Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần dược phẩm imexpharm công suất 80m3 ngày đêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN THỊ SON

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN DƯỢC PHẨM
IMEXPHARM - CÔNG SUẤT 80 M3/NGÀY ĐÊM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Khóa học : 2007 - 2011

An Giang, 04/ 2011


TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ- MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN THỊ SON

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN DƯỢC PHẨM
IMEXPHARM - CÔNG SUẤT 80 M3/NGÀY ĐÊM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Khóa học : 2007 - 2011

GVHD : ThS. NGUYỄN TRẦN THIỆN KHÁNH

KS. VÕ ĐAN THANH
GVPB : ThS. TRẦN THỊ HỒNG NGỌC
ThS. NGUYỄN THANH HÙNG

An Giang, 04/ 2010


PHẦN TÓM TẮT
Như chúng ta đã biết, ngày nay môi trường ngày càng bị ô nhiễm từ đó
phát sinh ra nhiều mầm bệnh gây anh hưởng đến sức khõe của con người.
Chính vì vậy ngày càng có nhiều công ty sản xuất thuốc ra đời để phục vụ nhu
cầu chữa bệnh cho người dân. Nhưng bên cạng đó, nước thải trong quá trình
sản xuất thuốc lại chứa nhiều Nitơ, photpho chất lơ lửng….Các chất này sẽ
làm cho môi trường ô nhiễm nghiêm trọng hơn.
Chính vì vậy, tôi chọn đề tài “Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước
thải Dược Imexpharm – công suất 80 m3/ngày.đêm”. Đề tài này sẽ làm nền tản
cơ bản cho các công ty Dược áp dụng vào để xử lý nước thải trong sản xuất
thuốc và sẽ ước tính được chi phí để đầu tư.


LỜI CẢM ƠN

Để có được thành quả hôm nay, trước hết tôi muốn gửi lời cảm ơn đến
cha mẹ người luôn cho tôi niềm tin, điểm tựa về vật chất cũng như về tinh
thần giúp tôi học tập hoàn thành ước mơ của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quí thầy cô trường Ðại học An
Giang, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Kỹ thuật – Công nghệ - Môi trường
đã tận tình giảng dạy, truyền đạt, trang bị cho tôi những kiến thức quí báu
trong suốt quá trình học tập.
Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ThS. Nguyễn Trần

Thiện Khánh, người đã tận tâm hướng dẫn giúp tôi giải quyết khó khăn và
truyền đạt những kinh nghiệm để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp
của mình.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến quý thầy cô bộ môn Môi
trường và Phát triển bền vững đã tận tình chỉ dẫn và cung cấp tài liệu quí báo
trong quá trình viết bài khóa luận.
Và sau cùng, xin cảm ơn tất cả bạn bè, những người luôn quan tâm, động
viên và khích lệ tôi về mọi mặt.
Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng sự hiểu biết và kinh nghiệm còn nhiều
hạn chế, nên chắc chắn rằng không thể tránh khỏi những sai xót. Rất mong
được sự đóng góp ý kiến quí báo của thầy cô để bài khóa luận của tôi được
hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, xin hãy nhận nơi tôi lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất!.

Nguyễn Thị Son


DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

BOD ..................................................................................... Nhu cầu sinh học
COD ............................................................................... Nhu cầu oxy hóa học
ĐTM .................................................................Đánh giá tác động môi trường
VSV ................................................................................................Vi sinh vật
QCVN .............................................................................. Quy chuẩn Việt Nam
VNĐ ........................................................................................ Việt Nam đồng
TNHH...............................................................................Trách nhiệm hữu hạn
BTCT .......................................................................................Bê tông cốt thép
PP .................................................................................................Phương pháp

DANH SÁCH HÌNH

2.1: Biểu tượng của công ty ............................................................................ 2
2.2: Quy trình sản xuất đạt tiêu chuẩn GMP – WHO của công ty.................. 4
2.3: Sơ đồ nguyên tắc dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải hoàn chỉnh
.. ....................................................................................................................... 6
2.4: Sơ đồ làm việc bể lọc sinh học .............................................................. 22
2.5: Sơ đồ làm việc của aeroten truyền thống............................................... 23
2.6: Sơ đồ làm việc của Bể aerotank nạp theo bậc........................................ 24
4.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải công ty cổ phần Dược phẩm Imexpharm
.. ..................................................................................................................... 37
4.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đề xuất cho công ty cổ phần Dược phẩm
Imexpharm ..................................................................................................... 40


