tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy an bình công suất 4000 m3 ngày đêm

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
MỤC LỤC
TÓM TẮT…………………………………………………………………………………...……………….………………………...1
LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………….………………………………………………….2
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………………………………….............................................7
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN .......................................................................................10
1.1. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH GIẤY: 10
a. Song chắn rác ........................................................................................................10
b. Bể lắng, bể lắng cát ...............................................................................................10
c. Bồn lọc……. .........................................................................................................14
d. Bể điều hòa… .......................................................................................................15
a. Phương pháp hiếu khí ...........................................................................................16
e. Phương pháp kị khí ...............................................................................................21
a. Phương pháp trung hòa .........................................................................................23
f.
Phương pháp oxy hóa – khử .................................................................................24
g. Phương pháp hấp phụ ...........................................................................................24
h. Keo tụ, tạo bông ....................................................................................................26
i.
Phương pháp tuyển nổi .........................................................................................28
1.2. Các công nghệ và thiết bị xử lý nước thải sản xuất giấy hiện nay: ......................29
CHƯƠNG II.
GIỚI THIỆU CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY AN BÌNH. VÀI NÉT VỀ
NGÀNH CÔNG NGHIỆP VÀ NƯỚC THẢI NGÀNH GIẤY ....................................33
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY:................................................................33
2.2. NHU CẦU NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM, THỊ TRƯỜNG. ..............................36
2.3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY ........................................................................37
2.4. VÀI NÉT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY:.................................................39
2.5. TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY. ..............40

2.5.1. Chất thải rắn. .......................................................................................................41
2.5.2. Khí thải……. ......................................................................................................42
2.5.3. Nước thải…. .......................................................................................................42
2.6. ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY. ...................42
2.7. CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU NƯỚC THẢI CHO NGÀNH CÔNG
NGHIỆP GIẤY..............................................................................................................44
a. Áp dụng biện pháp sản xuất sạch hơn. .................................................................44
b. Các biện pháp khác. ..............................................................................................45
2.8. VẤN ĐỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY VIỆT
NAM... ...........................................................................................................................46
CHƯƠNG III. ĐỀ XUẤT – PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
CHO CÔNG TY GIẤY AN BÌNH ...............................................................................48
3.1. CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ ...............................................48
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

4


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
3.2. CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ: .................................48
3.3. ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ XỬ
LÝ:…………………. ....................................................................................................49
3.3.1. Phương án 1:…… ................................................................................................49
3.3.2. Phương án 2:…… ................................................................................................51
3.3.3. Phân tích ưu nhược điểm và lựa chọn công nghệ và thiết bị xử lý: ....................53
3.3.4. Lựa chọn công nghệ xử lý ...................................................................................57
CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ...................................................................59

4.1. SONG CHẮN RÁC ..............................................................................................60
4.2. BỂ THU GOM ......................................................................................................62
4.3. BỂ ĐIỀU HOÀ. ....................................................................................................63
4.4. HỆ THỐNG TUYỂN NỔI. ..................................................................................69
4.5. BỂ UASB ..............................................................................................................78
4.6. BỂ MBBR .............................................................................................................86
4.7. BỂ LẮNG. ............................................................................................................94
4.8. BỂ CHỨA BÙN ...................................................................................................97
4.9. BỂ NÉN BÙN .......................................................................................................98
4.10. THIẾT BỊ ÉP BÙN ...............................................................................................98
4.11. BỒN LỌC ÁP LỰC ..............................................................................................99
4.12. BỂ KHỬ TRÙNG ...............................................................................................101
CHƯƠNG V. DỰ TOÁN KINH PHÍ VÀ ..............................................................103
VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ......................................................103
5.1. PHẦN HỆ THỐNG. ...........................................................................................103
5.2. CHI PHÍ VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG. ........................................105
5.3. GIÁ THÀNH XỬ LÝ MỘT MÉT KHỐI NƯỚC THẢI. ..................................107
5.4. VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .............................................107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................115
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................116

