xử lý nước thải công nghiệp

Khái niệm XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Cô
Cong
ng nghiệp
(industrial WASTEWATER TREATMENT PROCESS SELECTION)

1
Visu

Lựa chọn q trình bao gồm:
Mục tiêu: Tìm ra cơng nghệ xử lý với chế độ vận hành các cơng trình
đơn vị tối ưu

Cá yếu
Các
ế tố quan trọng
t
t
trong
l
lựa
chọn
h q
á trình:
tì h
Kinh nghiệm thiết kế từ các cơng trình tương tự trước đó
Dữ liệu đặc trưng từ q trình lắp đặt vận hành
Thơng tin xuất bản trên các tạp chí khoa học cơng nghệ
Hướng dẫn của các tổ chức mơi trường (như hướng dẫn thiết kế q
trình của EPA)
Kết quả thử nghiệm mơ hình pilot (cần được thực hiện đối với những

ứng dụng chưa biết hoặc dễ thay đổi)

2
Visu

1


STT

Yếu tố

Chú thích

1

Khả năng ứng
dụng quá trình

2

Giới hạn lưu
lượng
Biến thiên lưu
lượng

Được đánh giá dựa trên:
• Cơ sở kinh nghiệm trước đó;
• Thông tin từ sách,
sách tạp chí và các nhà máy ngoại thực tế;

• Dữ liệu thực nghiệm từ mô hình pilot (khi ứng dụng mới
hoặc không phổ biến)
Quá trình phải đáp ứng được lưu lượng tính toán cần xử lý

3

4
5
6

Tính chất nước
thải đầu vào
Những thành
phần ức chế
Yếu tố khí hậu
ràng buộc

Các quá trình và công trình đơn vị đều chỉ hoạt động tốt nhất
tại một lưu lượng dòng không đổi tương ứng.
Tính chất nước thải đầu vào ảnh hưởng đến loại quá trình (cơ
học, hóa lý hay sinh học) và thiết bị được lựa chọn.
Những thành phần nào tồn tại và có thể gây ức chế quá trình
xử lý
Nhiệt độ ảnh hưởng lên tỉ lệ phản ứng của hầu hết các quá trình
hóa học, sinh học và cơ học. Nhiệt độ cao có thể tăng nhanh
khả năng tạo mùi

3
Visu

STT

Yếu tố

7
Động học phản
ứng và tải trọng
tiêu
iê chuẩn
h ẩ của
ủ
quá trình

8

Hiệu suất xử lý

9

Xử lý chất thải
phát sinh
Quá trình bùn

10
11

Visu

Yếu tố môi
trường ràng

buộc

Chú thích
Xác định kích thước bể phản ứng dựa trên:
• Động học phản ứng chủ đạo
• Hệ số truyền khối
• Tải trọng tiêu
xác
động
iê chuẩn
h ẩ quá
á trình
ì h (khi không
khô
á định
đị h được
đ
độ
học phản ứng)
phương trình động học và tải trọng tiêu chuẩn lấy từ:
• kinh nghiệm,
• Các nghiên cứu xuất bản
• Kết quả thực nghiệm pilot
• Hiệu suất xử lý cần được siết chặt nhằm đạt được tiêu chuẩn
dòng ra
• Các dạng và lượng chất rắn,
rắn lỏng,
lỏng khí phát sinh cần phải
được định tính và định lượng
• Cần lưu ý về yêu cầu xử lý và thải đổ lượng bùn phát sinh

• Quá trình bùn phải tương thích với quá trình xử lý nước
• Hướng gió chủ đạo, các vùng dân cư lân cận (đặt biệt những
quá trình có khả năng tạo mùi)
• Nguồn tiếp nhận nước thải là yếu tố giới hạn đặc biệt đối với
4
chất lượng nước ra

2


STT

Yếu tố

Chú thích

13

Nhu cầu hóa
chất

• Nguồn và lượng cung cấp các hóa chất cho quá trình xử lý
• Tác động đối với tính chất nước thải, dư lượng và chi phí quá
trình xử lý
• Nhu cầu năng lượng, chi phí năng lượng dự toán

14
15
16
17

18

19
20

Nhu cầu năng
lượng
Yêu cầu nhân sự •
•
Yêu cầu vận •
hành, bảo trì •
Các quá trình •
phụ trợ
Mức độ ổn định •
•
•
Mức độ phức tạp •
•
Mức độ tương •
thích

Yêu cầu về sồ lượng và kĩ năng của công nhân vận hành
Khả năng sẵn có, mức độ đào tạo kĩ năng yêu cầu
Yêu cầu đặc biệt vể vận hành và bảo trì
Các thiết bị cần thiết , khả năng sẵn có và chi phí cần thiết
Khả năng ảnh hưởng tới chất lượng dòng ra khi xảy ra sự cố
Hệ thống có dễ xảy ra sự cố hay không
Mức độ chịu shock tải,
Ảnh hưởng đến đầu ra khi shock tải
Mức độ phức tạp trong vận hành

Yêu cầu kĩ năng cần được bồi dưỡng để vận hành quá trình
Khả năng mở rộng nhà máy có thể thực hiện dễ dàng không

5

Visu

STT
21

Yếu tố

Mức độ thích •
nghi
22
Phân tích vòng •
•
đời kinh tế
23 Yêu cầu diện tích •
đất
•

Chú thích
Khả năng thay đổi của nhà máy để có thể đáp ứng các yêu
cầu xử lý trong tương lai
Ước tính chi phí
Nguồn cung cấp vốn
Diện tích đất yêu cầu phục vụ cho các công trình trong hiện
tại và hướng mở rộng có thể có trong tương lai
Diện tích vùng đệm tạo cảnh quan cần thiết

6
Visu

3


Dòng chứa kim
loại nặng

Dòng hữu cơ
Dễ phân
hủy sinh
học

Dễ
bay
hơi

Dòng vô cơ

Độc và khó
phân hủy
sinh học

Kiểm soát tại nguồn
Trung hòa, tách
dầu mỡ lơ lửng

Xử lý sinh

i h học
h

Thải ra môi trường
Phương pháp xử lý và quản lý nước thải công nghiệp độc hại và có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao

7
Visu

Thử nghiệm
SH và kiểm
tra các chất ô
nhiễm ưu tiên

Xử lý sinh
học theo
h
th mẻ
ẻ
(FBR)

Mẫu điều
hòa

Không phân hủy
sinh học/Độc

VOC
NH3

Tách khí,
hơi nước
Kim loại nặng

Oxi hóa khử
hóa học

Lắng

Xử lý tại nguồn

Dễ phân hủy
Xử lý sinh
học tăng
cường

Thử nghiệm
SH và
à kiể
kiểm
tra các chất ô
nhiễm ưu tiên

Chất ô nhiễm
hiễ
chất độc ưu tiên

Carbon hoạt tính
dạng hạt (GAC)
Carbon hoạt tính

dạng bột (PAC)

Lọc màng RO

TDS/các chất vô cơ
Trao đổi Ion

Quy trình thí nghiệm cho lựa chọn quá trình

8
Visu

4


Thải bỏ, tái chế
hoặc xử lý

Lọc RO

Trao đổi Ion

Chất đông tụ

Lọc

Hấp phụ Carbon
hoạt tính
(GAC)

Lắng

Xử lý kị khí

Oxi hóa khử

Oxi hóa không
khí ẩm

Tách khí,
tách hơi
nước

Oxi hóa hóa
học
Kim loại
nặng

Nước
thải

Công nghệ xử lý các loại
nước thải có hàm lượng
chất độc hại cao

Amonia hữu
cơ dễ bay hơi

Các chất
hữu cơ

9

Visu

Nước thải
vào

Khả năng
phân hủy
SH

Xử lý hóa Không
lý

Có

Có

Nồng
độ cao

Xử lý kị
khí

Không

Xử lý bổ
sung

Có

PACT

Thải ra môi trường

Có

Chất ức
chế SH

Không

Thải ra môi trường
Không

Hệ thống
khuấy trộn
hoàn toàn

Không

Yêu cầu
Xử lý Nitơ

Không

Có

Hệ thống

dòng chày
nút

Selector
system

Yêu cầu
Xử lý Nitơ

Không

Sinh trưởng
lơ lửng

Sinh trưởng
bám dính

Có

Quá trình
theo mẻ

Nitrát
hóa/khử
nitrát hóa

Có

Xử lý bổ
sung

Không

Thải ra môi trường
Sơ đồ lựa chọn quá trình cho xử lý sinh học

Thải ra môi trường

10

Visu

5


Xử lý sơ bộ+1

Sinh học
Sơ bộ

Xử lý bậc hai

Lọc sinh
học nhỏ
giọt

Hồ thổi
khí

Xử lý bậc cao

Vào mạng lưới thoát nước đô thị
Tuyển nổi
Axit/kiềm

Điều hòa

Hóa chất

Lọc

Nước thải
thô
Keo tụ
Tạo bông
T
bô

Trung hòa

Lắng

Hấp
phụ
GAC

Lọc

Lọc

Tách

khí hoặc
hơi

Tách

Quá trình
nước thải

Oxy
hóa/khử
Kim loại
nặng

Nén
bùn

Xả ra
nguồn tiếp
nhận

Chất
ấ keo tụ
PAC
Bùn hoạt
tính
PACT

nước bùn

Kết tủa

Oxy
hóa

Hấp phụ
GAC

RBC
Xử lý
kỵ khí

Hồ tràn
Thải bỏ hoặc vào MLTN đô thị

Ozone
hóa

Nitrat hóa/Khử
nitrat

Tuyển nổi
khí hòa tan

Chôn lấp

Hóa chất Ammonia
hữu cơ
hữu cơ
Trong trạm xử lý nước thải

Phân hủy

bùn
Hồ chứa
Ly tâm

Phơi

Lọc
Thải bỏ bùn

Nước thải
Dòng tuần hoàn
Bùn

Thiêu đốt

GAC (Granular Activated Carbon): Than hoạt tính dạng hạt
PAC (Powder Activated Carbon): Than hoạt tính dạng bột
RBC (Rotating Biological Contactor): Bể sinh học tiếp xúc quay

11

Visu

Quá trình

Tách dầu

Điều hòa

Trung hòa

Keo tụ, tạo
bông

Quá trình
lọc

Máng tràn

Quản lý tại
nguồn

Quá trình
lắng

Các công nghệ tiền xử lý

12
Visu

6


Lựa chọn công nghệ tiền xử lý theo tính chất nước thải đầu vào

Các thông số ô nhiễm

Nồng độ giới hạn

Tiền xử lý

SS
Dầu mỡ
Chất độc
Pb
Cu + Ni + CN
Cr6+ + Zn
Cr3+
pH

> 125 mg/l
> 35

Lắng, tạo bông
Bể vớt dầu, tách dầu
Kết tủa, trao đổi Ion

Độ kiềm

≤ 0,1 mg/l
≤ 1 mg/l
≤ 3 mg/l
≤ 10 mg/l
6 đến 9
0,5 lb CaCO3/ lb BOD bị xử
lý

Độ Acid
Độ biế
biến thiên

hiê tải
ải lượng
l
hữu
h
cơ

trung hòa
Trung hòa lượng kiềm dư
trung hòa

> 2:1

Sulfide

> 100 mg/l

Amonia

> 500 mg/l

nhiệt độ

> 38˚C (trong bể)

điều hòa
kết tủa hoạch tách có tái
sinh
pha loãng, trao đổi Ion,
chỉnh pH, tách khí

làm mát

13
Visu

Quá trình xử lý bậc I:
Song chắn rác: loại bỏ chất rắn kích thước lớn
Bể lắng cát: khử sạn cát
Bể điều hòa: với hệ thồng thổi khí xáo trộn ổn định lưu lượng
và nồng độ các chất ô nhiễm
Bể trung hòa: trung hòa pH cho các loại nước thải có pH kiềm
hoặc axít, thuận lợi cho hoạt động của các quá trình phía sau
Bể tuyển nổi,
nổi bể lắng,
lắng bể lọc: loại bỏ dầu mỡ và các chất rắn lơ
lửng

14
Visu

7


Quá trình xử lý bậc II:
Là quá trình phân hủy sinh học của các hợp chất hữu cơ hòa
tan
BOD đầu vào: 50 – 1000 mg/l
BOD đầu ra có thể đạt 15 mg/l
Xử lý bậc II thông thường sử dụng quá trình hiếu khí hoặc quá
trình kị khí (khi BOD khá cao)

Sau xử lý
ý sinh học,
ọ , các bông
g bùn chứa vi sinh và các chất rắn
lơ lửng sẽ được loại bỏ khỏi nước bởi bể lắng thứ cấp

15
Visu

Quá trình xử lý bậc III:
Đứng sau quá trình xử lý sinh học để loại bỏ các các dạng ô
nhiễm dư lượng đặc biệt:
Quá trình lọc loại bỏ các chất rắn lơ lửng hoặc keo
Oxi hóa hóa học và hấp phụ carbon hoạt tính dạng hạt (GAC)
xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học
Hạn chế của xử lý bậc III:
Phức tạp
Chi phí xử lý cao

16
Visu

8


Xử lý ngay tại nguồn phát sinh:
Cần thiết cho xử lý các dòng chất thải có hàm lượng cao:
Kim loại nặng;
Thuốc trừ sâu và;
Các hợp chất khó phân hủy sinh học

Các ô nhiễm này thường khó bị khử bởi xử lý bậc I và sẽ gây ức
chế, làm mất hiệu quả xử lý của xử lý sinh học bậc II
Xử lý tại nhà máy từ dòng có lưu lượng nhỏ và nồng độ ô nhiễm
cao sẽ mang lại hiệu quả xử lý và hiệu quả kinh tế cao hơn từ
dòng lớn và nồng độ nhỏ (do pha loãng)
Quá trình sử dụng cho xử lý tại nhà máy bao gồm: đồng kết tủa,
hấp phụ carbon hoạt tính, oxi hóa hóa học, tách khí, trao đổi ion,
lọc RO, điện thẩm tích và oxi hóa khí ướt

17

Visu

He so khong dieu hoa
Lưu lượng thay đổi nước thải công nghiệp:
Nhiều công nghiệp thải lưu lượng ổn định.
Lưu lượng nước thải công nghiệp thuờng lớn ở những giơ
giờ vệ
vê
sinh trước khi nghỉ việc

18
Visu

9


Thay doi tai luong
Yếu tố

Mục tiêu thiết kế và hoạt động

Lưu lượng
Ngày trung bình

Xác định hệ số cao điểm (tỉ số lưu lượng) và đánh giá bơm và
chi phí hoá chất

Giờ thấp nhất

Xác định việc cắt giảm lưu lượng các công trình bơm và xác
định dãy lưu lượng thấp của đồng hồ đo lưu lượng

Ngày thấp nhất

Xác định kích thước các kênh/mương vào để kiểm soát lắng
cặn; tuần hoàn nước cho bể lọc sinh học

Tháng thấp nhất

Chọn lựa số tối thiểu của các công trình xử lý cơ học hoạt
động trong thời gian lưu lượng thấp; hoạch định thời gian
ngưng hoạt động để bảo trì

Giờ lớn nhất

Xác định
ị
kích thước các công
g trình bơm,, ống

g dẩn;; công
g trình
xử lý cơ học: lắng cát, lắng và lọc, bể tiếp xúc chlorine. Triển
khai chiến lược kiểm soát quá trình để quản lý lưu lượng cao

Ngày lớn nhất

Xác định kích thước bể điều hoà, hệ thống bơm bùn

Tháng lớn nhất

Xác định kích thước kho hoá chất;

19
Visu

Thay doi tai luong
Yếu tố

Mục tiêu thiết kế và hoạt động

Tải lượng
Tháng nhỏ nhất

Nhu cầu cắt giảm van hanh quá trình

Ngày nhỏ nhất

Xác định kích thước lưu lượng tuần hoàn của bể lọc sinh học

Ngày lớn nhất

Xác định kích thước các công trình xử lý sinh học

Tháng lớn nhất

Xác định kích thước công trình chứa bùn, công trình ủ

15-ngày lớn nhất

Xác định kích thước bể phân huỷ bùn hiếu khí/kị khí

20
Visu

10


Mục
Mụ
c tiêu Xử
Xử Lý NT
Xử Lý Hóa
Hóa Lý
Lý::
• Tách rắn khỏi lỏng: Song chắn rác, lắng, lọc
• Tách lỏng
ỏ khỏi
ỏ rắn:
ắ

Nén bùn, tách nước khỏi
ỏ bùn
• Tách lỏng khỏi lỏng: Tách dầu mỡ
• Tách khí khỏi lỏng: Tách khí ammonia, khí sinh học
Xử Lý Sinh Học
Học:
• Chất hữu cơ: Hiếu khí (bùn hoạt tính, sinh trưởng bám dính),
kị khí (UASB, AF)
• Chất dinh dưỡng: Khử Nitơ, photpho

21
Visu

Công Trình
Trình XL Hóa
Hóa Lý
Song chắn rác
Thiết bị nghiền rác
Lắng
g cát
Thổi khí
Trộn
Lắng
Tuyển nổi
Hấp phụ
Lọc
Xử Lý bùn
Khử trùng etc.

22

Visu

11


Xử Lý Lý Họ
Học
c
Tách rắn khỏi lỏng

SCRác☺

tuyển nổi☺

Lắng

Nen bun☺

Lang

thông thường☺

Lọc
chậm

Loc☺

Lọc màng☺

Lọc

nhanh☺

p lực

Khử nước

MF
(Micro-Filter)

Lọc
lớp phủ

tuần hoàn bùn
tầng bùn
lơ lững

Ly tâm☺

Lọc

Trọng lực

Ly tâm
khử nước

UF
(Ultra-Filter)

Lọc
chân không

NF
(Nano-Filter)

Lọc ép☺

RO

ng/vách
nghiêng☺

Ly tâm
nén bùn

(Reverse Osmosis)

Lọc dây đai☺

Điện giải

(Electrodialysis)

23

Visu

Q trình
trình Hóa
Hóa Lý
XL hóa Lý

Trung hò
hoa☺
a☺

Oxi hóa-khử

Làm thoáng☺
Điện giải
Ozon hóa

Oxi hoa-khư
hóa khử

keo tụ
và ☺
va
tạo bông

Hấp phu
Hap
phụ

Than HT

Nhôm HT

Trao đổ
đoii ion☺

Nhựa TD
Cation
Nhựa
TD anion
Chelate Resin
Zeolite

UV

24
Visu

12


Q trình
trình Sinh Họ
Học
c
q trình sinh học

Hồ ổn đònh☺

Kò khí ☺

Lọc
kò khí

kò khí
UASB

Hiếu khí

Bùn
HT☺

sinh trưởng
bám dính☺

Thông thường

Lọc SH

cấp từng bậc

aeroten tiếp xúc

tăng cườ
tang
cương
ng

Lọc SH+làm
thoáng

Mương oxy hóa

Đóa SH (RBC)

từng mẽ (SBR)

Tiếp xúc
lơ lững

Khử nitơ

25

Visu

Xử Lý Nhiệt (cho XL bùn)
Xử lý nhiệt

Sân phơi bùn

Gia nhiệt

Trao đổi nhiệt

Bay hơi

Thiêu đốt

Tháp làm mát

26
Visu

13

MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Mức độ xử lý

Mô tả

Sơ bộ (preliminary)

Lọai bỏ các thành phần như rác, vật nổi, cát, dầu
mỡ mà có thể gây ra các vấn đề trong vận hành và
b ûo d
bả
dưỡõng cho
h cáùc côâng ttrình.
ì h

Bậc I (primary)

Lọai bỏ một phần SS và chất hữu cơ

Bậc I tăng cường
(Advance primary)

Tăng cường khử SS và CHC bằng keo tụ-tạo bông
hoặc lọc.

Bậc II (secondary)

Khử CHC để phân hủy sinh học ở dạng hòa tan và
cặn lơ lửng bằng phương pháp sinh học/hóa học.

Khử trùng cũng bao gồm trong xử lý bậc II.

Bậc III (Tertiary)

Khư SS con
Khử
còn lai
lại (sau xư
xử ly
lý bậc II) bằ
bang
ng loc
lọc cá
catt hoặc
lưới lọc (microscreens). Khử chất dinh dưỡng.

Bậc cao (Advanced)

Khử chất lơ lửng và hòa tan còn lại sau quá trình xử
lý sinh học bình thường khi có yêu cầu tận dụng lại
nước thải sau xử lý.

27
Visu

CÁC Q TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Thành phần

Quá trình

Cặn lơ lửng

Chắn rác, lắng cát, lắng, tuyển nổi, kết tủa hóa học,
lọc

Chất hữu cơ dễ phân hủy
sinh họ
hoc
c

Sinh trưởng lơ lửng hiếu khí; Sinh trưởng bám dính
hiếu khí; Sinh trương
hieu
trưởng lơ lử
lưng
ng kò khí; Sinh trương
trưởng bá
bam
m
dính kò khí; Hồ sinh học; Xử lý đất; Oxy hóa hóa học;
Lọc màng

Chất dinh dưỡng:
+ Nitơ

Oxy hóa học (chlorine); sinh học lơ lửng nitrat hóa và
khử nitrat; Sinh học màng bám dính nitrat hóa và khử
nitat; Tách khí (air stripping); Trao đổi ion; Xử lý hóa
học; Xử lý sinh học.

+ Photpho

Xử ly
Xư
lý hoa
hóa hoc
học – sinh họ
hoc
c.

Vi sinh gây bệnh

Các hợp chất chlorine; chlorine dioxide; Ozone; Bức
xạ UV.

Keo và cặn lơ lửng

phan tach màng; Xử lý hóa học

Mùi

Hấp thụ hóa (chemical scrubbers); hấp phụ than
hoạt tính; Lọc phân ủ.

28
Visu

14

Xử lý sơ bộ+1

Sinh học
Sơ bộ

Xử lý bậc hai

Lọc sinh
học nhỏ
giọt

Hồ thổi khí

Xử lý bậc cao

Vào mạng lưới thoát nước đô thị
Tuyển nổi
Axit/kiềm

Điều hòa

Hóa chất

Nước thải
thô
Trung hòa

Keo tụ
Tạo bông

Lắng

RBC
Xử lý
kỵ khí

Hồ tràn
Thải bỏ hoặc vào MLTN đô thị

Lọc

Hấp phụ

Tách khí

GAC

hoặc hơi

Lọc

Ozone
hóa
Chất keo tụ PAC

Bùn hoạt
tính
PACT

Tách nước bùn

Kết tủa

Nitrat hóa/Khử nitrat

Oxy
hóa

Quá trình
nước thải

Hấp phụ
GAC

Lọc

Nén
bùn

Oxy
hóa/khử
Kim loại
Hóa chất Ammonia
nặng
hữu cơ
hữu cơ
Trong trạm xử lý nước thải

Tuyển nổi
khí hòa tan

Chôn lấp
Phân hủy
bùn
Hồ chứa

Ly tâm

Phơi

Lọc
Thải bỏ bùn

Nước thải

 

Dòng tuần hoàn
Bùn

GAC (Granular Activated Carbon): Than hoạt tính dạng hạt
PAC (Powder Activated Carbon): Than hoạt tính dạng bột
1 
RBC (Rotating Biological Contactor): Bể sinh học tiếp xúc quay

Thiêu đốt

Xả ra nguồn
tiếp nhận

Dòng chứa kim loại
nặng

Dòng hữu cơ

Dễ phân hủy
sinh học

Dòng vô cơ

Độc và khó
phân hủy
sinh học

Dễ
bay
hơi

Kiểm soát tại nguồn, Hình 2.4

Trung hòa, tách
dầu mỡ lơ lửng

Xử lý sinh học

Thải ra môi trường

Hình 2.2 Phương pháp xử lý và quản lý nước thải công nghiệp độc hại và có nồng độ ô
nhiễm hữu cơ cao

2 
 


Thử nghiệm
sinh học và
kiểm tra các
chất ô nhiễm

Xử lý sinh
học theo mẻ
(FBR)

Mẫu điều
hòa

VOC
NH3

Tách khí,
hơi nước
Kim loại nặng

Không phân hủy
sinh học/Độc

Oxi hóa khử
hóa học

Lắng

Xử lý tại nguồn

Dễ phân hủy
Xử lý sinh
học tăng
cường

Thử nghiệm
sinh học và
kiểm tra các
chất ô nhiễm

Carbon hoạt tính
dạng hạt (GAC)
Chất ô nhiễm
chất độc ưu tiên

Carbon hoạt tính
dạng bột (PAC)

Lọc màng
RO

TDS/các chất vô cơ
Trao đổi Ion

Hình 2.3

3 

 


Thải bỏ,
tái chế
hoặc xử lý

Lọc RO

Trao đổi Ion

Chất đông tụ

Lọc

Hấp phụ Carbon
hoạt tính (GAC)

Lắng

Xử lý kị khí

Oxi hóa khử

Oxi hóa không
khí ẩm

Tách khí, tách
hơi nước

Oxi hóa hóa
học

Nước thải

Kim loại
nặng

Amonia hữu cơ
dễ bay hơi

Các chất hữu cơ

Hình 2.4 Công nghệ khả thi cho xử lý các loại nước thải có hàm lượng chất độc hại cao

4 
 


Nước thải vào

Xử lý hóa
- lý

Không

Có

Khả năng
phân hủy SH

Có

Nồng độ
cao

Xử lý kị
khí

Không
Có

Có

Thải ra môi trường

Xử lý đạt
chuẩn

Chất ức
chế SH

PACT

Không
Thải ra môi trường

Hệ thống
khuấy trộn
hoàn toàn

Không
Yêu cầu Xử
lý Nitơ

Không

Yêu cầu Xử
lý Nitơ

Có

Hệ thống
dòng chày
nút

Không

Sinh trưởng
lơ lửng

Sinh trưởng
bám dính

Có
Nitrát
hóa/khử
nitrát hóa

Quá trình

theo mẻ

Có

Xử lý đạt
chuẩn
Không

Thải ra môi trường

Hình 2.5

5 
 

Thải ra môi trường


Bảng 2.2 Các thông số đặc trưng của một số quá trình hoá lý
Quá trình tách khí
Thông số
Quá trình

Các hợp chất
hữu cơ

Không
ngưng tụ

Nhiệt độ

Áp
suất

pH

Dầu
mỡ
mg/l

SS
mg/l

TDS
mg/l

Fe,
Mn

Tính
tan

Chú thích

Không khí

<100 mg/l

A

DP

DP

DP

R

R

DP

R

L

đề nghị Hc >
0,005

Hơi nước

<100 mg/l đến
10%

R

DP

DP

NI

R

R

DP

NO

M

 
 
Quá trình Oxi hóa
Thông số
Quá trình

Các hợp chất
hữu cơ

Nhiệt độ
0F

Áp suất
psig

pH

OD

g/l

Dầu
mỡ
mg/l

SS
mg/l

TDS
mg/l

Fe,
Mn

MW

Oxi hóa không
khí Nm

A

350 - 650

300 3000

NI

20 200

NI

NI

DP

NI

NI

O3

< 10000 mg/l

DP

DP

DP

DP

R

R

DP

A

NI

H2O2

A

DP

NI

DP

DP

R

R

DP

A

H

Chất
Oxi
hóa

Quá trình hấp phụ và kết tủa
6 

 

Chú thích


Thông số
Quá trính

Các hợp chất
hữu cơ

Ion vô
cơ

Các
chất
oxihóa
hóa học

Nhiệt
độ

Hấp phụ
Carbon hoạt
tính

< 10000 mg/l

NA

NA

N hựa hấp phụ

A

NA

Kết tủa hóa học

NA

A

pH

Dầu
mỡ
mg/l

SS
mg/l

TDS
mg/l

Fe,
Mn

MW

Tính tan

DP

DP

< 10

< 50

< 10

NI

H

L

R

DP

DP

< 10

< 10

DP

NI

DP

M

NI

DP

DP

R

NI

DP

A

NI

DP

Chú
thích

 
Quá trình màng và quá trình trao đổi Ion

Thông số

Quá trình

Các hợp chất
hữu cơ
Chất
Chất
bay bán bay
hơi
hơi

Ion vô
cơ

Chất
Oxihóa
hóa học

Nhiệt
độ

Áp
suất
psig

pH

Dầu
mỡ

mg/l

SS
mg/l

TDS
mg/l

Fe,
Mn

MW
amu

> 150

RO

R

A

A

R

DP

<
1500

DP

R

R

<
10000

R

Hyper-filtration

NA

A

NA

NI

DP

DP

DP

R

R

NI

NI

Ultra-filtration

NA

A

NA

NI

DP

10 100

DP

R

R

NI

NI

Điện giải

R

R

A

R

DP

40 60

DP

R

R

<
5000

< 0,3

7 
 

100 500
500 1000000

NI

Chú
thích


Trao đổi Ion

R

R

A

R

DP

NI

8 
 

DP

R

< 50
(< 35)

<
20000

NI

NI


Các thông số ô nhiễm

Nồng độ giới hạn

Tiền xử lý

SS
Dầu mỡ
Chất độc
Pb
Cu + N i + CN
Cr6+ + Zn
Cr3+
pH
Độ kiềm
Độ Acid
Độ biến thiên tải lượng hữu cơ
Sulfide

> 125 mg/l
> 35

Lắng, tạo bông
Bể vớt dầu, tách dầu
Kết tủa, trao đổi Ion

≤ 0,1 mg/l
≤ 1 mg/l
≤ 3 mg/l
≤ 10 mg/l
6 đến 9
0,5 lb CaCO3/ lb BOD bị xử lý

Amonia

> 500 mg/l

nhiệt độ

> 38˚C (trong bể)

> 2:1
> 100 mg/l

trung hòa
Trung hòa lượng kiềm dư
trung hòa
điều hòa
kết tủa hoạch tách có tái sinh
pha loãng, trao đổi Ion, chỉnh
pH, tách khí
làm mát

Tách dầu

Điều hòa

Quá trình

Trung hòa

Quá trình
lắng
Quá trình
lọc

Máng tràn
Quản lý tại
nguồn

Hình 3.1 Các công nghệ tiền xử lý

9 
 

Keo tụ, tạo
bông


LỰA CHỌN QUÁ TRÌNH (INDUSTRIAL WATER POLLUTION CONTROL)
Quá trình xử lý bậc I và bậc II kiểm soát được hầu hết các loại nước thải không độc hại; với các
loại nước thải khác cần có quá trình tiền xử lý trước đó. Xử lý bậc I là bước cần thiết để quá trình

xử lý sinh học bậc II đạt hiệu quả.
Trong quá trình xử lý bậc I, các chất rắn kích thước lớn sẽ bị loại bỏ khi đi qua song chắn rác,
sạn cát được khử bằng bể lắng cát. Bể điều hòa với hệ thồng thổi khí xáo trộn sẽ ổ định lưu
lượng và nồng độ các chất ô nhiễm. Bể trung hòa dùng để trung hòa pH cho các loại nước thải có
pH kiềm hoặc axít, thuận lợi cho hoạt động của các quá trình phía sau. Dầu mỡ và các chất rắn lơ
lửng có thể được xử lý bởi các quá trình tuyển nổi, lắng hoặc lọc.
Quá trình xử lý bậc II là quá trình phân hủy sinh học của các hợp chất hữu cơ hòa tan – giá trị
BOD đầu vào của quá trình từ 50 – 1000 mg/l và đầu ra có thể đạt 15 mg/l. Xử lý bậc II thông
thường sửng dụng quá trình hiếu khí trong các bể hở hoặc hồ, nước thải cũng có thể được xử lý
trước bởi quá trình kị khí trong các bể kín hoặc hồ – khi BOD khá cao. Sau xử lý sinh học, các
bông bùn chứa vi sinh và các chất rắn lơ lửng sẽ được loại bỏ khỏi nước bởi bể lắng thứ cấp,
lượng bùn lắng một phần được tuần hoàn trở lại cho hệ thống hiếu khí, phần dư sẽ được xử lý và
thải bỏ.
Quá trình xử lý bậc III được thêm vào sau quá trình xử lý sinh học để loại bỏ các các dạng ô
nhiễm dư lượng đặc biệt. Quá trình lọc loại bỏ các chất rắn lơ lửng hoặc keo, Oxi hóa hóa học và
hấp phụ carbon hoạt tính dạng hạt (GAC) xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Hạn chế
của xử lý bậc III là phức tạp và chi phí xử lý cao.
Xử lý ngay tại nguồn phát sinh rất cần thiết cho xử lý các dòng chất thải có hàm lượng cao kim
loại nặng, thuốc trừ sâu và các hợp chất khó phân hủy sinh học vì các ô nhiễm này thường khó bị
khử bởi xử lý bậc I và sẽ gây ức chế, làm mất hiệu quả xử lý của xử lý sinh học bậc II. Xử lý tại
nhà máy từ dòng có lưu lượng nhỏ và nồng độ ô nhiễm cao sẽ mang lại hiệu quả xử lý và hiệu
quả kinh tế cao hơn từ dòng lớn và nồng độ nhỏ (do pha loãng). Quá trình sử dụng cho xử lý tại
nhà máy bao gồm đồng kết tủa, hấp phụ carbon hoạt tính, oxi hóa hóa học, tách khí, trao đổi ion,
lọc RO, điện thNm tích và oxi hóa khí ướt.
LỰA CHỌN QUÁ TRÌNH (MECALF & EDDY)
Lựa chọn quá trình bao gồm sự ước lượng chi tiết các yếu tố khác nhau của các công nghệ xử lý,
hoạt động của các công trình đơn vị và các phương pháp xử lý khác nhằm đáp ứng các mục tiêu
xử lý hiện tại và tương lai. Mục đích của phân tích quá trình là tìm ra công nghệ xử lý với chế độ
vận hành các công trình đơn vị tối ưu.
Các yếu tố quan trọng trong lựa chọn quá trình

N hững yếu tố quan trọng cần được đánh giá trong quá trình phân tích và lựa chọn quá trình được
liệt kê trong bảng 4 – 11. Yếu tố đầu tiên, “khả năng ứng dụng quá trình” , dựa trên tất cả các
10 
 


yếu tố khác và phản ánh trực tiếp kĩ năng và kinh nghiệm của kĩ sư thiết kế. Kĩ sư thiết kế có thể
xác định khả năng ứng dụng dựa trên nhiều nguồn khác nhau:
-

Kinh nghiệm thiết kế từ các công trình tương tự trước đó
Dữ liệu đặc trưng từ quá trình lắp đặt vận hành
Thông tin xuất bản trên các tạp chí khoa học công nghệ
Hướng dẫn của các tổ chức môi trường (như hướng dẫn thiết kế quá trình của EPA)
Kết quả thử nghiệm mô hình pilot

Đối với những ứng dụng chưa biết hoặc dễ thay đổi, nghiên cứu pilot nên được thực hiện để xác
định ứng dụng đặc trưng và thu được những dữ liệu cơ bản phục vụ cho thiết kế trên quy mô nhà
máy.
Bảng 4 – 11: Những yếu tố quan trọng cần được đánh giá trong quá trình phân tích và lựa chọn
quá trình
STT
1

Yếu tố
Khả năng ứng dụng quá
trình

2

Giới hạn lưu lượng khả
thi

3

Biến thiên lưu lượng khả
thi

4

Tính chất nước thải đầu
vào
N hững thành phần ức chế
hoặc không ảnh hưởng
Yếu tố khí hậu ràng buộc

5
6
7

Xác định kích thước quá
trình dựa trên động học
phản ứng và tại trọng tiêu
chuNn của quá trình

8

Xác định kích thước quá
trình dựa trên tệ lệ truyền
khối và tại trọng tiêu

chuNn của quá trình

9

Hiệu suất xử lý

Chú thích
Khả năng ứng dụng của quá trình được đánh giá dựa trên cơ sở kinh
nghiệm trước đó; thông tin từ sách, tạp chí và các nhà máy ngoại thực
tế; dữ liệu thực nghiệm từ mô hình pilot. Trong các trường hợp ứng
dụng mới hoặc không phổ biến, nghiên cứu pilot nên được tiến hành
Quá trình phải đáp ứng được lưu lượng tính toán cần xử lý. Ví dụ,
công nghệ hồ ổn định không thích hợp cho dòng lưu lượng cực lớn
trong vùng có mật độ dân số cao
Hầu hết các quá trình và công trình đơn vị được thiết kế trên khoảng
biến thiên rộng lưu lượng dòng xử lý. Đa số các quá trình hoạt động
tốt nhất tại một lưu lượng dòng không đổi tương ứng. N ếu biến thiên
lưu lượng quá lớn, quá trình điều hóa lưu lượng thật sự cần thiết.
Tính chất nước thải đầu vào ảnh hưởng đến loại quá trình (cơ học,
hóa lý hay sinh học) và thiết bị được lựa chọn.
N hửng thành phần nào tồn tại và có thể gây ức chế quá trình xử lý,
nhừng thành phần nào không gây ảnh hưởng trong quá trình xử lý
N hiệt độ ảnh hưởng lên tỉ lệ phản ứng của hầu hết các quá trình hóa
học và sinh học. N hiệt độ còn ảnh hưởng tới hoạt động của một số
công trình cơ học. N hiệt độ ấm có thể tăng nhanh khả năng tạo mùi
Xác định kích thước bể phản ứng dựa trên động học phản ứng chủ
đạo và hệ số động học. N ếu động học phản ứng không thể xác định,
tải trọng tiêu chuNn của quá trình sẽ được sử dụng. Dữ liệu về phương
trình động học phản ứng và tải trọng tiêu chuNn quá trình có thể lấy từ
kinh nghiệm, từ các nghiên cứu xuất bản hoặc kết quả thực nghiệm

pilot
Xác định kích thước bể phản ứng dựa trên các hệ số truyền khối. N ếu
không thể xác định được hệ số truyền khối, tải trọng tiêu chuNn quá
trình sẽ được sử dụng. Dữ liệu về các hệ số truyền khối và tải trọng
tiêu chuNn quá trình có thể lấy từ kinh nghiệm, từ các nghiên cứu xuất
bản hoặc kết quả thực nghiệm pilot.
Hiệu suất xử lý thường được xác định dựa vào chất lượng dòng ra và
thường biền đổi. Hiệu suất xử lý cần được siết chặt nhằm đạt được
11