THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước THẢI sản XUẤT GANG THÉP CÔNG SUẤT 3000m3ngd

ĐẠI HỌC DUY TÂN
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Kỹ thuật xử lý nước thải

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SẢN XUẤT GANG THÉP CƠNG SUẤT
3000m3/ngd

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Hồng Tình
Nhóm 4: Đỗ Ngọc Thành_ 8436
Trần Kiều Vĩnh_5243
Võ Thị Thu Lợi_5931

Đà Nẵng, 2022


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, nhóm em muốn gửi lời cám ơn sâu sắc tới cơ Nguyễn Thị Hồng
Tình – Khoa Môi Trường và Khoa Học Tự Nhiên trường Đại học Duy Tân, người
đã hướng dẫn và chỉ bảo nhóm em tận tình trong suốt quá trình làm đồ án này.
Cám ơn cô về những định hướng, những tài liệu quý báu và động viên, khích lệ đã
giúp nhóm em hồn thành tốt đồ án này.
Nhóm em xin gửi lời cám ơn đến tất cả các thầy cô trong Khoa Môi trường và
tồn thể các thầy cơ đã dạy chúng em đã dạy chúng em trong suốt khóa học tại
trường Đại Học Duy Tân.
Nhóm em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình,bạn bè đã động viên và tạo
điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học.
Cuối cùng do thời gian và trình độ có hạn nên bài đồ án của nhóm em khơng
tránh khỏi những thiếu xót rất mong được các thầy cơ giáo và các bạn góp ý để bài
khóa luận được hồn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn !


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC BẢNG BIỂU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................3
1.1. Tổng quan về ngành gang thép Việt Nam:......................................................3
1.2. Nguồn phát sinh nước thải:..............................................................................4
1.3. Thành phần, tính chất của nước thải:.............................................................4
1.4. Quy trình sản xuất gang thép:.........................................................................5
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI...............................6
2.1. Phương pháp cơ học.........................................................................................6
2.2. Phương pháp hóa học và hóa lý.....................................................................11
2.3. Phương pháp xử lý sinh học...........................................................................12
2.4. Các công nghệ xử lý nước thải ngành công nghiệp sản xuất kim loại........16
CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GANG THÉP.................................................................19
3.1. Các thông số thiết kế......................................................................................19
3.2. Cơ sở đề xuất cơng nghệ:...............................................................................20
3.3. Đề xuất, phân tích và lựa chọn công nghệ:...................................................20
3.3.1. Công nghệ 1..................................................................................................20
3.3.2. Công nghệ 2:................................................................................................22
3.3.3. So sánh hai phương án:...............................................................................23
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ...............................................................25
4.1. Song chắn rác:.................................................................................................26
4.2. Bể điều hòa:.....................................................................................................28
4.3. Bể phản ứng tạo bơng cơ khí..........................................................................32
4.4. Bể lắng đứng 1:................................................................................................36

4.5. Bể nén bùn:......................................................................................................39
4.6. Sân phơi cát.....................................................................................................42
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ.................................................................43
5.1.Chi phí đầu tư xây dựng..................................................................................43


5.2.Chi phí vận hành hệ thống..............................................................................45
KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ....................................................................................47
KẾT LUẬN............................................................................................................47
KIẾN NGHỊ...........................................................................................................47
Về công nghệ :........................................................................................................48
Về quản lý vận hành:............................................................................................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................49


DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 1.1 Quy trình sản xuất gang thép..................................................................5
Hình 2.4: Sơ đồ cơng nghệ HTXLNT...................................................................17
Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ 1...................................................................................20
Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ 2...................................................................................22
Hình 4.1:Sơ đồ song chắn rác thiết kế..................................................................28
Hình 4.10 Bản vẽ bể nén bùn................................................................................41


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Thành phần nước thải sản xuất của nhà máy để thiết kế HTXL......19
Bảng 3. 2 So sánh 2 công nghệ xử lý.....................................................................23
Bảng 4 . Thông số đầu vào....................................................................................25
Bảng 4.1. Các thông số thiết kế của song chắn rác..............................................27

Bảng 4.2. Các thông số thiết kế bể điều hịa........................................................31
Bảng 4. 4 Thơng số thiết kế bể phản ứng tạo bơng..............................................36
Bảng 5.1. Bảng tính tốn chi phí xây dựng..........................................................43
Bảng 5.2. Bảng tính tốn chi phí thiết bị..............................................................44


