LUẬN VĂN:Xử lý nước nhiễm dầu. docx

LUN VĂN

Xử lý nước nhiễm dầu


















Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53

Đặng văn tùng

2

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU


A. Nước nhiễm dầu…………………………………………………………… 7
1. Các dạng tồn tại của dầu trong nước 7
2. Các nguồn phát sinh 12
3. Những ảnh hưởng của nước nhiễm dầu 22
II. Các phương pháp xử lí……………………………………………….……23
1. Phương pháp sinh học………………………………………………………23
2. Phương pháp hóa lí…………………………………………………………23
3. Phương pháp hóa học 22
B. Xử lí nước nhiễm dầu 23
I. Phân loại và xử lí nước nhiễm dầu trong nhà máy lọc hóa dầu…………23
1. Phân loại 23
2. Hệ thống xử lí 23
C nhn đnh phng pháp sinh hc



A Nước thải nhiễm dầu
1. Các dạng tồn tại của dầu trong nước thải
Xử lí nước thải nhiễm dầu cần chú ý đến các dạng tồn tại của dầu trong nước
thải .
Bản chất của dầu: dầu là chất lỏng sóng sánh, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước
và không tan trong nước. Chúng bị oxy hóa rất chậm, có thể tồn tại đến 50 năm …

Trong thực tế dầu hiện diện ở nhiều trạng thái khác nhau và khó xác định chính
xác các thành phần này bằng thí ngiệm. Phổ biến dầu tồn tại ở 4 trạng thái sau:
- Dạng tự do: ở dạng này dầu sẽ nổi lên thành các màng dầu. Dầu hiện diện
dưới dạng các hạt dầu tự do hoặc lẫn với một ít nước, dầu tự do sẽ nổi lên
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

3

trên bề mặt do trọng lượng riêng của dầu thấp hơn so với trọng lượng riêng
của nước.
- Dạng nhũ tương hóa học: là dạng tạo thành do các tác nhân hóa học ( xà
phòng, xút ăn da, chất tẩy rửa, Na …) hoặc các hóa học asphaten làm thay
đổi sức căng bề mặt và làm ổn định hóa học dầu phân tán.
- Dạng nhũ tương cơ học: có 2 dạng nhũ tương cơ học tùy theo đường kính
của giọt dầu:
+ Vài chục micromet: độ ổn định thấp .
+ Loại nhỏ hơn: có độ ổn định cao, tương tự như dạng keo.
- Dạng hòa tan: phân tử hòa tan như các chất thơm.
Ngoài ra dầu không hòa tan tạo thành một lớp màng mỏng bọc quanh các chất
rắn lơ lửng, chúng có thể ảnh hưởng đến khả năng lắng hoặc nổi của các chất rắn lơ
lửng khi tạo thành các hợp chất kết hợp không lắng được.

2. Các nguồn phát sinh
a ) Từ các dàn khoan dầu
Tại các dàn khoan nước nhiễm dầu như nước thải tổng hợp có nhiễm dầu phát
sinh từ các sàn tàu, các thiết bị máy móc và các khu vực vệ sinh máy móc thiết bị,
nước bẩn đáy tàu,… tất cả sẽ được dẫn tới một hệ thống xử lý nước nhiễm dầu,hàm
lượng dầu sau khi xử lý phải <1,5mg/l.
b ) Từ các sự cố tràn dầu

- Phun trào dầu tại các mỏ dầu.
- Dầu từ các vụ chìm tàu chở dầu, và từ các thiết bị máy móc khi xảy ra sự cố.
c ) Trong nhà máy lọc hóa dầu
Trong nhà máy lọc hóa dầu các nguồn phát thải nước nhiễm dầu chính mà chúng
ta sẽ xét trong phần sau.
d ) Từ các các hoạt động của kho chứa xăng dầu
Nước thải nhiễm dầu phát sinh từ 2 khu vực:
- Khu vực kho chứa: phát sinh do các nguyên nhân sau
+ Súc rửa, làm mát bồn chứa.
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

4

+ Vệ sinh máy móc, thiết bị.
+ Rơi vãi xăng dầu xuống nguồn nước.
+ Xảy ra sự cố.
+ Nước mưa chảy tràn qua khu vực kho.
Trong đó nước xả cặn từ quá trình súc rửa bồn chứa với chu kì 2 năm súc rửa 1
lần là nguồn thải có mức độ ô nhiễm dầu cao nhất, nồng độ lên đến hàng chục ngàn
ppm.
- Khu vực tiếp nhận.
+ Nước vệ sinh tàu.
+ Nước ống dầu ( khi kéo từ biển lên boong ).
+ Rò rỉ trên đường ống dẫn dầu từ tàu về kho chứa.
c ) Nước nhiễm dầu từ quá trình sử dụng xăng dầu
Trong quá trình sử dụng xăng dầu không thể tránh khỏi việc thất thoát xăng dầu
ra ngoài môi trường vì thế sẽ phát sinh ra nước nhiễm dầu.

