nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải công nghiệp sản xuất giấy tái chế bằng phương pháp sinh học

Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Lời cảm ơn

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới TS. Vũ Thị Phơng Anh đã tận tình hớng dẫn, chỉ bảo em về kiến thức
khoa học và phơng pháp nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn, các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ
sinh học & môi trờng - trờng Đại Học Phơng Đông, đã giảng dạy và tạo
mọi điều kiện thuận lợi để em thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Văn Khánh giám đốc công ty
cổ phần giấy Bình Minh đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho em tìm hiểu về
tình hình sản xuất và môi trờng của công ty.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè của em . Đã
khích lệ, ủng hộ, luôn động viên và tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này.




Hà nội , tháng 5 năm 2009
Sinh viên
Khuất Thị Thanh Hoa







Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
1

Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Mở đầu

Hiện nay vấn đề đợc quan tâm nhất đó là ô nhiễm môi trờng, do tốc
độ phát triển của nền kinh tế cũng nh dân số ngày càng tăng đã dẫn đến
nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trờng. Vì thế mà, môi trờng bị ô nhiễm rất
nhiều bởi chất thải cũng nh nớc thải các ngành công nghiệp, sinh hoạt ...
Hầu nh các con sông đều bị ô nhiễm nặng, do các cơ sở sản xuất đều thải
trực tiếp nớc thải ra môi trờng một cách bừa bãi mà không hề có một biện
pháp xử lý nào. Nớc thải phát sinh từ đây sẽ làm ảnh hởng nhiều đến cuộc
sống con ngời cũng nh làm ảnh hởng đến hệ thống nớc ngầm. Và nghành
công nghiệp giấy, cũng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi
trờng một cách đáng báo động. nghành giấy ở nớc ta chủ yếu hiện nay,
với quy mô vừa và nhỏ, các doanh nghiệp này nằm rải rác ở các địa phơng
tập trung thành các làng nghề, do đó nguy cơ gây ô nhiễm môi trờng là rất
lớn, cụ thể là ô nhiễm môi trờng nớc, không khí, chất thải rắn. ảnh hởng
đến sức khoẻ của ngời dân sống quanh khu công nghiệp sản xuất giấy.
Cụm công nghiệp Phú Lâm -Tiên Du -Bắc Ninh là một trong những
làng nghề sản xuất giấy đợc hình thành và hoạt động khá lâu. Nhng do các
hộ nằm xen kẽ nhau,công nghệ sản xuất,trang thiết bị còn lạc hậu, cùng với
việc xả thải bừa bãi nên ô nhiễm môi trờng ở đây là một vấn đề rất khó giải
quyết. Nhằm góp phần bảo vệ môi trờng, giảm thiểu ô nhiễm do sản xuất
giấy tái chế gây ra, em đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
Nghiên cứu phơng pháp xử lý nớc thải công nghiệp sản xuất giấy tái
chế bằng phơng pháp sinh học
Qua nghiên cứu này em rất mong sẽ đóng góp đợc phần nào đó trong
việc khắc phục ô nhiễm của cơ sở sản xuất nói riêng cũng nh
ở địa phơng
nói chung.
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022

2
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
CHƯƠNG I. TổNG QUAN Về Nớc thải
I.1. Thực trạng về nớc thải ở Việt Nam
Hiện nay, nhân loại đang phải đối mặt với nhiều vấn đề môi trờng rất
bức xúc và nan giải, trong đó nổi bật nhất có các nhóm vấn đề nh: nạn cạn
kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên ( đất, rừng, nớc, tài nguyên khoáng
sản, động, thực vật, nhiên liệu...); nạn ô nhiễm nặng nề môi trờng sống ( ô
nhiễm nớc, ô nhiễm phóng xạ, ô nhiễm tiếng ồn...), những tai biến của thiên
nhiên (động đất, núi lửa, bão lũ, hạn hán, các cơn bão từ vũ trụ xuống trái
đất,...) Do vậy,con ngời cần có trách nhiệm trong việc tìm cách khắc phục và
ngăn chặn hậu quả, nếu không thảm họa sẽ không chỉ là môi trờng tự nhiên
bị tàn phá, mà hơn thế còn xoá sạch những gì mà loài ngời đã dày công xây
dựng trong hàng chục nghìn năm qua, kể cả sự sống của bản thân con ngời
trên trái đất.
Nh chúng ta đều biết, nớc đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều
hoà khí hậu và đảm bảo sự sống cho Trái Đất. Gần 94% lợng nớc trên Trái
Đất là nớc mặn, nớc ngọt chiếm tỷ lệ rất nhỏ mà chủ yếu là nớc ngầm và
các núi băng ở 2 cực trái đât. Nh vậy, nớc ngọt là nguồn tài nguyên quý giá
không thể thiếu đối với con ngời, cùng sự phát triển của xã hội loài ngời.
Nhu cầu về nớc sạch ngày càng tăng theo nhịp độ phát triển đô thị và phát
triển xã hội. Điều đó đặt ra một vấn đề là cần bảo vệ nguồn nớc cũng nh
môi trờng sống quanh ta để đảm bảo cuộc sống lâu bền của loài ngời trên
Trái đất. Theo con số thông kê của các cơ quan chức năng, Việt Nam có 2360
con sông với 10 lu vực sông có diện tích 10.000km
2
, hàng năm cả nớc có
khoảng 880 tỷ m
3
nớc mặt. Nhng đó mới là trên lý thuyết, trong thực tế, do

