2. Xử lý bằng phương pháp hoá học
10.4. XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA
Trong các nhà máy bia 30% khối lượng nước thải là từ quá trình sản xuất bia và 70% là từ quá trình rửa chai lọ.
Hỗn hợp nước thải chứa 500 mg/l BOD và khoảng 550mg/l COD, 400 - 700 mg/l SS và độ pH từ 3,5 - 11. Nước thải này được xử lý bằng bùn hoạt tính để tạo ra chất lỏng chứa 20mg/1 BOD, 20 mg/l COD và 70 mg/l rắn lơ lửng. Khi áp dụng thêm các
phương pháp keo tụ, lắng lọc cùng với bùn hoạt tính có thể giảm hàm lượng COD, BOD5… xuống mức thấp hơn nhiều.
Tiêu chuẩn thiết kế và kích thước của phin lọc dùng cho các mục đích trên được trình bày ở bảng sau:
Báng 10. 1. Tiêu chuẩn thiết kê các thiết bị khác nhau đê xử lý nước thải nhà máy bia
Thiết bị Tiêu chuẩn thiết kể
Bể trung hoà Thời gian lưu giữ 8 mịn
Bình không khí Thời gian lưu giữ 22h, tải BOD 1,2 kg/m3/d Bể lắng Thời gian lưu giữ 9h, bề mặt chất tải 10m/d Bể lắng keo tụ Thời gian lưu giữ 2,5h bề mặt chất tải 50m/d
Phin lọc cacbon hoạt tính Tốc độ tuyến tính 5 - 20m/h, tốc độ không gian 2,51/h Phin lọc Tỷ lệ lọc 200m/d Antraxit E.S = l,2m L = 200m Cát E.S = O,6m L = 500m Tỷ lệ rửa lại: l m/min Tỷ lệ sục khí: l m/min Thời gian lọc: 12h. 10.5. XỬ LÍ NƯỚC THẢI CHỨA DẦU Hình 10. 3. Sơđồ nguyên tắc của hệ thông xử lý nước thải dầu mỡ
- Làm sạch bằng phương pháp cơ học: tách các tạp chất rắn và lỏng có độ phân tán cao.
- Làm sạch bằng phương pháp hoá lý: tách các hạt keo, khử độc nước chứa axit, kiềm và hoá chất.
- Làm sạch bằng phương pháp sinh học: tách các chất hữu cơ hoà tan.
Làm sạch bằng phương pháp cơ học
Để làm sạch nước thải chứa đầu mỡ với việc tách các hạt có độ phân tán cao cũng như các hạt rắn huyền phù người ta sử dụng bể lắng cát, bể lắng phân ly dầu, bể
lắng thứ cấp, bể lọc cát.
a. Bể lắng cát
Tại bể lắng cát sẽ tách được hơn 5% hạt có kích thước lớn (0,15 - 0,2 mm và tách
được hơn 25% dầu trong nước thải. Cấu tạo, nguyên lý làm việc và cách tính toán bể
lắng cát tương tự nhưđối với phòng lắng thông thường.
b. Bể phân ly dầu (bể thu dầu)
Để tách dầu và các tạp chất cơ học trong nước thải người ta sử dụng bể phân ly dầu. Đây là thiết bị chính trong sơđồ trạm xử lý nước thải chứa dầu bằng phương pháp cơ học.
Trung bình trong nước thải dầu chiếm 10% tổng số các chất hữu cơ. Có thể tách dầu trong nước thải bằng phương pháp trọng lực. Ở điều kiện tĩnh, một lượng dầu
được lắng cùng cặn, còn phần lớn sẽ nổi lên bề mặt. Loại các tạp chất nổi khỏi nước thực chất cũng giống như lắng các hạt rắn chỉ khác là trong trường hợp này khối lượng riêng của dầu nhỏ hơn của nước. Do đó hạt sẽ nổi lên, còn kết cấu thiết bị cũng giống như thiết bị lắng hạt rắn được lật ngược lại. Có thể áp dụng định luật Stoc để tính tốc
độ nổi của hạt dầu. Tốc độ tách dầu phụ thuộc vào khối lượng riêng, độ nhớt của tạp chất và nước thải, kích thước hạt dầu, chếđộ thuỷđộng lực của các pha...
c. Bể lắng thứ cấp
Thực tế để làm sạch triệt để nước thải, sau khi ra khỏi bể phân ly dầu người ta cho nước thải chảy qua bể lắng thứ cấp. Sau khi qua bể này, hàm lượng dầu trong nước thải giảm còn 30 - 60 mg/l. Thời gian lắng của chất thải trong bể từ 3 giờđến 2 - 3 ngày đêm. Việc thu và tách dầu trên bề mặt bể nhờ ống thu dầu và bằng phương pháp cơ học. Bể lắng thứ cấp có nhược điểm chính sau: khó tách dầu và cặn, chiếm mặt bằng xây dựng lớn, giá thành cao, làm bẩn khí quyển do dầu bay hơi. Chính các nhược điểm này làm cho việc sử dụng nó bị hạn chế.
