Công nghệ môi trường ( tài liệu dùng cho sinh viên học chứng chỉ môi trường)

Công nghệ môi trờng

(Ti liu dựng cho sinh viờn hc chng ch Mụi trng)

PHN M U
KHI NIM CễNG NGH MễI TRNG
1.1. Khỏi nim v Cụng ngh mụi trng (CNMT)
1.1.1. nh ngha
- CNMT l quỏ trỡnh cụng ngh nhm phũng nga, hn ch, gim thiu, x lý tỏc
ng cú hi gõy ra do hot ng ca con ngi lờn mụi trng (khớ quyn, a quyn,
thy quyn, sinh quyn).
- CNMT bao gm bin phỏp, quỏ trỡnh lm cho cụng ngh sn xut s dng ớt
nguyờn liu, nng lng, sn phm an ton hn v x lý cỏc cht c hi phỏt sinh.
- CNMT l tng hp cỏc bin phỏp da trờn vt lý, sinh vt, a lý hc.. nhm phũng
nga vic phỏt sinh v x lý nhng cht c hi.
- Ni dung ca CNMT gm: Cỏc nguyờn lý, nguyờn tc, kinh nghim th hin di
dng cỏc quỏ trỡnh v cỏc k thut thc hin nguyờn lý cụng ngh ú, c th l:
1- CNMT l cụng ngh phũng nga, phỏt sinh cht thi ụ nhim, tit kim ti
nguyờn thiờn nhiờn, gim tiờu th nng lng
2- CNMT l cụng ngh tun hon, tỏi ch, tỏi s dng cht thi
3- CNMT l cụng ngh x lý cht thi mt cỏch an ton v hiu qu (cụng ngh cui
ng ng End of pipe
4. Cỏch tip cn cụng ngh mụi trng
5. Xu thế ứng phó với vấn đề chất thi
Xu thế trớc đây

Xu thế mi

6. Cách tiếp cận giải quyết ô nhiễm
Lm ng => pha loóng => X lý => Phũng nga => Sinh thỏi cụng nghip
1.1.2. Quỏ trỡnh phỏt trin Cụng ngh Mụi trng

Th h I: CN pha loóng
Th h II: CN X lý cht thi (khụng kinh t)
Th h III: Tit kim nguyờn liu tit kim nhiờn liu; Phũng nga v gim thiu
phỏt sinh cht thi
1


Phòng ngừa và giảm thiểu phát sinh chất thải

PHẦN THỨ HAI
CÔNG NGHỆ PHÒNG NGỪA, GIẢM THIỂU, PHÁT SINH CHẤT THẢI
2.1. Công nghệ sạch (công nghệ thân thiện với môi trường)
2.1.1 Khái niệm, đặc điểm, ý nghĩa của Công nghệ sạch
1. Định nghĩa: Công nghệ sạch là các loại hình công nghệ:
+ Sử dụng các loại tài nguyên một cách bền vững
+ Tái sử dụng chất thải, các sản phẩm nhiều lần
+ Quản lý chất thải theo cách ít ô nhiễm so với các công nghệ khác mà chúng thay thế
Định nghĩa: Công nghệ sạch là công nghệ không sinh ra hoặc ít sinh ra chất thải
2. Đặc điểm CN sạch:
- Về mặt khoa học, CN sạch không là một ngành CN riêng biệt, mà là hệ thống bao
gồm các quá trình, các tri thức, bí quyết CN có liên quan đến tài nguyên sản phẩm, dịch
vụ, thiết bị.
- Phát triển CN sạch ở một quốc gia phải phù hợp với hoàn cảnh kinh tế, quan tâm
đến chất lượng phát triển kinh tế xã hội, văn hóa, môi trường của quốc gia.
- CN sạch là biện pháp thay đổi, giảm thiểu ô nhiễm tận gốc của quá trình
3. Ý nghĩa CN Sạch
- CN sạch là một cách tiếp cận mới không phải ở khâu xử lý chất thải mà là giảm chi
phí tổng thể do tiết kiệm nguyên tài nguyên, phát triển độ bền sản phẩm
- Hiện nay nếu đầu tư cho công nghệ sạch là rất lớn.
-Công nghệ sạch là công nghệ mới có lợi về mặt môi trường cũng như có lợi về mặt

kinh tế
4. Nội dung công nghệ sạch hiện nay gồm các loại công nghệ:
-Tiêu thụ ít năng lượng và tài nguyên
- Thải ít chất thải vào môi trường
- Làm ra sản phẩm bền vững, tuổi thọ lớn
- Sử dụng nguyên liệu đầu vào dễ kiếm, dễn khai thác
- Ít độc đối với người tiêu dùng và người sản xuất cũng như khi thải bỏ, tiêu hủy,
vận chuyển…
2.1.2. Phân loại công nghệ
Công nghệ sạch bao gồm những quá trình ngăn ngừa phát sinh ô nhiễm
- CN ít hoặc không sinh ra trong từng giai đoạn

2


- CN giảm tiêu thụ năng lượng, giảm phát sinh chất thải. CN tuần hoàn tái chế, tái sử
dụng chất thải phát sinh trong từng quá trình công nghệ.
- CN bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và bảo toàn năng lượng.
- Bảo vệ tính bền vững của công nghệ trong quá trình sản xuất
2.1.3. Lợi ích kinh tế của công nghệ sạch
- Hiệu quả sử dụng tài nguyên cao -> chi phí sản xuất thấp ->lợi nhuận cao -> tạo thị
trường mới về sản phẩm thân thiện môi trường mà vẫn duy trì khách hàng cũ.
- Giảm những chi phí do ô nhiễm môi trường được qui định bởi luật pháp, tránh
những rủi ro, sự cố sinh ra trong hoạt động sản xuất.
- Tăng năng suất lao động, động lực làm việc của người lao động do điều kiện làm
việc ở một môi trường có chất lượng tốt.
- Là cầu nối giữa hoạt động của con người với việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên
2.1.4. Xu hướng nghiên cứu áp dụng công nghệ sạch hơn
1- Nghiên cứu nhằm phát minh công nghệ: Tìm công nghệ và lĩnh vực áp dụng
công nghệ thông tin về phát minh, con người cần công nghệ

2- Thị trường hóa công nghệ mới: Cung cấp tài chính cho quá trình chuyển giao
công nghệ
3- Ứng dụng vào công nghiệp, xác định những điều kiện biến đổi cần thiết để biến
đổi công nghệ, đánh giá những tác động tốt, chưa tốt của công nghệ thay thế trong điều
kiện cụ thể của nơi áp dụng, đề ra những giải pháp cần thiết, thích ứng tối đa với hoàn
cảnh áp dụng. Đây là giai đoạn gặp nhiều trở ngại nhất cần sự hỗ trợ của hai bên quyết
định sự thành bại của việc thử nghiệm.
4- Chuyển giao công nghệ sạch
5- Cung cấp tài chính cho quá trình chuyển giao CN sạch: Cần có sự hỗ trợ một
phần của chính phủ nước muốn nhận CN này, có thể có hỗ trợ của các ngân hàng quốc
tế, và trong nước
6- Thị trường hoá: Nhân rộng việc áp dụng CN thân thiện moi trường sau khi đã có
thử nghiệm, đánh giá và chuyển giao thành công.Giai đoạn này cần có sự tham gia của
cơ quan tư vấn , đặc biệt có sự tham gia của mạng lưới thông tin
2.2. Công nghệ phòng ngừa, giảm thiểu chất thải trong quá trình sản xuất
2.2.1. Định nghĩa về sản xuất sạch hơn
* Định nghĩa: Sản xuất sạch hơn là việc áp dụng liên tục chiến lược phòng ngừa
tổng hợp về môi trường vào các quá trình sản xuất sản phẩm và dịch vụ nhằm nâng cao
hiệu suất và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường.
* Sản xuất sạch hơn là gì ?
- Sản xuất sạch hơn là một công cụ quản lý giúp cải thiện về cả môi trường và kinh tế
3


