Đề cương ôn tập môn công nghệ môi trường 2017

Đề cương ôn tập môn CNMT, 2016
Chương 1: Công nghệ xử lý khí thải
1.

Các phương pháp làm sạch không khí mang tính vĩ mô?
TL:Các biện pháp làm sạch không khí mang tính vĩ mô:
- Hạn chế tác động của con người vào thiên nhiênnhư: hạn chế đốt,chặt phá
rừng ;khai thác khoáng sản nhằm giảm ảnh hưởng đến sự cân bằng trong khí
quyển.
- Chống sa mạc hóa, hoang hóa .
- Giảm phát thải khí thải. ( giảm phát thải khí CO2,CFC,SO2,...)
- Quy hoạch các vùng , thành phố, khu công nghiệp,... theo hướng thân thiện
với môi trường .
- Trồng cây xanh , trồng rừng, trồng cây đệm bên bờ biển,...

2.

Các phương pháp làm sạch không khí mang tính vi mô: Sản xuất sạch hơn,
Biện pháp quản lý vận hành sản xuất, Giải pháp xử lý cuối nguồn.
TL:

* Các phương pháp sản xuất sạch hơn:
•
•
•
•
•

Cải tiến công nghệ để giảm tạo ra chất thải , hiệu quả sản xuất cao.
Việc sử dụng công nghệ không hoặc ít gây ô nhiễm.
Thay thế nguyên nhiên liệu thải ra nhiều chất độc hại bằng các nguyên

nhiên liệu hiệu quả hơn hoặc ít độc hại hơn.
Tái sử dụng chất thải - chất thải là một nguyên liệu của một quá trình sản
xuất khác.
Sử dụng tuần hoàn chất thải.

* Biện pháp sử lí vận hành sản xuất:
•

•
•
•

Là quản lý: các quá trình sản xuất , thực hiện nghiêm túc các thao tác
công nghệ để đam bảo an toàn, tiết kiệm, giảm tới mức tối đa chất thải
gây ô nhiễm môi trường.
Người ta đã xây dựng thành các tiêu chuẩn quốc tế để các công ty các
nước khác nhau đều có thể thực hiện được.
Các tiêu chuẩn này như giấy phép thương mại của các công ty trên
trường quốc tế.
Điển hình là việc sử dụng các bộ công cụ tiêu chuẩn như:ISO 14000...

* Giải pháp sử lý cuối nguồn:


•
•

3.

Là tập trung chất thải lại và xử lý tại chỗ đạt tiêu chẩn sau đó mới thải ra

môi trường .
Đây là phương pháp hiệu quả, triệt để. Tuy nhiên phương pháp này có
nhược điểm là kinh phí đầu tư và vận hành lớn.

Bụi: khái niệm, phân loại, kích thước, vai trò và tác động của bụi.

* Khái niệm:
•
•

Bụi là những hạt chất rắn có khối lượng và tỷ trọng khác nhau phân tan
trong không khí .
Có thể coi bụi là một hệ thống gồm 2 pha:pha khí và pha rắn rời rạc.

* Phân loại :
•
•
•

Theo nguồn gốc : bụi hữu cơ, bụi vô cơ, bụi kim loại,..
Theo tác hại: bụi dị ứng, bụi gây ung thư,...
Theo kích thước : - bụi mịn (<2,5 µm)
- bụi thô (2,5-10µm)
- bụi rất thô(>10µm)

* Kích thước : kích thước của hạt bụi được hiểu là đường kính , độ dài cạnh của
hạt hoặc lỗ rây, kích thước lớn nhất của hình chiếu của hạt.
- Những hạt bụi có kích thước bé hơn 10µm là những hạt bụi có tác hại lớn
nhất đối với sức khỏe con người vì chúng có khả năng thâm nhập vào phổi
trong quá trình hô hấp. Những hạt bụi này còn được gọi là “bụi hô hấp”.

* Vai trò và tác động của bụi:
- Bụi trong không khí có tác hại lớn đến sức khỏe của con người.
- Bụi trong không khí còn là nguyên nhân gây các hiện tượng như: mưa
axít...
- Còn có các loại bụi chưa kim loại nặng cực kì độc hại không những ảnh
hưởng đến con người mà còn ảnh hưởng đến các loài sinh vật .
4.

Các phương pháp và công nghệ xử lý bụi: buồng lắng bụi, lắng quán tính, ly
tâm, lọc bụi tĩnh điện, lọc bụi tay áo; xử lý bụi bằng phương pháp ướt: xyclon
ướt, thùng rửa khí rỗng, lọc bụi ướt Ventury…

* Buồng lắng bụi:


Nguyên lý hoạt động :

Các hạt bụi đều có khối lượng khác nhau , dưới tác dụng của trọng lực các
hạt có xu hướng chuyển động từ trên xuống (đáy của thiết bị lọc bụi ) do sự
giảm tốc độ đột ngột của dòng khí khi đang chuyển động . Tại thời điểm đấy
các hạt bụi sẽ lắng xuống .




Cấu tạo và cơ chế hoạt động :

- Gồm 3 phần: - Cửa khí vào
- Cửa khí ra
- hệ thống phễu thu bụi

- Buồng lăng bụi có thể được chế tạo từ sắt thép hoặc bê tông .
- Buồng lắng bụi có cấu tạo hình hộp nằm ngang chiều dài l, chiều cao h và
bề rộng b.
- L là lưu lượng dòng khí , m3/s.
- Cơ chế hoạt động : khí thải chứa bụi được đưa vào buồng lắng bụi thông
qua cửa khí vào . Vào không gian rộng lớn của buồng lắng bụi thì vận tốc giảm
xuống còn rất nhỏ , nhờ đó bụi có thể rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực và
bị giữu lại trong đó.
Q = S.V

Trong đó : - Q lưu lượng
- S diện tích
-V vận tốc

- Đặc điểm :
•

Vận tốc khí đi trong thiết bị tối ưu là 1m/s - 2 m/s.

•

Cỡ hạt xử lý hiệu quả >50µm , còn các hạt bụi có kích thước <5µm thì khả năng
thu hồi bằng 0.

