Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty TNHH nước giải khát Delta Long An

Nội dung của đề tàiĐề tài được thực hiện gồm những nội dung chính sau: + Giới thiệu về Công ty TNHH nước giải khát Delta – Long An và chất thải sinh ra trong quá trình hoạt động của Công

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, vấn đề môi trường đang được quan tâm hàng đầu, đặc biệt là vấnđề nước thải trong hoạt động sản xuất công nghiệp Phần lớn nước thải từ các nhàmáy, xí nghiệp chế biến, cơ sở sản xuất công nghiệp… khi xả vào môi trường đềuchưa đạt tiêu chuẩn cho phép (TCCP), đã dẫn đến chất lượng môi trường ngàycàng bị suy thoái nghiêm trọng, đặt biệt là chất lượng môi trường nước

Ở Việt Nam, trong những năm qua, cùng với sự phát triển của công nghiệp nóichung, của ngành công nghiệp nước giải khát nói riêng đã có đóng góp rất lớncho ngân sách nhà nước, góp phần tạo công ăn việc làm cho người lao động Tuynhiên, cũng như các ngành công nghiệp thực phẩm khác, nước thải của các nhàmáy nước giải khát chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, tuy không độc hạinhưng đã góp phần làm ô nhiễm môi trường nước

Đứng trước thực trạng này, để bảo vệ môi trường nói chung và bảo vệ nguồnnước nói riêng, cần phải xử lý nước thải (XLNT) tại các khu công nghiệp, cơ sởsản xuất… và tại các nhà máy nước giải khát đạt TCCP trước khi xả vào môitrường là một điều cần thiết

Nhận thức được sâu sắc vấn đề này em thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHỤC VỤ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY TNHH NƯỚC GIẢI KHÁT DELTA – LONG AN”

2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu mô hình thực nghiệm Từ đó, tính toán, thiếtkế dây chuyền công nghệ phù hợp nhất trong điều kiện cụ thể của Công tyTNHH nước giải khát Delta – Long An, nhằm xử lý nước thải của Công ty đạttiêu chuẩn loại A (TCVN 5945-2005) trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

3 Nội dung của đề tài

Đề tài được thực hiện gồm những nội dung chính sau:

+ Giới thiệu về Công ty TNHH nước giải khát Delta – Long An và chất thải sinh

ra trong quá trình hoạt động của Công ty

+ Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải

+ Nghiên cứu mô hinh thực nghiệm – mô hình lắng

+ Đề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất cho Công ty TNHH nước giải khátDelta – Long An

+ Tính toán - thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty TNHH nước giải khátDelta – Long An với công suất 400 m3/ngày.đêm

+ Tính toán kinh tế cho các phương án đề ra và lựa chọn phương án tối ưu

4 Giới hạn của đề tài

Vì thời gian có hạn, nên đề tài chỉ giới hạn ở việc tính toán-thiết kế hệ thốngXLNT cho Công ty TNHH nước giải khát Delta – Long An với công suất thiết kếdựa trên cơ sở lưu lượng nước thải và các đặc tính nước thải tại Công ty TNHHnước giải khát Delta – Long An

5 Phương pháp thực hiện

Đề tài được thực hiện gồm những phương pháp chính sau:

+ Sưu tầm, thu thập, tổng hợp thông tin

+ Nghiên cứu các tài liệu về hệ thống và công nghệ xử lý nước thải công nghiệp+ Sử dụng các phần mềm Microsoft Word, Excel, Autocad để viết văn bản, tínhtoán cụ thể và vẽ hệ thống xử lý

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG TY TNHH NƯỚC GIẢI KHÁT DELTA – LONG AN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI1.1 TỔNG QUAN CÔNG TY

1.1.1 Giới thiệu chung

Công ty TNHH nước giải khát Delta tiền thân là Công ty TNHH nước tráicây Delta (DJC) do Công ty TNHH nước trái cây Indochina và Công ty TNHHthực phẩm – nước giải khát Indochina thành lập với 100% vốn nước ngoài Sảnphẩm của DJC là ngành đóng gói.Tổng vốn đầu tư là 10 triệu USD Ban đầu sảnphẩm của DJC có 2 loại : nước ép trái cây – nước giải khát từ trái cây cho thịtrường nội địa và nước ép trái cây cô đặc và thịt trái cây nghiền cho thị trườngxuất khẩu

Loại nước ép trái cây do DJC sản xuất trong nước sẽ thay thế được nguồnhàng nhập khẩu và là loại nước uống bổ dưỡng sẵn sàng thay thế cho loại nướcngọt có gaz và thức uống có cồn Sản phẩm của DJC sẽ được sản xuất từ nguồntrái cây địa phương , chủng loại chính xác của từng loại trái cây sẽ tùy thuộc vàosự sẵn có và sở thích của người tiêu thụ

Mức tiêu thụ nước ép trái cây và nước giải khát từ trái cây tại VN khoảng

35 triệu lit 1 năm

Sau đó tập đoàn Daso đã mua lại dây chuyền nước ép trái cây, đổi tên thànhCông ty TNHH nước giải khát Delta và mở rộng mặt hàng sản xuất thêm sữa đậunành, sữa tươi đóng gói, sữa chua, sữa bột

1.1.2 Quy trình sản xuất

Hình 1: Dây chuyền công nghệ với các dòng thải của quá trình sản xuất nước trái

cây

1.1.3 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội

- Sử dụng được nguồn điện từ mạng lưới quốc gia

1.1.3.2 Điều kiện tự nhiên

a Nhiệt độ

Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình phát tán vàchuyển hóa các chất ô nhiễm trong khí quyển Vì vậy trong quá trình tính toán dựbáo ô nhiễm không khí và thiết kế hệ thống khống chế ô nhiễm cần phân tíchyếu tố nhiệt độ

Bảng 1: nhiệt độ không khí trung bình tháng tại các trạm Tân An, Mộc Hóa :

(Nguồn : Cục thống kê Long An)

Nhiệt độ trung bình của các trạm nêu trên khonảg 25,4 – 27,6

b Độ ẩm không khí

Là yếu tố ảnh hưởng lên quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm không khí và là yếu tố vi khí hậu ảnh hưởng sức khỏe con người