- Mt s ỏp dng liờn tc chin lc phũng nga tng hp i vi cỏc quỏ trỡnh sn
xut, cỏc sn phm v dch v nhm nõng cao hiu sut v gim ri ro n con ngi v
mụi trng
- Mt cỏch tip cn (cỏch ngh) mi v cú tớnh sỏng to i vi cỏc sn phm v quỏ
trỡnh sn xut:

* Tại sao thực hiện SXSH ? Vỡ: - Gim tỏc ng mụi trng
- Gim lng ti nguyờn tiờu th;

- Ci thin hin trng kinh t

- Tuõn th lut phỏp;

- Qun lý tt hn

2.2.2. Cỏc c hi Sn xut sch hn
2.2.3. Ni dung ca sn xut sch hn

- Qun lý tt ni vi
- Gim thiu phỏt sinh cht thi
2.2.5.
Lợi ích của sản xuất sạch hơn
- Thay i nguyờn liu u vo
- Kim
soỏt ttđem
quỏ trỡnh
sn xut lợi ích gì ?
* SXSH
lại những
- Chim lnh u th
- CiTng li ớch kinh t

- Tỏi s dng v tun hon
cht thi ế cạnhụctranh
- Tỏi ch cht thi
- Ci tin cht lng sn

phm

Sn xut sch
hn
- Gim thiu phỏt sinh cht thi

S 2.4. Nhng li ớch ca sn xut sch hn
thiện
hình ảnh
củath
côngnng
ty
- Tit kim chi phớ thụngCải
qua
gim
tiờu
lng v nguyờn liu

- Ci thin hiu qu hot ng ca cụng ty
- Cht lng v ng u ca sn phm tt hn
Tăng lợi ích kinh tế

Cải thiện môi trờng liên tục

- Thu hi c mt lng nguyờn liu b hao phớ trong quỏ trỡnh sn xut
4
Tăng năng suất

Chiếm lĩnh u thế cạnh tranh

- Có khả năng cải thiện môi trường làm việc (sức khoẻ và an toàn)
- Cải thiện hình ảnh của công ty
- Tuân thủ các quy định môi trường tốt hơn
- Tiết kiệm chi phí xử lý cuối đường ống
- Có được các cơ hội thị trường mới và tốt hơn
- Thuận lợi trong việc đạt ISO 14000
2.2.6. So sánh giữa sản xuất sạch và công nghệ truyền thống xử lý cuối đường ống
Một số lợi thế của sản xuất sạch hơn

Xử lý cuối đường ống (CN truyền
thống)

1. Cách tiếp cận chủ động

1. Bị động và thụ động

2. Mang tính phòng ngừa, chủ động

2. Giải quyết hậu quả, sinh ra chất thải

ngăn ngừa

và xử lý chúng

3. Giảm ô nhiễm tại nguồn

3. Chất ô nhiễm đợc kiểm soát bởi các

4. Các kỹ thuật liên quan: quản lý nội

hệ thống xử lý

vi, thay đổi nguyên liệu, công nghệ, cải

4. Các công nghệ, thiết bị xử lý ngoài

tiến thiết bị trong dây chuyền sản xuất

quá trình sản xuất chính

5. Giảm tiêu thụ nguyên liệu hoá chất,

5. Không thay đổi định mức nguyên

năng lượng

liệu, hoá chất, năng lượng

6. Giảm chi phí sản xuất do:

6. Tăng chi phí sản xuất do:

7. Giảm định mức tiêu thụ nguyên

7. Đầu t xây dựng hệ thống xử lý chất

liệu, năng lượng

thải

8. Đầu tư có hoàn vốn

8. Vận hành hệ thống (nhân công, hoá
chất, bảo dưỡng...)

PHẦN 3
5


CễNG NGH X Lí ễ NHIM KHễNG KH
3.1. Cỏc bin phỏp phũng nga ụ nhim khụng khớ
1. Thay th nguyờn liu:
2. Gim tin cht sinh khớ ụ nhim:
3. Ci tin cụng ngh sn xut v ỏp dng cụng ngh sch:
4. Kim soỏt quy trỡnh sn xut:
3.2. Cỏc phng phỏp x lý hi v khớ c
3.2.1. Phng phỏp hp th
3.2.1.1. Nguyờn lý, phõn loi, c im
* Nguyờn lý ca PP: C s ca pp ny l da trờn s tng tỏc gia cỏc cht cn
hp th (khớ, hi) vi cht hp th (thng l lng - nc hoc dung dch vụ c, hu c
loóng) hoc da vo kh nng hũa tan khỏc nhau ca cỏc cht khỏc trong cht lng
tỏch. Kt qu khớ hay hi ụ nhim c tỏch khi hn hp khớ cn x lý.
3.2.1.2. Cỏc loi thit b hp th
Cn c thit k sao cho kh nng tip xỳc gia khớ thi v dung dch hp th l tt
nht.
1. Thit b kiu mng cht lng.; 2. Thit b kiu mng a quay.
3. Thỏp hp th loi m;
4. Thỏp hp th si bt
5. Thỏp hp th kiu a chp; 6. Thỏp phun (kiu thựng rng, kiu phun thun

dũng tc cao (Ventury), kiu phun sng c khớ)

Lọc bụi

Xử lý
SOx

Xử lý
NOx

Xử lý các chất
ô nhiễm khỏc

Sơ đồ. 3.3. Tổng quát hệ thống xử lý khí
thải
3.2.2. Phng phỏp hp ph

6

ống
khúi


3.2.2.1. Khái quát về hấp phụ
* Hiện tượng hấp phụ: Hấp phụ là hiện tượng gây ra sự tăng nồng độ của một
chất hoặc một hỗn hợp chất trên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha (rắn-khí, rắn –lỏng, lỏng –
khí)
Phủ hết chỗ thì phải thay chất hấp phủ hoặc tái sinh chất hấp phụ cũ để dùng lại.
* Khái niệm: Hấp phụ là hiện tượng liên kết các phân tử của một chất lỏng, hoặc
khí lên bề mặt của một chất rắn khác bởi lực tương tác giữa các vật thể ( lực Van Der

Waals) và lực hút tĩnh điện.
3.2.2.2. Nguyên lý của phương pháp xử lý hơi và khí bằng phương pháp hấp phụ:

- Chất ô nhiễm được tách khỏi dòng khí do bị giữ lại trên bề mặt của chất rắn. Chất
rắn này gọi là chất hấp phụ. Khí ô nhiễm được hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ.
- Nếu ta chọn được các chất hấp phụ chọn lọc thì ta có thể loại bỏ được các chất độc
hại mà không ảnh hưởng đến thành phần của các chất khí không độc hại.
3.2.2.3. Các chất hấp phụ và ứng dụng