vị trí nằm ở cuối hạ lu các con sông lớn nên nguồn nớc tạo ra trên lãnh thổ
chúng ta chỉ chiếm gần 38%. Một nguồn nớc mặt có thể coi là cha dồi dào.
Đó là cha kể trong tổng lợng nớc ngầm dự trữ khoảng 10 đến 12 tỷ m
3
/
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
3
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
năm cả nớc mới chỉ khai thác đợc cỡ 20%.Trong khi đó, tình trạng ô nhiễm
môi trờng nớc đã đến lúc phải rung hồi chuông cảnh báo. ở Hà Nội và thành
phố Hồ Chí Minh, các bệnh viện và các cơ sở sản xuất có hệ thống xử lý nớc
thải không nhiều. Hà Nội thải ra khoảng 400.000m
3
nớc thải mỗi ngày. ở
thành phố Hồ Chí Minh con số còn lớn hơn gấp nhiều lần. Đó là cha kể hàng
loạt các thành phố lớn khác trong cả nớc và cả khu vực nông thôn. Theo các
cơ quan quản lý môi trờng, hiên nay các xí nghiệp chế biến thủy sản mỗi
ngày thải ra từ 300.000 đến 400.000 m
3
nớc thải ô nhiễm vợt quá chỉ tiêu
cho phép từ 5 đến 10 lần, đe doạ nghiêm trọng môi trờng nuôi trồng thuỷ sản
và cả môi trờng sống.
Đơn cử, tại thành phố Hồ Chí Minh có 25 khu công nghiệp tập trung
hoạt động với tổng số 611 nhà máy trên diện tích 2298 ha đất. Theo kết quả
tính toán, hoạt động của các khu công nghiệp này cùng với 195 cơ sở trong
điểm bên ngoài khu công nghiệp, thì mỗi ngày thải vào hệ thống sông Sài Gòn
- Đồng Nai tổng cộng 1.740.000 m
3
nớc thải công nghiệp, trong đó có
khoảng 671 tấn cặn lơ lửng, 1.130 tấn BOD

5
, 1789 tấn COD tấn nitơ, 15 tấn
photpho và kim loại nặng. Lợng chất thải này gây ô nhiễm cho môi trờng
nớc của các con sông vốn là nguồn cung cấp nớc sinh hoạt cho một nội địa
bàn dân c rộng lớn, làm ảnh hởng đến các vi sinh vật và hệ sinh thái vốn là
tác nhân thực hiện quá trình phân huỷ và làm sạch các dòng sông.
I.2. Phân Loại:
Sự ô nhiễm nớc là sự có mặt của một số chất ngoại lai trong môi
trờng nớc tự nhiên dù chất đó có hại hay không. Khi vợt qua ngỡng nào
đó thì chất đó sẽ trở nên độc hại đối với con ngời và sinh vật.
I.2.1 Tính chất
Sự ô nhiễm nớc có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo:
+ Sự ô nhiễm nớc có nguồn gốc tự nhiên: là do ma, nớc ma rơi
xuống đât, mái nhà, đờng phố đô thị, khu công nghiệp, kéo theo các chất thải
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
4
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
bẩn xuống sông, hồ hoặc các sản phẩm của các hoạt động sống của sinh vật,
vi sinh vật kể cả xác chết của chúng. Sự ô nhiễm này còn gọi là sự ô nhiễm
không xác định đợc nguồn gốc.
+ Sự ô nhiễm nhân tạo: Chủ yếu do nguồn nớc thải từ các khu dân c,
khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và
phân bón trong nông nghiệp.
Nớc thải là một tổ hợp phức tạp các thành phần vật chất có nguồn vô cơ hay
hữu cơ tồn tại dới dạng không hoà tan, keo và hoà tan. Thành phần nồng độ
chất bẩn tùy thuộc vào từng loại nớc thải. Căn cứ vào nguồn gốc và tính chất
của nguồn nớc thải mà ngời ta phân loại nh sau:
+ Nớc thải sinh hoạt
Là nớc thải ra từ các khu dân c bao gồm nớc sau khi sử dụng từ các
hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trờng học, cơ quan, khu vui chơi giải trí.

