Các phương pháp xử lý nước thải

Tùy theo kích cỡ, các hạt huyền ' phù được chia thành hạt chất rắn lơ lửng có thể lắng được, hạt chất rắn keo được khử bằng Các loại tạp chất trên dùng các phương pháp xử lí cơ học là th

Chương /I CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢÁI

Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất rất khác nhau: từ các loại chất rắn không tan, đến các loại chất khó tan và những hợp chất tan trong nước Xử

lí nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nước và có thể đưa nước đổ vào nguồn

hoặc đưa tái sử dụng Để đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lí thích hợp

Thông thường có các phương pháp xử lí nước thải như sau: *

~ Xử lí bằng phương pháp cơ học

— Xử lí bằng phương pháp hóa lí và hóa học

— Xử lí bằng phương pháp sinh học

¬ Xử lí bằng phương pháp tổng hợp

3.1 XỬ LÍ NƯỚC THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC

Trong nước thải thường có các loại tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo, như rơm cỏ,

gỗ mẩu, bao bì chất đẻo, giấy, giẻ, dầu mỡ nổi, cát, sỏi, các vụn gạch ngói vv Ngoài ra,

còn có các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khó lắng Tùy theo kích cỡ, các hạt huyền

' phù được chia thành hạt chất rắn lơ lửng có thể lắng được, hạt chất rắn keo được khử bằng

Các loại tạp chất trên dùng các phương pháp xử lí cơ học là thích hợp (trừ hạt dang

Trong xử lí nước thải đô thị việc đầu tiên là đưa nước thải vào đường cống có các song

chắn rác, nước thải công nghiệp cũng qua song chắn rác và có thể thêm lưới chắn rác (với

kích thước lỗ nhỏ hơn)

3.1.1 Song chắn rác Nhằm giữ lại các vật thô, như giẻ, giấy, rác, vỏ hộp, mầu đất đá, gỗ ở trước song chắn Song làm bằng sắt tròn hoặc vuông (Sắt tròn có ® = 8 ~ 10 mm), thanh nọ cách thanh kia l khoảng bằng 60 ~ 100 mm để chắn vật thô và 10 ~ 25 mm để

chắn vật nhỏ hơn, đặt nghiêng theo dòng chảy 1 góc 60 ~ 759

Vận tốc dòng chảy thường lấy 0,8 — 1 m/s để tránh lắng cát

93

3.1.2 Lưới lọc

Sau chắn rác, để có thể loại bỏ các tạp chất rấn có kích cỡ nhỏ hon, min hơn ta có thể

đặt thêm lưới lọc Các vật thải được giữ lại trên mặt lọc, phải cào lấy ra khỏi làm tắc dòng chảy

Người ta còn thiết kế lưới lọc hình tang trống cho nước chảy từ ngoài vào hoặc từ

Trước chắn rác còn có khi lắp them máy nghiền để nghiền nhỏ các tạp chất

„ 3.1.3 Lắng cát

Dựa vào nguyên lí trọng lực, dòng nước thải được cho chảy qua “bẫy cát” Bẫy cát là

các loại bể, hố, giếng cho nước thải chảy vào theo nhiều cách khác nhau: theo tiếp tuyến, `

theo dòng ngang, theo dòng từ trên xuống va téa ra chung quanh wv Nude qua bể lắng (qua bẫy) đưới tác dụng của trọng lực, cát nặng sẽ lắng xuống đáy và kéo theo một phần

Ngoài lắng cát, soi, trong quá trình xử lí cần phải lắng cát loại hạt lơ lửng, các loại bùn

(kể cả bùn hoạt tính) nhằm làm cho nước trong Nguyên lý làm việc của các loại bể này đều dựa trên cơ sở trọng lực

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: lưu lượng nước thải, thời gian lắng (hay thời

gian nước lưu), khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng, tải trọng thủy lực,

sự keo tụ các chất rấn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng

Bể lắng thường được bố trí theo dòng chảy, có kiểu hình nằm ngang hoặc hình thẳng đứng Bề lắng ngang trong xử lí nước thải công nghiệp có thể là một bậc hoặc nhiều bậc

