Câu 1: trình bày pp khử trùng nước thải: Có 3 pp khử trùng nước thải: khử trùng bằng clo, bằng ozone, bằng tia cực tím. • Khử trùng bằng Clo Khử trùng bằng clo rua vôi: pha trộn dd clo rua vôi với nước công tác thành dd vôi sữa, sau đó cho dd đi qua thùng định lượng đến máng xáo trộn trước khi vào bể tiếp xúc. Khử trùng bằng clo nước: có thể dẫn trực tiếp clo vào nước thải hoặc clorato. Ưu điểm: + chi phí thấp, hiệu quả khử trùng cao + Clo dư lại trong nước kéo dài hiệu quả khử trùng. + có thể kiểm soát liều lượng linh hoạt khi khử trùng bằng Clo + có thể loại bỏ dc 1 số mùi độc hại trong qt khử trùng. + có hiệu quả trong việc oxy hóa một số hợp chất hữu cơ và vô cơ nhất định Nhược điểm: + có tính ăn mòn cao và độc hại nên cần kiểm soát an toàn tuyệt đối trong qt lưu trữ, vẫn chuyển và sử dụng. + lượng clo dư trong nước gây độc hại đối với thủy sinh và khi đưa nước thải vào mt nước có thể yêu cầu khử clo. + clo oxy hóa 1 số hợp chất hữu cơ trong nước tạo ra hợp chất nguy hiểm. + một số loại kí sinh không bị tiêu điệt. • Khử trùng bằng ozone. O3 dc sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng tí lửa điện. dòng điện sd ở đây là điện xoay chiều. Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào cường độ khuấy trộn, thời gian tiếp xúc và chất lượng nước thải. khử trùng bằng O3 có hiệu quả cao hơn clo. Ưu điểm: + hiệu quả khử trùng cao + giảm nồng độ các chất hữu cơ, giảm nồng độ các hoạt chất bề mặt + tăng nồng độ oxy hòa tan, tăng vận tốc lắng của các hạt lơ lửng + không có sản phẩm phu gây độc hại + có thể khử dc màu, mùi, phenol, xyanua. Nhược điểm: vố đầu tư cao, tốn năng lượng. • Khử trùng bằng tia cực tím: Chiếu tia cực tím vào trong nước thải để khử trùng. Dùng bóng đèn thủy ngân áp lực thấp để tạo tia cực tím có bước sóng 253,7nm. Bóng đèn dc đặt trong hộp thủy tinh không hấp thụ tia cựu tím, dc lắp trong hộp có bộ phận phân phối nước để nước dc trộn đều, lượng vi khuẩn đi qua đèn trong thời gian tiếp xúc ở hộp là cao nhất. Ưu điểm: Không làm thay đổi tính chất hóa học, lý học của nước. Hiệu quả khử trùng cao. Đơn giản, dễ vận hành, Nhược điểm: Chi phí vận hành cao Độ đục và chất nhờn bám vào đèn làm giảm hiệu quả khử trùng ảnh hưởng đến sức khỏe đối với người vận hành.
Trang 1XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Câu 1: trình bày pp khử trùng nước thải:
Có 3 pp khử trùng nước thải: khử trùng bằng clo, bằng ozone, bằng tia cực tím.
- Khử trùng bằng clo rua vôi: pha trộn dd clo rua vôi với nước công tác thành dd vôi sữa, sau đó cho dd đi qua thùng định lượng đến máng xáo trộn trước khi vào bể tiếp xúc.
- Khử trùng bằng clo nước: có thể dẫn trực tiếp clo vào nước thải hoặc clorato.
+ chi phí thấp, hiệu quả khử trùng cao
+ Clo dư lại trong nước kéo dài hiệu quả khử trùng.
+ có thể kiểm soát liều lượng linh hoạt khi khử trùng bằng Clo
+ có thể loại bỏ dc 1 số mùi độc hại trong qt khử trùng.
+ có hiệu quả trong việc oxy hóa một số hợp chất hữu cơ và vô cơ nhất định
+ có tính ăn mòn cao và độc hại nên cần kiểm soát an toàn tuyệt đối trong qt lưu trữ, vẫn chuyển và sử dụng.
+ lượng clo dư trong nước gây độc hại đối với thủy sinh và khi đưa nước thải vào mt nước có thể yêu cầu khử clo.
+ clo oxy hóa 1 số hợp chất hữu cơ trong nước tạo ra hợp chất nguy hiểm.
