Công nghệ sản xuất bột kẽm, thiếc thỏi và xử lý nước thải trong công nghiệp luyện kim

Cơ sở lý thuyết

• Các giải pháp xử lý nước thải

Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch mà ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường, lọc và tuyển nổi. Để duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục được những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học người ta sẽ thiết kế bể điều hòa. Các chất này sẽ bịt kín lổ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể lọc sinh học… và chúng cũng phá hủy các cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn.

Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Quá trình xử lý nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí .Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m.

Xử lý trong điều kiện này diễn ra dươi tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của cac hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Do mương oxi hoá có hiệu quả xử lý BOD, COD, N, P cao, quản lý đơn giản, ít bị ảnh hưởng khi có sự thay đổi về thành phần, lưu lượng nước thải đầu vào nên thường được sử dụng xử lý nước thải có biên độ dao động lớn về chất lượng và lưu lượng giữa các giờ tong ngày. Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính , khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải.

Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ: Trong phương pháp này lớp vi sinh vật phát triển thành màng mỏng trên vật liệu làm giá mang bằng chất dẻo, có dòng nước đẩy chảy qua. Lọc kị khí với vật liệu giả lỏng trương nở: Trong phương pháp này vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt đợc giãn nở bởi dòng nước dâng lêníao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích là lớn nhất.

Bổ xung tác nhân hoá học: sử dụng khi hàm PH trong môi trường nước quá thấp hoặc quá cao, phạm vi điều chỉnh lớn, các nguồn thải có tính axit và tính kiềm không thuận tiện cho quá trình hoà trộn. Do nước thải phát sinh từ các khâu trong nhà máy đều có hàm lượng PH thấp (không có nguồn thải có tính kiềm), phạm vi điều chỉnh PH khá lớn từ PH = 2, 75 đến PH = 5,5 – 9, mặt khác trong nước thải có chứa lượng lớn kim loại nặng do đó sẽ tạo thành kết tủa khi trung hoà. Phương pháp này dựa trên phản ứng hoá học tạo kết tủa giữa chất đưa vào nước thải và kim loại nặng cần tách có trong nước thải, kết tủa này được tách ra khỏi nước thải bởi quá trình lắng, lọc hoặc keo tụ.

− Bổ xung tác nhân hoá học: sử dụng khi hàm PH trong môi trường nước quá thấp hoặc quá cao, phạm vi điều chỉnh lớn, các nguồn thải có tính axit và tính kiềm không thuận tiện cho quá trình hoà trộn. Phương pháp này dựa trên phản ứng hoá học tạo kết tủa giữa chất đưa vào nước thải và kim loại nặng cần tách có trong nước thải, kết tủa này được tách ra khỏi nước thải bởi quá trình lắng, lọc hoặc keo tụ.

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Tính toán các thông số của các thiết bị

Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên. Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên. Nước thải có giá trị pH thấp, mặt khác trong nước có chứa các một lượng lớn kim loại nặng, do đó sử dụng bể phản ứng để nâng pH của nước thải đến giá trị thích hợp, qua đó tạo điều kiện để quá trình kết tủa các ion kim loại dưới dạng hydoroxyt xảy ra.

Như vậy để thuận lợi trong quá trình xử lý, hệ thống cần được tính toán và thiết kế theo hiệu suất tách Cd là lớn nhất. Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên. Nguyên tắc làm việc: Phao 2 làm bằng sắt tây hay thép lá, nổi trên mặt nước để đảm bảo dung dịch phèn vào bể trộn dưới cột áp H cố định, nghĩa là mực nước trong bể định lượng không ảnh hưởng đến liều lượng chất phản ứng đưa vào bể trộn.

Dung dịch phèn chảy qua màng chắn có lỗ thu hẹp 8 ở đầu ống thu dung dịch đáy phao vào ống cao su, qua vòi dẫn dung dịch sang bể trộn. Để tránh không khí đọng lại chỗ cao của ông gây hiện tượng có áp phải bố trí ống thông hơi 6 có độ cao cao hơn mức nước trong bể. Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên.

Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên. Bể lắng được sử dụng để tách một phần các hạt căn lơ lửng ra khỏi nước thải, qua đó góp phân nâng cao chất lượng nước cũng như hiệu xuất của các công trình xử lý phía sau. Ngoài ra, nước thải của nhà máy sau khi qua bể phản ứng có một lượng lớn hydroxyt của kim loại nặng được hình thành, do đó bể lắng cũng góp phần tách một phần kim loại nặng ra khỏi nước thải dưới dạng bùn lắng.

Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên. Để thu nước đã lắng ta dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể đường kính máng bằng 70÷80 % đường kính bể, lấy 80 %. Lọc là quá trình tách các hạt cặn có kích thước nhỏ tồn tại phân tán trong nước ra khỏi nước thải trước khi đưa vào công trình xử lý tiếp theo hoặc thải ra môi trường.

Trong nước thải của Công ty, hàm lượng cặn lơ lửng sau khi qua bể lắng tương đối lớn và có một lượng đáng kể hydroxyt kim loại, do đó bể lọc được sử dụng để tách các hạt căn lơ lửng ra khỏi nước thải, qua đó nâng cao hiệu suất và giảm tải trọng cần xử lý của công trình trao đổi ion. Sau khi qua bể lọc chậm, hàm lượng của một số ion kim loại như Cd, Ni, Pb … hòa tan trong nước vẫn lớn hơn tiêu chuẩn cho phép, do vậy cột trao đổi ion được sử dụng để loại bỏ triệt để các ion kim loại ra khỏi nươc thải trước khi thải ra môi trường.