3.1.5 Tách dầu mỡ

Nước thải của một số xí nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa, các lò mổ, xí nghiệp ép dầu wy thường có lấn dầu mỡ Các chất này thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt nước

ˆ Nước thải sau xử lí không có lẫn dầu mỡ mới được phép cho chảy vào các thủy vực Hơn

nữa, nước thải có lẫn dầu mỡ khi vào xử lí sinh học sẽ làm bít các lỗ hồng ở vật liệu lọc, ở phin lọc sinh học và còn làm hỏng cấu trúc bùn hoạt tinh trong aeroten

Ngoài cách làm các gạt đơn giản bằng các tấm sợi quét trên mặt nước, người tả chế tạo

ra các thiết bị tách dầu, mỡ đặt trước dầy chuyển công nghệ xử lí nước thải, (hình 3.1 a

va b)

94

hố chứa căn a) Răng cào trên băng tải

Bùn cặn

Tấm chất đéo xốp nối ống go, đầu mỡ 4 5

1 Thân thiết bị ; 2 Bộ phận hút cặn bằng thủy lực ; 3 Lớp đầu mỡ ; 4 Ống gom dầu, mỡ ;

5 Vách ngăn dầu, mỡ ; 6 Răng cào trên băng tải ; 7 Hố chứa cặn

b) Thiết bị tách dâu, mỡ lớp mỏng : -

1 Cửa dẫn nước sạch ra ; 2 Ống gom dâu, mỡ ; 3 Vách ngăn ; 4 Tấm chất dẻo xốp nồi ;

5 Lớp đầu ; 6 Ống dẫn nước thải vào ; 7 Bộ phận lắng làm từ các tấm gợn sóng ; 8 Bin can

3.1.6 Lọc cơ học

Lọc được dùng trong xử lí nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi nước mà bể

lắng không lắng được Trong các, loại phin lọc thường có loại phin lọc dùng vật liệu lọc

đạng tấm và loại hạt Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới

bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng thau và cả các loại vải khác nhau (thủy tính, amiäng, bông, len, sợi tổng hợp Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị

trương nở và bị phá hủy ở điều kiện lọc

Vật liệu lọc đạng hạt là cát thạch anh, than gầy (anthracit), than cốc, sỏi, đá nghiền,

thậm éhí cả than nâu, than bùn hay than gỗ

95

Đĩa ngắn

Bề mặt lọc Dòng ng vào Mỗi trường lọc

Dang ra

Vai lấy mẫu

Đặc tinh quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng Quá trình lọc có thể xảy

ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách vật liệu ,

Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phân tán hoặc lơ lửng khó lắng khỏi nước Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lí cơ học Khi nước qua lớp

lọc, dù ít dù nhiều, cũng tạo ra lớp màng trên bể mặt các hạt vật liệu lọc Màng này là màng sinh học Do vậy, ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất phân tán ra khỏi nước, các màng

96

sinh học cũng đã biến đổi các chất hòa tan trong nước c thải nhờ quần thể vi sinh vật ‹ có trong

Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bể mặt vật liệu lọc dân dân bít các khe hở của

lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngừng chảy Trong quá trình làm việc người ta

phải rửa phin lọc, lấy bớt màng bẩn phía trên va cho nước rửa đi từ dưới lên trên để tách màng bần ra khỏi vật liệu lọc

Trong xử lí nước thải thường dùng loại thiết bị lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở Ngoài ra còn dùng loại lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại Đặc biệt là đã cải tiến các thiết bị lọc trước đây thuần túy là lọc cơ học thành lọc sinh học, trong đó vai trò của màng sinh học được phát huy nhiều hơn

Dưới đây sẽ giới thiệu sơ bộ về loại lọc nhanh thường dùng trong xử lí nước thai:

Trong xử lí nước thải bằng biện pháp cơ học: chắn rác, lắng cát, loại bỏ dầu, mỡ nổi, lọc như đã để cập ở trên, người ta còn dùng xiclon thủy lực để tách tạp chất khó lắng hoặc nến cặn, máy li tâm Các biện pháp trên đây kèm theo các trang thiết bị thích ứng đều tùy thuộc vào từng loại nước thải, yêu cầu xử lí, điều kiện kinh tế của cơ sở Hình 3.2 giới thiệu

3.2 XỬ LÍ NƯỚC THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÍ VÀ HÓA HỌC

Cơ sở của phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các quá trình hóa lí diễn rả

giữa chất bẩn với hóa chất cho thêm vào Các phương pháp hóa học là oxi hóa, trung hòa, đông keo tụ Thông thường các quá trình keo tụ thường đi kèm theo quá trình trung hòa hoặc các hiện tượng vật lí khác Những phản ứng xảy ra là phản ứng trung hòa, phản ứng

oxi hóa — khử, phản ứng tạo chất kết tửa hoặc phản ứng phân hủy các chất độc hại

3.2.1 Trung hòa

Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau Muốn nước thải được xử lí tốt bằng

phương pháp sinh học (sẽ giới thiệu ở ở phần 3.3) phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH

về vùng 6,6 — 7,6

; Trung hòa:bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiêm hoặc oxit kiểm để trung hòa dịch nước thải

Các hóa chất thường dùng vào mục đích này được giới thiệu 6 bang 3.1

Bảng 3.1 HÓA CHẤT THƯỜNG DÙNG ĐỀ ĐIỀU CHỈNH pH NƯỚC THÁI

tinh theo CaCO, (mg/l)

Canxi cacbonat CaCO, 1

Tên hóa chất Công thức hóa học để trung hòa 1mg/1 axit hoặc kiềm

Magié hidroxit Mg(OH); 0,583

Vôi sống dolomit [CaOog ¿ MgOa +) 0,497

Soda (natri cacbonat) Na,CO, 1,059

Axit sulfuric H,SO, 0,98

Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù có kích thước lớn

> 10 ”mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng được Ta có thể làm tăng kích cỡ

các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để có thể láng được Muốn vậy, trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hòa điện tích các hạt được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn từ các hạt nhỏ ~ quá trình keo tụ (flocculation)

Các hạt lơ lửng trong nước đều mang điện tích âm hoặc dương Các hạt có nguồn gốc

sỉlic và các hợp chất hữu cơ mang điện tích âm, các hạt hidroxit sắt và hidroxit nhôm mang điện tích dương Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện tích này sẽ liên

kết lại với nhau thành các tổ hợp các phân tử, nguyên tử hay các ion tự do Các tổ hợp này `

chính là các hạt “bong keo” (flocs) Có hai loại bông keo: loại kị nước (hidropholic) và loại

` ưa nước (hidrophilic) Loại ưa nước thường ngậm thêm các phân tử nước cùng ví khuẩn,

virut Loại keo kị nước đóng vai trò chủ yếu trong công nghệ xử lí nước nói chung và xử lí nước thải nói riêng

Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối sắt hoặc muối nhôm hoặc hỗn hợp của chúng Các muối nhôm gồm có: Ala(SO¿)s.18H2O, NaA1O¿, Alz(OH)sCI,

KAI(SO,)9 12HạO, NH„AI(SO,);.12 H;O Trong số này dùng phổ biến nhất là Alz(SO¿);

vì chất này hòa tan tốt trong nước, giá rẻ và hiệu quả đông tụ cao ở.pH = 5 - 7,5

Các muối sắt dùng làm chất keo tụ là Fe(SỐ); 2H,0, Fe,(SO), 3H,0, FeSO,4.7H,O

— Khoảng pH tác dụng rộng hơn

— Tạo kích thước và độ bên bông keo lớn hơn

~ Có thể khử được mũi vị khi có HzS

Nhưng muối sắt cũng có nhược điểm: chúng tạo thành phức hòa tan có mầu làm chơ

Dùng phèn thì phản ứng phosphat kết lắng nhưsau:

Alz(SO¿)s + POZ7 -> 2AIPO¿‡ + 3 SOz2

pH tối ưu = 5,6 — 8

Đây.cũng là phản ứng khử P trong nước thải

Dùng vôi để loại các muối bicacbonat, cacbonat, phosphat và magiê

Dùng muối clorua hoặc sulfat sắt a) dé loai phosphat:

FeCl; + HạO + PO2” —> FePO„¡ +3CI” + HạO

'

Dùng natri aluminat để loại phosphat:

Na;AlsO¿ + 2PO42 + HạO—›2AIPO„¡ + NaOH + OH™

Những chất kết lắng thành bùn và trong bùn có chứa nhiều hợp chất khó tan Việc sử

dụng bùn làm phân bón cần phải xem xét, cân nhắc, vì bùn này có thể làm cho cây trồng

Hình 3.3 Sơ đô thiết bị làm sạch nước thải bằng đông tụ

1 Bể chứa chuẩn bị dung dịch ; 2 Thiết bị định lượng ;

3 Bể khuấy trộn ; 4 Bể tạo bông ; 5 Bể lắng trong

99

‘

Trong quá trình tạo thành bông keo của hïdroxit nhôm hoặc sắt, người ta thường thêm

chất trợ đông tụ (flòculant) Các chất trợ đông tụ này là tính bột, dextrin, các éte,

xenlulozơ, đioxit silic hoạt tính với liêu lượng 1 - 5 mg/I Ngoài ra, người ta còn dùng các

chất trợ đông tụ tổng hợp Chất hay dùng nhất là polyacrylamit Việc dùng các chất bổ trợ

này làm giảm liều lượng các chất đông tụ, giảm thời gian quá trình đông tụ và nâng cao

được tốc độ lắng của các bông keo

3.2.3 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng để loại hết các chất ban | hòa tan vào nước mà phương

pháp xử lí sinh học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được với bàm lượng rất nhỏ

Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vị và mầu

Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoat tính, silicagen, keo nhôm,

một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất, như xỉ tro, xỉ mạt sắt vv Trong số này

than hoạt tính được dùng phổ biến nhất Than hoạt tính có hai loại dang : bột và dạng hạt

đêu được dùng để hấp phụ Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu để bị than hấp

phụ Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất và hàm lượng chất

bẩn có trong nước Phương pháp này có thể hấp phụ được 58 — 95% các chất hữu cơ và màu

Các chất hữu cơ có thể bị hấp phụ được tính đến là phenol, alkylbenzen, sulfonic axit, thuốc

nhuộm các hợp chất thơm Đã có những ứng dụng dùng than hoạt tính hấp phụ thủy ngân và

những thuốc nhuộm khó phân hủy, nhưng tốn kém làm cho quá trình không kinh tế Để loại

bỏ kim loại nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại người ta dùng than bùn để hấp phụ và nuôi

bèo tây trên mặt hồ

Hình 3.4 trình bày sơ đồ các hệ thống hấp phụ được dùng trong xử lí nước thải

324 Tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tần

trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên

trên bề mặt nước Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước Thực

chất đây là quá trình tách bọt hoặc làm đặc bọt Trong một số trường hợp, quá trình này

cũng được đùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt

Phương pháp tuyển nổi được dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi khoáng sản quý va

cũng được dùng trong lĩnh vực xử lí nước thải

Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào trong nước thai

Các bọt khí đinh các hạt lơ lửng lắng kém và nổi lên mặt nước Khi nổi lên các bọt khí tập

hợp thành bông hạt đủ lớn, rồi tạo thành một lớp bọt chứa nhiều các hạt bẩn Ẵ r

Tuyển nổi bọt nhằm tách các chất lơ lửng không tan và một số chất keo hoặc hòa tan ra

khỏi pha lỏng Kĩ thuật này có thể đùng cho xử lí nước thải đô thị và nhiều lĩnh vực công

nghiệp như chế biến dầu béo, thuộc da, dệt, chế biến thịt v.v

Tuyển nổi có thể đặt ở giai đoạn xử lí sơ bộ*(bậc I) trước khi xử lí cơ bản (bậc ÏI) — bể

tuyển nổi có thể thay thế cho bể lắng, trong đây chuyển nó đứng trước hoặc sau bể lắng,

