp thụ

- Phương trình:

CaO + H2O  Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O

CaCO3 + CO2 + H2O  Ca( HCO3)2

Ca(HCO3) + SO2 + H2O CaSO3.2H2O + CO2

CaSO3.2H2O + ½ O2  CaSO4.2H2O

- Sơ đồ :

1: Tháp hấp thụ; 2: Bộ phận tách tinh thể; 3: Bộ lọc chân ko; 4,5: Máy bơm; Thùng hòa trộn dung dịch; 7: Máy đập; 8:máy nghiền

Nguyên lý hoạt động: Khói thải đc lọc sạch tro bụi đi vào Scubơ 1 tại đó SO2 đc hấp thụ bằng sữa vôi tưới lên trên vật liệu đệm rỗng, nước chảy ra từ Scubơ 1 chứa nhiều CaSO3.0.5 H2O và CaSO4.2H 2O , một ít tro bui, dd trên đc đưa sang

bộ phận 2 ( bình rỗng, thời gian lưu lớn) , có tác dụng hình thành tinh thể, dd từ

2 đi ra, 1 phần tưới lại Scubơ1, phần còn lại qua bình lọc chân ko 3, tinh thể tạo thành bùn căn đc thải ra ngoài.Đá vôi đc đập, nghiền ở thiết bị 7,8 rồi vào thùng

6 để pha trộn vs dd loãng chảy ra từ bộ phận lọc chân ko 3, tạo thành dd sữa vôi mới

 nguyên tắc và sơ đồ xử lý NO x bằng nước.

- Nguyên tắc : NO2, N2O4 kết hợp vs nước tạo thành axit nitơ và axit nitric Tiếp theo axit nitơ có thể bị oxy hóa tạo thành đioxit nitơ mà đến lượt mình nó sẽ kết hợp

vs nước nhiều hơn

- Các phương trình:

2 NO2 (hay N2O4) + H2O  HNO3 + HNO2

2HNO2  NO + NO2 (hoặc ½ N2O4) + H2O

NO + 1/2 O2  NO2

2NO2  N2O4

- Xử lý NOx bằng nước có thể dùng các thiết bị sau:

 Tháp sục khí sủi bọt

 Scrubơ ventơri

 Tháp Scrubơ có lớp đệm và tháp phun

*Thiết bị tháp sục khí sủi bọt

- Nguyên tắc: Các oxit nitơ đc khử bằng cách cho dòng khí đi qua hàng loạt các khay sủi bọt vs chuyển động ngược chiều giữa khí và nước hay dd axit nitric trong nước

*Thiết bị ventơri

Nguyên tắc: nước đc phun cùng trục và cùng chiều vs dòng khí chuyển động , với vận tốc cao trong chỗ thác của ống venture, nước bị xé nhỏ thành gọt mịn làm cho diện tích tiếp xúc giữa khí và nước tăng cao Qúa trình hấp thụ khí NOx xảy ra mạnh Nước cũng hấp thụ mạnh oxy và do đó phần lớn oxit nitơ bị ỗi hóa ngay trong pha lỏng

-Sơ đồ cấu tao ventơri

PHẦN 3: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CTR VÀ KIỂM SOÁT CTNH

Câu 1: Trình bày cấu tạo bãi chôn lấp hợp vệ sinh

 Cấu tạo bãi chôn lấp (BCL) hợp vệ sinh gồm: lớp phủ bề mặt, lớp phủ hàng ngày, lớp lót đáy, ống thu nước rác, rãnh thu nước bề mặt, ống thu khí…

- Sơ đồ cấu tạo bãi chôn lấp:

- Lớp phủ bề mặt : có độ dốc từ 3-6%

Chức năng: khôi phục lại cảnh quan ban đầu, không cho nước mưa thấm vào BCL, không cho khí bãi rác phát tán bừa bãi, không để rác bay, ngăn không cho côn trùng (ruồi, muỗi, chuột…) sống ở BCL

Cấu tạo gồm:

lớp đất màu dầy 60cm: có thể trồng cây sau khi chôn lấp xong

lớp vải kỹ thuật

lớp sỏi

màng polime

đất sét nén dầy khoảng 60cm

- Lớp phủ trung gian ( lớp phủ hàng ngày)

Dầy từ 15-30 cm có thể làm từ đất, vật liệu xây dựng, đất sét hoặc hợp chất hữu

cơ Có thể tận dụng thể tích của bãi rác bằng cách chọn lớp trung gian là polymer

Chức năng: là tránh rác bay, tránh côn trùng, tránh mùi phát tán và tạo cảnh quan cho bãi chôn lấp