+ một số loại kí sinh không bị tiêu điệt.
- O3 dc sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng tí lửa điện dòng điện sd ở đây là điện xoay chiều.
Trang 2- Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào cường độ khuấy trộn, thời gian tiếp xúc và chất lượng nước thải khử trùng bằng O3 có hiệu quả cao hơn clo.
+ hiệu quả khử trùng cao
+ giảm nồng độ các chất hữu cơ, giảm nồng độ các hoạt chất bề mặt + tăng nồng độ oxy hòa tan, tăng vận tốc lắng của các hạt lơ lửng + không có sản phẩm phu gây độc hại
+ có thể khử dc màu, mùi, phenol, xyanua.
- Chiếu tia cực tím vào trong nước thải để khử trùng Dùng bóng đèn thủy ngân áp lực thấp để tạo tia cực tím có bước sóng 253,7nm Bóng đèn dc đặt trong hộp thủy tinh không hấp thụ tia cựu tím, dc lắp trong hộp có bộ phận phân phối nước để nước dc trộn đều, lượng vi khuẩn đi qua đèn trong thời gian tiếp xúc ở hộp là cao nhất.
Không làm thay đổi tính chất hóa học, lý học của nước.
Hiệu quả khử trùng cao.
Đơn giản, dễ vận hành,
Chi phí vận hành cao
Độ đục và chất nhờn bám vào đèn làm giảm hiệu quả khử trùng
ảnh hưởng đến sức khỏe đối với người vận hành.
Trang 3Câu 2: quá trình khử N và P
Quá trình khử N trong nước thải trải qua 3 quá trình:
Qt này chuyển từ N hữu cơ thành nito ammoniac (N-NH4).
Tốc độ amon hóa phụ thuộc vào nồng độ của ammoniac.
2. Quá trình nitrat hóa.
Qt nitrat hóa có thể xảy ra ngay từ đầu nếu như N tồn tại dưới dạng ammoniac.
Khử NH4+ bằng pp sinh học, NH4+ bị oxy hóa theo 2 bước:
- NH4+ bị oxi thành NO2- do tác động của vi khuẩn nitric
- Pt tổng hợp của 2 qt:
NH 4 + + 2O 2 -> NO 3 - + 2H2 + H2O.
3. Khử nitrat bằng pp sinh học.
Quá trình khử nitrat bằng pp sinh học kị khí.
Nguyên tắc của pp: trong mt kị khí, NO3- chuyển thành N2.
Có 2 pp khử P: pp sinh học và pp hóa học
1. Khử P bằng pp sinh học.
- Nguyên tắc xử lí P bằng sinh hoc trong xl nước thải: cho nước thải
có chứa chất hữu cơ và P qua bể xử lí kị khí và hiếu khí, có thể khử độc lập P hoặc kết hợp với qt xử lí nitrogen.
- Cơ sở của qt khử P bằng vi sinh:
Một số vi khuẩn có khả năng chứa 1 lượng dư P trong tế bào của chúng.
1 số sản phẩm lên men đơn giản dc sinh ra trong điều kiện kị khí như axit béo bay hơi dc các sản phẩm đồng hóa thành các sản phẩm chứa bên trong tế bào đồng thời với việc giải phóng P.
Trong điều kiện hiếu khí năng lượng sinh ra do oxy hóa
polyphotphat và các sản phẩm khác chứa trong tế bào tăng lên.
Trang 42. Khử P bằng pp hóa học:
Nguyên tắc: dùng phèn sắt hoặc phèn nhôm, vôi tạo thành các muối kết tủa của P.
- Khử bằng vôi: cho vôi vào nước và giữ cho pH= 9-10,5, P kết hợp với muối canxi thành hydroxiapatit Các hạt canxi phôtpho nhỏ, phát triển chậm nên thường cho thêm các hạt keo tụ để tăng qt bám dính và lắng.
- Khử bằng phèn sắt và nhôm: tạo thành photpho kim loại dễ kết tủa cặn lắng là hỗn hợp của Al(OH)3 và AlPO4.
Câu 3: xử lí bùn và sd bùn cặn của nước thải.
Trong quá trình xử lí nước thải, các chất lơ lửng keo hữu cơ, vô cơ, hữu cơ hòa tan dc chuyến hóa thành bùn cặn và dc tách ra khỏi nước thải bùn cần dc xử lí cô đặc để giảm khối lượng và thể tích sau
đó đưa đến nơi tiếp nhận cuối cùng .
