Đề cương ôn tập môn công nghệ môi trường 2017

Các phương pháp và công nghệ xử lý bụi: buồng lắng bụi, lắng quán tính, lytâm, lọc bụi tĩnh điện, lọc bụi tay áo; xử lý bụi bằng phương pháp ướt: xyclonướt, thùng rửa khí rỗng, lọc bụi ư

Đề cương ôn tập môn CNMT, 2016 Chương 1: Công nghệ xử lý khí thải

1. Các phương pháp làm sạch không khí mang tính vĩ mô?

TL:Các biện pháp làm sạch không khí mang tính vĩ mô:

- Hạn chế tác động của con người vào thiên nhiênnhư: hạn chế đốt,chặt phárừng ;khai thác khoáng sản nhằm giảm ảnh hưởng đến sự cân bằng trong khíquyển

- Chống sa mạc hóa, hoang hóa

- Giảm phát thải khí thải ( giảm phát thải khí CO2,CFC,SO2, )

- Quy hoạch các vùng , thành phố, khu công nghiệp, theo hướng thân thiệnvới môi trường

- Trồng cây xanh , trồng rừng, trồng cây đệm bên bờ biển,

2. Các phương pháp làm sạch không khí mang tính vi mô: Sản xuất sạch hơn,Biện pháp quản lý vận hành sản xuất, Giải pháp xử lý cuối nguồn

TL:

* Các phương pháp sản xuất sạch hơn:

• Cải tiến công nghệ để giảm tạo ra chất thải , hiệu quả sản xuất cao

• Việc sử dụng công nghệ không hoặc ít gây ô nhiễm

• Thay thế nguyên nhiên liệu thải ra nhiều chất độc hại bằng các nguyênnhiên liệu hiệu quả hơn hoặc ít độc hại hơn

• Tái sử dụng chất thải - chất thải là một nguyên liệu của một quá trình sảnxuất khác

• Sử dụng tuần hoàn chất thải

* Biện pháp sử lí vận hành sản xuất:

• Là quản lý: các quá trình sản xuất , thực hiện nghiêm túc các thao táccông nghệ để đam bảo an toàn, tiết kiệm, giảm tới mức tối đa chất thảigây ô nhiễm môi trường

• Người ta đã xây dựng thành các tiêu chuẩn quốc tế để các công ty cácnước khác nhau đều có thể thực hiện được

• Các tiêu chuẩn này như giấy phép thương mại của các công ty trêntrường quốc tế

• Điển hình là việc sử dụng các bộ công cụ tiêu chuẩn như:ISO 14000

* Giải pháp sử lý cuối nguồn:

• Là tập trung chất thải lại và xử lý tại chỗ đạt tiêu chẩn sau đó mới thải ramôi trường

• Đây là phương pháp hiệu quả, triệt để Tuy nhiên phương pháp này cónhược điểm là kinh phí đầu tư và vận hành lớn

3. Bụi: khái niệm, phân loại, kích thước, vai trò và tác động của bụi

• Theo nguồn gốc : bụi hữu cơ, bụi vô cơ, bụi kim loại,

• Theo tác hại: bụi dị ứng, bụi gây ung thư,

• Theo kích thước : - bụi mịn (<2,5 µm)

- bụi thô (2,5-10µm)

- bụi rất thô(>10µm)

* Kích thước : kích thước của hạt bụi được hiểu là đường kính , độ dài cạnh của

hạt hoặc lỗ rây, kích thước lớn nhất của hình chiếu của hạt

- Những hạt bụi có kích thước bé hơn 10µm là những hạt bụi có tác hại lớnnhất đối với sức khỏe con người vì chúng có khả năng thâm nhập vào phổitrong quá trình hô hấp Những hạt bụi này còn được gọi là “bụi hô hấp”

* Vai trò và tác động của bụi:

- Bụi trong không khí có tác hại lớn đến sức khỏe của con người

- Bụi trong không khí còn là nguyên nhân gây các hiện tượng như: mưaaxít

- Còn có các loại bụi chưa kim loại nặng cực kì độc hại không những ảnhhưởng đến con người mà còn ảnh hưởng đến các loài sinh vật

4. Các phương pháp và công nghệ xử lý bụi: buồng lắng bụi, lắng quán tính, lytâm, lọc bụi tĩnh điện, lọc bụi tay áo; xử lý bụi bằng phương pháp ướt: xyclonướt, thùng rửa khí rỗng, lọc bụi ướt Ventury…