Bảng 2 : Độ ẩm không khí tương đối tại các trạm Tân An và Môc Hóa :

(Nguồn : Cục thống kê Long An)

Thời kỳ ẩm trùngthời kỳ mưa, độ ẩm trung bình trên 80% Thời kỳ khô trùngthời kỳ mùa khô, độ ẩm thường thấp hơn 80%

c Lượng mưa và lượng bốc hơi

Mưa có tác dụng thanh lọc các chất ô nhiễm không khí và pha loãng các chất ô nhiễm trong nước Do đó cần nắm vững chế độ mưa để tính toán hệ thống thoát nước, vừa đảm bảo thoát nước tốt vừa hạn chế tối đa khả năng phát tán chấtthải ra môi trường

Bảng 3 : Lượng mưa trung bình tháng (mm)

(Nguồn : Cục thống kê Long An)

d Gió và hướng gió

Là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình lan truyền các chất ô nhiễm không khí và xáo trộn các chất ô nhiễm trong nước

Do vai trò của tốc độ gió nên khi thiết kế tính toán hệ thống xử lý khí thảicần phải xác định tốc độ gió nguy hiểm sao cho nồng độ cực đại tuyệt đối tại mặtđất nhỏ hơn tiêu chuẩn vệ sinh cho phép.Tốc độ gió và hướng gió tại trạm Tân

An thay đổi theo thời kỳ trong năm.Mùa khô với hướng gió thịnh hành là Bắc vàĐông Nam Mùa mưa là Tây và Tây Nam Tốc độ gió trung bình năm tại Tân

An là 2,2 m/s

Bảng 4 : Tốc độ gió tại Tân An (m/s)

SE2,619

SE2,816

E-SW2,222

SW1,740

W2,318

W2,320

S-W2,630

W1,818

W2,116

W2,219

N-N1,712

(nguồn : Cục thống kê Long An)

o SE : hướng Đông Nam

o SW: hướng Tây Nam

o NW: hướng Tây Bắc

e Chế độ thuỷ văn

Nhà máy nằm cạnh sông Vàm Cỏ Tây có nguồn từ tỉnh SvayRiengCampuchia, về mùa kiệt nguồn cung cấp chính là sông Tiền, trong mùa lũ, đóngvai trò tiêu nước cho sông Tiền và dòng chảy cục bộ vùng Đồng Tháp Mười.Nhược điểm : sông dài, dòng sông hẹp,chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều Chất lượng nước cũng phụ thuộc vào mùa và bị ảnh hưởng của chế độ thủy triều.Chất lượng nước sông khu vực nhà máy cũng bị ảnh hưởng rõ rệt bởi cácyếu tố trên

1.1.3.3 Hiện trạng kinh tế xã hội

Tỉnh Long An có diện tích tự nhiên 4355 km2 với dân số trung bình là1.347.731 người.Về phát triển kinh tế , cây lúa là thế mạnh của Long An Năm

2001, tổng sản lượng lúa của tỉnh đạt 1626 tấn,bình quân đạt 1200 kg/người/năm Tỉnh đang thực hiện chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp theo hướng đa

dạng, đa canh để phong phú các nông sản phẩm Phát triển nông lâm ngư nghiệptheo hướng thâm canh, đa canh tăng vụ, luân canh, xen canh, tăng hệ số sử dụngđất hợp lí và hiệu quả Long An có tiềm năng thủy sản rất lớn, đa dạng về chủngloại

Về lâm nghiệp, đã có lúc Long An phát triển trên 85 ngàn ha rừng tập trungvà 20 triệu cây phân tán Tỉnh tăng cường công tác khuyến nông để ổn định diệntích rừng ở 85 ngàn – 90 ngàn ha và giữ sản lượng khai thác hàng năm đúng khoahọc

1.1.4 Hiện trạng môi trường

1.1.4.1 Không khí

Bảng 5 : kết quả hiện trạng chất lượng môi trường không khí khu vực nhà máy và

vùng lân cận

Chợ Cần Đốtcách nhà máy100m

(Nguồn : Sở tài nguyên môi trường Long An)

So sánh kết quả phân tích với TCVN 5937-1995 :

- Các chỉ tiêu CO, NO2, SO2 đều thấp hơn TCCP rất nhiều, chứng tỏ chấtlượng không khí tại khu vực xung quanh nhà máy còn khá sạch chưa bị ô nhiễmbởi khí thải công nghiệp

- Nồng độ bụi tại các khu vực trong nhà máy đạt tiêu chuẩn , riêng nồng độbụi tại chợ Cần Đốt cao hơn tiêu chuẩn 2 lần Một trong những nguyên nhân là do

ảnh hưởng bởi mật độ lưu thong xe cộ qua lại trên quốc lộ và lượng xe tải chở đất,cát qua lại khu vực Bến Đá khá nhiều.

1.1.4.2 Nước

 Nước ngầm : công ty sử dụng nước ngầm để cung cấp cho sản xuất và sinh hoạt

với độ sâu giếng 270 m

Bảng 6 : kết quả phân tích chất lượng nước ngầm :

(nguồn : Sở tài nguyên môi trường Long An)

 Nước cấp : để đảm bảo tốt cho dây chuyền trong sản xuất cũng như chất lượng

thành phẩm xuất xưởng và sức khỏe nhân viên công ty đã trang bị một hệ thống xử lý nước giếng trước khi đưa vào sử dụng

Bảng 7 : kết quả phân tích chất lượng nước sản xuất :

9 Fecal coliform MPN/1000ml < 2 0

(Nguồn : Sở tài nguyên môi trường Long An)

 Nước bề mặt : nhà máy nằm cách sông Vàm Cỏ Tây 200m

Bảng 8 : kết quả phân tích chất lượng nước sông Vàm Cỏ Tây

o Mẫu 1 : nước sông cách cống thải 100m hướng thượng lưu

o Mẫu 2 : nước sông cách cống thải 100m hướng hạ lưu

Vị trí lấy mẫu là nơi tiếp nhận nước thải sản xuất và sinh hoạt của nhà maý,đồng thời nước kênh này đang được dân cư ven kênh sử dụng làm nguồn nước sinh hoạt