Đặc điểm của nớc thải sinh hoạt là trong đó có hàm lợng lớn các chất hữu
cơ dễ phân huỷ( hydrocacbon, protein, chất béo) các chất vô cơ dinh dỡng (
nitơ, photphat), cùng với vi khuẩn ( bao gồm cả vi sinh vật gây bệnh), trứng
giun sán. Hàm lợng các chất gây ô nhiễm trong nớc thải sinh hoạt phụ
thuộc vào điều kiện sống, chất lợng bữa ăn, lợng nớc sử dụng, hệ thống
tiếp nhận nớc thải và đặc điểm nớc thải của từng vùng dân c.
+ Nớc thải công nghiệp
Nớc thải từ các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, giao
thông vận tải nói chung là nớc thải công nghiệp. Nớc thải loại này không có
đặc điểm chung mà phụ thuộc vào các quy trình công nghệ của từng loại sản
phẩm.Nớc thải từ các cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm và thuỷ sản (
đờng, sữa, bột tôm cá, rợu, bia) có nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ, n
ớc
thải của các xí nghiệp làm ácquy có nồng độ axit và chì cao. Tóm lại, nớc
thải từ các ngành hoặc xí nghiệp khác nhau có thành phần hoá học và hoá sinh
khác nhau.


Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
5
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Ô nhiễm môi trờng nớc và nớc thải
Nớc bị thay đổi thành phần trong quá trình tuần hoàn của thuỷ quyển
và đặc biệt qua sử dụng của con ngời. Nh vậy nớc bị ô nhiễm do các tạp
chất có nguồn gốc từ thiên nhiên và con ngời.
Các nguồn nớc tự nhiên hoặc nớc sử dụng cho bất kỳ một mục đích nào
cũng đều chứa một lợng các tạp chất vô cơ và hữu cơ hoà tan. Các hợp chất
này tuỳ giới hạn hàm lợng hoà tan, có thể là các chất dinh dỡng cho cây
trồng và động vật hoặc ngợc lại là các chất độc hại. Nớc chảy qua núi rừng
vào các dòng suối rồi đổ vào các dòng sông ra biển. Quá trình này rửa trôi các

khoáng chất có trong đất đá, cuốn theo các lá cây rừng. Trong các yếu tố rửa
trôi các khoáng chất có thể có các chất độc. Trong quá trình phát triển của nền
nông nghiệp, công nghiệp hiện đại cũng nh tốc độ của đô thị hoá nh vũ bão
nh hiện nay dẫn tới việc sử dụng nớc ngày càng nhiều và lợng nớc thải
ngày càng lớn. Trong nớc thải có chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ và thành
phần vi sinh vật. Nếu không kiểm soát đợc nớc thải, không xử lý thích hợp
sẽ ảnh hởng rất xấu tới môi trờng sống nói chung. Xét cho cùng ô nhiễm
môi trờng nớc hiện nay trên thế giới đều do hoạt động của con ngời, trong
đó chủ yếu là từ nớc thải.

I.2.2. Tác hại của nớc thải
Nớc thải không đợc xử lý thích đáng cho chảy vào ao hồ, đầm phà, sông
ngòi... sẽ làm cho các thuỷ vực này bị nhiễm bẩn, gây hậu quả xấu đối với
nguồn nớc.
Nớc thải cha qua xử lý có một số ảnh h
ởng tới các nguồn nớc nh sau:
- Làm thay đổi tính chất hoá lý, độ trong, màu, mùi vị, pH, hàm lợng
các chất hữu cơ, vô cơ, các kim loại nặng có độc tính, chất nổi, chất lắng
căn,...
- Làm giảm oxy hoà tan do tiêu hao trong quá trình oxy hoá các chất hữu
cơ.
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
6
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
- Làm thay đổi hệ sinh vật nớc, kể cả vi sinh vật, xuất hiện các vi sinh
vật gây bệnh, làm chết các vi.
- Sinh vật nớc( trong đó có thể là tôm, cá và các thuỷ sinh có ích).
Kết quả nguồn nớc không thể sử dụng cho cấp nớc sinh hoạt, cho tới tiêu
thủy lợi và nuôi trồng thủy sản.
I.3. Các thông số đánh giá chất lợng nớc thải

