tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của công ty tnhh ắc quy gs việt nam công suất 960 m3 ngày đêm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU .........................................................................................................................3
DANH MỤC B ẢNG BIỂU ...................................................................................................9
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................. 10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 11
1.1.

Công nghệ sản xuất pin, ắc quy .......................................................................... 11

1.2.

Các phương pháp xử lý ........................................................................................ 13

1.2.1.

Phương pháp cơ học ..................................................................................... 13

1.2.2.

Phương pháp hóa lý ...................................................................................... 20

1.2.3.

Phương pháp sinh học .................................................................................. 25

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG, THÀNH PHẦN VÀ
TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI .............................................................................................. 27

2.1.

Giới thiệu về công ty.............................................................................................. 27

2.2.

Điều kiện tự nhiên, môi trường. ......................................................................... 28

2.2.1

Điều kiện về địa hình, địa chất ...................................................................... 28

2.2.2

Điều kiện khí tượng – thủy văn...................................................................... 28

2.4.

Các phương pháp xử lý nước thải nhiễm Chì ..................................................... 38

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 40
3.1

Đề xuất công nghệ xử lý....................................................................................... 41

3.1.1

Phương án 1 ..................................................................................................... 41

3.1.2

Phương án 2 ..................................................................................................... 43

3.2

So sánh ưu, nhược điểm của từng công nghệ và chọn phương án xử lý.... 45

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
3.2.1

So sánh ưu, nhược điểm của 2 công nghệ.................................................... 45

3.2.2

Lựa chọn phương án ....................................................................................... 46

3.3

Tính toán các công trình đơn vị .......................................................................... 47

3.3.1

Song chắn rác .................................................................................................. 47

3.3.2

Bể điều hòa....................................................................................................... 49

3.3.3

Bể trộn cơ khí ................................................................................................... 51

3.3.4

Bể lắng đứng. ................................................................................................... 54

3.3.5

Bể chứa bùn. .................................................................................................... 60

3.4

Khai toán kinh tế ................................................................................................... 61

3.4.1

Kinh phí đầu tư xây dựng ............................................................................... 61

3.4.2

Kinh phí vận hành ........................................................................................... 70

CHƯƠNG 4: QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .. 72
4.1.

Quản lý kiểm soát quá trình xử lý nước thải của hệ thống ........................... 72

4.2.

Vận hành và khắc phục các sự cố của hệ thống xử lý nước thải ................. 72

4.2.1

Vận hành........................................................................................................... 72

4.2.2

Sự cố trong quá trình vận hành ..................................................................... 74

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 77

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

LỜI MỞ ĐẦU
Trong xã hội ngày càng phát triển hiện nay, ắc quy được sử dụng hết sức phổ
biến, từ xe máy, ô tô,.. đến các động cơ máy móc công nghiệp đều cần phải có ắc quy
để hoạt động ổn định. Để đáp ứng nhu cầu đó rất nhiều công ty, xí nghiệp sản xuất ắc
quy tại Việt Nam mọc lên càng nhiều và kéo theo một số hệ lụy ch môi trường như khí
thải, nước thải, chất thải rắn,.. Tất cả những loại chất thải này đều gây nguy hại cho
môi trường nếu không được xử lý đúng cách, đặc biệt là ô nhiễm chì gây ảnh hưởng
rất lớn đến sức khỏe con người.
Công ty TNHH Ắc quy GS Việt Nam là một trong những công ty chuyên sản
xuất các loại ắc quy xe máy, bình ắc quy ô tô, tàu thuyền, ắc quy công nghiệp và ắc
quy xe nâng đi đầu tại Việt Nam. Công ty đóng góp không nhỏ đến sự phát triển kinh
tế của Bình Dương nói riêng và Việt Nam nói chung. Tuy nhiên trong giai đoạn sản
xuất không tránh khỏi việc phát sinh nước thải nhiễm chì, nếu không được xử lý sẽ
gây ô nhiễm môi trường trầm trọng vì chì là một loại kim loại nặng rất độc, ảnh hưởng
đến sức khỏe con người, cũng như hệ sinh thái. Mặc dù tại khu công nghiệp VSIP có
hệ thống xử lý nước thải tập trung, nhưng nếu tiếp nhận nguồn nước thải với nồng độ
chất thải quá cao sẽ gây quá tải và ảnh hưởng nghiêm trọng tới các công trình xử lý
nước thải phía sau, nhất là các công trình xử lý bằng phương pháp sinh học. Vì vây,
việc xử lý nước thải trước khi chuyển tiếp đến nguồn nhận là tất yếu và hết sức quan
trọng.

