đồ án xử lý nước THẢI

Các quy chuẩn kĩ thuật liên quan đến chất lượng nước thải sau khi xử lí QCVN 14:2008 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 40:2011 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nư

CHƯƠNG 1: XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1 Các quy chuẩn kĩ thuật liên quan đến chất lượng nước thải sau khi xử lí

QCVN 14:2008 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt

QCVN 40:2011 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải công ngiệp

QCVN 12:2008 - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải công ngiệp giấy và bột giấy

QCVN 11:2008 - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải công ngiệp chế biến thủy sản

QCVN 28:2010- Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải y tế

2.Vẽ cấu tạo và nêu nguyên lý hoạt động một số công trình xử lý nước thải

- Bể lắng cát ngang

Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể Bể

có tiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu cát đặt ở đầu bể

-Nguyên tắc hoạt động: Nước thải đi vào vùng phân phối nước đặt ở đầu bể lắng qua vách phân phối nước chuyển động đều dọc bể qua vùng lắng đi vào vùng thu nước đặt ở cuối bể để phân phối đều nước vào vùng lắng, thường cấu tạo máng có

lỗ phân phối đặt suốt chiều ngang bể hoặc đặt các tấm có khe hoặc lỗ phân phối trên toàn diện tích mặt cắt ngang vùng lắng Để thu đều nước đã lắng đặt các máng thu đều nước ở cuối bể, chiều dài máng thu tính theo tải thủy trọng lực cho phép trên 1 mét dài của máng trong 1 đơn vị thời gian Căn lắng được máy có các tấm gạt cặn bằng gỗ chạy bằng dây xích đặt ngập trong bể, hay máy có các tâm gạt cặn, gạt dồn về máng thu ở đầu bể, hay các máng thu đặt suốt chiều ngang bể nếu là bể lớn Bơm hút cặn đặt gần máng đầu bể ,một bơm có thể hút cho nhiều máng thu cặn hay nhiều bể

Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0,3 m/s Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏ và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở các công trình tiếp theo

- Bể lắng ngang

Nước thải đi vào vùng phân phối nước đặt ở đầu bể lắng, qua vách phân phối, nước chuyển động đều nước vào vùng lắng, thường cấu tạo dạng máng có lỗ

Hình bể lắng sơ cấp dạng nằm ngang

1) Ống dẫn nước từ bể phản ứng sang

(2) Máng phân phối nước

(3) Vách phân phối đầu bể

(4) Vùng lắng

(5) Vùng chứa cặn

(6) Vách ngăn thu nước cuối bể

(7) Máng thu nước

(8) Ống dẫn nước sang bể lọc

(9) Ống xã cặn

Nguyên tắc hoạt động: Nước từ bể trộn được dẫn qua buồng phân phối đầu bể lắng sau đó đi qua các lỗ trên vách ngăn và chảy qua vùng lắng tại đây các phản ứng ôxi hóa tiếp tục xảy ra và tạo kết tủa rồi lắng xuống đáy bể cùng với cặn vôi Nước sau khi đi từ đầu bể đến cuối bể sẽ đi qua các lỗ thu trên ống thu nước bề mặt và các máng thu nước cuối dẫn vào mương thu nước phân phối nước đi vào các bể lọc cặn lắng sẽ được định kì xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnh qua giàn ống thu xả cặn

-Bể lắng đứng:

Cấu tạo bể lắng đứng

- Cấu tạo: hình vuông hoặc hình tròn, xây bằng gạch hoặc bằng bê tông cốt

thép

Công suất 3000m3/ngày đêm.

Hệ thống phân phối nước, làm bằng thép cuốn hàn điện hay bê tông cốt thép, đặt

ở trung tâm, có bộ phận hãm (triệt tiêu chuyển động xoáy, rối)

Hệ thống thu nước: máng vòng bố trí xung quanh thành bể, chia làm 2 vùng, đó là vùng lắng: có hình trụ hoăc hình hộp ở phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình chóp ở phía dưới Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn đc thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và bằng van xả cặn

- Nguyên tắc hoạt động: Nước chảy vào ống trung tâm giữa bể, đi xuống dưới vào

bể lắng Nước chuyển động theo chiều từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy

bể Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và đưa sang bể lọc

3.Mục đích của bể điều hòa, phân loại bể điều hòa

Mục đích:

+ Điều hòa đương lượng

+ Điều hòa nồng độ

Phân loại

a Theo chức năng:

+ bể điều hòa lưu lượng

+ bể điều hòa nồng độ

+ bể điều hòa lưu lượng và nồng độ

b Theo chế độ hoạt động

- Bể điều hòa gián đoạn theo chu kì

- Bể điều hòa liên tục: + Loại đẩy lí tưởng (chế độ dòng chảy)