Các chất hấp phụ thường dùng trong mục đích này là than hoạt tính dạng
hạt hoặc dạng bột, than bùn sấy khô hoặc có thể là đất sét hoạt tính hay diatomit,
betonit. Hay các chất như: Than hoạt tính; Silicagel; Zeolit, sàng phân tử, oxyt nhôm,
Silicagen, acrinamit, PAC, oxyt sắt, zeolit, …..Than hoạt tính là 600-1200m2/g.
Bentonit là 800m2/g.
3.2.3. Xử lý khí và hơi bằng phương pháp thiêu hủy
Để phân hủy khí hay hơi độc có hại cho môi trường thành một chất hay nhiều chất
khác ít hoặc không độc hại có thể thực hiện bằng nguồn nhiệt – phân hủy nhiệt hoặc
phân hủy thông qua các phản ứng hóa học, hoặc kết hợp cả hai phương pháp đốt.
3.2.3.1. Thiêu hủy bằng nhiệt
* Nguyên tắc:
Dưới tác dụng của nhiệt và sự có mặt của oxy trong không khí. Các chất ô nhiễm
được oxy hoá thành những chất không độc hại (CO2, H2O) hoặc dễ xử lý hơn bằng các
phương pháp khác so với chất ô nhiễm ban đầu.
3.2.3.2. Thiêu hủy bằng phương pháp hóa học
Đây là phương pháp khá phổ biến đối với các khí độc hại.
Thí dụ:

SO2(SO3) + NaOH => Na2SO3(NaSO4)
NOx + NH4OH => NH4NOx

Thí dụ: Phản ứng với ozon có tia cực tím, đây là phương pháp rất hiệu quả đối
với chất thải hữu cơ hoặc dung môi.
Chất trừ dịch hại + O3 ==== CO2 + H2O + các chât không độc
Hay sử dụng các chất oxy hóa mạnh để khử độc như thuốc tím, ...

7


Chất hữu cơ + KMnO4 ==== Mn2+ + CO2 + H2O + các chất không độc
Chất trừ dịch hại hữu cơ + KMnO4 ==== MnO2 + các chất không độc
3.2.4. Phương pháp ngưng tụ
Phương pháp này được sử dụng để thu hồi các dung môi hữu cơ bay hơi như xăng
dầu, axeton, axit etylen, toluen. Phương pháp ngưng tụ phổ biến nhất là phương pháp
iảm nhiệt độ (làm lạnh). Thường hơi dung môi có nồng độ cao người ta dùng phương
pháp này để thu lại dung môi bay hơi. Còn ở nồng độ thấp ta nên sử dụng phương pháp
hấp thụ hay hấp phụ.
3.2.5. Phương pháp thụ sinh học:
* Nguyên tắc: dòng khí ô nhiễm dưới tác dụng của vi sinh vật bị phân huỷ → chất ít
hoặc không độc hại
Khí ô nhiễm phải hoà tan trong nước (được hấp thụ) sau đó được vi sinh vật xử lý
Nhiệt độ dòng khí giới hạn trong 15 – 60oC, tốt nhất là 30 - 40oC
* Có 2 phương pháp:
-

Phương pháp lọc sinh học: dùng vật liệu lọc, bên trong nuôi dưỡng vi sinh vật.

Cho dòng khí đi qua các vật liệu lọc này vi sinh vật sẽ phân huỷ khí ô nhiễm
- Vật liệu lọc: vật liệu hữu cơ có bổ sung dinh dưỡng để nuôi sinh vật
- Phương pháp rửa sinh học có 2 giai đoạn là:
Giai đoạn 1 là khí ô nhiễm được hấp thụ bằng 1 tháp rỗng

Giai đoạn 2 là dung dịch hấp thụ khí ô nhiễm được đưa qua 1 bể bùn chứa vi sinh
vật (bùn hoạt tính) → khí ra được làm sạch
3.3. Phương pháp xử lý bụi
* Các phương pháp xử lý bụi có thể chia thành các nhóm sau:
Bảng 3.3. Các phương pháp xử lý bụi
Lọc

Dập bằng nước

Thùng lọc gốm

Dàn mưa

Lọc có vật đệm

Sục khí

Lọc túi (màng)

Đĩa quay

Dập bằng
tĩnh điện
Lọc tĩnh điện

Khử bụi dựa vào
Khử bụi dựa vào
lực ly tâm
trọng lực
Thiết bị sử dụng lực Buồng lắng bụi

quán tính
Thiết bị sử dụng lực
ly tâm(cyclon)
Thiết bị quay

Lọc kiểu
venturi
Để lựa cho được thiết bị xử lý bụi hiệu quả cao cần quan tâm đến các yếu tố sau:
1 . Thành phần hạt bụi và kích thước hạt bụi
2. Trạng thái và thành phần của khí
3. Độ tinh lọc khí cần thiết
Bảng 3. 4. Vùng lọc và hiệu quả xử lý của các phương pháp
STT
Thiết bị xử ý
Kích thước hạt phù hợp (µm)
8

Hiệu quả xử lý (%)


1
Thùng lắng bụi
2
Cyclon hình chóp
3
Cyclon tổ hợp
4
Lọc có vật đệm
5
Tháp lọc ướt

6
Lọc túi (màng lọc)
7
Lọc tĩnh điện
3.3.1. Phương pháp trọng lực

2000 - 100
100 – 5
100 – 5
100 – 10
100 – 0,1
10 – 2
10 – 0,005

40 – 70
45 – 85
65 – 95
Đến 99
85 – 99
85 – 99,5
85 - 99

* Nguyên lý:
- Làm cho bụi lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực.
- Khi dòng khí chứa bụi chuyển động ngang nếu có sự thay đổi đột ngột về tiết diện
chuyển động thì tốc dộ dòng khí sẽ thay đổi, dưới tác dụng của trọng lực hạt bụi sẽ lắng
xuống và tách khỏi dòng khí.
3.3. 2. Phương pháp quán tính
* Nguyên lý: Là phương pháp làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí
một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau.

* Một số thiết bị áp dụng PP quán tính
1. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu Venturi
2. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màn chắn uốn cong
3. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính kết hợp với thùng lắng bụi
3.2.2.1. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu Venturi
3.2.2.2. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màn chắn uốn cong
* Nguyên lý hoạt động:
Dòng khí đi qua khe hở giữa các tấm chắn của dãy trước sẽ bị chặn lại bởi các tấm
chắn của dãy đứng sau và do đó nó sẽ thay đổi hướng chuyển động theo các gờ hình
vòng cung của tấm chắn để đi tiếp đến các dãy tấm chắn tiếp theo. Trong quá trình thay
đổi hướng chuyển động, bụi sẽ bị giữ lại trong lòng máng và rơi xuống phễu chứa bụi
của thiết bị.
3.2.2.3. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính kết hợp với thùng lắng bụi
* Cấu tạo:
* Nguyên lý hoạt động:
Khí chứa bụi đi vào thiết bị qua bộ phận cản bụi gồm sàng chắn bụi 3 và ghi lá
sách 4. Sàng chắn bụi gồm những thanh tròn xếp kề nhau với khe hở nhất định để khí
sạch đi vào mương 2 và thoát ra ngoài, còn bụi bị giữ lại ở bên dưới. Ở cuối bộ phận cản
bụi, dòng khí đậm đặcc bụi đi vào thùng lắng và hình thành 1 dòng tuần hoàn đi qua ghi
lá sách 4 để nhập lại vào dòng khí chính. Bụi trong dòng tuần hoàn nhờ lực quán tính và
trọng lực rơi xuống phễu chứa 5.
3.2.2.4. Các thiết bị thu bụi theo nguyên lý có tấm chớp
9