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin cảm ơn tất cả các thầy cô, bạn bè đã giúp đỡ em trong suốt
quãng thời gian vừa qua.
Thời gian học tập tại Trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường TP.Hồ Chí Minh
là một chặng đường không dài cũng không ngắn. Trong suốt quãng thời gian đó, các
thầy cô đã luôn tạo mọi điều kiện, hướng dẫn chỉ bảo cho chúng em với sự tận tụy và
nhiệt huyết của mình. Các thầy cô đã không ngại khó khăn và giành những thời gian
quý báu của mình để giảng dạy tận tình cho chúng em. Chính những điều đó là động
lực để em không ngừng học hỏi, phấn đấu, trau dồi kiến thức trong những năm tháng
sinh viên vừa qua.
Và luận văn tốt nghiệp chính là sự vận dụng, tổng hợp, kiến thức mà em đã được
học trong những năm qua dưới sự giảng dạy của thầy cô. Hơn nữa, luận văn tốt nghiệp
cũng giúp em hiểu được phần nào công việc của người kỹ sư môi trường trong tương
lai. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn hẹp nên không tránh khỏi những thiếu sót, kính
mong các thầy cô góp ý, sửa chữa để em có thể hoàn thiện tốt hơn.
Để có thể hoàn thành bài luận văn này, em đã cố gắng rất nhiều bên cạnh sự giúp
đỡ nhiệt tình từ các thầy cô, đặc biệt là thầy Nguyễn Đinh Tuấn. Thầy đã tận tình giúp
đỡ, chỉ bảo và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để chúng em có thể hoàn thành
một cách tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn.
Một lần nữa em xin cảm ơn tất cả mọi người!

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Trong xã hội hiện đại ngày nay, nguồn điện thứ cấp - ắc quy xuất hiện hầu hết
trong các lĩnh vực như giao thông, công nghiệp, hàng không, tàu thuyền,… Ắc quy trở
thành một phần không thể tách rời trong thời đại này, do đó ngành sản xuất, tái chế,
sửa chữa ắc quy cũng đang phát triển vượt bật, tại Việt Nam có khá nhiều thương hiệu
ắc quy nổi tiếng, nhưng trong đó nổi bật nhất có thể nói đến Ắc quy GS Việt Nam.
Công ty Ắc quy GS Việt Nam là công ty sản xuất ắc quy hàng đầu Việt Nam, với
hàng loạt các sản phẩm ắc quy thành phẩm cũng như ắc quy tái sử dụng được đưa ra
thị trường, thì phía sau đó là vấn đề nước thải sản xuất hết sức nang giải được đặt ra.
Nước thải sản xuất chứa thành phần chủ yếu là kim loại chì và axit H 2 SO4 nếu không
được xử lý mà xả ra môi trường sẽ gây hậu quả vô cùng nghiêm trọng đến con người
cũng như hệ sinh thái.
Do đó đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất Công ty TNHH
Ắc quy GS Việt Nam” là rất cần thiết để giải quyết vấn đề trên.
Đề tài này sẽ đưa ra các phương pháp xử lý nước thải ngành ắc quy hiệu quả, tính
toán các công trình đơn vị, đề ra các biện pháp khắc phục sự cố và kinh phí đầu tư cho
hệ thống.

