Giáo trình công nghệ môi trường

M Công ngh môi tr U ng (CNMT) q trình cơng ngh nh m phịng ng a, h n ch , gi m thi u, x lý tác ng có h i gây ho t ng c a ng i lên mơi tr ng (khí quy n, a quy n, th y quy n, sinh quy n), CNMT t ng h p bi n pháp d a v t lý, hóa h c, sinh v t, nh m phòng ng a x lý nh ng ch t c h i Giáo trình trang b ki n th c n n t ng v công ngh x lý n c, n c th i, ch t th i r n khí th i; c s lý thuy t, nguyên lý công ngh c a h u h t trình x lý liên quan c gi i thi u c p nh t V i n c c p n c th i, ó trình x lý c h c, hóa-lý, hóa h c sinh h c, v i ch t th i r n, ó q trình x lý t p trung tái ch , tái s d ng, v i khí th i, ó q trình thi t b x lý b i, h i khí M c dù biên so n tác gi ã c g ng bám sát m c tiêu ch c h i ng trình t o c a Nhà tr ng, c p nh t nh ng ki n th c m i phù h p v i th c ti n Vi t Nam, nhiên khó tránh kh i nh ng thi u sót R t mong nh n c nh ng ý ki n quý báu t c gi Ch ng YÊU C U V CH T L NG N C VÀ Ô NHI M N 1.1 Yêu c u v ch t l 1.1.1 ic ng n C c ng Ch t l ng n c (CLN) c c tr ng b ng giá tr thông s v t lý(màu s c, mùi v, c, nhi t , ch t r n n c, d n i n c n c ), hóa h c( c ng c a n c, axit, anion n c, kim lo i n ng, h p ch t h u c , DO, BOD, COD ), sinh h c(vi khu n ) c a n c, Các yêu c u v CLN c quy nh tiêu chu n, quy chu n k thu t Vi c yêu c u v CLN s khác tùy theo lo i ngu n n c nh : n c m t, n c ng m, n c ven bi n, n c bi n xa b m c ích s d ng n c nh : c p n c sinh ho t, b o v ng v t th y sinh, t i tiêu, giao thông (n c ngu n), n c n u ng, n c sinh ho t, n c s n xu t công nghi p (n c ã qua x lý) 1.1.2 Ch t l Ch t l ng n ng n c ngu n c ngu n c quy nh t i v n b n sau: - Quy chu n k thu t qu c gia v ch t l ng n c m t (QCVN 08MT:2015/BTNMT), tr c 2015 có QCVN riêng: QCVN 08:2008/BTNMT cho n c m t, QCVN 38:2011/BTNMT cho n c b o v th y sinh v t QCVN 39:2011/BTNMT cho n c t i tiêu - Quy chu n k MT:2015/BTNMT) thu t qu c gia v ch t l ng n c d i t (QCVN 09- - Quy chu n k thu t qu c gia v ch t l ng n c bi n (QCVN 10MT:2015/BTNMT), tr c 2015 có QCVN riêng: QCVN 10.2008/BTNMT cho n c bi n ven b , QCVN 44:2012/BTNMT cho n c bi n xa b B ng 1.1 Giá tr t i h n thông s ch t l ng n MT:2015/BTNMT) TT Thông s pH BOD5 (20°C) COD DO TSS NH4 (t nh theo N) Giá tr gi i h n nv mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L c m t (trích QCVN 08- A1 A2 B1 B2 6-8,5 10 >6 20 0,3 6-8,5 15 >5 30 0,3 5-5,9 15 30 >4 50 0,9 5-5,9 25 50 >2 100 0,9 10 11 NO2- (tính theo N) mg/L 0,05 0,05 0,05 0,05 - mg/L 10 15 3- mg/L 0,1 0,2 0,3 0,5 NO3 (tính theo N) PO4 (tính theo P) 31 35 E.Coli MPN/100mL 20 50 100 200 Coliform MPN/100mL 2500 5000 7500 10000 A1 - S d ng c p n c sinh ho t (x lý thông th ng), b o t n ng th c v t th y sinh m c ích lo i A2, B1 B2 A2 - Dùng c p n ích lo i B1 B2 c sinh ho t nh ng ph i áp d ng công ngh x lý phù h p; m c B1 - Dùng cho t i tiêu th y l i ho c m c ích s d ng khác có yêu c u t ho c m c ích lo i B2 B2 - Giao thơng th y m c ích khác v i yêu c u n 1.1.3 Ch t l ng n c ch t l ng t ng th p c cho m c ích s d ng - Ch t l ng n c n u ng theo QCVN 01.2009/BYT (WHO tr c ây ban hành tiêu chu n nh ng hi n ch ban hành ch d n v ch t l ng n c u ng (Guidelines for drinking water quality) khơng có tính b t bu c, qu c gia d a vào ó xác l p tiêu chu n cho - Ch t l ng n c sinh ho t (dùng cho sinh ho t, không n u ng tr c ti p) theo QCVN 02:2009/BYT - N c c p s n xu t công nghi p: tùy m c ích s d ng (n c làm mát, n c s n xu t ) tùy ngành công nghi p (CN th c ph m, CN v t li u ) B ng 1.2 M c gi i h n m t sô ch tiêu ch t l ng iv in c n u ng (trích QCVN 01:2009/BYT, t ng s 109 chì tiêu) Ch tiêu nv c NTU A c ng, tính theo CaCO3 mg/L 300 A T ng ch t r n hoà tan (TDS) mg/L 1000 B Hàm l ng Amoni mg/L B Hàm l ng Asen t ng mg/L 0,01 B Hàm l ng Florua mg/L 1,5 B Hàm l ng s t t ng mg/L 0,3 A Hàm l ng Nitrat mg/L 50 A Gi i h n t i a M c giám sát Hàm l ng Nitrit Ch s Pecmanganat Coliform t ng s mg/L A mg/L A VK/100mL A E.coli ho c