MỞ ĐẦU
Trong vài thập kỷ gần đây, với phát triển nhanh chóng đất nước, ngành cơng
nghiệp Việt Nam có tiến không ngừng số lượng nhà máy chủng loại sản phẩm chất
lượng ngày cải thiện. Ngành công nghiệp phát triển đem lại cho xã hội hàng hóa rẻ
chất lượng ngày tốt. Bên cạnh tác động tích cực ngành cơng nghiệp mang lại phải
kể đến tác động tiêu cực. Một mặt tiêu cực loại chất thải ngành công nghiệp thải
ngày nhiều làm ảnh hưởng đến môi trường sống sức khỏe con người. Mơi trường
sống người lồi sinh vật bị đe dọa chất thải công nghiệp, xúc phải kể đến ô nhiễm
nguồn nước hầu hết ao hồ, sơng suối, kể vùng biển có khu công nghiệp qua Việt
Nam bị ô nhiễm đặc biệt sông lớn. Một nguyên nhân làm ô nhiễm nguồn nước song,
ao hồ, biển, nước thải có chứa nhiều chất thải độc hại kim loại nặng. phenol, chất
hữu cơ,…
Do vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường nước đặc biệt quan tâm nghiên cứu để đưa
giải pháp hữu hiệu nhằm ngăn chặn xử lý kịp thời gian tăng ô nhiễm Công nghiệp
nặng khối ngành đào thải nhiều chất ô nhiễm nhất, chủng ngun nhân tử hoạt động
sản xuất làm tình trạng ơ nhiễm đến mức báo động Ngành thép không ngoại lẽ khí
thải, nước thải, tiếng ồn, chất thải rắn với nồng độ cao, mối nguy hại cho môi
trường không xử lý triệt để. Nước thải phát sinh từ công nghiệp luyện thép đa phần
từ nước làm mát không tuần hồn tuyệt đối nước thải sinh hoạt công nhân, chứa
nhiều dầu mỡ, căn bắn từ trình hàn, acid, kiểm, kim loại nặng, chất hữu.
Mặc dù, đặc điểm ngành luyện kim sử dụng nước nên lưu lượng nước thái
nhỏ không mà ta xem nhẹ mức tác động đến mơi trường, tính kim loại từ nước thải
làm hàng loại cá thủy sinh vật người bị ngộ độc. Để giảm thiểu tác động nước thải
ngành thép bắt buộc nhà máy phải trang bị hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn

quốc gia. Hiện có nhiều cơng ty thép Việt Nam có Formosa. Cơng ty gang thép Thái
Nguyên lớn, Nhà máy Gang Thép Thái Nguyên. Công suất sản xuất thép cần đất
650 000 tán năm Nguồn nước mặt lấy từ sông Cầu cấp nước cho nhà máy Gang
Thép Thái Nguyên công suất nhà máy nước 220.000m3/ngđ. Nhà máy nước chủ
yếu cấp cho sản xuất khu Gang Thép số hộ gia đình khu Cam Gia Nước không qua
xử lý nên chất lượng không đảm bảo.

1


Nhìn chung sản xuất thép nghành cơng nghiệp khơng thân thiện với môi
trường nhà máy phải áp dụng nhiều biện pháp xử lý chất trái để bảo về môi trường
xung quanh nhà máy Vậy để nâng cao hiệu xử lý nước thải tại Việt Nam, sự thiếu
đồng bộ trong khâu quản lý cộng với sự phát triển nhanh chóng của các nhà máy
gang thép, luyện kim màu... đã có những tác động xấu đến môi trường ở các địa
phương và sẽ cần khoản phi rất lớn trong nhiều năm để giải quyết hậu quả.
Vậy để nâng cao được hiệu quả xử lý nước thải để giảm thiểu ô nhiễm, đề tài:
“ Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản, công
suất 3000 m3/ ngày đêm” đã được lựa chọn.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về ngành gang thép Việt Nam:

Sự ra đời của ngành gang thép là đóng góp quan trọng cho thế giới cũng như
là Việt Nam. Nhận thấy được tầm quan trong của nguyên vật luyện thép và các sản

phẩm làm từ thép, gang hầu hết các quốc gia đều có những chính sách để phát triển
ngành thép. Với Việt Nam việc cơng nghiệp hóa hiện đại hóa cũng đã đưa ngành
thép trở thành một ngành chủ lực giúp phát triển kinh tế nước nhà. Nhờ đến tính lợi
thế so sánh về nhân cơng cũng như vị trí địa lý thì đó là những yếu tố giúp cho Việt
Nam đạt được những thành công trong việc phát triển thành thép.
Ngành thép Việt Nam được xây dựng từ đầu những năm 60 thế kỷ XX, với sự
ra đời mẻ gang đầu tiên tại khu liên hiệp gang thép Thái Nguyên do Trung Quốc tài
trợ. Từ thời điểm đó đến năm 1989 sản lượng sản xuất thép chỉ từ 40.000-85.000
tấn năm. Từ giai đoạn bắt đầu thời kỳ đổi mới từ 1989-1995 sản lượng sản xuất thép
của nước ta là 100.00 tấn năm. Đánh dấu sự phát triển vượt bậc của ngành thép Việt
Nam là sự ra đời của cơng ty Thép Việt Nam vào năm 1990. Tính đến năm 2000 sản
lượng thép đạt 1.57 triệu tấn năm. Cũng từ mốc thời gian này, chính phủ Việt Nam
đã có những chính sách mở cửa thu hút nhiều dự án đầu từ phía đối tác nước ngồi,
thúc đẩy sự phát triển của ngành thép Việt Nam và mở ra những cơ hội mới. Ngành
thép Việt Nam đã đề ra năm 2005 ngành thép đạt sản lượng sản xuất 1.2- 1.4 tấn
phôi thép: 2.5-3.0 tấn thép cán các loại: 0.6 triệu tấn sản phẩm thép gia công sau
cán. Kế hoạch năm 2010 ngành Thép đạt sản lượng sản xuất 1.8 triệu tấn phôi thép;
4.5-5.0 triệu tấn thép các loại và 1.2-15 triệu tấn sản phẩm thép gia công sau cán.
Ghi nhận cho sự phát triển mạnh mẽ của ngành Thép Việt Nam đó là việc thành lập
các nhà máy Thép có công suất rất lớn như Nhà máy liên hợp Thép Formasa- Sunco
tại Vùng Ang Hà Tĩnh) công suất 15 triệu tấn năm và Tvcoon- E Untied tại Dung
Quạt Quảng Ngãi) công suất là 3 triệu tấn năm. Ngành Thép của Việt Nam luôn là
mũi ngành chủ chốt trong việc tăng trưởng của nền kinh tế nhưng song song vẫn
còn nhiều khó khăn và cán sự hỗ trợ về mọi mặt của chính phủ nhà nước Việt Nam.