3. Những ảnh hưởng của nước thải nhiễm dầu

a ) Ảnh hưởng tới môi trường
Làm thay đổi tính chất lí hóa của môi trường nuớc. Tăng độ nhớt, giảm nồng độ
oxy hấp thụ vào nước, dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng đối với môi trường.
Ví dụ như trong các sự cố tràn dầu ra biển: Một tấn dầu mỏ tràn ra biển có thể
loang phủ 12 km2 mặt nước, tạo thành lớp váng dầu ngăn cách nước và không khí,
làm thay đổi tính chất của môi trường biển, cản trở việc trao đổi khí oxi và cacbonic
với bầu khí quyển.

b ) Đối với vi sinh vật
Nước nhiễm dầu khi chưa được xử lí mà thải ra môi trường sẽ ảnh hưởng rất lớn
đến các vi sinh vật.
Như trong sự cố tràn dầu sinh vật phù du, ấu trùng cá, và các sinh vật ở dưới
đáy đều bị ảnh hưởng một cách mạnh mẽ. Ngay cả cỏ biển, trai, hàu cũng đều bị
ảnh hưởng do tràn dầu.
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

5

Dầu thấm qua bộ lông của chim biển, làm giảm khả năng bảo vệ của lông, vì vậy
làm cho chim trở nên dễ tổn thương với sự thay đổi nhiệt độ bất thường và làm
giảm độ nổi trên mặt nước của chúng. Nó cũng làm giảm khả năng bay của chim,
càng làm chúng khó thoát các động vật săn mồi. Khi cố gắng rỉa lông, chim thường
nuốt dầu vào bụng, dẫn tới làm hại thận, thay đổi chức năng của phổi, và kích thích
hệ tiêu hóa. Các vấn đề này và khả năng hấp thu thức ăn bị hạn chế gây ra sự mất
nước và mất cân bằng trao đổi chất. Sự thay đổi cân bằng hormon bao gồm
luteinizing protein cũng có thể xảy ra ở một số loài chim khi tiếp xúc với dầu. Hầu
hết chim bị ảnh hưởng bởi dầu tràn đều chết, trừ khi có sự can thiệp của con người.
Các động vật có vú biển bị dính dầu cũng bị ảnh hưởng tương tự như với chim.
Dầu phủ lên bộ lông của rái cá và hải cẩu làm giảm khả năng trao đổi chất và làm

giảm thân nhiệt. Khi ăn phải dầu, động vật sẽ bị chứng mất nước và giảm khả năng
tiêu hóa.
Do dầu nổi trên mặt nước làm ánh sáng giảm khi xuyên vào trong nước, nó hạn
chế sự quang hợp của các thực vật biển và các sinh vật phù du. Điều này làm giảm
lượng cá thể của hệ động vật cà ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái.
Tràn dầu có thể làm hỏng toàn bộ dây chuyền thực phẩm trong khu vực.
c ) Đối với kinh tế, xã hội và con người
Tốn kém tiền bạc để làm sạch môi trường bị ô nhiễm.
Ngoài những thiệt hại trực tiếp về tài sản ra còn có các ảnh hưởng mang tính
chất lâu dài như các cảnh quan, các vùng nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản….
Dầu có ảnh hưởng trực tiếp đến người thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc hít thở
hơi dầu gây buồn nôn, nhức đầu, các vấn đề về da Ngoài ra chúng còn gây ra 1 số
bệnh như ung thư, bệnh phổi, gián đoạn hormon…
Thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế cho người dân. Sự suy giảm sản lượng cá đánh
bắt, hơn nữa cá đánh bắt lên mang bán ở chợ, người tiêu dùng không dám ăn vì tôm
cá có mùi xăng dầu nên người dân đành gác ngư cụ. Suy giảm năng suất của thủy
hải sản nuôi. Hiểm họa tràn dầu đang buộc dân nuôi nghêu phải đối mặt với nguy
cơ mất trắng hàng ngàn tỉ đồng nếu nghêu bị chết do ô nhiễm dầu.

Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

6


II Các phương pháp xử lí
1. Các phương pháp sinh học
2. Các phương pháp hóa lý
2.1. Lọc qua song chắn rác ( xử lý sơ bộ )
2.2. Lắng tụ

2.3. Lọc
2.4. Đông tụ và keo tụ
2.5. Tuyển nổi
2.6. Hấp phụ
2.7. Trao đổi ion
2.8. Thẩm thấu ngượcj
2.9. Siêu lọc
2.10. Thẩm tách và điện thẩm tách ( TT và ĐTT )
2.11. Các phương pháp điện hóa
3. Các phương pháp hóa học
B. Xử lí nước nhiễm dầu

I. Phân loại và xử lí nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu

1. Phân loại
Để hiệu quả quá trình xử lí cao, người ta phải tiến hành đánh giá, phân loại các
nguồn nước thải và xử lí sơ bộ trước khi đưa đến hệ thống xử lí nước thải trung tâm
của nhà máy. Các nguồn nước thải chính trong nhà máy lọc hóa dầu bao gồm:
- Nước thải bề mặt nhiễm dầu ( OWS ).
- Nước thải nhiễm dầu từ khu công nghệ ( OW ).
- Nước thải sinh hoạt.
- Các dạng bùn thải lẫn nước.
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

7


2. Hệ thống xử lý nước thải
Do nước thải của nhà máy lọc hóa dầu chứa nhiều loại tạp chất, vì vậy, hệ thống

xử lý nước thải được phân chia ra nhiều bộ phận xử lý chuyên biệt và nhiều cấp xử
lý để loại các tạp chất một cách có hiệu quả và có chọn lọc. Sơ đồ khối hệ thống xử
lý nước thải điển hình của nhà máy lọc hóa dầu điển hình được mô tả trong hình H-
1. Tùy theo sơ đồ chế biến, công nghệ áp dụng mà nguồn thải có thể có những khác
biệt đôi chút và do đó hệ thống xử lý trong thực tế có những khác biệt. Nhìn chung,
tất cả các hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu đều phân ra các cấp
xử lý khác nhau nhằm đạt được hiệu quả cao.

