ĐỀ CƯƠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1

1

XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Câu 1: trình bày pp khử trùng nước thải:
Có 3 pp khử trùng nước thải: khử trùng bằng clo, bằng ozone, bằng tia
cực tím.
•
-

-

Khử trùng bằng Clo
Khử trùng bằng clo rua vôi: pha trộn dd clo rua vôi với nước công
tác thành dd vôi sữa, sau đó cho dd đi qua thùng định lượng đến
máng xáo trộn trước khi vào bể tiếp xúc.
Khử trùng bằng clo nước: có thể dẫn trực tiếp clo vào nước thải
hoặc clorato.
Ưu điểm:

+ chi phí thấp, hiệu quả khử trùng cao
+ Clo dư lại trong nước kéo dài hiệu quả khử trùng.
+ có thể kiểm soát liều lượng linh hoạt khi khử trùng bằng Clo
+ có thể loại bỏ dc 1 số mùi độc hại trong qt khử trùng.
+ có hiệu quả trong việc oxy hóa một số hợp chất hữu cơ và vô cơ nhất
định
-

Nhược điểm:

+ có tính ăn mòn cao và độc hại nên cần kiểm soát an toàn tuyệt đối
trong qt lưu trữ, vẫn chuyển và sử dụng.
+ lượng clo dư trong nước gây độc hại đối với thủy sinh và khi đưa
nước thải vào mt nước có thể yêu cầu khử clo.
+ clo oxy hóa 1 số hợp chất hữu cơ trong nước tạo ra hợp chất nguy
hiểm.
+ một số loại kí sinh không bị tiêu điệt.
•
1

Khử trùng bằng ozone.
O3 dc sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị
phóng tí lửa điện. dòng điện sd ở đây là điện xoay chiều.
1


2

2

-

-

Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào cường độ khuấy trộn, thời gian
tiếp xúc và chất lượng nước thải. khử trùng bằng O3 có hiệu quả
cao hơn clo.
Ưu điểm:

+ hiệu quả khử trùng cao

+ giảm nồng độ các chất hữu cơ, giảm nồng độ các hoạt chất bề mặt
+ tăng nồng độ oxy hòa tan, tăng vận tốc lắng của các hạt lơ lửng
+ không có sản phẩm phu gây độc hại
+ có thể khử dc màu, mùi, phenol, xyanua.
•
-

-

-

2

Nhược điểm: vố đầu tư cao, tốn năng lượng.
Khử trùng bằng tia cực tím:
Chiếu tia cực tím vào trong nước thải để khử trùng. Dùng bóng đèn
thủy ngân áp lực thấp để tạo tia cực tím có bước sóng 253,7nm.
Bóng đèn dc đặt trong hộp thủy tinh không hấp thụ tia cựu tím, dc
lắp trong hộp có bộ phận phân phối nước để nước dc trộn đều,
lượng vi khuẩn đi qua đèn trong thời gian tiếp xúc ở hộp là cao
nhất.
Ưu điểm:
Không làm thay đổi tính chất hóa học, lý học của nước.
Hiệu quả khử trùng cao.
Đơn giản, dễ vận hành,
Nhược điểm:
Chi phí vận hành cao
Độ đục và chất nhờn bám vào đèn làm giảm hiệu quả khử trùng
ảnh hưởng đến sức khỏe đối với người vận hành.

2


3

3

•

Câu 2: quá trình khử N và P
Khử N
Quá trình khử N trong nước thải trải qua 3 quá trình:
1. Quá trình amôn hóa.
Qt này chuyển từ N hữu cơ thành nito ammoniac (N-NH4).
Tốc độ amon hóa phụ thuộc vào nồng độ của ammoniac.
2.

Quá trình nitrat hóa.

Qt nitrat hóa có thể xảy ra ngay từ đầu nếu như N tồn tại dưới dạng
ammoniac.
Khử NH4+ bằng pp sinh học, NH4+ bị oxy hóa theo 2 bước:
-

NH4+ bị oxi thành NO2- do tác động của vi khuẩn nitric
Oxi hóa NO2- thành NO3- do tác động của vk nitrat hóa.
Pt tổng hợp của 2 qt:
NH4+ + 2O2 -> NO3- + 2H2 + H2O.
3. Khử nitrat bằng pp sinh học.
Quá trình khử nitrat bằng pp sinh học kị khí.

Nguyên tắc của pp: trong mt kị khí, NO3- chuyển thành N2.