đồng thời cũng có thể ở giai đoạn xử lí bổ sung (hay triệt để ~ cấp HT) sau xử lí cơ bản

100

Có hai hình thức tuyển nổi với:

~ Sục khí ở áp suất khí quyền gọi là tuyển nổi bằng không khí

— Bão hòa không khí ở áp suất khí quyền sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không gọi là tuyển nổi chân không

Trên hình 3.5 giới thiện hệ thống tuyển nổi bằng không khí hòa tan

Nước thai

Hình 3.5 Hệ thống tuyển nổi bằng không khí hòa tan

a Khong có tuần hoàn; b Có tuần hoàn

Hình 3.6 mô tả một số thiết bị tuyển nổi

102

Hình 3.6 Một số loại thiết bị tuyển nồi

a Cấp không khí bằng phương pháp cơ học;

1 Buồng tuyển nổi; 2 Cấp khí; 3 Trục; 4 Cánh quạt

b Cấp không khí qua đầu khuếch tần bằng vật liệu xốp

1 Buồng tuyển nổi; 2 Đầu khuếch tán; 3 Rãnh gom cặn;

7 4 Bộ phận điền chỉnh mức chất lỏng.-

c Cấp khí qua tấm lọc:

1 Buồng tuyến nổi; 2 Tấm lọc; 3 Cào bã; 4 Rãnh gom cặn

d Thiết bị tuyển nổi theo phương bán kính:

1 Ống thoát nước trong, 2 Thiết bị điều chỉnh mức chất lỏng; 3 Bộ phận gạt bọt;

4 Ống tháo cặn lắng: 5 Ống tháo cặn được làm đặc bằng tuyển nổi;

6 Bộ phận cào cặn lắng; 7 Ống đẫn hỗn hợp không khí - chất thải lỏng

3.2.5 Trao đổi ion Thực chất của phương pháp trao đổi ion là một quá trình trong

đó các ion trên bể mặt của chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch

khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion) Chúng hoàn toàn

Phương pháp này được dùng làm sạch nước nói chung, trong đó có nước thải, loại ra

khỏi nước các ion kim loại, như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, V, Mn Cũng như các hợp chất

chứa asen, phospho, xianua và sả chất phóng xạ Phương pháp này được dùng phổ biến để

làm mềm nước, loại ion Ca†2 và Mg”2 ra khỏi nước cứng -

103

Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc-hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc

— Các chất vô cơ:

+ Các chất này có nguồn gốc tự nhiên gồm có zeolit, đất sét, fenspat, nhôm silicat

Na;O AlzOas.nSiOz.mH¿O (có tính chất trao đổi cation), ch4t fluor apatit [Ca;(PO4)3]F va hidroxit apatit [Cảz(POx)z]OH

+ Các chất vô cơ tổng hợp có khả năng trao đổi ion là silicagen, pecmutit (chit lam mềm nước), các oxit khó tan và hidroxit của một số kim loại như nhôm, crom, ziriconi

~ Các chất hữu cơ

+ Các chất hữu cơ tự nhiên có khả năng này gồm chất mùn có trong đất, các chất dẫn

xuất sulfo từ than, các chất điện li cao phân tử Các chất ionit hữu cơ tự nhiên có độ bên

cơ học, hóa:học thấp, dung lượng không lớn

+ Các chất trao đổi ion là hợp chất hữu cơ tổng hợp rất phong phú Chúng là các cao

phân tử, có bể mặt riêng lớn Các gốc hidro của chúng tạo thành lưới không gian với các nhóm chức năng trao đổi ion cố định Các loại nhựa tổng hợp cũng có tính chất trao đổi ion, người ta chia thành 2 loại: nhựa anionit và cationit Nhựa anionit có độ bền nhiệt kém hơn nhựa cationit

CẢ hai loại nhựa này thường được tạo hình ở dạng hạt và khi sử dụng được chứa trong các cột để xử lí khi nước đi qua