Coliform ch u nhi t VK/100mL M c A: nh t l n/1 tu n b i c s cung c p n th m quy n A c; nh t 1l n/1 tháng b i c quan M c B: nh t 1l n/6 tháng b i c s cung c p n quan th m quy n M c C: nh t l n/2 n m b i c s cung c p n th m quy n B ng 1.3 M c gi i h n m t s ch tiêu ch t l c; nh t l n/6 tháng b i c c; nh t l n/2 n m b i c quan ng iv in c sinh ho t (trích QCVN 02:2009/BYT, t ng s 14 ch tiêu) Tên ch tiêu nv c NTU Gi i h n t i a II 5 M c giám sát A Hàm l ng Amoni mg/L 3 A Hàm l ng s t t ng mg/L 0,5 0,5 B Ch s Pecmanganat mg/L 4 A c ng theo CaC03 mg/L 350 - B Hàm l ng Clorua mg/L 300 - A Hàm l ng Asen t ng mg/L 0,01 0,05 B VK/ 100mL 50 150 A Coliform t ng s E coli ho c Coliform ch u nhi t VK/ 100mL 20 A M c gi i h n I: áp d ng i v i c s cung c p n c; M c gi i h n II: áp d ng i v i hình th c khai thác n c c a cá nhân, h gia ình M c giám sát A: nh t l n/3 tháng c s cung c p n c; nh t l n/6 tháng c quan th m quy n; m c giám sát B: nh t l n/6 tháng c s cung c p n c; nh t l n/1 n m c quan th m quy n 1.2 Ô nhi m n c 1.2.1 Khái ni m bi u hi n c a ô nhi m n c Ô nhi m n c hi n t ng vùng n c nh sông, h , bi n, n c ng m b ho t ng c a ng i làm nhi m ch t c h i nh ch t có thu c b o v th c v t, ch t th i công nghi p ch a c x lý, t t c có th gây h i cho ng i cu c s ng sinh v t t nhiên Ô nhi m n c s thay m c ích s d ng khác nhau, v s ng ng i sinh v t Các bi u hi n ô nhi m n i thành ph n ch t l ng n c không áp ng cho t tiêu chu n cho phép có nh h ng x u n i c ph bi n: - S suy gi m oxy hòa tan v c n c phân hu ch t h u c (d PHSH) d n t i c n ki t ngu n oxy c n cho s s ng thu sinh v t - S phú d sinh thái ng v c n c (ch y u h , sông) d n n s thay i cân b ng 1.2.2.S suy gi m oxy hòa tan c cân b ng b i trình ng c nhau: tiêu th oxy vi sinh v t O2 n c phân hu ch t h u c , hịa tan b sung oxy t khí quy n Quá trình tiêu th oxy tuân theo quy lu t ng h c b c 1: rd : t c tiêu th oxy (deoxygenation rate), mg/L/d L : n ng ch t h u c (BODu), mg/L k1 : h ng s t c ph n ng phân h y ch t h u c , d-1 Quá trình hoà tan oxy vào n rr : t c D: ct l v i thi u h t oxy: thông khí qua b m t (reaeration rate), mg/L/d thi u h t DO so v i DO bão hoà (DOs), mg/L: D = DOs - DO k2 : h ng s t c thơng khí, d-1 Q trình t ng c ng liên quan n cân b ng oxy: r = rd + rr hay: Gi i ph Ph Dt : ng trình vi phân ng trình g i ph thi u h t oxy L0: BODu ban D0 : n c: ng trình Streeter-Phelps th i i m t sau i m x th i, d u sau tr n hoàn toàn n thi u h t oxy ban c th i v i ngu n nh n, mg/L u sau tr n hoàn toàn n c th i v i ngu n nh n, mg/L Ý ngh a c a ph ng trình Streeter-Phelps: cho phép xác nh D (và t c ngu n nh n sau th i gian t hay kho ng cách x = v×t t i m x th i Hình 1.1 ó DO) ng cong DO theo Streeter-Phelps T i i m t i h n (critical point), t c tiêu th Oxy = t c hòa tan oxy ó D t giá tr l n nh t (Dn) hay DO t giá tr nh nh t (DOo), t i i m t i h n tr ng thái ch t l ng n c (DO) x u nh t i m t i h n (gi i dD/dt=0) c tính theo cơng th c: Ý ngh a: tính tốn kh n ng t làm s ch, kh n ng ti p nh n th i c a sông (assimilative capacity); quy ho ch ngu n th i (v trí x th i, hi u qu x lý) t c DO dịng sơng ln l n h n giá tr tiêu chu n H ng s k1: Ph thu c vào b n ch t ch t th i, nhi t xác nh b ng th c nghi m H ng s k2: Ph thu c vào nhi t công th c kinh nghi m n , v n t c dòng ch y, c, v n t c dòng ch y, ; sâu, ; tính theo m t s 1.2.3 S phú d ng Các nguyên t dinh d ng (N, P) vào ngu n n quang h p c a sinh v t phù du, nh t t o 106CO2+ 122H2O+ I6NO3- + HPO4-+ 18H+ c c s d ng cho trình C106H263O110N16P +138 O2 S phát tri n m nh c a t o n c giàu ch t dinh d ng g i s "n hoa t o" (algae bloom) Hiên t ng th a ch t dinh d ng n c l m t o phát tri n manh g i s phú d ng (eutrophication) S "n hoa t o" hi n t ng khơng mong mu n làm cho n c có mùi tanh, có màu ch oxy khơng n nh, gây khó kh n cho trình l c kh trùng x lý n c, t o ch t i s óng góp m t l ng ch t h u c , gây "tái nhi m" n c có th xu t hi n nh ng loài t o c, có