Một số phương pháp xử lý bùn:
- Cô đặc cặn bằng lắng theo trọng lực: bể cô dặc có thiết bị cào cặn quay chậm với các thanh đứng bằng gỗ đẻ phá vỡ các cầu liên kết giữa các hạt làm tăng tốc độ lắng và độ chặt của cặn
Nguyên tắc: nước đưa vào buồng phân phối của trung tâm cặn lắng xuống đáy và bơm rút ra ngoài, nước thu bằng máng đặt quanh chu vi thành bể bơm trở lại bể xl sinh học.
Bể cô đặc thường dùng để cô đặc của bể lắng đợt 1
- Cô đặc cặn bằng tuyển nổi: thường áp dụng để cô đặc bùn hoạt tính
từ bể lắng đợt 2.
• Sd bùn cặn: tùy theo đặc tính nước thải, của từng nhà máy sản xuất
mà tính chất của bùn cũng khác nhau Bùn hoạt tính có chứa nhiều vitamin Vì vậy có thể dùng bùn hoạt tính để thêm vào thức ăn cho gia súc, gia cầm, chế biến than nâu
Trang 5Câu 6: bể lắng đứng và bể điều hòa bể lắng ngang, bể lắng ly tâm
Bể lắng đứng
− Cấu tạo: bể thường có mặt là hình vuông hoặc hình tròn, đáy dạng nón hay chóp cụt
• ống xả cặn
• ống xả cặn nổi
( vẽ hình minh họa)
vào ống trung tâm Sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải va vào tấm chắn và thay đổi hướng đứng sang hướng ngang rồi dâng lên theo thân bể nước đã lắng trong tràn qua máng thu đặt xung quanh thành bể và đi ra ngoài.
Bể điều hòa
• Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải
• ổn định lưu lượng
• giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lí
• điều hòa lưu lượng: lưu lượng nước vào thay đổi theo từng giờ còn lưu lượng ra khỏi bể không thay đổi theo suốt thời gian làm việc của trạm xử lý
• điều hòa chất lượng: nồng độ các chất bẩn trong nước thải đi vào bể thay đổi theo giờ trong một chu kỳ sản xuất còn chất lượng nước ra tương đối ổn định
Bể lắng ngang
− cấu tạo: có mặt bằng hình chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m
Trang 6• tấm chắn nửa chìm nửa nổi
• máng thu và xả chất nổi
bể qua đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ để phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rộng bể Ở cuối bể xây dựng một mương để thu nước và đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi để thu và xả chất nổi
Và cặn được xả ở đáy bề bằng áp lực thủy tĩnh
Bể lắng ly tâm
− cấu tạo: có mặt bằng hình tròn đường kính từ 16-40m, chiều cao từ 1/16-1/10 đường kính bể
• ống thoát nước
• ống xả cặn nổi.
− nguyên tắc hoạt động: nước chảy theo ống trung tâm từ dưới lên trên rồi qua múi phân phối vào bể Chất nổi nhờ tấm chắn treo lơ lủng ở dưới dàn quay dồn góp lại và chảy luôn qua ống xiphong xả vào giêngs cặn Bể lắng ly tâm có dòng chảy từ trung tâm hướng ra chung quanh thành
Trang 7câu 7: xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí
− Điều kiện tự nhiên:
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn nước
Cơ chế :
• Lọc: (1) lọc qua tầng đất mặt ,(2) lọc qua dễ thực vật
và dính bám
• Lắng
Các công trình đặc trưng:
lý nước thải còn phục vụ cho nông nghiệp là thứ yếu
lý nước thải là mục tiêu thống nhất
2. Hồ sinh học
Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm dung để xử lí nước thải bằng sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ
3. Hồ kỵ khí
Lắng và phân hủy cặn lắng trên cơ sở hoạt động của vsv kỵ khí Thường dung để xử lý nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt hồ kỵ khí phải đặt xa nhà máy , xí nghiệp, khu dân
cư vì gây mùi hôi.