•

Tổn thất áp lực <1,3 cm H2O

•

Nhiệt độ làm việc đến 1000 độ C.
- Áp dụng : Chỉ áp dụng cho bụi thô và bụi có kích thước lớn cỡ >50µm, khí quyển
chuyển động với vận tốc nhỏ , được sử dụng như cấp lọc thô trên các cấp lọc tinh.
- Ưu điểm :
•

Cấu tạo đơn giản

•

Chi phí đầu tư thấp , có thể sử dụng các nguyên liệu ở địa phương .

•

Chi phí vận hành sửa chữa và quản lý thấp .

•

Tổn thất áp suất thấp , có thể vận hành ở nhiệt độ cao .

-Nhược điểm :
•

Cồng kềnh

•

Chỉ tách được bụi có kích thước lớn

Hiệu suất tách bụi không cao

•

- Phân loại :
•

Buồng lắng đơn giản

•

Buồng lắng nhiều tầng

•

Buồng lắng có tấm chắn

- Một vài ứng dụng thiết bị này : trong lò vôi lò đốt các nhà máy chế biến thức ăn
gia súc.
* Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính .
- Nguyên lý hoạt động : sử dụng lực quán tính để tách bụi , bằng cách thay đổi
chiều chuyển động của các dòng khí một cách liên tục lặp đi lặp lại nhiều vật cản
có hình dạng khác nhau. Khi dòng khí chuyển động theo hướng đột ngột , theo
quán tính các hạt bụi vẫn giữ hướng chuyển động ban đầu , do đó bị va đập vào vật
cản bị mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị.
- Cấu tạo :gồm nhiều khe hẹp bẫy bụi nằm so le nhau (các vật cản trong thiết bị ).
Kết hợp với phễu thu bụi ở dưới đáy thiết bị .
- Cơ chế hoạt động : dòng khí chuyển động ngang , khi vào khe hẹp thì bị thu hẹp
diện tích , các hạt bụi theo quán tính sẽ bị áp sát vào thành vật cản sau đó rơi vào
bẫy bụi . Tại đây dòng khí hất ngược trở lên và đi ra ngoài còn bụi trong bấy thì rơi

xuống phễu chứa bụi .
- Ưu điểm : hiệu suất tách bụi cao hơn buồng lắng , trợ lực giảm
- Nhược điểm :
• Cấu

tạo phức tạp cồng kềnh

• Chỉ

thích hợp cho lọc bụi thô

*Cyclon
- Nguyên lý hoạt động :Dòng khí thải chuyển động theo hướng tiếp tuyến với thành
thiết bị , lực li tâm làm hạt bụi có khối lượng lớn kích thước lớn có xu hướng văng
ra ngoài . khi va chạm vào thành thiết bị sẽ mất động năng sẽ dính ở thành hoặc rơi
xuống .
- Cấu tạo :ống khí vào, vỏ, phễu thu bụi, ống khí ra, van xả bụi (có hai van)
- Cơ chế hoạt động : dòng khí chứ bụi được đưa vào xyclon nhờ ống nối được lắp
đặt theo phương tiếp tuyến vơi thân hình trụ . dòng khí chuyển động xoáy ốc quanh


ống thoát khí sạch và sau đó gặp phễu hình nón dội ngược trở lại và ra ngoài theo
ống thoát khí .theo lực ly tâm các hạt bụi sẽ bị văng ra .
• Vận

tốc tối ưu là 20-25m/s

• Nhiệt
• Cỡ

độ làm việc đến 1000 độ c

hạt xử lý hiệu quả >5µm

- Áp dụng : áp dụng cho các nhà máy xi măng , nhà máy sắt thép ...
- Ưu điểm :
• Giá

thành thấp

• Cấu

tạo đơn giản

• Chi

phí sửa chữa thấp

• Khả

năng làm việc liên tục

- Nhược điểm :
• Hiệu
• Dễ

suất tách bụi thấp đối với bụi có kích thước <5µm

bị mài mòn nếu bụi có độ cứng cao

• Hiệu

suất giảm nếu bụi có tính kết dính cao

- Phân loại :
• Xyclon

nằm ngang

• Xyclon

thẳng đứng

• Xyclon

guồng xoắn

* Lọc bụi túi vải :
- Nguyên lý :cho không khí lẫn bụi đi qua 1 tấm vải lọc bụi sẽ được giữ lại trên bề
mặt vải lọc . sau một thời gian cần tiến hành hoàn nguyên túi vải . hình thành lớp
lọc sơ cấp (túi vải ) , lớp lọc thứ cấp (lớp hạt bụi to ). Lọc được các loại bụi có kích
thươc nhỏ . quá trình lọc gián đoạn.
- Cấu tạo:thiết bị gồm nhiều ống tay áo có đường kính từ 125 - 300mm cao từ
2 - 3,5 m
- Hoàn nguyên túi lọc :
• Rung
• Thổi

khí ngược

• Rung

- Đặc điểm :

cơ học
khí động học theo xung


• Hiệu
• Cỡ

suất >90%

hạt xử lý <0,5µm

• Nhiệt
• Tuổi

độ vận hành 260-280 độ c

thọ tb từ 18 tháng - 2 năm

- Áp dụng : một vài ứng dụng trong các nhà máy xi măng lò đốt .
Không áp dụng cho bụi dính or bụi dẻo .
* Lọc bụi tĩnh điện
Nguyên lý:
Quá trình xử lý thành 4 bước như sau :
• Dòng

điện làm các hạt bụi bị ion hóa

• Chuyển
• Trung
• Tách

các ion bụi đến bề mặt thu bụi bằng lực điên trường

hòa điện tích của bụi lắng trên bề mặt thu

bụi lắng ra khỏi bề mặt thu

Cấu tạo : gồm hai tấm kim loại đặt song song , hai tấm kim loại này nối đất là điện
cực dương gọi là điện cự lắng .
Giữa 2 điện cực lắng là dây điện nối với nguồn cao thế là điện cực âm , gọi là
điện cực quầng .
Đặc điểm :
• Tốc