•

-

-

3

Khử P
Có 2 pp khử P: pp sinh học và pp hóa học
1. Khử P bằng pp sinh học.
Nguyên tắc xử lí P bằng sinh hoc trong xl nước thải: cho nước thải
có chứa chất hữu cơ và P qua bể xử lí kị khí và hiếu khí, có thể khử
độc lập P hoặc kết hợp với qt xử lí nitrogen.
Cơ sở của qt khử P bằng vi sinh:
Một số vi khuẩn có khả năng chứa 1 lượng dư P trong tế bào của
chúng.
1 số sản phẩm lên men đơn giản dc sinh ra trong điều kiện kị khí
như axit béo bay hơi dc các sản phẩm đồng hóa thành các sản
phẩm chứa bên trong tế bào đồng thời với việc giải phóng P.
Trong điều kiện hiếu khí năng lượng sinh ra do oxy hóa
polyphotphat và các sản phẩm khác chứa trong tế bào tăng lên.
3


4

4

2.

Khử P bằng pp hóa học:

Nguyên tắc: dùng phèn sắt hoặc phèn nhôm, vôi tạo thành các muối
kết tủa của P.
-

-

-

•

4

Khử bằng vôi: cho vôi vào nước và giữ cho pH= 9-10,5, P kết hợp
với muối canxi thành hydroxiapatit. Các hạt canxi phôtpho nhỏ,
phát triển chậm nên thường cho thêm các hạt keo tụ để tăng qt
bám dính và lắng.
Khử bằng phèn sắt và nhôm: tạo thành photpho kim loại dễ kết tủa.
cặn lắng là hỗn hợp của Al(OH)3 và AlPO4.
Câu 3: xử lí bùn và sd bùn cặn của nước thải.
Trong quá trình xử lí nước thải, các chất lơ lửng keo hữu cơ, vô cơ,
hữu cơ hòa tan dc chuyến hóa thành bùn cặn và dc tách ra khỏi
nước thải. bùn cần dc xử lí cô đặc để giảm khối lượng và thể tích sau
đó đưa đến nơi tiếp nhận cuối cùng. .
Một số phương pháp xử lý bùn:
Cô đặc cặn bằng lắng theo trọng lực: bể cô dặc có thiết bị cào cặn

quay chậm với các thanh đứng bằng gỗ đẻ phá vỡ các cầu liên kết
giữa các hạt làm tăng tốc độ lắng và độ chặt của cặn.
Nguyên tắc: nước đưa vào buồng phân phối của trung tâm cặn lắng
xuống đáy và bơm rút ra ngoài, nước thu bằng máng đặt quanh
chu vi thành bể bơm trở lại bể xl sinh học.
Bể cô đặc thường dùng để cô đặc của bể lắng đợt 1
Cô đặc cặn bằng tuyển nổi: thường áp dụng để cô đặc bùn hoạt tính
từ bể lắng đợt 2.
Làm khô bằng cặn bằng máy li tâm
Làm khô cặn bằng máy lọc ly tâm
Máy lọc ép bang tải,
Sân phơi bùn
Sd bùn cặn: tùy theo đặc tính nước thải, của từng nhà máy sản xuất
mà tính chất của bùn cũng khác nhau. Bùn hoạt tính có chứa nhiều
vitamin. Vì vậy có thể dùng bùn hoạt tính để thêm vào thức ăn cho
gia súc, gia cầm, chế biến than nâu.

4


5

5

Câu 6: bể lắng đứng và bể điều hòa bể lắng ngang, bể lắng ly
tâm
Bể lắng đứng
−

−

Cấu tạo: bể thường có mặt là hình vuông hoặc hình tròn, đáy dạng
nón hay chóp cụt
• Máng dẫn nước
• ống trung tâm
• máng thu nước
• ống xả cặn
• ống xả cặn nổi
( vẽ hình minh họa)
Nguyên tắc hoạt động: nước thải dâng theo máng dẫn nước chảy
vào ống trung tâm. Sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải va vào
tấm chắn và thay đổi hướng đứng sang hướng ngang rồi dâng lên
theo thân bể. nước đã lắng trong tràn qua máng thu đặt xung
quanh thành bể và đi ra ngoài.