h i cho sinh v t khác Hi n t ng "th y tri u " m t hi n t ng phú d ng, m t t o t ng cao làm n c có màu Hi n t ng phú d ng th gi i h n c a s phú d ng d ng x y ao, h P th Cơng th c Vollenvveider dùng tính t i l ng có th x y ra: Lc : t i l ng P chu n t i h n, mg-P/m2/n m qs : t c n T il ng ng P gi i h n mà m c ó s phú c th i ch y qua h , m/n m qs = Q/A (Q - l u l D: ng y u t dinh d ng NT, m3/n m; A - di n tích h , m2) sâu TB c a h , m ng t i a cho phép th i vào h hàng n m B (t n/n m) 1.2.4.Ki m sốt nhi m n c xác nh: c 1.2.4.1 Các quy chu n, tiêu chu n th i V n b n pháp lý quy nh giá tr gi i h n c a thông s n c th phép hay không c phép th i vào ngu n nh n Trên c s ó nhà s n xu thi xác nh m c x lý thích h p, ví d : Quy chu n k thu t qu c gia v sinh ho t (QCVN 14:2008/BTNMT); Quy chu n k thu t qu c gia v n c nghi p (QCVN 40:2011/BTNMT) vv 1.2.4.2 Các gi i pháp ki m sốt nhi m n c i c t, qu n lý n c th i th i cơng X lý n c th i: M c ích x lý lo i b hoàn toàn hay làm gi m m t ph n hàm l ng tác nhân nhi m có th t tiêu chu n th i hay có th tái s d ng Gi i pháp x lý g i ti p c n cu i ng ng (end-of- pipe approach) v i nh c i m th ng ki m sốt nhi m Gi m phát sinh ch t th i tai ngu n: G n ây bi n pháp ki m sốt nhi m n c chuy n sang ti p c n ch ng v i biên pháp gi m phát sinh ch t th i t khâu s d ng nguyên li u, l a ch n công ngh , quan tr ng phịng ng a nhi m (pollution prevention) hay s n xu t s ch h n (cleaner production) Tái s d ng n c th i: V a có ý ngh a v mơi tr ng (gi m l ng n c th i x vào mơi tr ng) v a có ý ngh a kinh t (ti t ki m tài nguyên n c, thu h i thành ph n có giá tr s d ng) Các h ng tái s d ng n c th i nh : s d ng n c th i sinh ho t t i cho tr ng (sau l ng s b ); s d ng n c th i ch n nuôi m t s n c th i công nghi p t o khí sinh h c (biogas); s d ng n c th i sinh ho t m t s n c th i công nghi p nuôi t o, ni tr ng thu s n vv Hình 1.2 S 1.3 S l h th ng k t h p x lý tái s d ng n c v q trình cơng ngh x lý n 1.3.1 Các trình x lý n c c p n c c p n c th i c th i c th i Các trình c h c - tách lo i theo nguyên lý c h c (ch n rác, l ng cát, tách d u m , l ng, ) Các q trình hố-lý- tách lo i theo nguyên t c hóa- lý (keo t , t o bông, l c, h p ph , th m th u ng c, ) Các trình hoá h c - tách lo i b ng ph n ng hóa h c ( k t t a, oxy hoá kh , trao i ion, ) Các q trình sinh h c - chuy n hố sinh hoá b i vi sinh v t ( x lý hi u khi, ky khí, x lý b ng ao sinh h c, ) 1.3.2 Các m c Xét v m c công ngh x lý hi u qu x lý n c th i, có th phân lo i: X lý b c (primary treatment) ch y u lo i v t thô, l ng, d u m ; th c hi n b ng ph ng pháp c h c, hoá-lý t cát, ch t r n l X lý b c (secondary treatment) - m c ích lo i ch t h u c hoà tan hay d ng keo; th c hi n b ng ph ng pháp sinh h c X lý b c hay x lý tri t (tertiary/advanced treatment) - yêu c u ch t l ng n c th i cao; m c ích lo i ch t dinh d ng (N,P), ch t c h i tác nhân gây b nh; th c hi n b ng ph ng pháp sinh h c, hố h c hố-lý Hình 1.3 S Hình 1.4 S 1.4 Câu h i t p ch công ngh x lý n công ngh x lý n c c p thông th ng c th i sinh ho t thơng th ng Hãy trình bày ph ng trình Streeter - Phelps, làm rõ cách nh n trình, i u ki n ban ng u? c ph ng M Cx,y,z = u y - N ng exp z y2 EXP y ch t ô nhi m t i m t M u y Cx,y,0= exp z M u y exp z 2 exp y - N ng ch t ô nhi m t i m t c xác nh theo công th c: Cx,0,0 = H EXP z t (z = 0) xác y2 z H2 2 z H 2 (g/m3) z nh theo cơng th c: (g/m3) z t theo chi u gió qua chân ng khói (y = , z =0 ) H2 (g/m3) z Trong ó : +m:t il ng nhi m tính theo g/m3 + u : v n t c gió (m/s) + z : chi u cao tính tốn + y : h s khuy ch tán theo ph + z : h s khuy ch tán theo phs *N ng ng ngang y (m) ng ng z (m) t ng h p c a hai ngu n t ng tr c : c th hi n b i công th c: Chh(1) = Cx(1) + Cx,y(2) Chh(2) = Cx(2) + Cx,y(1) Trong ó: C1(x) , C2(x) : l n l tr c gió th i t n ng ch t nhi m c a ngu n ngu n Cx,y(1) , Cx,y(2)_: l n l t n ng i m có t a (x,y) tr c gió th i 146 ch t nhi m c a ngu n ngu n t i Ugió