độ khí thải 3m/s

• Nhiệt

độ 800 độ c

• Nhu

cầu điện thế 17,5W cho 1m3/p

• Hiệu

suất từ 99,5 - 99,99%

• Cỡ

hạt xử lý từ 0,01-1000µm

• Không

xử dụng cho chất thải dễ gây cháy nổ

Áp dụng :lọc bụi tĩnh điện thường áp dụng cho công nghệ sản xuất xi măng , thực
phẩm ,..
* Thiết bị lọc bụi kiểu ướt :
Nguyên lý :
Cho dòng khí có chưa bụi tiếp xúc trực tiếp với dung môi các hạt bụi có thể kết
dính lại với nhau và bị giữ lại trong dung môi.
Cấu tạo :


• Vỏ thiết bị
• Vòi phun nước
• Tấm chắn nước
• Vận tốc dòng khí trong thiết bị duy trì trong khoảng (0,6 – 1,2) m/s.
* Tháp rửa rỗng :
Bộ phận hướng dòng và phân phối khí
- Lưu lượng nước phun khoảng 2,5 lít/giây trên 1m2 mặt cắt ngang buồng lắng bụi
- Thiết bị này được sử dụng phổ biến để lọc bụi thô trong khí thải đồng thời để làm
nguội khí.
Đặc điểm:
* Thiết bị ventury

- Cấú

tạo :
•

Ống khí vào

•

Ống khí ra

•

Ống vetury

•

Thiết bị bơm dung môi

•

Bể lắng

- Đặc điểm:
•
5.

Đối với thiết bị kiểu này, vận tốc của chất lỏng thường vào khoảng từ 20 đến
30m/s; tốc độ dòng khí vào từ 10 đến 20 m/s.
Khí và hơi: các khái niệm liên quan: khái niệm khí/hơi, pha, chuyển khối.

- Khái niệm:
•

Khí là dạng vật chất ở điều kiện thường không thể tồn tại ở dạng rắn or
lỏng .

•

Hơi là dạng vật chất ở điều kiện thường có thể ở dạng rắn or lỏng

•

Pha là khối vật chât đồng nhất cả về tính chất vật lí và hóa học .

• Chuyển khối là sự dịch chuyển của một thành phần vật chất từ vị trí này
sang vị trí khác trong cùng 1 pha hoặc từ pha này sang pha khác .
6.

Các phương pháp xử lý hơi và khí độc: hấp phụ, hấp thụ, xử lý bằng nhiệt, sinh
học.

*Phương pháp hấp phụ:




Nguyên tắc :

- Hấp phụ là quá trình xảy ra khi một chất khí hay hơi bị hút trên bề mặt một chất

rắn xốp. Chất khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ, chất rắn xốp dùng để hút khí
hay hơi gọi là chất hấp phụ và những khí không bị hấp phụ gọi là khí trơ.
- Quá trình ngược lại của hấp phụ gọi là quá trình giải hấp phụ hay quá trình tái
sinh vật liệu hấp phụ.
- Quá trình chuyển chất trong hấp phụ được xem như gồm 3 giai đoạn:
•

•
•

Giai đoạn 1: Giai đoạn khuếch tán chất bị hấp phụ đến bề mặt chất hấp
phụ. Giai đoạn này phụ thuộc vào tính chất vật lý và thủy động lực của
môi trường diễn ra quá trình hấp phụ.
Giai đoạn 2: Các chất bị hấp phụ khuếch tán theo các mao quản vào phía
trong bề mặt chất hấp phụ
Giai đoạn 3: Chất bị hấp phụ đi sâu vào trong lòng chất hấp phụ và được
giữ lại ở đấy bằng các lực vật lý hoặc xảy ra các phản ứng hóa học.

- Có 2 quá trình hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
+ Hấp phụ vật lí hình thành liên kết hóa học, được thể hiện bởi các lực liên kết
yếu như lực khuếch tán London hoặc lực liên kết Vanderwaals (lực tĩnh điện định
hướng, lực tĩnh điện cảm ứng, lực tĩnh điện khuếch tán).
•

•

•

Mỗi phần tử khi đã bị hấp phụ đều giảm độ tự do, nên hấp phụ luôn kèm
theo sự tỏa nhiệt. Hấp phụ vật lý có nhiệt tỏa ra cỡ bằng nhiệt ngưng tụ của

hơi và khí .
Lượng nhiệt đó nằm trong khoảng từ 2kJ/g.mol đến 20kJ/g.mol. Ở trạng
thái có mức năng lượng như vậy thì sự biến đổi về cấu trúc điện tử của chất
bị hấp phụ và chất hấp phụ là không đáng kể. Do vậy hấp phụ vật lý là một
quá trình thuận nghịch.
Thuận nghịch là một ưu điểm của hấp phụ vật lý. Bằng cách hạ thấp áp
suất xuống dưới áp suất riêng phần của chất bị hấp phụ hoặc thay đổi nhiệt
độ, khí đã bị hấp phụ nhanh chóng được nhả ra mà bản chất hóa học của nó
không hề bị thay đổi.

Ví dụ về hấp phụ vật lý: sự hấp phụ của than hoạt tính đối với các phân tử khí
hoặc hơi CO2, C2H5OH, hydrocacbon mạch vòng…
+ Hấp phụ hóa học


•
•

Hấp phụ hóa học là kết quả của các phản ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ
và chất hấp phụ.
Trong hấp phụ hóa học thì cấu trúc phân tử của các chất tham gia quá trình
có sự biến đổi sâu sắc do xảy ra các phản ứng hóa học. Khi đó năng lượng
tỏa ra nhiều khoảng 20kJ/g.mol, thậm chí có thể đến 100 đến 200kJ/g.mol,
ứng với mức năng lượng của các phản ứng hóa học mạnh. Do vậy, hấp phụ
hóa học xảy ra không có tính thuận nghịch.

Ví dụ về hấp phụ hóa học: dùng Fe có xúc tác Al2O3 và K2O để hấp phụ N2
* Phương pháp hấp thụ


Nguyên tắc của phương pháp hấp thụ

- Quá trình hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hút gọi là chất bị
hấp thụ, còn chất lỏng để hút gọi là dung môi (hay chất hấp thụ), khí không bị hấp
thụ gọi là khí trơ.