I.3.1) Độ pH
- Là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nớc cấp và nớc thải. Chỉ
số này cho thấy nhất thiết phải trung hoà hay không và tính lợng hoá chất
cần thiết trong quá trình xử lý đông keo tụ và khử khuẩn.
Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi các quá trình hoà tan hoặc keo tụ, làm tăng,
giảm vận tốc của các phản ứng hoá sinh xảy ra trong nớc.
I.3.2) Độ oxi hoà tan (DO)
Nồng độ ôxi hoà tan trong nớc rất cần cho vi sinh vật hiếu khí bình
thờng oxi hoà tan trong nớc khoảng 8 10 mg/l chiếm 70 80% khi ôxi
bão hoà. Mức oxi hoà tan trong nớc tự nhiên và nớc thải phụ thuộc vào mức
độ ô nhiễm hữu cơ, vào hoạt động của thuỷ sinh, các hoạt động hoá sinh, hoá
học và vật lý của nớc.
Trong môi trờng nớc bị ô nhiễm` nặng ôxi đợc ding nhiều cho quá
trình hoá sinh và xuất hiện hiện tợng thiếu oxi trầm trọng.
Phân tích chỉ số oxi hoà tan ( DO ) là một lợng những chỉ tiêu quan
trọng đánh gía sự ô nhiễm của nớc và giúp ta đề ra các phơng pháp xử lý
thích hợp.
I.3.3). Hàm lợng các chất rắn trong nớc
Tổng chất rắn đợc xác định bằng trọng lợng khô phần còn lại sau khi
cho bay hơi 11 mẫu nớc trên bếp cách thuỷ rôi sấy ở 103
0
C cho tới khi trọng
lợng không đổi.
+ chất rắn lơ lửng ở dạng huyền ( căn lơ lửng) : Hàm lợng các chất
huyền phù là trọng lợng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thuỷ tinh,
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
7
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
khi lọc 11 mẫu nớc pha qua phễu lọc Gooch rồi sấy ở 105
0

C tới trọng lợng
không đổi.
+ Chất rắn hoà tan (DS) : Hàm lợng chất rắn hoà tan chính là hiệu số
của tổng chất rắn với chất rắn huyền phù.
+ Chất rắn bay hơi (VS): Hàm lợng chất rắn bay hoi trong nớc
thờng biểu thị cho chất hữu cơ có trong nớc. Nó là trọng lợng mất đi khi
nung chất rắn huyền phù (SS) ở 550
0
C trong khoảng thời gian xác định, thời
gian nung phụ thuộc vào bản chất nớc đem nung.
+ Chất rắn có thể lắng: là số ml phần chất rắn của 11 mẫu nớc đã lắng
xuống đáy phễu sau khoảng thời gian xác định
I.3.4) Độ mầu
Nớc thải thờng có màu nâu, đỏ nâu hoặc đen. Màu này là do các
dạng keo hoặc hoà tan, nớc có thải công nghiệp
Mầu của nớc đợc phân làm 2 dạng:
+ mầu thực do các chất hoà tan hoặc dạng keo
+ mầu biển kiến là mầu của các chất lơ lửng trong nớc tạo lên.
Có nhiều phơng pháp xác định mầu của nớc nhng ngời ta thờng
dùng là phơng pháp so mầu với dung dịch chuẩn Clorophantinat coban.
I.3.5) Độ đục
Độ đục của nớc thải do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân huỷ hoặc
do giới thuỷ sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong
nớc, ảnh hởng đến khả năng quang hợp của các vi sinh vật tự dỡng trong
nớc. Vi sinh vật có thể bị hấp thụ bởi các chất rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn
khi khử khuẩn.
Độ đục có thể đo bằng máy đo mầu quang điện với kính lọc mầu đỏ có
bớc sang 580 - 602 nm.
I.3.6) Tổng chất huyền phù T.S.S
Các chất huyền phù là các chất rắn tồn tại lơ lửng trong nớc trong thời