1.1.5 Ô nhiễm môi trường do nước thải sản xuất

1.1.5.1 Đặc trưng và mức độ tác động

a Nước thải sản xuất

Thành phần và mức độ ô nhiễm

Bảng 9 : kết quả phân tích các thành phần tính chất nướcthải sản xuất :

5945-2005

o NT 1 : nước thải chuyền sản xuất sữa đậu nành

o NT 2 : nước thải chuyền sản xuất sữa tươi

o NT 3 : nước thải chuyền sản xuất nước trái cây

Nguồn tiếp nhận nước thải của công ty là sông Vàm Cỏ Tây được dân cư ven bờ sử dụng làm nguồn nước cung cấp cho sinh hoạt

b Nước thải sinh hoạt

Xả ra từ khu hành chánh, nhà ăn tập thể, nhà vệ sinh … có chứa cặn bả, chấtrắn lửng, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, vi trùng gây bệnh

Bảng 10 : tải lượng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt:

(Nguồn : Sở tài nguyên môi trường Long An)

Bảng 11: nồng độ các chất ô nhiễm :

Chất ô nhiễm Nồng độ TCVN 5945-1995

(Nguồn : Sở tài nguyên môi trường Long An)

1.1.5.2 Tác hại của các chất ô nhiễm trong nước thải tới môi trường

a Chất hữu cơ

Nếu lượng chất hữu cơ trong nước quá cao sẽ dẫn đến suy giảm nồng độ O2

hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng O2 hòa tan để phân hủy các chất hữucơ.Nồng độ O2 hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự pháttriển của tôm, cá O2 hòa tan giảm không chỉ gây tác hại nghiêm trọng đến tàinguyên thủy sinh mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước

b Chất rắn lơ lửng

Hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tớiquá trình quang hợp của rong, tảo … do đó là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đếntài nguyên thủy sinh Chất rắn lơ lửng cũng gây tác nhân tắc cống thoát, làm tăngđộ đục nguồn nước,bồi lắng

c Chất dinh dưỡng

Sự dư thừa dinh dưỡng dẫn đến sự phát triển gần như bùng nổ của nhữngloài tảo, sau đó sự phân hủy các tảo đó lại hấp thụ rất nhiều O2 Thiếu O2, nhiềuthành phầntrong nước lên men và thối Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nướctạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng, quá trình quang hợpcủa các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ

- Amoni rất độc cho tôm cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm cátừ 1,2 – 3 mg/l.

-Các Photphat không gây độc trực tiếp tới thủy sinh nhưng có khả năng tạo

phú dưỡng hóa

1.1.6 Giảm thiểu ô nhiễm do nước thải

Nước thải từ các nguồn trong nhà máy sẽ được thu gom và xử lý theo sơ đồ :

Nước thải từ nhà vệ sinh Các loại nước thải

sinh hoạt khác

Xử lý bằng bể tự hoại

Sông Vàm Cỏ

1.2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất rấtkhác nhau: từ các loại chất rắn không tan đến các loại chất khó tan và những hợpchất tan trong nước Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nguồnnước và có thể đưa nước trở lại nguồn hoặc đưa đi tái sử dụng Để đạt được nhữngmục đích đó, chúng ta thường dựa vào những đặc điểm của từng loại tạp chất đểlựa chọn phương pháp xử lý thích hợp

1.2.1 Phương pháp cơ học

Là phương pháp cơ học để loại bỏ tạp chất như: Chất rắn lơ lững, cát, sỏi,dầu mỡ, rơm cỏ, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ… Đây là phương pháp đơn giản, rẻtiền, hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao và đang được sử dụng rộng rãi.

Một số công trình xử lý như sau: Song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng 1, bể lắngbùn (2), bể vớt dầu, bể tuyển nổi…

1.2.1.1 Song chắn rác

Nhằm giữ lại các vật thô như rác, giẻ, giấy, vỏ hộp, mẫu đất đá…ở trướcsong chắn rác Song làm bằng sắt tròn hoặc vuông (sắt tròn có  = 8 -10mm),thanh nọ cách thanh kia một khoảng bằng 60 – 100mm để chắn vật thô và 10 -25mm để chắn vật nhỏ hơn, đặt nghiên theo dòng chảy một góc 600 -750 Vận tốcdòng chảy thường lấy 0.8 – 1m/s để tránh lắng cát

1.2.1.2 Bể điều hoà

Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ tính chất nước thải.Bể điều hòa tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý phía sau

1.2.1.3 Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bểlắng 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinhhọc (bể lắng 2) Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngangvà bể lắng đứng

+ Bể lắng ngang: Nước thải chuyển động theo phương ngang qua bể với vận tốckhông lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,2 – 2,5 giờ Các bể lắng ngangđược sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15.000 m3/ngày

+ Bể lắng đứng: Nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đếnvách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trongkhoảng 45 - 120 phút Hiệu suất của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngangtừ 10 - 20%

1.2.1.4 Bể tách dầu mỡ

Trong nhiều loại nước thải có chứa dầu mỡ (kể cả dầu khoáng vô cơ) Dó lànhững chất nổi chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu đến các công trình thoát nước (mạnglưới và các công trình xử lý)và nguồn tiếp nhận nước thải

Vì vậy người ta phải thu hồi những chất này trước khi thải vào hệ thốngthoát nước sinh hoạt và sản xuất Chất mỡ sẽ bít kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệulọc trong bể sinh học, cánh đồng tưới, cách đồng lọc Chúng sẽ phá huỷ cấu trúcbùn hoạt tính trong bể Aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên men…

1.2.2 Phương pháp hoá học – hoá lý

Là phương pháp dùng các phẩm hoá học, cơ chế vật lý để loại bỏ cặn hòatan, cặn lơ lửng, kim loại nặng góp phần làm giảm BOD và COD

Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để xử lý nước cấp và nước thải dựa trên

cơ sở của những quá trình : keo tụ-tạo bôngï, hấp thụ, trích ly, trao đổi ion, bayhơi, tuyển nổi, cô đặc, khử khí,…

1.2.2.1 Keo tụ

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịnphân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1-10 µm Các hạtnày không nổi và cũng không lắng, do đó tương đối khó tách loại Theo nguyêntắc các hạt có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt Lựcnày có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủnhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động củasự xáo trộn

Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phântán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt keo tích điện, có thể là điện tích âmhoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sựion hóa các nhóm họat hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờlực đẩy tĩnh điện Do đó để phá tính bền của hạt keo cần trung hoà điện tích bềmặt của chúng, quá trình này gọi là quá trình keo tụ

Các hạt keo đã bị trung hoà điện tích có thể liên kết với những hạt keo kháctạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình nàygọi là quá trình tạo bông

Tuy nhiên, khi xử lý, để giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắngcủa các bông cặn người ta sử dụng một số hoá chất như: phèn nhôm, phèn sắt,polymer có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt

có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn rồi lắng để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nướcthải.