•
•
•

Nguyên lý của quá trình này có thể chia làm 3 bước:
Bước 1: Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến
bề mặt của dung dịch hấp thụ.
Bước 2 : Thâm nhập và hòa tan chất khí trên bề mặt ngăn cách của dung
dịch hấp thụ.
Bước 3 : Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong
lòng chất lỏng hấp thụ hoặc phản ứng với thành phần chất lỏng.

- Tuỳ thuộc vào bản chất của sự tương tác nói trên mà người ta chia thành hấp thụ
vật lý và hấp thụ hóa học.
+ Hấp thụ vật lý
•

Dựa trên sự tương tác vật lí đơn thuần: gồm sự khuyếch tán, hoà tan các chất
cần hấp thụ vào trong lòng chất lỏng và sự phân bố của chúng giữa các phần
tử chất lỏng. Để tăng hiệu quả xử lí, người ta thường dùng các loại thiết bị
làm tăng diện tích tiếp xúc tối đa.

Ví dụ như sự phân bố của khí hoà tan giữa các phân tử chất lỏng: NH3/aceton,

CO/benzen, trimetylamin/dầu hoả, sự hoà tan của khí SO3/H2SO4.
+ Hấp thụ hóa học
- Hấp thụ hóa học là một quá trình luôn đi kèm với một hay nhiều phản ứng hóa
học. Một quá trình hấp thụ hoá học bao giờ cũng bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn
khuếch tán và giai đoạn xảy ra các phản ứng hóa học. Như vậy sự hấp thụ hóa học


không những phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí vào trong chất lỏng mà
còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển hóa các chất - tốc độ phản ứng của các chất.
- Trong hấp thụ hóa học, chất được hấp thụ có thể phản ứng ngay với các phần tử
của chính chất hấp thụ. Thí dụ: amoniac hay khí sunphurơ hấp thụ vào nước:
NH3 + H2O ⇔ NH4OH ⇔ NH4+ + OHSO2+ H2O ⇔ H2SO3 ⇔ H+ + HSO3- Chất được hấp thụ phản ứng với các thành phần hoạt động trong chất hấp thụ
(thông thường là dung dịch của các chất hoạt động). Thí dụ như hấp thụ CO2, SO2
trong dung dịch NaOH:
CO2 + 2NaOH ⇔ Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + H2O + CO2 ⇔ 2NaHCO3
Với SO2 cũng có phản ứng tương tự.


•
•
•
•
•
•


Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ
Thành phần và tính chất của khí thải cần xử lí
Tính chất và chất lượng của chất hấp thụ

Thời gian sử dụng chất hấp thụ trong thiết bị (chu kì hấp thụ)
Lượng chất hấp thụ
Khả năng tiếp xúc giữa chất ô nhiễm và dung dịch hấp thụ
Nhiệt độ, áp suất,…
Các chất hấp thụ

Trong kỹ thuật xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, nước là loại chất hấp
thụ sẳn có, giá rẻ và thuận tiện nhất. Tuy nhiên nước chỉ hấp thụ được một số ít
loại khí độc hại, hơn nửa mức độ hấp thụ của nước cũng bị hạn chế. Trong nhiều
trường hợp người ta phải áp dụng phương pháp hấp thụ hóa học bằng các loại dung
dịch hóa chất khác nhau tùy theo chất độc hại cần khử.


Ứng dụng

- Phương pháp hấp thụ thường được áp dụng trong xử lý khí thải trong các ngành
công nghiệp hóa chất, nhiệt điện, thực phẩm.
* Phương pháp đốt


Nguyên tắc của phương pháp đốt

- Bản chất của phương pháp đốt cháy trực tiếp là oxi hóa các cấu tử độc hại bằng
oxi, ở nhiệt độ cao (450-1.2000C). Phương pháp này được ứng dụng để loại bỏ bất
kì khí và hơi nào mà sản phẩm cháy của chúng ít độc hơn. Ưu điểm của phương


pháp đốt cháy trực tiếp là thiết bị đơn giản và có khả năng ứng dụng rộng rãi, vì
thành phần khí thải ít ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị đốt. Phương pháp này
được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất sơn, trong quá trình điều chế một số sản

phẩm hóa, điện hóa và điện tử, trong công nghiệp hóa dầu, sản xuất metanol để xử
lí khí thải.
- Kết cấu và thể tích của lò đốt phải bảo đảm thời gian lưu cần thiết để đốt cháy
khí hoàn toàn hoặc đạt hiệu quả xử lí cho trước.
- Thời gian lưu thường khoảng 0,1 đến 1,0 giây, nhiệt độ làm việc, trong đa số
trường hợp, lớn hơn nhiệt độ tự bốc cháy từ 100 oC đến 150 0C.
- Quá trình thiêu đốt rất thích hợp đối với các chất ô nhiễm cháy được, đó là những
hợp chất của cacbon, hydro, oxy, nitơ và lưu huỳnh. Phần lớn các chất hữu cơ dễ
bay hơi (VOC – Volatile Organic Compounds) cũng thuộc loại chất ô nhiễm cần
xử lý bằng phương pháp thiêu đốt. Những hợp chất nêu trên khi cháy sẽ tạo thành
các sản phẩm cháy không hoặc ít độc hại hơn so với bản thân chúng.
Ví dụ một số chất ô nhiễm và phản ứng cháy của chúng như sau :
2CO + O2 → 2CO2
2C6H6 + 7O2 → 12CO2 + 3H2O
2H2S + 3O2 → 2SO2 + H2O


