a. Bể điều hòa, điều chỉnh pH
Với lƣu lƣợng nƣớc thải chứa phenol theo thiết kế là 70m3/ngày đêm, thời gian lƣu là 4 h;
- Thể tích bể thu gom điều hòa lƣu lƣợng đƣợc tính nhƣ sau: V = Q.t = 70x (4/24) = 11,6 m3
Trong đó: Q là lƣu lƣợng nƣớc Q = 70 m3/ng.đ. t là thời gian lƣu t = 4 h
Lựa chọn chiều cao an toàn bể 0,5 m đảm bảo mực nƣớc thải không tràn bể. Kích thƣớc bể thu gom điều hòa lƣu lƣợng đƣợc xác định lựa chọn:
Dài x Rộng x Cao = 2,5m x 2,2 m x 2 m Tổng thể tích lựa chọn là: 12 m3
Kết cấu: móng bê tông, tƣờng bằng gạch.
- Phƣơng án điều chỉnh pH nƣớc thải tại bể thu gom điều hòa nƣớc thải: Để đảm bảo pH theo yêu cầu, định lƣợng pha các hóa chất sao cho nƣớc thải đạt trung tính đối với nƣớc thải sau khi qua thiết bị phản ứng keo tụ. Tại đây điều chỉnh lƣợng hóa chất HC1 nhƣ sau: Axit sunfuric 97% hoặc axit photphoric với nồng độ pha 25% chứa trong bình pha 80 lít. Theo đó, trong quá trình điều chỉnh sử dụng thiết bị đo nhanh pH hiện trƣờng hoặc quỳ tím theo dõi giá trị pH, điều chỉnh lƣợng hóa chất (axit) theo hƣớng tăng hoặc giảm pH của nƣớc thải trong thiết bị phản ứng keo tụ đảm bảo pH đạt trung tính phục vụ các công đoạn xử lý tiếp theo.
b. Xử lý Oxi hóa bậc cao Peroxon
Bể oxi hóa nâng cao (Quá trình Peroxon O3/H2O2) là bể bổ sung mới cho hệ thống xử lý nƣớc thải chứa phenol cũ của Nhà máy cốc hóa.
Việc lựa chọn quá trình Peroxon vào nghiên cứu xử lý nƣớc thải chứa phenol của nhà máy cốc hóa là nhờ những ƣu điểm sau:
- Dễ thƣ̣c hiê ̣n, thao tác đơn giản, ít tốn hóa chất.
- Hiệu quả oxi hóa đƣợc nâng cao rất nh iều, áp du ̣ng quá trình Peroxon để xƣ̉ lý nƣớc thải sẽ dẫn đến oxi hóa hoàn toàn các chất hữu cơ nhƣ phenol,… thành CO2, H2O và các ion vô cơ,…hoă ̣c phân hủy tƣ̀ng phần, chuyển các chất hƣ̃u cơ khó
phân hủy sinh ho ̣c thành các c hất mới có khả năng phân hủy sinh ho ̣c nhờ vào tác nhân hydroxyl *HO đƣợc sinh ra trong quá trình phản ứng.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý sinh học tiếp sau . - Tăng hàm lƣơ ̣ng DO sau quá trình xƣ̉ lý.
- Nƣớ c thải sau xƣ̉ lý không cần chỉnh pH và hàm lƣợng cặn thấp.