Việc lựa chọn chất tạo bông hay keo tụ phụ thuộc vào thành phần và tính chất của nước thải cũng như của chất khuếch tán cần loại

1.2.2.2 Trung hoà

Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau, muốn nước thải được xử lýtốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hoà và điều chỉnh pH về 6.6 -7.6

Trung hoà bằng cách dùng các dung dịch axít hoặc muối axít, các dung dịchkiềm hoặc oxít kiềm để trung hoà nước thải

Một số hoá chất dùng để trung hoà: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2,

NaOH, H2SO4…

1.2.2.3 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ dùng để loại hết các chất bẩn hoà tan trong nước màphương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được vớihàm lượng nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính cao hoặccác chất có mùi, vị và mùi rất khó chịu

Các chất hấp phụ thông thường là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính,silicagen, keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sảnxuất như xỉ tro, xỉ mạ sắt… trong số này than hoạt tính được dùng phổ biến nhất.Các hydroxit kim loại ít được sử dụng để hấp phụ các chất khác nhau trong nướcthải vì năng lượng tác dụng tương hỗ của chúng với các phân tử của nước rất lớn,đôi khi cao hơn cả năng lượng hấp phụ Lượng chất hấp phụ tuỳ thuộc vào khảnăng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn có trong nước Phươngpháp này có thể hấp phụ 58 – 95% các chất hữu cơ và màu Các chất hữu cơ có

thể hấp phụ được là phenol, alkybenzen, sunfonit axit, thuốc nhuộm và các hợpchất thơm

1.2.2.4 Oxy hoá khử

Để làm sạch nước thải, có thể sử dụng các tác nhân oxy hoá như Clo ở dạngkhí và hóa lỏng, đyoxyt clo, clorat canxi, peroxyt hyđro ( H2O2), oxi của khôngkhí…

Quá trình oxi hoá sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độchại hơn và tách khỏi nước, quá trình này tiêu tốn nhiều hoá chất nên thường chỉ

sử dụng khi không thể xử lý bằng phương pháp khác.

1.2.2.5 Khử khuẩn

Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105-106

vi khuẩn trong 1 ml Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vitrùng gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vài loài vi khuẩn gâybệnh nào trong nước thải ra nguồn cấp nước, hồ bơi, hồ nuôi cá thì khả năng lantruyền bệnh sẽ rất cao, do đó phải có biện pháp tiệt trùng nước thải trước khi xả

ra nguồn tiếp nhận Các biện pháp tiệt trùng nước thải phổ biến hiện nay là:

- Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo

- Dùng Hypoclorit – canxi dạng bột – Ca(ClO)2 – hoà tan trong thùng dungdịch 3 – 5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc

- Dùng Ozon, Ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo Ozon đặt trongnhà máy xử lý nước thải Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hoà tanvà tiếp xúc

- Dùng tia cực tiếp (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản ra Đèn phát tiacực tím đặt ngập trong mương có nước thải chảy qua

Từ trước đến nay, khi tiệt trùng nước thải hay dùng Clo hơi và các hợp chấtcủa Clo vì Clo là hoá chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều,có sẵn trên thịtrường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả tiệt trùng cao Nhưng những năm gầnđây các nhà khoa học đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng Clo để tiệt trùng nước thảivì:

- Lượng Clo dư 0.5mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an toàn và ổn địnhcho quá trình tiệt trùng sẽ gây hại đến cá và các sinh vật nước có ích khác

- Clo kết hợp với Hydrocacbon thành hợp chất có hại cho môi trường sống.Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử khuẩn thường được đặt ởcuối quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ ra nguồn

1.2.3 Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học được ứng dụng để sử lý các chất hữu cơ hoà tan cótrong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, sunfit, ammonia, nitơ,… Quátrình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn đượckhoáng hoá và trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoásinh hoá Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hoà tan, cả chất keo và chấtphân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo

ba giai đoạn chính sau:

+ Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật

+ Khuyếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độbên trong và bên ngoài tế bào

+ Chuyển hoá các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợptế bào mới

Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải ngành chếbiến thực phẩm Với ưu điểm là rẻ tiền và có khả năng tận dụng sản phẩm phụlàm phân bón (bùn hoạt tính) hoặc tái sinh năng lượng (khí metan).

1.2.3.1 Các công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất vànguồn nước Việc xử lý nước thải dựa trên các công trình: cánh đồng tưới, bãi lọc,hồ sinh học

Việc xử lý nước thải trên cánh đồng tưới, bãi lọc diễn ra do kết quả tổ hợpcủa các quá trình hóa lý và sinh hóa phức tạp Thực chất là khi cho nước thảithấm qua lớp đất bề mặt thì cặn được giữ lại ở đấy, nhờ có oxy và các vi khuẩnhiếu khí mà quá trình oxy hóa được diễn ra Như vậy việc có mặt của oxy khôngkhí trong các mao quản đất đá là điều kiện cần thiết cho quá trình xử lý nước thải.Càng sâu xuống lớp đất phía dưới, lượng oxy càng ít và quá trình oxy hóa giảmdần Cuối cùng đến độ sâu mà ở đó chỉ diễn ra quá trình khử nitrat Thực tế chothấy rằng, quá trình xử lý nước thải qua lớp đất bề mặt diễn ra ở độ sâu tới 1,5m.Cho nên cánh đồng tưới, bãi lọc thường xây dựng ở những nơi mực nước ngầmthấp hơn 1,5m tính đến mặt đất