2.1. Sơ đồ công nghệ
a. Phân loại nước thải và xử lí ban đầu
Tất cả các nguồn nước thải trong nhà máy đều được phân loại và xử lí sơ bộ
trước khi đưa vào hệ thông xử lí chung. Các dòng nước thải được phân loại và thu
gom thành các nhóm sau:
Nước nhiễm dầu bề mặt: Bao gồm nước mưa khu vực có nguy cơ nhiễm dầu,
nước rửa ở các khu vực phân xưởng công nghệ, nước thải ra từ hệ thống nước làm
mát , từ thiết bị lọc của của hệ thống xử lí nước ngọt và nước ngưng …Nước nhiễm
dầu bề mặt được thu gom về bể chứa , được tách váng dầu sơ bộ rồi chuyển sang
thiết bị lắng dầu ( CPI ). Dầu tách ra được chuyển tới bể chứa dầu ẩm, còn nước
được đưa tới bể kiểm tra chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường.
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53 Đặng văn tùng

8




H-1; Sơ đồ khối hệ thống xử lí nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

9

Nước nhiễm dầu : Nước lẫn dầu được tách ra từ các phân xưởng công nghệ, khu
bể chứa và bể chứa dầu thải …được đưa tới bể lắng dầu. Tại đây một phần dầu
được tách ra rồi đưa tới bể chứa dầu ẩm , còn nước thải được bơm tới bể hòa trộn
các dòng nước sau đó qua xử lí sơ bộ.
Nước thải sinh hoạt : Nước thải sinh hoạt thu gom từ các nguồn như khu nhà
hành chính , nhà ăn , nhà vệ sinh … được thu về bể chứa nước thải sinh hoạt . Tại
đây các tạp chất cơ học có kích thước lớn được loại bỏ , còn nước thải được bơm
sang thiết bị xử lí sinh học.
Nước có lẫn Phenol : Phenol lầ một chất độc hại với sức khỏe con người, vì vậy
các tiêu chuẩn về chất lượng nước thải qui định rất ngặt nghèo về hàm lượng của
chất này. Để hiệu quả quá trình tách Phenol được cao, nguồn nước nhiễm Phenol
được tách xử lí riêng trước khi hòa vào hệ thống xử lí chung của nhà máy. Nguồn
nước chứa Phenol ( chủ yếu là nước từ phân xưởng sục nước chua ) được đưa tới bể
thu gom sau đó đưa đến thiết bị xử lí Phenol. Qua thiết bị xử lí, Phenol bị chuyển
hóa sang dạng hóa chất không độc hại khác hoặc bị hấp phụ lại tùy theo phương
pháp xử lí. Nước thải sau khi xử lí sẽ được chuyển tới bể hòa trộn.
Nước thải sau khi xử lí sơ bộ sẽ được đưa vào hệ thống xử lí chung. Qúa trình
xử lí trải qua các công đoạn sau đây.
b. Xử lí bậc một
Các nguồn nước thải sau khi phân loại và xử lí sơ bộ được đưa tới bể điều hòa.
Tại đây các dòng nước thải được hòa trộn đồng nhất để xử lí theo các công đoạn
tiếp theo. Bể hòa trộn có sức chứa thiết kế phù hợp với đặc điểm các dòng không ổn
định. Các dòng nước thải thu gom về bể hòa trộn bao gồm các dòng chính sau:
- Dòng nước thải từ bể lắng dầu ( CPI ) của dòng nước thải lẫn dầu khu vực
công nghệ .
- Dòng nước thải từ bể lắng dầu ( CPI ) của dòng nước thải lẫn dầu khu vực bể
chứa.
- Nước tách từ bể chứa dầu ẩm .

- Nước từ phân xưởng trung hòa .
- Nước từ thiết bị xử lí phenol .
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

10

- Nước thải tuần hoàn trong hệ thống .
Nước thải từ bể hòa trộn được bơm tới bể khuấy trộn đẻ điều chỉnh PH, bổ sung
các chất keo tụ nhằm điều chỉnh môi trường nước phải phù hợp để tách các hạt rắn
lơ lửng có kích thước nhỏ.
Để tăng cường hòa trộn, trông bể lắp đặt cả hệ thống khuấy tĩnh và máy khuấy
cơ học. Nước từ bể khuấy trộn sẽ tự chảy vào bể tuyển nổi khí. Bể tuyển nổi khí có
nhiệm vụ tách nốt dầu tự do và các chất rắn trong trong nước thải bằng phương
pháp tuyển nổi để thu nước thải có điều kiện thích hợp cho xử lí sinh học tiếp
theo. Nước thải sau khi tuyển nổi được bơm qua thiết bị làm mát nhằm điều chỉnh
nhiệt độ tối ưu cho qua trình xử lí bậc 2 ( xử lí sinh học ).
c. Xử lí bậc 2
Xử lí bậc 2 có mục đích chuyển hóa phần các hợp chất hữu cơ hóa tan trong
nước thải tới giới hạn theo yêu cầu tiêu chuẩn môi trường. Nước thải từ hệ thống xử
lí cấp 1 và nước thải sinh hoạt được đưa tới thiết bị xử lí sinh học. Để điều chỉnh
chất lượng nước thải, một phần nước thải từ bể kiểm tra chất lượng nước trươc khi
xả ra môi trường cũng được tuần hoàn lại thiết bị xử lí sinh học. Xử lí bậc 2 thường
là hệ thống xử lí sinh học 2 giai đoạn. Nước thải sau khi đi vào các thiết bị lọc sinh
học được bổ sung dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của sinh vật.
Mỗi giai đoạn xử lí bao gồm một bể chứa nước thải , một bình lọc sinh học (
thiết bị phản ứng sinh học ), một thiết bị phân tách, thu gom bùn và bể chứa nước
bơm tuần hoàn. Ngoài ra, mỗi giai đoạn cũng trang bị một số thiết bị kèm theo : hệ
thống định lượng hóa chất, dinh dưỡng bổ sung, hệ thống cấp không khí cần thiết
cho sự phat triển của sinh vật. Nước thải sau khi xử lí sinh học sẽ được đưa tới thiết