3


1.2.

Nguồn phát sinh nước thải:

Nguồn nước thải được phát sinh từ cơng nghiệp luyện thép thì đa phần đến từ
nguồn nước làm mát khi khơng được tuần hồn tuyệt đối. Ngồi ra nguồn nước thải
này cịn đến từ việc sinh hoạt của cơng nhân.
Thành phần chính là nguồn nước thải này chứa nhiều dầu mỡ, cặn bẩn trong
quá trình hàn, acid, kiềm, kim loại nặng, chất hữu cơ. Với đặc điểm của ngành
luyện kim là sử dụng ít nước nên lưu lượng nước thải khá nhỏ. Tuy nhiên khơng vì
thế mà chúng ta có thể xem nhẹ mức tác động đến mơi trường, tính kim loại của
nước thải có thể làm những loài thủy sinh vật bị ngộ độc.
1.3.

Thành phần, tính chất của nước thải:

Thành phần hóa học của nước thải phát sinh trong và sau quá trình sản xuất
của các nhà máy gang thép bao gồm :
 Tổng chất rắn lơ lửng khoảng 4000-7000 mg/l
 Xyanua khoảng 15mg/l
 Crom khoảng 5mg/l
 Kẽm : 35mg/l
 Chì: 8mg/l
 Cadimi khoảng : 0.4mg/l
 COD (Chemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học) : 500mg/l
Nước thải phát sinh từ các nhà máy sản xuất gang thép đa phần là các kim
loại nặng nên để hệ thống xử lý nước thải sản xuất thép thường phải dùng các
phương pháp như điện phân, trau đổi ion, kết tủa, kỹ thuật phân ly màng, bay hơi,
cô đặc…

4

1.4.

Quy trình sản xuất gang thép:

Xử lý quặng

Tạo dịng thép
nóng chảy

Đúc tiếp liệu

Cán

Thành phẩm

Hình 1.1 Quy trình sản xuất gang thép

5


CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1. Phương pháp cơ học
Phương pháp này dùng để xử lý sơ bộ, giúp loại bỏ các tạp chất rắn kích cỡ
khác nhau có trong nước thải như: rơm, cỏ, bao bì, chất dẻo, giấy, cát, sỏi, vụn gạch
ngói … các phương pháp cơ học thường dùng:
a. Phương pháp lọc qua song chắn rác
- Song chắn rác,chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi: rác
đồ hộp, các mẩu đá, gỗ vụn, túi nilong, …và các tạp chất lớn có trong nước thải
nhằm đảm bảo cho máy bơm, các cơng trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động

ổn định.
- Song chắn rác gồm các thanh đan sắp xếp kế tiếp nhau, với khe hở từ 16
đến 50 mm, các thanh này có thể băng thép, nhựa, gỗ. tiết diện hình chữ nhật, trịn
hoặc elip. Số lượng song chắn rác trong trạm xử lý nước thải tối thiểu là 2. Các song
chắn rác đặt song song với nhau nghiêng về phía dịng nước chảy để giữ rác lại.
Song chắn rác thường đặt nghiêng theo dòng chảy một góc từ 50- 900 .
- Song chắn rác có thể cố định hoặc di động cững có thể kết hợp với máy
nghiền rác, trong đó song chắn rác cố định là loại thơng dụng nhất.
b. Bể điều hịa
 Nhiệm vụ:
 Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải.
 Ổn định lưu lượng.
 Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào cơng trình xử lý sinh học
tiếp theo.
 Tiết kiệm hóa chất để khử trùng.
 Phạm vi áp dụng:
 Khi lưu lượng thay đổi theo thời gian, còn nồng độ ổn định suốt thời
gian làm việc của nhà máy trong ngày.
 Khi lưu lượng nước thải thay đổi lớn theo giờ trong ngày.
 Nguyên lý làm việc:
6