Nhiều nước trên thế giới phổ biến việc dùng các khu đất thuộc nông trường,nông trại ở ngoại ô đô thị để xử lý nước thải Việc dùng nước thải đã xử lý sơ bộđể tưới cho cây trồng so với việc dùng nước ao hồ, năng suất của mùa màng tănglên 2 - 3 lần có khi lên tới 4 lần Chính vì vậy, khi lựa chọn phương pháp xử lýnước thải và vị trí các công trình xử lý, trước tiên phải xét đến khả năng sử dụngnước thải sau khi xử lý phục vụ cho lợi ích nông nghiệp Chỉ khi không có khảnăng đó người ta mới dùng phương pháp xử lý sinh hóa trong điều kiện nhân tạo.Như vậy xây dựng cánh đồng tưới phải tuân theo hai mục đích:

- Vệ sinh tức là xử lý nước thải

- Kinh tế nông nghiệp, tức là sử dụng nước thải để tưới ẩm và sử dụng cácchất dinh dưỡng có trong chất thải để bón cho cây trồng.

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán Vì vậykhi xây dựng và quản lý các công trình trên phải tuân theo những yêu cầu vệ sinhnhất định Nếu khu đất chỉ dùng để xử lý nước thải hoặc chứa nước thải khi cầnthiết thì được gọi là bãi lọc

Xử lý nước thải ở hồ sinh học là lợi dụng quá trình tự làm sạch của hồ.Lượng oxy cấp cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặthồ và do quá trình quang hợp của thực vật nước

1.2.3.2 Các công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo

Các phương pháp sinh học xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên là cácphương pháp dựa vào khả năng tự làm sạch của các nguồn nước ô nhiễm, nhờ vàohoạt động sống của sinh vật sống trong những nguồn nước ô nhiễm đó Nhữngphương pháp này có những ưu điểm sau:

- Đầu tư cho xử lý thấp

- Dễ vận hành

Đối với những loại nước thải không ô nhiễm nặng và chứa nhiều chất hữu

cơ đều có thể sử dụng cho mục đích trồng trọt và chăn nuôi theo hướng tái sửdụng Biện pháp này vừa có ý nghĩa làm sạch môi trường vừa có ý nghĩa kinh tếrất cao

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhiều nhược điểm rất cơ bản Quátrình xử lý hay quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong nước cần xử lý khôngđược kiểm soát chặt chẽ, do đó sản phẩm cuối cùng của các quá trình chuyển hóarất khó kiểm soát Chính vì thế, các quá trình này thường gây ô nhiễm không khíkhá cao Thực tế cho thấy việc kiểm soát ô nhiễm không khí từ các ao sinh họchay các hồ sinh học là không dễ dàng, bởi vì mặt thoáng của chúng quá rộng

Hiệu suất xử lý theo phương pháp này không cao, do sự không ổn định về sốlượng và số loài vi sinh vật tự nhiên có trong nước ô nhiễm và có trong nước thải.Các yếu tố khác như nhiệt độ, pH cũng không đồng nhất trong quá trình xử lý.Trong đó yếu tố nhiệt độ thay đổi không chỉ ở các mùa trong năm mà còn thayđổi rất mạnh trong khoảng thời gian ngày và đêm Các yếu tố này ta hoàn toànkhông kiểm soát được Do đó các quá trình sinh học trong xử lý nhanh hay chậmlà khác nhau Sự mất ổn định làm cho hiệu suất xử lý kém Chính vì những nhượcđiểm trên đã dẫn tới tình trạng xử lý sinh học ở điều kiện tự nhiên không phải lúcnào cũng cho kết quả như mong muốn.

Để giải quyết những nhược điểm nêu trên và phát huy hiệu quả của phươngpháp xử lý nước ô nhiễm hay nước thải, phương pháp xử lý sinh học trong điềukiện nhân tạo được áp dụng ngày càng nhiều ở tất cả các nước trên thế giới.Chúng thay dần các phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên Những ưuđiểm của phương pháp này cho phép các nhà đầu tư thiết kế và xây dựng trạm xửlý nước ô nhiễm và nước thải ngay trong khu vực nhà máy, thậm chí ngay trongkhu dân cư

Những ưu điểm chính của phương pháp sinh học xử lý nước ô nhiễm vànước thải trong điều kiện nhân tạo như sau:

- Phương pháp sinh học xử lý nước ô nhiễm và nước thải trong điều kiệnnhân tạo thường chiếm diện tích rất nhỏ vì toàn bộ các quá trình sinh học đượcthực hiện trong các thiết bị lên men hay còn gọi là quá trình phản ứng sinh học.Các thiết bị này thường có kích thước nhỏ, gọn và hoàn toàn kín Bề mặt tiếp xúcgiữa pha lỏng và pha khí thường nhỏ

- Toàn bộ quá trình sinh học xảy ra trong thiết bị kín, do đó ta hoàn toàn cóthể kiểm soát được lượng khí thải phát sinh Đồng thời kiểm soát được hiện tượng

ô nhiễm không khí và hạn chế tối đa nguồn ô nhiễm này

Chất lượng nước sau khi xử lý được đảm bảo theo các tiêu chuẩn môi trườnghiện hành và hoàn toàn ổn định trong suốt quá trình xử lý, khi ta điều chỉnh cácyếu tố ảnh hưởng ở mức độ ảnh hưởng tối ưu.