Các quá trình đốt

- Đốt bằng ngọn lửa trực tiếp: Thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp là biện pháp làm
cho khí ô nhiễm cháy trực tiếp trong không khí mà không cần cấp nhiên liệu bổ
sung, trường hợp chung, chỉ cần nhiên liệu để mồi lửa và để điều chỉnh khi cần
thiết.
- Đốt trong buồng đốt: Thiêu đốt có buồng đốt được áp dụng rộng rãi đối với các
loại khí thải có chứa chất ô nhiễm dạng khí, hơi hoặc sol khí cháy được với nồng
độ tương đối thấp. Các bộ phận chính và quan trọng của hệ thống thiêu đốt này là
buồng đốt, các vòi đốt, bộ phận điều chỉnh quá trình cháy và dụng cụ chỉ thị nhiệt
độ. Buồng đốt thường có dạng hình trụ và được xây dựng bằng vỏ thép có ốp gạch
chịu lửa. Nhiệt độ trong buồng đốt khoảng 900oC - 1500oC. Vận tốc khí trong
buồng đốt dao động trong khoảng 5 – 8 m/s và thời gian lưu lại của dòng khí trong

buồng đốt khoảng 0,2s – 0,5s. Trong quá trình đốt nếu cần thiết phải cho thêm
nhiên liệu phụ trợ vào buồng đốt. Khi nồng độ chất cháy trong khí thải quá thấp,


nhiệt lượng cháy của nó không đủ để duy trì sự cháy, người ta thường dùng biện
pháp hâm nóng khí thải trước khi đưa vào buồng đốt.
- Đốt có xúc tác: Thiêu đốt có xúc tác là một bước phát triển tiếp theo của công
nghệ xử lý khí thải trong buồng đốt. Mục đích của phương pháp này là làm giảm
nhiệt độ của buồng đốt, tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất xử lý.
*Phương pháp xử lý sinh học :
Xử lý khí thải bằng vsv
Chương 2. Công nghệ xử lý nước
7.

Các yếu tố cần lưu ý trong lựa chọn công nghệ xử lý nước và nước thải;

8.

Phương pháp xử lý cơ học: song chắn rác, bể điều hòa, bể lắng;
a. Song chắn rác
- Hầu hết các công trình xử lý nước thải đều có sử dụng song chắn rác. Song
chắn rác là hạng mục công trình xử lý sơ bộ đầu tiên nhằm ngăn giữ rác bẩn
thô gồm giấy, bọc nylon, chất dẻo, cỏ cây, vỏ đồ hộp, gỗ... Các loại rác này có
thể làm tắt nghẽn đường dẫn nước hoặc làm hư hỏng máy bơm. Song chắn rác


là một hay nhiều lớp thanh đan xen kẽ với nhau và đặt ngang đường dẫn nước
thải.
- Đối với song chắn rác, ta có thể phân biệt:
• Theo khe hở của song chắn có 3 kích cỡ: loại thô lớn (30 - 200 mm), loại

trung bình (16 - 30 mm), loại nhỏ (dưới 16 mm ).
• Theo cấu tạo của song chắn: loại cố định và loại di động.
• Theo phương cách lấy rác: loại thủ công và loại cơ giới. Song chắn rác
thường đặt nghiêng một góc α = 45 o ÷ 90o (thông thường 600 ) so với mặt
phẳng ngang để tiện lợi khi vớt rác.
b. Bể điều hòa:
- Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chảy về trạm xử lý nước
thải, đặc biệt đối với dòng thải công nghiệp và dòng nước mưa thường xuyên dao
động theo thời gian trong ngày. Khi hệ số không điều hòa k≥1,4 thì nên xây dựng
bể điều hòa để đảm bảo cho các công trình xử lý làm việc ổn định.
- Có 2 loại bể điều hòa:
•

Bể điều hòa chất lượng – lưu lượng: Loại bể này phải có đủ dung tích để
điều hòa lưu lượng, chất lượng và bên trong phải có hệ thống thiết bị khuấy
hoặc hệ thống sục khí để đảm bảo sự xáo trộn đều trong toàn bộ thể tích.

•

Bể điều hòa lưu lượng: Loại bể này đòi hỏi đủ dung tích điều hòa lưu lượng,
bên trong không cần có thiết bị khuấy trộn. Bể được chia thành nhiều ngăn,
định kỳ có thể tháo khô từng ngăn để xúc cát và cặn lắng ra ngoài.

c. Bể Lắng
- Là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi nước
thải.
- Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:
•
•

Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các
chất rắn, chất bẩn lơ lửng không hòa tan.
Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn
vi sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

- Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia thành các
loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến.
•

Bể lắng ngang:Có cấu tạo giống như một bể chứa hình chữ nhật, nước chảy
vào bể ở một đầu và chuyển động ở trong bể theo chiều ngang.


•

•

9.

Bể lắng đứng: có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng. Bể lắng
đứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m 3 /ngày
đêm. Nước thải được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên
theo phương thẳng đứng. Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn
vận tốc của các hạt lắng. Nước trong được tập trung vào máng thu phía
trên.Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới
Bể lắng ly tâm: có dạng hình tròn trên mặt bằng, đường kính bể từ 16 đến
40 m (có trưòng hợp tới 60m),chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường
kính bể.Bể lắng ly tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn
20.000 m 3 /ngđ.Trong bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể.
Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng

hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc 45 o .Đáy bể
thường được thiết kế với độ dốc i = 0,02 – 0,05.Dàn quay với tốc độ 2- 3
vòng trong 1 giờ. Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía
trên.

Phương pháp xử lý lý hóa – hóa học: lọc, trung hòa, tuyển nổi, hấp phụ, trao
đổi ion, keo tụ - tủa bông, oxy hóa – khử, khử trùng;

a. Phương pháp tuyển nổi
- Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng
rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số
trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất
hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng
để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học.Ưu điểm cơ bản của phương pháp
này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.
- Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha
lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp
bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt.
- Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí,
hàm lượng chất rắn. Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng µm. Khi hàm
lượng hạt rắn cao, xác xuất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó,


lượng khí tiêu tốn sẽ giảm. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt
khí có ý nghĩa quan trọng.
- Một số loại hóa chất như phèn nhôm, muối ferric, silicat hoạt tính có thể
được thêm vào nước thải để kết dính các hạt lại làm cho nó dễ kết với các bọt khí
và dễ nổi lên bề mặt hơn.
- Một chỉ số quan trọng để tính toán cho bể tuyển nổi là tỷ lệ
- Tùy theo phương thức cấp khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực hiện

theo các phương thức sau :
•
•
•

Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Floation)
Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation)
Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation)

b. Đông tụ và keo tụ
- Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể
tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn
có kích thước quá nhỏ.
- Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng cần tăng
kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết
thành tập hợp các hạt nhằm làm tăng vận tốc lắng.
- Khử các hạt keo rắn bằng trọng lượng cần theo 2 bước:
1 Trung hòa điện tích của chúng.
2 Liên kết chúng lại với nhau.

