CHƯƠNG 10. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 2

Chapter 10
Xử lý nước thải
bằ phương
bằng
h
pháp
há hóa
hó lý

1


Quá trình hóa lý
„
„
„
„
„
„

Keo tụ, tạo bông
Tuyển
ể nổi
ổ
Hấp phụ & nhả khí
Trao đổi
ổ ion
Siêu lọc & thẩm thấu ngược
Điện hóa

Thường là ở công trình xử lý chính hoặc xử lý bậc cao

2


Hấp phụ
Chất hấp phụ: thường là than hoạt tính, bentonite,
keo nhôm, hydroxyde kim loại (hấp phụ trên bông keo tụ).
ƒ Than hoạt tính:
¾ Dạng bột (PAC).- powder activated carbon: kích thước trung bình 0.15
and 0
0.25
25 mm (<1mm),
(<1mm) large surface to volume ratio => trở lực lớp lọc
¾ Dạng hạt (GAC) granular activated carbon: cỡ hạt trung bình 1.5-5mm,
trở lực khuếch tán (diffusion resistance)
„
Thực hiện quá trình hấp phụ:
¾ Khuấy trộn – lọc
¾ Lọc
L nước
ớ qua lớp
lớ hấp
hấ phụ
h đứng
đứ yên
ê hoặc
h ặ giả
iả lỏng
lỏ
(vận tốc lọc 26m3/m2.h)

„

3


Ứ dụng
Ứng
d
hấ phụ
hấp
h

4


Ứng dụng hấp phụ
‰ Ứng dụng:
Xử lý nước cấp
9 Organic Chemicals Removal
9 Disinfection By-Product (DBP) Removal
9 Khử mùi,
ùi vịị
9 Khử VOC
9 Mercury & chlorine removal
Xử lý nước thải: khử BOD & COD, xử lý bậc cao

5


Trao đổi ion

„

Nhựa trao đổi ion: crosslinked polystyrene based

6


Trao đổi ion
„

Ái lực ion đối với sulphonic acid resin

„

Ái lực
l đối với
ới amin
i base
b
anionic
i i resin
i

Xử lý nước cấp: Làm mềm nước, khử khoáng, khử muối
Xử lý nước thải: loại kim loại nặng,
nặng nirate,
nirate nitrit,
nitrit ammonia

7

Trao đổi ion
Đặc điểm:
9 Chi
h phí
hí vận
ậ hành
hà h (tiêu
( ê tốn
ố năng
ă lượng)
l
) tương đối
đố thấp
hấ
Problems:
9 Các ion kết tủa, làm giảm chất lượng nhựa (vd: CaSO4, Fe3+)
9Các chất hữu cơ, vi sinh vật bị hấp phụ trên nhựa TDI
9Chlorin có thể phá hủy tính chất nhựa
9Nước thải chứa chất ô nhiễm sau khi tái sinh (1-5% treated water)

8


Quá trình lọc
Lọc qua lớp hạt: Loại TSS
‰Xử lý nước cấp
‰Xử lý nước thải: thay thế bể lắng hoặc bậc cao
‰Kết hợp lọc hấp phụ, hoặc lọc sinh học (biofilter)

LLọc màng:
à
MF
UF
NF 0.001μmm
RO

9


Lọc qua lớp hạt
‰Lọc qua lớp hạt:
9Vật liệu lọc: sỏi, cát, cát thạch
anh, than anthraxit, đá đỏ
9Vận tốc lọc tùy thuộc vào độ bền
của flocs (bông tụ) và cỡ hạt vật liệu
lọc, thường trong khoảng 80320L/m2.min
9Lọc trọng lực: bể lọc chậm (1.0
(1 0 to
10m3/d.m2), bể lọc nhanh (100200m3/d.m2)
9Lọc áp lực
‰Lọc qua lớp vải:
9Thùng quay (thường là lọc chân không)
9Tách nước khỏi vật liệu rắn: Lọc khung bảng