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

5


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Chất thải rắn sinh ra từ chế biến giấy loại .................................................41
Bảng 2.2 Nguồn gốc của một số chất thải dạng khí và bụi .......................................42
Bảng 2.3 Tải lượng ô nhiễm trong dòng nước thải của công đoạn tẩy .....................43
Bảng 2.4 Đặc tính nước tuần hoàn của các nhà máy giấy ......................................44
Bảng 2.5 Tải lượng nước thải và cod của một số loại giấy .......................................44
Bảng 3.1 Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra của nước thải .........................48
Bảng 3.2 Đánh giá Hiệu suất xử lý nước thải công nghiệp .....................................48
Bảng 3.3 Hiệu suất phương án 1 ...............................................................................54
Bảng 3.4 Hiệu suất phương án 2 ...............................................................................55
Bảng 4.1 Hệ số không điều hòa ................................................................................59
Bảng 4.2 Các thông số phục vụ tính toán cho song chắn rác ....................................60
Bảng 4.3 Hệ số trở lực của thanh chắn rác theo hình dạng .......................................61
Bảng 4.4 Kích thước xây dựng bể thu gom...............................................................63
Bảng 4.5 Các thông số cho thiết bị khuyếch tán khí ...............................................65
Bảng 4.6 Đường kính theo vận tốc khí trong ống .....................................................66
Bảng 4.7 Thông số thiết kế bể điều hòa ....................................................................69
Bảng 4.8 Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi khí hòa tan. ........................................70
Bảng 4.9 Độ hòa tan của không khí theo nhiệt độ ....................................................73
Bảng 4.10 Bảng thống kê thiết kế hệ thống tuyển nổi ................................................78
Bảng 4.11 Các thông số thiết kế cho bể UASB …………… .....................................79
Bảng 4.12 Tải trọng thể tích hữu cơ của bể UASB bùn hạt có hàm lượng bùn trung
bình 25 kgVSS/m3 .........................................................................................................79
Bảng 4.13 Đường kính theo vận tốc khí trong ống .....................................................91
Bảng 4.14 Thông số thiết kế bể MBBR ......................................................................93
Bảng 4.15 Thông số thiết kế bể lắng ...........................................................................97
Bảng 4.16 Thông số thiết kế bể khử trùng ................................................................102
Bảng 5.1 Chi phí xây dựng cho từng hạng mục công trình ....................................103
Bảng 5.2 Chi phí mua thiết bị cho từng hạng mục công trình ................................104

Bảng 5.3 Chi phí năng lượng vận hành hệ thống ....................................................105

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

6


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1
Song chắn rác. ...........................................................................................10
Hình 1.2
Bể lắng ngang. ...........................................................................................12
Hình 1.3
Bể lắng đứng. .............................................................................................13
Hình 1.4
Bồn lọc.......................................................................................................14
Hình 1.5
Bể điều hòa. ...............................................................................................15
Hình 1.6
Bể aerotank. ...............................................................................................16
Hình 1.7
Bể lọc sinh học nhỏ giọt ............................................................................18
Hình 1.8
Bể uasb. .....................................................................................................22
Hình 1.9

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy của công ty Roemond Hà
Lan…………… .............................................................................................................29
Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải công nghiệp giấy eerbecb… ...................30
Hình 1.11 Dây chuyền xử lý nước thải tại công ty giấy hòa phương……….. ...........31
Hình 2.1
Công ty cổ phần giấy an bình. ...................................................................33
Hình 2.2
Công ty cổ phần giấy an bình nhìn từ trên cao. .........................................34
Hình 2.3
Sơ đồ tổ chức công ty cổ phần giấy an bình..............................................35
Hình 2.4
Mặt bằng nhà máy giấy an bình. ...............................................................36
Hình 2.5
Các sản phẩm công ty cổ phần giấy an bình .............................................37
Hình 2.6
Quy trình sản xuất giấy dùng làm bao bì. .................................................38
Hình 2.7
Kết quả phân hạng của ngành sản xuất giấy thành phố đà nẵng. ..............46
Hình 3.1
Sơ đồ công nghệ phương án 1 ...................................................................50
Hình 3.2
Sơ đồ công nghệ phương án 2. ..................................................................52

