xu ly nuoc thai

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ
NƯỚC THẢI
Các phương pháp xử lí nước thải sau:
- Xử lí bằng phương pháp cơ học
- Xử lí bằng phương pháp hoá lí và hoá học
- Xử lí bằng phương pháp sinh học
- Xử lí bằng phương pháp tổng hợp
.1. XỬ LÍ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP CƠ HỌC
.1.1 Song chắn rác. Nhằm giữ lại các vật thô như: giẻ, giấy, rác, vỏ
hộp, mẩu đất đá, gỗ… ở trước song chắn. Song được làm bằng sắt
tròn hoặc vuông (sắt tròn có Φ = 8 – 10 mm) thanh nọ cách thanh
kia một khoảng bằng 60 – 100 mm để chắn vật thô và 10 – 25 mm
để chắn vật nhỏ hơn, đặt nghiêng theo dòng chảy một góc 65-70
0
.
.1.2 Lưới lọc: Người ta thiết kế lưới lọc hình tang trống cho nước
chảy từ ngoài vào hoặc từ trong ra
.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
chảy vào theo nhiều cách khác nhau: theo tiếp tuyến, theo dòng
ngang, theo dòng từ trên xuống và toả ra chung quanh vv… Nước
qua bể lắng (qua bẫy) dưới tác dụng của trọng lực, cát nặng sẽ
lắng xuống đáy, và kéo theo một phần chất đông tụ.
.1.4. Các loại bể lắng:Ngoài lắng cát, sỏi, 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 lí làm việc của các loại bể này
đều dựa trên cơ sở trọng lực
.
.1.5. Tách dầu mỡ:
•

a) Loại nằm ngang:
•
1. Thân thiết bị; 2. Bộ phận tách
cặn bằng thuỷ lực; 3. Lớp dầu
mỡ; 4. Ống gom dầu, mỡ; 5.
Vách ngăn dầu, mỡ; 6. Răng
cào trên băng tải; 7. Hố chứa
đựng cặn.
•
b)Thiết bị tách dầu, mỡ lớp
mỏng:
•
1. Cửa dẫn nước sạch ra; 2.
Ống gom dầu, mỡ; 3. Vách
ngăn; 4. Tấm chất dẻo xốp nổi;
5. Lớp dầu; 6. Ống dẫn nước
thải vào; 7. Bộ phận lắng làm từ
các tấm gợn sóng; 8. bùn cặn
.1.6. Lọc cơ học
•
Phương pháp lọc này được dùng trong xử lí nước thải để tách các
tạp chất phân tán nhỏ khỏi nước mà bể lắng không lắng được.
•
Vật liệu lọc:
-
Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng lưới thép không gỉ, nhôm,
niken, đồng thau… và cả các loại vải khác nhau (thuỷ tinh, amiăng,
bông len, sợi tổng hợp). Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo
cơ học, không bị trương nở và và bị phá huỷ ở điều kiện lọc.
-

Vật liệu lọc dạng hạt:cát thạch anh, than gầy (anthracit), than cốc,
sỏi, đá nghiền, thậm trí cả than nâu, than bùn hay than gỗ.
•
Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt nghiêng.
Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thuỷ tĩnh của
cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân
không sau lớp 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.
a.bể lọc trọng lực ;
b. thiết bị lọc áp lực
5.2. XỬ LÍ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
HOÁ LÍ VÀ HOÁ HỌC
•
Cơ sở của phương pháp hoá học là các phản ứng hoá
học, các quá trình hoá lí diễn ra giữa chất bẩn với hoá
chất cho thêm vào. Các phương pháp hoá học là oxi
hoá, trung hoà, đông keo tụ.
•
5.2.1. Trung hoà: Muốn nước thải được xử lí tốt bằng
phương pháp sinh học phải tiến hành trung hoà và điều
chỉnh pH về vùng 6,6 - 7,6.
•
Trung hoà bằng cách dùng dung dịch axit hoặc muối
axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hoà
dịch nước thải.
HOÁ CHẤT THƯỜNG DÙNG ĐỂ ĐIỀU CHỈNH pH
NƯỚC THẢI