x x2 Nguồ n2 C2(x) C1(x,y) C2(x,y) C1(x) y2 y1 x1 Nguoà n1 *Xác nh n ng c c M u y Cmax = i t i m t Cmax t i kho ng cách x theo tr c gió: EXP z H2 * Tính h s khuy ch tán z = (g/m3) z z : H H : Chi u cao hi u qu c a ng khói (m) *T z ta xác nh kho ng cách xmax (km) z *T x max ta xác y V i c p = bxcmax + d nh h s khuy ch tán y theo công th c: = a*xmax0,894 Trong ó: a , b , c , d h s ph thu c vào c p n khí quy n lo i C a = 104 , b = 61 , c = 0.911 , d = 7.2 Công ngh x lý khí nh c a khí quy n ch i 7.2.1 T ng quan v x lý khí ch i 7.2.1.1 H p th khí b ng ch t l ng H p th khí b ng ch t l ng q trình hịa tan ch t khí ch t l ng chúng ti p xúc v i C c u c a trình có th chia thành ba b c: B c 1: Khu ch tán phân t ch t ô nhi m th khí kh i khí th i c a ch t l ng h p th 147 nb m t B c 2: Thâm nh p hịa tan ch t khí vào b m t c a ch t h p th B c 3: Khu ch tán ch t khí ã hịa tan b m t ng n cách vào sâu lòng kh i ch t l ng h p th trao i m t l ng (kh i l ng) ch t nhi m t khí th i vào ch t l ng h p th , c n ph i trao i phân t qua vùng ranh gi i g i l p biên (màng, phim) Các phân t i qua l p biên t c hai phía, m t s t phía ch t khí, m t s t phía ch t l ng C ng trao i th c ph thu c vào y u t tác ng nh nhi t , áp su t, n ng , hòa tan 7.2.1.2 H p ph khí b ng v t li u r n + Nguyên lý H p ph trình phân ly khí d a l c c a m t s ch t r n i v i m t s lo i khí có m t h n khí nói chung khí th i nói riêng, q trình ó phân t ch t khí nhi m khí th i b gi l i b m t c a v t li u r n V t li u r n s d ng trinh c g i ch t h p ph , ch t b gi l i ch t h p ph c g i ch t b h p ph Quá trình h p ph cs ng r ng rãi kh m khơng khí, kh khí c h i mùi khí th i, thu h i lo i khí có giá tr l n khơng khí ho c khí th i c bi t trình h p ph c áp d ng r t phù h p cho nh ng tr + Ch t khí nhi m khơng cháy c ho c khó ng h p sau ây: t cháy; + Ch t khí c n kh có giá tr c n thu h i; + Ch t khí nhi m có n ng khơng th áp d ng c th p khí th i mà q trình kh khí khác Q trình h p ph g m h p ph v t lý h p ph hóa h c + H p ph v t lý Trong h p ph v t lý phân t khí b hút vào b m t c a ch t h p ph nh có l c liên k t gi a phân t (l c Vander Waals) H p ph q trình có t a nhi t L ng nhi t t a ph thu c vào c ng c a l c liên k t phân t L ng nhi t ó n m kho ng t - 20 kJ/g.mol u i m c a trình h p ph v t lý + ây trình thu n ngh ch B ng cách h th p áp su t riêng c a ch t khí c n h p ph h n h p khí ho c thay i nhi t , khí ã b h p ph nhanh chóng c nh mà b n ch t hóa h c c a khơng h b thay i L ng khí b h p ph b ng 148 trình h p ph v t lý gi m r t nhanh nhi t h n nhi t t i h n c a ch t b h p ph +T c h p ph di n r t nhanh L b m t c a v t li u h p ph t ng có tr s r t bé nhi t cao ng khí b h p ph t l thu n theo di n tích + H p ph hóa h c H p ph hóa h c k t qu c a ph n ng hóa h c gi a ch t b h p ph v t li u h p ph Trong tr ng h p l c liên k t m nh h n nhi u so v i l c liên k t h p ph v t lý Do ó, l ng nhi t t a l n h n nhi u, th ng n m kho ng 20 400 kJ/g.mol Khác v i h p ph v t lý, h p ph hóa h c khơng thu n ngh ch + V t li u h p ph V t li u h p ph - th ng lo i v t li u d ng h t t - 10 mm xu ng n c 200 µm có r ng l n c hình thành nh ng m ch mao qu n li ti n m bên kh i v t li u ng kính c a mao qu n g n b ng ng kính phân t c a ch t c n h p ph v t li u h p ph m i có tác d ng t t Do ch a nhi u mao qu n, nên b m t ti p xúc c a v t li u r t l n ví d than ho t tính có b m t hi u qu lên n 105 - 106 m2/kg Ngoài b m t ti p xúc ra, v t li u h p ph c n có m t s tính chát hóa h c c n thi t tùy thu c vào thành ph n hóa h c c a chúng, ví d than ho t tính có l c m nh i v i hy rocacbon, lúc Silicagel có tính ch t hút n c r t m nh Than ho t tính silicagel u có kh n ng ph c h i - t c hoàn nguyên V t li u h p ph c n áp ng yêu c u sau ây: + Có kh nâng h p ph cao + Ph m vi tác d ng r ng - kh + Có c nhi u lo i khí khác nhau; b n c h c c n thi t; + Có kh n ng hồn ngun d dàng; + Giá thành r + Thi t b h p ph Trong thi t b h p ph , v t li u h