ĐỀ CƯƠNG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Câu 1: Đặc điểm nguồn nước mặt, nước ngầm, dây truyền xử lý nước mặt nước ngầm điển hình…… (2) Câu 2: Nguyên lý trình keo tụ, yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ, phạm vi…… (3) Câu 3: Trình bày sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc, ứng dụng bể lắng (đứng, ngang, ly tâm), lọc nhanh xử lý nước câp (vẽ hình)…… (4) Câu 4: Thành phần, tính chất nước thải, yếu tố lựa chọn công nghệ xử lý nước thải, sơ dồ điển hình dây truyền xử lý nước thải sinh hoạt, sơ đồ điển hình dây truyền xử lý nước thải công nghiệp……… (9) Câu 5: Trình bày sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc, ứng dụng bể lắng đứng đợt 1, bể UASB , bể aeroten, bể lọc sinh học xử lý nước thải (vẽ hình)….(12) Câu 6: Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, phạm vi áp dụng buống lắng bụi, cyclone, lọc bụi tay áo, lọc bụi tĩnh điện (vẽ hình) ……… (16) Câu 7: Bài tập xác định lưu lượng làm việc trạm xử lý nước: cho dân số/mật độ dân số, tiêu chuẩn thải, tính cơng suất trạm … (20) Câu 8: Bài tập đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải, nước cấp: cho công suất, thành phần nước, đề xuất công nghệ xử lý… (20) Câu 1: Đặc điểm nguồn nước mặt, nước ngầm, dây truyền xử lý nước mặt nước ngầm điển hình • Nước mặt: nước song, hồ nước vùng đất ngập nước - • Nước mặt bổ sung cách tự nhiên giáng thủy chúng chảy vào đại dương, bốc thấm xuống đất Trong nước thường xuyên có chất khí hòa tan, chủ yếu ơxy Ơxy hòa tan nước có ý nghĩa quan trọng đời sống thủy sinh vật Nước mặt thường có hàm lượng chất rắn lơ lửng đáng kể với kích thước khác nhau, số chúng có khả lắng tự nhiên, chất lơ lửng có kích thước hạt keo thường gây độ đục nước sơng, hồ Có nhiều chất hữu sinh vật bị phân hủy Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật Chất lượng nước thay đổi theo mùa Bị ảnh hưởng mạnh mẽ hoạt động hai bên bờ người( công nghiệp, nông nghiệp…) Nước ngầm : Nước ngầm dạng nước đất, nước chứa lỗ rỗng đất đá Nó nước chứa tầng ngậm nước bên mực nước ngầm Đôi người ta phân biệt nước ngầm nơng, nước ngầm sâu nước chôn vùi Nước mặt Nguồn Công trình thu nước Trạm bơm cấp Bể keo tụ tạo Bể lắng Bể lọc Bể khử trùng Bể chứa nước Trạm bơm cấp Cấp nước Nước ngầm Nguồn Trạm bơm cấp Làm thoáng Bể keo tụ tạo bơng (thường khơng có) Bể lắng Bể lọc Bể khử trùng Bể chứa nước Trạm bơm cấp Cấp nước Câu 2: Nguyên lý trình keo tụ, yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ, phạm vi • Ngun lý q trình keo tụ - Các hạt cặn có kích thước lớn thường loại khỏi nước biện pháp lắng hạt cặn có kích thước nhỏ thường tồn tạo trạng thái lơ lửng, trạng thái phân tán dạng keo khơng tự lắng được, phần số ( có kích thước lớn 10-4 mm) loại biện pháp lọc, số lại cần phải có kết hợp biện pháp háo học học, tức cho vào nước cần xử lý số chất phản ứng để tạo hạt keo có khả kết dính lại với đồng thời kết dính hạt cặn lơ lửng nước,tạo bơng cặn có lượng lớn lắng xuống bể lắng giữ lại bể lọc - Q trình keo tụ tạo bơng xảy qua hai giai đoạn: + Bản thân chất keo tụ tự phát sinh thủy phân, trình hình thành dung dịch keo ngưng tụ + Trung hòa hấp thụ lọc tạp chất nước • Các yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ, phạm vi - pH: giá trị pH ảnh hưởng đến độ hòa tan hóa chất keo tụ, đồng thời ảnh - - - - hưởng đến điện tích hạt keo pH liên quan mật thiết đến