Quá trình trung hòa điện tích: quá trình đông tụ.
Quá trình liên kết tạo thành các bông lớn hơn: quá trình keo tụ.
Các chất đông tụ thường dùng: các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng.
Việc lựa chọn phụ thuộc vào: tính chất hóa lý, chi phí, nồng độ tạp chất trong
nước, pH, thành phần muối trong nước. Hay dùng: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,


NH4Al(SO4)2.12H2O, KAl(SO4)2.12H2O, FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O trong đó Al2(SO4)3
được dùng nhiều hơn vì dễ hòa tan trong nước.
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2→ Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Đối với các muối sắt cũng hay dùng:
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + HCl
Và nó nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: tác dụng tốt hơn ở nhiệt
độ thấp, có khoảng pH tối ưu của môi trường rộng hơn, độ bền lớn, có thể khử
được mùi khi có H2S.
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl
Nhược điểm: tạo các phức hòa tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt với
một số hợp chất hữu cơ. Ví dụ Fe4[Fe(CN)6]3 có màu xanh đậm, Fe(CNS)3 có màu
đỏ trong môi trường axit…
Để tăng hiệu quả keo tụ cho thêm chất trợ keo như PAC, PAA, diosilic
(xSiO2.H2O)
c,Lọc
- Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể
loại được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc ít khi dùng trong xử lý nước thải,
thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý đòi hỏi có chất lượng cao.
- Để lọc nước thải, người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau. Thiết
bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián
đoạn và lọc liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong ; theo áp
suất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp suất 0,085 Mpa), lọc áp lực (từ 0,3
đến 1,5MPa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng.
- Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không cần sử dụng các
thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc có
thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc


than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa
phương.
- Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị
lọc nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị
lọc hở dao động trong khoảng 1-2m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5-1m.

d. Trung hòa
- Nước thải chứa các axit hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 đến
8,5 trước khi thải vào nguồn tiếp nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.
- Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:
• Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm ;
• Bổ sung các tác nhân hóa học ;
• Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa ;
• Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước axit.

- Để trung hòa nước thải chứa axit có thể sử dụng các tác nhân hóa học như NaOH,
KOH, Na2CO3, nước ammoniac (NH4OH), CaCO3, MgCO3, dolomit
(CaCO3.MgCO3) và xi măng. Song tác nhân rẻ nhất là vôi sữa 5-10% Ca(OH) 2,
tiếp đó là soda và NaOH ở dạng phế thải.
- Trong trường hợp trung hòa nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng
trung hòa, vật liệu lọc sử dụng có thể là manhetit (MgCO 3), dolomit, đá vôi, và các
chất thải rắn như xỉ và xỉ tro. Khi lọc nước thải chứa HCl và HNO 3 qua lớp đá vôi,
thường chọn tốc độ lọc từ 0,5 đến 1 m/h. Trong trường hợp lọc nước thải chứa
0,5% H2SO4 qua lớp dolomit, tốc độ lọc từ 0,6 đến 0,9 m/h. Khi nồng độ H 2SO4 tới
2% thì tốc độ lọc lấy bằng 0,35 m/h.
- Để trung hòa nước thải kiềm có thể sử dụng khí axit (chứa CO 2, SO2, NO2,
N2O3...). Việc sử dụng khí axit không những cho phép trung hòa nước thải mà đồng
thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải.


- Việc lựa chọn phương pháp trung hòa tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước
thải, chế độ thải nước và chi phí hóa chất sử dụng.
e. Oxy hóa khử
Để làm sạch nước thải, có thể sử dụng các tác nhân oxy hóa như Clo ở dạng
khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat
kali, bicromat kali, peroxyt hydro (H2O2), oxy của không khí, ozone, pyroluzit

(MnO2). Quá trình oxy hóa sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các
chất ít độc hại hơn và tách khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn nhiều hóa chất nên
thường chỉ sử dụng khi không thể xử lý bằng những phương pháp khác.
f. Hấp phụ
- Phương pháp hấp phụ được sử dụng để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất
hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phương pháp khác. Tùy theo bản chất,
quá trình hấp phụ được phân thành: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
•

Hấp phụ vật lý là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữa
chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ như lực liên kết Vanderwaals. Các
hạt bị hấp phụ vật lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây là
quá trình hấp phụ đa lớp (hình thành nhiều lớp phân tử trên bề mặt chất hấp

•

phụ).
Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ trong đó có xảy ra phản ứng hóa học
giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Trong xử lý nước thải, quá trình hấp
phụ thường là sự kết hợp của cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.

- Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào:
•
•
•
•

Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m2/g);
Nồng độ của chất bị hấp phụ;
Vận tốc tương đối giữa hai pha;

Cơ chế hình thành liên kết : vật lý hoặc hóa học

g. Trao đổi ion
- Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải
khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn… cũng như các hợp chất


của asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi
các chất và đạt được mức độ làm sạch cao. Bản chất của quá trình trao đổi ion là
một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng
điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này được gọi là các ionit
(chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước. Các chất trao đổi ion có
khả năng trao đổi các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là các cationit và chúng
mang tính axit. Các chất có khả năng trao đổi với các ion âm gọi là các anionit và
chúng mang tính kiềm.Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion thì
người ta gọi chúng là ionit lưỡng tính. Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ
hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo.
Ứng dụng của quá trình trao đổi ion
• Làm mềm nước: ứng dụng quan trọng của quá trình trao đổi ion là làm mềm

nước, trong đó các ion Ca 2+ và Mg2+ được tách khỏi nước và thay thế vị trí Na +
trong hạt nhựa. Đối với các quá trình làm mềm nước, thiết bị trao đổi ion axit
mạnh với Na+ được sử dụng.
• Khử khoáng: trong quá trình khử khoáng, tất cả các ion âm và các ion dương

đều bị khử khỏi nước. Nước di chuyển qua hệ thống hai giai đoạn gồm bộ trao đổi
cation axit mạnh ở dạng H+ nối tiếp với bộ trao đổi anion bazơ mạnh ở dạng OH-.
• Khử ammonium (NH4+): quá trình trao đổi ion có thể được dùng cô đặc NH 4+

có trong nước thải. Trong trường hợp này, phải sử dụng chất trao đổi chất có tính

lựa chọn NH4+ cao chẳng hạn như clinoptilolite.Sau khi tái sinh, dung dịch đậm
đặc có thể được chế biến thành phân.
10.

Phương pháp xử lý sinh học: ao hồ sinh học, bùn hoạt tính, bể bùn hoạt tính
sinh trưởng dính bám, bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể UASB, tiếp xúc kỵ khí, lọc
ngược kỵ khí, cánh đồng tưới, bãi lọc.


a , Bể lọc sinh học nhỏ giọt
- Bể lọc sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các VSV sinh
trưởng cố định trên lớp vật liệu lọc. Bể lọc hiện đại bao gồm một lớp vật liệu dễ
thấm nước đối với VSV dính kết trên đó. Nước thải đi qua lớp vật liệu này sẽ thấm
hoặc nhỏ giọt. Vật liệu lọc thường là đá dăm hoặc các khối vật liệu dẻo có hình thù
khác nhau. Nếu vật liệu lọc là đá hoặc sỏi thì kích thước hạt dao động trong khoảng
12-100mm, chiều sâu lớp vật liệu dao động trong khoảng 0,9-2,5m, trung bình là
1,8m. Bể lọc với vật liệu đá dăm thường có dạng tròn. Nước thải được phân phối
trên lớp vật liệu lọc nhờ bộ phận phân phối nước. Bề lọc với vật liệu lọc là chất dẻo
có thể có dạng tròn, vuông hoặc nhiều dạng khác với chiều cao biến đổi từ 4 đến
12m.
- Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi quần thể VSV dính kết trên lớp vật liệu lọc.
Các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị hấp phụ vào màng VSV dày 0,1-0,2mm
và bị phân hủy bởi VSV hiếu khí. Khi VSV sinh trưởng và phát triển, bề dày lớp
màng tăng lên, do đó oxy đã bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày lớp
màng sinh vật. như vậy, môi trường kị khí được hình thành ngay sát bề mặt vật liệu
lọc.
- Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đồng hóa chất hữu cơ xảy ra
trước khi chúng tiếp xúc với VSV gần bề mặt vật liệu lọc. Kết quả là VSV ở đây bị
phân hủy nội bào, không còn khả năng dính bám lên bề mặt vật liệu lọc và bị rửa
trôi.

- Bể lọc sinh học nhỏ giọt thường được sử dụng trong trường hợp lưu lượng
nước thải không lớn, từ 20÷1000m3/ngày.
b ,Quá trình tiếp xúc kị khí
- Một số loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao có thể xử lý rất hiệu
quả bằng quá trình tiếp xúc kị khí.Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn
tuần hoàn.Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn. Sau khi
phân hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và


nước. Bùn được tuần hoàn trở lại bể kị khí. Lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do
tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm.
- Công trình gồm 1 bể phản ứng và 1 bể lắng riêng biệt với 1 thiết bị điều
chỉnh bùn tuần hoàn.
Nguyên lý làm việc: Nước thải chưa xử lý được khuấy trộn với bùn tuần hoàn và
sau đó được phân hủy trong bể phản ứng kín không cho không khí vào. Sau khi
phân hủy, hỗn hợp bùn nước đi vào bể lắng. Tại bể lắng, nước sau xử lý sẽ đi ra
ngoài và bùn được lắng xuống đáy.
Ưu điểm:
•

Có thể chuyển bùn từ bể này sang bể khác một cách dễ dàng

•

Lọc bỏ được BOD tới 80÷90% và COD từ 65÷90%

Ứng dụng:
•

Thích hợp đối với việc xử lý phân chuồng, xử lý các nước thải đặc

như trong công nghiệp đồ hộp, cất cồn công nghiệp hóa chất, công nghiệp bột giấy,
công nghiệp đường.
c,UASB
- Đây là một trong những quá trình kị khí được ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới
do hai đặc điểm chính sau:
• Cả ba quá trình, phân hủy - lắng bùn - tách khí, được lắp đặt trong cùng một công

trình;
• Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so

với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.
- Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kị khí sử dụng UASB còn có những ưu
điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như:
• Ít tiêu tốn năng lượng vận hành;
• Ít bùn dư, nên giảm chí phí xử lý bùn;
• Bùn sinh ra dễ tách nước;
• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng;


• Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí methane;
• Có khả năng hoạt động theo mùa vì bùn kị khí có thể hồi phục và hoạt động được

sau một thời gian ngưng không nạp liệu.
- Nước thải được nạp liệu từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn, quá trình xử lý xảy ra khi
các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn. Khí sinh ra trong điều kiện kị khí
(chủ yếu là CH4 và CO2) sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình
thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt. Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào các
hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể. Tại đây, quá trình tách pha khílỏng-rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha. Khí theo ống dẫn qua bồn hấp thụ khí CO 2
chứa dung dịch NaOH 5-10%, khí sau đó được sử dụng trong quá trình đốt để cung

cấp năng lượng. Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống. Nước thải theo máng
tràn răng cưa dẫn đến công trình xử lý tiếp theo.
- Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0,6-0,9 m/h. pH
thích hợp cho quá trình phân hủy kị khí dao động trong khoảng 6,6-7,6. Do đó cần
cung cấp đủ độ kiềm để bảo đảm pH của nước .Cthải luôn luôn lớn hơn 6,2 vì ở
pH < 6,2 vi sinh vật chuyển hóa methane không hoạt động được. Cần lưu ý rằng
chu trình sinh trưởng của vi sinh vật axit hóa ngắn hơn rất nhiều so với vi sinh vật
acetate hóa (2-3 giờ ở 350C so với 2-3 ngày, ở điều kiện tối ưu). Do đó, trong quá
trình vận hành ban đầu, tải trọng chất hữu cơ không được quá cao vì vi sinh vật
không thích nghi ngay được với điều kiện ban đầu và quan trọng hơn là vi sinh vật
axit hóa sẽ tạo ra axit béo dễ bay hơi với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc
độ chuyển hóa các axit này thành acetate dưới tác dụng của vi sinh vật acetate hóa.
d ,Bùn hoạt tính
- Bùn hoạt tính là tập hợp của rất nhiều hạt bông vi sinh vật có khả năng hấp
phụ, oxy hóa chất hữu cơ trong nước .Trong bùn hoạt tính có khoảng từ 10 8 – 1012
vi sinh vật/mg chất khô.
- Về cơ chế hoạt động của bùn hoạt tính nhìn chung có 3 bước:
•