Đặc điểm cấu tạo:
• Cửa tháo nước ra thiết kế theo kiểu thu nước bề mặt và
có tấm ngăn đẻ bùn không thoát ra cùng với nước987
Trang 84. Hồ hiếu- kị khí
Trong hồ xảy ra hai quá trình song song là quá trình oxh hiếu khí chất nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy mêtan cặn lắng
Đặc điểm cấu tạo:tỷ lệ chiều dài/chiều rộng là 1:1 hoặc 1:2 ở những vùng nhiều gió nên làm hồ diện tích rộng, vùng ít gió chia làm nhiều ngăn
5. Hồ hiếu khí
+ Hồ làm thoáng tự nhiên: oxi cung cấp cho quá trình oxh chủ yếu do sự khuyêchs tán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của các thực vật.
+ Hồ làm thoáng nhân tạo: nhuồn cung cấp oxi cho quá trình oxi sinh hóa bằng thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy
cơ học hồ có chiều sâu lớn, phần lớn chúng làm việc như hồ hiếu –kị khí có nghĩa là phần trên hiếu khí phần đáy kị khí
Phương pháp xử lý sinh học nước thải dựa vào khả năng phân giải các chất nhiễm bẩn hữu cơ của vsv
vòi phun, ống phân phối, vật liệu lọc, mương xả nước
• Biophin nhỏ giọt: dùng để xử lý sinh hóa nước thải với hàm lượng BOD sau khi xử lý đạt 15mg/l, lưu lượng từ 20-1000m 3 /ngd với hiệu quả xử lí đạt 90% theo BOD hay cao hơn nữa.
• Biophin cao tải
Nước phải được xử sơ bộ trước khi đưa lên bể biophin
150-200mg/l BOD
Lưu lượng <=50000m 3 /ngd
Chiều cao cấp phối vật liệu ở trong bể lấy bằng 2-4m
2. Bể aroten
Trang 9• Bể aroten là công trình làm bằng bê tong cốt thép với mặt bằng là HCN Hỗn hợp bùn và nước thải cho chảy qua suốt chiều dài bể.
• Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vsv có khả năng oxh và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải.
• Để đảm bảo bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và đảm bảo lượng oxi dùng trong quá trình sinh hóa các chất hữu cơ thì phải luôn đảm bảo việc cung cấp oxi Lượng bùn tuần hoàn và không khí cần cung cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ của yêu cầu xử lí nước thải
• Nước thải với bùn hoạt tính sau khi qua bể aroten cho qua bể lắng đợt II ở đây bùn lắng một phần được đưa trở lại bể aroten , phần bùn dư đưa về bể nén bùn.
Sơ đồ bề aroten không có ngăn phục hồi bùn hoạt tính
3. Mương oxi hóa: là dạng cải tiến của bể aroten khuấy trộn hoàn chỉnh, làm thoáng kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng chuyển động tuần hoàn trong mương
Cấu tạo: có dạng HCN hoặc HCN kết hợp với hình tròn Chiều sâu mương tùy thuộc vào công suất bơm của thiết bị làm thoáng để đảm bảo trộn đều bọt khí và tạo vận tốc tuần hoàn chảy trong mương v>= 0,25-0,3m/s H 1-4m ,B 2-6m
Trang 10( dùng sơ đồ PA3)
Câu 8:xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học kị khí
1. Bể xử lý yếm khí có lớp cặn lơ lửng UASB
• ống dẫn nước sang bể xử lý hiếu khí
− quá trình hoạt động: nước thải sau khi được điều chỉnh pH được dẫn vào hệ thống phân phối, nước thải đi từ dưới lên hỗn hợp bùn yếm khí hấp thụ chất hữu cơ hòa tan phân hủy chuyển thành khí
Trang 11trên va phải tấm chắn hạt cặn bị vỡ khí thoát lên trên , cặn rơi
xuống dưới hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí qua cửa vào ngăn lắng nước thải trong ngăn lắng tách bùn lắng xuống dưới đáy qua cửa tuần hoàn lại sang vùng phản ứng yếm khí Nước trong dâng lên trên và được thu vào máng theo ống dẫn sang bể làm sạch hiếm khí khí bioga được dàn ống thu về bình chứa rồi theo ống dẫn khí đốt ra ngoài.