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

Mục tiêu của đề tài
- Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất cho Công Ty TNHH Ắc quy GS

Việt Nam công suất 960 m3/ngày. Để góp phần bảo vệ môi trường.
- Áp dụng những kiến thức từ môn xử lý nước thải vào trong thực tế.
Phương pháp thực hiện
- Tham khảo Báo cáo đánh giá tác động môi trường.
- Tham khảo lý thuyết, công thức... từ giáo trình của Khoa môi trường – Đại
Học Tài Nguyên Môi Trường TPHCM, từ sách các nguồn
- So sánh, lựa chọn và tính toán.
Nội dung của đề tài
- Tổng quan về Công ty TNHH Ắc quy GS Việt Nam
- Các phương pháp thích hợp để xử lý nước thải
- Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử lý
- Tính toán các công trình theo công nghệ đã chọn
- Khai toán chi phí
- Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Ký tên

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Ký tên

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Nhiệt độ không khí tại Trạm Sở Sao ................................................................. 29
Bảng 2.2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng đo tại Trạm Sở Sao ................................. 30
Bảng 2.3: Lượng mưa trung bình tháng và năm (mm) đo tại trạm Sở Sao.................... 30
Bảng 2.4: Nguồn phát sinh nước thải chủ yếu................................................................... 35

Bảng 2.5: Tính toán nước thải của nhà máy khi điều chỉnh, bổ sung............................. 36
Bảng 2.6: Thông số thành phần nước thải sản xuất. ......................................................... 37
Bảng 3.1: Hiệu suất xử l ý phương án 1 .............................................................................. 42
Bảng 3.2: Hiệu suất xử l ý phương án 2 .............................................................................. 44
Bảng 3.4: So sánh ưu nhược điểm 2 phương án................................................................ 45
Bảng 3.5: Các tóm tắt các thông số thiết kế bể điều hòa.................................................. 50
Bảng 3.6: Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể trộn cơ khí. .......................................... 53
Bảng 3.7: Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng đứng............................................. 58
Bảng 3.8: Bảng tóm tắt kích thước bể chứa bùn ............................................................... 60
Bảng 3.9: Kích thước của các bể cần xây dựng ............................................................... 61
Bảng 3.10: Tỉ lệ bê tông MAC-200 dùng xi măng PCB 40............................................. 63
Bảng 3.11: Tỉ lệ bê tông MAC-150 dùng xi măng PCB30 .............................................. 64
Bảng 3.12: Lượng thép cần thiết để xây dựng................................................................... 68
Bảng 3.13: Chi phí thiết bị ................................................................................................... 69
Bảng 3.14: Chi phí điện năng tiêu thụ ................................................................................ 70
Bảng 4.1: Sự cố trong quá trình vận hành .......................................................................... 74

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Song chắn rác ....................................................................................................... 15
Hình 1.2: Bể lắng ngang ....................................................................................................... 17

Hình 1.3: Bể lắng đứng......................................................................................................... 18
Hình 1.4: Bể lọc nhanh ......................................................................................................... 19
Hình 1.5: Lọc áp lực ............................................................................................................. 20
Hình 1.6: Cơ chế keo tụ tạo bông........................................................................................ 21
Hình 1.7: Cỏ Vertiver ........................................................................................................... 25
Hình 2.1: Sơ đồ tổ chức công ty TNHH Ắc Quy GS Việt Nam ..................................... 28
Hình 3.1: Cấu tạo bê tông cốt thép...................................................................................... 66

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Công nghệ sản xuất pin, ắc quy

Ắc quy là nguồn điện hóa học, bao gồm điện cực dương và điện cực âm, lá cách
giữa hai điện cực và dung dịch điện ly. Loại acc1 quy được sản xuất tại công ty GS là
ắc quy chì – axit. Cực dương của ắc quy chì làm bằng chì có phủ một lớp PbO2, cực
âm là kim loại chì. Khi nhúng 2 điên cực này vào dung dịch axit sunfuric, giữa 2 điện
cực tạo ra một điện áp. Khi có phụ tải, tức là có phóng điện, 2 điện cực được nối với
nhau thông qua một thiết bị điện một chiều, các hoạt chất ở cực âm và cực dương là Pb
và PbO2 sẽ trao đổi điện tử để tạo thành dòng điện để vận hành thiết bị, đồng thời dưới