Các buồng thu bụi có tấm chớp gồm hai phần chính: lưới tấm chớp và thiết bị thu
bụi (thường là xyclon).
3.3.3. Phương pháp ly tâm (Xyclon)
* Nguyên lý:
Là phương pháp làm tách bụi ra khỏi dòng khí chứa bụi nhờ tác dụng của lực li

tâm. Khi dòng khí và bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòng xoáy) thì các hạt bụi
có khối lượng lớn sẽ chịu tác dụng của lực li tâm văng ra phía xa trục hơn, phần gần trục
xoáy lượng bụi sẽ rất nhỏ.
3.3.4. Phương pháp tách bụi bằng lọc
* Nguyên tắc :
Khi cho hỗn hợp khí có bụi qua 1 môi trường lọc, bụi được giữ lại nhờ lắng trên
bề mặt lọc hoặc trong môi trường lọc nhờ tác dụng của lực khuếch tán, lực quán tính,
lực tĩnh điện và tách khỏi dòng khí.
* Yêu cầu về vật liệu lọc :
- Vật liệu lọc phải có kích thước lỗ nhỏ (tuỳ theo yêu cầu về hiệu suất lọc)
- Có độ bền cao, rẻ tiền, dễ kiếm.
* Các dạng vật liệu lọc thường dùng trong công nghiệp
Lọc túi; Lọc bằng xơ sợi; Lọc bằng hạt; Lọc bằng dầu.
3.3.4.1. Lọc túi
* Nguyên tắc:
Thiết bị được cấu tạo từ nhiều túi vải dệt từ các loại sợi như len, bông, vải, sợi
thuỷ tinh, sợi tổng hợp,… lồng vào khung lưới thép để bảo vệ. Khi hỗn hợp khí chứa bụi
đi qua các túi này, ban đầu bụi lắng trên lớp vải tạo thành một lớp lọc mới, môi trường
lọc mới này cho hiệu suất tách bụi cao hơn.
3.3.4.2. Lọc bằng xơ sợi
* Nguyên tắc: Xơ sợi được phân bố đều trên bề mặt lọc dưới dạng tấm mỏng,
phẳng.
Vật liệu dùng để lọc trong điều kiện bình thường là sợi caton, sợi xenlulo, len,
bông, vải hoặc sợi tổng hợp. Đối với trường hợp lọc ở nhiệt độ cao vật liệu được dùng
phổ biến nhất là bông thuỷ tính, sợi bông thạch anh, sợi bazan, sợi kim loại,… Với
những vật liệu này giới hạn làm việc có thể tới 400-10000C
3.3.4.3. Lọc dạng hạt
– Thiết bị lọc gồm các hạt hình cầu hoặc hình dạng khác nhau chất đống (cát, phoi
bào…)
3.3.4.4. Lọc bằng dầu

*Nguyên lý:
10


-

Dùng những bộ lọc dạng lưới, lưới này có uốn sóng và được tẩm dầu. Khí có bụi

đi qua, bụi khô sẽ bám dính vào dầu và được giữ lại. Khí sạch đi ra.
3.3.5. Phương pháp lọc tĩnh điện
* Nguyên lý : Trong một điện trường đều, có sự phóng điện từ từ cực âm sang cực
dương. Trên đường đi nó có thể va vào các phân tử khí và ion hóa chúng hoặc có thể gặp
các hạt bụi làm cho chúng tích điện âm và chúng sẽ chuyển động về phía cực dương. Tại
đây chúng được trung hoà về điện tích và nằm lại đó. Lợi dung nguyên lý này mà người
ta tác được bụi ra khỏi dòng khí và khí đi qua sạch bụi.
* Thiết bị lọc tĩnh điện dạng bản (tấm) :
§iÖn cùc
l¾ng

§iÖn cùc
quÇng

KhÝ s¹ch
ra
KhÝ chøa
bôi

Nèi ®Êt

Hình 3.7. Mô hình thiết bị lọc bụi tĩnh điện dạng bản (tấm)

3.3.6. Phương pháp và thiết bụi thu tách bụi ướt (làm ẩm)
* Đặc điểm chung của phương pháp:
•

Dựa trên sự tiếp xúc giữa bụi trong dòng khí với chất lỏng, được thực hiện bằng

các biện pháp cơ bản sau:
– Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng các giọt lỏng. Các hạt bụi được
tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước
– Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với bề mặt
này. Các hạt bụi hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí
– Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí. Các hạt bụi bị
dính ướt và loại ra khỏi không khí
3.3.6.1. Phương pháp thu bụi bằng màng chất lỏng (tháp rỗng, tháp đĩa, tháp đệm)
* Nguyên lý: Dòng khí có chứa bụi đi qua màng chất lỏng (thường là nước). Các
hạt bụi gặp nước sẽ bị dìm xuống hoặc cuốn bám theo màng nước, còn dòng khí sạch đi
qua. Nước thừng được đi từ trên xuống, còn khí đi từ dưới lên.
* Các tháp rửa khí có đệm:
3.3.6.2. Phương pháp sục khí qua màng chất lỏng (phương pháp sủi bọt)
* Nguyên lý: Khí chứa bụi đi qua màng đục lỗ, rồi qua lớp chất lỏng dưới dạng
các bọt khí. Bụi trong các bọt bị thấm ướt và bị kéo vào pha nước tạo thành các huyền

11


phù rồi được thải ra ngoài, còn khí đi qua được làm sạch. Thiết bị xử lý kiểu này phù
hợp với nồng độ bụi từ 200 – 300 mg/m3. Công suất có thể đạt 50.000 m3/h.
3.3.6.3. Phương pháp rửa khí theo kiểu dòng xoáy
* Nguyên lý: Dòng khí đi qua có tốc độ lớn thổi trực tiếp vào bề mặt chất lỏng
theo một góc xiên, dưới áp lực của dòng khí, chất lỏng sẽ bị tung lên, khí và chất lỏng

tiếp xúc với nhau, bụi bị thấm ướt sẽ giữ lại trong chất lỏng và khí sạch đi ra ngoài.

Hình 3.11. Sơ đồ thiết bị thu bụi theo phương pháp ẩm
3.3.6.4. Phương pháp rửa khí ly tâm
* Nguyên lý: Là phương pháp kết hợp lực ly tâm của xylicon và dập bụi bằng
nước. Nước được phun từ trên xuống theo thành hình trụ cuat thiết bị, đồng thời khí
được thổi theo dòng xoáy từ dưới lên. Bụi văng ra phía thành bị nước cuốn theo đi
xuống cửa thoát dưới đáy.

Hình 3.12. Các tháp rửa ly tâm với sự cung cấp nước tưới ở trung tâm (a) và với bộ
phận tạo xoáy ở trong (b)
.
3.3.6.5. Phương pháp rửa khí kiểu veturi
* Nguyên lý: Khi dòng khí được dẫn qua một ống thắt, tại đây tốc độ dòng khí
tăng lên cao (50-150 m/s). Khi vượt qua đầu cấp chất lỏng để ngỏ sẽ kéo theo dòng sol.

