III. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY
1. Phương pháp xử lý nước thải nói chung
1.1. Phương pháp cơ học
Xử lý cơ học nhằm mục đích:
Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng kích thước lớn (rác, nhựa, dầu, mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi... ) ra khỏi nước thải.
Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh...
Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.
Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hóa học và sinh học.
1.1.1. Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn
Đây là bước xử lý sơ bộ
Mục đích: khử tất cả các tạp vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như bơm, đường ống hoặc kênh dẫn.
Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống.
a) Song chắn rác
- Song chắn có thể đặt cố định hoặc di động, có thể là tổ hợp cùng máy nghiền nhỏ.
Song chắn cố định thông dụng hơn.
- Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 60÷750.
- Thanh song chắn có thể có tiết diện tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các lực bị giữ lại. Do đó thông dụng hơn cả là thanh tiết diện hỗn hợp.
- Song chắn rác được phân thành loại thô, mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60-100mm, song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10-25.
- Rác có thể lấy bằng phương pháp thủ công hoặc thiết bị rào cơ khí.
b) Lưới lọc
Để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị. Lưới có kích thước lỗ từ 0.5 đến 1 mm. Khi tang trống quay, thường với vận tốc 0.1 đến 0.5 m/s, nước thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 35 thải vào. Các vật thải được cào ra khỏi mặt lưới bằng hệ thống cào. Loại lưới lọc này hay được dùng trong các hệ thống xử lý nước thải của công nghiệp giấy.
1.1.2. Điều hòa lưu lượng
Điều hòa lưu lượng được dùng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi, khắc phục những vẫn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý.
1.1.3. Quá trình lắng
a) Phân tích quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải Bảng 5: Các loại lắng trong xử lý nước thải
Loại lắng Mô tả quá trình Ứng dụng / Nơi xảy ra Lắng từng hạt
riêng lẻ (lắng loại 1)
Đó là quá trình lắng của các hạt trong hỗn hợp huyền phù ở nồng độ thấp. Các hạt lắng hoàn toàn riêng biệt không có tác động qua lại với nhau
Loại cát, sỏi ra khỏi nước thải
Lắng kẹo tụ (lắng loại II)
Đó là quá trình lắng của các hạt kết tụ trong hỗn hợp huyền phù hơi loãng, do các hạt rắn kết hợp lại với nhau làm tăng khối lượng hạt lắng và lắng nhanh hơn.
Loại một phần chất rắn lơ lửng trong xử lý nước thải chưa xử lý trong các công trình xử lý lắng sơ cấp và phần trên của bể thứ cấp, các loại bông keo tụ hóa học trong các bể lắng cũng được khử bằng loại lắng này Lắng vùng
- Lắng loại III
- Lắng tập thể
Đó là quá trình lắng của các hạt lơ lửng trong hỗn hợp huyền phù có nồng độ trung bình, trong đó lực tương tác giữa các hạt cản trở sự lắng của các hạt bên cạnh. Vì vậy các hạt có xu hướng ở lại cùng một vị trí với nhau thành một khối cùng lắng xuống, tạo thành một mặt phân cách giữa pha lỏng và pha rắn ở phía trên khối hạt rắn lắng.
Xảy ra ở các công trình lắng thứ cấp tiếp ngay sau công trình xử lý sinh học.
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 36 - Lắng
chen
Đó là quá trình lắng của các hạt trong hỗn hợp huyền phù có nồng độ ở mức tạo nên một cấu trúc. Tại đó các hạt rắn lắng tiếp chỉ do sự nén ép của cấu trúc đó. Sự nén ép này xảy ra là do trọng lượng của các hạt rắn liên tiếp thêm vào bởi sự lắng của chúng từ lớp lỏng ở phía trên. Tốc độ lắng chen nhỏ hơn tốc độ lắng tự do, do xuất hiện dòng chất lỏng đi ngược lên và độ nhớt lớn của môi trường
Thường xảy ra trong lớp dưới của khối bùn nằm sâu ở đây của bể lắng thứ cấp hay thiết bị làm đặc bùn.
b) Bể lắng cát
Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, xỉ lò, hoặc các tạp chất rắn vô cơ không tan khác có kích thước từ 0.2-2mm ra khỏi nước thải. Đảm bảo an toàn cho các thiết bị cơ khí (như các loại bơm) không bị cát, sỏi bào mòn; tránh tắc đường ống dẫn và các ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau.
Theo nguyên lý làm việc, người ta chia bể lắng thành hai loại: bể lắng ngang và bể lắng đứng.
Bể lắng cát thường được thiết kế hai ngăn để luân phiên nhau làm việc và cạo cặn. Bể lắng cát có sục khí làm cho dòng nước thải chuyển động theo quỹ đạo tròn và xoắn ốc quanh trục theo hướng dòng chảy. Bể lắng cát có sục khí cần có chiều sâu ít nhất bằng 2m. Thông dụng nhất là bể lắng cát loại ngang.
c) Các loại bể lắng
- Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng nhỏ hơn 0.2mm có sẵn trong nước thải, cặn hình thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Bể lắng có nhiều loại khác nhau và hiện thông dụng hơn cả là các bể lắng liên tục.
- Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành : bể lắng ngang và bể lắng đứng.
Trong xử lý nước thải công nghiệp, bể lắng ngang có thể xây dựng một bậc hoặc nhiều bậc.
SV: PHẠM THỊ KIM ANH_20112768_KTHH1_ĐHBK Hà Nội Trang 37 d) Tách các tạp chất nổi
Trong các loại nước thải chứa dầu, mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Đó là những chất nổi, chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước.
Theo tiêu chuẩn dòng thải, không cho phép xả nước thải chứa dầu, mỡ vào nguồn tiếp nhận nước vì chúng tạo thành một lớp màng mỏng phủ lên diện tích mặt nước khá lớn, gây khó khan cho quá trình hấp thụ oxy của không khí vào nước, làm cho quá trình tự làm sạch của nước bị cản trở. Mặt khác, dầu mỡ trong nước thải là một nguyên liệu có thể chế biến và dùng lại trong sản xuất và công nghệ. Vì vậy, nước thải dầu mỡ với hàm lượng 100 mg/l trở lên trước khi xử lý phải qua bể tách dầu mỡ.
Loại các tạp chất nổi khỏi mặt nước, thực chất cũng giống như lắng các chất rắn, chỉ khác là trong trường hợp này khối lượng riêng của hạt nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, do đó hạt sẽ nổi lên.
1.1.4. Lọc
- Lọc dùng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khi không thể loại bỏ được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất chân không sau vách ngăn.
- Yêu cầu cơ bản đối với thiết bị lọc là phải có hiệu suất tách tạp chất cao và tốc độ lọc lớn nhất
- Lọc ít khi sử dụng trong xử lý nước thải, thường chỉ sử dụng trong nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao.
1.1.5. Tách các hạt rắn lơ lửng dưới tác dụng của lực ly tâm và lực nén Người ta tách còn các hạt lơ lửng bằng cách tiến hành quá trình lắng chúng dưới tác dụng của các lực ly tâm trong các xyclon thủy lực hoặc máy ly tâm.