10


Bể lọc chậm
‰Thường kết hợp với quá trình sinh học, thực hiện trong các hồ tự nhiên

‰Cơ chế: ở vận tốc thấp các hạt lắng
g trên bề mặt vật liệu lọc => Vật
liệu lọc được làm sạch bằng cách loại bỏ lớp cát bề mặt

11


Bể lọc nhanh

12


Bể
ể lọc nhanh
Rửa ngược: có thể
ể dùng nước hoặc khínước

13


Bể lọc áp lực
¾2-5bar
¾Áp lực nước sau bể lọc
còn dư có thể chảy thẳng
lên bể chứa hay cấp
nước trực tiếp cho các vị
trí tiêu thụ
thụ, không cần
máy bơm đợt 2.

14


Bể lọc áp lực
¾The filter vessel usually has about 30% freeboard to allow
for expansion of the filter bed during backwashing.
¾TSS < 20mg/l
¾filter runs are typically around 12 - 24 hours and
backwashing takes about ½ -¾ hour.
The head loss through a filter depends on the rate of flow
(filtration velocity), the size of the media grains and the
depth
p of the bed.

15


Trở lực (headloss)
Trở lực khi lớp lọc sạch:
n- độ xốp vật liệu lọc
l chiều
lhiề dày
dà
d- đường kính hạt
Vs-vận
ậ tốc
tố lọc
l
„ Trở lực lớp lọc nhiễm bNn
q-khối

khối lượng
l
chất
hấ nhiễm
hiễ bNn
bN trong một
ộ đơn
đ vịị thể
hể tích
í h vật
ậ liệu
liệ lọc
l
(mg/cm3)
„

16


Lọc màng
„

„

„

Màng điện ly: chỉ cho các ion đi
qua
Thành phần cấu tạo tương tự vật
liệu trao đổi ion

Màng siêu lọc: chất bị giữ lại
trên màng lọc do kích thước lớn
(hơn kích thước lỗ xốp). Áp suất
lam việc 0,1-0,5MPa
0 1 0 5MPa
Màng thẩm thấu ngược (RO):
cho dung môi (nước) đi qua nhờ
áp suất
ấ thẩm
ẩ thấu,
ấ giữ lại hạt /
ion đang được đám mây hydrate
bao bọc.
ọ Áp
p suất làm việc
ệ 610MPa
17


Lọc màng

18


Nhả hấp thu
„
„
„
„
„

Steam stripping (nhả hấp bằng hơi / nhiệt)
Air stripping (không khí hoặc khí trơ)
Aeration (sục khí)
Nhiệm vụ: Ammonia, VOCs, BTEX, mercaptant …..
Thiết bị : tháp phun, tháp mâm, tháp đệm
MEK (methyl ethyl ketone or 2-butanone,
C4H8O) has traditionally been a difficult organic
species to strip from water.

Câu hỏi: Nêu ví dụ một số nguồn nước thải có
thể xử lý bằng pp nhả hấp
(Air stripping)
textile wastewater, air stripping used as pretreatment resulted in
high solvent removal (Kabdasli and Gurel, 2000).

19


Điện hóa
„
„

Thu hồi kim loại
Phân hủy chất hữu cơ

1. ·OH generation
2. Electron transfer or by
oxygen
yg atom transfer

„
„

Khử nitrite, NH4NO3
Xử lý
ý cyanua
y

(NH4+ + CO32CO2 + N2 + H2O)

Reference:
/>offe/abwasser.htm

20


Điện hóa
1. ·OH generation
Electrochemical reaction is based on the decomposition of water, accompanied
with the oxidation of organic matters on the anode is the oxygen evolution
reaction.
2. Electron transfer or by oxygen atom transfer
Organics
g
are adsorbed on the anode surface and give
g
up
p electrons to the anode,,
resulting in direct oxidation of double-bonds and hydrogenation, and conversion or
oxidation of organics.

3. Oxygen atom transfer
electrically generated H2O2 or ozone

Reference:
/>offe/abwasser.htm

21


Electrochemical technology
Advantages:

22