hệ thống xử lý nƣớc thải
Giải pháp 1: Keo tụ 3 bậc
Tiến hành 2 thí nghiệm: thí nghiệm 1 thực hiện keo tụ 3 bậc không cải tiến sử dụng hóa chất mới ở keo tụ 1 bậc, thí nghiệm 2 thực hiện keo tụ 3 bậc có sự cải tiến sử dụng hóa chất mới là PAC và PAA ở keo tụ 1 bậc. Lƣợng PAC sử dụng đƣợc tính theo lƣợng SS trong nƣớc thải. Với SS = 345 mg/l, lƣợng phèn nhôm thƣờng sử dụng là khoảng 40†60 mg/l. Lƣợng PAC thƣờng bằng 1/3†1/4 lƣợng phèn nhôm hoặc nhiều hơn nếu muốn xử lý màu [4,7,9]. Vì vậy, lƣợng PAC đƣợc khảo sát có giá trị trong khoảng 10†35 mg/l. Cũng theo các tài liệu này, lƣợng PAA sử dụng nằm trong khoảng 1†5 mg/l.
Thí nghiệm đƣợc tiến hành cụ thể nhƣ sau:
Thí nghiệm 1: keo tụ 3 bậc không cải tiến sử dụng chất keo tụ mới - Các bƣớc tiến hành thí nghiệm nhƣ sau:
+ Keo tụ 1 bậc (tiến hành ở hệ thống xử lý nƣớc thải của công ty). Nƣớc thải ở bể điều hòa (mẫu KT0) đƣợc dẫn sang bể keo tụ và đƣợc keo tụ với 2 chất keo tụ là; 1,05 g Ferric Chloride/lit nƣớc và 1 mg PAA/lit nƣớc. Sau keo tụ, nƣớc đƣợc dẫn sang bể lắng.
+ Keo tụ 2 bậc
Nƣớc thải từ bể sau lắng keo tụ ở nhà máy (mẫu KT1) đƣợc keo tụ với 2 chất keo tụ là: 10 mg PAC/lit nƣớc và 1 mg PAA/lít nƣớc.
- Tiến hành thí nghiệm lần lƣợt theo các bƣớc sau:
Bƣớc 1: Lấy 1 lit nƣớc thải từ bể sau lắng keo tụ vào bình keo tụ Bƣớc 2: Thêm 5,5µl dung dịch H2SO498% vào để pH ~ 7
Bƣớc 3: Thêm 10 mg PAC vào, khuấy đều 2 phút với tốc độ 120 vòng/phút Bƣớc 4: Thêm 1 mg PAA vào, khuấy đều 20 phút với tốc độ 60 vòng/phút Bƣớc 5: Lắng 20 phút, gạn lấy dung dịch nƣớc trong ở trên
Bƣớc 6: Lọc qua ống lọc (với tỷ lệ lớp vật liệu lọc: dƣới là 3cm sỏi, trên là 5cm cát vàng). Mẫu sau keo tụ 2 bậc kí hiệu là KT2.
+ Keo tụ 3 bậc:
Nƣớc thải sau keo tụ 2 bậc (mẫu KT2) đƣợc tiếp tục keo tụ 3 bậc với 2 chất keo tụ là: 5 mg PAC/lit nƣớc và 1 mg PAA/ lít nƣớc. Các bƣớc tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ keo tụ 2 bậc. Mẫu sau keo tụ 3 bậc đƣợc kí hiệu là KT3.
Thí nghiệm 2: Keo tụ 3 bậc, có cải tiến sử dụng chất keo tụ mới là PAC và PAA.
Trƣớc khi tiến hành keo tụ, khảo sát lƣợng PAC và PAA thích hợp. Khảo sát lƣợng PAA: nƣớc thải từ bể gom đƣợc chia làm 5 mẫu KT11, KT12, KT13, KT14, KT15 với thể tích nhƣ nhau là 1lít. Cho vào 5 mẫu cùng 1 lƣợng PAC là 25 mg/L và lƣợng PAA lần lƣợt là: 1; 2; 3; 4; 5 mg/L nƣớc thải. Tiến hành keo tụ 5 mẫu tƣơng tự nhƣ cách keo tụ 2 bậc ở thí nghiệm 1.
Khảo sát lƣợng PAC: nƣớc thải từ bể gom đƣợc chia làm mẫu KT‟11, KT‟12, KT‟13, KT‟14, KT‟15. Cho vào 5 mẫu cùng 1 lƣợng PAA là 2 mg/L và lƣợng PAC lần lƣợt là: 10; 20; 25; 30; 35 mg/L nƣớc thải. Tiến hành keo tụ 5 mẫu với cách làm tƣơng tự nhƣ cách keo tụ 2 bậc ở thí nghiệm 1.