hàm lượng ion H + nước Bên cạnh đó, pH ảnh hưởng đến dạng tồn chất hữu nước Độ kiềm: Q trình thủy phân hóa chất keo tụ giải phóng H + Độ kiềm nước có ý nghĩa quan trọng với việc trung hòa lượng H + thủy phân tạo Nhiệt độ: Khi nhiệt độ nước cao, tốc độ keo tụ xảy nhanh chóng, gảm lượng hóa chất cho vào nước Nhiệt độ nước thích hợp dùng phèn nhôm 20-40 oC,tốt 35-40 oC, oC phèn sinh to xốp, chứa chủ yếu nước, lắng xuống chậm Liều lượng hóa chất: Q trình keo tụ khơng phải phản ứng hóa học dơn thuần, nên lượng phèn cho vào khơng thể vào tính tốn đẻ xác định mà cần có thí nghiệm cụ thể Tốc độ khuấy trộn: Tốc độ khuấy trộn ảnh hưởng đế phân bố chất keo tụ liên quan đến khả va chạm hạt Tốc độ khuấy ban đầu cần nhanh để hình thành lượng lớn keo hidroxit hạt nhỏ nhanh chóng khuếch tán sau hỗn hợp hình thành bơng phèn lớn lên cần khuấy chậm để tránh phá vỡ phèn hình thành Câu 3: Trình bày sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc, ứng dụng bể lắng (đứng, ngang, ly tâm), lọc nhanh xử lý nước câp (vẽ hình)  Bể lắng đứng • Sơ đồ cấu tạo • Nguyên tắc làm việc - Trong bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ lên, hạt cặn chuyển động theo chiều ngược lại Bể thường có mặt hình - - • - vng tròn, thường kết hợp với bể phản ứng Nước chảy qua ống trung tâm bể xuống phía qua phận hãm làm triệt tiêu chuyển dộng xoáy vào vùng lắng, chuyển động theo chiều đứng từ lên Các hạt cặn có tốc độ lắng lớn tốc độ chuyển dộng nước tự lắng xuống, hạt cặn lại bị dòng nước lên trên, kết dính với ( trường hợp có sử dụng chất keo tụ) trở thành hạt có kích thước lớn dần, đến trọng lực đủ lớn, thắng lực đẩy nước chúng tự lắng xuống Bể lắng đứng chia thành vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hình hộp vùng chứa, nén cặn có dạng hình phía dưới, cặn đưa theo chu kỳ ông qua van xả cặn Nước thu phía bể lắng thơng qua hệ thống máng vòng xung quanh bể ống máng có đục lỗ hình nan quạt, nước chảy ống máng với vận tốc 0,6- 0,7 m/s Ứng dụng Sử dụng với công suất Q< 3000 m3/ngđ  Bể lắng ngang • Sơ đồ cấu tạo • Nguyên tắc làm việc - Trong bể lắng ngang, quỹ đạo chuyển động hạt cặn tự tổng hợp lực rơi tự lực đẩy nước theo phương nằm ngang có dạng đường thẳng Trường hợp lắng có dùng chất keo tụ, trọng lượng hạt tăng dần trình lắng nên quỹ đạo chuyển động chúng có dạng đường cong tốc độ lắng chúng tăng dần - Nước đưa vào bể theo chiều ngang, nước ban đầu đưa vào máng phân phối nước sau chảy bể Trước vào bể nước chảy qua vách hướng dòng đục lỗ để giảm tốc độ dòng chảy nước Nước vào bể, phần cặn thắng dòng chảy nước tự lắng xuống đáy bể thải qua ống xả cặn Nước đưa lên ống máng thu nước chảy bể khác nhờ ống thu nước • Ứng dụng - Sử dụng với công suất Q> 3000 m3/ngđ  Bể lắng ly tâm • Sơ đồ cấu tạo • Nguyên lý làm việc - Nước chuyển động theo nguyên tắc từ phía tâm bể phía ngồi từ lên Bể có hệ thống gạt bùn đáy nên khơng yêu cầu có độ dốc lớn nên chiều cao bể cần khoảng 1,5- 3,5m, thích hơp với khu vực có • -  • mực nước ngầm cao, bể hoạt động liên tục việc xả cặn tiến hành song song với trình hoạt dộng bể tốc độ chuyển động dòng nước giảm dần từ phía ngồi, vùng tốc đọ lớn nên hạt cặn khó lắng hơn, đơi xuất chuyển động khối Mặt khác, phần nước thu hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước khó Ngoài hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp làm việc điều kiện ẩm ước nên chóng bị hư