Bể điều hòa
Công dụng:
• Giảm bớt sự dao động của các chất bẩn trong nước thải
• Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải
• ổn định lưu lượng
• giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lí
− phân loại:
• điều hòa lưu lượng: lưu lượng nước vào thay đổi theo từng
giờ còn lưu lượng ra khỏi bể không thay đổi theo suốt thời
gian làm việc của trạm xử lý
• điều hòa chất lượng: nồng độ các chất bẩn trong nước thải đi
vào bể thay đổi theo giờ trong một chu kỳ sản xuất còn chất
lượng nước ra tương đối ổn định
Bể lắng ngang
− cấu tạo: có mặt bằng hình chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều

dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m
• mương dẫn nước thải vào
• mương phân phối
−

5

5


6

6

tấm chắn nửa chìm nửa nổi
• máng thu nước
• máng thu và xả chất nổi
• mương dẫn nước ra
− nguyên tắc hoạt động: nước thải theo máng phân phối ngang vào
bể qua đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ để phân phối đều
nước trên toàn bộ chiều rộng bể. Ở cuối bể xây dựng một mương để
thu nước và đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi để thu và xả chất nổi.
Và cặn được xả ở đáy bề bằng áp lực thủy tĩnh
Bể lắng ly tâm
− cấu tạo: có mặt bằng hình tròn đường kính từ 16-40m, chiều cao từ
1/16-1/10 đường kính bể
• ống dẫn nước vào bề
• ống dẫn nước bùn
• hướng chuyển động của dàn quay
• ống thoát nước

• ống xả cặn nổi.
− nguyên tắc hoạt động: nước chảy theo ống trung tâm từ dưới lên
trên rồi qua múi phân phối vào bể. Chất nổi nhờ tấm chắn treo lơ
lủng ở dưới dàn quay dồn góp lại và chảy luôn qua ống xiphong xả
vào giêngs cặn. Bể lắng ly tâm có dòng chảy từ trung tâm hướng ra
chung quanh thành
•

6

6


7

7

câu 7: xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí
− Điều kiện tự nhiên:
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của
đất và nguồn nước
Cơ chế :
• Lọc: (1) lọc qua tầng đất mặt ,(2) lọc qua dễ thực vật
• OXH do VSV:VSV sống trong môi trường có 2 dạng là lơ lửng
và dính bám
• Tiêu thụ động vật nước
• Lắng
• Kết tủa do phản ứng hóa học
Các công trình đặc trưng:
1. Cánh đồng tưới

• Cánh đồng tưới công cộng chưacs năng chue yếu là xử
lý nước thải còn phục vụ cho nông nghiệp là thứ yếu
• Cánh đồng tưới nông nghiệp phục vụ nông nghiệp và xử
lý nước thải là mục tiêu thống nhất
2. Hồ sinh học
Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm dung để xử lí nước thải
bằng sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ
3.

7

Hồ kỵ khí
Lắng và phân hủy cặn lắng trên cơ sở hoạt động của vsv kỵ
khí. Thường dung để xử lý nước thải công nghiệp, nước thải
sinh hoạt. hồ kỵ khí phải đặt xa nhà máy , xí nghiệp, khu dân
cư vì gây mùi hôi.
Đặc điểm cấu tạo:
• Có 2 ngăn để dự phòng việc xả bùn
• Cửa xả nước vào hồ đặt chìm
• Cửa tháo nước ra thiết kế theo kiểu thu nước bề mặt và
có tấm ngăn đẻ bùn không thoát ra cùng với nước987

7


8

8

Hồ hiếu- kị khí

Trong hồ xảy ra hai quá trình song song là quá trình oxh hiếu
khí chất nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy mêtan cặn
lắng
Đặc điểm cấu tạo:tỷ lệ chiều dài/chiều rộng là 1:1 hoặc 1:2. ở
những vùng nhiều gió nên làm hồ diện tích rộng, vùng ít gió
chia làm nhiều ngăn
5. Hồ hiếu khí
+ Hồ làm thoáng tự nhiên: oxi cung cấp cho quá trình oxh chủ
yếu do sự khuyêchs tán không khí qua mặt nước và quá trình
quang hợp của các thực vật.
+ Hồ làm thoáng nhân tạo: nhuồn cung cấp oxi cho quá trình
oxi sinh hóa bằng thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy
cơ học. hồ có chiều sâu lớn, phần lớn chúng làm việc như hồ
hiếu –kị khí có nghĩa là phần trên hiếu khí phần đáy kị khí
Điều kiện nhân tạo:
4.

