Nguyên lý hoạt động:
Cơ chế của phƣơng pháp hóa lý là đƣa vào nƣớc thải chất phản ứng nào đó, chất này phản ứng với các tạp chất bẩn trong nƣớc thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nƣớc thải dƣới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại.
Ưu điểm – nhược điểm:
Ưu điểm:
- Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học - Hiệu quả xử lý cao hơn
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 19
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
- Kích thƣớc hệ thống xử lý nhỏ hơn
- Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn - Có thể tự động hóa hoàn toàn
- Có thể thu hồi các chất khác nhau
Nhược điểm:
- Lƣợng bùn sinh ra lớn - Chi phí cho hóa chất cao
- Nếu dùng các muối sắt sẽ có hiện tƣợng nhuộm màu
Phạm vi áp dụng:
Thƣờng đƣợc áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng, các chất độc hại và vi sinh vật.
Một số phương pháp thường được áp dụng trong xử lý hóa lý:
a) Keo tụ tạo bông (Mục 11.1.2 nguồn [2])
Là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào nƣớc. Keo tụ không chỉ diễn ra do tiếp xúc trực tiếp mà còn do sự tƣơng tác lẫn nhau giữa các phân tử chất bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng.
Chất keo tụ có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp. Chất keo tụ tự nhiên là tinh bột, este, xenlulo, dextrin (C6H10O5)n. Chất keo tụ vô cơ là SiO2 đã hoạt hóa (xSiO2.yH2O). Chất keo tụ hữu cơ tổng hợp là [-CH2-CH-CONH2]m poliacrilamit kỹ thuật (PAA), PAA hydrat hóa.
Nguyên lý hoạt động:
Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tƣợng sau: hấp phụ phân tử chất keo tụ trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lƣới phân tử chất keo tụ. Sự kết dính của các hạt keo do lực Van der Waals. Dƣới tác động của chất keo tụ, giữa các hạt keo tạo thành cấu trúc ba chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nƣớc. Nguyên nhân xuất hiện cấu trúc này là sự hấp phụ các phân tử chất keo tụ trên một số hạt tạo thành các cầu nối polyme giữa chúng. Các hạt keo đƣợc tích điện âm nên thúc đẩy quá trình keo tụ với các hydroxit nhôm hoặc sắt. Khi cho thêm silicat hoạt tính sẽ làm tăng 2-3 lần vận tốc lắng và tăng hiệu quả lắng trong.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 20
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
Cấu tạo:
Hình 2.6 Cấu tạo bể keo tụ tạo bông.
(Nguồn: http://www.gree-vn.com/xu-ly-nuoc-thai-bang-cong-nghe-keo-tu-tao-bong- RO-sieu-loc.htm)
Ưu điểm – nhược điểm:
Ưu điểm;
- Tách đƣợc các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo hoặc hòa tan với kích thƣớc rất nhỏ, các chất độc hại đối với vi sinh vật.
- Khử đƣợc độ màu của nƣớc.
Nhược điểm:
- Hiệu quả của quá trình keo tụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng nhất là phải thƣờng xuyên theo dõi điều chỉnh nhiệt độ và pH của nƣớc thải
- Tạo ra lƣợng bùn nhiều, tốn chi phí xử lý.
Phạm vi áp dụng: phƣơng pháp keo tụ hiệu quả nhất khi đƣợc sử dụng để tách
các hạt keo phân tán có kích thƣớc 1 – 100 .
b) Tuyển nổi
Dùng để khử chất lơ lửng, dầu, mỡ có trong nƣớc thải; để tách và cô đặc bùn.
Nguyên lý hoạt động: (Mục 6.2 nguồn [3])
Một phần của dòng nƣớc thải hay nƣớc đã đƣợc lắng trong, trộn đều với không khí và đƣợc nén dƣới áp lực từ 3,4 đến 4,8 atm dể không khí hoà tan bão hoà vào nƣớc. Khi hỗn hợp nƣớc bão hoà, không khí đƣợc đƣa vào buồng giảm áp lực đến áp lực khí quyển, khí hoà tan trong nƣớc sẽ tách ra dƣới dạng cốc bọt nhỏ li ti, cặn lơ lửng, các giọt dầu dính vào bề mặt các bọt khí và nổi lên mặt nƣớc cùng với các bọt khí rồi đƣợc gạt ra ngoài, cặn nặng lắng xuống, còn nƣớc trong đƣợc thu ở phần dƣới của thiết bị
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 21
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
tuyển nổi. Một phần của nƣớc trong đƣợc bơm vòng lại vào thùng áp lực, hoà trộn với không khí để bão hoà khí.
Lƣợng không khí hoà tan bão hoà và giải phóng vào nƣớc ở buồng tuyển nổi tỷ lệ thuận với áp lực nén và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ và phụ thuộc vào thành phần của các tạp chất hoà tan trong nƣớc thải.
Tuyển nổi với tách không khí từ nƣớc thải phân biệt thành: - Tuyển nổi chân không
- Tuyển nổi không áp
- Tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp không khí nƣớc.
Ưu điểm – nhược điểm:
Ưu điểm: (Mục 11.2 nguồn [2])
- Hoạt động liên tục
- Phạm vi ứng dụng rộng rãi
- Chi phí đầu tƣ và vận hành không lớn - Thiết bị đơn giản
- Vận tốc nổi lớn hơn vận tốc lắng
- Có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ và hiệu quả cao 95-98% và thu hồi tạp chất.
Nhược điểm:
- Các lỗ mao quản hay bị bẩn và tắc, khó chọn vật liệu có kích thƣớc mao quản khác nhau để đảm bảo tạo thành các bọt khí có kích thƣớc đồng đều
- Không giải quyết đƣợc vấn đề độ màu cho nƣớc thải.
Cấu tạo:
Hình 2.7 Cấu tạo bể tuyển nổi.
(Nguồn: http://www.tailieumoitruong.org/2019/03/be-tuyen-noi-daf-va-cac-phuong- phap-tuyen-noi.html)
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Chế biến Thủy Sản HC6, công suất 600 m /ngày đêm
SVTH: Nguyễn Lê Thanh Trúc 22
GVHD: TS. Huỳnh Thị Ngọc Hân
c) Hấp phụ
Phƣơng pháp này đƣợc ứng dụng rộng rãi để làm sạch nƣớc thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phƣơng pháp sinh học, cũng nhƣ khi nồng độ của chúng không cao và không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc.
Nguyên lý hoạt động:
Quá trình hấp phụ đƣợc thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) và pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bị hấp phụ) sẽ đi qua từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đƣợc cân bằng. Các chất hấp phụ thƣờng đƣợc sử dụng là than hoạt tính, tro, xỉ, mạt cƣa, silicegen, keo nhôm,…
Ưu điểm:
Phƣơng pháp này có hiệu quả cao 80 – 95%, có khả năng xử lý nhiều chất trong nƣớc thải đồng thời có khả năng thu hồi các chất này. (Mục 11.3 nguồn [2]).
d) Trao đổi ion (Mục 11.4 nguồn [3])
Phƣơng pháp này có thể khử tƣơng đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nƣớc nhƣ Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn,…cũng nhƣ các hợp chất của Asen, Phospho, Cyanua, chất phóng xạ. Phƣơng pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt đƣợc mức độ làm sạch cao nên đƣợc dùng nhiều trong việc tách muối trong xử lý nƣớc thải.