DANH SÁCH BẢNG

4.1: Tổng hợp lưu lượng tính toán ................................................................. 35
4.2: Các thông số đầu vào của hệ thống xử lý nước thải ............................... 36
4.3: Một số thông số đầu ra của nước thải theo QCVN 24 - 2009, cột A..... 36
4.4: Hệ số β để tính sức cản cục bộ của song chắn ....................................... 44
4.5: Tổng hợp số liệu thiết kế song chắn rác.................................................. 45
4.6: Tổng hợp số liệu thiết kế hầm bơm tiếp nhận........................................ 47
4.7: Tổng hợp số liệu thiết kế bể phản ứng................................................... 48
4.8: Tổng hợp số liệu thiết kế bể oxi hóa....................................................... 50
4.9: Tổng hợp số liệu thiết kế bể điều hòa ..................................................... 54
4.10: Tổng hợp số liệu thiết kế bể UASB ..................................................... 60
4.11: Các kích thước điển hình của bể aerotank xáo trộn hoàn toàn ............. 64
4.12: Tổng hợp số liệu thiết kế bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn................... 71
4.13: Số liệu thiết kế bể lắng II (lắng đứng) .................................................. 76

4.14: Tổng hợp số liệu thiết kế bể trung gian ................................................ 77
4.15: Kích thước vật liệu lọc hai lớp cho xử lý nước thải bậc cao ................ 78
4.16: Các chỉ tiêu cơ bản của bể lọc áp lực .................................................. 80
4.17: Các thông số thiết kế bể lọc áp lực có đường kính 600mm dựa vào bể lọc
áp lực có đường kính 1030mm ...................................................................... 81
4.18: Tổng hợp số liệu thiết kế bể lọc áp lực ................................................. 81
4.19: Đặc tính kỹ thuật của thùng chứa clo................................................... 84
4.20: Tổnghợp số liệu thiết kế bể khử trùng .................................................. 85
4.20: Tổng hợp số liệu thiết kế bể nén bùn .................................................... 90
5.1: Chi phí cho 1 m3 bê tông cốt thép Mac 200............................................ 92
5.2: Chi phí cho 1 m3 bê tông cốt thép Mac 300............................................ 92
5.3: Hạng mục xây dựng ................................................................................ 93
5.4: Dự toán kinh phí xây dựng các công trình đơn vị .................................. 94


5.5: Dự toán kinh phí máy móc thiết bị ......................................................... 95
5.6: Dự toán tổng điện năng tiêu thụ.............................................................. 97


MỤC LỤC

Chương 1. MỞ ĐẦU........................................................................................ 1
Chương 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .............................................................. 2
2.1. Tổng quan về công ty cổ phần Dược phẩm Imexpharm........................... 2
2.1.1. Lịch sử hình thành............................................................................. 2
2.1.2. Biểu tượng......................................................................................... 2
2.1.3. Nguyên nhiên liệu chính dùng để sản xuất thuốc ............................. 3
2.1.4. Quy trình sản xuất thuốc viên của công ty........................................ 4
2.2 Các vấn đề ô nhiễm môi trường đối với ngành dược................................. 5
2.3. Dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải ............................................ 5

2.4 Các phương pháp xử lý nước thải dược phẩm .......................................... .7
2.4.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học....................................... 7
2.4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý...................................... 10
2.4.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học ................................... 17
2.4.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học .................................. 19
2.4.5. Xử lý cặn ......................................................................................... 27
2.4.6. Khử trùng nước thải ........................................................................ 28
Chương 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............. 33
3.1. Đối tượng nghiên cứu . ........................................................................... 33
3.2. Thời gian thực hiện đề tài ....................................................................... 33
3.3. Mục tiêu của đề tài ................................................................................. 33
3.4. Phương tiện và vật liệu nghiên cứu......................................................... 33
3.5. Nội dung nghiên cứu của đề tài............................................................... 33
3.6. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... ..33
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................... 34
4.1. Các thông số thiết.................................................................................... 34
4.1.1. Xác định lưu lượng tính toán của nước thải... .................................. 34


4.1.2. Thành phần tính chất nước thải. ..................................................... 35
4.1.3. Mức độ xử lý nước thải................................................................... 36
4.2. Đề xuất phương án xử lý để hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải.......... 37
4.2.1. Sơ đồ công nghệ công ty cổ phần Dược phẩm Imexpharm............ 37
4.2.2. Sơ đồ công nghệ đề xuất ................................................................. 39
4.3. Tính toán từng công trình đơn vị. ........................................................... 42
4.3.1. Song chắn rác ................................................................................. 42
4.3.2. Hầm tiếp nhận ................................................................................. 45
4.3.3. Bể phản ứng .................................................................................... 47
4.3.4. Bể oxy hóa.. .................................................................................... 48
4.3.5. Bể điều hòa. .................................................................................... 50

4.3.6. Bể UASB.... .................................................................................... 55
4.3.7. Bể Aerotank .................................................................................... 61
4.3.8. Bể lắng II (lắng đứng) ..................................................................... 72
4.3.9. Bể trung gian ................................................................................... 76
4.3.10. Bể lọc áp lực.................................................................................. 77
4.3.11. Bể khử trùng.................................................................................. 82
4.3.12. Bể chứa bùn................................................................................... 85
4.3.13. Bể nén bùn .................................................................................... 87
4.3.14. Máy ép băng tải............................................................................. 90
Chương 5. TÍNH TOÁN CHI PHÍ................................................................. 92
5.1. Chi phí xây dựng công trình và thiết bị .................................................. 92
5.1.1. Các công trình xử lý đơn vị............................................................. 92
5.1.2. Thiết bị máy móc ............................................................................ 95
5.2. Chi phí quản lý vận hành ........................................................................ 96
5.2.1. Chi phí nhân công ........................................................................... 96
5.2.2. Chi phí điện năng ............................................................................ 97
5.2.3. Chi phí hóa chất .............................................................................. 98


5.2.4. Chi phí bảo dưỡng định kỳ.............................................................. 99
5.2.5. Chi phí xử lý 1 m3 nước thải ............................................................ 99
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................... 100
6.1. Kết luận .............. .................................................................................. 100
6.2. Kiến nghị............ .................................................................................. 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 101


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………....


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

Chương 1. MỞ ĐẦU
Trong những năm qua, với chính sách đổi mới Việt Nam đã đạt được
nhiều thành tựu đáng kể trên các lĩnh vực kinh tế, văn hóa, xã hội, đối ngoại

và an ninh quốc phòng, đưa đất nước đến hội nhập kinh tế quốc tế. Bên cạnh
những lợi ích đó, thì tốc độ đô thị hóa tăng kéo theo lượng chất thải (bao gồm
khí thải giao thông, chất thải từ các nhà máy chưa qua xử lý, nước thải và rác
thải sinh hoạt…) thải vào môi trường cũng tăng. Điều này đồng nghĩa với việc
môi trường sẽ bị ô nhiễm, từ đó phát sinh ra nhiều bệnh tật gây ảnh hưởng đến
sức khỏe của con người.
Chính vì vậy, ngày càng có nhiều công ty dược phẩm ra đời để phục vụ
nhu cầu chữa bệnh của người dân. Nhưng bên cạnh đó, thành phần nước thải
của ngành dược cũng chứa nhiều Nitơ, Photpho, chất lơ lửng…Theo nghiên
cứu cho thấy, nước thải của ngành dược (tây dược) có hàm lượng BOD5, COD,
Photpho… đều tăng từ 5 đến 70 lần so với tiêu chuẩn Việt Nam, riêng Nitơ có
thể tăng từ 100 lần trở lên. Nếu các nhà máy sản xuất thuốc không lắp đặt hệ
thống xử lý nước thải thì sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nguồn nước, gây
ra hàng loạt mầm bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân xung quanh,
điều này lại không phù hợp với mục tiêu xây dựng nhà máy sản xuất thuốc
phục vụ nhu cầu chữa bệnh của người dân.
Do đó, việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho ngành sản xuất dược
phẩm và các ngành khác là một vấn đề cần được thực hiện.
Với tư cách là một kỹ sư ngành kỹ thuật môi trường tôi nghĩ rằng việc
vận dụng những lý thuyết đã học để tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước
thải một cách thành thạo là rất cần thiết. Chính vì vậy, tôi thực hiện đề tài
“Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần dược phẩm
Imexpharm – công suất 80 m3/ngày đêm”. Trước hết, đề tài này đã mang lại ý
nghĩa rất thiết thực trong việc xử lý nước thải dược, góp phần giải quyết vấn
đề ô nhiễm môi trường. Đồng thời, thông qua đó tôi sẽ được trang bị những kỹ
năng cần thiết, tự tin đóng góp sức mình vào công cuộc bảo vệ môi trường của
đất nước.

GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

1


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

Chương 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về công ty cổ phần Dược phẩm Imexpharm:
Là Công ty Dược phẩm hàng đầu trong nước, một trong những điều
cam kết ngay từ đầu là tận tâm chăm sóc sức khỏe cho cộng đồng.
Điều then chốt trong thành công của mỗi cá nhân cũng như của gia đình
Imexpharm là thực hiện tốt những giá trị tốt đẹp của nhân viên công ty, thể
hiện qua 7 chữ “T”:
X

Tự hào

Y

Tin tưởng

Z

Thủy chung

[

Tâm ý

\

Tạo dựng

]

Tinh thần

^

Thành công

Imexpharm cũng đánh giá cao trách nhiệm của mình qua các hoạt động
mang tính xã hội - từ thiện.
2.1.1. Lịch sử hình thành:
•

1975 – 1986: Công ty Dược cấp II.

•

1986 – 1992: Xí nghiệp Liên Hiệp Dược Đồng Tháp.

•

1992 – 1999: Công ty Dược phẩm Đồng Tháp.

•

1999 – 2001: Công ty Dược phẩm Trung ương 7.

•

Từ 25/7/2002 – đến nay: Công ty Cổ phần Dược phẩm
IMEXPHARM.

2.1.2. Biểu tượng

Hình 2.1: Biểu tượng của công ty
GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

2


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

2.1.3. Nguyên nhiên liệu chính dùng để sản xuất thuốc:
™ Nguyên liệu sản xuất:
Phân xưởng dùng công nghệ và thiết bị hiện đại dùng trong sản xuất
các loại thuốc viên như: Viên nén, viên nan, viên bao film. Nguồn nguyên liệu
chính là Ampicililine, Amoxicilline, Cefalexine, Pesnicilline.
™ Nguồn nước cung cấp cho quá trình sản xuất:
Hiện nay công ty đang sử dụng nguồn nước với hai hệ thống: Hệ thống
nước sinh hoạt (cho công nhân, phòng cháy chữa cháy tẩy rửa sơ bộ trong sản
xuất…) và hệ thống cấp nước bằng phương pháp trao đổi ion và nước cất dùng
cho sản xuất. Cả hai hệ thống này nước điều được lấy từ hệ thống cấp nước

chung của thành phố nhưng đối với hệ thống nước sinh hoạt thì không phải
qua xử lý. Còn hệ thống cấp nước ion và nước cất thì nước sau khi được lấy từ
hệ thống cấp nước sẽ qua hệ thống xử lý nước của xưởng được chứa trong bồn
vôi khoáng, từ đây hệ thống ống inox đưa tới nơi sử dụng (ĐTM “Dự án đầu
tư sản xuất thuốc công ty dược phẩm Đồng Tháp”, 2007).

GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

3


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

2.1.4. Quy trình sản xuất thuốc viên của công ty:
Nguyên liệu
Tá dược
Dung dịch,
chất dính

Cân

KCS

Trộn, nhào

KCS

Tạo hạt
Gió, nhiệt

Sấy

KCS

Sửa hạt

KCS

Trộn
KCS

Dập viên

Đóng nan

Bao Film

Ép vĩ

KCS

KCS

Đóng thùng

Nhập kho

Hình 2.2: Quy trình sản xuất đạt tiêu chuẩn GMP – WHO của công ty

 Thuyết minh quy trình sản xuất:
Nguyên tá dược sau khi đã được bộ phận KCS kiểm tra đạt các yêu cầu
về chất lượng sẽ được cân đong và đưa vào trộn đều trong hệ thống các thiết bị
trộn lập phương (hoặc thiết bị trộn cao tốc). Ở đây hổn hợp nguyên liệu sẽ
được bổ sung một lượng dung dịch và chất dính vừa đủ. Sau đó được đưa sang
hệ thống các thiết bị tạo hạt rồi qua hệ thống các thiết bị sấy (sấy tĩnh hoặc sấy
GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

4


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

tầng sôi). Sau khi đã đạt độ ẩm thích hợp, hổn hợp nguyên liệu sẽ được đưa
sang hệ thống các thiết bị sửa hạt, trộn, đóng nan, dập viên và bao Film. Tới
đây viên thuốc cơ bản được định hình, chúng tiếp tục được đưa qua hệ thống
máy ép vĩ, vô chai KCS, đóng thùng và nhập kho.
Toàn bộ dây chuyền được tiến hành theo chu trình một chiều, các khâu
quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của viên thuốc đều được bộ
phận KCS giám sát chặt chẽ. Tất cả các viên thuốc khi xuất xưởng đều phải
đạt các yêu cầu tiêu chuẩn quy định.
2.2. Các vấn đề ô nhiễm môi trường đối với ngành dược
™ Chất thải rắn
Chất thải rắn là các loại bao bì, vỏ chai và ống phế phẩm vỡ. Ngoài ra
còn có các chất thải do sinh hoạt của công nhân.

™ Khí thải
Các loại hơi bụi thuốc trong các công đoạn sản xuất là nguồn ô nhiễm
chính của nhà máy, đặc biệt là khâu sấy, thành phần chính là các loại hơi bụi
thuốc. Ngoài ra còn có một lượng khí thải khác trong trường hợp phân xưởng
vận hành trạm phát điện. Thành phần của lượng khí thải này là NOX, SOX, CO,
CXHY, bụi….gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Khí thải từ các
phương tiện vận chuyển không phải là nguồn ô nhiễm quan trọng nhưng cũng
không thể là không kể đến. Thành phần của ô nhiễm này cũng tương tự như
quá trình đốt khí thải của lò hơi.
™ Nước thải
Để phục vụ cho quá trình sản xuất, nước được dùng trong các trường
hợp như sau:
-

Nước được dùng cho quá trình sản xuất

-

Nước dùng cho sinh hoạt của công nhân trong phạm vi phân xưởng

-

Nước được dùng để rửa thiết bị, rửa sàn…

-

Nước sử dụng cho phòng thí nghiệm (ĐTM “Dự án đầu tư sản xuất
thuốc công ty dược phẩm Đồng Tháp”, 2007).

2.3. Dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải:

Một dây chuyền xử lý có thể bao gồm 4 khối sau:

GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

5


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

- Khối xử lý cơ học: Tách các chất không hòa tan và 1 phần dạng keo
(song chắn rác, lắng cát, lắng, vớt dầu lọc…)
- Khối xử lý sinh học: Dùng VSV oxy hóa chất bẩn hữu cơ dạng keo
và hòa tan (điều kiện tự nhiên và nhân tạo: cánh đồng tưới, hồ sinh học,
mương oxy hóa, bể lọc sinh học, bùn hoạt tính…)
- Khối xử lý cặn: Xử lý các chất thải tạo thành trong quá trình xử lý cơ
học, hoá học, sinh học (bể metan, sân phơi bùn, trạm xử lý cơ học bùn cặn…).
- Khối khử trùng: Khử trùng trước khi xả ra nguồn (trạm trộn Clo,
máng trộn, bể tiếp xúc) (Hoàng huệ, 2002).
Nước thải vào
Máy nghiền cát

Bể lắng cát
Khối xử lý cơ học

Sân phơi cát

Thải cặn

Song chắn rác
Bể lắng cát lần I

Công trình xử lý cặn

Công trình xử lý sinh học

Khối xử lý cặn
Công trình làm khô cặn

Ghi chú

Thải cặn

Đường nước
Đường cặn

Khối xử lý sinh học
Bể lắng cát lần II

Máng trộn
Khối khử trùng
Bể tiếp xúc
Nước thải đã xử lý

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên tắc dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải hoàn
chỉnh

GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh

KS. Võ Đan Thanh

6


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

2.4. Các phương pháp xử lý nước thải dược phẩm
2.4.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Phương pháp này được sử dụng để tách các tạp chất không hòa tan và
một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Các công trình xử lý cơ học
bao gồm: Thiết bị chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể điều hoà, bể lắng cát, bể
lắng, lọc, tuyển nổi (Lâm Vĩnh Sơn, 2002).
™ Thiết bị chắn rác:
Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức
năng chắn giữ những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm
cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định.
Song và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới
đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay
khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay
rác tinh.
Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại
làm sạch bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới.
™ Thiết bị nghiền rác:
Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh
nhỏ lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm.
Trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn
rác đã gây nhiều khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn

tăng lên như làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng
trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí và dính bám vào các tuabin)…. Do vậy
phải cân nhắc trước khi dùng.
™ Bể lắng cát
Bể lắng cát dùng để chắn giữ những hạt cát, sạn nhỏ có trong nước thải,
đặc biệt là những hệ thống thoát nước mưa và nước thải chảy chung. Các hạt
cát này có thể gây hư hỏng máy bơm và làm nghẽn các ống dẫn bùn của các bể
lắng. Khi lượng nước thải lớn hơn 100 m3/ngày thì việc xây dựng bể lắng cát
là cần thiết. Dòng chảy trong các bể nên khống chế ở vào khoảng Vmax ≈
0,3m/s nhằm đảm bảo các hạt cát có thể lắng chìm xuống đáy, đồng thời cũng
không để nước chảy với vận tốc nhỏ hơn 0,15 m/s làm các liên kết hữu cơ
trong nước thải lắng đọng. Thời gian nước lưu lại trong bể lắng từ 30 - 60 giây.

GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

7


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

Š Bể lắng cát ngang nước chảy vòng
Loại này có thể áp dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải lớn hơn
2.000 m3/ngày đêm. Loại này có ưu điểm là ít tốn diện tích xây dựng. Bể gồm
phần lắng, máng vòng theo chu vi hình tròn của bể. Ở đáy máng làm khe hở
rộng chừng 0,10 - 0,15 m để cát chui xuống phần chứa. Phần chứa này hình
chóp cụt. Cát được lấy ra bằng máy bơm phun tia. Nguyên tắc làm việc của bể
loại này giống như bể lắng cát ngang nước chảy thẳng.

Š Bể lắng cát có sục khí
Bể lắng cát loại này thiết kế theo quan sát chuyển động của chất lỏng
xoáy tròn làm các hạt rắn trong chất lỏng tích lũy lại, nhất là các hạt cát có
đường kính lớn hơn 0,2 mm, thời gian lưu lại trong bể khoảng 2 đến 5 phút tại
thời điểm có lưu lượng cực đại. Hố thu cát được bố trí dưới đáy đường dẫn
chừng 0,9 m dưới các ống thổi khí. Các ống thổi khí được đặt ở vị trí cách đáy
bể chừng 0,45 - 0,60 m.
Š Bể lắng cát đứng
Bể lắng cát đứng được xây dựng theo nguyên tắc nước thải dẫn theo
ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể. Dòng chảy xoáy vòng theo trục,
tịnh tiến đi lên. Các hạt cát bị rơi dồn về đáy phểu và được lấy ra khỏi bể. Tải
trọng của nước thải lên mặt bể có thể lấy vào khoảng 110 - 130 m3/m2. Tốc độ
nước chảy trong máng thu là 0,4 m/s. Lấy thời gian nước lưu tồn t = 2 - 3,5
phút. Tốc độ nước dâng lên 3 - 3,7 m/s.
™ Bể điều hòa:
Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu
lượng và tải lượng dòng và đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau,
đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này.
Có 2 loại bể điều hòa:
− Bể điều hòa lưu lượng
− Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng
Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải
hay ngoài dòng thải xử lý. Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm
đáng kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn
phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động
đó. Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ
GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

8

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

thống xử lý và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng
như đặc tính của nước thải (Lâm Vĩnh Sơn, 2006).
™ Bể lắng:
Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan
ra khỏi nước thải. Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các
loại:
− Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách
các chất rắn, chất bẩn lơ lững không hòa tan.
− Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng
các cặn vi sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia
thành các loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể
lắng tiếp tuyến (bể lắng radian).
™ Lọc
Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ
khỏi nước thải, mà các bể lắng không thể loại được chúng. Người ta tiến hành
quá trình lọc nhờ các vật liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và
giữ các tạp chất lại. Vật liệu lọc được sử dụng thường là cát thạch anh, than
cốc, hoặc sỏi, thậm chí cả than nâu, than bùn hoặc than gỗ. Việc lựa chọn vật
liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương. Có nhiều dạng
lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược, lọc chảy
xuôi…
™ Tuyển nổi, vớt dầu mở
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở

dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng.
Trong một số trường hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa
tan như các chất hoạt động bề mặt. Quá trình như vậy được gọi là quá trình
tách hay làm đặc bọt. Trong xử lý nước thải về nguyên tắc tuyển nổi thường
được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Quá trình
tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí)
vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi tập hợp các
bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng
tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong
chất lỏng ban đầu.
GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

