CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU VAØ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
3.2.1.1. Xử lý tách dầu sơ bộ
Đối với nước thải nhiễm dầu từ các kho xăng dầu, việc xử lý sơ bộ nhằm giảm hàm lượng dầu xuống 1000ppm là rất cần thiết.
Cĩ thể sử dụng các bể tiếp nhận và điều hịa nước thải làm các bể bẫy dầu Thực chất các bể bẩy dầu là các bể cĩ khả năng lưu trữ nước một thời gian từ 1 đến 2 giờ với nước ra khỏi bể từ phía dưới và dầu nổi lên trên mặt.
Một số phương pháp tách dầu sơ bộ:
i. Phương pháp cơ học Xử lý sơ bộ Bể bẩy dầu Xử lý cấp I: - API - CPI, PPI - Ly tâm, cyclon - Lọc (cát, antraxit - Tuyển nổi (DAF,
IAF) - Keo tụ (sợi,PVC,…) PVC,… Xử lý cấp II: - Bể sinh học (aeroten, hồ sinh vật, lọc sinh học) - Lọc than hoạt tính
Hình 3.2 Máy hút dầu loại Multi (Nguồn http://www.sqs.com.vn/products.htm)
ii. Phương pháp hĩa học
Dùng chất phân tán
Những chất tăng độ phân tán với thành phần chính là những chất hoạt động bề mặt. Những chất hoạt động bề mặt là những hĩa chất đặc biệt bao gồm hydrophilic (phần ưa nước) và oleophilic (phần ưa dầu). Tác nhân phân tán hoạt động như một chất tẩy rửa. Những hĩa chất này làm giảm bớt lực căng mặt phân giới giữa dầu và nước tạo ra những giọt dầu nhỏ tạo điều kiện để diễn ra việc phân hủy sinh học và phân tán
Hìn ìn h 3.3 Sự ho
Những chất tăng độ phân tán dầu tràn bao gồm ba nhĩm thành phần chính: + Những chất hoạt động bề mặt
+ Dung mơi (hydratcacbon và nước) + Chất ổn định
Chất tăng độ phân tán được chia làm 3 loại:
+ Loại I: cĩ thành phần hydratcacbon thường khơng pha lỗng và thường dùng trên biển hoặc bãi biển
+ Loại II: pha lỗng với nước tỉ lệ 1: 10
+ Loại III: Khơng pha lỗng, thường dùng các phương tiện như máy bay, tàu thuyền để phun hĩa chất trên biển
Ví dụ: chất phân tán ALBISOL WD là rất cĩ hiệu quả phân hủy, khơng độc, chất lỏng, phân tán dầu tràn
Chất hấp thụ dầu (Sorbent)
Dầu sẽ hình thành một lớp chất lỏng trên bề mặt của chất hấp thụ. Chất hấp thụ này hấp thụ các hỗn hợp dầu tràn vãi ở mọi dạng nguyên, nhũ hĩa từng phần hay bị phân tán trên mặt nước. Đặc biệt chúng chỉ hút dầu chứ khơng hút nước. Chất hấp thụ cĩ thể là những chất hữu cơ tự nhiên, vơ cơ tự nhiên, hoặc tổng hợp. Chất hấp thụ bằng hữu cơ bao gồm mùn cưa, lơng, và một số vật liệu tự nhiên khác chứa cacbon. Chất hấp thụ bằng vơ cơ tự nhiên như đất sét, cát, tro núi lửa. Chất hấp thụ tổng hợp được con người tạo ra, và bao gồm các chất như polyethylene và polyester xốp hoặc polystyrene.
Hình 3.4 Sản phẩm Enretech cellusorb (nguồn: http://www.sqs.com.vn/enretech_vn.htm{)
Hình 3.5 Sử dụng Enretech cellusorb để hấp thụ dầu (Nguồn: http://www.sqs.com.vn/enretech_vn.htm)
Phương pháp sinh học
Cơng nghệ sinh học được ứng dụng trong vấn đề dầu tràn là việc sử dụng các vi sinh vật (nấm hay vi khuẩn) để thúc đẩy sự suy thối của hydratcacbon dầu mỏ. Đĩ là một quá trình tự nhiên do vi khuẩn phân hỷ dầu thành các chất khác. Các sản phẩm cĩ thể được tạo ra là carbon dioxide, nước, và các hợp chất đơn giản mà khơng ảnh hưởng đến mơi trường. Để kích thích quá trình phân hủy của vi
sinh vật người ta thường bổ sung vào mơi trường một số loại vi sinh vật phù hợp hoặc cung cấp dinh dưỡng (nitơ, photpho…) cho vi sinh vật bản địa phát triển.
Chế phẩm sinh học dùng để tách dầu: chế phẩm Enretech – 1, cĩ cơng dụng là chất thấm dầu và đồng thời phân hủy sinh học dầu. Sản phẩm cĩ chứa các loại vi sinh tồn tại sẵn cĩ trong tự nhiên.
Hình 3.6 Chế phẩm sinh học Enretach – 1 (Nguồn: http://www.sqs.com.vn/enretech_vn.htm) 3.2.1.2. Xử lý tách dầu cấp 1
Tại giai đoạn này sẽ loại bỏ các chất lơ lửng:
- Dạng rắn lơ lửng cĩ trong nước thải (cát, sét, sỏi nhỏ) - Dầu dạng tự do cĩ đường kính từ 100 – 200 micromet - Hoặc các chất ơ nhiễm dạng keo:
+ Chất rắn lơ lửng nhỏ (bùn, sản phẩm ăn mịn) + Dầu ở dạng nhũ cơ học và nhũ hĩa học
Giai đoạn này gọi là xử lý hĩa lý bởi vì nĩ kết hợp sử dụng các tác nhân đơng tụ và tách bằng trọng lực của các bơng cặn, cặn lơ lửng hoặc bơng dầu.