p ph cho dịng khí c n x lý i qua c thành l p m có b dày nh t nh Thơng s quan tr ng c a l p m b ng v t li u h p ph s c c n khí ng c a ph i n m ph m vi thích h p t n th t áp su t c a dòng i qua thi t b không q l n, ng th i m b o th i gian ti p xúc c n thi t gi a khí v t li u h p ph Thông 149 th ng v n t c khí tồn ti t di n ngang c a thi t b n m kho ng 0,1 - 0,5 m/s th i gian l u c a dịng khí l p v t li u h p ph kho ng 1- s Yêu c u + thi t k ho c ch n thi t b h p ph là: m b o th i gian chu k làm vi c (h p ph ) thích h p + Có x lý s b i v i khí th i + X lý làm gi m b t n ng v t li u h p ph kh i b t i lo i b ch t không th h p ph ban u c a ch t c n kh khí th i + Phân ph i dịng khí i qua l p v t li u h p ph m t cách u c b ov l p n + m b o kh nâng thay th m i ho c hoàn nguyên v t li u h p ph sau tr ng thái bão hịa 7.2.1.3 X lý khí b ng ph ng pháp t t X lý ô nhi m b ng q trình thiêu t ho c cịn g i t cháy sau c áp d ng ph bi n tr ng h p l ng khí th i l n mà n ng ch t ô nhi m cháy cl i r t bé, c bi t nh ng ch t ô nhi m có mùi khó ch u Q trình thiêu t áp d ng cho nh ng tr ng h p sau ây: + Ph n l n ch t ô nhi m có mùi khó ch u u cháy c ho c thay i cv m t hóa h c bi n thành ch t có mùi h n ph n ng v i oxy nhi t thích h p + Các lo i sol khí h u c có khói nhìn th y s n xu t th t hun khói, lị nung men s v.v c, ví d nh khí t lị rang cà phê, lị + M t s h i, khí h u c n u th i tr c ti p vào khí quy n s có ph n ng v i s ng mù gây tác h i cho mơi tr ng Q trình thiêu t có tác d ng phân h y r t hi u qu lo i ch t + M t s lo i công ngh nh công ngh khai thác l c d u th i r t nhi u khí cháy c k c nh ng ch t h u c r t c h i Ph ng pháp x lý hi u qu an toàn nh t cho tr ng h p thiêu t b ng ng n l a tr c ti p, thiêu t bên óng khói ho c b ng bu ng t riêng bi t Nh ng u i m ch y u c a ph ng pháp x lý khí nhi m b ng thiêu + Phân h y c hoàn toàn ch t ô nhi m cháy thiêt k v n hành úng quy cách + Kh n ng thích ng c a thi t b i v i s thay c ng nh n ng ch t ô nhi m khí th i 150 t: c thi t b thiêu i v a ph i c a l u l t c ng khí th i + Hi u qu x lý cao i v i nh ng ch t nhi m khác khơng có hi u qu ho c hi u qu th p c bi t mà ph + Khơng có s suy gi m k v m t ch t l ng ho t c n hoàn nguyên nh ph ng pháp h p th h p ph + Có kh n ng thu h i, t n Ph ng pháp thiêu + Chi phí ng ng c a thi t b , không c nhi t th i q trình thiêu t c ng có nh ng nh u t thi t b v n hành t ng ng pháp x lý t c i m: i l n + Có kh n ng làm phúc t p thêm v n ô nhi m khơng khí ch t nhi m hy rocacbon c n thiêu t nguyên t C, H, O ch a c nh ng h p ch t c a nit l u hu nh; + Trong q trình thiêu t có c p thêm nhiên li u ho c có xúc tác mb o nhi t m c c n thi t cho q trình oxy hóa ch t nhi m c n x lý, vi c c p thêm nhiên li u b sung có kh n ng gây tr ng i cho trình v n hành thi t b thi t k c thi t b thiêu t c n bi t y y u t có liên quan n q trình nh : thành ph n hóa h c c a ch t nhi m, n ng c a khí th i, l u l ng khí th i c n x lý, nhi t ban u c a khí th i i vào thi t b thiêu t m c phát th i cho phép c a ch t ô nhi m M t s ph n ng hóa h c x y q trình thiêu d t: 2CO + O2 = 2CO2 2C6H6 + O2 = 12CO2 + 6H2O H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O Trong ph n ng trên, oxit cacbon khí c i v i s c kh e ng i benzen - m t lo i hy rocacbon gây s ng khói c ng ch t có kh n ng gây ung th ã c bi n thành C02 c h i h n 7.2.2 Cơng ngh x lý khí SO2 7.2.2.1 H p th khí SO2 b ng n c H p th khí S02 b ng n c ph ng pháp n gi n c áp d ng s m nh t b khí S02 khí th i, nh t khí th i lo i lị cơng nghi p S h th ng x lý khí S02 b ng n lo i c bao g m giai o n: + H p th khí S02 b ng cách phun n c vào dịng khí th i ho c cho khí th i i qua l p v t li u m (v t li u r ng) có t i n c - scrub ; 151 + Gi i khí S02 kh i ch t h p th Hình 7.1: S thu h i S02 (n u c n) n h th ng x lý SO2 b ng n c s ch c 1- tháp h p th ; 2- tháp gi i khí SO2; 3- thi t b ng ng t ; 4; 5- thi t b trao 6- b m i nhi t; 7.2.2.2 X lý khí SO2 b ng vơi (CaCO3) ho c