12


Những hạt chất lỏng nhỏ bé đó sẽ làm ướt bụi cuốn theo và ngưng lại thành dạng bùn đi
ra theo cửa dưới và dòng khí đi ra sẽ là khí sạch.
3.3.6.6. Rửa bụi khí kiểu đĩa quay
*Nguyên lý: Bụi trong dòng khí di qua hệ thống khử bụi gồm nhiều tấm đục lỗ
hay lưới bằng kim loại. Những tấm lưới này luôn luôn được thấm ướt bằng một chất
lỏng thích hợp và quay tròn đều trong một không gian hình trụ. Những hạt bụi trong
dòng khí gặp bề mặt chất lỏng sẽ bị làm ướt và bị giữa lại rồi trôi theo những giọt nước
rơi xuống đáy.
3.3.7. Phương pháp pha loãng khí
Sau tất cả quá trình phòng ngừa, giảm thiểu, xử lý khí ô nhiễm nếu nồng khí vẫn lớn
hơn tiêu chuẩn môi trường xung quanh → người ta phải pha loãng khí ô nhiễm với bên

ngoài nhằm giảm nồng độ khí ô nhiễm
PHẦN 44
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4.1. Những vấn đề cơ bản liên quan đến xử lý nước
4.1.1. Các điều kiện và phương án lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
Hệ thống xử lý nước thải bao gồm tổng hợp các phương pháp lý hóa, hóa học và
sinh học. Để lựa chọn áp dụng phương pháp ngoài sự tùy thuộc vào tính chất của nước,
lưu lượng nước thải mà nó còn phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố khác như: kinh phí,
diện tích cho hệ thống xử lý, đặc điểm địa hình, hệ thống thoát nước, mục đích sử dụng
của nguồn nước tiếp nhận ....
Bảng 4.1. Chất bẩn và sự lựa chọn các phương pháp xử lý nước thải
STT
Chất bẩn gây ô nhiễm
Các phương pháp lựa chọn
1
Hữu cơ dễ phân hủy(BOD) PP hiếu khí(bùn hoạt tính, hồ sinh học, biophin)
2
- Chất lơ lửng
PP sinh học yếm khí(hồ yếm khí, bể mê tan,
- Chất hữu cơ bền vững
USAB)
3
- Nhơ, rác, dầu mỡ, ...
Lắng tuyển, lọc, song chắn
4
Phốt pho, khí hòa tan, ..
Hấp phụ bằng than, hấp thụ, bơm xuống lòng đất
5
Kim loại nặng
Hồ sục khí, nitorat hóa, khử nitorat, trao đổi ion,

kết tủa, khử, oxy hóa ....
6
Chất hữu cơ tan
PP đông tụ, kết tủa, sinh học, trao đổi io, bán
thấm...

4.1.2. Cấp độ xử lý nước: Chia ba cấp xử lý:
+ Cấp 1(xử lý sơ bộ):
+ Cấp 2 (xử lý thứ cấp):
13


+ Cấp 3: (vi xử lý)
Bảng 4.2. Dựa vào kích thước chất ô nhiễm đẻ chia 3 cấp xử lý
Kích thước

Ví dụ

Cấp xử lý

1m
10 cm
1 cm
1 mm
100 μm
10 μm
0,1 μm
100 nm
1 nm
1 A0

Cành cây
Viên đá nhỏ
Đá cuội
Mảnh vụn
Huyền phù
Hạt siêu mịn
Chất keo
Chất keo phân tán nhỏ
Chất tan

Xử lý cấp 1
Xử lý cấp 2
Xử lý cấp 3

4.1.3. Một số thông số đánh giá chất lượng nước
1. pH
2. Độ axit và độ kiềm
3. Mầu sắc
4. Độ đục
5. Hàm lượng chất rắn trong nước
-Là phần chất rắn bao gồm: chất vô cơ, chất hữu cơ, chất hữu cơ tổng hợp
-Tổng chất rắn (TS): là trọng lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi bay
hơi 1 lít nước trong nồi hấp thủy, sấy khô ở 103oC cho đến trọng lượng không đổi.
-Chất rắn huyền phù (SS): là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước,
-Chất rắn hòa tan (DS): DS=TS-SS (mg/l)
6. Độ cứng của nước
-Độ cứng vĩnh cửu (phi cacbonat): Ca2+, Mg2+ do các muối sunfat và clorua gây
nên. Sau khi đun thì không mất độ cứng này.
-Độ cứng cacbonat: của muối MgCO3, CaCO3 sau khi đun tạo cặn lắng có thể

tách→độ cứng tạm thời.
7. Hàm lượng Mn, Fe trong nước
-Do sự hòa tan Fe, Mn có trong nước ngầm.
-Tạo mầu, mùi tanh, tắc đường ống:
8. Hàm lượng oxi hòa tan (DO)
-Là lượng oxy trong không khí có thể hòa tan trong nước, tham gia quá trình trao đổi
chất, tái sản xuất các vi sinh vật, động vật trong nước.
9. BOD: nhu cầu oxy sinh hóa
-BOD tăng→lượng oxy cần dùng cho oxy hóa chất hữu cơ tăng→chất hữu cơ tăng.
-Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ (VSV) trong nước. Đơn vị: mgO2/l
10. COD: nhu cầu oxy hóa học
-Đặc trưng cho ô nhiễm hữu cơ. BOD14


Nước thải nhuộm BOD/COD=0,3-0,5
11. Hàm lượng phốt pho trong nước
-Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: HPO42-, H2PO4-, PO43-, phôtpho hữu
cơ, Poly P.
12. Hàm lượng nito
- Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: NH4+, NO3-, NO2-, N hữu cơ, N tổng.
13. Hàm lượng kim loại nặng
-d>5mg/cm3. Là vi lượng trong nước có khả năng tích tụ trong cơ thể sống.
Vd: Pb, Fe, Hg, Cd, Zn, Mo, Sn, Cr…
14. Hàm lượng phenol
-Thường trong nước thải chứa cyanua.
-Gây ảnh hưởng đến sức khỏe, có khả năng gây ung thư
15. Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật
DDT666, Clodan, Aldrin, Dialdren…
16. Hàm lượng vi sinh vật trong nước

Vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo, coliform…
Chỉ số vi sinh vật (Colifom và Fecal colifom-colifom phân)(Coliform phân gồm có các
giống vk có nguồn gốc từ phân động vật máu nóng như: Escherichia, Klebsiella và
Enterobacter…)
17. Hàm lượng dầu, mỡ khoáng 18. Nhiệt độ;
19. Chất phóng xạ;
20. Sunfat; 4.2. Các phương pháp xử lý nước cấp
4.2.1. Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng
- Nguyên lý: Bản chất của phương pháp là sự ôxi hoá sắt (II) và tách chúng ra
khỏi nước dưới dạng sắt (III) hyđrôxit. Trong nước ngầm, sắt (II) hydrocacbonat là muối
không bền vững và dễ bị thuỷ phân.

1 - Nia trải nilon có dùi lỗ
2 - Khoảng cách giữa các nia (20cm)
3 - Nia đá dày 20cm

5 - Lớp sỏi
6 - Lớp đá hoặc gạch vỡ
7 - Ngăn đựng nước sạch

Hình 4.1. Hệ thống khử sắt bằng đá vôi
4.2.2. Phương pháp khử trùng

15


- Sau khi đi qua bể lắng hoặc bể lọc thì 90% vi trùng trong nước đã được giữ lại
và tiêu diệt, tuy nhiên để đảm bảo an toàn vệ sinh người ta phải tiếp tục khử trùng cho
đến khi đạt giới hạn cho phép (nhỏ hơn 20 con côli trong 1 lít nước).
- Phương pháp khử trùng thường dùng nhất là clorua hóa tức là cho clo hơi hoặc

clorua vôi (25 – 30% Cl) vào nước dưới dạng dung dịch để khử trùng. Phản ứng xảy ra
như sau :

2CaOCl2 → Ca(OCl2) + CaCl2 ( tự phân huỷ)
Ca(OCl2) + CO2 + H2O → CaCO3 + HOCl ( CO2 có sẵn trong nước)
HOCl → HCl + O2

