ĐỀ CƯƠNG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG 1, đặc điểm của nguồn nước mặt , nước ngầm, các dây truyền xử lý nước mặt nước ngầm điển hình: 1.1, đặc điểm của nguồn nước mặt và dây chuyển xử lý: + nước mặt có nguồn gốc từ dưới sâu mà sự xuát hiện của nó tạo nên sông, suối, ao, hồ… + nước mặt có thể đc chứa vào các bể chứa tự nhiên hoặc nhân tạo. Việc dự trữ nước mặt tại các bể chứa, đập để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong đó có xử lý nước sinh hoạt + đặc điểm: • Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào bản chất của đất mà nước chảy qua đến các nơi chứa • Trong nước mặt thường xuyên tồn tại các chất khí hòa tan • Nước mặt có nồng độ lớn các chất rắn lơ lửng đặc biệt là trong dòng chảy • Trong nước mặt có mặt các chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, tồn tại các sinh vật nổi trong nước • Nguồn nước mặt thay đổi theo ngày, thay đổi theo mùa, sự thay đổi của khí hậu và của thực vật ảnh hưởng đến chất lượng và trữ lượng của nguồn nước + công trình sơ đồ xử lý nước mặt hàm lượng cặn ≤ 2500 mgl • Song chắn rác → TBI → bể phản ứnglắng → bể lọc nhanh → bể chứa → Chất keo tụ → bể trộn khử trùng hàm lượng cặn > 2500mgl • TBI → lắng sơ cấp → bể phản ứnglắng → bể lọc nhanh → bể chứa → Bể trộn khử trùng 1.2 đặc điểm của nguồn nươc ngầm và dây chuyền xử lý: + nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng khóa và cấu trúc địa tầng của nguồn nước ngầm + nước ngầm còn có một số đặc trưng sau: độ đục thấp không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí CO2, H2S,… chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie,… không có hiện diện của vi sinh vật +) dây chuyền xử lý nước ngầm 1) TBI → giàn mưa → bể lắng tiếp xúc → bể lọc nhanh → bể chứa → hoặc thông quạt gió khử trùng 2) TBI → phun mưa trên → bể lọc nhanh → bể chứa → Mặt bể lọc khử trùng  

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

1, đặc điểm của nguồn nước mặt , nước ngầm, các dây truyền xử lý nước mặt nước ngầm điển hình:

1.1, đặc điểm của nguồn nước mặt và dây chuyển xử lý:

+ nước mặt có nguồn gốc từ dưới sâu mà sự xuát hiện của nó tạo nên sông, suối, ao, hồ…

+ nước mặt có thể đc chứa vào các bể chứa tự nhiên hoặc nhân tạo Việc dự trữ nước mặt tại các bể chứa, đập để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong đó có xử lý nước sinh hoạt

+ đặc điểm:

• Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào bản chất của đất mà nước chảy qua đến các nơi chứa

• Trong nước mặt thường xuyên tồn tại các chất khí hòa tan

• Nước mặt có nồng độ lớn các chất rắn lơ lửng đặc biệt là trong dòng chảy

• Trong nước mặt có mặt các chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, tồn tại các sinh vật nổi trong nước

• Nguồn nước mặt thay đổi theo ngày, thay đổi theo mùa, sự thay đổi của khí hậu

và của thực vật ảnh hưởng đến chất lượng và trữ lượng của nguồn nước

+ công trình sơ đồ xử lý nước mặt

1.2 đặc điểm của nguồn nươc ngầm và dây chuyền xử lý:

+ nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng khóa và cấu trúc địa tầng của nguồn nước ngầm

+ nước ngầm còn có một số đặc trưng sau:

- độ đục thấp

- không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí CO2, H2S,…

- chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie,…

- không có hiện diện của vi sinh vật

+) dây chuyền xử lý nước ngầm

1) TBI → giàn mưa → bể lắng tiếp xúc → bể lọc nhanh → bể chứa → hoặc thông quạt gió

khử trùng

2) TBI → phun mưa trên → bể lọc nhanh → bể chứa →

Mặt bể lọc

khử trùng

2, nguyên lý của quá trình keo tụ, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ Phạm vi?