* Buồng lắng bụi:

 Nguyên lý hoạt động :

Các hạt bụi đều có khối lượng khác nhau , dưới tác dụng của trọng lực cáchạt có xu hướng chuyển động từ trên xuống (đáy của thiết bị lọc bụi ) do sựgiảm tốc độ đột ngột của dòng khí khi đang chuyển động Tại thời điểm đấycác hạt bụi sẽ lắng xuống

 Cấu tạo và cơ chế hoạt động :

- Gồm 3 phần: - Cửa khí vào

- Cửa khí ra

- hệ thống phễu thu bụi

- Buồng lăng bụi có thể được chế tạo từ sắt thép hoặc bê tông

- Buồng lắng bụi có cấu tạo hình hộp nằm ngang chiều dài l, chiều cao h và

bề rộng b

- L là lưu lượng dòng khí , m3/s

- Cơ chế hoạt động : khí thải chứa bụi được đưa vào buồng lắng bụi thôngqua cửa khí vào Vào không gian rộng lớn của buồng lắng bụi thì vận tốc giảmxuống còn rất nhỏ , nhờ đó bụi có thể rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực và

bị giữu lại trong đó

Q = S.V Trong đó : - Q lưu lượng

- S diện tích -V vận tốc

- Đặc điểm :

• Vận tốc khí đi trong thiết bị tối ưu là 1m/s - 2 m/s

• Cỡ hạt xử lý hiệu quả >50µm , còn các hạt bụi có kích thước <5µm thì khả năng

thu hồi bằng 0

• Tổn thất áp lực <1,3 cm H2O

• Nhiệt độ làm việc đến 1000 độ C

- Áp dụng : Chỉ áp dụng cho bụi thô và bụi có kích thước lớn cỡ >50µm, khí quyển

chuyển động với vận tốc nhỏ , được sử dụng như cấp lọc thô trên các cấp lọc tinh

- Ưu điểm :

• Cấu tạo đơn giản

• Chi phí đầu tư thấp , có thể sử dụng các nguyên liệu ở địa phương

• Chi phí vận hành sửa chữa và quản lý thấp

• Tổn thất áp suất thấp , có thể vận hành ở nhiệt độ cao

-Nhược điểm :

• Cồng kềnh

• Chỉ tách được bụi có kích thước lớn

• Hiệu suất tách bụi không cao

* Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính

- Nguyên lý hoạt động : sử dụng lực quán tính để tách bụi , bằng cách thay đổi

chiều chuyển động của các dòng khí một cách liên tục lặp đi lặp lại nhiều vật cản

có hình dạng khác nhau Khi dòng khí chuyển động theo hướng đột ngột , theoquán tính các hạt bụi vẫn giữ hướng chuyển động ban đầu , do đó bị va đập vào vậtcản bị mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị

- Cấu tạo :gồm nhiều khe hẹp bẫy bụi nằm so le nhau (các vật cản trong thiết bị ).

Kết hợp với phễu thu bụi ở dưới đáy thiết bị

- Cơ chế hoạt động : dòng khí chuyển động ngang , khi vào khe hẹp thì bị thu hẹp

diện tích , các hạt bụi theo quán tính sẽ bị áp sát vào thành vật cản sau đó rơi vàobẫy bụi Tại đây dòng khí hất ngược trở lên và đi ra ngoài còn bụi trong bấy thì rơixuống phễu chứa bụi

- Ưu điểm : hiệu suất tách bụi cao hơn buồng lắng , trợ lực giảm

- Nhược điểm :

•Cấu tạo phức tạp cồng kềnh

•Chỉ thích hợp cho lọc bụi thô

*Cyclon

- Nguyên lý hoạt động :Dòng khí thải chuyển động theo hướng tiếp tuyến với thành

thiết bị , lực li tâm làm hạt bụi có khối lượng lớn kích thước lớn có xu hướng văng

ra ngoài khi va chạm vào thành thiết bị sẽ mất động năng sẽ dính ở thành hoặc rơixuống

- Cấu tạo :ống khí vào, vỏ, phễu thu bụi, ống khí ra, van xả bụi (có hai van)

- Cơ chế hoạt động : dòng khí chứ bụi được đưa vào xyclon nhờ ống nối được lắp

đặt theo phương tiếp tuyến vơi thân hình trụ dòng khí chuyển động xoáy ốc quanh

ống thoát khí sạch và sau đó gặp phễu hình nón dội ngược trở lại và ra ngoài theoống thoát khí theo lực ly tâm các hạt bụi sẽ bị văng ra