Bể điều hòa làm việc theo nguyên tắc đẩy hoặc nguyên tắc xáo trộn.
 Ưu điểm
 Xử lý sinh học được nâng cao, giảm nhẹ quá tải, pha loãng cácchất gây
ức chế sinh học và pH được ổn định.
 Chất lượng đầu ra và hiệu quả nén bùn của bể lắng đợt 2 được cải
thiện do bông cặn đặc chắc hơn.
 Diện tích bề mặt lọc giảm, hiệu quả lọc được nâng cao, và hơn nữa chu

kì rữa lọc đồng đều hơn do tải lượng thuỷ lực thấp hơn.
 Trong xử lý hoá học, ổn định tải lượng sẽ dể dàng điều khiển giai
đoạn chuẩn bị và châm hoá chất tăng cường độ tin cậy của quy trình.
 Nhược điểm:
 Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng cần tương đối lớn.
 Bể điều hoà hoà ở những nơi gần khu dân cư cần được che kín để hạn
chế mùi.
 Địi hỏi phải khuấy trộn và bảo dưỡng.
 Chi phí đầu tư tăng.
c. Bể lắng
Quá trình lắng: Lắng là quá triǹ h tać h hat rắn lơ lửng ra khoỉ nươć dươí
tác dụng của trọng lực , nhằm làm sạch sơ bộ nguồn nước trước khi thực hiện
quá trình lọc. Q trình lắng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, trọng lượng
riêng của các hạt, đồng thời phụ thuộc vào trạng thái của nước. Các hat rắn
khơng hịa tan này có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước.
Bể lắng thường được chia ra thành các loại khác nhau dựa theo chuyển
động của dòng nước: Bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm và các loại
bể lắng khác như bể lắng lớp mỏng, bể lắng cặn lơ lửng…
Các yếu tố ảnh hưởng đến bể lắng: Thể tích bể lắng, lưu lượng nước thải,
thời gian lắng, khối lượng riêng, tải lượng chất rắn lơ lững, tải lượng thủy lực,
sự keo tụ các hạt rắn, vận tốc dòng chảy trong bể và sự nén bùn.
 Bể lắng ngang

7


Bể lắng ngang có nhiệm vụ lắng các hạt cát kích thước lớn hơn hoặc
bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,6.
Thường sử dụng cho trạm có công suất trên 15000 m3/ngđ.
Nguyên lý hoạt động: nước chảy theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối

bể.Cấu tạo: Bộ phận phân phối nước vào bể, vùng lắng cặn, hệ thống thu nước
đã lắng, hệ thống thu xả cặn.
Ưu điểm: dễ thiết kế, xây dựng và vận hành.
Nhược điểm: thời gian lưu dài, chiếm mặt bằng và chi phí cao; nhiều hố
thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng.
 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng được sử dụng khi công suất nhỏ hơn 20000 m3/ngđ khi xử
lý bằng chất keo tụ.
Nguyên lý hoạt động: nước chảy theo phương thẳng đứng từ dưới lên
trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chuyển động của dòng nước từ trên
xuống.
Cấu tạo: máng dẫn nước, ống trung tâm, máng thu nước, máng tháo
nước, ống xả cặn và ống xả cặn nổi
Ưu điểm: thuận tiện trong cơng tác xả cặn, ít diện tích xây dựng.
Nhược điểm: chiều cao xây dựng lớn làm tăng giá thành xây dựng, số bể
nhiều, hiệu suất thấp
 Bể lắng ly tâm

Bể lắng li tâm có dạng hình trịn, đường kính từ 5-50m. Thường dùng để sơ
lắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao, Co> 2000 mg/l. Áp dụng cho trạm có cơng
suất lớn
Q ≥ 20.000 m3/ngđ và có hoăc không duǹ g chất keo tu.

8


Nguyên lý hoạt động: Nước được đưa vào bể qua máng phân phối, dưới
chuyển động của dàn quay nước chuyển động từ thành bể vào trung tâm, sau
một thời gian cặn lắng rơi xuống đáy bể, sử dụng hệ thống ống cào gom cặn

đưa vào ống tháo cặn thải ra ngoài, đồng thời nước trong sau khi lắng đưa vào
hệ thống dẫn thoát nước ra khỏi bể.
d. Bể lọc
Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách
cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc. Bể lọc thường
làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc.
Quá trình này chỉ áp dụng cho các cơng nghệ xử lý nước thải tái sử dụng
và cần thu hồi một số thành phần q hiếm có trong nước thải.
 Bể lọc nhanh hở
 Cấu tạo: Bể lọc nhanh theo cấu tạo của hệ thống phân phối nước rửa
và thu nước nước lọc có thể chia làm 2 loại:
 Bể lọc nhanh có hệ thống phân phối nước và gió rửa lọc bằng giàn
ống khoan lỗ.
 Bể lọc nhanh có hệ thống phân phối nước và gió rửa lọc bằng sàn
chụp lọc.
Bể lọc nhanh có hình dáng là hình vng, chữ nhật hoặc hình trịn. Phổ
biến là hình chữ nhật để dễ bố trí hành lang đặt ống và hành lang điều khiển
 Nguyên tắc làm việc:
Nước được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp
vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ để vào hệ thống thu nước trong và đưa về bể chứa.
Nước đi qua lớp vật liệu lọc với tốc độ tương đối lớn, nên sức dính kết
của nhiều hạt cặn khơng đủ để giữ chúng lại trên bề mặt cát lọc. Dưới tác dụng
của áp lực thủy động, hạt cặn bị đẩy sâu dần vào trong lớp cát lọc. Như vậy
hiệu quả lọc là kết quả của hai quá trình ngược nhau: quá trình kết bám của các
hạt cặn có trong nước lên bề mặt hạt lọc và quá trình tách cặn bẩn từ bề mặt
hạt lọc đưa vào lớp cát lọc phía dưới. Hai quá trình này diễn ra đồng thời và
lan dần theo chiều sâu lớp vật liệu lọc.