2.1 Nguyên lý:

+) trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù có kích thướclớn (γ > 1.10-2), còn các dạng ở keo không thể lắng được Ta có thể tăng kích cỡ của các hạt nhờ tác dụng hỗ giữa các hạn phân tán liên kết vào các tập hợp hạt có thể lắngđược

+) quá trình keo tụ tạo bông xảy ra qua hai giai đoạn:

- bản thân chất keo tụ phát sinh thủy phân, quá trình hình thành dung dịch keo và ngưng tụ

- trung hòa hấp thụ lọc các tập chất trong nước

+) những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm trong H2O sẽ hút các ion dương tạo ra hailớp điện tích dương bên ngoài liên kết lỏng lẻo dễ dàng bị trượt ra, như vật điện tích

âm của hạt bị giảm xuống

2.2 các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình keo tụ

+) quá trình keo tụ phụ thuộc vào hai cơ chế chính là trung hòa diện tích và hấp phụ tạo cầu nối Chính vì vậy mà các yếu tố nào ảnh hưởng đến hai quá trình đó đều ảnh hưởng đến quá trình tạo bông

- 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

- Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn được thải ra ngoài theo chu kỳ bằng ống và van xả cặn

Nguyên lí hoạt động:

- Nước chảy vào bể ở một đầu và chuyển động ở trong bể theo chiều ngang, tốc

độ 5-10 m/s

- Chiều sâu công tác của bể có thể từ 2-3,5 m

- Bể lắng ngang thích hợp cho các trạm có công suất lớn trên 30.000 m3/ngd

- Sau khi qua khu vực lắng nước sẽ tiếp tục di chuyển đến máng thu nước ở khu vực đầu ra

- Tại đây lượng cặn nổi cũng một phần giữ lại nhờ màng thu chất nổi, còn lượng nước sau khi lắng cặn sẽ tới màng thu và theo ống thoát nước dẫn ra ngoài chứa bị cho quá trình lọc

- Cặn lắng sẽ được thu gom lại tại vùng chứa cặn và được xả ra ngoài theo ống

xả cặn

3.3 Bể lắng ly tâm:

Nguyên lí hoạt động:

- Nước cần xử lí theo ống trung tâm vào ngăn phân phối theo ống dẫn nước vào

- Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài, ở đây cặn được lắng xuống đáy, nước trong thì được thu vào máng vòng hệ thống cào bùn, và theo đường ống dẫn nước sang bể lọc

- Để thu bùn thì có thiết bị gạt bùn,các hạt bùn dưới tác động đã được thu vào phía bên dưới và được ra bên ngoài từ ống xả cặn

Phạm vi: nguồn nước có hàm lượng cặn cao > 2000mg/l, với công suất ≥ 30.000 m3

/nd

3.4 Bể lọc nhanh

Sơ đồ

Nguyên lí hoạt động:

- Khi lọc: nước được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa về bể chứanước sạch

- Khi rửa: nước rửa do bơm hoặc đài phun nước cung cấp, qua hệ thống phân phối rửa nước lọc, qua lớp sỏi lọc, lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vàománg thu nước rửa, thu về máng tập trung, rồi được xả ra ngoài theo mướng thoát nước

4 Thành phần, tính chất của nước thải Các yếu tố lựa chọn công nghệ xử lý nước thải Sơ đồ điển hình dây chuyền xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

4.1 Thành phần và tính chất

Nước thải bao gồm các thành phần lý học, hóa học và sinh học

- Nước thải chứa các chất rắn có kích thước khác nhau

- Ngoài các hạt nhỏ, nước thải còn chứa các hạt sỏi cát lớn, các mẫu sau, hoa quả, vải, giấy vụn

- Các chất bẩn trong nước thải bao gồm: chất hữu cơ bẩn, vô cơ, vsv và sinh vật

- Nước thải có chứa một lượng lớn các loại vi khuẩn, trong đó có cả vi khuẩn gây bệnh có lợi…

Tính chất vật lý:

- Màu : nước thải mới có màu nâu sáng, tuy nhiên thường là màu xám có vẩn đục màu sắc của nước thải sẽ thay đổi đáng kể nếu như bị nhiễm khuẩn

- Mùi: có trong nước thải là các khí sinh ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ

- Nhiệt: cao hơn so với nước sạch ban đầu, do có sự gia tăng nhiệt vào nước thuộc các đồ dùng trong gia đình và máy móc sản xuất