Nƣớc thải đƣợc lấy ở bể điều hòa của Công ty đƣợc keo tụ 3 bậc với 2 hóa chất keo tụ đƣợc bổ sung vào là PAC và PAA.
- Thí nghiệm đƣợc tiến hành nhƣ sau: + Keo tụ 1 bậc:
Lấy 1 lít mẫu nƣớc thải từ bể điều hòa đem keo tụ với 2 chất keo tụ bổ sung là: 30 mg PAC và 2 mg PAA. Cách tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ keo tụ 2 bậc ở thí nghiệm 1. Mẫu sau keo tụ 1 bậc chính là mẫu KT‟1.
+ Keo tụ 2 bậc:
Lấy 1 lít mẫu nƣớc sau keo tụ 1 bậc đem keo tụ với 2 chất keo tụ bổ sung là: 10 mg PAC và 1 mg PAA. Cách tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ keo tụ 2 bậc ở thí nghiệm 1. Mẫu sau keo tụ 2 bậc kí hiệu là KT‟2.
Lấy 1 lít mẫu nƣớc thải sau keo tụ 2 bậc đem keo tụ với 2 chất keo tụ bổ sung là: 5 mg PAC và 1 mg PAA. Cách tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ keo tụ 2 bậc ở thí nghiệm 1. Mẫu sau keo tụ 3 bậc kí hiệu là KT‟3.
Giải pháp 2: Bổ sung vào vật liệu lọc 1 lớp than hoạt tính
Lớp vật liệu lọc gồm 3 lớp: sỏi, cát vàng và than hoạt tính. Các lớp vật liệu này có tỷ lệ khối lƣợng là: 5g sỏi, 5g cát vàng và 100 mg than hoạt tính. Than hoạt tính sử dụng có dạng hạt, kích thƣớc 2x4mm.
- Tiến hành thí nghiệm nhƣ sau:
Chuẩn bị 6 ống lọc với lớp vật liệu lọc nhƣ trên. Dùng nƣớc cất rửa sạch vật liệu lọc. Mẫu nƣớc thải sau lắng keo tụ 1 bậc (bổ sung 2 hóa chất keo tụ là: 30 mg PAC/lit nƣớc và 2 mg PAA/lit nƣớc) đƣợc chia ra 6 lọ mẫu với thể tích nhƣ nhau. Ba mẫu này đƣợc lọc song song qua 6 ống lọc nƣớc với tốc độ lọc là 90giọt/phút cho tới khi nƣớc sau lọc bắt đầu xuất hiện màu thì dừng lại. Thể tích nƣớc sau lọc của 6 mẫu đều là 500 ml. Mẫu 1 giữ nguyên thể tích lọc 500 ml và kí hiệu là HP1, 5 mẫu tiếp theo lần lƣợt bổ sung thêm 20; 40; 60; 80; 100 ml nƣớc cất và kí hiệu các mẫu là: HP2, HP3, HP4, HP5, HP6.
Giải pháp 3: Bổ sung bƣớc oxi hóa bằng tác nhân Fenton sau lắng keo tụ
Mẫu nƣớc thải sau lắng keo tụ 1 bậc (bổ sung 2 hóa chất keo tụ là: 30mg PAC/lit nƣớc và 2 mg PAA/lit nƣớc) đƣợc chia ra 3 bình 1 lít (F1, F2, F3). Sau đó, tiến hành oxi hóa với cùng 1 lƣợng ddH2O230% là 0,11 ml và FeSO4.7H20 lần lƣợt 67,02; 146,45; 223,39 mg.
Lƣợng dung dịch H2O230% và FeSO4.7H20 cho vào tính toán nhƣ sau: Lƣợng dung dịch H2O2 sử dụng tối ƣu nhất đƣợc tính dựa theo tỷ lệ khối lƣợng H2O2 : COD = 1:2 [25,27]. Theo kết quả quan trắc, COD tại bể lắng sau keo tụ có giá trị là 90 mg/l nên lƣợng H2O2 cho vào 1lít nƣớc thải là 45 mg/l ứng với 0,11ml dung dịch H2O230%.
Lƣợng FeSO4.7H20 sử dụng tối ƣu nhất đƣợc tính dựa theo tỷ lệ Fe2+
: H O = 0,3†1 [25,27]. Vì vậy, lƣợng FeSO cho vào là 67,02†223,39 mg/l.
Quy trình oxy hóa nƣớc thải bằng tác nhân Fenton đƣợc trình bày ở Hình 2.3.
Hình 2.3: Quy trình oxy hóa nước thải bằng tác nhân hệ Fenton