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

7


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng giấy ngày càng tăng, các nhà máy, xí nghiệp sản
xuất giấy đã xuất hiện nhiều trong những năm gần đây nhất là ở các tỉnh và thành phố
lớn. Với thiết bị công nghệ sản xuất hiện đại đã đem lại hiệu quả kinh tế cho chủ đầu
tư, song cũng như các nghành công nghiệp khác bên cạnh lợi nhuận đem lại trước mắt
thì vấn đề ô nhiễm môi trường từ ngành công nghiệp này đang làm đau đầu các nhà
đầu tư cũng như toàn xã hội. Trong các dòng thải thì nước thải từ ngành công nghiệp
này gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm đáng quan tâm. Nước thải của nhà máy sản xuất giấy
có hàm lượng BOD5, COD, SS cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Nếu thải
ra môi trường sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái. Để giải quyết ô nhiễm,
các nhà máy, xí nghiệp cần phải có hệ thống xử lý nước thải trước khi thải ra môi
trường. Đối với các nhà máy đã có sẵn hệ thống xử lý thì cần phải nâng cấp nhằm đem
lại hiệu quả hơn. Cũng như các nhà máy sản xuất giấy khác, nhà máy sản xuất giấy An
Bình cần phải có hệ thống xử lý nước thải cho hệ thống sản xuất mới (công suất 4000
m3/ngày) nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm nước hiện nay góp phần cải thiện môi
trường.
Do nước thải của quá trình sản xuất nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ảnh
hưởng không nhỏ đến môi trường nên với đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý
nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất 4000m3/ngày” em muốn đóng
góp một phần nhỏ vào nổ lực hạn chế ô nhiễm môi trường nước do nước thải ngành
giấy gây ra.
2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải đặc trưng của ngành giấy và quy trình sản
xuất và các công đoạn sinh ra nước thải của công ty cổ phần giấy An Bình. Từ đó đề
xuất công nghệ xử lý nước thải, tính toán và thiết kế các công trình đơn vị để nước thải
đầu ra đạt QCVN 12-MT : 2015/BTNMT, cột B1, và phù hợp với điều kiện thực tế

của công ty cổ phần giấy An Bình.
3. NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
 Tổng quan về ngành công nghiệp giấy, tổng quan về công ty giấy An Bình.
 Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy.
 Nhu cầu nhiên, nguyên liệu trong sản xuất giấy.
 Tác động của ngành công nghiệp giấy đến môi trường
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

8


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
 Biện pháp giảm thiểu nước thải
 Phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm đầu vào của nước thải
 Đề xuất phương án xử lý nước thải
 Tính toán, thiết hế hệ thống xử lý nước thải
 Khai toán kinh phí thực hiện
4. PHẠM VI ĐỀ TÀI
Thời gian thực hiện: 19/06/2017 đến ngày 29/12/2017.
Với thời gian đó đề tài chỉ xoay quanh những vấn đề chính tuy nhiên không thể tránh
khỏi những thiếu sót. Những vấn đề chính mà đề tài đã nêu ra được:
 Thành phần, tính chất của nước thải
 Các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp nói chung và ngành giấy nói riêng.
 Đưa ra công nghệ xử lý thích hợp với thành phần, tính chất của nước thải cũng như
về mặt địa hình và chi phí xây dựng.
 Tính toán các công trình đơn vị.
5. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

 Phương pháp kế thừa: tham khảo và thu thập các tài liệu có liên quan đến đề tài.
 Phương pháp trao đổi ý kiến: trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý kiến
của giáo viên hướng dẫn về vấn đề có liên quan.
 Phương pháp tính: sử dụng các công thức để tính toán các công trình đơn vị của hệ
thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống theo quy định hiện
hành.
 Phương pháp vẽ: sử dụng phần mềm AutoCad để vẽ các bản vẽ chi tiết công trình.

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

9


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày

CHƯƠNG I.

TỔNG QUAN

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH GIẤY
1.1.
TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NGÀNH GIẤY:
1.1.1. Phương pháp cơ học
a.

Song chắn rác [1]

Hình 1.1

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 lớn có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và
thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định.
Người ta phân loại song chắn rác theo cách vớt rác như sau:
- Song chắn rác vớt rác thử công, dùng cho các trạm XLNT công suất nhỏ lượng
rác hàng ngày dưới 0,1 m3/ngày.
- Song chắn rác vớt rác cơ giới bằng các băng cào dùng cho các trạm XLNT có
lượng rác lớn hơn 0,1m3/ngày.
b.