hỏng Ứng dụng Bể lắng ly tâm thường sử dụng để sơ lắng (vì hiệu lắng bể so với loại bể khác) nguồn nước có hàm lượng cặn cao 2000mg/l, với công suất từ 30000 m3/ngđ Bể lọc nhanh Sơ đồ cấu tạo • Nguyên lý làm việc - Quá trình lọc: Nước từ bể lắng đưa vào lọc qua lớp vật liệu lọc từ xuống ( lọc xuôi), từ lên ( lọc ngược), hai chiều ( lọc hai chiều), qua hệ thống thu nước sau chuyển sang bể chứa nước - Rửa hoàn nguyên vật liệu lọc: q trình rửa lọc để hồn ngun vật liệu lọc cần tiến hành hiệu qảu giữ lại hạt cặn bẩn nước giảm, chất lượng nước không đạt yêu cầu Hiệu lọc, chu kỳ lọc tuổi thọ lớp vật liệu lọc phụ thuộc nhiều vào kết rửa lọc, rửa lọc khơng sạch, hạt cặn bẩn tích lũy dần rút ngắn chu kỳ lọc, thời gian sử dụng vật liệu lọc giảm xuống - Ứng dụng: Quy mô công nghiệp, công suất lớn Thường sử dụng Câu 4: Thành phần, tính chất nước thải, yếu tố lựa chọn công nghệ xử lý nước thải, sơ dồ điển hình dây truyền xử lý nước thải sinh hoạt, sơ đồ điển hình dây truyền xử lý nước thải cơng nghiệp  Thành phần, tính chất nước thải: • Thành phần: Thành phần nước thải đa dạng Có thể bao gồm danh sách đây: Nước (hơn 95%), thường thêm vào trình dội rác thải xuống đường cống; Các tác nhân gây bệnh vi khuẩn, virus, prion, giun sán; Các vi khuẩn vô hại; Các chất hữu phân, lơng, tóc, thực phẩm, nguyên liệu thực vật, mùn ; Các chất hữu hòa tan u-rê, đường, protein hòa tan, dược phẩm ; Các hạt thể vô cát, sạn sỏi, hạt kim loại, gốm sứ ; Các chất vơ hòa tan amoniac, muối, xianua, H2S, thyoxinat, ; Động vật động vật nguyên sinh, côn trùng ; Băng vệ sinh, bao cao su, tã, bơm kim tiêm, đồ chơi trẻ em, xác động vật, thực vật ; 10 10.Các khí hydro sunfua, metan, cacbonic ; 11.Các hệ nhũ tương sơn, chất kết dính, màu nhm tóc, ; 12.Các chất độc thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc độc ; 13.Dược phẩm, hóc mơn chất độc hại khác • Tính chất: - Tính chất vật lý nước thải + Màu: nước thải có màu nâu sáng, nhiên thường mãu xám có vẩn đục, màu sắc nước thải thay đổi đáng kể bị nhiễm khuẩn, màu đen tối + Mùi: có nước thải khí sinh trình phân hủy hợp chất hữu + Nhiệt độ: nhiệt độ nước thường cao so với nguồn nước ban đầu, có gia nhiệt vào nước tư đồ dùng gia đình máy móc sản xuất + Lưu lượng: thể tích thực nước xem tính chất vật lý nước thải, có đơn vị m3/người.ngày Vận tốc dòng chảy ln thay đổi theo ngày - Tính chất hóa học chất thải: + Độ kiềm: mơi trường đệm để giữ pH trung tính nước thải suốt trình xử lý sinh hóa +_Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): dùng để xác định lượng chất bị phân hủy sinh hóa nước thải, thường xác định sau ngày nhiệt độ 200 o BOD5 nước thải sinh hoạt thường nằm khoảng 100-300mg/l 11 + Nhu cầu oxy hóa học (COD): dùng để xác định lượng chất bị oxy hóa nước thải COD thường khoảng 200-500mg/l/ Tuy nhiên, có số loại nước thải cơng nghiệp BOD tăng cao nhiều lần + Các chất khí hòa tan: chất khí hòa tan nước thải Nước thải cơng nghiệp thường có lượng oxy hòa tan tương đối thấp + Hợp chất chứa N: số lượng loại hợp chất chứa N thay đổi loại nước thải khác + pH: cách nhanh xác định tính axit nước thải Nồng độ pH khoảng 1-14 Để xử lý nước thải có hiệu pH thường 6-9 (hay tối ưu 6,5-8) + phospho: nhân tố cần thiết cho hoạt động sinh hóa P thường khoảng 620mg/l + Các chất rắn: hầu hết chát ô nhiễm nước thải xem chất rắn + Nước: ln thành phần cấu tạo nước thải Trong số trường