3.2.6 Khử khuẩn Dùng các hóa chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật

nguyên sinh, giun, sán để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn

hoặc tái sử dụng Khử khuẩn hay sát khuẩn có thể dùng hóa chất hoặc các tác nhân vật lí, như ozon, tỉa tử ngoại

Hóa chất sử dụng để khử khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vỉ sinh vật trong một thời gian nhất định, sau đó phải được phân hủy hoặc bay hơi, không còn dư lượng gây độc cho người sử dụng hoặc vào các mục đích sử dụng khác

Các chất khử khuẩn hay đùng nhất là khí hoặc nước clo, nước Javel, vôi clorua, các hipoclorit, cloramin B Đây là các hợp chất của clo, đảm bảo là những chất khử khuẩn đáp ứng được các yêu cầu trên, đồng thời cũng là các chất oxi hóa ,

Trong quá trình xử lí nước thải, công đoạn khử khuẩn thường được đặt ở cuối quá trình,

trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn

Xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học còn dùng các tác nhân là những hóa chất có tính oxi hóa — khử để phân hủy chất hữu cơ, vô cơ có trong nước Thí du: clo ngoài tác dụng

diệt khuẩn còn có tác dụng oxi hóa loại bỏ ion CN ởpH = 9 ra khỏi nước, ngoài ra còn làm

cho nước sáng màu, khử mùi hôi thối Hidroperoxit (H¿O;) có tác dụng chuyển Fe*?

thanh Fe*?, NO2 thành NO3, SO 7 thành so? Dùng oxi của không khí cũng chuyển

Fe"? > re?

104 „

S? — S° -» 8405? + 8,05? - S05? -» 8042 Dang ozon (O3) loai 63 phenol cing

một số sản phẩm dầu mỏ, H;S, các hợp chất asen, chất hoạt động bể mặt, xyanua, thuốc nhuộm ra khỏi nước Có:thể dùng NaHCO;s làm chất khử để loại Crom (Cr) ra khỏi

Phương pháp hóa học dùng trong xử lí nước thải cũng rất đa dạng và phức tạp Đối với những nước thải có tỉ số COD: BOD > 2 chúng ta cân phải tính kĩ nên dùng các phương

pháp xác định chính xác các chất gây ô nhiễm nước khó bị phân hủy bằng vi sinh vật để tìm

ra các tác nhân và biện pháp loại bỏ chúng ra khỏi nước, đặc biệt là trong nước không được chứa các chất độc và tạp chất; các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không được

vượt quá nồng độ cho phép thì vi sinh vật mới cớ thể sống và phát triển Như vậy mới có thể làm sạch nước thải bằng phương pháp sinh học tiếp theo

3.3 XỬ LÍ NƯỚC THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ '

yếu là vi khuẩn đị dưỡng hoại sinh, có trong nước thải Quá trình hoạt động của chúng cho

kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Cho đến nay người ta đã xác định được rằng, các vi sinh vật có thể phân hủy được tất cả

các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo Mức độ phân hủy và thời gian phân hủy phụ thuộc trước hết vào cấu tạo các chất hữu cơ, độ hòa tan

Vi sinh vat c6 trong nước thải sử đụng các hợp chất hữu co và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản, phát -

triển tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồng thời làm sạch (có thể là gần hoàn toàn) các _

chất hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ Do vậy, trong xử lí sinh học, người ta

phải loại bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải trong giai đoạn xử lí sơ bộ Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lí sinh học có thể khử các chất

suÏfit, muối amon, nitrat ¬ các chất chưa bị oxi hóa hoàn toàn Sản phẩm của các quá trình phân hủy này là khí CO¿, nước, khí No, ion sulfat

3.3.1 Các quá trình sinh học chủ yếu dùng trong xử lí nước thải

3.3.1.1 Một số thuật ngữ hay gặp trong các quá trình sinh học xử lí nước thải

® Các quá trình hiếu khí (Aerobic (hay oxic) process) -

Các quá trình xử lí sinh học xảy ra trong điều kiện có mat oxi

: ® Các quá trình kị khí hay yếm khí (Anaerobic process)