tác dụng của axit chúng sẽ trở thành chì sunfat. Khi nạp điện, chì sunfat sẽ trở thành
Pb và PbO2.
Sản xuất ắc quy gồm các công đoạn sau:
 Đúc khung lưới (đúc sườn): là công đoạn đúc hợp kim chì để tạo sườn cực
dương và âm của ắc quy có độ bền cơ học cao. Nguyên liệu đúc sườn cực là
hợp kim chì – atimony và hợp kim chì canxi.
 Sản xuất chì oxit: Chì thỏi nguyên chất được đưa vào nồi nấu và được đúc
thành bi chì trước khi đưa vào máy nghiền bi. Chì nguyên liệu được gia công
bằng máy nghiền bi để tạo thành bột chì chứa 70% đến 80% chì là nguyên
liệu để tạo thành cao chì là chất hoạt tính của là cực ắc quy.
 Trộn, trát cao: Bột chì sau khi đưa từ công đoạn sản xuất chì oxit sang sẽ
được định lượng pha trộn với axit sunfuaric và một số phụ gia khác theo từng
loại điện cực âm hoặc điện cực dương với với tỉ lệ thích hợp để tạo thành cao
chì chuẩn bị cho công đoạn trát cao. Sau đó trát cao lên sườn cực, cho cao
đóng rắn và sấy khô để tạo thành bản cực dương và bản cực âm (dạng là cực
sống). Tùy thuộc vào loại lắc sử dụng cho loại bình mà sau khi sấy khô ở cuối
công đoạn trát cao, lắc sẽ được hóa thành hay không hóa thành trước khi cắt.

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
 Hóa thành: đây là công đoạn xử lý điện hóa thực hiện quá trình tích điện cho
lá cực sống để tạo thành lá cực dương (PbO2 ) và lá cực âm (Pb) có dung
lượng cao. Lá cực được mắc với nguồn điện một chiều và nhúng trong dung

dịch axit sulfuric có tỉ trọng d = 1,020 – 1,080 ở 20 oC. Sau hóa thành, các lá
cực được rửa sạch và sấy khô. Lá cực dương (lắc dương) được sấy bằng
phương pháp đối lưu nhiệt, lá cực âm (lắc âm) được sấy bằng phương pháp
ngưng tụ chân không.
 Cắt lắc: Lắc âm và lắc dương thành phẩm sẽ được chuyển sang công đoạn cắt
lắc để tạo thành những tấm lắc đơn và được mà sạch để cung cấp cho chuyền
lắp ráp bình ắc quy.
 Lắp ráp ắc quy: Các nguyên liệu như lắc âm, lắc dương, tấm cách, cọc chì,..
sẽ được chuyển đến và tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh.
Trong suốt toàn bộ quá trình sản xuất, từ khâu nhập nguyên liêu, chế tạo đến lắp
ráp sản phẩm đều phát sinh một số chất ô nhiễm như khí thải, bụi, chất thải rắn, nước
thải,… gây hại cho môi trường cũng như chất lượng sức khỏe của công nhân. Một số
loại chất thải đặc trưng của ngành sản xuất ắc quy:
 Khí thải: Khí thải trong quá trình sản xuất bao gồm bụi, bụi chì, hơi axit,..
trong đó nồng độ chì trong khí thải là khá cao.
 Chất thải rắn: Trong quá trình sản xuất sẽ xuất hiện một số chất thải rắn
không nguy hại như bao bì nhựa, thùng carton, mút xốp,… trong quá trình
đóng gói sản phẩm và chứa đựng vật liệu sản xuất. Ngoài ra còn có một số
loại chất thải nguy hại như: xỉ chì, các nguyên liệu bị hỏng, bình ắc quy hư,
vải lau nhớt,…
 Nước thải: đặc trưng của nước thải sản xuất ắc quy chì – axit là có pH thấp,
nồng độ Pb cao, có thể nhiễm dầu máy.
Tác hại của chất ô nhiễm:

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
 Đối với sức khỏe con người: Chất ô nhiễm chủ yếu là Pb, chì là một loại kim
loại nặng, có khả năng tích tụ trong cơ thể, làm vệc tiếp xúc với bụi chì sẽ gây
bệnh đau mắt, bệnh đường hô hấp, bị nhiễm chì trong máu, một số trường hợp
bị viêm não để lại di chứng là sự bại liệt, mù,.. Bụi chì rất độc cho cơ thể, làm
sức khỏe con người bị tiêu hao nhanh chóng, đa số các bệnh trực tiếp do tiếp
xúc là các bệnh về mắt, đường ruột, đường hô hấp, nhiễm độc trong máu và dạ
dày. Ngoài nhiễm độc do chì, hơi axit phát sinh có thể gây ngứa ngáy khó chịu
cho da và mắt, trường hợp nặng có thể gây hư võng mạc, phá hủy tế bào da, gây
ung thư da và các bệnh đường hô hấp.
 Đối với môi trường: Chì từ nguồn thải nếu không được xử lý có thể tích tụ vào
cơ thể các loài động thực vật, nguồn chất độc tích tụ này có thể gián tiếp truyền
vào cơ thể con người nếu ăn phải. Hơi axit gây ăn mòn bê tông, ăn mòn vật liệu
kim loại, gây ra mưa axit làm ảnh hưởng xấu đến mùa màng, khả năng sinh
trưởng của thực vật cũng như các loài động vật trên cạn.
1.2.

Các phương pháp xử lý

1.2.1. Phương pháp cơ học
Những phương pháp loại các chất rắn có kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải
được gọi chung là phương pháp cơ học. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
thường thực hiện trong các công trình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể
tách dầu mỡ… Đây là các thiết bị công trình xử lý sơ bộ tại chỗ tách các chất tán thô
nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau
hoạt động ổn định. Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng
60% tạp chất không tan, tuy nhiên BOD trong nước thải giảm không đáng kể. Để tăng
cường quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng nên

hiệu suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD giảm đi 10 –
15%.
Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:
-

Bể điều hòa:

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trình
công cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các
điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này.
Nhiệm vụ:
 Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải.
 Tiết kiệm hóa chất để khử trùng nước thải.
 Ổn định lưu lượng.
 Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học tiếp theo
-

Song chắn rác:
Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và

các tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị

xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với
các khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhựa hoặc gỗ. Tiết diện
của các thanh này là hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip. Bố trí song chắn rác trên máng
dẫn nước thải. Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước
chảy để giữ rác lại. Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc
500 đến 900.
Phân loại:
- Kích thước: thô, trung bình, mịn
- Hình dạng: song chắn, lưới chắn
- Phương pháp làm sạch: thủ công, cơ khí
- Bề mặt lưới chắn: cố định, di động
Thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và
trước các công trình xử lý nước thải.

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

Hình 1.1: Song chắn rác
-

Bể lắng:
 Bể lắng cát:
Trong các thành phần cặn lắng trong nước thải thường có hàm lượng cát lớn.

Đây là thành phần vô cơ tuy không độc hại nhưng chúng làm ảnh hưởng rất nhiều
trong quá trình xử lý nước thải, cát nặng nên dể tích tụ trong cát bể, gây khó khăn
trong việc xả cặn,..
Nhiệm vụ của bể lắng cát là lắng các loại cặn vô cơ có kích thước lớn hơn 0,2
mm, giảm ăn mòn thiết bị như bơm, khuấy,… chống lắng cặn trong mương dẫn,…
 Bể lắng nước thải:
Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc
dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải. Vì vậy, đây là
quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu có thể bố trí nối
tiếp nhau, quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90% - 95% lượng cặn có trong nước
hay sau khi xử lý sinh học. Để có thể tăng cường quá trình lắng, ta có thể thêm vào
chất đông tụ sinh học. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực.
Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt I
trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt II sau công trình xử lý sinh học.
SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
Theo cấu tạo và hướng dòng chảy, người ta phân ra các loại bể lắng ngang, bể
lắng đứng và bể lắng ly tâm.
 Bể lắng ngang
Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật trên mặt bằng, có thể được làm bằng các
loại vật liệu khác nhau như bêtông, bêtông ccít thép, gạch hoặc bằng đất tùy thuộc vào
kích thước và yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế.

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương nằm ngang qua bể. Người ta
chia dòng chảy và quá trình lắng thành 4 vùng:





Vùng
Vùng
Vùng
Vùng

hoạt động là vùng quan trọng nhất của bể lắng;
bùn (vùng lắng đọng) là vùng lắng tập trung;
trung gian, tại đây nước thải và bùn lẫn lộn với nhau;
an toàn.

Ứng với quá trình của dòng chảy trên, bể lắng cũng có thể được chia thành 4
vùng:





Vùng nước thải vào,
Vùng lắng hoặc vùng tách,
Vùng xả nước ra
Vùngbùn.

Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5 – 4 m, chiều dài bằng (8 – 12) H,

chiều rộng kênh từ 3 – 6 m. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng
nước thải trên 15000 m3 /ngày. Hiệu suất lắng đạt 60%. Vận tốc dòng chảy của nước
thải trong bể lắng thường được chọn không lớn hơn 0,01 m/s, còn thời gian lưu từ 1 –
3 giờ.

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

Hình 1.2: Bể lắng ngang
 Bể lắng đứng
Bể lắng đứng có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp. Nước thải được
đưa và ông phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s. Nước thải chuyển
động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s.
Thời gian nước lưu lại trong bể từ 45 – 120 phút. Nước trong được tập trung vào mánh
thu phía trên, cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới và được xả
ra ngoài bằng bơm hay áp lực thủy tĩnh. Chiều cao vùng lắng từ 4 – 5 m. Góc nghiêng
cạnh bên hình nón không nhỏ hơn 50°, đường kính hoặc cạnh có kích thước từ 4 – 9
m. Trong bể lắng, các hạt chuyển động cùng với nước từ dưới lên trên với vận tốc w
và lắng dưới tác động của trọng lực với vận tốc W. Do đó các hạt có kích thước khác
nhau sẽ chiếm những vị trí khác nhau trong bể lắng. Khi W> w, các hạt sẽ lắng nhanh,
khi W< w, chúng sẽ bị cuốn theo dòng chảy lên trên. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng
thường thấp hơn bể lắng ngang 10 – 20%. Bể có diện tích xây dựng nhỏ, dễ xả bùn
cặn.

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

Hình 1.3: Bể lắng đứng
 Bể lắng ly tâm
Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính 16 – 40m (có khi tới 60m). Chiều
sâu phần nước chảy 1,5 – 5m, còn tỷ lệ đường kính/chiều sâu từ 6 – 30. Đáy bể có độ
dốc i > 0.02 về tâm để thu cặn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành
bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. Cặn lắng xuống đáy được tập
trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thông gạt cặn quay tròn. Thời gian nước thải lưu lại
trong bể khoảng 85 – 90 phút. Hiệu suất lắng đạt 60%. Bể lắng ly tâm được ứng dụng
cho các trạm xử lý có lưu lượng từ 20.000 m3 /ngày đêm trở lên.
-

Bể lọc:
Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất

định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và
vi trùng có trong nước. Nguyên tắc lọc của các bể như nhau, chỉ khác tốc độ lọc.

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
Bể lọc dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tác có trong nước thải với kích
thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như
cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thường làm việc
với hai chế độ: lọc và rửa lọc.
Quá trình này chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu
hồi một số thành phần quí hiếm có trong nước thải.

Hình 1.4: Bể lọc nhanh
Các loại bể lọc:
 Bể lọc chậm
Nước từ máng phân phối vào bể với vận tốc rất nhỏ từ 0,1 – 0,5 m/h, lớp cát lọc để
trên lớp sỏi đở, dưới lớp sỏi đở là hệ thống mang thu nước đã lọc sang bể chứa.
Hiệu quả lọc của bể cao từ 95 – 99% cặn bẩn và vi trùng sẽ được giữ lại trên lớp lọc.
 Bể lọc nhanh phổ thông: tốc độ lọc từ 3-20 m/h kích thước đường kính vật liệu
lọc từ 0,5-5 mm gồm bể lọc nhanh một chiều và bể lọc nhanh hai chiều. Trong bể
lọc một chiều: gồm 1 lớp vật liệu lọc hoặc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc.
 Bể lọc nhanh hai lớp
 Bể lọc sơ bộ

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

19

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
 Bể lọc tiếp xúc: trong bể lọc tiếp xúc, quá trình lọc xảy ra theo chiều từ dưới lên
trên. Nước pha phèn theo ống dẫn vào bể qua hệ thống phân phối nước lọc, lớp
cát lọc rồi tràn vào máng thu nước theo đường ống dẫn nước sạch sang bể chứa.
 Bể lọc áp lực: là một bể lọc nhanh kín thường được chế tạo bằng thép có dạng
hình trụ đứng cho công suất nhỏ và hình trụ ngang cho công suất lớn.

Hình 1.5: Lọc áp lực
1.2.2. Phương pháp hóa lý
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá
trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng
ra khỏi nước thải.
-

Keo tụ tạo bông:
Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt

keo có kích thước rất nhỏ (10 -7 – 10 -8 cm). Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và
không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng hiệu quả lắng,
giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

20

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán
trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn.
Các chất keo tụ dùng là:
 Phèn

nhôm:

Al2(SO4 )3.18H2 O, NaAlO2, Al2 (OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O,

NH4Al(SO4)2 .12H2O
 Phèn sắt: Fe 2 (SO4)3.2H2 O, FeSO4.7H2O, FeCl3
 Chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng
hợp.
Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo
bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các
chất phân tán không tan gây ra màu.

Hình 1.6: Cơ chế keo tụ tạo bông

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
Hấp phụ:

-

Phương pháp này thường xử lý các hạt có kích thước nhỏ, không phân hủy sinh
học và có độc tính cao. Tốc độ quá trình hấp phụ phụ thuộc vào nồng độ, bản chất và
cấu trúc của các chất tan, nhiệt độ của nước, loại và tính chất của các chất hấp phụ.
Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen,
keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sản xuất như xỉ tro, xi
mạt sắt. Trong số này, than hoạt tính được dùng phổ biến nhất. Các chất hữu cơ, kim
loại nặng và các chất màu dễ bị hấp phụ. Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng
của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn có trong nước.
Phương pháp này có thể hấp phụ 58 – 95% các chất hữu cơ và màu. Các chất
hữu cơ có thể bị hấp phụ được là phenol, akylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm và
các hợp chất thơm.
Cơ chế của quá trình hấp phụ
Trong hấp phụ thường diễn ra 2 kiểu hấp phụ là hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.


Hấp phụ vật lý: Là sự tương tác yếu và thuận nghịch nhờ lực hút tĩnh điện giữa
các ion kim loại và các tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ. Các mối liên kết
này yếu do vậy thuận lợi cho quá trình nhả hấp phụ và thu hồi kim loại quý.

 Hấp phụ hóa học: Là quá trình xảy ra các phản ứng tạo liên kết hóa học giữa
ion kim loại nặng và các nhóm chức của tâm hấp phụ, thường là các ion kim
loại nặng phản ứng tạo phức đối với các nhóm chức trong chất hấp phụ. Mối
liên kết này thường rất bền và khó bị phá vỡ.
 Sau khi thực hiện hấp phụ để xử lý chất độc trong nước nói chung và kim loại

nặng nói riêng thì người ta thường tiến hành nhả hấp phụ để hoàn nguyên, tái
sinh.
Ưu điểm
 Xử lý hiệu quả kim loại nặng ở nồng độ thấp;
 Đơn giản, dễ sử dụng;
 Có thể tận dụng một số vật liệu là chất thải của các ngành khác như Fe2O3;
SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
 Có thể nhả hấp phụ để tái sinh vật liệu hấp phụ.
Nhược điểm

-



Chi phí áp dụng cho xử lý kim loại nặng ở nồng độ thấp;



Chi phí xử lý cao.
Trao đổi ion:
Phương pháp trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong các quá trình xử lý nước

thải cũng như nước cấp.
Trong xử lý nước thải, phương pháp trao đổi ion được sử dụng để loại ra khỏi
nước các kim loại (kẽm, đồng, crom, nikel, chì, thuỷ ngân, cadimi, vanadi,
mangan,…),các hợp chất của asen, photpho, xianua và các chất phóng xạ. Phương
pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị với độ làm sạch nước cao
Nhược điểm chính của phương pháp này là chi phí đầu tư và vận hành khá cao
nên ít được sử dụng cho các công trình lớn và thường sử dụng cho các trường hợp đòi
hỏi chất lượng xử lý cao.
Ưu điểm của phương pháp là rất triệt để và xử lý có chọn lựa đối tượng.
Cơ sở của phương pháp:
Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hoá học giữa ion trong pha lỏng
và ion trong pha rắn .Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản ứng hoá học đổi chỗ
(phản ứng thế ) giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn (là nhựa trao đổi).
Sự ưu tiên hấp thu của nhựa trao đổi dành cho các ion trong pha lỏng nhờ đó các ion
trong pha lỏng dễ dàng thế chổ các ion có trên khung mang của nhựa trao đổi. Quá
trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau.
Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion là trao đổi ion với lớp nhựa chuyển
động, vận hành và tái sinh liên tục; và trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên ,vận
hành và tái sinh gián đoạn. Trong đó trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh là phổ biến.
Nhựa trao đổi ion

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm

Nhựa trao đổi ion còn gọi là ionit ,các ionit có khả năng hấp thu các ion dương
gọi là cationit, ngược lại các ionit có khả năng hấp thu các ion âm gọi là anionit. Còn
các ionit vừa có khả năng hấp thu cation ,vừa có khả năng hấp thu anion thì được gọi
là ionit lưỡng tính .
Về cấu tạo : trong cấu tạo của chất trao đổi ion, có thể phân ra hai phần .Một
phần gọi là gốc của chất trao đổi ion, một phần khác gọi là nhóm ion có thể trao đổi
(nhóm hoạt tính ). Chúng hoá hợp trên cốt cao phân tử.
-

Phương pháp điện hóa:

Cơ chế của phương pháp
Tách kim loại bằng cách nhúng các điện cực trong nước thải có chứa kim loại
nặng cho dòng điện 1 chiều chạy qua. Ứng dụng sự chênh lệch điện thế giữa hai điện
cực kéo dài vào bình điện phân để tạo một dòng điện định hướng. Các cation chuyển
dịch về phía catot. Anion chuyển về phía anot. Khi điện áp đủ lớn sẽ xảy ra phản ứng
ở điện cực như sau:
Ở Anot: Trên anot xảy ra quá trình oxi hóa anion hoặc OH- hoặc chất làm anot.
Quá trình xảy ra như sau: Mr - ne = Mn+
Ở Catot: Khi cho dòng điện đi qua dung dịch thì cation và H + sẽ tiến về bề mặt
catot. Khi thế phóng điện của cation lớn hơn của H + thì cation sẽ thu electron của catot
chuyển thành các ion ít độc hơn hoặc tạo thành kim loại bám vào điện cực. Phản ứng
xảy ra như sau: Mn+ + me = M n-m (n>m); Mn+

+ ne = Mr

Ưu, nhược điểm:
Ưu điểm
+ Đơn giản, dễ sử dụng;
+ Không sử dụng hóa chất.

Nhược điểm
+ Tiêu hao năng lượng lớn. Chi phí xử lý cao;

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất của Công ty TNHH Ắc quy GS
Việt Nam. Công suất 960 m3/ngày đêm
+ Chỉ thích hợp với nước thải có nồng độ kim loại cao;
+ Mặc dù hiệu suất xử lý đạt tới 90% hoặc hơn nhưng nồng độ kim loại trong
nước thải vẫn còn cao.
1.2.3. Phương pháp sinh học
Cơ chế của phương pháp
Phương pháp sinh học là phương pháp sử dụng những vi sinh vật đặc trưng chỉ
xuất hiện trong môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng và có khả năng tích lũy kim loại
nặng trong cơ thể. Các vi sinh vật thường sử dụng như tảo,nấm, vi khuẩn, v.v.. Ngoài
ra còn có một số loài thực vật sống trong môi trường ô nhiễm kim loại nặng có khả
năng hấp thụ và tách các kim loại nặng độc hại như: Cỏ Vertiver, cải xoong, cây
dương xỉ, cây thơm ổi, v.v.. Thực vật có nhiều phản ứng khác nhau đối với sự có mặt
của các ion kim loại trong môi trường.

Hình 1.7: Cỏ Vertiver


Cơ chế hấp thụ kim loại nặng ở vi khuẩn như sau:

SVTH: Phạm Nguyễn Minh Phụng _ 0150020128
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn

25