9



Ưu điểm



Áp dụng trong nhiều trường hợp khác nhau, có thể sử dụng độc lập.



Chất lượng nước sau khi lọc nhanh chứa lượng chất rắn lơ lửng khoảng 2-

5g/m3 đủ điều kiện đi vào bể lọc chậm.


Xử lý được nước thơ hàm lượng cặn > 20g/m3.



Hành lang điều khiển có mái che, nằm ngay trên hành lang đặt ống, đứng

trong hành lang, người vận hành dễ dàng quan sát các hiện tượng xảy ra


Nhược điểm



Khơng có khả năng tạo ra nước lọc an toàn về mặt vi trùng.



Lọc với vận tốc lớn nên dễ gây ra hiện tượng làm tắc vật liệu lọc.



Chất lượng nước lọc ngay sau khi lọc chưa đảm bảo, phải xả nước

lọc đầu, không đưa ngay vào bể chứa.


Tốc độ lọc thay đổi dẫn đến công suất của bể lọc ln thay đổi, gây

khó khăn cho quản lý.
 Bể lọc áp lực


Cấu tạo: Bể lọc áp lực là loại bể lọc nhanh kín, vỏ thường chế tạo

bằng thép hoặc composite có hình trụ đứng ( cho cơng suất nhỏ) và hình trụ
ngang (cho cơng suất lớn).


Ngun lý làm việc:

Nguyên tắc làm việc tương tự bể lọc nhanh. Nước được đưa vào bể qua
một phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào hệ thống thu nước trong,
đi vào đáy bể và phát vào mạng lưới. Khi rửa bể, nước từ đường ống áp lực
chảy ngược từ dưới lên trên qua lớp cát lọc và vào phễu thu, chảy theo ống

thoát nước rửa xuống mương thốt nước dưới sàn.
Ngồi ra bể lọc áp lực cịn được trang bị ống xả khí đối với đỉnh bể, van
xả khí đặt ở nóc bể để thốt khí đọng ở nóc bể. Bố trí các áp lực kế trên ống
nước vào và ra khỏi bể để kiểm tra tổn thất áp lực qua bể.


Ưu điểm:



Gọn, chế tạo tại công xưởng, lắp ráp nhanh, tiết kiệm đtá xây dựng.

10




Nước có áp lực nên khống xảy ra hiện tượng chân không trong lớp

lọc, chiều cao lớp nước trên mặt cát lọc chỉ cần 0,4 – 0,6m đủ để thu nước rửa
mà khơng cần kéo cát lọc ra ngồi.


Do tổn thất qua lớp lọc có thể lấy từ 3 – 10m nên có thể tăng chiều

dày lớp lọc lên để tăng vận tốc lọc.


Nhược điểm:



Nước thải sử dụng phèn qua lắng phải sử dụng bơm vào bể lọc áp

lực, cánh bơm phá vỡ bông cặn làm hiệu quả kém.


Do bể lọc kín, khi rửa khơng quan sát được nên khơng kiểm sốt

được lượng cát mất đi, khi đó bể lọc làm việc kém hiệu quả.


Do bể lọc kín nên khơng theo dõi được q trình lọc.

2.2. Phương pháp hóa học và hóa lý
Thực chất của phương pháp hóa học là đưa vào nước thải các chất phản ứng.
Chất này tác dụng với các tạp chất bẩn trong nước thải và có khả năng tách chúng ra
khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dưới dạng hịa tan khơng độc hại.
a. Trung hịa
Nước thải trong nhiều lĩnh vực có chứa nhiều axit hoặc kiềm. Để ngăn ngừa
hiện tượng xâm thực ở các cơng trình thốt nước và tránh cho các q trình sinh hóa
ở các cơng trình làm sạch và trong hồ, sơng khơng bị phá hoại người ta phải trung
hịa các loại nước thải đó. Trung hịa cịn với mục đích làm cho một số kim loại
nặng lắng xuống và tách ra khỏi nước.
Cơng nghệ ưu tiên: Tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau giữa các loại nước
thải chứa axit kiềm. Q trình trung hịa được thực hiện trong các bể trung hòa kiểu
làm việc liên tục hay gián đoạn theo chu kỳ. Nước thải sau khi trung hòa có thể cho
lắng ở các hồ lắng tập trung. Nếu điều kiện thuận lợi, các hồ này có thể trữ được cặn
lắng trong khoảng 10-15 năm. Thể tích cặn lắng phụ thuộc vào nồng độ axit, ion
kim loại nặng trong nước thải, dạng và liều lượng hóa chất, mức độ lắng trong,… Ví

dụ: khi trung hịa nước thải bằng sữa vôi chế biến từ vôi thị trường chứa 50% CaO
hoạt tính sẽ tạo nhiều cặn nhất.