hợp, nước chiếm 99,5%-99,9%  Các yếu tố lựa chọn công nghệ xử lý nước thải - Thành phần tính chất chất thải: Các thông số cần lưu ý xử lí nước  thải pH; độ màu; hàm lượng chất rắn nước; COD; BOD; độ kiềm; độ cứng; hàm lượng kim loại; hàm lượng chất dinh dưỡng,… Yêu cầu chất lượng nước cảu nguồn tiếp nhận: Nước mặt: nước biển ven bờ phục vụ cho việc sử dụng lại nguồn nước : Lưu lượng nước đầu vào Các yếu tố khác: điều kiện địa phương, kahr tài chính, lượng, tính chất đất đai khu vực đặt chạm xử lí, diện tích đất xây dựng cho phép… Sơ đồ điển hình dây chuyền xử lý nước thải Sinh hoạt Công nghiệp Nước thải Song chắn rác Mương lắng cát Bể điều hòa Nước thải Song chắn rác Mương lắng cát 12 Bể tách dầu mỡ ( chứa váng) Bể điều hòa (Máy thổi khí) Bể aerotank ( máy thổi khí) Bể keo tụ tạo Bể lắng I Bể lọc sinh học ( UASB, Aeroten…) Bể lắng II Khử trùng Nước sau xử lý Tuần hoàn bùn Bể lắng Bể khử trùng Nước sau xử lý Câu 5: Trình bày sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc, ứng dụng bể lắng đứng đợt 1, bể UASB , bể aeroten, bể lọc sinh học xử lý nước thải (vẽ hình)  Bể lắng đứng 1: trình bày câu  Bể UASB • Sơ đồ cấu tạo 13 • Nguyên lý làm việc - Nước thải nạp liệu từ phía đáy bể, qau lớp bùn hạt, trình xử lý xảy chất hữu nước thải tiếp xúc với bùn hạt Khí sinh điêu kiện kỵ khí ( chủ yếu CH CO2) tạo nên dòng tuần hồn cục giúp cho trình hình thành trì bùn sinh học dạng hạt Khí sinh từ lớp bùn dính bám vào hạt bùn với khí tự lên 14 •  • phía mặt bể Tại đây, q trình tách pha khí- lỏng- rắn xảy nhờ phận tách pha Khí theo ống dẫn qua bồn hấp thụ chứa dung dịch NaOH 5-10% để loại bỏ CO2 H2S trước thu khí để sử dụng Bùn sau tách khỏi bọt khí lại lắng xuống Nước thải theo màng tràn cưa dẫn đến cơng trình xử lý Ứng dụng kiềm 1000 ÷1500 mg/l pH 6,6 ÷6,7 Tải trọng ban đầu kg COD/ngđ Trạng thái ổn định 15÷20 kg COD/ngđ Lượng bùn sinh nhỏ, tiêu tốn lượng để bơm nước Thu khí metan COD>1000,BOD>500, sử dụng bể Độ Bể Aeroten( Bể bùn hoạt tính hiếu khí) Sơ đồ cấu tạo • Nguyên lý làm việc 15 - •  • Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vsv sinh trưởng dạng lơ lửng, trình phân hủy xảy nước thải tiếp xúc với bùn điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm đảm bảo yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy mọt cách liên tục trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Ứng dụng Hàm lượng SS< 150 mg/l COD < 1000mg/l Hàm lượng sản phẩm dầu mỏ < 25mg/l Nhiệt độ 0C ÷ 37 0C pH= 6,5- 8,5 BOD3mg/l + pH < 6.8 : clo hóa sơ + thùng quạt gió - Mn>0.5mg/l : sau giàn mưa dung lắng tiếp xúc bể lọc lớp ( lớp cát thạch anh+ lớp lọc Mn) - Nước thải : - Lưới lọc rác dùng cho tơ sợi( nghành giấy, dệt) 22 Song chắn rác: nc thải sinh hoạt công nghiệp khác BOD/COD > 0.5 : nc thải chứa nhiều chất hữu cơ, xử lí pp sinh học BOD/COD < 0.5 : nc thải chứa chất hữu khó phân hủy, xử lý bể xử lý hóa học,rồi đến bể keo tụ - BOD ≈ COD >1000: sử dụng bể UASB đến bể Aerotank - Bài 1: Dề xuất dây chuyền xử lý nước thải công đọan seo giấy cảu nhà máy sản xuất bột giấy Công xuất thải 2000m 3/ngày đêm, nhiệt độ 300c,pH=6,2-7,1, BOD5=540mg/l, COD=1200mg/l, NH+4=1.02mg/l, TSS=409mg/l - • • • • • • • • • • • Dây chuyền xử lý nước thải Nước thải Lưới lọc rác (lọc mùn giấy-sử dụng cho nghành sản xuất giấy ) Bể lắng cát Bể điều hòa ( điều hòa lưu lượng, chất lượng cơng trình xử lí) Bể xử lí hóa học ( BOD/COD