vơi nung (CaO) X lý khí SO2 b ng vơi ph ng pháp c áp d ng r t r ng rãi cơng nghi p hi u qu x lý cao, nguyên li u r ti n s n có m i n i Các ph n ng hóa h c x y q trình x lý nh sau: CaC03 + S02 = CaS03 + C02 CaO + S02 = CaS03 2CaS03 + 02 = 2CaS04 152 Hình 7.2 S h th ng x lý khí SO2 b ng s a vơi 1- scruber, 2- b ph n tách tinh th ; 3- b l c chân không; 4; 5- máy b m; 6- thùng hòa tr n dung d ch h p th (s a vôi - d ng huy n phù); 7- máy p; 8- máy nghi n vơi Khói th i sau c l c s ch tro b i i vào scruber 1, ó x y trình h p th khí S02 b ng dung d ch s a vôi t i l p m b ng v t li u r ng N c chua (ch a axit) ch y t scrub c b sung th ng xuyên b ng s a vôi m i Trong n c ch y t scrub có ch a nhi u sunfit canxi sunfat d i d ng tinh th : CaS03.0,5H20, CaS04.2H20 nên c n tách tinh th nói kh i dung d ch b ng b ph n tách tinh th Sau ó, dung d ch m t ph n i vào t i cho scrub , ph n cịn l i i qua bình l c chân khơng 3, ó tinh th b gi l i d i d ng c n bùn c th i ngồi vơi c p v n nghi n thành b t thi t b 7, r i cho vào thùng pha tr n v i dung d ch loãng ch y t b l c chân không s v i m t l ng n c b sung c dung d ch s a vôi 7.2.3 Công ngh x lý mùi 7.2.3.1 Khái ni m v mùi Trong lo i nhi m khơng khí có l nhi m mùi v n ph c t p nh t b i mùi hi n t ng mang b n ch t v a v t lý, v a hóa h c c sinh h c n a Ng i ta c m nh n c mùi ch t có mùi khu ch tán r t m nh phân t c a vào khơng khí Các ch t có mùi c nh ng c i m sau: + D bay h i: ln có nh ng phân t khu ch tán vào khí quy n thâm nh p vào c quan kh u giác + D b h p th b m t r t nh y c m c a bi u mô kh u giác; 153 + Thông th ng khơng có m t vùng bi u mơ kh u giác i u ó có ngh a bi u mô kh u giác không th ng xuyên ti p xúc v i ch t có mùi, nh ng phân t c a ch t y thâm nh p vào m i bi u mơ kh u giác có nh ng thay i m t cách t ng ng s thay i ó gây s c m nh n v mùi, t c c m giác mùi Trong sinh ho t s n xu t có r t nhi u ngu n th i ch t có mùi khác r t a d ng ph c t p Có th li t kê m t s ngu n phát th i mùi ch y u sau ây: + Q trình t nhiên li u: Khí th i c a lò luy n c c lò s n xu t khí than u máy diezen máy n ch y x ng; Mùi t + Ngu n g c ng v t:Nhà máy th t h p, Nhà máy ch bi n cá, d u cá; Tr i nuôi gi t m gia c m, gia súc + Quá trình ch bi n th c ph m:Rang xay cà phê, lị bánh mì; t nhà n, nhà hàng; + Công ngh s n trình liên quan:S n xu t s n, d u bóng, vécni; Các ch t dung mơi th ng ph m + Ph th i c a tr nh thiêu t: Lò thiêu + Phân h y lo i ph th i: Q trình lignin (t bàó th c v t) + N c th i: N máy x lý n c th i 7.2.3.2 Các ph t ph th i thành ph ;Lò h a táng m c oxy hóa ch t h u c ; Phân h y c th i thành ph ch a ch t th i sinh ho t công nghi p; Nhà ng pháp x lý ô nhi m mùi a Ch ng ô nhi m mùi i v i môi tr ng bên nhà Trong nhà nhà công c ng ngu n gây ô nhi m mùi ch y u b p n u th c n khu v sinh Bi n pháp ch ng ô nhi m mùi tr ng h p t ch c thơng gió i v i b p n c n l p t h th ng hút c c b bên b p un, n u c n có th láp thi t b kh mùi b ng than ho t tính h th ng hút c c b không gây nh h ng cho khu v c bên ngồi Cịn khu v sinh l p t h th ng hút chung th i ngồi cao thích h p cách xa công trinh lân c n i v i nhà cơng nghi p, bi n pháp thơng gió hút th i c c b cho t ng thi t b cơng ngh có t a mùi bi n pháp h u hi u h p lý nh t c ng gi ng nh hút c c b iv i ngu n th i b i khí c h i khác: t hút, ch p hút, mi ng hút thành b ch a ch t t a c h i k c mùi v.v Song song v i bi n pháp hút th i c c b , công nghi p th ng c b trí h th ng thơng gió th i c c b ho c th i chung c p khơng khí s ch nh m pha lỗng n ng lo i h i khí có mùi, c h i l i phòng xu ng n gi i h n cho phép 154 b X lý ô nhi m mùi b ng trình h p th Dùng n c pháp n gi n, t i u ki n bình th t i lo i b t, v.v v i m c h p th khí c h i nói chung kh khí có mùi nói riêng bi n n Tuy nhiên, hòa tan c a ch t khí c n kh n c ng khơng cao, ng i ta có th dùng lo i dung d ch khác thi t b r a khí nh bu ng phun r ng, scrub có l p m, scrub s i ích kh ch t có mùi C n l u ý r ng ch