- Oxy tự do sẽ oxy hoá các chất hữu cơ và tiêu diệt vi trùng. Ngoài ra người ta
còn dùng phương pháp khử trùng nước bằng ôzôn (O3) vào nước, một nguyên tử tách ra
và thực hiện quá trình diệt trùng.
- Việc clo hoá nước nhằm diệt các vi sinh vật, tảo và làm giảm mùi của nước.
Các hợp chất clo dùng ở đây là: clo lỏng, vôi clorua, các hypoclorit NaOCl,
Ca(OCl)2
- Phương pháp oxy hóa: Dùng các chất có oxi hoá_khử chuyển chất trong nước
thải à Các chất ít độc hơn, tách ra khỏi nước.
4.3. Phương pháp xử lý nước thải
4.3.1. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải
- Nguyên tắc lựa chọn phương pháp: phụ thuộc kích thước và tính chất hóa lý hạt lơ
lửng, hàm lượng chất rắn lơ lửng, lưu lượng nước thải và yều cầu chất lượng nước sau
xử lý.
1. Song chắn => 2. Bể điều hòa lưu lượng => 3. Bể lắng = > 4. Lọc
4.3.3. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải
1. Phương pháp tuyển nổi
-Tách hợp chất không tan và khó lắng, có khả năng tách được chất bẩn hòa tan như
là chất hoạt động bề mặt.
-Quá trình: sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng, chúng kết dính vào các hạt, khi lực nổi
của tập hợp các bong khí đủ lớn sẽ kéo các hạt lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại tạo
ra lớp bọt chứa hàm lượng các chất bẩn cao hơn trong chất lỏng ban đầu.
-Với các hạt rắn kị nước: khi bóng khí dính chặt vào các hạt sẽ tạo ra một đường bọc
lấy bền ngoài pha rắn lỏng làm kích thước hạt tăng lên nhưng khối lượng riêng hạt giảm

đi sẽ nổi lên trên.
2. Phương pháp đông tụ- keo tụ
* Khái niệm: Phương pháp keo tụ trong xử lý nguồn nước nói chung, nước thải nói
riêng là quá trình đưa vào trong nước các tác nhân tạo bông có tác dụng phá keo hoặc
hấp phụ các hạt nhỏ lên bề mặt của nó hoặc dính các hạt nhỏ lơ lửng lại với nhau tạo nên

16


một tập hợp hạt có trọng lượng lớn hơn để chúng lắng đọng xuống tầng đáy. Thông qua
đó nước sẽ được làm sạch, trong hơn
- Quá trình đông tụ: quá trình trung hòa các hạt keo.
-Quá trình keo tụ: quá trình liên kết các hạt keo với nhau tạo thành hạt lớn hơn.
- Hai quá trình trên luôn luôn đi liền với nhau và dung hóa chất làm tác nhân đông
keo tụ.
* Các chất tác nhân thường được dùng phương pháp keo tụ:
+ Phèn - Al(SO4).nH2O (n = 13-18)
+ Sôđa kết hợp với phèn - Na2CO3 + Al(SO4)3.nH2O
+ Sắt sunfat - FeSO4.7HO2
+ Nước vôi - Ca(OH)2
+ Natrialuminat - Na2Al2O4
+ Clorua sắt (FeCl3) và Sunphat sắt (III)- Fe2(SO4)3
+ Chất hữu cơ polyacryamit - tạo bông theo cơ chế tích điện hút các hạt keo âm vào
nó và bắc cầu tạo các hạt lớn hơn do lực hấp phụ.
+ Dùng phèn loại bỏ photphat trong nước thải:
Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O→ hòa tan tốt, rẻ, hiệu quả cao.
Phèn sắt Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3→khả năng keo tụ tốt ở nhiệt độ
- Hay chất mới Polymer Aluminium Clorid (PAC) có c/t là: AlClx(OH)3,,với x=1-2
- Hay polyme của đơn phân tử Acrylamit (CH2=CH-CONH2)n loại này có 3 nhóm
điện tích dùng cho 3 môi trường axit, trung tính và bazơ. Nay được dùng rộng rãi nhất.

3. Phương pháp hấp phụ
-Là phương pháp giữ chất hòa tan trên bề mặt chất rắn.
4. Phương pháp màng
Màng là một pha có vai tro ngăn cách giữa các pha khác nhau, mà có thể là một chất
rắn, keo trương nổi, chất lỏng. Các quá trình tách chất hợp tan trong nước bằng màng
gồm:
- Phương pháp thẩm thấu ngược (Reurve Osmosis)
- Phương pháp siêu lọc (Utia filtration)
- Thẩm tách, điện thẩm tách
5 Phương pháp pha loãng
- Là phương pháp pha loãng nồng độ chất gây ô nhiễm trong nước thải công nghiệp
hay sinh hoạt đến một nồng độ tới mức cho phép trước khi đưa ra môi trường
Đây là PP được dùng khá phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là các nhà máy, khu công
nghiệp không có công nghệ xử lý nước thải, hoặc xử lý chưa triệt để như hiện nay.
Công thức xác định lượng nước: W = W0 (C1-C2)/(C2-C3)
4.3.4. Phương pháp hoá học
* Phương pháp trung hoà

17


Đưa PH của nước thải về 6,5 à 8,5: khoảng pH thích hợp cho quá trình xử lý tiếp
hoặc trước khi thải à Nguồn tiếp H
4.3.5. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
4.3.5.1. Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc – cánh đồng tưới
1. Cánh đồng lọc (bãi lọc):
2. Cánh đồng tưới:
3. Xử lý nước thải bằng đất ngập nước:
Nguyên lý của xử lý bằng đất ngập nước là sử dụng khu hệ vi sinh vật trong đất,
trong nước và một số thực vật hạ đẳng như: Thủy trúc (Papyras), cây bông nước

(Hyaznitheu), Bèo lục bình (Eichohomia), Bèo cái (Pistia), Bèo tấm (Lemna) và cây ngô
(Primoose
4.3.5.2. Xử lý nước thải nhờ hoạt động của vi sinh vật sống trong nước
Là phương pháp xử lý nước thải nhờ hoạt động của vi sinh vật sống trong nước
Nguyên lý chung là dựa vào hoạt động sống của vsv, qua đó chúng phân hủy sử dụng
các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và sinh năng lượng
để duy trì hoạt động sống của chúng. Từ đó chúng làm sạch môi trường nước.
Quá trình trên được diễn ra qua 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Giai đoạn hấp phụ các chất phân tán nhỏ, keo và hòa tan (dạng vô cơ
và hữu cơ) lên bề mặt tế bào vi sinh vật.
+ Giai đoạn 2: Vi sinh vật phân huỷ các chất sau khi đã hấp phụ qua màng vào trong
tế bào (đây là các phản ứng hoá sinh học).
- Có thể phân loại phương pháp xử lý sinh học theo 2 cách chính:
+ Phương pháp hiếu khí:
+ Phương pháp yếm khí:
4.3.6. Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí
4.3.6.1. Cơ sở lý thuyết:
Xử lý sinh học hiếu khí thực chất là thực hiện các quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ
và vô cơ có thể oxy hóa sinh học được nhờ vi sinh vật.
* Cơ chế phân giải hiếu khí.
Cơ chế tóm tắt của phương pháp xử lý hiếu khí: Vi sinh vật hiếu khí dùng oxy tan
trong nước để xy hoá các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ ra khỏi nguồn nước.
Vi sinh vật
Chất hữu cơ + O2 ------------> H2O + CO2 + NH3
Vi sinh vật
NH4 + O2 --------------> NO3 + H+ + H2O + Q
Gồm bể thông khí sinh học, lọc khí sinh học, bể lọc sinh học, hồ sinh học.
* Tác nhân sinh học.
Bùn hoạt tính với sự hiện diện của trên 20 chủng vi khuẩn khác nhau, trong đó có
một số chủng chiếm đa số: ví dụ như: Aerobacter, Bacillus, Pseudomonas, (hô hấp hiếu