9


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

2.4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp
dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào
đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất
khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm
môi trường. Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử
lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý
nước thải hoàn chỉnh.
Những phương pháp thường được áp dụng để xử lý nước thải: keo tụ,
tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc ngược…

™ Phương pháp keo tụ và đông tụ
Trong nước tồn tại nhiều chất lơ lửng khác nhau. Các chất này có thể
dùng phương pháp xử lý khác nhau tùy vào kích thước của chúng:
d > 10-4 mm : Dùng phương pháp lắng lọc.
d < 10-4 mm : Phải kết hợp phương pháp cơ học cùng phương pháp hoá
học. Tức là cho vào các chất tạo khả năng dính kết kéo các hạt lơ lửng lắng
theo => gọi là phương pháp keo tụ trong xử lý nước. Để thực hiện quá trình
này người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp : Al2(SO4)3; FeSO4;
hoặc FeCl3.
Š Phèn nhôm: cho vào nước chúng phân ly thành Al3+ ---- -> Al(OH)3
Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+
Độ pH của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thủy phân:
pH > 4,5 : Không xảy ra quá trình thủy phân.
pH = 5,5 – 7,5 : Đạt tốt nhất.
pH > 7,5 : Hiệu quả keo tụ không tốt.
Nhiệt độ của nước thích hợp vào khoảng 20 - 40oC, tốt nhất 35 - 40oC.
Ngoài ra các yếu tố ảnh hưởng khác như: Thành phần Ion, chất hữu cơ,
liều lượng…
Š Phèn sắt : Gồm sắt (II) và sắt (III):
- Phèn Fe (II) : Khi cho phèn sắt (II) vào nước thì Fe (II) sẽ bị thủy
phân thành Fe(OH)2.

GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

10


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+
Trong nước có O2 tạo thành Fe(OH)3
pH thích hợp là 8 – 9 => có kết hợp với vôi thì keo tụ tốt hơn.
Phèn FeSO4 kỹ thuật chứa 47 - 53% FeSO4.
- Phèn Fe (III):
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+
Phản ứng xảy ra khi pH > 3,5
Hình thành lắng nhanh khi pH = 5,5 – 6,5
Š So sánh phèn sắt và phèn nhôm:
Độ hoà tan Fe(OH)3 < Al(OH)3
Tỉ trọng Fe(OH)3 = 1,5 Al(OH)3
Trọng lượng đối với Fe(OH)3 = 2,4; Al(OH)3 = 3,6
Keo sắt vẫn lắng khi nước có ít huyền phù.
Lượng phèn FeCl3 dùng = 1/3 – 1/2 phèn nhôm
Phèn sắt ăn mòn đường ống.
™ Phương pháp trung hoà
Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc
kiềm. Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở
các công trình làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung
hòa nước thải. Trung hòa còn nhằm mục đích tách loại một số ion kim loại
nặng ra khỏi nước thải. Mặt khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương
pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về 6,6 -7,6. Trung
hòa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm
hoặc oxit kiềm để trung hòa dịch nước thải.
Một số hóa chất dùng để trung hòa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO,
Mg(OH)2, NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3,…Ngoài ra, có thể tận dụng
nước thải có tính acid trung hòa nước thải có tính kiềm hoặc ngược lại.
Š Trung hoà bằng cách cho thêm hoá chất vào nứơc thải.

Phương pháp này dùng để trung hoà nước thải có chứa axit. Người ta
phân biệt ba loại nước thải có chứa axit như sau:

GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

11


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

- Nước thải chứa axit yếu (H2CO3, CH3COOH)
- Nước thải chứa axit mạnh (HCl, HNO3), các muối canxi của
chúng dễ tan trong nước.
- Nước thải chứa axit mạnh (H2SO4, H2CO3) các muối canxi của
chúng khó tan trong nước.
Š Trung hoà nước thải chứa axit bằng cách lọc qua lớp vật liệu lọc
trung hoà.
Đối với nước thải chứa HCl, HNO3 và cả nước thải H2SO4 với hàm
lượng dưới 5 mg/l và không chứa muối kim loại nặng có thể dùng phương
pháp lọc qua lớp vật liệu lọc là đá vôi magiezit, đá hoa cương, đôlômit...
™ Phương pháp tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất rắn
không tan hoặc tan hoặc lỏng có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm
nền. Nếu sự khác nhau về tỉ trọng đủ để tách, gọi là tuyển nổi tự nhiên. Trong
xử lý chất thải tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và nén
bùn cặn. Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử
hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi

lên bề mặt, chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt.
Š Phân loại
- Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học: Các trạm tuyển
nổi với phân tán không khí bằng thiết bị cơ học (tuabin hướng trục) được sử
dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai khoáng cũng như trong lĩnh vực xử lý nước
thải. Các thiết bị kiểu này cho phép tạo bọt khí khá nhỏ.
- Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén (qua các vòi
phun, qua các tấm xốp):
+ Tuyển nổi phân tán không khí qua các vòi phun: Thường được sử
dụng để xử lý nước thải chứa các tạp chất tan dễ ăn mòn vật liệu chế tạo các
thiết bị cơ giới (bơm, tuabin) với các chi tiết chuyển động. Tuyển nổi phân tán
không khí qua tấm xốp, chụp xốp.
+ Tuyển nổi không khí qua tấm xốp, chụp hút có ưu điểm so với các
biện pháp tuyển nổi khác, cấu tạo các ngăn tuyển nổi giống như cấu tạo của
aerotank, ít tốn điện năng, không cần thiết bị cơ giới phức tạp, rất có lợi khi xử
lý nước thải có tính xâm thực cao. Khuyết điểm của biện pháp tuyển nổi này
GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

12


Khóa luận tốt nghiệp Đại học

SVTH: Nguyễn Thị Son

là: Các lỗ của các tấm xốp, chụp xốp chống bị tắt làm tăng tổn thất áp lực, khó
chọn vật liệu xốp đáp ứng yêu cầu về kích thướt các bọt khí.
- Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyển nổi chân không; tuyển
nổi không áp; tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước): Biện pháp này

được sử dụng rộng rãi với nước thải chứa chất bẩn kích thướt nhỏ vì nó cho
phép tạo bọt khí rất nhỏ. Thực chất của biện pháp này là tạo ra một dung dịch
(nước thải) bão hoà không khí. Sau đó không khí tự tách ra khỏi dung dịch ở
dạng các bọt khí cực nhỏ. Khí các bọt khí này nổi lên bề mặt sẽ kéo theo các
chất bẩn.
- Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hoá học:
+ Tuyển nổi điện: Khi dòng điện một chiều đi qua nước thải, ở một
trong các điện cực (catot) sẽ tạo ra khí hydro. Kết quả nước thải được bão hoà
bởi các bọt khí và khi nổi lên kéo theo các chất bẩn không tan tạo thành váng
bọt bề mặt. Ngoài ra nếu trong nước thải chứa các chất bẩn khác là các chất
điện phân thì khi dòng điện đi qua sẽ làm thay đổi thành phần hoá học và tính
chất của nước, trạng thái các chất không tan do có các quá trình điện ly, phân
cực, điện chuyển và oxy hoá khử xảy ra. Cường độ của các quá trình này phụ
thuộc vào các yếu tố: Thành phần hoá học nước thải; Vật liệu các điện cực
(tan hoặc không tan); Các thông số của dòng điện: Điện thế, cường độ, điện
trở suất.
+ Tuyển nổi sinh học và hoá học: Dùng để cô đặc từ bể lắng đợt 1. Cặn
từ bể lắng đợt 1 được tập trung vào một bể đặc biệt vào được đun nóng tới
nhiệt độ 35 – 55oC trong vài ngày. Do sinh vật phát triển làm lên men chất bẩn
tạo bọt khí nổi lên, kéo theo cặn cùng nổi lên bề mặt, sau đó gạt vớt lớp bọt.
Kết quả cặn giảm được độ ẩm tới 80 %.
™ Phương pháp hấp thụ
Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hoà tan vào
nước mà phương pháp xử lý sinh học và 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 cao hoặc các chất có mùi vị và màu khó chịu. Các chất hấp thụ thường
dùng là: than hoạt tính, đất sét hoặc silicagel, keo nhôm, một số chất tổng hợp
hoặc chất thải trong sản xuất như xỉ mạ sắt,… Trong số này, than hoạt tính
được dùng phổ biến nhất. Các chất hữu cơ kim loại nặng và các chất màu dễ bị
than hấp thụ. Lượng chất hấp thụ này tuỳ thuộc vào khả năng hấp thụ của từng

chất và hàm lượng chất bẩn trong nước thải. Các chất hữu cơ có thể bị hấp thụ:
GVHD: ThS. Nguyễn Trần Thiện Khánh
KS. Võ Đan Thanh

13