11


Việc lựa chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lượng nước thải, chế độ xả
thải, nồng độ, hóa chất có ở địa phương. Các biện pháp trung hịa.
- Trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm.
- Trung hòa nước thải băng cách cho thêm hóa chất.
- Trung hịa nước thải chứa axit bằng cách lọc qua những lớp vật liệu trung
hịa.
- Dùng khí thải, khói từ lị hơi để trung hịa nước thải chứa kiềm
b. Q trình oxi hóa – khử
Các chất bẩn trong nước thải cơng nghiệp có thể phân loại ra hai loại: vô cơ và
hữu cơ. Các chất hữu cơ thường là đạm, mỡ, đường, các hợp chất chứa phenol, chứa
nito có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật, do đó có thể dùng phương pháp sinh học để
xử lý. Các chất vô cơ thường là những chất không thể xử lý bằng phương pháp sinh
học (đó là những kim loại nặng như đồng, chì, niken, coban, sắt, mangan, crom,…).
Vì vậy để xử lý những chất độc hại người ta thường dùng phương pháp oxi hóa –
khử như:
- Oxi hóa bằng Clo
- Oxi hóa bằng hydro peoxit
- Oxi hóa bằng oxi trong khơng khí
- Ozon hóa.
c. Khử trùng
Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây
nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong q trình xử lý trước đó.
Khử trùng có nhiều phương pháp :
- Clo hóa là phương pháp phổ biến nhất: Clo cho vào nước dưới dạng hơi

Clorua vôi. Lượng Clo cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là 10 g/m3 đối
với nước thải sau xử lý cơ giới, 5 g/m3 đối với nước thải sau xử lý sinh học khơng
hồn tồn. Thời gian tiếp xúc giữa chúng là 30 phút trước khi xả nước thải ra nguồn
tiếp nhân.
- Ozon hóa: phương pháp này bắt đầu được áp dụng rộng rãi để xử lý nước
thải. Ozon tác động mạnh mẽ vào chất hữu cơ. Sau q trình ozon hóa các hợp chất

12


nito. photpho là các nguyên tố dinh dưỡng trong nước thải, góp phần chống hiện
tượng phú dưỡng nguồn nước.
- Dùng tia tử ngoại: tia cực tím UV là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng
4- 400nm. Tia cực tím có tác dụng làm thay đổi ADN của tế bào vi khuẩn, tia cực
tím có độ dài bước sóng 254nm, khả năng diệt khuẩn cao nhất.
2.3. Phương pháp xử lý sinh học
Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là quá trình nhằm phân
hủy các vật chất hữu cơ ở dạng hòa tan, dạng keo và dạng phân tán nhỏ trong nước
thải nhờ vào sự hoạt động của các vi sinh vật. Quá trình này xảy ra trong điều kiện
hiếu khí hoặc kị khí tương ứng với hai tên gọi thơng dụng là: q trình xử lý sinh
học hiếu khí và q trình xử lý sinh học kị khí (yếm khí).
a. Xử lý hiếu khí
Q trình phân hủy hiếu khí dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí.
Vi sinh vật sau khi tiếp xúc với nước thải có chứa các chất hữu cơ thì chúng sẽ phát
triển dần dần (tăng sinh khối). Nếu chất hữu cơ có q nhiều, nguồn oxi khơng đủ
sẽ tạo ra mơi trường kị khí. Như vậy trong q trình phân hủy hiếu khí thì vận tốc
trao đổi của vi sinh vật phải ln thấp hơn vận tốc hịa tan của oxi trong nước.
Thực vật phù du và các sinh vật tự dưỡng khác sử dụng CO2 và chất khoáng để
tổng hợp chất hữu cơ làm tăng sinh khối và làm giàu oxi trong nước thải.
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải bằng phương pháp hiếu

khí bao gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: oxi hóa chất hữu cơ
CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ∆H
- Giai đoạn 2:tổng hợp xây dựng tế bào
CxHyOz + O2

+ CO2 + H2O + C5H7NO2 - ∆H

- Giai đoạn 3: Oxi hóa chất liệu tế bào
C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH2 ± ∆H
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí được ứng dụng cho hiệu quả cao đối với
nước thải có giá trị BOD5 thấp như nước thải sinh hoạt sau xử lý cơ học và nước
thải của ngành công nghiệp bị ô nhiễm hữu cơ ở mức độ thấp (BOD5 < 1000mg/l).

13


Tùy theo cách cung cấp oxi mà quá trình xử lý sinh học hiếu khí được chia làm hai
loại:
- Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên: Oxi được cung cấp từ
khơng khí tự nhiên do quang hợp của tảo và thực vật nước với các công trình tương
ứng như: cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học, đất ngập nước …
- Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo (bể aeroten,đĩa quay sinh
học …): Oxi được cung cấp bởi các thiết bị sục khí cưỡng bức, thiết bị khuấy trộn
cơ giới … với các q trình và cơng trình tương ứng như sau:
 Bùn hoạt tính ( Aeroten )
Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn,bên
cạnh đó cịn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán,…
kết thành dạng bông với trung tâm là các hạt lơ lửng trong nước. Trong bùn hoạt
tính ta thấy có lồi Zoogelea trong khối nhầy. Chúng có khả năng sinh ra bao nhầy