Bảng 3.6. Bảng thông số đầu vào yêu cầu chất lượng nước đầu ra bể Oxi hóa bậc cao
Thông số Đầu vào Đầu ra Hiệu quả xử
lý(%) Lƣu lƣợng (Q) 70 70 - pH 7,5 7,5 - COD 1855 900 64,95 TSS 200 125 37,5 Phenol 850 210 75,29 CN- 70 18 74,28
- Thể tích bể oxi hóa bậc cao Peroxon V = Q.t = 70 x (3/24) = 8,75 m3
Trong đó:
Q là lƣu lƣợng nƣớc Q = 70 m3/ngđ t là thời gian lƣu t = 3 h
Chọn chiều cao bảo vệ 0,5m Chiều cao làm việc h = 1,5 m
Vậy chiều cao bể H = 1,5 + 0,5 = 2 m
Diện tích bề mặt bể: S = V/h = 8,75/1,5 = 5,83 m2 Chọn bể hình vuông có cạnh a = 2 m
Thể tích xây dựng bể: V = a2.H = 22 x 2 = 8 m3
Chọn chiều cao an toàn là 0,5m; thể tích hữu dụng là 8m3
Tổng thể tích xây dựng bổ sung cho hạng mục bể Oxi hóa nâng cao là 10 m3 ; Kích thƣớc nhƣ sau: Dài x Rộng x Cao = 2,5m x 2m x 2m
- Tính toán lƣợng hóa chất H2O2 và lƣợng hóa chất O3 (HC2)
+ Tính toán lượng ozone cần cung cấp
Để oxi hóa lƣợng COD trong nƣớc thải đạt 50% thì yêu cầu lƣợng ozone cần thiết là: g =0,2-1 mg/l=0,2-0,1g/m3 = 0,8g/m3.
Vậy lƣợng hóa chất O3 cần thiết để xử lý toàn bộ lƣợng nƣớc thải đầu vào là: GO3 = gO3x Q = 70 x (0,8/24) = 2,33(g/h).
+ Tính toán lượng H202 cần cung cấp.
Tỉ lệ sử dụng H2O/O3 là 0,5 mol H2O2/1mol O3
Lƣợng H2O2 cần thiết sử dụng cho quá trình oxi hóa bậc cao là.
GH2O2= (GO3x0,5xMH2O2)/1MO3 = (2,33 x 0,5 x 34)/48 = 0,83 (g/h)
Xử lý bằng hệ Peroxone (hệ O3/H2O2) có hiệu quả trong khoảng nồng độ H2O2 từ 250 - 500 mg/l, xử lý COD đạt 50 - 80%. Khi tăng nồng độ H2O2 đầu vào từ 250 mg/l lên 500 mg/l thì hiệu quả xử lý tăng. Tuy nhiên, không nên tăng nồng độ H2O2 quá cao vì sẽ ức chế việc sinh ra các gốc tự do *OH, làm giảm hiệu quả quá trình theo cơ chế *OH + H2O2 → H2O + *HO2.
Tỷ lệ H2O2/O3
Theo phƣơng trình: H2O2 + 2O3 2*HO + 3O2
Nhƣ vậy, 1 mol H2O2 tác dụng với 2 mol O3 tạo ra 2*HO. Theo nhiều nghiên cứu, tỷ lệ tối ƣu H2O2/O3 là 0,5 mol H2O2 cho 1 mol O3. Tuy nhiên, nhu cầu H2O2 còn tùy thuộc vào sự có mặt của các gốc tìm diệt gốc *HO do đó tỷ lê ̣ này có thể thay đổi.
c. Đề xuất bổ sung bể sục khí xử lý Amoni
Bể sục khí xử lý Amoni là bể bổ sung mới cho hệ thống xử lý nƣớc thải chứa phenol cũ của Nhà máy cốc hóa.
Bảng 3.7. Bảng thông số đầu vào yêu cầu chất lượng nước đầu ra bể xục khí xử lý Amoni
Thông số Đầu vào Đầu ra
Hiệu quả xử lý(%) pH 8 7,5 - Amoniac N-NH3 (mg/l) 950 190 80 Q (m3/h) 70 70 - Thể tích bể sục khí xử lý amoni V = Q.t = (70 x 3,5)/24 = 10,2 m3 Trong đó: Q là lƣu lƣợng nƣớc Q= 70 m3/ngđ
t là thời gian lƣu t =3,5h Chọn chiều cao bảo vệ 0,5 m Chiều cao làm việc h= 1,5 m
Vậy chiều cao bể H = 1,5+0,5= 2 m
Diện tích bề mặt bể: S=V/h = 10,2/1,5 = 6,8 m2 Chọn bể: Dài x rộng x cao = 2,5 x 2 x 2 m
Hàm lƣợng amoni trong nƣớc đầu ra sau xục khí: (Cv – Cr)/Cv = 0,8
Cr = (1 – 0,8).Cv = 0,2. 950 = 190 mg/l.