•Cấu tạo đơn giản

•Chi phí sửa chữa thấp

•Khả năng làm việc liên tục

- Nhược điểm :

•Hiệu suất tách bụi thấp đối với bụi có kích thước <5µm

•Dễ bị mài mòn nếu bụi có độ cứng cao

•Hiệu suất giảm nếu bụi có tính kết dính cao

- Phân loại :

•Xyclon nằm ngang

•Xyclon thẳng đứng

•Xyclon guồng xoắn

* Lọc bụi túi vải :

- Nguyên lý :cho không khí lẫn bụi đi qua 1 tấm vải lọc bụi sẽ được giữ lại trên bề

mặt vải lọc sau một thời gian cần tiến hành hoàn nguyên túi vải hình thành lớplọc sơ cấp (túi vải ) , lớp lọc thứ cấp (lớp hạt bụi to ) Lọc được các loại bụi có kích

thươc nhỏ quá trình lọc gián đoạn.

- Cấu tạo:thiết bị gồm nhiều ống tay áo có đường kính từ 125 - 300mm cao từ

•Hiệu suất >90%

•Cỡ hạt xử lý <0,5µm

•Nhiệt độ vận hành 260-280 độ c

•Tuổi thọ tb từ 18 tháng - 2 năm

- Áp dụng : một vài ứng dụng trong các nhà máy xi măng lò đốt

Không áp dụng cho bụi dính or bụi dẻo

* Lọc bụi tĩnh điện

Nguyên lý:

Quá trình xử lý thành 4 bước như sau :

•Dòng điện làm các hạt bụi bị ion hóa

•Chuyển các ion bụi đến bề mặt thu bụi bằng lực điên trường

•Trung hòa điện tích của bụi lắng trên bề mặt thu

•Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu

Cấu tạo : gồm hai tấm kim loại đặt song song , hai tấm kim loại này nối đất là điện

cực dương gọi là điện cự lắng

Giữa 2 điện cực lắng là dây điện nối với nguồn cao thế là điện cực âm , gọi làđiện cực quầng

•Không xử dụng cho chất thải dễ gây cháy nổ

Áp dụng :lọc bụi tĩnh điện thường áp dụng cho công nghệ sản xuất xi măng , thực

Bộ phận hướng dòng và phân phối khí

- Lưu lượng nước phun khoảng 2,5 lít/giây trên 1m2 mặt cắt ngang buồng lắng bụi

- Thiết bị này được sử dụng phổ biến để lọc bụi thô trong khí thải đồng thời để làm nguội khí

• Hơi là dạng vật chất ở điều kiện thường có thể ở dạng rắn or lỏng

• Pha là khối vật chât đồng nhất cả về tính chất vật lí và hóa học

• Chuyển khối là sự dịch chuyển của một thành phần vật chất từ vị trí nàysang vị trí khác trong cùng 1 pha hoặc từ pha này sang pha khác

6. Các phương pháp xử lý hơi và khí độc: hấp phụ, hấp thụ, xử lý bằng nhiệt, sinhhọc

*Phương pháp hấp phụ:

 Nguyên tắc :

- Hấp phụ là quá trình xảy ra khi một chất khí hay hơi bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp Chất khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ, chất rắn xốp dùng để hút khíhay hơi gọi là chất hấp phụ và những khí không bị hấp phụ gọi là khí trơ

- Quá trình ngược lại của hấp phụ gọi là quá trình giải hấp phụ hay quá trình tái sinh vật liệu hấp phụ

- Quá trình chuyển chất trong hấp phụ được xem như gồm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Giai đoạn khuếch tán chất bị hấp phụ đến bề mặt chất hấpphụ Giai đoạn này phụ thuộc vào tính chất vật lý và thủy động lực củamôi trường diễn ra quá trình hấp phụ

• Giai đoạn 2: Các chất bị hấp phụ khuếch tán theo các mao quản vào phíatrong bề mặt chất hấp phụ

• Giai đoạn 3: Chất bị hấp phụ đi sâu vào trong lòng chất hấp phụ và đượcgiữ lại ở đấy bằng các lực vật lý hoặc xảy ra các phản ứng hóa học

- Có 2 quá trình hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học

+ Hấp phụ vật lí hình thành liên kết hóa học, được thể hiện bởi các lực liên kết

yếu như lực khuếch tán London hoặc lực liên kết Vanderwaals (lực tĩnh điện địnhhướng, lực tĩnh điện cảm ứng, lực tĩnh điện khuếch tán)