xung quanh tế bào, bao nhầy là một polymer sinh học với thành phần là
polysaccharide có tác dụng kết các tế bào vi khuẩn lại tạo thành bơng.
Q trình này sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất hữu cơ hòa tan hoặc các
chất hữu cơ dạng lơ lửng. Sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi khuẩn bắt đầu
tăng trưởng và phát triển. Các hạt lơ lửng trong nước thải được tế bào vi sinh vật
bám lên và phát triển thành các bơng cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ.
Các hạt bơng cặn dần dần lớn lên do được cung cấp oxi và hấp thụ các chất hữu cơ
làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.
b Xử lý kị khí
 Nguyên tắc
Quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra trong điều kiện khơng có oxi nhờ sự
hoạt động của hệ vi sinh vật sống thích nghi ở điều kiện kị khí. Các sản phẩm của
q trình phân hủy kị khí là axit hữu cơ, các amôn, NH 3, H2S và CH4. Vì vậy quá
trình này gọi là quá trình lên men kị khí sinh metan hay lên men metan.
Q trình phân hủy kị khí gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn thủy phân:

14


Dưới tác dụng của enzym thủy phân do vi sinh vật tiết ra, các chất hữu cơ có
cấu tạo phức tạp sẽ bị thủy phân thành đường đơn giản, protein bị thủy phân thành
đường peptic, axit amin, chất béo bị thủy phân thành glyxerin và axit béo.
- Giai đoạn tạo khí:
+ Sản phẩm thủy phân này tiếp tục phân hủy tạo thành khí CO 2, CH4 ngồi ra
cịn một số khí khác như: H 2S, NH3 và một ít muối khoáng. Các hydrat bị phân hủy
sớm nhất và nhanh nhất hầu hết chuyển thành CO 2, CH4. Các hợp chất hữu cơ hịa
tan bị phân hủy gần như hồn tồn (axit béo tự do hầu như bị phân hủy 89%, axit
béo loại este phân hủy 65 -68 % ). Riêng hợp chất chứa lignin là chất khó phân hủy
nhất, chúng là nguồn tạo ra mùi.

+ Trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ ở điều kiện kị khí, sản phẩm cuối
cùng chủ yếu là CH4 chiếm khoảng 60- 75%. Quá trình lên men gồm hai pha điển
hình pha axit và pha kiềm.
+ Ở pha axit, hydratcacbon (xellulo, tinh bột, các loại đường,… ) dễ bị phân
hủy tạo thành axit hữu cơ có phân tử lượng thấp ( axit propinic, butyric, axetic,…).
Một phần chất béo cũng được chuyển hóa thành axit hữu cơ. Đặc trưng của pha này
là tạo thành axit, pH mơi trường nước có thể thấp hơn 5 và xuất hiện mùi hôi. Cuối
pha axit hữu cơ và các chất tan có chứa nito tiếp tục bị phân hủy thành những hợp
chất của amon, amin, muối của axit cacbonic và tạo thành một số khí như: CO 2,
CH4, H2S, N2, mecaptan gây mùi khó chịu, lúc này pH của mơi trường bắt đầu tăng
chuyển hồn tồn sang mơi trường kiềm.
+ Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong mơi trường kị khí là q trình
phức tạp với sự tham gia của nhiều vi sinh vật kị khí. Nhiệt độ phân hủy chất hữu
cơ trong điều kiện kị khí là 10 – 15 0C, 20 – 40oC và thời gian lên men kéo dài trong
khoảng 10- 15 ngày, nếu ở nhiệt độ thấp thì quá trình lên men kéo dài hàng tháng.
 Các phương pháp kị khí
Cơng nghệ xử lý kị khí được chia làm 2 loại:
- Xử lý vi sinh vật sinh ra trong môi trường lơ lửng:
+ Xáo trộn hồn tồn
+ Tiếp xúc kị khí

15


Đối với nước thải BOD cao, xử lý băng phương pháp kị khí tiếp xúc rất hiệu
quả. Nước thải chưa xử lý được khuấy trộn với bùn tuần hoàn và sau đó được phân
hủy trong bể phản ứng kín, khơng cho khơng khí vào.
Sau khi phân hủy, hỗn hợp bùn nước đi vào bể lắng hoặc tuyển nổi, nước trong
đi ra nếu chưa đạt yêu cầu xả vào nguồn tiếp nhận thì phải xử lý tiếp bằng phương
pháp hiếu khí Aeroten hoặc lọc sinh học. Bùn kị khí sau khi lắng, được hồi lưu để