−

Phương pháp xử lý sinh học nước thải dựa vào khả năng phân giải
các chất nhiễm bẩn hữu cơ của vsv
1.

2.

8

Bể biophin gồm: bể biophindạng HCN, thùng điều lượng,
vòi phun, ống phân phối, vật liệu lọc, mương xả nước
• Biophin nhỏ giọt: dùng để xử lý sinh hóa nước thải

với hàm lượng BOD sau khi xử lý đạt 15mg/l, lưu
lượng từ 20-1000m3/ngd với hiệu quả xử lí đạt 90%
theo BOD hay cao hơn nữa.
• Biophin cao tải
 Nước phải được xử sơ bộ trước khi đưa lên bể
biophin
 Nồng độ nhiễm bẩn của nước không vượt quá
150-200mg/l BOD
3
 Lưu lượng <=50000m /ngd
 Chiều cao cấp phối vật liệu ở trong bể lấy bằng
2-4m
Bể aroten

8


9

9

Bể aroten là công trình làm bằng bê tong cốt thép
với mặt bằng là HCN. Hỗn hợp bùn và nước thải cho
chảy qua suốt chiều dài bể.
• Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vsv có khả
năng oxh và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong
nước thải.
• Để đảm bảo bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và
đảm bảo lượng oxi dùng trong quá trình sinh hóa
các chất hữu cơ thì phải luôn đảm bảo việc cung cấp

oxi. Lượng bùn tuần hoàn và không khí cần cung cấp
phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ của yêu cầu xử lí
nước thải
• Thời gian lưu nước không quá 12h( thường là 4-8h)
• Nước thải với bùn hoạt tính sau khi qua bể aroten
cho qua bể lắng đợt II. ở đây bùn lắng một phần
được đưa trở lại bể aroten , phần bùn dư đưa về bể
nén bùn.
Sơ đồ bề aroten không có ngăn phục hồi bùn hoạt tính
•

3.

9

Mương oxi hóa: là dạng cải tiến của bể aroten khuấy trộn
hoàn chỉnh, làm thoáng kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng
chuyển động tuần hoàn trong mương
Cấu tạo: có dạng HCN hoặc HCN kết hợp với hình tròn.
Chiều sâu mương tùy thuộc vào công suất bơm của thiết bị
làm thoáng để đảm bảo trộn đều bọt khí và tạo vận tốc
tuần hoàn chảy trong mương v>= 0,25-0,3m/s . H 1-4m ,B
2-6m
9


10

10

( dùng sơ đồ PA3)
Câu 8:xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học kị khí
1. Bể xử lý yếm khí có lớp cặn lơ lửng UASB
− Cấu tạo:
• Bể điều hòa lưu lượng và trạm bơm nước thải
• Bộ phận đo và điều chỉnh pH
• Định lượng chất dinh dưỡng N, P
• ống dẫn và dàn phân phối
• thể tích vùng phản ứng yếm khí
• cửa tuần hoàn cặn lắng
• tấm chắn khí
• cửa dẫn hỗn hợp bùn nước sau khi tách khí
• thể tích vùng lắng bùn
• máng thu nước
• ống dẫn hỗn hợp khí metan
• ống dẫn nước sang bể xử lý hiếu khí
• thùng chứa khí
− quá trình hoạt động: nước thải sau khi được điều chỉnh pH được
dẫn vào hệ thống phân phối, nước thải đi từ dưới lên hỗn hợp bùn
yếm khí hấp thụ chất hữu cơ hòa tan phân hủy chuyển thành khí
metan. Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi, khi cặn nổi lên
10