Các quá trình xử lí sinh học xảy ra trong điều kiện không có oxi

e Quá trình thiếu khí hay thiếu oxi (Anoxic process)

Quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ trong điều kiện không cấp thêm oxi từ ngoài vào Quá trình này cũng được gọi là quá trình khử nitrat kị khí

185

e Quá trình sinh học tùy tiện (Facultative process) Quá trình xử lí sinh học trong đó

quân thé vi sinh vat có thể hoạt động trong điều kiện có oxi hoặc không có oxi phân tử Quá

trình này còn gọi là quá trình tự phát hay tuỳ tiện

e Quá trình loại bỏ (hoặc khử) chất dinh dưỡng (Nutrient removal) -

“Trong quá trình này các chất dinh dưỡng là N và P được loại bỏ khi xử lí sinh học

e Khử BOD dang cacbon (Carbonaceous BOD removal) là quá trình chuyển hóa các

chất hữu cơ có nguồn gốc cacbon trong nước thải thành tế bào chất của ví sinh vật và sản

phẩm cuối cùng ở dạng khí Trong quá trình chuyển hóa, giả định rằng hợp chất hữu cơ có

chứa N khác nhau đều chuyển thành amon

© Niưrat hóa (Nitrification) là quá trình chuyển hóa amon thành niữit và nitrit thành

¢ Khir nitrat (Denitrification) 1a quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ phân tử ở

e Cơ chất hay chất nên (Substrate) là thuật ngữ để chỉ các chất hữu cơ hoặc chất dinh

dưỡng sẽ được chuyển hóa trong quá trình xử lí sinh học Trong nước thải các chất hữu cơ

chứa cacbon được biểu hiện là BOD ~ được cợi là cơ chất hay chất nền, sẽ được chuyển hóa

trong quá trình xử lí sinh học

e Quá trình sinh trưởng lơ lửng (Suspended grewth process) Vi sinh vật sinh sản và

'phát triển thành các bông cặn bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lừng trong các bể xử lí sinh học

Các vi sinh vật này tạo thành bùn hoạt tính có vại trò phân hủy các chất hữu cơ để xây dựng

tế bào mới và tạo thành sản phẩm cuối cùng là dạng khí Chúng sinh trưởng ở trạng thái lo"

_ lửng và xáo trộn cùng với nước, cuối cùng các chất dinh đưỡng cạn kiệt, các bông cặn lắng

thành bùn

© Quá trình sinh trưởng dính bám (Attached growth process) :

Trong quá trình xử lí sinh học; các vi sinh vật chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu

cơ phát triển thành màng (biofilm) dính bám hay gắn kết vào các vật liệu trợ như đá, xi, gỗ,

„ sành sứ, chất đẻo

Quá trình này còn được gọi là quá trình màng sinh học hay màng cố định, xẩy ra ở các

công trình xử lí nước thải, như lọc sinh học (biofilter) hoặc đĩa quay sinh học

e Bùn hoạt tính (Activated Sludge) là tập hợp những vi sinh vật có trong nước thải, hình

thành những bông cặn có khả năng hấp thu và phân hủy các chất hữu cơ khi có mặt oxi Về

khối lượng, bùn hoạt tính được tính bằng lượng sinh khối vi sinh vật là tổng cặn bùn khô

e Hé.sinh hoc (Lagoon process) 1a thuat ngit chung dé chi quá trình xử lí xẩy ra trong

các ao hồ có chiều sâu và cường độ xử lí khác nhau

e Bế Aeroten (Aerotank) là công trình xử lí nước thải có đạng bể được thực hiện nhờ

bùn hoạt tính và cấp oxi bằng khí nén hoặc làm thoáng, 'khuấy đảo liên tục Với điều kiện

như vậy, bùn được phát triển ở trạng thái lơ lửng và hiệu suất phân hủy (oxi hóa) các hợp

chất hữu cơ là khá cao Aeroten thường được gọi là bể phản ứng hiếu khí

106