- Lớp lót đáy:

cấu tạo gồm:

lớp sỏi đỡ dầy 30cm: dẫn và thu nước rác

màng polime (1-2mm): để chống thấm nước

lớp sét nén dầy 60cm: giữa lại những loại kim loại nặng và hợp chất hữu cơ bằng

cơ chế hấp phụ và trao đổi ion

Lớp lót đáy: là các vật liệu được trải trên toàn bộ diện tích đáy và thành bao quanh ô chôn lấp chất thải nhằm đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường, tránh nguồn nước rỉ rác xâm nhập vào gây ô nhiễm môi trường đất, nước ngầm

- Rảnh thu nước bề mặt :

Cấu tạo:

có thể thiết kế theo các hình dạng: hình thang, hình chữ nhật, hình viên phấn và có thể xây dựng bằng bê tông hoặc gạch

 Cần phải thiết kế để nước mưa không làm tác hại lên bề mặt của BCL , k ngấm vào BCL, có độ dốc 1-3% và có diện tích tiết diện đủ để thoát nước của một cơn mưa to nhất trong vòng 20 phút

- ống thu khí :

chức năng: Thu khí bãi rác tránh gây ảnh hưởng tới cảnh quan, MT xung quanh tạo nguồn nhiên liệu đốt phát điện, giảm thiểu ÔN kk và nguy cơ cháy nổ

cấu tạo: làm bằng nhựa PVC, có đường kính 150mm, có đục lỗ, đường kính của

lỗ là 1 cm, khoảng cách giữa các lỗ là 15cm, khoảng cách giữa các ống 45-50cm, chiều cao của ống là 80% so với chiều sâu của ô chon lấp

- Hệ thống thu nước rác :

Chức năng: ngăn ngừa ảnh hưởng của nước rác tới nước ngầm và nước mặt

Cấu tạo

hệ thống thu nước rác ở đáy bãi rác có độ dốc là 1-5%, các cống được cắt các rãnh, có chiều rộng bằng kích thước của các hạt sỏi có kích thước nhỏ nhất

ống thu nước rác có độ dốc lớn hơn 2%, chiều dài của ống nhỏ hơn 100m, đường kính của ống chính >300mm, đường kính của các ống nhánh >250m, các ống được làm bằng nhựa PVC

 hố chứa nước rác phải có thể tích có thể chứa được 1 lượng nước rác phát sinh trong 3 ngày

Câu 2: Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp ủ sinh học hiếu khí, kỵ khí, đốt, chôn lấp trong xử lý chất thải rắn

 Phương pháp đốt

- Là quá trình ôxy hóa chất thải rắn bằng ôxy không khí ở điều kiện nhiệt độ cao và

là một phương pháp được sử dụng phổ biến của các nước phát triển trên thế giới

- Ưu nhược điểm của quá trình đốt.

Ưu điểm :

Phương pháp này làm giảm được thể tích và khối lượng, của chất thải đến 70 -90% so với thể tích chất thải ban đầu (Giảm một cách nhanh chóng, thời gian lữu trữ ngắn)

Có thể đốt tại chỗ không cần phải vận chuyển đi xa

Nhiệt tỏa ra của quá trình đốt có thể sử dụng cho các quá trình khác

Kiểm soát được ô nhiễm không khí, giảm tác động đến môi trường không khí

Có thể sử dụng phương pháp này để xử lý phần lớn các chất thải hữu cơ nguy hại

Yêu cầu diện tích nhỏ hơn so với phương pháp xử lý bằng sinh học và chôn lấp

Ô nhiễm nước ngầm ít hơn đối với phương pháp xử lý bằng chôn lấp

Xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải rắn

Giảm thể tích tối đa sau khi xử lý, cho nên tiết kiệm được diện tích chôn

Tro thải ra sau khi đốt thường là những chất trơ

 Nhược điểm:

Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật và tay nghề cao

Chi phí đầu tư ban đầu lớn

Không phải mọi chất thải đều có thể đốt được

Phải bổ sung nhiên liệu cho quá trình đốt

Một số sản phẩm phụ tạo ra trong quá trình đốt

 một số chất có thể sử dụng phương pháp đốt: dung môi, dầu thải, bùn dầu, chất thải bệnh viện, dược phẩm quá hạn, thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), các loại chất dẽo, cao su, sơn, keo, các hợp chất PVCs, PCBs (poly chlorinated biphenyl)