d. Bể lọc cát
Để tiếp tục tách dầu trong nước thải, người ta còn sửđụng bể lọc cát. Vật liệu lọc là cát thạch anh hạt lớn có kích thước 0,5 - 2 mm. Chiều cao lớp cát 1 - 1,2m. Thường cho nước thải đi từ dưới lên với tốc độ 5m/giờ. Nước thải trước khi vào bể lọc cát có hàm lượng dầu khoảng 50 - 60mg/l và khi ra là 20 - 30mg/1. Ở chế độ ứng với các
thông số lọc tối ưu thì thời gian làm việc của vật liệu lọc sẽ là 150 - 200 giờ. Khi đó dầu nằm trong vật liệu lọc chiếm 0,5%. Việc tái sinh vật liệu lọc bằng cách rửa nước nóng và lạnh có kết hợp thổi khí theo các bước sau:
1- Tháo cạn hết nước thải trong bể
2- Cấp đầy nước nóng ở nhiệt độ 80oc vào bể
3- Thổi không khí trong khoảng 10 - 15 phút với lưu lượng 201m3/s. 4- Rửa bằng nước nóng trong 15 phút với lưu lượng 201m3/s.
5- Thổi không khí trong khoảng 10 - 15 phút với lưu lượng 201m3/s. 6- Rửa bằng nước lạnh khoảng 5 phút với lưu lượng 151m3/s.
Làm sạch bằng đông tụ
Đông tụ là một trong những phương pháp cơ bản để làm sạch nước thải có dầu mỡ, các hạt nhũ tương và huyền phù. Tác nhân đông tụ có thể sử dụng các bazơ của các muối nhôm, sắt. Trong quá trình làm sạch bằng đông tụ sẽ xảy ra việc lắng các tạp chất tan trong nước vì vậy làm giảm chỉ số BOD, COD trong nước thải. Lượng chất
đông tụ phụ thuộc vào nồng độ tạp chất, lượng chất hoạt động bề mặt trong nước thải và các yếu tố khác, thường khoảng 25 - 100mg/l. Hàm lượng dầu trong nước thải sau khi làm sạch không vượt quá 30 - 40mg/l.
Chất đông tụ và tuyển nổi được sử dụng: Al2(SO4)3, FeCl3, Poliac rilamid... Lượng chất đông tụ phụ thuộc vào chất lượng nước thải (thường >25 mg/l). Hàm lượng dầu trong nước thải sau khi tuyển nổi khoảng 10 - 20 mg/l. Hiệu quả làm sạch các tạp chất cơ học là 80 - 95%.
Ngoài ra người ta còn dùng phương pháp tuyển nổi điện để xử lý nước thải chứa dầu, để tách triệt để dầu trong nước thải bằng phương pháp hoá lý, sau khi được làm sạch bằng đông tụ và tuyển nổi nước thải có thể xử lý tiếp bằng phương pháp ozôn hoá, hấp thụ, thẩm thấu ngược... Tuy nhiên, các phương pháp này đều phải chi phí lớn do công nghệ và thiết bị phức tạp. Vì vậy chúng ít được sử dụng, trừ trường hợp mức
độ yêu cẩu làm sạch cao.
Giai đoạn đông tụ sử dụng các hoá chất cần thiết vào để tác dụng với các thành phần gây độ kiềm nhằm tạo ra kết tủa trong giai đoạn keo tụ kế tiếp. Hoá chất thông dụng nhất có tác dụng gây độ kiềm là Al2(SO4)3xH2O, chất này, ví dụ: HCO3- theo phản ứng
Từ phản ứng trên ta thấy khi cho hoá chất Al2(SO4)3xH2O vào thì pH sẽ giảm xuống. Nếu dùng sunphat sắt sẽ diễn ra phản ứng:
Fe(OH)3 ít tan hơn Fe(OH)2 tại pH thông thường, vì vậy khi trong nước có đủ O2
hòa tan thì người ta dùng FeSO4.7H2O.
Trong trường hợp ngược lại, người ta dùng hỗn hợp Cl2 và FeSO4.7H2O để oxy Fe2+ thành Fe3+:
Fe3+ bị thủy phân tạo thành Fe(OH)3
Việc lựa chọn hoá chất gây đông tụ tuỳ thuộc vào đặc tính của nước thải cần xử
lý.