gian tơng đối dài. Chúng bao gồm các phần tử có kích thớc khoảng từ 10
-1

cm đến 10
-4
cm và có tỷ trọng xấp xỉ trọng xấp xỉ trọng của nớc. Các chất
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
8
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
huyền phù làm tăng độ đục nớc nên có thể loại chúng ra khỏi nớc bằng các
phơng pháp xử lý cơ học nh lắng, đọng, lọc hoặc keo tụ.
I.3.7) Chỉ số BOD (nhu cầu oxi hoá)
Nhu cầu oxi sinh hoá ( BOD ) là lợng oxi cần thiết để oxi hóa các chất
hữu cơ có trong nớc bằng sinh vật ( chủ yếu vi khuẩn ) hoạt sinh, hiếu khí.
Quá trình này đợc gọi là quá trình oxi hoá sinh học.
Tóm tắt quá trình: Chất hữu cơ + O
2
CO
2
+ H
2
O
Vi sinh vật Tế bào mới ( tăng sinh khối)
Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phụ thuộc vào bản chất của
chất hữu cơ, vào các chủng vi sinh vật, nhiệt độ của nớc, cũng nh một số
chất có độc tính trong nứơc.
Bình thờng 70% nhu cầu O
2
đợc sử dụng trong 5 ngày đầu 20% trong 5
ngày tiếp theo và 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21.

Xác định BOD đợcdùng rộng rãi trong kỹ thuật môi trờng để :
+ Tính gần đúng lợng oxi cần thiết oxi hoá các chất hữu cơ để phân
huỷ có trong nớc thải.
+ Làm cơ sở tính toán kích thớc các công trình xử lý.
+ Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình.
+ Đánh giá chất lợng nớc sau khi xử lý đợc phép thải vào các nguồn
nớc
hoàn toàn chất hữu cơ bằng phơng pháp sinh học, mà chỉ xác định lợng oxi
cần thiết trong năm ngày đầu ở nhiệt độ 20
0
C trong bóng tối, trong phòng tối
để tránh quá trình quang hợp trong nớc. Chỉ số này gọi là BOD
5
chỉ số này
đợc dùng hầu hết ở các nớc trên thế giới.
Trong nớc thải có hàm lợng chất hữu cơ lớn lợng oxi hoà tan không đủ đáp
ứng cho 5 ngày ở 20
0
C. Để xác định BOD
5
thờng dùng phơng pháp pha
loãng mẫu nứơc bằng cách bổ sung vào một số chất khoáng và làm bão hoà
oxi hoà tan.


Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
9
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
I.3.8) Chỉ số COD ( nhu cầu oxi hoá )
Nhu cầu oxi hoá học ( COD ) là lợng oxi cần thiết cho quá trình oxi

hoà tam toàn bộ các chất hữu cơ có trong nớc thành CO
2
và H
2
O.
Để xác định COD ngời ta thờng sử dụng một chất oxi hoá mạnh
trong môi trờng axít. Chất oxi hoá thờng dùng K
2
Cr
2
O
7
.

Phản ứng oxy hóa :



Ag
2
SO
4
,t
0
Chất hữu cơ + K
2
Cr
2
O
7

+ H
+
CO
2
+ H
2
O

+ 2Cr
2
+ 2K
+


Trong trờng hợp các nguồn nớc thải không có chất độc và tơng đối ổn
định về thành phần nớc thải sinh hoạt và nớc thải công nghiệp thực phẩm
ta có thể xác định một hệ số chuyển đổi từ COD ra BOD và ngợc lại vì vậy
có thể sử dụng giá trị phép đo COD là chỉ số chất hữu cơ bị phân huỷ trong
quá trình xử lý nớc thải.




I.3.9) Hàm lợng Nitơ
Nitơ có trong nớc thải thờng ở trong hợp chất Protein và các sản
phẩm phân huỷ : amôn, nitrat, nitrit. Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh
thái nớc. Mối quan hệ giữa BOD
5
với N, P có ảnh hởng rất lớn đến sự hình
thành và khả năng oxi hoá của bùn hoạt tính.

Trong xử lý nớc thải ngời ta cần phải xác định các chỉ số N- NH
3
, NO
3
-

NO
2
-
, để đánh giá mức độ và giai đoạn phân huỷ chất hữu cơ trong nớc thải
đồng thời đề ra phơng pháp khử nitrat nếu quá lợng cho phép và đồng thời
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
10
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
tạo điều kiện cho các vi khuẩn phản nitrat hoá hoạt động chuyển iôn về Nitơ
phân tử.
I.3.10) Hàm lợng Phospho
Phospho tồn tại ở trong nớc với các dạng H
2
PO
4
-
, HPO
4
-
,PO
3-
4
, các
pholyphosphat nh Na