Các cơng trình xử lý cấp I:
- Các bể lọc với vật liệu lọc bằng cát, antrxit:
+ Loại bỏ hiệu quả chất rắn lơ lửng, xử lý hiệu quả dầu ở dạng tự do, nhũ tương hoặc phân tán.
+ Cĩ khả năng xử lý dầu xuống cịn rất thấp nhưng yêu cầu về rửa ngược hoặc tái sinh vật liệu lọc rất phức tạp.
+ Chỉ áp dụng cho những kho xăng dầu cĩ lượng nước thải khơng liên tục, cơng suất thấp.
- Bể tuyển nổi: DAF, IAF - Các bể keo tụ dầu:
+ Xử lý hiệu quả đối với tất cả các thành phần dầu ngoại trừ dầu hịa tan.
+ Nhưng khi hàm lượng chất rắn lơ lửng cao thường gây ra thối rữa và cần phải xử lý sơ bộ tốt
Một số thiết bị xử lý nước nhiễm dầu
Hình 3.7 Bể lắng trọng lực API (Nguồn: http--www_giat- engineering_com-nijhuis_water_technology-images-
gravity7_jpg.htm)
Bể này cĩ thể tách các giọt dầu cĩ kích thước > 150 micromet và nồng độ dầu trong nước đã xử lý đạt 50 – 100 ppm.
Thiết kế vận hành đơn giản nhưng hiệu quả khơng cao và tốn diện tích. Sau khi sử dụng bể API bắt buộc phải xử lý tiếp theo bằng các cơng trình sinh học hoặc tuyển nổi khơng khí.
Nguyên tắc hoạt động:
Hỗn hợp nước thải được đưa vào bể, qua ngăn thứ nhất lớp dầu sẽ được giữ lại, hỗn hợp nước bùn chảy qua khe, tại dây bùn được giữ lại bởi hệ thống đập. Sau đĩ nước được tiếp tục chảy qua ngăn thứ 2 để loại tiếp những lớp dầu cịn lại. Cuối cùng nước sạch qua khe hở của ngăn thứ 2 và đuợc thu ra ngồi.
Thiết bị tách dầu dạng bản mỏng
Hình 3.8 Thiết bị tách chéo dịng – Cross Flow Separator (CFS) (Nguồn: www Cross Flow.htm )
Thiết bị này cĩ thể xử lý với lưu lượng nước từ 1500 – 3000 l/h, xử lý dầu cĩ kích thước 60 micromet, hiệu quả xử lý dầu đạt 10 ppm.
Là những tấm song song được chế tạo sẵn với dịng nước chảy ngang và chiều chéo nhau. Các tấm mỏng cĩ 2 chức năng: tạo lộ trình ngắn nhất cho tương tác các giọt dầu và chúng cĩ hiệu quả gây kết tụ dầu
Dầu được tách trực tiếp từ bề mặt nghiêng của các tấm, những hạt cặn được tập trung và chảy xuống phía dưới.
Thiết bị tách dầu dạng tấm gợn sĩng CPI (Corrugated Plate nterception)
Hình 3.9 Thiết bị tách dầu kiểu CPI (Nguồn: http://www.Plate Separator - Home Page.htm)
Là loại phổ biến nhất trong các loại thiết bị tách dầu bằng trọng lực. Thiết bị cĩ lắp những mâm song song cĩ nếp gấp cách nhau 20 - 40 mm, đặt nghiêng gĩc 450 so với dịng vào.
Thiết bị cĩ khả năng tách những giọt dầu cĩ kích thước > 60 micromet và nồng độ dầu sau khi đã xử lý đạt từ 10 – 50ppm. Dãy mâm theo tiêu chuẩn cĩ kích thước 1m x 2m cĩ thể xử lý được 30m³ nước thải/ giờ.
Nguyên tắc hoạt động: hỗn hợp nước được đưa vào hệ thống đi qua mâm tách, tại đây dầu được giữ lại và các váng dầu sẽ được hớt váng, sau khi ra khỏi bộ mâm tách nước đã được làm sạch và chảy ra ngồi, hỗn hợp bùn đặc lắng ở phía dưới thiết bị và được đưa ra ngồi.
Nhận xét: thiết bị tách trọng lực chỉ xử lý dầu dạng tự do và khơng cĩ hiệu quả đối với dạng nhũ.
Bể tuyển nổi khơng khí DAF
Hình 3.10 Bể tuyển nổi khơng khí DAF (Nguồn: http://www.Plate Separator - Home Page.htm)
Nguyên tắc làm việc của hệ thống DAF: khí được đưa vào (dưới áp suất thường hoặc áp lực) sẽ tạo thành những bọt khí cĩ khuynh hướng bám vào các giọt dầu và làm dấu nổi nhanh lên bề mặt, nước sạch chảy ra ngồi theo đường ống dẫn.
Hiệu quả xử lý cao nếu kết hợp với các chất đơng tụ hĩa chất, cĩ thể xử lý hàm lượng dầu xuống dưới 1ppm.