ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG I: XỬ LÍ NƯỚC THẢI
1. Các quy chuẩn kĩ thuật liên quan đến chất lượng nước
thải sau khi xử lí
QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về
nước thải sinh hoạt
QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về
nước thải công ngiệp (áp dụng chung cho các ngành công
nghiệp)
QCVN 12:2008 - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải
công ngiệp giấy và bột giấy
QCVN 11:2008 - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải
công ngiệp chế biến thủy sản
2. Vẽ cấu tạo và nêu nguyên lí hoạt động của 1 số công
trình xử lí nước thải
Bể lắng cát ngang

1

1


Trong bể lắng cát ngang, nước chuyển động theo phương
ngang (dọc theo chiều dài bể và mặt bằng bể có dạng hình chữ
nhật).
Nguyên tắc hoạt động: Nước thải đi vào vùng phân phối
nước đặt ở đầu bể lắng qua vách phân phối nước chuyển động
đều dọc bể qua vùng lắng đi vào vùng thu nước đặt ở cuối bể
để phân phối đều nước vào vùng lắng, thường cấu tạo máng
có lỗ phân phối đặt suốt chiều ngang bể hoặc đặt các tấm có
khe hoặc lỗ phân phối trên toàn diện tích mặt cắt ngang vùng

lắng. Để thu đều nước đã lắng đặt các máng thu đều nước ở
cuối bể, chiều dài máng thu tính theo tải thủy trọng lực cho
phép trên 1 mét dài của máng trong 1 đơn vị thời gian. Căn
lắng được máy có các tấm gạt cặn bằng gỗ chạy bằng dây xích
đặt ngập trong bể, hay máy có các tâm gạt cặn, gạt dồn về
máng thu ở đầu bể, hay các máng thu đặt suốt chiều ngang bể
nếu là bể lớn. Bơm hút cặn đặt gần máng đầu bể ,một bơm có
thể hút cho nhiều máng thu cặn hay nhiều bể.
Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt
quá 0,3 m/s. Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏ và
các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ
khác không lắng và được xử lý ở các công trình tiếp theo.

2

2


Bể lắng ngang

Hình dạng: có hình chữ nhật, có thể làm bằng gạch hoặc
bằng bêtông cốt thép.Bể chia làm nhiều ngăn, chiều rộng mỗi
ngăn từ 3-6cm chiều dài ko quy định. Khi bể có chiều dài quá
lớn có thể cho nước chảy xoay chiều, để giảm bớt diện tích bề
mặt xây dựng có thể xây dựng bể lắng nhiều tầng.
Nguyên tắc hoạt động: Nước từ bể trộn được dẫn qua buồng
phân phối đầu bể lắng sau đó đi qua các lỗ trên vách ngăn và
3

3

chảy qua vùng lắng. tại đây các phản ứng ôxihóa tiếp tục xảy
ra và tạo kết tủa rồi lắng xuống đáy bể cùng với cặn vôi. Nước
sau khi đi từ đầu bể đến cuối bể sẽ đi qua các lỗ thu trên ống
thu nước bề mặt và các máng thu nước cuối dẫn vào mương
thu nước phân phối nước đi vào các bể lọc. cặn lắng sẽ được
định kì xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnh qua giàn ống thu xả
cặn.
Bể lắng đứng:

Cấu tạo: hình vuông hoặc hình tròn, xây bằng gạch hoặc bằng
bê tông cốt thép.
Công suất

3000m3/ngày đêm.

Hệ thống phân phối nước, làm bằng thép cuốn hàn điện hay
bê tông cốt thép, đặt ở trung tâm, có bộ phận hãm (triệt tiêu
chuyển động xoáy, rối)
4

4


Hệ thống thu nước: máng vòng bố trí xung quanh thành bể,
chia làm 2 vùng, đó là vùng lắng: có hình trụ hoăc hình hộp ở
phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình
chóp ở phía dưới. Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn đc thải ra
ngoài theo chu kì bằng ống và bằng van xả cặn.