3
(PO
3
)
6
và phosphate hữu cơ. Đây là nguồn dinh dỡng
cho thực vật dới nớc, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tợng phú
dỡng ở các thủy vực. Trong nớc thải ta cần xác định hàm lợng P tổng số
để xác định tỷ số BOD
5
: N : P nhằm chọn kỹ thuật bùn

hoạt tính thích

hợp
cho quá trình xử lý. Ngoài ra cũng nên xác lập tỉ số giữa P và N đánh giá mức
dinh dỡng có trong nớc.
I.3.11) Vi sinh vật trong nớc thải
Vi sinh vật trong nớc thải chiếm đa số về loài và số cá thể trong tập
đoàn sinh vật của nớc thải. Nớc thải càng bẩn càng phong phú vi sinh vật,
chủ yếu vi khuẩn. Vi khuẩn đóng vai trò đặc biệt quan trọng các quá trình
phân huỷ các chất hữu cơ có trong nớc. Chúng có ý nghĩa rất lớn trong hệ
sinh thái của trái đất. Tuỳ thuộc vào phơng thức dinh dỡng vi khuẩn đợc
làm 2 nhóm: dị dỡng và tự dỡng.
a) vi khuẩn dị dỡng: sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn cơ chất
cácbon và năng lợng trong các quá trình sinh tổng hợp. Phân huỷ các chất
hữu cơ ở vi khuẩn đợc mô tả nh sau:

- ở vi khuẩn hiếu khí
Chất hữu cơ + O

2
CO
2
+ H
2
O + năng lợng
- ở vi khuẩn kỵ khí hay hiếm khí ( anaerobic):
chất hữu cơ + NO
3
CO
2
+ N
2
+ năng lợng
chất hữu cơ +SO
4
-
CO
2
+ H
2
O + năng lợng
chất hữu cơ axit hữu cơ + CO
2
+ SO
2
+ CH
4
+ năng lợng
Năng lợng đợc giải phóng trong quá trình biến đổi hoá sinh đợc sử

dụng vào tổng hợp tế bào mới, phát triển tăng sinh khối và một phần thoát ra ở
dạng nhiệt.
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
11
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
b) vi khuẩn tự dỡng ( autrophic) có khả năng oxy hoá chất vô cơ để thu
năng lợng và sử dụng CO
2
làm nguồn cacbon cho các quá trình sinh tổng
hợp. Trong nhóm này có vi khuẩn nitrit hoá, vi khuẩn lu huỳnh, vi khuẩn sắt.
c) hệ vi sinh vật đờng ruột và vi sinh vật gây bệnh trong nớc thải:
Trong công tác giám sát ô nhiễm, ngời ta thờng dùng vi sinh vật chỉ thị. Chỉ
cần xác định chỉ thị ta có thể kết luận nớc có bị nhiễm phân hay không và
nớc có thể có hoặc không có những vi sinh vật gây bệnh đờng ruột.
Có 3 nhóm vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm phân:
- Nhóm Coliform đặc trng là Escherichia coli ( E.coli)
- Nhóm Streptococci đặc trng là Streptococcus faecalis.
- Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trng là Clostridium perfringens.
Trong 3 nhóm này thì E.coli hay đợc dùng nhất. Xác định E.coli và kết
quả thể hiện bằng 2 cácnh tính: chuẩn coli ( là số ml nớc có một tế bào
E.coli) và chỉ số coli ( là số tế bào có trong 1ml nớc)
I.4. Các phơng pháp xử lý nớc thải
I.4.1) Một số nguyên tắc khi tiến hành xử lý nớc thải.
Trớc hết phải xem nớc thải từ các công đoạn công nghệ có những đặc
điểm nào cần quan tâm đặc biệt để tránh pha loãng không cần thiết và không
có lợi. Do vậy cần phải thực hiện nguyên tắc sau:
- Nớc làm mát thiết bị ( nếu không tham gia vào chu trình hở), nớc
ma không ô nhiễm đợc thải vào hệ thống riêng hoặc có thể tái sử dụng.
Nớc ma bị ô nhiễm đa đến trạm xử lý.
- Nớc thải có nồng độ nhiễm bẩn cao hay có chất ô nhiễm đặc biệt đợc