 Những chất không nên đốt: là các chất không cháy được, chất thải phóng xạ, chất thải dễ nổ,

 Phương pháp chôn lấp

- Ưu điểm :

chi phí thấp hơn so với các phương pháp khác

Xử lí được tất cả các loại CTR, kể cả các CTR mà những phương pháp

khác không thể xử lý triệt để hoặc không xử lý được

Là PP k thể thiếu dù cho áp dụng bất kì phương pháp nào

BCL sau khi đóng cửa có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau

như: bãi đổ xe, sân chơi, công viên…

linh hoạt trong quá trình sử dụng: khi khối lượng CTR gia tăng có thể

tăng cường thêm công nhân và thiết bị cơ giới, trong khi các phương pháp khác phải được mở rộng qui mô công nghệ để tăng công suất

Đầu tư ban đầu và chi phí hoạt động của BCL thấp hơn so với những phương pháp khác

- Nhược điểm:

Tốn nhiều diện tích đất chôn lấp, nhất là những nơi tài nguyên đất còn khan hiếm

Phải phù hợp với yêu cầu địa hình, địa chất, khí tượng của từng địa phương cho nên việc nghiên cứu lập dự án khả thi ban đầu khá công phu và tốn kém

có thể gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí ở xung quanh BCL

khí rác thoát ra không được kiểm soát gây mùi hôi, Sản sinh khí metan, khí này thoát ra ngoài có thể gây cháy nổ

có thể lây lan các dịch bệnh cho sự hoạt động của ruồi muỗi và các côn trùng

công tác quan trắc môi trường vẫn phải tiến hành sau khi đóng cửa BCL

ảnh hưởng tới cảnh quan sinh thái

 Phương pháp ủ sinh học hiếu khí

- Ưu điểm:

+ tiết kiệm đất sử dụng BCL

+ tăng khả năng chống ONMT

+ cải thiện đời sống công đồng

+ loại trừ 50% lượng rác sinh hoạt bao gồm các CHC là thành phầm gây ONMT đất, nước, không khí

+ sử dụng lại đc 50% các chất hữu cơ có trong thành phần rác thải để chế biến làm phân bón phục vụ nông nghiệp theo hướng cân bằng ST Hạn chế việc nhập khẩu phân bón hóa học để bảo vệ đất đai

+ vận hành đơn giản, bão trì dễ dàng

+ dễ kiểm soát chất lượng sản phẩm

+ giá thành tương đối thấp, có thể chấp nhận được

+ phân loại rác thải sủ dụng sử dụng được các chất có thể tái chế Kim loại màu sắt, thép… phục vụ cho CN

- Nhược điểm:

+ mức độ tự động của hệ thống chưa cao

+ nạp liệu thủ công, năng suất kém

+ phần tinh chế chất lượng kém do tự trang tự chế

+ phần pha trộn và đóng bao thủ công, chất lượng không đồng đều

+ việc phân loại chất thải vẫn phải thực hiện bằng phương pháp thủ công nên dễ gây ảnh hưởng đến sức khỏe

 Phương pháp ủ sinh học kỵ khí

- Ưu điểm:

+ sử dụng CO2 để ủ không cần O2

+ sử dụng ít bùn hơn 3-20 lần so vơi hiếu khí

+ sinh ra CH4 để đốt, giảm BOD trong bùn đã phân hủy

+ giảm nhu cầu năng lượng cho quá trình

+ có thể hoạt động chế độ tải trọng cao

+ có thể phân hủy sinh học các hợp chất tổng hợp, hợp chất khó phân hủy như: ligin

+ Giảm diện tích chôn lấp chất thải, giảm diện tích đất chôn lấp chất thải, tăng khả năng chống ONMT

+ Use lại đc 50% các chất hữu cơ có trong thành phần CT để chế biến làm phân bón

- Nhược điểm:

 diễn ra chậm

 nhạy cảm hơn phân hủy chất độc

 khởi động cần nhiều thời gian

 đòi hỏi nồng độ các chất ban đầu tương đối cao

 Mức độ tự động hóa chưa cao

 Việc phân loại vẫn phải thực hiện thủ công nên ảnh hưởng đến sức khỏe of

ng công nhân

 Chất lượng sp chưa cao, k đồng đều

 Nhạy cảm hơn ủ sinh học hiếu khí trong việc phân hủy các chất độc