bị xử lí bậc 3, còn bùn cặn được đưa tới thiết bị xử lí sơ bộ bùn thải.
d. Xử lí bậc 3
Nước thải sau khi ra khỏi thiết bị xử lí bậc 2 được đưa tới thiết bị lọc để tách nốt
các tạp chất rắn lơ lửng còn xót lại. Thiết bị lọc thường được sử dụng là thiết bị lọc
cát nhanh có hệ thống rửa ngược, Nước thải được thu gom về một bể chứa. Nước
thải từ bể chứa nước lọc sau đó tự chảy vào bể kiểm tra chất lượng nước thải trước
khi thải vào môi trường nhờ độ dốc. Tại bể chứa này có hệ thống kiểm tra lần cuối
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

11

chất lượng nước thải , nếu nước thải đáp ứng tiêu chuẩn môi trường sẽ được thải ra
môi trường.
Trong trường hợp nước thải không đáp ứng yêu cầu thì một phần nước thải sẽ
được bơm tuần hoàn lại các thiết bị xử lí phía trươc để xử lí. Nước thải không đạt
yêu cầu được bơm tới thiết bị xử li bậc 2 hay bậc 3 tùy thuộc vào chỉ tiêu nào của
nước thải chưa đạt yêu cầu.

2.2 . Các thiết bị xử lí
Thiết bị xử lý nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu được chia thành bốn nhóm:
Thiết bị phân loại và xử lý sơ bộ bân đầu, thiết bị xử lý bậc một, thiết bị xử lý bậc
hai và thiết bị xử lý bậc ba. Sơ đồ công nghệ tóm tắt hệ thống xử lý nước điển hình
với các loại thiết bị sử dụng được trình bày trong hình H -2.
a.Thiết bị phân loại và xử lí sơ bộ
Thiết bị xử lí sơ bộ nước nhiễm dầu bề mặt.
Xử lý nước nhiễm dầu bề mặt bao gồm các thiết bị chính sau: Bể phân phối
dòng, bể chứa nước mưa, bể lắng dầu CPI. Nước nhiễm dầu bề mặt được thu gom
về bình phân chia dòng rồi chảy tới bể chứa và xử lý sơ bộ. Bể chứa và xử lý sơ bộ
là dạng bể lắng dầu (CPI) có nhiệm vụ tách các chất thải rắn kéo theo và tách dầu

nổi trên bề mặt ra khỏi nước thải.
Để nâng cao hiệu quả quá trình tách dầu, trong bể có gắn các tấm dập nhăn để
tăng cường quá trình phân tách dầu và nước. Phía trên bề mặt thóang của bể có lắp
hệ thống thu gom dầu nổi. Dầu tách ra được chuyển tới bể chứa dầu ẩm, còn nước
được chuyển tới bể kiểm tra chất lượng nước thải trước khi xả ra môi trường. Nếu
nguồn nước thải này bị nhiễm dầu nặng trong thời gian dài thì nước thải không
được đưa trực tiếp tới bể kiểm tra chất lượng trước khi thải mà đưa tới hệ thống
nước nhiễm dầu để xử lý. Khi lượng nước thải lớn (khi mưa ) nước từ bình phân
dòng sẽ chảy tràn vào bể chứa nước mưa .

Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53 Đặng văn tùng

12




H-2 : Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

13

Thiết bị xử lí sơ bộ nước nhiễm dầu
Thiết bị xử lý sơ bộ nước nhiễm dầu bao gồm hai bể lắng dầu xử lý nước nhiễm
dầu từ khu công nghệ và khu bể chứa. Nước nhiễm dầu được phân loại và đưa về
các bể lắng dầu tương ứng để xử lý sơ bộ. Đây là dạng bể lắng dầu (CPI) có nhiệm
vụ tách các chất thải rắn kéo theo và tách dầu nổi trên bề mặt ra khỏi nước thải. Cấu
tạo, nguyên lý hoạt động của bệ thu gom và xử lý sơ bộ này tương tự như bể lắng
nước nhiễm dầu bề mặt. Có điểm khác biệt so với nước thải nhiễm dầu bề mặt là