Bể lắng, bể lắng cát [1]

Trong xử lý nước thải, quá trình lắng được sử dụng để loại các tạp chất ở
dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng
lực. Theo chức năng, bể lắng được phân thành: bể lắng cát, bể lắng cấp I và bể lắng
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

10


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
trong (cấp II). Bể lắng cấp I có nhiệm vụ tách các chất rắn hữu cơ (60%) và các chất

rắn khác, còn bể lắng cấp II có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải.
 Bể lắng cát
Bể lắng cát thường đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa với
nhiệm vụ là tách các chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm và lớn hơn mà
thành phần chính là cát ra khỏi nước thải. Điều đó đảm bảo cho các thiết bị cơ khí
(như các loại bơm) không bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn và các ảnh
hưởng xấu cùng việc tăng tải lượng vô ích cho các thiết bị xử lý sinh học.
Theo nguyên lý làm việc người ta chia bể lắng cát thành 2 loại: bể lắng cát
ngang và bể lắng cát đứng.
Căn cứ vào các yếu tố: lưu lượng nước thải và nồng độ các chất lơ lửng để
chọn bể lắng cát thích hợp. Thông dụng nhất là bể lắng cát ngang.
Bể lắng cát ngang là một kênh hở hình chữ nhật, hình tam giác hoặc parabol.
Chiều dài bể tùy thuộc vào chiều sâu cần thiết, vận tốc lắng và tiết diện kiểm soát bể.
Chiều sâu bể nằm trong khoảng 0,25-1 m. tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều sâu
B/H = 1:2. Vận tốc dòng chảy trong bể thay đổi từ 0,15m/s đến 0,3 m/s. với tốc
độ như vậy, các hạt cát, sỏi và các hạt vô cơ khác sẽ được lắng xuống đáy, còn hầu hết
các hạt hữu cơ nhẹ và nhỏ đi qua bể theo dòng ra ngoài.
 Bể lắng cấp I, cấp II
Bể lắng được dùng để tách các chất rắn có kích thước nhỏ hơn 0,2 mm trước
khi bước vào giai đoạn xử lý sinh học gọi là bể lắng cấp I.
Bể lắng dùng để tách bùn ra khỏi nước thải sau khi qua bể xử lý sinh học gọi
là bể lắng cấp II.
Theo chiều của dòng chảy, các bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể
lắng đứng, bể lắng Radian
- Bể lắng ngang

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

11

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày

Hình 1.2

Bể lắng ngang.

Bể có dạng hình chữ nhật, có thể làm bằng các vật liệu khác nhau như:
bêtông, bêtông cốt thép, gạch hoặc bằng đất tùy thuộc vào kích thước, yêu cầu của quá
trình lắng và điều kiện kinh tế.
Trong bể lắng ngang, dựa vào dòng chảy người ta chia bể thành 4 vùng:
+ Vùng hoạt động: là vùng quan trọng nhất của bể lắng
+ Vùng bùn (vùng lắng đọng): là vùng bùn lắng tập trung
+ Vùng trung gian: tại nay nước thải và bùn lẫn lộn với nhau
+ Vùng an toàn
Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5-3,0m (có thể tới 4,0m trong
các trường hợp đặc biệt), chiều dài khoảng (8÷12)H, tỷ lệ giữa chiều rộng so với chiều
dài là 1/4. Để phân phối đều nước người ta thường chia bể thành nhiều ngăn thành các
vách ngăn. Các bể lắng ngang thường được xử dụng khi lưu lượng nước thải trên
15,000 m3/ngày. Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng thường chọn không
quá 0.01 m/s, thời gian lưu từ 1-3 h. Hiệu suất lắng thường đạt từ 50 - 60%.
- Bể lắng đứng

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

12

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày

Hình 1.3

Bể lắng đứng.

Bể lắng đứng thường có dạng hình tròn trên mặt bằng (trong một số trường hợp
có thể dùng bể dạng hình vuông). Nước thải được đưa vào ống phân phối ở tâm bể với
vận tốc không quá 30 mm/s. Nước thải chuyển động theo phương 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 1,0 đến
2,0h và được xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnh. Chiều cao vùng lắng từ 2,7 – 3,8m.
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 W1. Do đó các hạt có kích tước khác nhau
sẽ chiếm những vị trí khác nhau trong bể lắng. Khi W1>W, các hạt sẽ lắng nhanh,
ngược lại chúng sẽ bị cuốn theo dòng chảy lên trên. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng
thấp, khoảng 45 – 48%.
- Bể lắng Radian
Bể này có tiết diện hình tròn, nước thải chuyển động từ tâm ra xung quanh
(lắng ly tâm), hoặc nước từ xung quanh thành bể chuyển động về trung tâm (lắng
hướng tâm).