1.2.3.2.1 Hiếu khí

a Aerotank

Đây là công trình phổ biến nhất trong cả xử lý nước thải sinh hoạt và côngnghiệp Xử lý hiếu khí, sử dụng bùn hoạt tính làm giá thể của VSV Thông dụngnhất hiện nay là hình bể khối chữ nhật Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bểvà được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng ôxi hoà tan và tăng cườngquá trình ôxi hoá chất bẩn hữu cơ có trong nước Bể Aerotank là một công trìnhsinh học sử dụng bùn hoạt tính để phân giải các chất hợp chất hữu cơ và đượcphân giải theo 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Tốc độ ôxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ ôxi Ở giai đoạn này bùn hoạttính hình thành và phát triển

+ Giai đoạn 2 : Bùn hoạt tính sẽ khôi phục khả năng ôxi hoá và tiếp tục ôxi hoáhợp chất hữu cơ còn lại Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủynhiều nhất

+ Giai đoạn 3 : Sau một thời gian khá dài tốc độ ôxi hóa cầm chừng và có chiềuhướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ ôxi tăng lên Đây là giai đoạn nitrát hoá cácmuối amon

 Một số bể aerotank tiêu biểu:

+ Aerotank tải trọng thấp;

+ Aerotank tải trọng cao một bậc;

+ Aerotank tải trọng cao nhiều bậc;

+ Aerotank tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn;

+ Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh;

b Mương oxy hoá

Là một dạng cải tiến của aeroank khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trongđiều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính chuyển động hoàn toàn trong mương.Nước thải có độ nhiễm bẩn cao BOD20 = 1000 - 5000 mg/l có thể đưa vào xửlý ở mương ôxi hoá

Đối với nước thải sinh hoạt chỉ cần qua chắn rác, lắng cát và không cần qualắng 1 là có thể đưa vào mương ôxi hóa

Mương ôxi hóa có dạng hình chư ûnhật, hình tròn hay hình elíp Đáy và bờ cóthể làm bằng bêtông cốt thép hoặc đào đất có gia cố Chiều sâu công tác từ 0,7 –

1 m, tốc độ chuyển động của nước ở trong mương không nhỏ hơn 0.3m/s

c Bể lọc sinh học

Bể Biôphin là một công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo nhờ các vi sinh vật hiếu khí dính bám Quá trình xử lý diễn ra khi cho nước thải tưới lên bề mặt của bể và thấm qua lớp vật liệu lọc Ở bề mặt của hạt vật liệu lọc và giữa các khe hở giữa chúng, các cặn bẩn được giữ lại và tạo thành màng gọi là màng vi sinh Lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất bẩn hữu cơ thâm nhập vào bể cùng với nước thải Vi sinh hấp thụ chất hữu cơ và nhờ có oxy mà quá trình oxy hóa được thực hiện Những màng vi sinh đã chết sẽ cùng với nước thải ra khỏi bể và được giữ lại ở bể lắng đợt hai

Vật liệu lọc của các loại bể này thường được dùng là than đá, đá cục, sỏi, đá ong hoặc bằng các vật liệu tổng hợp, kích thước trung bình vào khoảng 40 – 80mm, chiều cao của lớp vật liệu lọc có thể từ 6 - 9m

1.2.3.2.2 Kỵ khí

a Bể lọc ngược qua tầng bùn kỵ khí (bể UASB)

Đây là một trong những quá trình kị khí được áp dụng rộng rãi nhất trên thếgiới do hai đặc điểm chính sau:

- Cả ba quá trình: phân hủy – lắng bùn – tách khí, được lắp đặt trong cùng mộtcông trình;

- Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa

so với quá bùn hoạt tính hiếu khí như:

 Ít tốn năng lượng vận hành;

 Ít bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn;

 Bùn sinh ra dễ tách nước;

 Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng;

 Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí mêtan;

 Có khả năng hoạt động theo mùa vì bùn kị khí có thể hồi phục và hoạt độngđược sau một thời gian ngưng không nạp liệu

Nước thải được nạp liệu từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt Quá trình xử lýxảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt Khi sinh ra trongđiều kiện kị khí (chủ yếu là khí mêtan và khí cacbônic) sẽ tạo nên dòng tuầnhoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt Khísinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phíamặt bể Tại đây, quá trình tách pha lỏng – khí – rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha.Khi theo ống dẫn qua bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH 5 - 10% Bùn sau khitách khỏi bọt khí lại lắng xuống Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn đến côngtrình xử lý tiếp theo

Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0,6 – 0,9 m/

h, pH thích hợp cho quá trình phân hủy kị khí dao động trong khoảng 6,6 – 6,7

Do đó cần cung cấp đủ độ kiềm (1000 - 5000 mg/l) để đảm pH trong nước luônluôn lớn hơn 6,2 vì pH nhỏ hơn 6,2 vi sinh vật chuyển hoá mêtan không hoạt độngđược Cần chú ý rằng chu trình sinh trưởng của vi sinh vật axít hoá ngắn hơn rất

nhiều so với chu trình sinh trưởng của vi sinh vật acetat hóa (2 - 3 giờ ở 35oC, 2

-3 ngày ở điều kiện tối ưu) Do đó, trong quá trình vận hành ban đầu, tải trọngchất hữu cơ không được quá cao vì vi sinh vật axít hóa sẽ tạo thành axít béo dễbay hơi với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc độ chuyển hoá các axít nàythành acetat dưới tác dụng của vi sinh vật acetat hóa

b Bể lọc kỵ khí

Các loại bể lọc kị khí là loại bể kín, phía trong chứa vật liệu lọc đóng vaitrò như giá thể của vi sinh vật dính bám Khí CH4 và các loại khí sinh học tạothành khác được thu hồi ở phía trên Nước thải đưa vào bể có thể phân phối ởphía dưới hoặc phía trên

Vật liệu của bể lọc kị khí là các loại cuội sỏi, than đá, xỉ, ống nhựa, tấmnhựa hình dạng khác nhau Kích thước và chủng loại vật liệu lọc được xác địnhdựa vào công suất công trình xử lý nước thải, hiệu quả khử COD, tổn thất áp lựcnước cho phép, điều kiện cung cấp nguyên vật liệu tại chỗ… Các loại vật liệu lọccần đảm bảo độ rỗng lớn (từ 90 - 300 m3/m2 bề mặt bể) Tổng bề mặt vật liệu lọccó vai trò quan trọng trong việc hấp thụ các chất hữu cơ

Khi màng vi sinh vật dày, hiệu quả lọc nước thải giảm (tổn thất áp lực lọctăng) Vật liệu lọc được rửa bằng dòng nước thải chảy ngược Vật liệu lọc cũngcó thể lấy ra rửa sạch bằng nước thải sau đó nạp lại vào bể

Hiệu quả khử BOD của bể lọc kị khí có thể đạt tới 70 - 90% Bể lọc kị khíthường được áp dụng để xử lý các loại nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệpcó hàm lượng cặn lơ lửng nhỏ

Ưu điểm của bể lọc kị khí: khả năng tách các chất bẩn (BOD) cao, thời gianlưu nước ngắn, vi sinh vật dễ thích nghi với nước thải, quản lý vận hành đơn giản,vận hành đơn giản …

c Bể lắng 2 vỏ (bể lắng IMHOFF)

Bể lắng hai vỏ do Imhoff đề xuất từ năm 1906 Đó là bể chứa hình trònhoặc hình chữ nhật.

Phần trên của bể là máng lắng, phần dưới là ngăn lên men bùn cặn Nướcchuyển động qua máng lắng theo nguyên tắc giống bể lắng ngang Với vận tốcnhỏ (5 - 10 mm/s) các hạt cặn lắng xuống, qua các khe rộng 0,12 – 0,15 m rơi vàongăn lên men Để tránh cho nước không bẩn lại bởi váng bọt nổi lên, các gờ dướicủa máng lắng đượng đặt chênh lệch một khoảng 0,15 m Thời gian lưu nước lạitrong máng lắng thường là 1,5 giờ Hiệu quả trong máng lắng thường là 55 - 60%

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG, KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH LẮNG PHỤC VỤ TÍNH TOÁN BỂ LẮNG 1 VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY TNHH NƯỚC GIẢI KHÁT DELTA - LONG AN

 Xác định tốc độ chảy tràn ở các hiệu quả lắng tổng cộng khác nhau

 Xác định thời gian lắng ở các hiệu quả lắng tổng cộng khác nhau

2.2 CƠ SỞ QUÁ TRÌNH

Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành tronggiai đoạn keo tụ tạo bông

Trong công nghệ xử lý nước thải, quá trình lắng được ứng dụng:

o Lắng cát, sạn, mảnh kim loại, thuỷ tinh, xương, hạt sét…ở bể lắng cát

o Loại bỏ chất lơ lửng ở bể lắng đợt 1

o Lắng bùn hoạt tính hoặc màng vi sinh vật ở bể lắng đợt 2

Bảng 12: Các dạng tính chất lắng của các hạt

Dạng lắng Quá trình Ứng dụng/nơi xảy ra

Loại các sỏi ra khỏi nướcthải

Lắng bông

( loại 2)

Là quá trình lắng của các hạt kếttụ trong hổn hợp huyền phù hơiloãng, do các hạt rắn kết hợp lạivới nhau làm tăng khối lượng hạtlắng và tốc độ lắng tăng trong

Loại một phần chất rắn lơlửng trong xử lí nước thảichưa xử lí được trong cáccông trình xử lí lắng sơ cấpvà phần trên của các bể thứ

quá trình lắng

cấp các loại bông tụ keo tụtrong các bể lắng cũng đượckhử bằng loại lắng này Lắng cản

trở

( loại 3)

Là quá trình lắng của các hạt lơlửng trong hổn hợp huyền phù cónồng độ cao(>1000 mg/l) Trongđó lực tương tác giữa các hạt cảntrở sự lắng của các hạt bêncạnh.Vì vậy các hạt có khuynhhướng duy trì vị trí không đổi vớicác hạt khác.Cả khối hạt như mộtthể thống nhất lắng xuống

Xảy ra ở công trình lắng thứcấp

Lắng nén

( loại 4)

Là quá trình lắng của các hạttrong hổn hợp huyền phù có nồngđộ ở mức tạo nên một cấu trúc,tại đó các hạt rắn lắng chỉ do sựnén ép của các cấu trúc đó Sựép này xảy ra do trọng lực củacác hạt rắn liên tiếp thêm vàobởi sự lắng của chúng từ lớp lỏng

ở phía trên Tốc độ lắng nén nhỏhơn tốc độ lắng tự do, do xuấthiện dòng chất lỏng đi ngược lênvà độ nhớt của môi trường lớn

Thường xảy ra trong lớp dướicủa khối bùn nằm sâu dướiđáy bể lắng thứ cấp hay thiết

bị làm đặc bùn

(Nguồn : Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Khu Công Nghiệp – Tính toán thiết kế

công trình, Lâm Minh Triết)

Hai đại lượng quan trọng trong việc thiết kế bể lắng chính là tốc độ lắng vàtốc độ chảy tràn Để thiết kế một bể lắng lý tưởng, đầu tiên người ta xác định tốcđộ lắng của hạt cần được loại và khi đó đặt tốc độ chảy tràn nhỏ hơn tốc độ lắng.Quá trình lắng được đặc trưng bởi các hạt kết dính với nhau trong suốt quátrình lắng, do quá trình tạo bông xảy ra nên các bông cặn tăng dần kích thước vàtốc đô lắng tăng Không có công thức toán học thích hợp nào để biểu thị quá trìnhlắng này, vì vậy để xác định có các thông số thiết kế ta xác định tốc độ chảy trànvà thời gian lắng từ thí nghiệm cột lắng Từ đó nhân với hệ số quy mô người ta cóđược tốc độ chảy tràn và thời gian lắng thiết kế

2.3 MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Mô tả mô hình.

Hình 2: Mô hình cột lắng.

Mô hình có kích thước 0.15m x 0.15m x 2m, dọc theo chiều cao có bố trí cácvan thu nước (0,1-0,3-0,5-0,7-0,9-1,1-1,3-1,5-1,7-1,9 m )

2.3.2 Chuẩn bị thiết bị và dụng cụ.

- Ống nghiệm 10 ml: 20 ống

- Đĩa Petri đựng giấy lọc: 8 cái

2.3.3 Tiến hành thí nghiệm.

- Giấy lọc được viết kí hiệu riêng(theo thời gian khác nhau I-VIII tương ứngvới 1-5-15-20-30-40-60-90phút, và độ cao khác nhau 1-10 tương ứng vớiđộ cao 0,1-0,3-0,5-0,7-0,9-1,1-1,3-1,5-1,7-1,9m Ví dụ: III-5 ứng với thờigian là 15phút với độ cao là 0,9m); đem sấy khô trong 30 phút ở 1050C.Sau đó hút ẩm trong vòng 15phút, cân khối lượng m0 của mỗi tờ giấy.Ngoài ra đánh kí hiệu cho 10 ống nghiệm (theo độ cao) để phân biệt;