Nguyên tắc hoạt động:
Đầu tiên nước chảy vào ổng trung tâm ở giữ bể, rồi đi xuống
dưới bộ phận hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi vào bể
lắng. Trong bể lắng đứng, nước chuyển động theo chiều đứng
từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy bể. Nước đã lắng
trong được thu vào máng vòng được bố trí xung quanh thành
bể hoặc được đưa sang công trình xử lí tiếp theo (có thể đưa
sang bể lọc).
3. Mục đích của bể điều hòa. Phân loại bể điều hòa
Mục đích: điều hòa ổn định lưu lượng chất hữu cơ hoặc nồng
độ nước thải, cân bằng dưỡng chất, điều chỉnh pH, tránh dao
động trong quá trình xử lí nâng cao hiệu suất xử lí
Phân loại .
a. Theo vị trí đặt:
+ Bể điều hòa lưu lượng: tại nguồn tạo ra nước thải
+ Bể điều hòa nồng độ: khu vực trạm xử lí
b. Theo chức năng
+ Bể điều hòa lưu lượng
+ Bể điều hòa nồng độ
+ Bể điều hòa lưu lượng và nồng độ
5

5


c. Theo chế độ hoạt động
+ Bể điều hòa gián đoạn theo chu kì
+ Bể điều hòa liên tục:
Loại đẩy lí tưởng (chế độ dòng chảy)
Loại khuấy lí tưởng(chế độ chảy xoáy)

d. Theo nguyên lí cấu tạo và làm việc
+ Bể điều hòa có tường ngăn: hình chữ nhật, tường ngăn dọc
hoặc ngang. Dòng chảy khi đi qua bể phải giữ ở chế độ xoáy.
+ Bể điều hòa hình tròn: nước thải theo đường tiếp tuyến với
chu vi với đáy bé và được dẫn ra theo đường ống trung tâm ở
phía trên của bể.
+ Bể điều hòa có cánh khuấy cơ khí (phổ biến): máy khuấy
loại mái chèo; chân vịt và tuabin. Chọn máy và tốc độ khuấy
tùy độ nhớt của nước thải. Nhiều cánh khuấy giảm không gian
chết tránh lắng đọng
+ Bể điều hòa có sục khí: dùng cho chất lỏng có độ nhớt thấp
Không khí nén được dẫn vào hệ thống có đục lỗ, đặt ở đáy bể
điều hòa, tạo bong bong làm khuấy đảo lớp nước phía trên. Lỗ
thường được đục ở mặt dưới để tránh tắc.
4. Quá trình xử lí nước thải bằng bùn hoạt tính? Vẽ sơ đồ,
nêu nguyên tắc hoạt động?
Qúa trình xử lí nước thải bằng bùn hoạt tính:
Khái niệm: Nước thải sau khi xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn
các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào
bể bùn hoạt tính. Các chất lơ lửng này có 1 số chất rắn và có
6

6


thể là các hợp chất hữu cơ chưa phải dạng hòa tan. Các chất lơ
lửng là nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển
dần thành các hạt cặn bông, các hạt này to dần và lơ lửng
trong nước. Chính vì vậy, xử lý nước thải bằn phương pháp
bùn hoạt tính là quá trình xử lý với sinh trưởng lơ lửng của

quần thể sinh vật.
Sơ đồ dây chuyền xử lí:

7

7


5. Vẽ sơ đồ, nguyên tắc hoạt động của bể UASB
- Nguyên tắc hoạt động: Nước thải được đưa trực tiếp vào
phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy
ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông
bùn) và các chất bẩn hữu cơ đc phân hủy ở đó.
Các bọt khí mêtan và CO2 nổi lên trên được thu bằng các
chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển
đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. Sau đó, pha
lỏng đc dẫn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại vùng lớp
bông bùn.Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan
trọng khi vận hành UASB.
Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo
thành hạt bùn và 5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành
các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng,
tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h.
Sơ đồ:

Hình 2.1 Bể UASB
8

8

BÀI TẬP:
1. Dây chuyền xử lí nước thải (sinh hoạt, công nghiệp)
Nước thải  SCR  bể lắng cát ngang  bể điều hòa  bể
lắng sơ cấp  bể xử lí kị khí  bể xử lí hiếu khí  bể lắng
thứ cấp  khử trùng  bể chứa
CHƯƠNG 2: XỬ LÍ NƯỚC CẤP
1.