2. Bể xử lí lọc yếm khí
Bể lọc yếm khí sử dụng cột lọc dùng vật liệu lọc nổi polyspirene Nước thải đi vào bể đuỷocj phân phói đều trên diện tích đáy bể, dòng nước đi từ dưới lên tiếp xúc với khối bùn lơ lửng rồi tiếp xúc với khối hạt lọc có vi khuẩn yếm khí dính bám Chất hữu cơ trong nước thải bị hấp thuk và phân hủy, bùn cặn giữ lại trong khe rỗng của lớp lọc, bùn được xả 2-3 tháng 1 lần Nước sau khi
đi qua lớp lọc được tách khí rồi chảy vào máng thu theo ống dẫn đưa sang xử lí hiếm khí
Câu 9: xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lý Vẽ sơ đồ
xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ
Xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học
- Trung hòa: để trung hòa các loại nước thải có chứa axit hoăck kiềm
• Thêm hóa chất : H 2 SO 4 , HCl, NaOH
• Pha trộn nước thải:kết hợp với bể điều hòa
• Đi qua lớp vật liệu lọc : đá vôi
• Chỉ tiêu chọn hóa chất:
+ tốc độ phản ứng nhanh + lượng căn tạo ra ít + đơn giản và an toàn + giá thành rẻ
+ các p/u phụ không gây hại đến thiết bị
− Keo tụ: qtrinh keo tụ tạo bong cặn dùng để khử các chất lơ lửng, chất phân tán dạng keo trong nước thải
Thế zeta cân bằng điện tích của các hạt mang điện Và thường sử dụng chất keo tụ mang điện tích dương
Hóa chất keo tụ thường dùng :
+ phèn nhôm Al2(SO 4 ) 3 nH 2 O liều lượng 75-250mg/l
+ phèn sắt Fe 2+ , Fe 3+ với pH 4-7
Trang 12Ngoài ra để tăng hiệu quả chất keo tụ dùng chất trợ keo tụ là polime
Trang 14− Phản ứng oxi hóa khử
Trong quá trình oxi hóa các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc và tách ra khỏi nước
Hóa chất: O 3, H 2 O 2 , Cl 2 , KMNO 4 , hỗn hợp H 2 O 2 /FeSO 4
C 6 H 5 OH + FeSO 4 /H 2 O 2 => CO 2 + H 2 O +Fe 2 (SO 4 ) 3
PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ
− Trích ly: dùng để tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước bằng cách
bổ sung một dung môi không hòa tan vào nước, nhưng độ hòa tan của các chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước
Cách tiến hành: cho dung môi vào nước thải và trộn đều cho tới khi đạt được trạng thái cân bằng tiếp đó cho lắng Do sự chênh lệch vè trọng lượng riêng nên hỗn hợp sẽ phân ra hai lớp và dễ tách biệt chúng bằng phương pháp cơ học nếu trích ly một lần không tách hết chất bẩn ra khỏi nước thì tiến hành trích ly nhiều lần
− Tuyển nổi: là phương pháp loại bỏ các tạp chất ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng khả năng nổi lên mặt nước khi bám theo các bọt khí
Tuyển nổi dùng để khử chất lơ lửng, dầu ,mỡ có trong nước thải, để tách và cô đặc bùn Trong cac phương pháp tuyển nổi: chân không ,
cơ học, áp lực thì tuyển nổi áp lực được ứng dụng rộng rãi nhất vì
có khả năng tạo bọt khí rất nhỏ và dễ dàng phân phối đều trong toàn bộ khối lượng nước cần xử lý
− Trao đổi ion; là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng chất trao đổi ion Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong tự nhiên hoặc vật liệu nhưạ nhân tạo chúng không hòa tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion
Thứ tự trao đổi cation theo chiều yếu dần:
Ra 2+ >Ba 2+ >Sr 2+ >Ca 2+ >Ni 2+ >Cu 2+ >CO 2+ >Zn 2+ >UO 2+ >Ag + >Cs + >K + >Na + >L
i +
Thứ tự các anion có khả năng trao đổi yếu dần
HCRO 4 - >CrO 4 2- >ClO 4 - >SeO 4 2- >SO 4 2- >NO 3 2- >Br - >HPO 4 - >HASO 4 - ,SeO 3
2->CO 3 2- >CN - >NO 2 - >Cl - >H 2 PO 4 - , H 2 ASO 4 - , HCO 3 - >OH - >CH 3 COO - >F
-− Hấp phụ: đùng để tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước
Trang 15hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một
số chất thải sản xuất
− Chưng bay hơi: chưng bay hơi là chưng nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay hơi lên theo nước khi nhưng tụ , hơi nước và các chất bẩn hữu cơ dễ bay hơi sẽ hình thành các lớp riêng biệt nên
dễ dàng tách các chất bẩn ra