- Lưu lượng: m3/ngày người, lưu lượng nước thay đổi theo ngày

4.2 Các yếu tố lựa chọn công nghệ xử lý nước thải

- Công suất của trạm xử lí

- Thành phần và đặc tính của nước thải

- Mức độ xử lý cần thiết nước thải

- Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận tương ứng

- Phương pháp sử dụng cặn với khả năng tận dụng các công trình có sẵn

- Đặc điểm mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng

- Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý, chi phí đầu tư xây dựng,quản

lí, vận hành và bảo trì

- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác

4.3 Sơ đồ xử lý nước thải

Đây là dây truyền xử lý nước thải Song chắn rác là hạng mục công trình đầu tiên

được đặt ở những kênh dẫn nước trước khi đi vào trạm xử lý Có tác dụng giữ lại các loại rác thô(giấy, bọc nilon,…) để đám bảo các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo tránh làm tắc nghẽn đường dẫn nước hoặc làm hư hỏng máy bơm

Nước được chuyển đến bể lắng cát ngangcó tác dụng loại bỏ hạt cặn vô cơ có kích

thước hạt <0,2 mm như cát sỏi, đá dăm,… tránh làm ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống Bể lắng cát thường được đặt ngay phía sau song chắn rác và phía trước bể điều hòa

Nước được tiêp tục đưa sang bể điều hòa lưu lượng và chất lượng để khắc phục các

vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và tải lượng dòng vào Giảm bớt sự giao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải, tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải, ổn định lưu lượng nước, chất lượng nước sau xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể được cải thiện Vị trí bể điều hòa thông thường được đặt ngay sau bể lắng cát

và trước bể lắng sơ cấp

Nước tiếp tục được đưa đến bể lắng sơ cấpđứng dùng để giữ lại các chất hữu cơ

không tan trong nước trước khi cho nước thải vào các bể xử lý sinh học, loại bỏ các chất rắn có khả năng lắng và các chất nổi

Nước chuyển sang bể xử lý kỵ khí ( UASB, bể lọc kỵ khí,…) Xử lý kỵ khí là

phương pháp sử dụng các vsv kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy UASBtạo ra các loại bùn hạt có mật độ vsv cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng Bể lọc kỵ khí là một cột chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ trong nước thải Nước thải tiếp xúc với vật liệu trên đó có vsv kỵ khí sinh trưởng và phát triển

Nước tiếp tục được xử lý bằng cách đưa qua bể xử lý hiếu khí (aerotank, đĩa sinh

học…) Bể bùn hoạt tính hiếu khí (aerotank) với vsv sinh trưởng lơ lửng, quá trình

phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Đĩa sinh học được ngập trong nước 1 phần và quay chậm tạo ra 1 lớp màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và khí quyển để hấp thụ oxy và đảm bảo cho vsv tồn tại trong điều kiện hiếu khí

Nước được đưa qua bể lắng thứ cấp đứngdùng để lắng bùn thải từ quá trình xử lý

bằng vsv

Cuối cùng nước được khử trùngbằng các chất như Clo, ozon,… tia tử ngoại, sóng

siêu âm,… giúp tiêu diệt các vi khuẩn, vi rút gây bệnh nhưng không tiêu diệt hoàn

toàn được các vsv như tiệt trùng

Sau khi hoàn thành công đoạn khử trùng nước được đưa sang bể chứa nước sạch

Xử lí nước cấp

Nguồn nước được lấy từ hồ hoặc sông đi qua song chắn rác được đặt ở những kênh

dẫn nước trướchi đi vào trạm xử lí Song chắn rác có tác dụng giữ lại các loại rác thô

đảm bảo cho các thiết bị và coong trình xử lí tiếp theo vì các loại rác này có thể làm

tắc nghẽn đường dẫn ống nước hoặc làm hư hỏng máy bơm

Sau khi loại bỏ rác, ta cho vào lắng sơ bộ

Nước tiếp tục chuyển sang bể keo tụ, để tạo ra các bông cặn có kích thước lớn hơn và

có thể lắng xuống hoặc lọc được thông qua phương pháp nhờ các chất keo tụ

Sau đó, nước được chuyển sang bể lắng, có tác dụng giữ lại các chất hữu cơ không

tan, loại bỏ chất có khả năng lắng

B ể

Bể xử lý kị khí (UASB, bể lọc

kỵ khí….)