Khuếch tán và vận chuyển các chất từ trong nước thải đến bề mặt té
bào sinh vật


•

Khuếch tán và hấp phụ các chất từ bề mặt qua màng tế bào để vào bên

•

trong

Chuyển hóa các chất bên trong tế bào sinh vạt tạo ra năng lượng, sản
phẩm và tiến hành ttoongr hợp chất mới của tế bào.

e,Ao,hồ sinh học
- Ao,hồ sinh học hay còn gọi là ao hồ ổn định là loại hồ chứa nước thải trong nhiều
ngày phụ thuộc vào nhiệt độ,hàm lượng oxy trong nước.Đây là phương pháp xử lý
đơn giản nhất và được áp dụng từ thời xa xưa.Quy trình xử lý tóm tắt như sau:
Nước thải -> loại bỏ rcs lớn,sỏi..-> các ao hồ ổn định -> nước đã xử lý
- Nguyên lí phương pháp:dựa vào khả năng tự làm sachjcuar nước,chủ yếu là do
hoạt động của vi sinh vật và các thủy sinh khác,các chất hữu cơ bị phân hủy tạo
thành các sản phẩm đơn giản hơn,khí CO2,nước.
Ưu điểm phương pháp:
•

Không yêu cầu kỹ thuật cao,vốn đầu tư ít,chi phí vận hành rẻ tiền,dễ xây

•

dựng,dễ vận hành,không đòi hỏi cung cấp năng lượng;
Có khả năng làm giảm các VSV gây bệnh trong nước thải xuống mức thấp

•

nhất;
Làm giảm hàn lượng BOD,COD trong nước
Nhược điểm :

•
•
•

•

Thời gain xử lí dài ngày;
Đòi hỏi phải có mặt bằng xử lý rộng;
Qúa trình xử lý phụ thuộc vào điều kiện thời tiết
Các loại ao hồ kỵ khí dễ tạo ra ùi khó chịu do quá trình phân hủy kị khí
thường tạo ra H2S…

- Có các loại hồ ổn định:ao,hồ hiếu khí ; ao,hồ thiếu khí ; ao,hồ kị khí
11.

Xử lý chất dinh dưỡng (N, P): nguyên lý, quy trình công nghệ xử lý (các bể xử
lý);



Các quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng nitơ
- Để giảm nguy cơ phú dưỡng trong sông hồ do xả nước thải, cần thiết phải
giảm muối nitơ và phốt pho trong đó. N có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau
trong NT. Loại bỏ N nghĩa là chuyển nóvề dạng khí bay lên.
- Đối với quá trình XLNT bằng sinh học hiếu khí thì




12.

55NH4 + +76O2 +5CO2 nitrosomonas C5H7NO2+54NO2 - +52H2O+109
H+ 400NO2 - + 10 O2 + NH3 + 2H2O + 5CO2 nitrobacter C5H7NO2+
400NO3 –

-Trường hợp thiếu oxy, các loại vi khuẩn khử nitơrat denitrificans (dạng kỵ
khí tùy tiện) sẽ tách oxy của nitơrat và nitrit để oxy hóa chất hữu cơ. Nitơ phân
tử tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước. Quá trình chuyển
NO3 - NO2 - NO N2O N2 (NO, N2O, N2: dạng khí)
Nhưng cũng đòi hỏi có nguồn C để tổng hợp tế bào.
- Do NT đã được nitrit hóa thường chứa ít vật chất chứa C nên đòi hỏi phải bổ
sung thêm nguồn C từ ngoài vào. Trong một số hệ khử nitrit sinh học, NT chảy
tới hoặc tế bào chất thường là nguồn cung cấp C cần thiết. Khi XLNT công
nghiệp thường thiếu C hữu cơ nên người ta thường dung CH3OH rượu metylic
làm nguồn C bổ sung. NT công nghiệp nếu nghèo chất dinh dưỡng nhưng lại
chứa C hữu cơ thì cũng có thể hòa trộn vào.
- Như vậy để công trình XLNT cần:
+Điều kiện yếm khí (thiếu oxy tự do)
+có nitơrat và nitrit
+có vi khuẩn kỵ khí tùy tiện khử nitơrat
+có nguồn C hữu cơ
+nhiệt độ NT không thấp
Quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng phốt pho
- P xuất hiện trong NT ở dạng PO4 3- hoặc poli photphat P2O7 hoặc dạng
photpho liên kết hữu cơ. Hai dạng sau chiếm khoảng 70% trong NT.
- Các dạng tồn tại của P thường dùng các loại hợp chất keo tụ gốc Fe, Al,…để
loại bỏ nhưng giá thành đắt, tạo thành bùn chứa tạp chất hóa học,…
- Vi khuẩn Acinetobater là 1 trong những sinh vật đầu tiên có trách nhiệm khử
P, chúng có khả năng tích lũy poliphotphat trong sinh khối tương đối cao (25%). Khả năng lấy P của vi khuẩn kỵ khí tùy tiện Acinebacter sẽ tăng lên rất
nhiều khi cho nó luân chuyển các điều kiẹn hiếu khí, kỵ khí.
Quy trình công nghệ và các phương pháp trong xử lý nước cấp.


SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP SINH HOẠT

Các phương pháp xử lý nước cấp
a. Phương pháp cơ học