• Mỗi phần tử khi đã bị hấp phụ đều giảm độ tự do, nên hấp phụ luôn kèmtheo sự tỏa nhiệt Hấp phụ vật lý có nhiệt tỏa ra cỡ bằng nhiệt ngưng tụ củahơi và khí

• Lượng nhiệt đó nằm trong khoảng từ 2kJ/g.mol đến 20kJ/g.mol Ở trạngthái có mức năng lượng như vậy thì sự biến đổi về cấu trúc điện tử của chất

bị hấp phụ và chất hấp phụ là không đáng kể Do vậy hấp phụ vật lý là mộtquá trình thuận nghịch

• Thuận nghịch là một ưu điểm của hấp phụ vật lý Bằng cách hạ thấp ápsuất xuống dưới áp suất riêng phần của chất bị hấp phụ hoặc thay đổi nhiệt

độ, khí đã bị hấp phụ nhanh chóng được nhả ra mà bản chất hóa học của nókhông hề bị thay đổi

Ví dụ về hấp phụ vật lý: sự hấp phụ của than hoạt tính đối với các phân tử khí hoặc hơi CO2, C2H5OH, hydrocacbon mạch vòng…

+ Hấp phụ hóa học

• Hấp phụ hóa học là kết quả của các phản ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ

và chất hấp phụ

• Trong hấp phụ hóa học thì cấu trúc phân tử của các chất tham gia quá trình

có sự biến đổi sâu sắc do xảy ra các phản ứng hóa học Khi đó năng lượngtỏa ra nhiều khoảng 20kJ/g.mol, thậm chí có thể đến 100 đến 200kJ/g.mol,ứng với mức năng lượng của các phản ứng hóa học mạnh Do vậy, hấp phụhóa học xảy ra không có tính thuận nghịch

Ví dụ về hấp phụ hóa học: dùng Fe có xúc tác Al2O3 và K2O để hấp phụ N2

* Phương pháp hấp thụ

 Nguyên tắc của phương pháp hấp thụ

- Quá trình hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hút gọi là chất bị hấp thụ, còn chất lỏng để hút gọi là dung môi (hay chất hấp thụ), khí không bị hấpthụ gọi là khí trơ

 Nguyên lý của quá trình này có thể chia làm 3 bước:

• Bước 1: Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến

không những phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí vào trong chất lỏng màcòn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa các chất - tốc độ phản ứng của các chất

- Trong hấp thụ hóa học, chất được hấp thụ có thể phản ứng ngay với các phần tử của chính chất hấp thụ Thí dụ: amoniac hay khí sunphurơ hấp thụ vào nước:

NH 3 + H2O ⇔ NH4OH ⇔ NH4 + + OH

-SO2+ H2O ⇔ H2SO3 ⇔ H + + HSO3

Chất được hấp thụ phản ứng với các thành phần hoạt động trong chất hấp thụ (thông thường là dung dịch của các chất hoạt động) Thí dụ như hấp thụ CO2, SO2trong dung dịch NaOH:

CO2 + 2NaOH ⇔ Na2CO3 + H2O Na2CO3 + H2O + CO2 ⇔ 2NaHCO3

Với SO2 cũng có phản ứng tương tự

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ

 Ứng dụng

- Phương pháp hấp thụ thường được áp dụng trong xử lý khí thải trong các ngành công nghiệp hóa chất, nhiệt điện, thực phẩm

* Phương pháp đốt

 Nguyên tắc của phương pháp đốt

- Bản chất của phương pháp đốt cháy trực tiếp là oxi hóa các cấu tử độc hại bằngoxi, ở nhiệt độ cao (450-1.2000C) Phương pháp này được ứng dụng để loại bỏ bất

kì khí và hơi nào mà sản phẩm cháy của chúng ít độc hơn Ưu điểm của phương

pháp đốt cháy trực tiếp là thiết bị đơn giản và có khả năng ứng dụng rộng rãi, vìthành phần khí thải ít ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị đốt Phương pháp nàyđược ứng dụng rộng rãi trong sản xuất sơn, trong quá trình điều chế một số sảnphẩm hóa, điện hóa và điện tử, trong công nghiệp hóa dầu, sản xuất metanol để xử

xử lý bằng phương pháp thiêu đốt Những hợp chất nêu trên khi cháy sẽ tạo thànhcác sản phẩm cháy không hoặc ít độc hại hơn so với bản thân chúng