Các quy chuẩn kỹ thuật liên quan đến chất lượng
nước cấp cho sinh hoạt và sản xuất

QCVN 02:2009 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng
nước sinh hoạt
QCVN 09:2008 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng
nước ngầm
QCVN 08:2008 – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng
nước mặt.
QCVN 28:2010/BTNMT – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về
nước thải y tế.
2. Vẽ cấu tạo vào nêu nguyên tắc hoạt động
Giàn mưa làm thoáng mưa nước ngầm
Sơ đồ:

9

9


10

10


Nguyên lí hoạt động: Nước ngầm đc dẫn từ ống đưa lên giàn
mưa. Trên giàn mưa gồm hệ thống các ống xương cá trong đó
có các ống chính và ống nhánh. Nước từ giàn phân phối sẽ
phun ra ngoài các lỗ trên ống nhánh và rơi xuống qua từng sàn
tung nước. Nước từ các sàn tung nước di chuyển xuống dưới
do trọng lượng và tập trung tại sàn thu nước, tại đâynước sẽ
chảy vào ống thu để đưa sang bể trộn.
Bể lọc nhanh

11

11


12

12


3. Các phương pháp khử trùng
Phương pháp vật lí: nhiệt, tia UV, siêu âm, lọc
Phương pháp hóa học: clo, ozon, ion KL nặng
Phương pháp nhiệt:
Khi đun sôi ở 100oC đa số các vi sinh vật bị tiêu diệt. Một số
ít khi nhiệt độ tăng cao liền chuyển sang dạng hợp tử với lớp
bảo vệ vững chắc. Để tiêu diệt nhóm vi khuẩn sinh bào tử ta

tiến hành đun nước sôi đến 1200C
Phương pháp nhiệt tuy đơn giản nhưng tốn năng lượng nên
thường chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ
Phương pháp khử trùng bằng tia UV:
Tia UV là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4-400nm.
Tia UV có tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn ,
tia UV có bước sóng 254 nm có khả năng diệt khuẩn cao nhất.
Ưu điểm: ko sử dụng hóa chất ko gây tác dụng phụ, ko mùi,
ko vị, hiệu quả cao
Nhược điểm: chi phí lớn, hiệu quả kém khi nước có độ đục
cao > 10-50 mg/l. Việc khử trùng xảy ra trong bể chứa nên
khả năng nước bị nhiễm khuẩn khi ra khỏi bề mặt chứa là có
thể xảy ra
Phương pháp siêu âm
Khi sóng siêu âm tác độnh vào chất lỏng thì sẽ diễn ra hiện
tượng ép mạnh và cắt nước. Lực tác động của các sóng rất
mạnh đến nỗi tạo ra hiện tượng khí thực trong nước và tạo ra
áp suất rất lớn, tức khắc tế bào vi khuẩn bị nổ tung.

13

13


Dòng siêu âm với cường độ tác dụng

2W/cm2 trong

khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng diệt toàn bộ vsv
trong nước

Phương pháp lọc:
Lớp lọc thường dùng là các tấm sành sứ xốp có khe rỗng cực
nhỏ (<1
. Với phương pháp này, nước đem lọc phải có
hàm lượng cặn <2mg/l
Ưu điểm cơ bản là không làm thay đổi tính chất lý hóa của
nước, không gây nên tác dụng phụ. Tuy nhiên do hiệu suất
thấp nên thường chỉ áp dụng ở quy mô nhỏ với các điều kiện
kinh tế kỹ thuật cho phép.
Phương pháp khử trùng bằng clo và hợp chất của clo
* Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên
chất hay hợp chất khi tác dụng với nước đều tạo ra phân tử
axit hypoclorit HClO có tác dụng khử trùng rất mạnh, tác
động đến quá trình trao đổi chất của tế bào vsv
Cl2 + H2O ⇔ HClO + HCl
Khả năng diệt trùng của Clo phụ thuộc vào hàm lượng HClO
có trong H2O. Nồng độ HClO phụ thuộc vào lượng ion H+
trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước. pH càng cao hiệu
quả khử trùng càng giảm
Liều lượng theo TCXD 33:2006 thì liều lượng Clo để khử
trùng nước như sau:đối với nước mặt 2-3 mg/l tính theo Clo
hoạt tính, đối với nước ngầm 0,7-1 mg/l
Sau khi khử trùng, lượng clo dư để chống tái nhiễm vsv là
0,1-0,5mg/l
- Ưu điểm: chi phí rẻ, dễ vận hành
14