- Đỗ nước thải đầy thùng chứa (45l)

- Đem đổ nước vào cột lắng Lần lượt lấy mẫu nước ở thời gian và độ sâukhác nhau bằng ống nghiệm đã đánh dấu, sau đó dùng pipet lấy 10ml mỗimẫu cho lọc qua giấy lọc tương ứng, sau khi lọc xong cho giấy vào tủ sấy ở

105oC trong 30phút và hút ẩm 15 phút rồi tiến hành cân lấy giá trị m1 Tính

SS theo công thức:

Trong đó:

 m1: khối lượng giấy sau khi lọc ( g)

 m0: khối lượng giấy trước khi lọc (g)

 vmẫu: thể tích nước thải cho qua giấy lọc ( ml)

mg l

v

m m SS

MAU

/ 10 )

0



2.4 KÊT QUẢ NGHIÊN CỨU

Tính toán ra SS và lập thành bảng sau:

Bảng 13: Kết quả SS(mg/l) và chiều cao cột lắng thu được:

 R – Hiệu quả lắng ở một độ sâu tương ứng với một thời gian lắng

 C1 – hàm lượng SS ở thời gian t và độ sâu h (mg/l)

 C0 – Hàm lượng ban đầu ở độ sâu h (mg/l)

Bảng 14 : Kết quả hiệu suất lắng(%) của quá trình lắng

cao(m) 5' 15' 20' 30' 40' 60' 90'

0.1

216,67 -495,83

2154,17

620,83

735,42

545,83

656,25

Đồ thị hiệu quả lắng

Dựa vào bảng hiệu quả lắng trên, ta dựng đồ thị hiệu suất lắng với trụchoành biểu diễn thời gian lấy mẫu, trục tung biểu thị độ sâu Nội suy các đườngcong lắng được tính bằng cách nối các điểm có cùng hiệu suất lắng (để dễ quansát hơn ta sắp xếp lại cột độ cao theo chiều giảm dần) Ta có được biểu đồ nộisuy đường cong hiệu quả lắng như sau:

Hình 3: Đồ thị nội suy đường cong hiệu quả lắng.

Từ giao điểm các đường cong lắng và trục hoành, ta xác định tốc độ chảytràn theo công thức sau:

Trong đó:

 H: chiều sâu cột lắng(2m)

 ti: thời gian lắng mẫu (phút) xác định theo giao điểm đường conghiệu quả lắng và trục hoành)

i t H

V 0

Bảng 15 : Tốc độ chảy tràn ứng với các thời gian lưu nước.

0,04

Vẽ đường thẳng đứng từ ti cắt các đường cong lắng ta có các chiều cao H1,

H2…là trung điểm của các đoạn thẳng tương ứng Hiệu quả lắng tổng cộng ở thời

gian tI tính theo công thức:

 Hiệu quả lắng tổng cộng ở thời gian 17,8 phút là:

* )

(

* )

( i  a  1 b a  2 c  b  3 R d  R c 

H

H R R H

H R R H

H R t R

) 4 , 63 68 , 84 ( 2

15 , 0 ) 3 , 47 4 , 63 ( 2

3 , 0 ) 35 , 37 3 , 47 ( 2

5 , 0 ) 23 , 20 35 , 37 ( 2

3 , 1 23 , 20

35 , 0 ) 3 , 47 4 , 63 ( 2

75 , 0 ) 35 , 37 3 , 47 ( 2

5 , 1 35 , 37 ) 7 , 31

R

) 4 , 63 68 , 84 ( 2

62 , 0 ) 3 , 47 4 , 63 ( 2

45 , 1 3 , 47 ) 8 , 46

R

) 4 , 63 68 , 84 ( 2

4 , 1 4 , 63 ) 9 , 78

R

Bảng 16 : Hiệu quả lắng theo thời gian lưu nước.

R (%) 37,8565 54,574 65,569 78,296

Hiệu quả lắng theo thời gian lắng

37.8565 54.574

65.569

78.296

y = 27.256Ln(x) - 40.068

R2 = 0.9981 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Hình 4: Đồ thị biểu diễn hiệu quả lắng theo thời gian lắng.

Bảng 19: Vận tốc chảy tràn tương ứng với theo hiệu quả lắng

y = -27.099Ln(x) - 20.795

R2 = 0.997

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Hình 5: Đồ thị biểu diễn hiệu quả lắng theo tốc độ chảy tràn.

Hiệu quả lắng theo thời gian lưu nước và vận tốc chảy tràn

Thoi gian Van toc

Hình 6: Đồ thị hiệu quả lắng theo thời gian và vận tốc chảy tràn.

Chọn hiệu quả lắng là 62%, theo phương trình y = 27,256Ln(x) – 40,068(R2 = 0.9981)

vận tốc chảy tràn khi hiệu quả lắng đạt 62% ta vẽ đồ thị biểu diễn sự tương quangiữa vận tốc chảy tràn và thời gian lắng.

Với thời gian lắng là 42 phút dựa vào phương trình y = -27,099ln(x)-20,795

 Hiệu quả lắng: H = 62%

 Thời gian cần thiết cho quá trình lắng: t = 42 ( phút )

 Vận tốc chảy tràn: Vo = 0,047( m/phút )

Vậy ở mỗi độ sâu khác nhau có xu hướng tăng hiệu quả lắng theo thời giankhác nhau Càng sâu thì hiệu quả lắng tăng chậm theo thời gian và đến mộthiệu quả lắng nhất định thì không tăng dù thời gian lắng có thể kéo dài hơn.Càng xuống dưới đáy, vận tốc càng cao vì kích thước hạt tăng lên Nhưng lực

ma sát do nước chuyển động ngược chiều với hạt cũng tăng lên, tỷ lệ thuậnvới kích thước hạt cặn Khi bông cặn lớn đến một kích thước nhất định, lựckéo đủ lớn để phá vỡ bông cặn làm cho kích thước của bông cặn không thểtăng được nữa Từ thời điểm đó, vận tốc lắng không thay đổi và hiệu quả lắngkhông tăng mặc dù ta có thể tăng thời gian lắng lâu hơn

2.5 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ

2.5.1 Phương án 1

2.5.1.1 Sơ đồ công nghệ