Ví dụ một số chất ô nhiễm và phản ứng cháy của chúng như sau :

2CO + O2 → 2CO2

2C6H6 + 7O2 → 12CO2 + 3H2O

2H2S + 3O2 → 2SO2 + H2O

 Các quá trình đốt

- Đốt bằng ngọn lửa trực tiếp: Thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp là biện pháp làm

cho khí ô nhiễm cháy trực tiếp trong không khí mà không cần cấp nhiên liệu bổsung, trường hợp chung, chỉ cần nhiên liệu để mồi lửa và để điều chỉnh khi cầnthiết

- Đốt trong buồng đốt: Thiêu đốt có buồng đốt được áp dụng rộng rãi đối với các

loại khí thải có chứa chất ô nhiễm dạng khí, hơi hoặc sol khí cháy được với nồng

độ tương đối thấp Các bộ phận chính và quan trọng của hệ thống thiêu đốt này làbuồng đốt, các vòi đốt, bộ phận điều chỉnh quá trình cháy và dụng cụ chỉ thị nhiệt

độ Buồng đốt thường có dạng hình trụ và được xây dựng bằng vỏ thép có ốp gạchchịu lửa Nhiệt độ trong buồng đốt khoảng 900oC - 1500oC Vận tốc khí trongbuồng đốt dao động trong khoảng 5 – 8 m/s và thời gian lưu lại của dòng khí trongbuồng đốt khoảng 0,2s – 0,5s Trong quá trình đốt nếu cần thiết phải cho thêmnhiên liệu phụ trợ vào buồng đốt Khi nồng độ chất cháy trong khí thải quá thấp,

nhiệt lượng cháy của nó không đủ để duy trì sự cháy, người ta thường dùng biệnpháp hâm nóng khí thải trước khi đưa vào buồng đốt

- Đốt có xúc tác: Thiêu đốt có xúc tác là một bước phát triển tiếp theo của công

nghệ xử lý khí thải trong buồng đốt Mục đích của phương pháp này là làm giảmnhiệt độ của buồng đốt, tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất xử lý

*Phương pháp xử lý sinh học :

Xử lý khí thải bằng vsv

Chương 2 Công nghệ xử lý nước

7. Các yếu tố cần lưu ý trong lựa chọn công nghệ xử lý nước và nước thải;

8. Phương pháp xử lý cơ học: song chắn rác, bể điều hòa, bể lắng;

a Song chắn rác

- Hầu hết các công trình xử lý nước thải đều có sử dụng song chắn rác Songchắn rác là hạng mục công trình xử lý sơ bộ đầu tiên nhằm ngăn giữ rác bẩnthô gồm giấy, bọc nylon, chất dẻo, cỏ cây, vỏ đồ hộp, gỗ Các loại rác này cóthể làm tắt nghẽn đường dẫn nước hoặc làm hư hỏng máy bơm Song chắn rác

là một hay nhiều lớp thanh đan xen kẽ với nhau và đặt ngang đường dẫn nướcthải.

- Đối với song chắn rác, ta có thể phân biệt:

• Theo khe hở của song chắn có 3 kích cỡ: loại thô lớn (30 - 200 mm), loạitrung bình (16 - 30 mm), loại nhỏ (dưới 16 mm )

• Theo cấu tạo của song chắn: loại cố định và loại di động

• Theo phương cách lấy rác: loại thủ công và loại cơ giới Song chắn rácthường đặt nghiêng một góc α = 45o ÷ 90o (thông thường 600 ) so với mặtphẳng ngang để tiện lợi khi vớt rác

b Bể điều hòa:

- Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chảy về trạm xử lý nướcthải, đặc biệt đối với dòng thải công nghiệp và dòng nước mưa thường xuyên daođộng theo thời gian trong ngày Khi hệ số không điều hòa k≥1,4 thì nên xây dựng

bể điều hòa để đảm bảo cho các công trình xử lý làm việc ổn định

- Có 2 loại bể điều hòa:

• Bể điều hòa chất lượng – lưu lượng: Loại bể này phải có đủ dung tích đểđiều hòa lưu lượng, chất lượng và bên trong phải có hệ thống thiết bị khuấyhoặc hệ thống sục khí để đảm bảo sự xáo trộn đều trong toàn bộ thể tích