thu gom riêng biệt ( nớc chứa xianua (CN
-
), cromat, nớc muối...). Cần có
biện pháp xử lý riêng hoặc cục bộ cho loại nớc thải này.
- Nớc thải chứa chất có giá trị hoặc có thể dùng lại đợc xử lý sơ bộ
trớc khi trộn với các nớc ô nhiễm khác.
- Dòng thuỷ lực và dòng ô nhiễm khi có biến động quá lớn đợc điều
chỉnh bằng:
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
12
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
- Có bể chứa nớc ma khi giông bão, có bể đặt phân nhánh để chứa
nớc ô nhiễm ban đầu vào giờ cao điểm. Từ các bể này tuỳ theo mức độ sẽ
điều chỉnh vào hệ thống xử lý.
- Bể đồng nhất hoá hay bể trộn nớc dự trữ trong một vài giờ, có khi tới
một ngày. ở đây nớc thải qua phân xởng hoặc phải đợc làm đồng nhất,
tránh các đỉnh ô nhiễm cao làm sai lệch chế độ làm việc của hệ thống và thiết
bị.
- Các bể dự phòng thờng bỏ trống để chứa nớc thải thô trong trờng
hợp nớc có đặc tính bất thờng ( có độc tính) hay nớc thải trong quá trình
xử lý phải thiết lập một công đoạn phía sau. Cả hai chức năng này có thể gộp
lại thành một bể chứa. Thời gian dự trữ phải đợc vài ngày.
I.4.2) Xử lý riêng biệt các loại nớc thải.
Thu hồi giá trị của các sản phẩm phụ lẫn vào nớc ( tuyển nổi thu hồi
bột giấy trong các nhà máy giấy tái chế)
Hoặc là xử lý nớc thải bằng biện pháp riêng lẻ hơn ( khử sulfat bằng
oxit đó dùng trong việc lọc nớc). Hoặc là loại bỏ độc hại ( crom, dung môi,
sulfua) cần thiết trớc khi xử lý sinh học. Hoặc bằng các tối u hoá quy trình
xử lý sinh học: metan hoá công đoạn trớc đối với nớc thải đặc ( BOD
5

>
2000) sau đến xử lý hiếu khí. Xử lý hoá lý, tuỳ thuộc vào yêu cầu cụ thể ta có
thể đa công đoạn hoá lý vào hệ thống thành công đoạn trung gian trớc xử lý
sinh học hay ở giai đoạn kết thúc với các mục đích:
- Kết tủa kim loại hoặc muối độc hại
- Loại bỏ nhũ tơng.
- Làm trong, đồng thời làm giảm BOD
5
dạng keo và COD tơng ứng.
pH trong xử lý hoá lý cần khống chế trong vùng tơng đối hẹp. Tuỳ theo bản
chất của quá trình ( kết tủa, kết tinh, hấp phụ hay kết bông) sẽ thực hiện trong
các thiết bị lắng lọc khác nhau.
+ Thiết bị lắng có nạo vét cặn
+ Thiết bị tuyển nổi để loại bỏ dầu, sợi và chất mầu.
+ Thiết bị lắng màng mỏng dùng để kết tủa hidroxit.
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
13
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
+ Thiết bị lọc với vật liệu hạt cho nớc chứa ít dầu( nhà máy tinh luyện
hay cán thép)
Tuỳ vào từng trờng hợp cụ thể, xử lý có thể tiến hành đồng thời với các
quá trình.
+ trung hoà
+ oxi hoá - khử
+ xử lý sinh học: Nớc thải sau khi xử lý sơ bộ, có thể qua công đoạn xử
lý hoá lý, còn một lợng chất rắn lơ lửng SS nào đó, BOD
5
chủ yếu ở dạng
hoà tan, tỷ số: COD/BOD
5

2
Nếu ở giá trị 2 vẫn có thể đa vào xử lý sinh học nhng nên có công
đoạn kị khí, hoặc một công đoạn hoá lý bổ sung khác.
- Tỷ lệ BOD
5
:N:P ít khi bằng 100:1:5. Vì vậy, phải thờng xuyên hiệu
chỉnh nồng độ N và P trong nớc thải.
- Nồng độ muối vô cơ cao thờng xuyên và sự thay đổi nhanh chóng của
chúng có thể làm rối loạn cả quá trình, đặc biệt là sinh học.
- Tuổi bùn cao thờng có lợi cho tính ổn định và hiệu quả của phơng
pháp . Cần phải lu ý pH và nhiệt độ ở các công đoạn, giữ chúng đúng yêu cầu
và duy trì sự ổn định.
Cần bổ sung giống vi khuẩn để tạo bùn hoạt tính đợc tốt và giữ nồng
độ bùn thích hợp trong các công đoạn hoặc phơng pháp khác nhau.
Các giải pháp khác nhau đợc sử dụng để xử lý sinh học:
- Kỹ thuật bùn hoạt tính trong các aeroten và ao hồ hiếu khí.
- Màng sinh học cố định vi khuẩn hiếu khí.
I.4.3. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp keo tụ
Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách đợc các hạt chất rắn huyền phù
có kích thớc lớn > 10mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng
đợc. Ta có thể làm tăng kích thớc các hạt nhờ tác dụng tơng hỗ giữa các
hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để có thể lắng đợc. Muốn vậy, trớc
hết cần trung hoà điện tích của chúng, sau là liên kết chúng với nhau. Quá
Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
14
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
trình trung hoà điện tích các hạt đợc gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình
tạo thành các bông lớn từ các hạt nhỏ gọi là keo tụ.
Các hạt lơ lửng trong nớc đều mang điện tích âm hoặc dơng. Các hạt
có nguồn gốc silic và các hợp chất hữu cơ mang điện tích âm, các hạt hidroxit