+ Loại khuấy lí tưởng (chế độ chảy xoáy)

4.Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính là gì? Vẽ sơ đồ, nêu nguyên tắc hoạt động

Nước thải sau khi xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào bể bùn hoạt tính Các chất lơ lửng này có 1 số chất rắn

và có thể là các hợp chất hữu cơ chưa phải dạng hòa tan Các chất lơ lửng là nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển dần thành các hạt cặn bông, các hạt này to dần và lơ lửng trong nước

Bể bùn hoạt tính là một công trình làm sạch sinh học điển hình nhất và có tính

"năng động" nhất Nó có thể cho phép đều chỉnh nước ra với bất kỳ nồng độ chất bẩn hữu cơ mà ta mong muốn - từ nồng độ cao đến nồng độ thấp

Ở bể bùn hoạt tính (bể sục khí), các vsv được cung cấp đầy đủ oxy và các điều kiện môi trường thích hợp để tăng trưởng và phát triển Chúng sẽ phân hủy các chất hữu

cơ có trong nước thải thành CO2 và H2O dựa trên nguyên tắc của phương pháp xử

lí hiếu khí:

CHC + O2 -> H2O + CO2 + NH3 + …

Sau đó nước thải được chuyển sang bể lắng

Ở bể lắng, người ta tạo điều kiện tốt nhất để các vsv có thể lắng xuống đáy bể Một phần bùn lắng sẽ được hoàn lưu cho bể bùn hoạt tính để duy trì mật độ sinh khối cao Phần còn lại sẽ được thải bỏ

5.Vẽ sơ đồ và nêu nguyên tắc hoạt động của bể UASB

Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hữu cơ bị phân hủy

Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành UASB Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 ÷

10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h

Hình 2.1 Bể UASB

BÀI TẬP:

1 Dây chuyền xử lí nước thải (sinh hoạt, công nghiệp)

Nước thải  SCR  bể lắng cát ngang  bể điều hòa  bể lắng sơ cấp  bể xử

lí kị khí  bể xử lí hiếu khí  bể lắng thứ cấp  khử trùng  bể chứa

2 Tính thể tích và thời gian lưu của bể điều hòa

W = Q.T

Trong đó:

Q- lưu lượng nước thải (m3/h)

T – thời gian lưu nước trong bể điều hoà (h)

3 Tính công suất, lưu lượng xả thải của khu vực dân cư

Lưu lượng trung bình ngày:

= (m3/ngđ)

Lưu lượng trung bình giờ;

= (m3/h)

Lưu lượng trung bình giây:

= (l/s)

N : số dân (người)

q0 : lưu lượng (l/ngđ)

HƯƠNG 2: KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP

C 1 Các quy chuẩn kỹ thuật liên quan đến chất lượng nước cấp cho sinh hoạt

và sản xuất

QCVN 02:2009 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

QCVN 09:2008 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm QCVN 08:2008 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

2 Vẽ cấu tạo và nêu nguyên tắc hoạt động của

- Giàn mưa làm thoáng nước ngầm

Làm thoáng đơn giản và lọc:

Cho nước phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc với chiều cao >0,6m, rồi lọc trực tiếp qua lớp vật liệu lọc

- Sơ đồ làm thoáng đơn giản dùng giàn ống khoan lỗ

• Giàn ống phân phối có dạng hình xương cá

Đường kính lỗ phân phối 5 ÷ 7 mm

• Khoảng cách từ tâm ống phân phối đến mực nước cao nhất trong bể >= 0,6m

• Vận tốc nước chảy trong ống, v = 1,5 ÷ 2 m/s

• Cường độ mưa <=10 m3/m2.h

- Nguyên lí hoạt động: Nước ngầm đc dẫn từ ống đưa lên giàn mưa Trên giàn mưa gồm hệ thống các ống xương cá trong đó có các ống chính và ống nhánh Nước từ giàn phân phối sẽ phun ra ngoài các lỗ trên ống nhánh và rơi xuống qua từng sàn tung nước Nước từ các sàn tung nước di chuyển xuống dưới do trọng lượng và tập trung tại sàn thu nước, tại đâynước sẽ chảy vào ống thu để đưa sang bể trộn

- Bể lọc nhanh

1 Ống dẫn nước từ bể lắng sang

2 Hệ thống thu nước lọc và phân phối nước rửa lọc

3 Ống dẫn nước lọc

4 Ống xả nước rửa lọc

5 Máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc

6 Ống dẫn nước rửa lọc

7 Mương thoát nước

8 Máng phân phối nước lọc

9 Ống xả nước lọc đầu

10 Van điều chỉnh tốc độc lọc

Khi lọc: Nước đưa bể lọc có thể đi qua vật liệu lọc từ trên xuống hoặc dưới lên

- Sử dụng dòng chảy từ trên xuống dưới có ưu điểm là tạo được động lực cho quá trình nhờ lực trọng trường Nhược điểm của biện pháp này là khi rửa vật liệu lọc phải sử dụng dòng ngược chiều, các hạt nhỏ được đẩy lên trên và các hạt to được giữ lại ở đáy Do đó khi làm nước tiếp xúc với các hạt bé trước dễ làm tắc mao quản lọc, trở lực lọc tăng nhanh và thời gian cần rửa lọc bị rút ngắn Để giải quyết vấn đề này người ta cần dùng vật liệu có kích thước hạt đều nhau do vậy giá thành cao hơn

- Khi sử dụng dòng chảy từ dưới lên trên, nước tiếp xúc với các hạt lớn của lớp vật liệu lọc trước, do đó lớp vật liệu có khả năng giữ được nhiều chất bẩn Ở phần trên của lớp vật liệu lọc nước sạch tiếp xúc với các hạt vật liệu hạt nhỏ mịn nên chất lượng nước lọc tốt hơn Đó là quá trình lọc từ hạt to đến hạt bé, quá trình như vậy

có thể áp dụng cho dòng chảy từ trên xuống bằng cách dùng nhiều lớp vật liệu lọc

có kích thước giảm dần theo chiều dòng chảy Để tránh hiện tượng đảo ngược của lớp vật liệu lọc do quá trình rửa ngược chiều, nên dùng khối lượng riêng của hạt lớn dần tỷ lệ nghich với kích thước của hạt Ví dụ, có thể dùng than antraxit làm lớp trên cùng, cát nặng hơn ở giửa và cát thạch anh có khối lượng riêng lớn nhất nằm dưới cùng Lớp vật liệu lọc có cấu trúc như sau: than antranxit 0.6m, đường kính 0.6mm, cát 0.4m, đường kính 0.8mm, cát thạch anh 0.2m, đường kính hạt 0.5mm

3 Nêu các phương pháp khử trùng

• Khử trùng bằng Cl và các hợp chất của Cl

Cl2 + H2O ⇔ HClO + HCl

Cl là chất oxy hóa mạnh ở bất kỳ dạng nào Khi Cl tác dụng với nước nó sẽ tạo thành HOCl có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho Cl vào nước, chất diệt trùng sẽ phát tán qua lớp vỏ tế bào sinh vật gây phản ứng với men tế bào, làm phá hoại các quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật

* Khử trùng bằng Clo lỏng

Khi dùng Cl lỏng để khử trùng, tại nhà máy phải lắp đặt thiết bi chuyên dùng để đưa Cl vào nước gọi là Clorato Đây là thiết bị có chức năng pha chế và định lượng

Cl hơi vào nước

* Khử trùng bằng clorua vôi và canxihyphocloit

Clorua vôi được sản xuất bằng cách cho Cl + vôi tôi → Clorua vôi

Cl2+ Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O Trong clorua vôi thì lượng clo hoạt tính chiếm 20-25%

2Cl2 + 2Ca(OH)2  Ca(Ocl)2 + CaCl2 + 2H20 Hàm lượng clo hoạt tính chiếm 30-45%

* Khử trùng bằng Natri hypoclorit (nước zaven)

NaClo là sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch muối ăn Nước zaven có nồng độ Cl hoạt tính từ 6 – 8g/l

2NaCl + H2O -> NaCl + NaClO + H2

• Khử trùng bằng ozon

O3 O2 + O

Ozon là một chất khí có màu tím, ít hòa tan trong nước và rất độc đối với con người Ở trong nước, Ozon phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử Ozon có tinh oxy hóa mạnh hơn Clo, nên diệt trùng mạnh hơn

Ozon được sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí qua thiết bị phóng lửa điện

Để cung cấp đủ lượng Ozon cho trạm xử lý nước ta sử dụng máy phát tia lửa điện

và cho không khí chạy qua

Tuy nhiên trong xử lý nước thải người ta thường sử dụng chủ yếu Cl hoặc hợp chất của Cl để khử khuẩn

Các phương pháp khửtrùng khác

1 Khử trùng bằng tia tử ngoại: Dùng đèn bức xạ tử ngoại đặt trong dòng chảy của nước Các tia tử ngoại tác dụng lên phần tử prôtit của tế bào vi sinh vật, phá

vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt

2 Khử trùng bằng siêu âm: Dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn trong khoảng

t = 5 phút có thể tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật có trong nước

3 Phương pháp nhiệt:

Khi đun sôi ở 100oC đa số các vi sinh vật bị tiêu diệt Một số ít khi nhiệt độ tăng cao liền chuyển sang dạng hợp tử với lớp bảo vệ vững chắc Để tiêu diệt nhóm vi khuẩn sinh bào tử ta tiến hành đun nước sôi đến 1200C

Phương pháp nhiệt tuy đơn giản nhưng tốn năng lượng nên thường chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ

4 Khử trùng bằng ion bạc: Với hàm lượng 2-10 ion g/l bạc có thể tiêu diệt

phần lớn vi trùng có trong nước Tuy nhiên trong môi trường có độ màu cao, có chất hữu cơ và nhiều muối thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng

Để thu được ion bạc có thể sử dụng các biện pháp sau:

- Tăng diện tích tiếp xúc trực tiếp giữa nước và bạc

- Sản xuất viên ôxit bạc để hòa vào nước

- Điện phân với điện cực bằng hạt

BÀI TẬP

1 Sơ đồ xử lí nước cấp từ nước mặt và nước ngầm ( dựa vào các thông số : công suất, TSS,… )

2 Tính toán công suất trạm xử lý dựa vào định mức sử dụng nước, dân số.

Lưu Lượng nước cấp tính toán:

Qc = N*qc /1000 (m3/ngd)

N : số dân( người)

qc : tiêu chuẩn nước cấp (l/ngd)

3 Tính diện tích giàn mưa, diện tích, chiều cao của bể lọc nhanh

Diện tích dàn mưa: F = Q: lưu lượng cần xử lí (m3/m2h)

qm : cường độ mưa DIện tích bể lọc : F = v: vận tốc nước (m/h)

Diện tích các bể lọc của trạm xử lý được xác định theo công thức:

tb

TV

Q F

2 1 6 ,

−

=

(m2) (6-20) Trong đó:

Q - Công suất hữu ích của trạm (m3/ngày)

T - Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (h)

Vtb - Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc

a - Số lần rửa mỗi một bể lọc trong 1 ngày đêm ở chế độ làm

Wtl - Cường độ nước rửa (1/s.m2)

t1 - Thời gian rửa (h)

t2 - Thời gian ngừng bể lọc để rửa

Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh

H = hđ + hv + hn + hd + hp

hđ : chiều cao lớp sỏi đỡ

hv : chiều dày lớp vật liệu lọc

hn : chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc

hd : chiều dày dàn đỡ vật liệu lọc

hp : chiều cao bảo vệ

CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

1 Vẽ sơ đồ, nêu nguyên tắc hoạt động của phương pháp xử lý bụi Cyclon

Khi dòng khí và bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòng xoáy) thì các hạt bụi có khối lượng lớn hơn nhiều so với các phân tử khí sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm văng ra phía xa trục hơn, phần gần trục xoáy lượng bụi sẽ rất nhỏ Nếu ta giới hạn dòng xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ va vào thành vỏ và rơi xuống đáy Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu được khí không

có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá nhiều

-Vẽ sơ đồ, nêu nguyên tắc hoạt động của phương pháp xử lý bụi phương pháp lọc màng, lọc túi;

Nguyên lý

Dòng khí và bụi được chặn lại bởi màng hoặc túi lọc; túi (màng) này có các khe (lỗ) nhỏ cho các phân tử khí đi qua dễ dàng nhưng giữ lại các hạt bụi Khi lớp bụi

đủ dày ngăn cản lượng khí đi qua thì người ta tiến hành rung hoặc thổi ngược đê thu hồi bụi và làm sạch màng Sử dụng lọc bằng màng hoặc bằng túi có thể cho hiệu quả lọc đến 98-99% Với những hạt bụi có kích thước ≥1 µm, hiệu quả lọc tới gần 100% Phương pháp này cũng loại được các hạt bụi nhỏ đến hàng 0,01 µm

2 Vẽ sơ đồ phương pháp dập bụi kiểu Venturi

Thiết bị tách bụi khỏi dòng khí thải kiểu Venturi được mô tả trên hình 1.12 Khí được dẫn vào cửa 1 qua cổ thắt 2, tại đây có đặt cửa cấp nước Sau khi dẫn qua cửa 3 khí đi vào buồng lọc sol 4; tại đây có trang bị hệ thống tách sol là những tấm lưới đặt xiên so với thành buồng Sol nước lẫn bụi ướt tích tụ lại ở phần đáy và được thải ra ngoài theo cửa 6 Khí sau khi tách sol và bụi được thoát ra ngoài theo cửa 5

3 Vẽ sơ đồ và nguyên tắc hoạt động của phương pháp lọc bụi tĩnh điện

Sơ đồ nguyên lý của thiết bị lọc bụi tĩnh điện

1- Dây kim loại nối với cực âm

2- Ống kim loại

3- Đối trọng

4- Vật cách điện

5- Dây nối đất Nguyên lí hoạt động:

3 1 2

5

4

+

_

kh«ng khÝ s¹ch ra

kh«ng khÝ

bôi vµo