Tên hoá chất Công thức hoá học Lượng chất cần thiết tính bằng mg/l để trung
hoà 1mg/l axit hoặc kiềm tính theo
CaCO
3
(mg/l)
Caxi cacbonat CaCO
3
1
Canxi oxit CaO 0,56
Canxi hydroxit Ca(OH)
2
0,74
Magiê oxit MgO 0,403
Magiê hydroxit Mg(OH)
2
0,583
Vôi sống dolomit [CaO'
0,6
MgO'
0,4
] 0,497
Vôi tôi dolomit [Ca(OH)
2
)
0,6
(Mg(OH)
2
)
0,4
] 0,677

Xút (natri hydroxit) NaOH 0,799
Soda (natri cacbonat) Na
2
CO
3
1,059
Axit sulfuric H
2
SO
4
0,98
Axit clohydric HCl 0,72
Axit citric HNO
3
0,63
2.2. Keo tụ
•
Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền
phù có kích thước ≥ 10-2mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo
không thể lắng được
•
Quá trình trung hoà 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 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:
Al
2
(SO

4
)
3
.18H
2
O, NaAlO
2
, Al
2
(OH)
5
Cl, KAl(SO
4
)
2.
12H
2
O,
NH
4
Al(SO
4
)
2
.12H
2
O.
Trong số này dùng phổ biến nhất là: Al
2
(SO

4
)
3
vì chất này hoà 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
2
(SO
4
)
3
.2H
2
O,
Fe
2
(SO
4
)
3
.3H
2
O, Fe
2
(SO
4
)
3
.7H

2
O và FeCl
3
. Các muối sắt có
ưu điểm hơn so với muối nhôm trong việc làm đông tụ
các chất lơ lửng của nước vì:
-Tác dụng tốt ở nhiệt độ thấp.
- Khoảng pH tác dụng rộng hơn.
- Tạo kích thước và độ bền bông keo lớn hơn.
- Có thể khử được mùi vị khi có H
2
S.
- Nhưng muối sắt cũng có nhược điểm: Chúng tạo thành
phức hoà tan có màu làm cho nước có màu.
•
Dùng phèn thì phản ứng phosphat kết lắng như sau:
- Al
2
(SO
4
)
3
+ PO
4
-3
→ 2 AlPO
4
↓ + 3 SO
4-2
pH tối ưu 5,6 - 8

- Dùng vôi để loại các muối bicacbonat, phot phat và magiê.
- Dùng muối clorua hoặc sulfat sắt (III) để loại phosphat:
FeCl
3
+ H
2
O + PO
4
-3
→ FePO
4
↓ + Cl
-
+ H
2
O
- Dùng natri aluminat để loại phosphat:
Na
2
Al
2
O4 + 2PO
4
-3
+ H
2
O → 2AlPO
4
↓ +NaOH + OH-
Trong quá trình tạo thành bông keo của hidroxit nhôm hoặc sắt người