t có mùi có th ng m vào b i ho c liên k t v i b i th i dùng n c ho c dung d ch "r a" khí hi u qu kh mù c ng ph n c nâng cao lo i scrub có tác d ng kh c khí l n b i Ngồi ra, n u nhi t ch t l ng th p, khí có mùi có th ng ng t b m t gi t ch t l ng ó b lo i kh i kh th i c X lý nhi m mùi b ng q trình h p ph Dùng than ho t tính ho c ch t h p ph khác nh Silicagel kh mùi ph ng pháp n gi n, thu n ti n cho hi u qu kh cao i v i nhi u lo i ch t có mùi khác c bi t than ho t tính c s d ng r t ph bi n cho nh ng tr ng h p khác sau ây: + Kh mùi i v i kh th i tr c x b u quy n + Kh mùi i v i khơng khí ngồi tr i h th ng thơng gió th i vào c p khơng khí s ch theo u c u v sinh cho gian phòng, phân x ng s n xu t Tr ng h p th ng g p cơng trình n m g n khu v c cơng nghi p có t a mùi c h i + Kh mùi i v i khơng khí tu n hồn: Trong h th ng i u hịa khơng khí ho c s i m b ng gió nóng, ti t ki m nhi t (l nh) ng i ta áp d ng ph ng pháp tu n hồn m t ph n khơng khí ã th i vào phịng, lúc ó n u phịng có ngu n t a mùi c n ph i kh mùi i v i khơng khí tu n hồn tr c kh s d ng l i d X lý khí có mùi b ng q trình ng ng t D i áp su t nh t nh m i ch t khí u có nhi t ng ng t (c ng t c nhi t sôi) t ng ng c a chúng N u làm l nh khí th i n d i nhi t y ch t khí, h i c n kh s ng ng t thành d ch tách kh i kh i khí th i c thu h i b ng ph ng pháp phân ly tr ng l c C ng nh ph ng pháp h p th , h p ph , ph ng pháp ng ng t có th áp d ng kh m i lo i h i, khí c h i nói chung ó có c nh ng ch t có mùi Tuy nhiên, tùy thu c theo nhi t ng ng t c a ch t khí c n kh cao hay th p mà ph ng pháp ng ng t có th áp d ng c ti n l i kinh tê hay không e Kh mùi b ng ph ng pháp pha loãng - khu ch tán 155 Trong nhi u tr ng h p m c dù n ng ch t có mùi khí th i r t th p, nh ng mùi c a v n gây ô nhi m i v i khu v c xung quanh ngu n phát th i Lúc ó bi n pháp x lý kh ch t nhi m ã nêu ây u cho hi u qu có th r t th p không kinh t Ph ng pháp t t nh t gi i quy t tr ng h p nêu pha loãng ch t nhi m ó q trình khu ch tán ch t nhi m khí quy n t ngu n i m cao ho c th p TÀI LI U THAM KH O [1] Nguy n Th Thu Th y X lý n c c p sinh ho t công nghi p Nxb Khoa h c K thu t, Hà N i, 2006 [2] PGS.TS Nguy n V n S c Giáo trình công ngh x lý n c th i Nxb H Qu c gia TPHCM, 2012 [3] PGS.TS inh Xuân Th ng, PGS.TS Nguy n V n Ph c.Giáo trình Cơng ngh x lý ch t th i r n, NXB i h c Qu c gia TPHCM, 2015 [4] PGS.TS Nguy n V n Ph c Giáo trình Qu n lý ch t th i r n, Nxb Xây d ng, 2008 [5] GS.TS.Tr n Ng c Ch n Ô nhi m khơng khí x lý khí th i T p 1,2,3 Nxb Khoa h c K thu t,Hà N i, 2001 [6] Tr nh Th Thanh - Tr n m ng Kim Loan, Giáo trình Cơng ngh môi tr ng - Nxb i h c Qu c gia - 2004 [7] PGS.TS Hoàng Hu , X lý n c th i - Nxb Xây d ng - 2005 [8] PGS.TS Nguy n Xuân Nguyên - KS Tr n Quang Huy, Công ngh x lý rác th i ch t th i r n - Nxb Khoa h c - 2004 [9] PGS.TS Nguy n c Khi n, Qu n lý ch t th i nguy h i - Nxb Xây d ng 2003 [10] Hoàng c Liên,T ng Ng c Tu n, K thu t thi t b x lý ch t th i- Nxb Nông nghi p - Hà N i - 2000 [11] PGS T ng V n oàn - TS Tr n c H , K thu t môi tr ng - Nxb Giáo d c - Hà N i - 2002 [12] H MarkJ Water and Waste Water Technology, 2na edition, John Wiley & Sons New York 1986 [13] Tchobanoglous, T Hilary, R Eliassen, Sol d ástes: Engineering Principles and Management Issuesf Mc Graw - Hi 11 Kogukusha Ltd., Tokyo, 1977 [14] UNEP Fresh Water Pollution,Nairobi, 1991 [15] WHO Assessment o/Sources of Air, Water and Land Pollution 156 M U .1 Ch ng YÊU C U V CH T L NG N C VÀ Ô NHI M N C 1.1 Yêu c u v ch t l ng n c 1.1.1 i c ng 1.1.2 Ch t l ng n c ngu n .2 1.1.3 Ch t l ng n c cho m c ích s d ng .3 1.2 Ô nhi m n c 1.2.1 Khái ni m bi u hi n c a ô nhi m n c 1.2.2 S suy gi m oxy hòa tan 1.2.3 S phú d ng 1.2.4 Ki m sốt nhi m n c 1.3 S l c v q trình cơng ngh x lý n c c p n c th i .8 1.3.1 Các trình x lý n c c p n c th i 1.3.2 Các m c công ngh x lý .9 1.4 Câu h i t p ch ng Ch ng 11 X LÝ N C C P 11 2.1 Khái ni m .11 2.1.1 B n ch t c a trình