18


khí) Cellulomonas biazotea, Rhodopseudomonas, Nitrobadet (hô hấp tùy tiện) và một số
vi khuẩn dạng sợi (Thiothrix, Microthrix).
4.3.6.2. Phương pháp xử lý hiếu khí sử dụng bể thông khí sinh học (bể aeroten);
Thông thường hệ thống Aeroten bao gồm: song chắn rác, bể điều hòa và lắng
sơ cấp, bể Aeroten, bể lắng thứ cấp, bơm tuần hoàn bùn và bể xử lý bùn.
* Nguyên lý hoạt động:
Trong bể aeroten, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền phù. Nước thải chứa
chất hữu cơ các bùn lơ lửng chứa vi sinh vật.Quá trình phân huỷ biểu khí được xảy ra
với đảm bảo đủ oxy bão hoà và bùn được gọi là bùn hoạt tính phải ở trạng thái lơ lửng.
4.3.6.3. Phương pháp hiếu khí sử dụng bể lọc sinh học (Bể Biophin)
- Bể Biophin là một thiết bị xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân

tạo nhờ các vi sinh vật hiếu khí, yếm khí và tùy nghi.
Bể lọc sinh học (Biophin) là thiết bị trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định
trên lớp màng bám vào một vật liệu lọc. Nước thải được tưới từ trên xuống qua vật liệu
lọc, tiếp xúc với vi sinh vật xảy ra quá trình phân huỷ hiếu khí. Lớp vật liệu lọc rất mỏng
song cũng có thể xảy ra song song 2 quá trình ở sát bề mặt là quá trình phân huỷ yếm
khí và ở lớp ngoài có phân huỷ hiếu khí có O2.
Bể Biophin là một thiết bị xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo nhờ
các vi sinh vật hiếu khí.
4.3.6.4. Bể Ôxyten
Ôxyten là công trình hiệu quả cao, dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp
sinh học tăng cường với việc sử dụng ôxy kỹ thuật và bùn hoạt tính đậm đặc.
Nguyên lý làm việc của ôxyten như sau: Nước thải dẫn theo ống trung tâm vào
vùng làm thoáng. Dưới tác động của áp lực động do tuốc bin gây nên mà hỗn hợp nước
thải và bùn hoạt tính bão hoà ôxy trào qua cửa sổ lưng chừng vào vùng lắng. Do các
song chắn hướng dòng mà hỗn hợp nước bùn chuyển dịch dần theo cho vi của vùng

lắng, và ở đây bùn được tách ra khỏi
4.3.6.5. Mương ôxy hoá tuần hoàn (MOT)
4.3.6.6. Phương pháp hiếu khí sử dụng hồ sinh học
Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm, được sử dụng kết hợp xử lý nước thải
bằng phương pháp sinh học. Quá trình xử lý nước thải bằng hồ sinh học là sử dụng khu
hệ vi sinh vật ( Vi khuẩn,tảo… ) tự nhiên có trong nước mặt để làm sạch nước. So với
những công trình sinh học trong xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên thì hồ sinh học
được áp dụng khá rộng rãi hơn cả vì ngoài chức năng xử lý nước thải, chúng còn mang
lại những lợi ích khác như:
+ Nuôi trồng thuỷ sản.
+ Dự trữ nguồn nước để tưới tiêu cho cây trồng.
+ Điều hoà vi khí hậu trong vùng.
Xử lý nước thải bằng hồ sinh không đòi hỏi nhiều vốn đầu tư do bảo trì vận hành
đơn giản. Có thể kết hợp xử lý nước thải với nuôi trồng thuỷ sản và điều hoà lưu lượng
19


nước mưa.
Theo nguyên tắc họat động của hồ có thể phân biệt ba loại hồ sau:
1. Hồ hiếu khí ; 2. Hồ tuỳ tiện ( Hồ yếm – Hiếu khí ) ; 3. Hồ yếm khí
1. Hồ hiếu khí:
Hồ hiếu khí là hồ mà trong đó các chất ô nhiễm được chuyển hóa bằng quá trình
oxy hoá nhờ các vi sinh vật hô hấp hiếu khí. Tuỳ theo phương thức cấp khí mà người ta
chia chúng thành hai loại:
2. Hồ hiếu – kị khí (tùy nghi):
Hồ tuỳ tiện còn được gọi là hồ hiếu – kị khí . Phần lớn các ao, hồ ở nước ta là
những hồ hiếu kị khí.
Hồ tuỳ nghi thường có độ sâu trung bình từ 1,5 đến 2 m, dưới tác dụng của khu
hệ sinh vật rất đa dạng trong nước bao gồm: Các vi khuẩn yếm, hiếu khí, thuỷ nấm, tảo
và nguyên sinh vật.

Trong hồ thường xảy ra 4 quá trình sau:
- Quá trình phân giải yếm khí
- Quá trình oxy hoá hiếu khí
– Quá trình quang hợp
- Quá trình tiêu thụ sinh khối

Hình 4.9. Các khu vực trong một hồ xử lý nước thải tùy nghi
4.3.7. Xử lý nước thải bằng phương pháp yếm khí
4.3.7.1. Đặc điểm chung:
- Dùng vi sinh vật yếm khí để lên men các khí, chất ô nhiễm. Sản phẩm cuối cùng là
CH4, H2, một số các khí có tính khử: H2S, RSH, NH3.
- Gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn thủy phân nguyên liệu đầu vào để vi khuẩn sử dụng các chất dinh dưỡng

20


+ Giai đoạn tạo thành axit: nguyên liệu, chất ô nhiễm, vi khuẩn, vi sinh vật yếm khí
phân huỷ tạo axit hữu cơ: CH3COOH, C2H5COOH.
+ Giai đoạn phân huỷ axit hữu cơ tạo metan, CO2
* Hồ yếm khí
- Hồ sâu, oxy không đến được đáy, các vi khuẩn yếm khí sẽ phân huỷ các chất hữu
cơ CO2, CH4
- Ứng dụng của phương pháp yếm khí: Xử lý chất hữu cơ hàm lượng cao: Protein,
mỡ, không chứa chất độc, có đủ chất dinh dưỡng.
* Tác nhân sinh học:
+ Nhóm vi khuẩn ưu ấm (Mesophyl): gồm Methanococcus, Methanobacterium,
Methanosarcina phát triển ở nhiệt độ tối ưu 35 ÷37o và pH = 6,8 ÷ 8,5.
+ Nhóm vi khuẩn ưa nóng: (Thermophyl): Methanobacillus, Methanothrix,
Methano spirllum. Nhiệt độ tối ưu 55 – 60oC

4.3.7.4. Các dạng thiết bị xử lý yếm khí
Các thiết bị xử lý yếm khí nước thải rất phong phú từ loại đơn giản như hầm
Biogas đến loại phức tạp như thiết bị UASB.
* Các yêu cầu đối với thiết bị xử lý yếm khí:
- Tạo môi trường đồng nhất bằng khuấy trộn, đối lưu tự nhiên hoặc bơm tuần hoàn.
- Tách pha khí (Biogas) và pha rắn (sinh khối và cặn lơ lửng)ra khỏi nước thải sau xử lý.
1. Thiết bị yếm khí tiếp xúc:
2. Thiết bị yếm khí giả lỏng:

-Nguyên tắc hoạt động: Vi sinh vật được cố

định lên các hạt chất mang (thuỷ tinh xốp, nhựa nhân tạo,...). Nước thải vào từ phần
dưới của thiết bị, chảy ngược lên qua lớp các hạt chất mang và chảy tràn ra ngoài. Bơm
tuần hoàn được trang bị nhằm tạo trạng thái chuyển động giả lỏng hay tầng sôi. Vận tốc
bơm được khống chế sao cho các hạt chất mang ở trạng thái lơ lửng không ảnh hưởng
tới màng sinh học, sự cuốn trôi của các hạt chất mang bị hạn chế do kết cấu đặc biệt của
phần trên thiết bị.
3. Thiết bị UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): - Nguyên tắc hoạt
động: Nước thải theo ống dẫn vào hệ thống phân phối, đảm bảo nước được phân phối
đều và vận tốc là 0,6÷0,9 m/h. Hỗn hợp bùn yếm khí trong bể hấp thụ chất hữu cơ hòa
tan trong nước thải, phân huỷ và chuyển hóa chúng tạo biogas (khoảng 70÷80% là CH4,
20÷30% là CO2). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên va phải tấm chắn, hạt
cặn bị vỡ, khí thoát lên trên, cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí vào
ngăn lắng. Nước thải trong ngăn lắng tách bùn, lắng xuống dưới và tuần hoàn lại ngăn
phản ứng. Nước dâng lên được thu vào máng, khí biogas được thu về bình chứa

21


4.3.7.5. Hồ kị khí

- Đặc điểm: Dùng để lắng và phân hủy cặn lắng bằng phương pháp sinh học tự nhiên
dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh kỵ khí.
Để duy trì điều kiện kỵ khí và giữ ẩm cho hồ trong mùa đông thì chiều sâu hồ
phải lớn 2 - 6 m, thường thì từ 2,5 - 4,5m
4.3.
Giới thiệu một số sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải
4.4.2. Các cơ đồ dây chuyền xử lý nước thường gặp
1. Sơ đồ 5.1 :
Áp dụng khi nước nguồn đạt tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống sinh hoạt, chỉ cần
khử trùng rồi cấp cho người tiêu thụ.
Nước nguồn

Clo khử trùng
Bể chứa tiếp xúc
để khử trùng

Bơm hoặc tự chảy cho
người tiêu thụ

Hình 4.13. Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khi khử trùng
2. Sơ đồ 5.2 :
Áp dụng cho nước nguồn có chất lượng loại A ghi trong tiêu chuẩn nguồn nước
TCXD 233-1999.
Nước nguồn có độ đục nhỏ hơn hoặc bằng 30mg/l, hàm lượng rong, rêu, tảo và
độ màu thấp.
Clo
Bể
lọc chậm

Bể tiếp xúc

khử trùng

Cấp cho người
tiêu dùng

Hình 4.14. Sơ đồ xử lý bằng lọc chậm
3. Sơ đồ hình 5.3 :
Áp dụng khi nước nguồn có chất lượng A theo tiêu chuẩn nguồn nước cấp nước
nguồn có độ đục nhỏ hơn hoặc bằng khoảng 20 mg/l.
Phèn

Nước nguồn
Bể
trộn

Clo
Bể lọc
tiếp xúc

Bể tiếp xúc
khử trùng

Đưa về bể trộn
hoặc xả ra cuối

Nguồn nước

Lắng nước
rửa lọc
22

Cấp cho người
tiêu thụ


Hình 4.15. Sơ đồ lọc trực tiếp
4. Sơ đồ hình 5.4 :
Là sơ đồ xử lý nước ngầm có chất lượng nước nguồn loại A theo tiêu chuẩn
TCXD 233-1999.
Xả cặn Lắng nước
rửa lọc
Clo
Nước
ngầm

Làm
thoáng

Cung cấp

Bể tiếp xúc
khử trùng

Lọc

Hình 4.16. Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng làm thoáng đơng giản và lọc
5. Sơ đồ hình 5.5 :
Dùng để xử lý nước ngầm có chất lượng loại B.
Xả cặn

Lắng nước
rửa lọc
Clo

Nước
ngầm

Cung cấp
Làm
thoáng

Lắng
tiếp xúc

Lọc

Bể tiếp xúc
khử trùng

Hình 4.17. Sơ đồ khử sắt nước ngầm bằng làm thoáng, lắng tiếp xúc và lọc
6. Sơ đồ hình 5.6 :
Dùng để xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt cao, sắt ở dạng hoà tan trong các
phức chất hữu cơ, kết hợp với khử mangan, tiêu chuẩn nước nguồn loại C.
Hoá chất
Nước
ngầm

Làm
thoáng

Clo

Trộn và
lắng cặn

Lọc

Xả cặn lắng ra
hồ nén chứa
Lắng nước
rửa lọc

23

Bể tiếp xúc
khử trùng

Cung cấp


Hình 4.17. Sơ đồ dùng hoá chất để khử sắt và mangan trong nước ngầm
7. Sơ đồ hình 5.7 :
Dùng để xử lý nước nguồn có chỉ tiêu chất lượng nước loại B và tốt hơn
Clo

Phèn

Nước
ngầm

Trộn

Keo tụ
tạo bông
cặn

Lắng

Lọc

Bể tiếp xúc
khử trùng

Cung cấp

Xả cặn
ra hồ chứa
Lắng nước
rửa lọc

(tiết kiệm
nước )

Hình 4.19. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước truyền thống
8. Sơ đồ hình 5.8 :
Áp dụng khi nguồn nước có chất lượng loại C
Clo

Phèn

Nước
ngầm

Trộn

Keo tụ
tạo bông
cặn

Lắng

Lọc

Xả cặn lắng ra
hồ nén cặn

Lọc
qua
than
hoạt
tính

Lọc
qua
than
hoạt
tính

Cung
cấp

Lắng nước
rửa lọc
Hình 4.20. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước có màu, mùi, vị
9. Sơ đồ hình 5.9.

Sơ đồ 5.9. Mô hinh công nghệ xử lý nước thải tại trạm Kim Liên

24


10. Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt - JOHKASOU
JOHKASOU- Thiết bị có vỏ được chế tạo bằng vật liệu Dicyclopentadiene Polymer hoặc nhựa Coposite kết hợp sợi hóa học, một máy bơm và 5 bể lọc khí, 2 bể lọc
màng sinh học - vi sinh hiếm khí và một bể trữ nước đã qua xử lý, có khoang khử trùng
bằng clo; thiết kế gọn nhẹ, tối ưu, đơn giản trong lắp đặt và sử dụng.
Ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt, y tế bằng công nghệ vi sinh (tự sinh) hiện
là phương pháp thông dụng trên toàn thế giới và đã có từ lâu.
Có 5 cách xử lý tuỳ từng điều kiện hoàn cảnh :
1- Xử lý ngay tại đầu nguồn thải (một toà nhà, một gia đình) - áp dụng cho các
khu đô thị mới, khu dân cư vừa phải.
2- Xử lý theo nhóm (một cụm) - áp dụng cho khu dân cư quá chật hẹp như khu
phố cổ Hà Nội hay khu nhà hàng, chợ.
3- Xử lý khu vực (trung tâm xử lý) - trong điều kiện có sẵn hệ thống ống kín thu
gom nước thải, có quỹ đất dư thừa.
4 - Xử lý hỗn hợp - kết hợp các cách nêu trên.
5- Xử lý tại cuối nguồn - khi mà các cách nêu trên không thể làm được.

25