sắt và hidroxit nhôm mang điện tích dơng. Khi thế điện động của nớc bị
phá vỡ, các hạt mang điện tích này sẽ liên kết lại với nhau thành các tổ hợp
các phẩn tử, nguyên tử hay các ion tự do. Các tổ hợp này chính là các hạt bông
keo. Có hai loại bông keo: loại kị nớc và loại a nớc. Loại a nớc thờng
ngậm thêm các phần tử nớc cùng vi khuẩn, virut. Loại keo kị nớc đóng vai
trò chủ yếu trong công nghệ xử lý nớc nói chung và xử lý nớc thải nói
riêng.
Các chất đông keo tụ thờng 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.
Trong số này dùng phổ biến nhất là Al
2
(SO
4
)
3
vì chất hoà tan tốt trong nớc,
giá rẻ và hiệu quả đông tụ cao ở pH = 5 : 7,5
Các muối sắt dùng làm chất keo tụ là :
Các muối sắt có u điểm hơn so với muối nhôm trong việc làm đông tụ
các chất lơ lửng của nớc vì :
- Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp.

- Khoảng pH tác dụng rộng hơn.
- Tạo kích thớc và độ bền bông keo lớn hơn.
- Có thể khử đợc mùi vị khi có H
2
S
Nhng muối sắt cũng có nhợc điểm: chúng tạo thành phức hoà tan có
mầu làm cho nớc có mầu.
Dùng phèn thì phản ứng phosphat kết lắng nh sau:
Al
2
(SO
4
)
3
+
3
4
PO

+ 3

4
2AlPO
2
4
SO

pH tối u = 5,6 : 8
Đây cũng là phản ứng khử P trong nớc thải
Dùng vôi để khử các muối bicacbonat, cacbonat,phosphat và magiê.

Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
15
Đồ án tốt nghiệp Khoa CNSH & MT
Dùng muối clorua hoặc sulfat sắt (III) để loại phosphat:
FeCl +H
2
O +
3
3
4
PO

+3
Cl

4
FePO


+

H
2
O
Dùng natri aluminat để loại bỏ phosphat:
Na
2
Al
2
O

4
+
3
4
PO

+ H
2
O +NaOH +OH
-

4
2
AlPO


Những chất kết lắng thành bùn và trong bùn có chứa nhiều hợp chất
khó tan. Việc sử dụng làm phân bón cần phải xem xét, cân nhắc, vì bùn này
có thể làm cho cây trồng khó tiêu.

I.4.4) Hấp phụ
Phơng pháp hấp phụ dùng để loại hết các chất bẩn hoà tan vào trong
nớc mà phơng pháp xử lý sinh học cũng nh các phơng pháp khác không
loại bỏ đợc với hàm lợng rất nhỏ. Thông thờng đây là các hợp chất hoà tan
có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vị và mầu rất khó chịu.
Các chất hấp phụ thờng dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính,
silicagen, keo nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất, nh
tro xỉ, mạt sắt... Trong số này than hoạt tính đợc dùng phổ biến nhất. Than
hoạt tính có hai loại dạng bột và dạng hạt đều đợc dùng để hấp phụ. Các chất
hữu cơ, kim loại nặng và các chất mầu dễ bị than hấp phụ. Lợng chất hấp

phụ tuỳ thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất và hàm lợng chất bẩn có
trong nớc. Phơng pháp này có thể hấp phụ đợc 58 95% các chất hữu cơ
và mầu. Các chất hữu cơ có thể bị hấp phụ đợc tính đến là phenol,
alkylbenzen, sulfonic axit, thuốc nhuộm các chất thơm. Do có những ứng
dụng dùng than hoạt tính hấp phụ thủy phân và những thuốc nhuộm khó phân
hủy, nhng tốn kém làm cho quá trình không kinh tế. Để loại bỏ kim loại
nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại ngời ta dùng than bùn để hấp phụ và
nuôi bèo tây trên mặt hồ.




Khuất Thị Thanh Hoa MSSV 505303022
16