keo t 11 2.1.2 Các giai o n c a trình keo t 11 2.1.3 Các lo i hóa ch t dùng keo t .12 2.1.4 Các y u t nh h ng n trình keo t .13 2.2 Q trình hóa tr n ch t keo t vào n c 13 2.2.1 Khu y tr n th y l c 14 2.2.2 Khu y tr n c khí 16 2.3 Q trình t o bơng ch t keo t .17 2.3.1 B ph n ng t o dùng n ng l ng th y l c 17 2.3.2 B ph n ng t o dùng n ng l ng c h c 21 2.4 L ng 22 2.4.1 C s lý thuy t c a trình l ng 22 2.4.2 Các lo i b l ng th ng dùng 22 2.5 L c 27 2.5.1 Qúa trình l c ch m 29 2.5.2 Quá trình l c nhanh 31 2.6 Kh trùng .37 2.6.1 Khái ni m kh trùng n c .37 157 2.6.2 Kh trùng b ng Clo 38 2.6.3 Kh trùng b ng Ozon 40 2.6.4 Kh trùng b ng bi n pháp v t lý khác 42 2.7 Lo i S t mangan 42 2.7.1 Các ph ng pháp kh S t 42 2.7.2 Các ph ng pháp kh Mangan 51 Ch ng 52 X LÝ N C TH I 52 3.1 i c ng vê n c th i 52 3.1.1 N c th i sinh ho t 52 3.1.2 N c th i công nghi p 52 3.1.3 Thành ph n c a n c th i 53 3.1.4 Các thông s ánh giá ô nhi m n c 54 3.2 Các ph ng pháp dây chuy n công ngh x lý n c th i 57 3.2.1 Các ph ng pháp x lý 57 3.2.2 Dây chuy n công ngh x lý 58 3.3 X lý n c th i b ng ph ng pháp c h c 60 3.3.1 Song ch n rác 60 3.3.2 L ng n c th i 61 3.3.3 B l ng cát .64 3.3.4 B l ng ngang 67 3.3.5 B l ng ng 67 3.3.6 B l ng ly tâm 68 3.3.7 Làm thống s b ơng t sinh h c 70 3.4 X lý n c th i b ng ph ng pháp sinh h c 71 3.4.1 Các h sinh h c 71 3.4.2 B aeroten 73 3.4.3 B l c sinh h c 81 3.4.4 X lý bùn c n 84 3.5 X lý n c th i b ng ph ng pháp hóa-lý 85 3.5.1 Ph ng pháp oxi hóa kh 85 3.5.2 ông t , keo t 92 3.6 Công ngh x lý n c th i sinh ho t n c th i m t s ngành công nghi p .94 3.6.1 X lý n c th i tinh b t m 94 3.6.2 X lý n c th i nhà máy bia 97 3.6.3 X lý n c th i lò gi t m .98 Ch ng 100 158 X LY CH T TH I R N .100 4.1 T ng quan v ch t th i r n 100 4.1.1 nh ngh a .100 4.1.2 Phân lo i 100 4.1.3 Kh i l ng thành ph n ch t th i r n 100 4.1.4 Yêu c u chung qu n lý CTR 102 4.2 Công ngh x lý ch t th i r n 102 4.2.1 T ng quan v công ngh x lý ch t th i r n 102 4.2.2 Công ngh chôn l p h p v sinh 104 4.2.3 Công ngh t 109 4.2.4 Công ngh Composting 112 Ch ng 120 TÁI CH VÀ PHÂN LO I CH T TH I R N .120 5.1 Ho t ng tái ch ch t th i r n .120 5.2 Ho t ng phân lo i rác t i ngu n .121 Ch ng 125 CÔNG NGH X LÝ B I .125 6.1 T ng quan v b i 125 6.1.1 Khái ni m 125 6.1.2 Phân lo i b i 125 6.1.3 Tính ch t hoá lý c a b i 126 6.2 Bu ng l ng b i .127 6.2.1 Nguyên lý ho t ng .127 6.2.2 C u t o 127 6.2.3 Nguyên t c ho t ng 128 6.3 L c b i ki u quán tính 129 6.3.1 Nguyên lý ho t ng .129 6.3.2 Thi t b sách .129 6.4 L c b i ki u ly tâm ki u ng (xyclon) .130 6.4.1 Nguyên lý ho t ng .130 6.4.2 C u t o 130 6.5 L c b i t nh i n 132 6.6 L c b i ki u t 133 6.6.1 Nguyên lý 133 6.6.2 Bu ng phun- thùng r a khí r ng 133 6.6.3 Thi t b kh b i có l p m b ng v t li u r ng c t i n c (scrubber) 134 6.6.4 Xiclon t 135 159 Ch ng 137 X LÝ H I VÀ KHÍ C H I .137 7.1 i c ng v h i, khí c h i 137 7.1.1 Các ngu n gây ô nhi m môi tr ng không khí .137 7.1.2 Tác h i c a ch t ô nhi m môi tr ng i v i ng i 139 7.1.3 Tính tốn n ng ch t nhi m 142 7.2 Cơng ngh x lý khí c h i 147 7.2.1 T ng quan v x lý khí c h i 147 7.2.2 Cơng ngh x lý khí SO2 151 7.2.2.1 H p th khí SO2 b ng n c 151 7.2.2.2 X lý khí SO2 b ng vơi (CaCO3) ho c vôi nung (CaO) 152 7.2.3 Công ngh x lý mùi .153 7.2.3.1 Khái ni m v mùi .153 7.2.3.2 Các ph ng pháp x lý ô nhi m mùi 154 160 ... 1.4 S 1.4 Câu h i t p ch công ngh x lý n công ngh x lý n c c p thông th ng c th i sinh ho t thơng th ng Hãy trình bày ph ng trình Streeter - Phelps, làm rõ cách nh n trình, i u ki n ban ng u?... t c thơng khí, d-1 Q trình t ng c ng liên quan n cân b ng oxy: r = rd + rr hay: Gi i ph Ph Dt : ng trình vi phân ng trình g i ph thi u h t oxy L0: BODu ban D0 : n c: ng trình Streeter-Phelps... ng a x lý nh ng ch t c h i Giáo trình trang b ki n th c n n t ng v công ngh x lý n c, n c th i, ch t th i r n khí th i; c s lý thuy t, nguyên lý cơng ngh c a h u h t q trình x lý liên quan c gi