• Bể điều hòa lưu lượng: Loại bể này đòi hỏi đủ dung tích điều hòa lưu lượng,bên trong không cần có thiết bị khuấy trộn Bể được chia thành nhiều ngăn,định kỳ có thể tháo khô từng ngăn để xúc cát và cặn lắng ra ngoài

c Bể Lắng

- Là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi nướcthải

- Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:

• Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách cácchất rắn, chất bẩn lơ lửng không hòa tan

• Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn

vi sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

- Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia thành cácloại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến

• Bể lắng ngang:Có cấu tạo giống như một bể chứa hình chữ nhật, nước chảyvào bể ở một đầu và chuyển động ở trong bể theo chiều ngang

• Bể lắng đứng: có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng Bể lắngđứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m 3 /ngàyđêm Nước thải được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lêntheo phương thẳng đứng Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơnvận tốc của các hạt lắng Nước trong được tập trung vào máng thu phíatrên.Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới

• Bể lắng ly tâm: có dạng hình tròn trên mặt bằng, đường kính bể từ 16 đến

40 m (có trưòng hợp tới 60m),chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đườngkính bể.Bể lắng ly tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn20.000 m 3 /ngđ.Trong bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể.Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng

hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc 45o Đáy bểthường được thiết kế với độ dốc i = 0,02 – 0,05.Dàn quay với tốc độ 2- 3vòng trong 1 giờ Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phíatrên

9. Phương pháp xử lý lý hóa – hóa học: lọc, trung hòa, tuyển nổi, hấp phụ, traođổi ion, keo tụ - tủa bông, oxy hóa – khử, khử trùng;

a Phương pháp tuyển nổi

- Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạngrắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng Trong một sốtrường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chấthoạt động bề mặt Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng

để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học.Ưu điểm cơ bản của phương phápnày là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn

- Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào phalỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợpbọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt

- Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí,hàm lượng chất rắn Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng µm Khi hàmlượng hạt rắn cao, xác xuất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó,

lượng khí tiêu tốn sẽ giảm Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọtkhí có ý nghĩa quan trọng

- Một số loại hóa chất như phèn nhôm, muối ferric, silicat hoạt tính có thểđược thêm vào nước thải để kết dính các hạt lại làm cho nó dễ kết với các bọt khí

và dễ nổi lên bề mặt hơn

- Một chỉ số quan trọng để tính toán cho bể tuyển nổi là tỷ lệ

- Tùy theo phương thức cấp khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực hiệntheo các phương thức sau :

• Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Floation)

• Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation)

• Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation)

- Khử các hạt keo rắn bằng trọng lượng cần theo 2 bước:

1 Trung hòa điện tích của chúng

2 Liên kết chúng lại với nhau

Quá trình trung hòa điện tích: quá trình đông tụ

Quá trình liên kết tạo thành các bông lớn hơn: quá trình keo tụ

Các chất đông tụ thường dùng: các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng.Việc lựa chọn phụ thuộc vào: tính chất hóa lý, chi phí, nồng độ tạp chất trongnước, pH, thành phần muối trong nước Hay dùng: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,

NH4Al(SO4)2.12H2O, KAl(SO4)2.12H2O, FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O trong đó Al2(SO4)3

được dùng nhiều hơn vì dễ hòa tan trong nước

Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2 → Al(OH) 3 + 3CaSO 4 + 6CO 2

Đối với các muối sắt cũng hay dùng:

FeCl 3 + 3H 2 O → Fe(OH) 3 + HCl

Và nó nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: tác dụng tốt hơn ở nhiệt

độ thấp, có khoảng pH tối ưu của môi trường rộng hơn, độ bền lớn, có thể khửđược mùi khi có H2S

2FeCl 3 + H 2 S → 2FeCl 2 + S + 2HCl

Nhược điểm: tạo các phức hòa tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt vớimột số hợp chất hữu cơ Ví dụ Fe4[Fe(CN)6]3 có màu xanh đậm, Fe(CNS)3 có màu

đỏ trong môi trường axit…

Để tăng hiệu quả keo tụ cho thêm chất trợ keo như PAC, PAA, diosilic(xSiO2.H2O)

c,Lọc

- Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thểloại được bằng phương pháp lắng Quá trình lọc ít khi dùng trong xử lý nước thải,thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý đòi hỏi có chất lượng cao

- Để lọc nước thải, người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Thiết

bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc giánđoạn và lọc liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong ; theo ápsuất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp suất 0,085 Mpa), lọc áp lực (từ 0,3đến 1,5MPa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng

- Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không cần sử dụng cácthiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt Vật liệu lọc cóthể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc