Phần 1: Công nghệ xử lý môi trườngCâu 1: PT, ss ưu nhược điểm và p/vi ứd của các loại công trình x/lý n/thải : bể lắng đứng , ngang, ly tâm, công trình sinh học hồ sinh học, bãi lọc ngập
Trang 1Phần 1: Công nghệ xử lý môi trường
Câu 1: PT, ss ưu nhược điểm và p/vi ứd của các loại công trình x/lý n/thải : bể lắng (đứng , ngang, ly tâm), công trình sinh học (hồ sinh học, bãi lọc ngập nước, biofin, aeroten, UASB), công trình xử lý bùn Ứng dụng đề xuất hệ thống xử lý nước thải cho một nhà máy cụ thể, phân tích lý do lựa chọn các công trình của hệ thống.
- Nc chảy theo phương
ngang từ đầu tới cuối
theo máng phân phối
- Nước chảy từ dưới lên,theo máng => ốngtrung tâm, sau khi rakhỏi nước thải va vàotấm chắn và thay đổihướng đứng sangngang rồi dâng lêntheo thân bể Nc đãlắng trong tràn quamáng thu ra ngoài
Cặn thì ngược lại
- Vc 0,5-0,6m/s
- (t)lưu nước 45-120 p
- Bể tròn, đường kính 40m Nước chảy từ trungtâm ra thành bể or ngượclại được thu vào máng tậptrung rồi dẫn ra Cặn đáyđưa ra ngoài bằng hệthống gạt
16 Thời gian lưu nước 85-90phút
- Chiều sâu nước chảy 5m
1,5 Hiệu suất lắng 60%
Ưu - Gọn, có thể làm hố thu
cặn ở đầu bể or dọctheo chiều dài bể
- Thuận tiện trongcông tác xả cặn
- tốn ít diện tích
- Bể hướng tâm có hiệusuất lắng cao
- Hạn chế cặn trong mángthu nước
Nhược - Giá thành cao
- Thích hợp trạm cóQ>20.000m3/ngày, cóthể kết hợp với ngăn tạobông ở trung tâm bể
1.2 Công trình sinh học
Bể UASB
Trang 2- Bể xd bằng bê tông cốt thép, hình chữ nhật NT vào từ đáy, chảy ngược lên qua lớp đệmbùn(tạo bởi sinh khối+VK) Chất h/cơ bị p/hủy tại đây Khí tạo thành (CH4, CO2)kéo các hạtbùn nổi lên, va vào bộ tách pha rắn-khí, bọt khí được giải phóng, cặn rơi lại lớp đệm.
- Quá trình kỵ khí xảy ra qua 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.
+ Giai đoạn2: Axít hóa
+ Giai đoạn 3: Methane hóa Chuyển từ sản phẩm đã methane hóa => khí (CH4 và CO2) =
nhiều loại vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt
- Là ao hồ có nguồn gốc tự nhiên or nhân tạo Lợi dụng qt tự làm sạch của hồ VSV sd oxy sinh
ra từ rêu tảo trong qt quang hợp cũng như oxy từ kk để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lạitiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự p/huỷ, oxh các chất h/cơ bởi vsv
- Để hồ hđ bình thường cần phải giữ giá trị pH và to tối ưu To ko được thấp hơn 60C
- Vận tốc dòng chảy nhỏ
- Các cơ chế xử lý nước thải chính của hồ sinh học như sau:
Sức chứa của hồ cho phép hồ hấp phụ được cả độ sốc tải lượng hữu cơ lẫn tải lượngthủy lực của nước thải đầu vào;
Lắng sơ bộ nước thải, theo đó các chất lơ lửng sẽ trầm tích xuống đáy hồ;
Xử lý các chất hữu cơ trong nước thải bằng các vi khuẩn ôxy hóa hiếu khí (trong điềukiện có ôxy tự do) và lên men kỵ khí (trong điều kiện không có ôxy)
- Các quá trình lên men kỵ khí và ôxy hóa hiếu khí như sau:
Lên men kỵ khí gồm 2 giai đoạn:
+ GĐ 1:chất hữu cơ thối rữa, VK lên men => sinh khối mới +SP trung gian: axit hữu cơ
o CHC tế bào VK mới + hỗn hợp axit hữu cơ (nhờ Vi khuẩn)
+ GĐ 2: phân hủy chất hữu cơ của GĐ 1 nhờ các loại VK => CH4 và SP đơn giản khác.Hỗn hợp axit hữu cơ vi khuẩn tế bào VK mới +CH4 +CO2 +H2O +NH3, v.v
Ôxy hóa hiếu khí có thể biểu diễn bằng các quá trình đơn giản như sau:
Chất hữu cơ + O2 vi khuẩn tế bào VK mới + H2O + CO2 + PO43- + NH3,v.v…
- Theo bản chất qt sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại:
Trang 3+Hồ sv hiếu khí: Qt xử lí n/thải xảy ra (.) đk đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng
và nhờ quang hợp của tảo or hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấpkhí Độ sâu của hồ sv hiếu khí ko lớn từ 0,5-1,5m
+Hồ sv tuỳ tiện: Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m, trong hồ sv tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có
thể diễn ra 2 qt: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn h/cơ Trong hồ sv tùytiện vk và tảo có qhệ tương hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất
+Hồ sv yếm khí: Có độ sâu > 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vk kỵ khí bắt
buộc và kỵ khí ko bắt buộc Các VSV này tiến hành hàng chục pứ hoá sinh học để p/huỷ vàbiến đổi các hợp chất h/cơ phức tạp thành những chất đơn giản, dễ xử lý Hiệu suất giảmBOD là 70% Tuy nhiên n/thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủyếu áp dụng cho x/lý n/thải CN rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc
- N/thải và bùn hoạt tính sau khi qua bể Aeroten cho qua bể lắng đợt 2 Ở đây bùn lắng 1 phầnđược đưa trở lại bể Aeroten, phần khác đưa tới bể nén bùn
- Thực chất qt cử lý n/thải bằng bể Aerotank vẫn qua 3 giai đoạn:
+Gđ 1: tốc độ oxh xác định = tốc độ tiêu thụ oxi Ở gđ này bùn hoạt tính hình thành và pt.Thời gian này cần cung cấp 1 lượng oxi lớn để VSV sinh trưởng và pt
+Gđ 2: VSV pt ổn định và mức độ tiêu thụ oxi cũng ở mức gần như ít thay đổi (chất h/cơ ở
gđ này bị p/hủy nhiều nhất
+Gđ 3: là gđ nitrat hóa các muối amon (tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên)
- Hiệu xuất đạt 85-95%BOD; …
Bể Biofin
- Hình tròn hay hình chữ nhật Nhằm p/hủy các vật chất h/cơ (.) n/thải nhờ qt ôxh diễn ra trên
bề mặt vật liệu tiếp xúc (giá thể cho vsv sống bám)
- Cấu tạo: có lớp vật liệu tiếp xúc không ngấm nước
+Các lớp v/liệu có độ rỗng và d/tích t/xúc trong 1 đ/vị thể tích là lớn nhất (.) đk có thể;
+N/thải từ dưới đáy đến lớp v/liệu chia thành các dòng or hạt nhỏ chảy thành lớp mỏng quakhe hở v/liệu lọc, đồng thời t/xúc với màng sinh học ở trên bề mặt v/liệu và được làm sạch
do VSV của màng p/hủy hiếu khí các chất h/cơ trong nước
+Những màng vi sinh đã chết sẽ cùng nước thải ra khỏi bể được giữ ở bể lắng 2
- Vật liệu lọc: than đá cục, đa ong…
Trang 4- Kích thước của vật liệu lọc < 25-30mm và tải trọng tưới nước nhỏ 0.5-1m3/(m3.VLL)
- Khoảng cách từ vòi phun tới bề mặt vật liệu: 0.2-0.3m
- G/trị BOD của n/thải sau khi làm sạch đạt tới 10÷15mg/l với Q n/thải ko quá 1000 m3/ngđ
Bãi lọc ngập nước
Hệ thống này giống như những đầm lầy tự nhiên Nó có 1 lớp đất sét tự nhiên or nhân tạo orlớp chống thấm dưới đáy để chống rò rỉ Trên lớp chống thấm là lớp đất or chất liệu phù hợpcho sự sinh trưởng của các loài TV đầm lầy
N/thải với độ sâu tương đối nhỏ chảy theo phương ngang qua bề mặt lớp đất Cấu tạo của hệthống thường được sd với dạng kênh hẹp và dài, độ sâu của nước nhỏ, vận tốc chảy nhỏ vùngvới sự có mặt của các loài TV, tạo đk cần thiết cho chế độ gần như dòng chảy đẩy
Bể UASB: - Vận hành đơn giản
- Giảm lượng bùn sinh học
- Ko tốn nhiều NL cho việc cấp khí
- Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao ,lượng bùn sản sinh ko nhiều giảmchi phí xử lý
- Loại bỏ chất h/cơ với lượng lớn,hiệu quả
- Xử lý BOD trong khoảng 600 –150.000 mg/l đạt từ 80-95%
- Có thể x/lý 1 số chất khó p/hủy,chất độc hại tốt
- Chịu được tải trọng cao hơn bểAerotank
- Tạo ra khí có ích là CH4
- ít tốn diện tích; K0 cần v/liệu bámcho vsv
- Thời gian khởi độnglâu
- Quá trình tạo bùnhạt tốn nhiều thờigian khó kiểm soát
- Cần nhiệt độ khácao
- Lượng khí sinh ra ko
ổn định
- Xử lý ko hiệu quảkhi nồng độ BODthấp.,
X/lý nước thảisinh hoạt, nước
nghiệp vớinồng độ COD
từ cao đếnthấp, thậm chí
cả nước thải cóchứa các chấtđộc hại
Hồ sinh
học: - Chi phí đầu tư thấp
- Vận hành đơn giản
- Có khả năng làm giảm các VSV ônhiễm, gây bệnh tới mức thấp
- Kết hợp nuôi cá, trồng tảo
- Khó điều chỉnh qt
xử lý do phụ thuộcvào tự nhiên
- diện tích lớn
- Thời gian xử lý dài
- Gây mùi khó chịu
Phù hợp vớivùng khí hậunhiệt đới, xử lýnước thải SHcác khu dân cưvừa và nhỏ
- Tốn năng lượng ( sdmáy bơm bùn vàmáy thổi khí
- chi phí đầu tư cao,cần được bảo dưỡng
- X/lý n/thải
lượng chấth/cơ cao(nhà máy bia,nhà máygiấy)
Trang 5Nước thải
Đv thu gom
Máy thổi khí
Ống dẫn nước Ống dẫn bùn
Ống dẫn bùn tuần hoàn Ống dẫn nước tuần hoàn
Máy ép bùn
thường xuyên
Bãi lọc ngập nước - Vận hành đơn giản
- Chi phí đầu tư thấp
dã và HST trong đó
- Nước thảicông nghiệpcũng có thể
sử dụng nếuchúng taloại bỏ các
chất độc hại
Bể Biofin - Đơn giản trong vận hành
- Chịu được biến động lớn về tảilượng ôn; vận hành ở tải trọng cao
H/quả cao với n/thải có nồng độ
- (t) lưu bùn cao (khoảng 100 ngày)
- Ko điều khiển đượcsinh khối của bể lọc
- Sự tích lũy cặn trênlớp v/liệu lọc có thểlàm tắc lớp VLL
- Tốc độ làm sạch bịhạn chế bởi quá trìnhkhuếch tán
- Dùng để xử
lý nước thải
đô thị vànước thảicông nghiệp
1.3 Đề xuất hệ thống x/lý n/thải cho nhà máy chế biến thủy sản công suất 1000m 3 /ngày
Thông số đầu ra với nước không dùng cho mục đích sinh hoạt
Chỉ tiêu Đầu vào QCVN 11:2008 (cột
Trang 6 Thuyết minh quy trình công nghệ
N/thải qua SCR được tách bỏ 1 phần rác có kích thước lớn, rác từ đây được thu đem chônlấp, thải bỏ N/thải chảy qua bể lắng cát N/thải được lấy qua máng thu và bơm lên bể điềuhòa, có gắn hệ thống thổi khí và cánh khuấy để ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh sự lắngcặn trong bể Sau đó, n/thải được bơm đến bể lắng đứng 1 để tách 1 phần chất h/cơ dễ lắng.Nước tiếp tục được đưa đến bể UASB để xử lý kỵ khí Nước sau khi qua công trình này tiếptục được xử lý hiếu khí tại aerotank, rồi chảy tràn qua bể lắng đợt 2 Bùn thu được từ bể lắngđợt 2 là bùn hoạt tính, 1 phần được bơm tuần hoàn lại bể aerotank, phần còn lại được bơm qua
bể chưa bùn tiếp tục xử lý Nước được khử trùng bằng Clo, đạt QCVN 11:2008 cột B trướckhi thải ra nguồn tiếp nhận
Bùn thải ra ở bể lắng 1, bể UASB, bể lắng 2 sẽ được bơm qua bể nén bùn để tách ẩm, giúpgiảm tải lượng đáng kể Lượng bùn sau đó được đưa qua máy ép bùn để có thể tách nước tớimức tối đa, lượng bùn sau khi ép có thể sử dụng bón cho cây trồng hoặc đem chôn lấp Nước
ép thu từ bể nén bùn, máy ép bùn được tuần hoàn lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý
- Thường được sử dụng, do nó phù hợp với điều kiện khí hậu ở các nước nhiệt đới
- Vận hành tương đối đơn giản
- Phù hợp cho các loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao
- Chi phí đầu tư thấp; Không sử dụng hóa chất
- Nồng độ cặn khô từ 20%-30%
- Rất nhạy cảm với các hợp chất gây ức chế; Thời gian làm khô bùn dài
- Thời gian vận hành khởi động dài (3 – 4 tháng)
Trang 7- Trong một số trường hợp cần xử lý thứ cấp để giảm sự sinh mùi.
- Hoạt động không phụ thuộc vào điều kiện môi trường và thời tiết
Phân tích lý do lựa chọn công trình của hệ thống
SCR và bể lắng cát giúp giảm lượng rác thô trước khi đi vào các công trình sau
Bể điều hòa được sd giúp ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh sự lắng cặn và p/hủy kỵ khí,phục vụ tốt hơn cho qt lắng ở bể lắng 1
Bể lắng đứng 1 được lựa chọn do tốn ít diện tích, vận hành dễ, chi phí thấp, tách các chấtrắn không hòa tan, phù hợp với các công trình xử lý tiếp theo
Những năm gần đây UASB được ứd rộng rãi hơn các công nghệ khác do nguyên lý qt đượcxem là thuận tiện và đơn giản nhất UASB có khả năng xử lý nước thải hữu cơ với tải trọngcao, nhưng ít tốn NL Hiệu quả x/lý cao từ 60-90%theo COD; lượng bùn sinh ra ít; Có k/n giữbùn lâu và ít thay đổi hoạt tính khi không hđ Những hạn chế trong qt vận hành UASB có thể
dễ dàng khắc phục bằng các pp xử lý sơ bộ Tính kinh tế cũng là một ưu điểm của UASB
Cơ sở lựa chọn UASB: so sánh giữa các phương pháp xử lý kỵ khí
Phân hủy kỵ
khí xáo trộn
hoàn toàn
Thích hợp n/thải có hàm lượng SS cao;
đảm bảo tính chất nước thải (vật chất,
pH, nhiệt độ) đồng đều trong thiết bị
Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp;
Thiết bị đơn giản chiếm ít diện tích;
Phù hợp cho các loại n/thải có hàmlượng COD từ thấp – cao; có thể đạtđược tải trọng rất cao
Không phù hợp với loại nước thải
có hàm lượng SS cao
So sánh giữa các phương pháp xử lý hiếu khí.
- Sd phương pháp xử lý = vi sinh
- Quản lý đơn giản
- Cần có thời gian nuôi cấy VSV
- Quản lý đơn giản
- Cần có thời gian nuôi cấy VSV, hìnhthành màng VSV
- Khó khống chế các thông số vận hành
- Tốn vật liệu lọc
- Lấy không khí từ tự nhiên, không càn hệthống cấp khí
Trang 8hoạt động
- Phải có chế độ hoàn lưu bùn về bể
Aerotank
- Không gây ảnh hưởng tới MT
- Hiệu quả xử lý COD, BOD, SS khi ra khỏi
bể tốt hơn bể lọc sinh học
- Không càn chế độ hoàn lưu bùn
- Đ/với k/hậu nóng ẩm, về mùa hè nhiềuloại ấu trùng nhỏ có thể xâm nhập pháhoại bể; ruồi muỗi sinh sôi ảh tới côngtrình và MT
- Hiệu quả xử lý COD, BOD, SS khi rakhỏi bể kém hơn bể Aerotank
Bể lắng 2: đặt sau công trình xử lý sinh học để lắng cặn vi sinh, làm trong nước trước khi
đi vào công trình tiếp theo
N/thải sau khi qua qt xử lý sinh học, còn mang theo một lượng vk theo n/thải ra ngoài Do
đó bể khử trùng có nhiệm vụ tiêu diệt lượng vk đó trước khi đưa nước ra nguồn tiếp nhận
Câu 2: Phân tích, ss ưu nhược điểm và p/vi ứd của các loại công trình xử lý nước cấp (giàn mưa, bể lắng, bể lọc) Ứng dụng đề xuất hệ thống xử lý nước cấp cho một nhà máy
cụ thể, phân tích lý do lựa chọn các công trình của hệ thống.
2.1 Giàn mưa
Nước cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng 1 bậc hay nhiều bậc với các sàn rải
xỉ or tre gỗ Lượng oxi hòa tan sau làm thoáng = 55% lượng oxi hòa tan bão hòa Hàm lượng
CO2 sau làm thoáng giảm 50%
Ưu điểm: Dễ dàng vận hành, duy tu, bảo dưỡng; Khử được từ 75-80%CO2; Phù hợp khithay đổi công suất Nhược điểm là tạo tiếng ồn khi hoạt động; tốn diện tích
2.2 Bể lắng: Là qt tách các hạt rắn ra khỏi nước dưới td của trọng lực lên hạt rắn có tỷ trọng nặng hơn tỷ trọng của nước.
Phân
tích - Mặt bằng HCN
- Thường được chia làm
nhiều ngăn, chiều rộng
mỗi ngăn 3-6m
- Vách ngăn đục lỗ đặt ở
- Dạng hình trụ, hhvuông Đường kính10-30 m; Chiều caoH: 3-5 m
- B/lắng đứng thườngkết hợp với bể pứ
- Dạng hình trụ, đường kính
từ 5m trở lên,
- Nước =>xiclon ở phần trêntheo phương tiếp tuyến vớitiết diện ngang và quayxung quanh trục của xiclon
Trang 9đầu bể đảm bảo nước
phân phối đều
- Nước cđ theo phương
ngang từ đầu đến cuối
- Thời gian lưu: 2-4 h
=> ống thu đặt trên đỉnhđồng trục với xiclon Cặnvăng ra thành xiclon rơixuống dưới, đi vào cống thu
và được tháo ra ngoài
Ưu - Bể xd gọn, đơn giản
- Có thể làm hố thu cặn
ở đầu bể và cũng có
thể làm nhiều hố thu
cặn dọc theo chiều dài
của bể H/quả x/lý cao
- Thiết kế nhỏ gọn
- diện tích đất xâydựng không nhiều
- thuận tiện trongviệc xả bùn
- Bể hướng tâm có hiệu suấtlắng cao
- Hạn chế cặn trong máng thunước
Nhược - Giá thành cao
và có or ko dùng chất keotụ
dưới).Gồm 2 – 3 lớp: Cấu tạo lớp cát, lớp sỏi đỡ trong bể lọc chậm
Tên vật liệu Cỡ hạt vật liệu (mm) Chiều dày lớp vật
Trang 10+Nguyên lý: Đưa nước dâng dần từ đáy lên cao hơn lớp cát 20 – 30cm → đuổi khí ra khỏilớp cát lọc Ngừng cấp nước và cho nước nguồn vào bể đến độ cao thiết kế Điều chỉnh tốc
độ lọc cho bể làm việc theo đúng tốc độ tính toán Ngừng vận hành và tiến hành rửa lọc khitổn thất áp lực đạt giới hạn nhất định (khoảng 1 mH2O)
- Bể lọc nhanh: Là bể lọc nhanh một chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống
+Tốc độ lọc từ 2 – 15 m/h; Vật liệu lọc dày từ 0,6 – 3m (tùy nguyên lý làm việc)
+Kích thước hạt từ 0,6 – 1,2mm; Độ đồng nhất từ 1,2 – 1,8;
+Có từ 2 – 5 lớp;
VD: Lớp vật liệu lọc 3 lớp có cấu trúc như sau:
Lớp trên cùng than antranxit 0.6m, đường kính 0.6mm,
Lớp giữa cát 0.4m, đường kính 0.8mm,
Lớp dưới cát thạch anh 0.2m, đường kính hạt 0.5mm
+Xác định thời điểm rửa lọc bằng cách đo chênh lệch áp suất trước và sau bể lọc
- Bể lọc áp lực
+Cấu tao: là bể khép kín, hình trụ đứng hay ngang
+Nguyên tắc hoạt động: nước vào qua 1 phễu ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào hệ thốngthu nước trong => đáy bể và vào nguồn tiếp nhận Xả bỏ khí dư trước khi thực hiện quátrình lọc áp lực (Động lực cho quá trình lọc và rửa đều bằng máy bơm)
+Khi rửa bể, nước từ đường ống áp lực chảy ngược từ dưới lên qua lớp cát lọc vào phễu thu,chảy theo ống thoát nước rửa xuống ống thu nước rửa lọc
- Xử lý nước ko dùngphèn, ko đòi hỏi sdmáy móc thiết bị
Tốc độ lọc nhỏ; khốilượng xây dựng lớn; Tốndiện tích;
- Khó cơ giới hóa và tựđộng hóa quá trình rửalọc vì vậy phải quản lýthủ công nặng nhọc
- Nước có độ đục caophải xly sơ bộ trước
Dùng cho nhà máy cócông suất đến1000m3/ngày, nước có
độ đục thấp (<50NTUhay <50mgSS/l)
Trang 11xử lý tiếp ( lọc chậm,khử trùng)
- Khi rửa lọc phải dungdòng ngược chiều
Dùng để lắp đặt trongcác trạm cấp nước chokhu dân cư , các nhàmáy xí nghiệp xâydựng dọc theo các bờsông ,hồ
- Bể kín nên ko khốngchế được lượng cát mất
đi, k theo dõi được qtrửa lọc
Dùng cho hệ thống xử
lý có hàm lượng cặnđến 50mg/l, độ đục lênđến 80NTU, công suấtdưới 5.000m3/ngày
- Tốc độ lọc bị hạn chếnên diện tích bể lọc lớn
- Hệ thống phân phối hay
bị tắc, nhất là đvới nướcchứa nhiều vsv hay phù
du rong tảo
Dùng với nước có hàmlượng cặn 150mg/l, độmàu 150, với công suấtbất kỳ or khử Fe trongnước ngầm cho trạm
10.000m3/ngày
2.4 Đề xuất hệ thống x/lý n/cấp cho nhà máy x/lý nước cho khu d/cư công xuất
8.500m3/ngày đêm
Thông số đầu vào, đầu ra
Đề xuất công nghệ xử lý Clo
Trạm bơm 1 Giàn mưa Bể lắng ngang Bể lọc nhanh Bể chứa Trạm bơm 2 Mạngphân phối nước
Trang 12 Thuyết minh công nghệ
Nước thô từ các trạm bơm giếng tập trung lên giàn mưa Tại giàn mưa nước sẽ được làmthoáng tự nhiên với mục đích khử Fe, Mn và làm giàu oxi trong nước (1 phần Fe2+, Mn2+
chuyển thành Fe3+ và Mn4+) Sau đó nước được đưa qua bể lắng ngang để lắng cặn, làm sạch
sơ bộ Sau đó nước dẫn qua bể lọc nhanh nhằm loại bỏ cặn ss ko thể lắng được ở bể lắng vàtiếp tục khử Fe, Mn Nước sau khi lọc được châm Clo để khử trùng rồi vào bể chứa nước sạch
để phục vụ nhu cầu sử dụng nước của người dân
Phân tích lý do chọn (Fe, Mn là hai thông số cần xử lý)
- So sánh phương pháp làm thoáng
Fe, Mn trong nước thường tồn tại ở dạng Fe2+, Mn2+ vì vậy muốn loại chúng ra khỏi nướccần oxh chúng thành muối Fe3+, Mn4+ ở dạng ít tan rối dùng pp lắng, lọc dể giữ chúng lại vàloại chúng ra khỏi nước Muốn ng ta thường sd pp làm thoáng tự nhiên hay cưỡng bức (cácdàn mưa hay quạt gió) or loại = các chất oxh mạnh (KMnO4,…) hay vôi Nhưng do hàmlượng Fe, Mn đầu vào là nhỏ nên ta chỉ xét đến việc làm thoáng tự nhiên hay cưỡng bức
+ Giàn mưa: Dễ dàng vận hành, duy tu, bảo dưỡng; Khử được từ 75-80%CO2; Phù hợp khi
thay đổi công suất Nhược điểm là tạo tiếng ồn khi hoạt động; tốn diện tích
+ Thùng quạt gió: Hiệu quả khử CO2 đạt 85-90% cao hơn gian mưa; Tốn ít diện tích.
Nhược điểm: là vận hành khó, khó cải tạo khi chất lượng nước đầu vào thay đổi; Tốn điện;Tăng công suất phải xây thêm thùng quạt gió
Từ những phân tích trên ta thấy giàn mưa phù hợp hơn
- Dựa vào công suất của trạm xử lý (8.500m3/ngày đêm) ta chọn bể lắng ngang do bể lắngnày phù hợp với công suất của trạm xử lý (>3.000m3/ngày đêm) còn bể lắng đứng chỉ phùhợp với công suất <3.000m3+/ngày đêm; bể lắng li tâm vận hành khó, tốn nhiều chi phí vàchỉ phù hợp với trạm có công suất lớn >30.000m3+/ngày đêm
pH cho nước
Tạo đk thuận lợi cho qtoxh Fe và Mn trongnước
Lắng cặn nước; làm sạch sơ bộtrước khi đưa vào bể lọc
- Lắng cát: Tách các chất rắnkhông tan có kích thước từ 2-0,2mm ra khỏi nước thải
- Lắng sơ cấp: Tách 60%
lượng chất hữu cơ trong nướcthải (có khối lượng p.tử lớn)
- Lắng thứ cấp: Tách bùn rakhỏi nước((.) bùn có xác vsv)
Tách các hạt cókích thước nhỏ,không tự lắngđược và được giữlại ở lớp vật liệulọc dạng hạt như:Sỏi, cát, than,đá…
Nước được bơm từgiếng lên giàn mưa
Các chất rắn có KT lớn sẽ lắngxuống nhờ trọng lực của nó,
- nước đi qua lớpvật lieu lọc với bề
Trang 13Cơ chế nước làm thoáng qua hệ
ra khỏi nước
cặn lắng sẽ được xả định kỳ,các ss trong nước ko tự lắngđược dẫn sang bể xử lý tiếptheo ( bể lọc)
dày nhất định đủ
để giữ lại trên bềmặt or giữa cáckhe hở của lớpvật liệu các hạtchất cặn và vsvtrong nước
Ưu
điểm - Dễ dàng vận hành, duy
tu, bảo dưỡng; Khửđược từ 75-80%CO2;tăng DO 55% DO bh
Phù hợp khi thay đổicông suất
- BL ngang Q> 3.000m3/ngđ
- BLđứng Q< 3.000m3/ngđ
- BLli tâm Q> 30.000 m3/ngđ
Có thể áp dụngcho các loại nướccấp
Câu 3: Trình bày cơ sở của pp, cấu tạo; P/tich ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của các công trình xử lý chất thải rắn như lò đốt chất thải rắn (đốt tĩnh, đốt hở, đốt nhiệt phân, khí hóa), BCL CTR, công trình xử lý sinh học CTR (hiếu khí, kị khí).