10


11

11

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 qua cửa vào ngăn
lắng. nước thải trong ngăn lắng tách bùn lắng xuống dưới đáy qua
cửa tuần hoàn lại sang vùng phản ứng yếm khí. Nước trong dâng
lên trên và được thu vào máng theo ống dẫn sang bể làm sạch hiếm
khí .khí bioga được dàn ống thu về bình chứa rồi theo ống dẫn khí
đốt ra ngoài.
2. Bể xử lí lọc yếm khí
Bể lọc yếm khí sử dụng cột lọc dùng vật liệu lọc nổi polyspirene
Nước thải đi vào bể đuỷocj phân phói đều trên diện tích đáy bể,
dòng nước đi từ dưới lên tiếp xúc với khối bùn lơ lửng rồi tiếp
xúc với khối hạt lọc có vi khuẩn yếm khí dính bám. Chất hữu cơ
trong nước thải bị hấp thuk và phân hủy, bùn cặn giữ lại trong
khe rỗng của lớp lọc, bùn được xả 2-3 tháng 1 lần. Nước sau khi
đi qua lớp lọc được tách khí rồi chảy vào máng thu theo ống dẫn
đưa sang xử lí hiếm khí
Câu 9: xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lý. Vẽ sơ đồ
xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ
Xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học
- Trung hòa: để trung hòa các loại nước thải có chứa axit hoăck kiềm
• Thêm hóa chất : H2SO4, HCl, NaOH
• Pha trộn nước thải:kết hợp với bể điều hòa
• Đi qua lớp vật liệu lọc : đá vôi
• Chỉ tiêu chọn hóa chất:
+ tốc độ phản ứng nhanh
+ lượng căn tạo ra ít
+ đơn giản và an toàn
+ giá thành rẻ
+ các p/u phụ không gây hại đến thiết bị
− Keo tụ: qtrinh keo tụ tạo bong cặn dùng để khử các chất lơ lửng,

chất phân tán dạng keo trong nước thải
Thế zeta cân bằng điện tích của các hạt mang điện. Và thường sử
dụng chất keo tụ mang điện tích dương
Hóa chất keo tụ thường dùng :
+ phèn nhôm Al2(SO4)3.nH2O liều lượng 75-250mg/l
+ phèn sắt Fe2+, Fe3+ với pH 4-7
11

11


12

12

Ngoài ra để tăng hiệu quả chất keo tụ dùng chất trợ keo tụ là
polime

12

12


13

13

13

13

14

14

Phản ứng oxi hóa khử
Trong quá trình oxi hóa các chất độc hại trong nước thải được
chuyển thành các chất ít độc và tách ra khỏi nước
Hóa chất: O3, H2O2, Cl2, KMNO4, hỗn hợp H2O2/FeSO4
C6H5OH + FeSO4/H2O2 => CO2 + H2O +Fe2(SO4)3
PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ
− Trích ly: dùng để tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước bằng cách
bổ sung một dung môi không hòa tan vào nước, nhưng độ hòa tan
của các chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước
Cách tiến hành: cho dung môi vào nước thải và trộn đều cho tới khi
đạt được trạng thái cân bằng. tiếp đó cho lắng. Do sự chênh lệch vè
trọng lượng riêng nên hỗn hợp sẽ phân ra hai lớp và dễ tách biệt
chúng bằng phương pháp cơ học. nếu trích ly một lần không tách
hết chất bẩn ra khỏi nước thì tiến hành trích ly nhiều lần
− Tuyển nổi: là phương pháp loại bỏ các tạp chất ra khỏi nước bằng
cách tạo cho chúng khả năng nổi lên mặt nước khi bám theo các
bọt khí
Tuyển nổi dùng để khử chất lơ lửng, dầu ,mỡ có trong nước thải, để
tách và cô đặc bùn. Trong cac phương pháp tuyển nổi: chân không ,
cơ học, áp lực thì tuyển nổi áp lực được ứng dụng rộng rãi nhất vì
có khả năng tạo bọt khí rất nhỏ và dễ dàng phân phối đều trong
toàn bộ khối lượng nước cần xử lý
− Trao đổi ion; là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng chất
trao đổi ion. Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong tự nhiên

hoặc vật liệu nhưạ nhân tạo. chúng không hòa tan trong nước và
trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion
Thứ tự trao đổi cation theo chiều yếu dần:
Ra2+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cu2+>CO2+>Zn2+>UO2+>Ag+>Cs+>K+>Na+>L
i+
Thứ tự các anion có khả năng trao đổi yếu dần
HCRO4->CrO42->ClO4->SeO42->SO42->NO32->Br->HPO4->HASO4-,SeO32>CO32->CN->NO2->Cl->H2PO4-, H2ASO4-, HCO3->OH->CH3COO->F− Hấp phụ: đùng để tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước
bằng cách tập trung những chất đó trên bề mặt chất rắn hoặc bằng
cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn. Chất
−

14

14


15

15

−

15

hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một
số chất thải sản xuất
Chưng bay hơi: chưng bay hơi là chưng nước thải để các chất hòa
tan trong đó cùng bay hơi lên theo nước. khi nhưng tụ , hơi nước và
các chất bẩn hữu cơ dễ bay hơi sẽ hình thành các lớp riêng biệt nên
dễ dàng tách các chất bẩn ra

15