Bể lắng sơ cấp đứng

Bể chứa nước sạch

Khử trùng

Sau đó lại được chuyển vào bể lọc vì tại bể lắng chưa loại bỏ được hết các vi sinh vật

và cặn Ở đây, 1 phần vi sinh vật và cặn sẽ được loại bỏ, tuy nhiên hiệu quả không cao

Đối với nước cấp cần thêm các chất khử trùng như clo, ozon,… ngoài ra có thể sử dụng tia tử ngoai, sóng siêu âm,… Từ đó, giúp tiêu diệt các vi khuẩn, virut,… gây ra dịch tả, sỏi,… nhưng kotiêu diệt hoàn toàn các vsv như tiệt trùng

Sau đó được đưa đến bể chhứa nước sạch và cấp nước

Xử lí nước ngầm

Nguồn nước ngầm đi vào được đi qua làm thoáng để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, Mn2+ thành Mn4+ trong nước ngầm

Nước tiếp tục chuyển sang bể keo tụ, để tạo ra các bông cặn có kích thước lớn hơn và

có thể lắng xuống hoặc lọc được thông qua phương pháp nhờ các chất keo tụ

Sau đó, nước được chuyển sang bể lắng, có tác dụng giữ lại các chất hữu cơ không tan, loại bỏ chất có khả năng lắng

Sau đó lại được chuyển vào bể lọc vì tại bể lắng chưa loại bỏ được hết các vi sinh vật

và cặn Ở đây, 1 phần vi sinh vật và cặn sẽ được loại bỏ, tuy nhiên hiệu quả không cao

Đối với nước cấp cần thêm các chất khử trùng như clo, ozon,… ngoài ra có thể sử dụng tia tử ngoai, sóng siêu âm,… Từ đó, giúp tiêu diệt các vi khuẩn, virut,… gây ra dịch tả, sỏi,… nhưng ko tiêu diệt hoàn toàn các vsv như tiệt trùng

Sau đó được đưa đến bể chhứa nước sạch và cấp nước

5 Trính bày sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc, ứng dụng của bể lắng đợt 1,

bể UASB, bể aerotank, bể lọc sinh học trong xử lý nước thải.

5.1 Bể UASB

+ Sơ đồ:

+ Ứng dụng

- UASB là phương pháp xử lý nước thải bằng biệm pháp sinh học kỵ khí

- Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao, COD= 15000mg/l

- Hiệu suất sử lý COD có thể đến 80%

- Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống

- Hệ thống sử lý kỵ khí sử dụng rất ít năng lượng trong quá trình vận hành

+ Nguyên lý hoạt động

- Nước thải được phân phối từ dưới lên trên, qua lớp bùn kỵ khí trong đó nước thải sẽ được phân phân phối từ dưới lên và được khống chế lượng nước phù hợp(V<1m/h)

- Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua các lớp bùn kỵ khí, tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ bởi các vsv Hệ thống pha tách phía trên bể làm nhiệm vụ pha rắn lỏng khí, qua đó các khí bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau xử lý sẽ men theo máng lắng chảy qua công trình

xử lý tiếp theo

5.2 Bể Aerotank

+ Sơ đồ:

+ Nguyên lý hoạt động

- Quy trình xử lý nước thải bằng bể trải qua 3 giai đoạn

- Giai đoạn 1: tốc độ oxy hóa xác định bằng tốc độ tiêu thụ oxy

- Giai đoạn 2: Bùn hoạt tính phục hồi khả năng oxy hóa, đồng thời oxy hóa tiếp những chất hữu cơ chậm oxy hóa

- Giai đoạn 3: Giai đoạn nito hóa và các muối amoni

+ Ứng dụng: xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, SO2, NH3, N2,… dựa trên cơ sở hoạt động của vsv để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm

6.Trình bày sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động,phạm vi áp dụng của buồng lắng bụi cyclon , lọc bụi tĩnh điện và lọc bụi bằng p2 ướt

*Khí thải

-Thành phần:

-Kích cỡ: từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường, thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong không khí Kích thước của hạt bụi δ được hiểu là kích thước hay độ dài của hạt

-Phân loại:

Bụi thô, cát bụi (grit): kích cỡ δ >75μm

Bụi (dust): các hạt chất rắn, kích thước nhỏ hơn bụi thô (5-75μm) được hình thành từ các quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập

Khói (smoke): các hạt vật chất gồm là rắn hoặc lỏng tạo ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tự, kích cỡ δ =1-5μm

6.1 Buồng lắng bụi cyclone

+sơ đồ cấu tạo

-cyclon là thiết bị hình tròn có miếng dẫn khí vào ở phía trên không khí và xyclon sẽ chảy xoáy theo hướng xoắn ốc dọc bề mặt trong của vỏ hình trụ.

+Phạm vi áp dụng

-Lọc các loại bụi có tỷ trọng và kích thước lớn như: bụi gỗ, xi măng,gach men , bụi thép,…bụi không bám dính

6.2 lọc bụi tay áo

+sơ đồ cấu tạo

-Hệ thông hút lọc bui công nghiệp dạng tay áo sử dụng thiết bị lọc tay áo gồm nhiều ống áo liên kết và bản đáy đục lỗ tròn bằng đường kính tay áo hoặc lồng vào khung

và cố định một đầu vào bản đục lỗ

+Nguyên lý hoạt động

-Khí cần lọc được đưa vào phếu chứa bụi rồi theo các túi vải từ trong ra ngoài hoặc từ

-Nồng độ bụi còn lại khí lọc vải là 10-50mg/m3 .Người ta tiến hành hoàn nguyên bằngcách rung để rũ bụi kết hợp với thải ngược khí từ ngoài vào trong ống tay áo hoặc phụt không khí nén kiểu xung lực để kk từ trong ra ngoài ống tay áo

+ứng dụng khắc phục tình trạng ô nhiễm bụi phát sinh trong quá trình sản xuất

6.3 Lọc bụi bằng pp tĩnh điện

+sơ đồ cấu tạo

-gồm có: vỏ thiết bị, các điên cực, cơ cấu rũ bụi,…

-Võ thiết bị có cấu tạo dạng hình hộp chữ nhật được chế tạo bằng thép hàn với nhau tạo nên buồn lắng bụi

-điện cực: hai bản cực có cấu tạo khác nhau

-cơ cấu rũ bụi là các cánh búa được lắp trên một trục và nối với động cơ quay lắp trênđỉnh lọc bụi

+nguyên lý hoạt động

-Dòng khí lẫn bụi được đưa vào lọc bụi và qua tấm phân khí, khí được phân đều ra và

đi vào khoảng không gian giữa hai bản cực

-Hai hệ thống bản cực này được cung cấp điện áo một chiều để tạo ra từ trường mạnhlàm ion hóa mãnh liệt khí

-các ion có xu hướng di chuyển về các điện cực trái dấu, dòng khí mang những hạt bụi đi vào không gian giữa hai bản cực bị các ion bám dính lên bề mặt các hạt bụi dính điện chi các hạt bụi, các hạt bụi tích điện sẽ di chuyển về các điện cực trái dấu.-sau một thời gian hệ thống búa gõ sẽ hoạt động gõ vào các điện cực làm rơi bụi Bụi lắng xuống các phễu hứng ở đáy lọc bụi và được tháo ra ngoài vào xích cào vận chuyển thu hồi.

+Phạm vi áp dụng

-sử dụng trong công tác vạn hành thiết bị tại chỗ và những cá nhân khi làm công việc

có liên quan đến thiết bị này

-Dây truyền lò quay công suất 2500 tấn clinker/ngày

-bao gồm các bộ phận:

+bộ phận phân phối nước vào bể

+vùng lắng cặn+hệ thống thu nước sau lắng

+hệ thống thu xả cặn

-bể thường có mặt bằng hình vuông hoặc tròn, thường được kết hợp với bể phản ứng

- bao gồm 2 vùng:

+vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hìnhhộp ở trên

+vùng chứa, nén cặn có dạng hình côn

ở phía dưới, cặn được cặn được đua ra ngoài theo chu kỳ bằng ống qua van xả cặn

Nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên, các hạt cặn chuyển động theo chiều ngược lại

Máng thu cặn Thu cặn có thể lấy bằng ống

Thời gian lưu 1 -> 2h Khoảng 45 -> 120 phút

Ứng dụng Áp dụng khi công suất lớn

cùng có thể làm nhiều hố thu cặn dọc theo

chiều dài của bể hiệu suất cao hơn

Thuận tiện trong công tác xả cặn, ít diện tích xây dựng