3.1 Lò đốt
Cơ sở của phương pháp
Trang 14Đốt tĩnh: Lò có 2 buồng đốt: buồng sơ cấp để đốt rác và buồng thứ cấp để đốt khói
- Buồng sơ cấp: lượng kk cấp khoảng 50-80% theo tính toán lý thuyết Qt cháy thiếu khí nàylàm cho những chất h/cơ bị p/huỷ nhiệt Khói và các sản phẩm p/huỷ nhiệt là cáchyđrocacbon và oxyt cacbon sẽ được chuyển sang buồng đốt thứ cấp; Các pứ cháy và vậntốc rối trong buồng sơ cấp được duy trì ở mức thấp để giảm thiểu việc mang tro bụi sangbuồng thứ cấp
- Buồng đốt thứ cấp: kk được cấp bổ sung để đảm bảo qt cháy hoàn toàn Sau đó khí thảiđược đi qua tháp hấp thụ, hấp phụ để xử lý hết các khí độc hại trước khi thải ra mt thôngqua ống khói
Đốt hở: là phương pháp thủ công, chất đống để đốt
Đốt nhiệt phân: là qt phân hủy hay biến đổi hóa học CTR = cách nung trong đk không có
oxi và tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất ở dạng rắn, lỏng, khí (H2, CO, khí axit, tro.Nguyên lý gồm 2 giai đoạn:
- GD1 là qt khí hóa, CTR được gia nhiệt để tách các thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơinước ra khỏi thành phần cháy không hóa hơi và tro
- GĐ 2: là qt đốt các thành phần bay hơi ở đk phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại
Đốt khí hóa
Là qt đốt các vật liệu trong điều kiện thiếu oxi Quá trình khí hóa là quá trình đốt CTR chứahàm lượng cacbon cao nhằm tạo ra các khí như CO, H2 và 1 vài hydrocacbon no (CH4) Nhiênliệu đốt này có thể sử dụng cho động cơ đốt trong, tua bin chạy bằng khí, nồi hơi…
Quá trình khí hóa gồm 5 phản ứng cơ bản:
C + O2 = CO2 (tỏa nhiệt) C + H2O = CO + H2 (thu nhiệt)
C + CO2 = 2CO (thu nhiệt) C + 2H2 = CH4 (Tỏa nhiệt)
CO + H2O = CO2 + H2 (tỏa nhiệt)
Cấu tạo chung của lò đốt
- Khu vực nhận chất thải và bảo quản chất thải
- Bộ phận nghiền và phối trộn chất thải
- Bộ phận cấp chất thải, bùn, chất rắn
- Buồng đốt sơ cấp; Buồng đốt thứ cấp
- Thiết bị làm nguội khí hay nồi hơi chạy bằng nhiệt dư để giảm nhiệt độ
- Hệ thống rửa khí
- Quạt hút để hút khí và kk vào lò khí duy trì áp suất âm
- Ống khói
Công
Đốt tĩnh Xử lý triệt để rác, tiêu diệt vsv
gây bệnh và các chất ôn khác,diện tích xây dựng nhỏ
Có thể xử lý rác có chu kỳ phânhủy dài
- Chi phí đầu tưcao
- Thiết kế , vậnhành lò phức tạp;
Yêu cầu nhiên liệuđốt phải bổ sung đểduy trì to trong buồngđốt
Phù hợp choviệc xử lý rácthải nguy hạinhư: rác thải y
tế, các chất thải
CN độc hại,chất thải phóngxạ
Trang 15ôn mt kk, phát sinhkhí độc Dioxin,Furan,
Dễ gây ra sự cố nguyhiểm
Sd để đốt cácchất có khả năngcháy nổ caonhư: thuốc nổTNT, Dynamite
Đốt nhiệt
phân - So với các công nghệ đốt # thì
công nghệ đốt nhiệt phân diễn ra
ở to thấp, do vậy sẽ tăng tuổi thọcủa gạch chịu lửa và sẽ giảmđựơc chi phí bảo trì;
- Qt nhiệt phân đốt triệt để chấtthải đưa vào nên lượng bụi sinh ratrong qt đốt giảm đáng kể do đó
ko cần lắp đặt thiết bị thu bụi;
- Qt nhiệt phân có thể kiểm soátđược do quá trình thu nhiệt củanó;
- Chất thải dạng rắn hoặc lỏng bịđồng thể hóa chuyển vào dòngkhí có nhiệt lượng cao nhờ qtnhiệt phân có kiểm soát;
- V chất thải được giảm đáng kể;
- Các chất bay hơi có g/trị có thểngưng tụ để thu hồi;
- Phần hơi ko ngưng tụ cháy đượccoi như nguồn cung cấp NL
- Vận hành và bảo trì phù hợp với
đk Việt nam
- Các chất h/cơ, chất độc hại như:
dioxin, furans, PCPs cháy h/toàn
- Sau qt đốt, tro tạothành phải đượcchôn lấp an toàn;
- Ko phải tất cả cácloại chất thải đều cóthể x/lý bằng ppnhiệt phân (đối vớichất thải thu nhiệt thìkhông dùng phươngpháp này để xử lý);
- Thời gian đốt dàihơn so với côngnghệ đốt lò quay
- Xử lý chất thải
dư thừa trongnông nghiệp,lâm nghiệp
- Xử lý thất thảisinh hoạt,thương mại đãđược phân loại
- Thu hồi NL dưthừa trong qttái chế phế liệutrong qt sxđiện, phế liệunhựa, cao su,
…
Đốt khí
hóa -Hiệu quả cao, phát thải ít
-Khí sinh ra là 1 loại khí giàu NLgọi là khí tổng hợp