nuôi cấy trong nước thải mới. Lượng sinh khối vi sinh vật kị khí thấp nên bùn dư
thừa ra là rất ít.
+ UASB
UASB là bể xử lý sinh học kị khí dịng chảy ngược qua lớp bùn, phương pháp
này phát triển mạnh ở Hà Lan. Xử lý bằng phương pháp kị khí được ứng dụng để
xử lý các loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ tương đối cao, khả năng phân
hủy sinh học tốt, nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng. Chức năng của
bể UASB là thực hiện phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện kị khí thành dạng
khí sinh học. Các chất hưu cơ trong nước thải đóng vai trò chất dinh dưỡng cho vi
sinh vật. Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc được duy trì trong khoảng 0,6 – 1,2
m/h, thời gian lưu nước trong bể thường kéo dài khoảng 5 -10 giờ. Hoạt động của
bể UASB cần duy trì điều kiện thích hợp: pH khoảng 7 -7,2 nhiệt độ ổn định 330 C,
tải trọng hữu cơ đạt 10 -15 kg/m3 . ngày. Bùn trong bể UASB chia thành hai lớp:
Lớp bùn đặc và lớp bùn bơng. Nếu hoạt động tốt thì chiều cao lớp bùn bông gấp 2
lần chiều cao lớp bùn đặc, cần có sự thu bùn thích hợp để tránh hiện tượng bùn
trong bể quá nhiều hoặc quá ít. Thể tích khí tạo thành từ 0,2 – 0,5 kg/m3 BOD, bùn
dư trong bể đưa sang bể nén làm phân bón. Đây là một trong những q trình kị khí
ứng dụng rộng rãi nhất.
2.4. Các công nghệ xử lý nước thải ngành công nghiệp sản xuất kim loại
Sơ đồ công nghệ:

16


Hình 2.4: Sơ đồ cơng nghệ HTXLNT
Thuyết minh quy trình:
Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy được thu gom về bể tiếp
nhận tập trung. Tiếp đó, ta đặt song chắn rác để giữ lại các chất thải rắn, cặn có kích
thước lớn, tránh ảnh hưởng tới cơng trình phía sau. Tiếp tục thực hiện chu trình xử
lý nước thải được bơm sang bể điều hòa.

Tại đây bể điều hịa có tác dụng điều hịa lưu lượng và nồng độ nước thải.
Trong bể có trang bị hệ thống cánh khuấy ngầm để trộn đều nước thải, tránh hiện
tượng lắng cặn, tích tụ dưới đáy bể, điều hịa có sục khí. Từ bể điều hịa, nước thải
được bơm sang bể phản ứng. Tại đây, nước thải được đo và điều chỉnh pH cho phù
17


hợp phản ứng keo tụ, ta châm nước thải cùng acid H2SO4 và trộn đều. Trong bể có
trang bị cánh khuấy nhanh đảm bảo trộn đều nước thải.
Từ bể phản ứng nước thải tiếp tục được bơm qua bể keo tụ tạo bông. Đây là
công đoạn quan trọng, ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý nước thải. Hóa chất phèn nhơm
được dùng cho phản ứng keo tụ, ngồi ra để tăng tính liên kết cho kết tủa các chất
xung quanh, ta còn phải thêm Ca(OH)2 vào ngăn phản ứng, sau khi xảy ra phản ứng
keo tụ, nước thải chảy tiếp sang ngăn tạo bơng, tại đây, hóa chất Polymer được thêm
vào nhằm liên kết các kết tủa tạo thành.
Sau quá trình keo tụ tạo bơng, nước thải chảy qua bể lắng, tách riêng cặn với
nước. Phần cặn mới hình thành lắng xuống đáy bể và được dẫn ra bể chứa bùn, sau
đó bùn được đem đi chơn lấp an tồn. Nước thải trên bề mặt chảy qua bể trung gian
nhằm điều hịa lưu lượng cho q trình phía sau.
Từ bể trung gian, nước thải được bơm tiếp qua bể trao đổi ion. Tại đây, các ion
kim loại còn lại sẽ được xử lý, giữ lại tại bể , đảm bào chất lượng nước cho quá
trình xử lý.
Sau khi qua bể trao đổi ion, nước thải chảy về bể chứa nước sau xử lý rồi mới
thải ra nguồn tiếp nhận.

18


CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NHÀ MÁY CHẾ BIẾN GANG THÉP

3.1. Các thông số thiết kế
+ Nước sau xử lý phải đạt QCVN 52 : 2013/BTNMT cột B và QCVN 40 :
2011/BTNMT cột A.
+ Chế độ xả nước thải: lưu lượng thải ổn định.
+ Trạm xử lý tập trung hoạt động liên tục.
+ Chọn lưu lượng nguồn tiếp nhận nước thải là 100m3/s nên Kq = 1.
+ Công suất xử lý Q = 3000m 3/ngđ = 125m3/h nên Kf = 1,2.
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sản xuất thép
không gỉ khi thải vào nguồn nước tiếp nhận nước thải không vượt quá giá trị Cmax
được tính tốn như sau: Cmax = C x Kq x Kf
Số liệu thành phần tính chất nước thải:
Bảng 3.1: Thành phần nước thải sản xuất của nhà máy để thiết kế HTXL
Chỉ tiêu

Đơn vị

Nồng độ

Cơng suất
pH
SS
COD
BOD5
Ni
Cr
Zn
Cu
Fe
CNHướng gió
Mực

nước
ngầm

m3/ngđ

3000
3-11
70
140
90
69
110
142
261
42
40
Tây bắc

mg/l
mgO2/l
mgO2/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
m

13

QCVN
52:2013/BTNMT
CỘT B
5,5 -9
100
150
50
0.5
0.5
3
2
5
0.5

Vượt

X
X
X
X
1,8 lần
138 lần
220 lần
47 lần
80 lần
8 lần
80 lần
X
x

3.2. Cơ sở đề xuất công nghệ:

19