nước thải nhiễm dầu từ khu công nghệ và bể chứa sau khi xử lý sơ bộ được đưa tới
bể hoà trộn của xử lý bậc một mà không đưa thẳng tới bể kiểm tra chất lượng nước
trước khi thải .
Thiết bị xử lí sơ bộ nước sinh hoạt
Thiết bị xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt chỉ bao gồm các bể thu gom nước thải.
Để đơn linh động vận hành thông thường, có hai bể chứa nước thải hoạt động song
song. Nước thải sinh hoạt thu gom về các bể chứa này được xử lý sơ bộ. Tại đây,
các tạp chất cơ học được loại bỏ , nước thải sau đó được bơm sang thiết bị xử lý
sinh học (xử lý bậc hai).
Thiết bị xử lí Phenol
Thiết bị xử lý nước thải chứa phenol rất đa dạng, tùy thuộc vào công nghệ xử lý
được áp dụng. Hiện nay, trong thực tế người ta sử dụng ba phương pháp xử lý
phenol chính là phương pháp sinh học, phương pháp hóa học (ô-xy hóa) và
phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính.
Phương pháp sinh học được sử dụng tương đối rộng rãi do thân thiện với môi
trường , đáp ứng được yêu cầu ngặt nghèo về hàm lượng phenol trong nước thải.
Thiết bị chính của phương pháp sử lý phenol bằng sinh học là các bình phản ứng
sinh học. Các bình phản ứng này có dạng trụ bên trong chứa các lớp đệm thấm vi
sinh vật có khả năng phân hủy phenol chứa trong nước thải. Nước thải chứa phenol
sau khi xử lý sẽ được chuyển tới bể hòa trộn trước khi đưa tới thiết bị xử lý bậc
một.
Bể chứa dầu ẩm
Bể chứa dầu ẩm có nhiệm vụ chứa dầu tách ra từ khu vực xử lý nước thải , xử lý
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

14

sơ bộ trước khi đưa tới bể chứa dầu thải trong nhà máy. Thông thường, có hai bể
chứa dầu thải ẩm. Trong mỗi bể thu gom dầu thải ẩm này có trang bị gia nhiệt kiểu

ống ruột gà (gia nhiệt bằng hơi thấp áp) để tăng cường phân chia pha dầu và nước.
Tại các bình thu gom này, dầu được tách ra ở trên và được bơm tới bể chứa dầu
thải của nhà máy, nước thải được bơm tới bể hòa trộn.
b. Thiết bị xử lí bậc 1
Cụm xử lý nước thải bậc một bao gồm các thiết bị chính sau : Bể hòa trộn, bể
khuấy trộn điều chỉnh pH và bổ sung hóa chất và bể tuyển nổi khí.
Bể hòa trộn
Bể hòa trộn là bể chứa được thiết kế để tàng trữ và hoà trộn tất cả các nguồn
nước thải đã được xứ lý sơ bộ. Bể hoà trộn phải có dung tích đủ lớn để dung hoà sự
không ổn định lưu lượng của các dòng thải. Chức năng của bể chứa này là điều hoà
lưu lượng dòng chảy vào các thiết bị xử lý phía sau, làm đồng đều thành phần nước
thải xử lý. Bên trong bể thường được trang bị một máy khuấy trộn. Nước thải sau
khi hoà trộn được đưa tới bể khuấy trộn .
Bể khuấy trộn
Bể khuấy trộn có nhiệm vụ điều hoà môi trường nước thải phù hợp với điều kiện
cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. Nước thải trước hết được điều chỉnh độ pH, thông
thường trong nhà máy lọc dầu, nguồn nước thải có tính kiềm, vì vậy, giá trị pH của
nước thải được điều chỉnh bằng dung dịch a-xít .
Nước sau khi điều chỉnh pH được chuyển sang khoang bổ sung chất tạo keo và
chất polime nhằm mục đích tạo lớp keo tụ để tách các hạt rắn lơ lửng, dầu ở dạng
nhũ tương và phân tán trong nước thải khi chuyển sang thiết bị tuyển nổi khí ở phía
sau. Bể khuấy trộn được chia thành ba khoang : khoang điều chỉnh pH , khoang bổ
sung hóa chất keo tụ và khoang bổ sung polime. Các khoang này đều được lắp đặt
thiết bị khuấy trộn tĩnh hay máy khuấy tùy theo điều kiện cụ thể. Nước thải sau khi
được điều chỉnh độ pH và bổ sung hóa chất được chuyển sang thiết bị tuyển nổi khí.
Thiết bị tuyển nổi khí
Nước thải sau khi được bổ sung hóa chất sẽ hình thành lớp kết tủa, dầu phân tán
và nhũ tương được tách ra ở dạng dầu tự do. Nước thải từ bể khuấy trộn sẽ được
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

15

chảy sang bể tuyển nổi nhờ trọng lực. Bể tuyển nổi có nhiệm vụ làm các pha chứa
dầu tự do và chất rắn nổi lên phía bề mặt lỏng để dễ dàng tách ra khỏi pha lỏng
nhằm mục đích thu được nước phù hợp cho quá trình xử lý sinh học ở giai đoạn tiếp
theo. Thiết bị tuyển nổi thường là thiết bị kiểu nằm ngang, được chia thành nhiều
ngăn nối tiếp nhau, ở ngăn cuối cùng có lắp bơm tuần hoàn nhằm tăng cường hiệu
quả quá trình phân tách pha. Phần cuối thiết bị có lắp máng thu lớp nổi phía trên
mặt nước và đưa về bể chứa dầu thải ẩm. Nước thải qua thiết bị tuyển nổi sẽ được
đưa tới thiết bị xử lý bậc hai ( xử lý sinh học ).
c. Thiết bị xử lí bậc 2
Thiết bị xử lý bậc hai thường được sử dụng là thiết bị xử lý sinh học hai giai
đoạn truyền thống. Nhiệm vụ của thiết bị xử lý bậc hai là chuyển hóa các hợp chất
hữu cơ hoà tan trong nước thải xuống dưới mức yêu cầu. Mỗi giai đoạn xử lý sinh
học bao gồm một thiết bị lọc sinh học ( thiết bị phản ứng sinh học ) cùng với hệ
thống tách bẩn , bể chứa nước sau khi qua thiết bị lọc sinh học. Phía trước thiết bị
lọc sinh học có hệ thống để cung cấp dinh dưỡng cho sự phát triển vi sinh vật phục
vụ cho quá trình xử lý. Thiết bị lọc sinh học là thiết bị thiết bị quan trọng nhất, bản
chất đây là thiết bị phản ứng sinh học. Phía trong thiết bị là các đệm plastic có thấm
các vi sinh có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ hoà tan trong nước thải. Để thúc
đẩy quá trình phản ứng, không khí được đưa vào cùng với dòng nước thải để cấp
ôxy cho quá trình oxy hóa sinh học.
Bẩn tạo ra trong quá trình xử lý sinh học được phân tách và chuyển tới bình xử
lý bẩn sơ bộ trước khi chuyển tới hệ thống xử lý bẩn và hệ thống xử lý chất thải rắn.
Nước thải sau khi xử lý được đưa tiếp tới thiết bị xử lý bậc ba.
d. Thiết bị xử lí bậc 3
Hệ thống thiết bị xử lý bậc ba bao gồm các thiết bị chính sau: Thiết bị lọc , bể
chứa nước lọc, bể chứa và kiểm tra chất lượng nước trước khi thải vào môi trường
và khoang chứa nước bơm tuần hoàn. Hệ thống xử lý bậc ba có nhiệm vụ tách nốt

các tạp chất còn lại trong nước thải, kiểm tra và điều chỉnh chất lượng nước thải
trước khi xả vào môi trường .
Thiết bị lọc
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

16

Thiết bị lọc có nhiệm vụ tách nốt các hạt rắn có kích thước nhỏ còn lại trong
nước thải. Đây là dạng thiết bị lọc cát nhanh có hệ thống rửa ngược để hoàn nguyên
lớp cát lọc. Nước sau lọc cát được chuyển tới bể chứa nước lọc. Nước rửa tái sinh
lớp đệm cát được thu về bể chứa nước rửa để thu hồi xử lý.
Bể chứa nước lọc
Bể chứa nước lọc đơn thuần có chức năng chứa nước sau khi lọc nhằm điều hoà
hoạt động chung của hệ thống thiết bị ( dòng thải không ổn định ), vì vậy, các bể
chứa có chức năng điều hoà các dòng chảy để ổn định công suất các thiết bị xử lý.
Bể chứa nước thải có thể làm bằng bê tông cốt thép hoặc bể thép tùy theo điều kiện
cụ thể .
Bể chứa kiểm tra và hiệu chỉnh chất lượng nước thải
Nước thải từ bể chứa nước lọc được chảy tự nhiên vào bể chứa kiểm tra và hiệu
chỉnh chất lượng nước thải. Bể này được thiết kế để thực hiện nhiệm vụ kiểm tra
chất lượng nước lần cuối trước khi thải vào môi trường. Khi chất lượng nước
không đáp ứng yêu cầu thì một phần nước từ bể chứa được bơm ngược lại các thiết
bị xử lý phía trước để xử lý lại. Nước thải đáp ứng tiêu chuẩn môi trường được xả
ra môi trường kết thúc quá trình xử lý.
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

17

.

II Một số phương pháp khác

Heat
exchanger
Return sludge
BALANCE
TANK
BASIN
Sand Filter
CPI
Screening
Sea
DAF
Excess sludge
Biological
treatment
Chemicals

H-3 ; Sơ đồ xử lí nước thải nhiễm dầu trong nhà máy lọc dầu

1. Xử lí thô
Nước lẫn dầu được tách ra từ các phân xưởng công nghệ , khu bể chứa và bể chứa
dầu thải được xử lí qua phân đoạn thô trước tiên.



1.1. Sàng lọc (screening)

.
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

18


1.2. Bể tách CPI

.

Hình 7…thiết bị tách dầu CPI
Nước thải chảy vào hệ thống một phần chất rắn lơ lửng được lắng xuống, phần
nước thải tiếp tục đi qua vách ngăn phân phối và đi qua các tấm song song nằm
nghiêng. Tại Hoạt động :
đây các giọt dầu được giữ lại và tương tác với nhau tạo thành các giọt lớn hơn và
nổi lên trên tạo thành váng dầu, những váng dầu sẽ được vớt vào bể chứa dầu ẩm,
còn nước thải tiếp tục chảy sang ngăn tiếp theo. Tại đây hỗn hợp bùn sẽ bị lắng
xuống dưới và nước thải sẽ chảy sang bể điều hòa .
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

19

Nhận xét: thiết bị tách trọng lực chỉ xử lý hiệu quả dầu dạng tự do và không có
hiệu quả đối với dầu dạng nhũ.

1.3. Bể điều hòa

2. Xử lí hóa học và hóa lí.
2.1. Xử lí hóa học

:
a) Phương pháp đông tụ
Mục đích: để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, ta
dùng phương pháp đông tụ, khi đó nồng độ chất màu, mùi, lơ lửng sẽ giảm
xuống.Các chất đông tụ thường dùng là nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt
clorua, Al2(SO
4
)
3
khi vào nước sẽ tác dụng với bicacbonat trong nước tạo thành
Al(OH)3 dạng bông và sẽ hấp phụ , kết dính các hạt huyền phù, các chất ở dạng keo
lơlửng trong NT. Các bông này sẽ lắng xuống đáy ở dạng cặn.
Al2(SO
4
) + 3Ca(HCO
3
)
2
→

2Al(OH)
3

+ 3CaSO
4
+ CO
2
Khi dùng các muối sắt:
2FeCl
3
+ 3Ca(OH)
2
→ 3CaCl
2
+ 2Fe(OH)
3
Hiệu suất đông tụ cao nhất khi pH 4-8,5. Để tạo các bông lớn, dễ lắng người ta
dùng thêm chất trợ đông. Đó là chất cao phân tử tan trong nước và dễ phân ly thành
ion, gồm chất trợ đông tụ loại anion và cation. Hay dùng là poliacrylamit
(CH2CHCONH2)n, natri silicat hoạt tính,
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

20

Giới hạn sử dụng: chọn lựa hóa chất, liều lượng tối ưu, thứ tự cho vào nước,
lượng cặn tạo thành, phải được tiến hành bằng thực nghiệm, thường dùng 1-5mg/l.
Điều kiện: để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiết kiệm, cần phải: khuấy đều có thể
sử dụng các loại máy trộn khác nhau. Loại hay dùng: cánh quạt cơ giới thì NT sẽ
chuyển động vòng và tạo bông dễ dàng ở toàn bộ thể tích.
b) Phương pháp trung hòa:
Mục đích: do nguồn thải chứa axit và bazo gây nên ăn mòn hóa học , gây độc.
Trung hòa còn với mục đích làm cho một số muối kim loại nặng lắng xuống và tách

ra khỏi nước.Vì thế ta phải trung hòa nước.
Nguyên tắc
Ưu tiên: tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau trong nước thải chứa axit và
kiềm.Quá trình trung hòa 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 và nếu điều kiện thuận lợi, các hồ này có thể tích 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, vào dạng và liều lượng hóa chất….
Việc lựa chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lượng nước thải, chế độ xả
thải, nồng độ, hóa chất Thông số chính để điều chỉnh phổ biến là đại lượng pH.
Trung hòa bằng cách cho thêm hóa chất
Nếu nước thải chứa quá nhiều axit hay kiềm tới mức không thể trung hòa bằng
cách trộn lẫn chúng với nhau được thì phải cho thêm hóa chất.
Phương pháp này thường để trung hòa axit.
Hóa chất sử dụng: phế liệu công nghiệp địa phương Để trung hòa axit vô cơ có thể
dùng bất kỳ dung dịch có tính bazơ nào. Hóa chất rẻ tiền và dễ kiếm là Ca(OH)
2
,
CaCO
3
, MgCO
3
Liều lượng hóa chất được xác định theo điều kiện trung hòa hoàn
toàn axit tự do và lấy lớn hơn tính toán một chút.Việc đưa dung dịch công tác vào
nước thải được tiến hành nhờ bơm hoặc các thiết bị định lượng cố định( định mức
với áp lực cố định )
Trung hòa nước thải bằng cách lọc qua những lớp vật liệu trung hòa .
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

21

Sử dụng cho nước thải chứa HCl, HNO
3
,

với hàm lượng dưới 5g/l và không
chứa muối

kim loại nặng.

Cách tiến hành: cho NT tiếp xúc các bể vật liệu lọc là đá vôi, magiezit, đá hoa
cương, đôlômit,… kích thước hạt 3-8 cm với tốc độ phụ thuộc vào vật liệu nhưng
không quá 5m3/h và thời gian tiếp xúc không quá 10 phút, nước thải có thể chuyển
động ngang hoặc đứng trong bể lọc.
Dùng khí thải, khói từ lò hơi để trung hòa nước thải chứa kiềm
Đây là biện pháp khá kinh tế để trung hòa nước thải chứa kiềm vì khí từ ống
khói cháy tốt thường chứa khoảng 14% CO2.


c) Phương pháp oxy hóa khử
Mục đích :Các chất bẩn trong nước thải có thể phân ra hai loại: vô cơ và hữu
cơ.Các chất hữu cơ thường là đạm, mỡ, đường, các hợp chất chứa phenol, chứa
nitơ, nên có thể bị phân hủy vi sinh vật, do đó có thể dùng phương pháp sinh học
để xử lý. Các chất vô cơ thường là những chất không xử lý bằng phương pháp sinh
học được. Các ion kim loại nặng không thể xử lý bằng vi sinh vật cũng như không
loại được dưới dạng cặn như thủy ngân, asen, là những chất rất độc khó xử lý mà
còn tiêu diệt các vi sinh vật có lợi trong nước.
Xử lý nước chứa xianua bằng phương pháp oxy hóa khử
Việc lựa chọn biện pháp phụ thuộc vào tính chất lý hóa của nước.

Cách thức thường dùng là oxy hóa xianua chuyển sang dạng xianat, feri, fero, các
cặn kết tủa từ những xianua đơn giản, phức chất rồi sau đó tách khỏi nước thải bằng
phương pháp lắng hoặc lọc. Cần ưu tiên lựa chọn biện pháp oxy hóa xianua độc
thành xianat không độc vì đây là biện pháp tốt nhất. Ở đây, nhóm CN- bị phân hủy
hoàn toàn và nước sẽ không nhiễm bẩn trởlại bởi các chất xianua.
Xử lý nước chứa crom bằng phương pháp oxy hóa khử.
- Nguyên tắc: chuyển Cr
6
+
biến về Cr
3
+
, tiếp đó tách ở dạng hidroxit kết tủa.

- Các chất khử có thể dùng:Na
2
S, NaHSO
3
, FeSO
4
, SO
2
, khói chứa khí SO
2
,
- Các phản ứng chuyển Cr6+ về Cr3+:
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

22

Cr
2
O
7
2-
+ 3S
2-
+ 14H
+


→ 2Cr
3
+ 3S
0
+7H
2
O+ Cr
2
O
7

Nếu dùng nướcNa
2
S thì trong dung dịch Na2S bị thủy phân mạnh và tạo kết
tủaCr(OH)
3
nên không cần thêm vôi: S
2-

+ 2H
2
O

→ H
2
S + 2OH
Nếu

dùng NaHSO
3
, FeSO
4
thì cần cho thêm vôi sữa (hoặc loại kiềm nào đó) để
kết tủa

Cr(OH)
3
.

-Công nghệ xử lý như sau: Đầu tiên nước thải được điều hòa lưu lượng và nồng
độ. Sau đókiểm tra pH nếu thấy pH > 4 cần điều chỉnh sao cho pH 2-4 trước khi
thực hiện phản ứng khử,đồng thời cần xác định lượng Cr
6
+
tính toán lượng chất khử
( thường dùng gấp 1,25 lần

lượng tính toán theo lý thuyết).

Chất khử thường được chuẩn bị dưới dạng dung dịch 10% và cho vào bể phản
ứng nhờ thiết bị định lượng. Thời gian khuấy trộn bể phản ứng dưới 30 phút, sau
khi phản ứng khử kếtthúc cho vôi sữa vào ( được chuẩn bị với nồng độ khoảng
2,5%) cho đạt pH 9, tiếp tục khuấy khoảng 3-5 phút sau đó cho nước thải sang bể
lắng với thời gian khoảng 2h.

2.2. tuyển nổi













Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

23

Vì sao nước thải nhiễm dầu phải qua quá trình tuyển nổi
- Dầu mỡ , chất rắn lơ lửng -> lớp màng phủ bề mặt -> ngăn cản quá trình hấp
phụ oxy từ không khí vào nước -> ảnh hưởng quá trình tự làm sạch.
- Bít kín lỗ rỗng vật liệu học trong bể lọc sinh học .
- Phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể bùn hoạt tính .

- Gây khó khăn cho quá trình lên men cặn .
Mục đích
Nước thải sau khi được bổ sung hóa chất sẽ hình thành lớp kết tủa, dầu phân tán
và nhũ tương được tách ra ở dạng dầu tự do. Nước thải từ bể khuấy trộn sẽ được
chảy sang bể tuyển nổi nhờ trọng lực. Bể tuyển nổi có nhiệm vụ làm các pha chứa
dầu tự do và chất rắn nổi lên phía bề mặt lỏng để dễ dàng tách ra khỏi pha lỏng
nhằm mục đích thu được nước phù hợp cho quá trình xử lý sinh học ở giai đoạn tiếp
theo.
Cấu tạo và hoạt động



Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

24

Hình 9. Sơ đồ hệ thống tuyển nổi


Nước thải sau khi được xử lí ở các công đoạn trước đó sẽ được đưa vào bể tuyển
nổi .

.


III Nhận định phương pháp sử lý sinh học

Mục đích
Mục đích của xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các loại

keo không lắng và ổn định ( phân hủy ) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của vi sinh
vật hiếu khí hoặc kị khí . Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường
là các chất khí ( CO
2
, N
2
, CH
4
, H
2
S ), các chất vô cơ ( NH
4
+
, PO
4
3-
) và tế bào mới .
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý
- Nồng độ chất hữu cơ: BOD 5 :N:P = 100: 5:1 hoặc 200:5:2 (bùn hoạt tính)
- Hàm lượng tạp chất
- Nhiệt độ, pH, các nguyên tố vi lượng, kim loại…
- Hàm lượng oxy trong nước thải
- Lưu lượng nứơc thải
- Hệ thống xử lý: chế độ thuỷ động …
Điều kiện nước thải đưa vào xử lý
- Không có chất độc làm chết hay ức chế hệ vi sinh vật trong nước thải. Đặc
biệt là hàm lượng các kim loại nặng như: Sb >Ag >Cu >Hg >Co >Ni >Pb
>Cr
3+
>V >Cd >Zn >Fe

- Chất hữu cơ trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và
năng lượng cho vi sinh vật như : hidratcacbon, protein, lipit hoà tan…
Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 3 Lọc hóa dầu -K53
Đặng văn tùng

25

- COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 mới có thể đưa vào xử lí sinh học(hiếu
khí), nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó gồm có xenlulozơ,
hemixenlulozơ, prottein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lí sinh học kị khí .
Các quá trình xử lí
- Qúa trình xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu khí: các vi sinh vật hoạt động trong
điều kiện môi trường cung cấp oxi liên tục, gồm các công trình như: bể lọc
sinh học, bể aerotank…
- Qúa trình xử lý sử dụng vi sinh vật kị khí: các vi sinh vật hoạt động trong
điều kiện môi trường không có oxi,gồm các công trình như bể UASB, bể
UAF…
- Qúa trình thiếu khí
- Qúa trình thiếu khí và kị khí kết hợp
- Qúa trình hồ sinh vật



Quá trình tăng sinh khối

Qúa trình chuyển hóa cơ chất