-Thiết bị kiểm soát khí thải đơngiản, không gây ÔNMT
-Hầu hết cacbon trong chất thảisau qt khí hóa đều biến thành spdạng khí và các chất thải trơ
Thiết kế và Vận hànhphức tạp
Chi phí dầu tư cao
- Tương tự nhưđốt nhiệt phân
- khí hóa bùnthải
Trang 163.2 Công trình xử lý sinh học
Cơ sở của phương pháp:
Xử lý Hiếu khí:
ĐN: là qt phân hủy sinh học hiếu khí và ổn định các chất hữu cơ trong CTR đô thị (trừ nhựa,
cao su và thuộc da) nhờ hoạt động của VSV Sản phẩm: CO2, H2O, T0, chất mùn ổn định,không mang mầm bệnh, được sử dụng làm phân bón
- 3 giai đoạn chính:
+Giai đoạn to trung bình: kéo dài trong 1 vài ngày
+Giai đoạn to cao: có thể kéo dài từ 1 vài ngày đến 1 vài tháng
+Giai đoạn làm mát và ổn định: kéo dài vài tháng
- Căn cứ vào sự biến thiên nhiệt độ có thể chia quá trình ủ hiếu khí thành 4 pha:
+Pha thích nghi: là giai đoạn cần thiết để VSV thích nghi với môi trường mới
+Pha tăng trưởng: đặc trưng bởi sự tăng to do quá trình phân hủy sinh học
+Pha ưa nhiệt: là GĐ T0 tăng cao nhất: ổn định chất thải và tiêu diệt VSV gây bệnh hiệu quảnhất PƯ hóa sinh xảy ra trong ủ hiếu khí và p/hủy kị khí được đặc trưng bởi 2 pt:
COHNS + O2 + VSV hiếu khí CO2 + NH3 + SP khác + Năng lượng
COHNS + VSV kỵ khí CO2 + H2S + NH3 + CH4 + SP khác + Năng lượng
+Pha trưởng thành: là GĐ giảm to đến = nhiệt độ MT quá trình lên memn xảy ra chậm, thíchhợp cho hình thành chất keo mùn (chuyển chất phức tạp hữu cơ thành chất mùn), các chấtkhoáng (Fe, Ca, …) và cuối cùng thành mùn Ngoài ra còn xảy ra PƯ nitrat hóa, ammonia(SP phụ của qt ổn định chất thải)bị oxi hóa sinh học tạo thành NO2- và cuối cùng thành NO3-
NH4+ + 2O2 NO3- + 2H+ + H2OMặt #, trong mô tế bào, NH4+ cũng được tổng hợp với PƯ đặc trưng cho qt tổng hợp
NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O C5H7NO2 + 5O2
PTPU nitrat hóa tổng cộng xảy ra như sau:
22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3- 21NO3- + C5H7NO2 + 20H2O + 42 H+
- Các nhóm VSV có mặt trong qt ủ phân: Vk(hình que, cầu, xoắn); Xạ khuẩn; Nấm; Động vậtnguyên sinh
- Các yếu tố ảh: nhiệt độ (tối ưu 55-650C), độ ẩm (50-60%); kích thước hạt; độ rỗng 36%) a/h tới qt cấp oxi; kích thước và hình dạn hệ thống ủ phân (a/h tới kiểm soát nhiệt độ,
(32-độ ẩm); tỷ lệ C/N(tối ưu là 30:1); dinh dưỡng; pH (5,5-8,5); VSV; Chất h/cơ
Xử lý kỵ khí:
ĐN: P/hủy kỵ khí là qt p/hủy chất h/cơ trong MT ko có oxi ở đk to từ 30-650C Sản phẩm của
qt p/hủy kỵ khí là CO2và CH4 CH4 có thể thu gom và xử lý như 1 nguồn nhiên liệu sinh học,bùn sử dụng cho cây trồng
- Pt tổng quát: lên men yếm khí
Chất hữu cơ - CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S
Quá trình sinh học kỵ khí xảy ra qua 3 giai đoạn
Tên giai
đoạn
Chất ban đầu
phức tạp
đường, protein,chất béo
đường đơn giản Amino axit, axit
hữu cơ
Acetate
Trang 17VSV VK axit hóa VK acetate hóa VK metan
hóaSản phẩm Đường đơn giản
- Có 4 dạng công nghệ phân hủy kỵ khí rác như sau:
+Theo môi trường phản ứng: Phân hủy kỵ khí khô, phân hủy kị khí ướt
+Theo chế độ cấp liệu: liên tục, mẻ
+Theo phân đoạn phản ứng: 1 giai đoạn (khô 1 giai đoạn, ướt 1 giai đoạn); đa giai đoạn
+Theo loại nguyên liệu đầu vào: Chất thải sinh hoạt, nguy hại, quy định
-Nhu cầu NL cho qt được giảm.
-Qt thích hợp cho các loại nướcthải ôn nặng
-Bể phản ứng kỵ khí có thể hoạtđộng ở chế độ tải trọng cao
-Hệ thống có thể phân hủy SH cáchợp chất tổng hợp và 1 số chất khóphân hủy như ligin
-Không thể tối ưu hóa hệ thống
điểm - Diễn ra chậm hơn hiếu khí
- Nhạy cảm hơn trong việc phânhủy chất độc
- Khởi động cần nhiều thời gian
- Đòi nồng độ cơ chất ban đầutương đối cao
Có k/n lan truyền ôn NH3 trong kk
- Yêu cầu đầu tư quy trình hoàn chỉnh,bao gồm nhiều công đoạn phức tạp,chi phí cao
- Chi phí vận hành cao; yêu cầu côngnhân có trình độ chuyên môn caoThiết bị nhanh hư hỏng