14

- Nhược điểm:
+ Do clo có tính ăn mòn cao và độc hại nên cần kiểm soát an
toàn tuyệt đối trong quá trình lưu trữ, vận chuyển, sử dụng
+Clo oxy hóa 1 số loại chất hữu cơ tạo ra các hợp chất nguy
hiểm
* Khử trùng bằng clorua vôi CaOCl2 và canxi hypochorite
Ca(OCl)2
Cl2+ Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O. Trong clorua vôi thì lượng
clo hoạt tính chiếm 20-25%
2Cl2 + 2Ca(OH)2  Ca(Ocl)2 + CaCl2 + 2H20. Hàm lượng
clo hoạt tính chiếm 30-45%
* Khử trùng bằng nước Gia-ven NaClO
Điện phân dd ko màng ngăn

2NaCl + H2O -----------------------------------------> NaCl +
NaClO + H2
Khử trùng bằng ozon
O3

O2 + O

Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ôxi phân tử và
nguyên tử nên khi vừa cho vào nước khả năng tiệt trùng là rất
ít.
Khi Ozon đã hòa tan đủ liều lượng, lúc đó tác dụng khử
trùng mạnh nhanh gấp 3100 lần so với Clo. Thời gian tiệt
trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây.
Liều lượng O3 cần thiết để khử trùng ( theo TCXD 33:2006):
đvs nước ngầm 0,75-1 mg/l; đvs nước mặt 1-3mg/l
15

15


Ưu điểm: ko mùi, ko có sp phụ gây độc hại, hiệu quả khử
trùng cao
Nhược được: hiệu suất tạo O3 thấp, chi phí cao, ko tích trữ
được nên p lắp đặt tại nơi sử dụng
Khử trùng bằng ion kim loại
Ion Kim loại ( Ag, Cr, Cd, …)
BÀI TẬP
1. Sơ đồ xử lí nước cấp từ nước mặt và nước ngầm ( dựa vào
các thông số : công suất, TSS,… )
Tính toán công suất trạm xử lý dựa vào định mức sử dụng
nước, dân số.
3. Tính diện tích giàn mưa, diện tích, chiều cao của bể lọc
nhanh
Diện tích dàn mưa: F =

Q:

lưu

lượng

cần

xử

(m3/m2h)

qm : cường độ mưa
DIện tích bể lọc : F =

16

v: vận tốc nước (m/h)

16

lí


CHƯƠNG 3: XỬ LÍ KHÍ THẢI
1. Vẽ sơ đồ, nêu nguyên tắc hoạt động của
Xử lí bụi Cyclon

Nguyên tắc hoạt động:
Khi dòng khí và bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn
(dòng xoáy) thì các hạt bụi có khối lượng lớn hơn các phân tử
khí sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm văng ra phía xa trục hơn,
phần gần trục xoáy lượng bụi sẽ rất nhỏ. Nếu ta giới hạn dòng
xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ va vào thành vỏ và rơi
xuống đáy. Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta
sẽ thu được khí không có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá
nhiều.

17

17

Phương pháp màng lọc, túi lọc
Nguyên tắc hoạt động
Dòng khí và bụi được chặn lại vởi màng hoặc túi lọc; túi
(màng) này có các khe (lỗ) nhỏ co các phân tử khí đi qua dễ
dàng nhưng giữ lại các hạt bụi. Khi lớp bụi đủ dày ngăn cản
lượng khí đi qua thì người ta tiến hành rung hoặc thổi ngược
để thu hồi bụi và làm sạch màng

Phương pháp dập bụi kiểu venturi
Phương pháp dập bụi kiểu Venturi

18

18


Nguyên tắc hoạt động
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. Những hạt chất lỏng nhỏ bé đó sẽ
làm ướt bụi cuốn theo và ngưng lại thành dạng bùn đi ra theo
cưả dưới và dòng khí ra sẽ là khí sạch.
Phương pháp lọc bụi tĩnh điện
Nguyên tắc hoạt động:
Trong một điện trường đều, có sự phóng điện của các điện tử
từ cực âm sang cực dương. Trên đường đi, nó có thể va phải
các phân tử khí và ion hóa chúng hoặc có thể gặp phải các hạt
bụi làm cho chúng tích điện âm và chúng sẽ chuyển động về
phía cực dương. Tại đây chúng được trung hòa về điện trở lại.

Mô hình hoạt động của nguyên lý dập bụi tĩnh điện được mô
phỏng trên hình 3.6A và 3.6B. Người ta sẽ thu được bụi từ các
tấm điện cực dương; khí đi ra là khí sạch bụi.

19

19


20

20