ta thường thêm chất trợ đông tụ (floculant). Các chất trợ đông tụ
này là tinh bột, dextrin, các ête, xenluloza, dioxit silic hoạt tính với
liều lượng 1 – 5 mg/l. Ngoài ra người ta còn dùng chất đông tụ tổng
hợp chất hay dùng nhất là polyacrilamit. 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 tốc độ lắng của các bông keo.
Sơ đồ thíêt bị làm sạch nước thải
bằng đông tụ
2.3. Hấp phụ
•
Phương pháp hấp phụ được dùng để loại hết các chất
hoà tan vào nước mà phương pháp xử lí sinh học cùng
các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm
lượng rất nhỏ. Thông thường đây là các hợp chất hoà
tan có độc tính hoặc các chất có mùi, vị và mầu rất khó
chịu.
-
Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất xét
hoạt tính, silicagen, kẹo nhôm, một số chất tổng hợp
hoặc chất thải trong sản xuất, như xỉ tro, xỉ mạt sắt vv.
-
Phương pháp này có khả năng hấp phụ 58 – 95% các
chất hữu cơ và màu. Các chất hữu cơ có thể bị hấp phụ
được tính đến là phenol, ankylbenzen, sulfonic axit,
thuốc nhuộm các hợp chất thơm…
Sơ đồ các hệ thống hấp phụ
2.4. Tuyển nổi
•
Phương pháp tuyển nổi đựa trên nguyên tắc: các phần
tử phân tán 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.
•
Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành
bọt nhỏ vào trong nước thải: Các bọt khí dính các hạt lơ
lửng lắng kém và nổi lên mặt nước.
•
Tuyển nổi bọt nhằm tách các chất lơ lửng không tan và
một số chất keo hoặc hoà tan ra khỏi pha lỏng, kỹ thuật
này có thể dùng cho xử lí nước thải đô thị và nhiều lĩnh
vực như chế biến dầu béo, thuộc da, dệt, chế biến thịt
vv
Có hai hình thức tuyển nổi với:
Sục khí ở áp suất khí quyển gọi là tuyển nổi bằng không khí.
Bão hoà không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát khí ra khỏi nước ở
áp suất chân không gọi là tuyển nổi chân không.
a, không có tuần hoàn; b. có tuần hoàn
a, Cấp không khí bằng phương
pháp cơ học:
Buồng tuyển nổi; 2. Cấp khí; 3.
Trục; 4. Cánh quạt
b, Cấp không khí qua đầu
khuếch tán bằng vật liệu xốp:
Buồng tuyển nổi; 2. Đầu khuếch
tán; 3. Rãnh gom căn;
4. Bộ phận điều chỉnh mức chất
lỏng.
c, Cấp khí qua tấm lọc:
Buồng tuyển nổi; 2. Tấm lọc; 3.

Cào bã; 4. Rãnh gom căn.
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 cặn lắng; 7. Ống dẫn
hỗn hợp không khí - Chất
thải lỏng.
Một số thiết bị tuyển nổi
2.5. Trao đổi ion
•
Thực chất của phương pháp này là quá trình trong đó các ion trên
bề 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 ionit (chất trao
đổi ion). Chúng hoàn toàn không tan trong nước.
•
Phương pháp này được dùng để 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 cả chất phóng xạ. Phương pháp này được
dùng phổ biến để làm mềm nước, loại ion Ca+2 và ion Mg+2 ra
khỏi nước cứng.
- Các chất vô cơ:
+ Các chất này có nguồn gốc tự nhiên gồm có Zeolit, đất xét, fenspat,
nhôm siliccat Na2O.Al2O3.nSiO2.mH2-O (có tính chất trao đổi
cation), chất fluor apatit [Ca5(PO4)3]F và hydroxit apatit

[Ca5(PO4)3]OH.
+ Các chất vô cơ tổng hợp có khả năng trao đổi ion là silicagen,
pecmutit (chất làm mềm nước), các oxit khó tan và các oxit 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 dẫn xuất sulfo từ than, các chất điện li cao phân tử các
ionit hữu cơ tự nhiên có độ bền cơ học, hoá 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 bền mặt riêng lớn. Các gốc hidro của
chúng tao 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 kém hơn nhựa cationit.
5.2.6. Khử khuẩn.
- Dùng các chất có tính độc 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
hoá chất hay tác nhân vật lí như: ozon, tia tử ngoại Hoá chất để
khử khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh trong một
khoảng thời gian nhất định, sau đó phải được phân huỷ hay 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 dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước javen,
vôi clorua, các hipoclorit, cloramin B đây là các hợp chất của clo,
đảm bảo là nhưng chất khử khuẩn đáp ứng được các yêu cầu trên,
đồng thời cũng là các chất oxi hoá.
- Trong quá trình xử lí nước thải, công đoạn khử khuẩn thường đặt ở
cuối quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào

nguồn.
5.3. XỬ LÍ NƯỚC THẢI 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 di
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 hoá và trở thành các chất vô
cơ, các chất khí đơn giản và nước.
3.1. Các quá trình sinh học chủ yếu dùng trong
xử lí nước thải
Một số thuật ngữ hay gặp trong 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 mặt của 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.
•
Quá trình thiếu khí hay thiếu khí oxi (anoxic process).
•
Quá trình chuyển hoá 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.
•
Quá trình sinh học tuỳ tiện (Facultative process). Quá trình xử lí sinh học trong đó các vi sinh vật
có thể hoạt động trong điều kiện có oxi hoặc không có oxi phân tử. Quá trình này được gọi là
quá trình tự phát.
•
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.
•
Khử BOD dạng cacbon (carbonaceous BOD removal) là quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ
có nguồn gốc cacbon trong nước thải thành tế bào chất của vi sinh vật và sản phẩm cuối cùng ở
dạng khí. Trong quá trình chuyển hóa, giả định rằng các hợp chất có chứa nitơ đều chuyển
thành amon.
•
Nitrat hoá (nitrification) là quá trình chuyển hoá amon thành nitrit và nitrit thành nitrat.
•
Khử nitrat (denitrification) là quá trình chuyển hoá nitrat thành nitơ phân tử ở dạng khí.
•
Cơ chất hay chất nền (Substrate) là thuật ngữ để chỉ các chất hữu cơ hoặc chất dinh dưỡng sẽ
bị chuyển hoá trong quá trình xử lí sinh học. Trong nước thải các chất hữu cơ có chứa cacbon
được biểu hiện là BOD - được coi là cơ chất hay chất nền, sẽ được chuyển hoá trong quá trình
sinh học.
•
Quá trình sinh trưởng lơ lửng (suppended grewth process). Vi sinh vật sinh sản và phát triển
trong các bông cặn bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong các bể xử lí sinh học. Các vi sinh vật
này tạo thành bùn hoạt tính có vai trò phân huỷ 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 lơ lửng và xáo trộn cùng
với nước, cuối cùng các chất dinh dưỡng 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 huỷ các chất hữu cơ phát triển thành màng (biofilm) dính bám
vào các vật liệu trơ như đá, xỉ, gỗ, sành sứ, chất dẻo. Quá trình này còn được gọi là quá trình
màng sinh học hay màng cố định, xẩu ra ở các công trình xử lí nước thải, như lọc sinh học
(biofilter) hay đĩa quay sinh học.
•
Bùn hoạt tính (activative slugde) là tập hợp các vi sinh vật có trong nước thải, hình thành những
bông cặn có khả năng hấp thu và phân huỷ khi có mặt oxi. Về khối lượng, bùn hoạt tính được

tính bằng sinh khối vi sinh vật là tổng cặn bùn khô không tro.
•
Hồ sinh học (lagoon process) là thuật ngữ chung để chỉ quá trình xử lí xẩy ra trong các ao hồ có
chiều sâu và cường độ xử lí khác nhau.
•
Bể aeroten (aerotank) là công trình xử lí nước thải có dạng bể được thực hiện bằng 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 huỷ (oxi hoá) các hợp chất oxi hoá là khá
cao. Aeroten thường được gọi là bể phản ứng hiếu khí.
•
Bể có dòng khuấy trộn hoàn chỉnh (complete – mixe process) dòng chảy vào bể được khuấy
trộn đều ngay tức khắc với lượng nước có sẵn trong bể để làm cho nồng độ các chất nhiễm bẩn
đồng đều khắp mọi điểm của bể.
•
Bể có dòng chảy đều (plug – flow process). Các phần tử trong dòng chảy vào bể chuyển động
với vận tốc đều nhau dọc chiều dài của bể từ đầu vào đến đầu ra sao cho thời gian lưu của từng
phần từ là đều nhau và bằng thời gian lí thuyết:
•
t = V: dung tích của bể (m3), Q: lưu lượng nước thải cần xử lí (m3/ngày).
Các quá trình sinh học chủ yếu trong xử
lí nước thải
•
Các quá trình sinh học dùng trong xử lí nước thải đều có
xuất xứ trong tự nhiên. Nhờ thực hiện các biện pháp
tăng cường hoạt động của vi sinh vật trong các công
trình nhân tạo quá trình làm sạch các chất bẩn diễn ra
nhanh hơn. Trong thực tế, hiện nay người ta vẫn tiến
hành xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học ở điều
kiện tự nhiên và điều kiện nhân tạo tuỳ thuộc vào khả
năng kinh phí, yêu cầu công nghệ, địa lí cùng hàng loạt

các yếu tố khác