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

13

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
c. Bồn lọc

Hình 1.4

Bồn lọc.

Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán 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 lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ xử
lý nước thải tái sử dụng cần thu hồi một số thành phần quý hiếm có trong nước thải.
Các loại bể lọc được phân loại như sau:
-

Lọc qua vách lọc
Bể lọc với vật liệu dạng hạt
Thiết bị lọc chậm
Thiết bị lọc nhanh

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

14


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
d. Bể điều hòa [1]

Hình 1.5

Bể điều hòa.

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công
trình công cộng cũng 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. Sự dao động về
lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không tốt
đến hiệu quả làm sạch nước thải. Đặc biệt, đối với công trình xử lý sinh học, cần phải
đảm bảo sự ổn định về chế độ thủy lực cũng như chế độ dinh dưỡng (tỷ lệ F/M) ở
trong đó.
Mặt khác, khi lưu lượng nước thải đưa về các công trình XLNT ổn định, kích
thước công trình sẽ nhỏ và hợp lý. Giá thành xây dựng tram XLNT (kể cả giá thành
công trình và giá thành thiết bị) nhỏ. Hiệu quả kinh tế của trạm XLNT sẽ lớn.
Vì vậy, trước các công trình XLNT, đặc biệt đối với trạm XLNT quy mô nhỏ
khi hệ số không điều hòa Kch lớn hoặc trạm XLNT tâp trung các khu công nghiệp, cần
phải bố trí bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước
thải. Người ta phân loại và bố trí các bể điều hòa như sau.
Bể điều hòa thường đặt trước bể lắng cấp I. Có 2 loại bể điều hòa:

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

15

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường
chuyển động của dòng chảy. Để đảm bảo chức năng điều hòa lưu lượng và chất
lượng nước thải, người ta bố trí trong bể thiết bị khuấy trộn để san bằng nồng
độ các chất cho toàn bộ thể tích nước thải có trong bể và để ngăn ngừa cặn lắng.
Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, có thể nằm trực tiếp trên đường
vận chuyển của dòng chảy hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy.
Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể giao động thành
phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa ngoài dòng thải
chỉ giảm được một phần nhỏ sự giao động đó. Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần
được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý. Vì tính tối ưu của nó phụ thuộc vào loại
xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom và đặc tính của nước thải.
1.1.2. Phương pháp sinh học và thiết bị xử lý
a.

Phương pháp hiếu khí

Đây là phương pháp xử lý sinh học sử dụng các vi sinh vật kiếu khí sinh trưởng
ở dạng lơ lửng (bể Aeroten), hoặc ở dạng bám dính (bể lọc sinh học).
 Bể Aeroten.[7]

Hình 1.6

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

Bể Aerotank.

16


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
Nước thải sau khi đi qua bể lắng 1 có chứa các chat hữu cơ hòa tan và các chất
rắn lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí. Khi ở trong bể các chất lơ lửng đóng vai trò là
hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi
là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp
thụ từ nước thải và là nơi cư trú của vi khuẩn. Vi khuẩn sử dụng chất nền (BOD) và
chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa thành các chất trơ không hòa tan và
thành các tế bào mới.
Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu tại bể không đủ để làm giảm
nhanh các chất hữu cơ, do đó phải sử dụng bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng
2 bằng cách tuần hoàn bùn ngược trở lại đầu bể Aerotank để duy trì nồng độ đủ của vi
khuẩn trong bể. Bùn dư ở đáy lắng được xả ra ngoài khu xử lý bùn.
Quá trình xử lý nước thải bằng bể Aerotank gồm các giai đoạn:
+ Khuấy trộn đều nước thải cần xử lý với bùn hoạt tính trong thể tích V của
bể phản ứng.
+ Làm thoáng bằng khí nén hay khuấy trộn bề mặt hỗn hợp nước thải và bùn
hoạt tính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxi cung cấp cho
quá trình sinh hóa xảy ra trong bể.
+ Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng 2.
+ Tuần hoàn lại một lượng bùn cần thiết từ đáy bể lắng để hòa trộn với nước
thải đi vào.
+ Xả bùn dư và xử lý bùn.
 Bể lọc sinh học [2]
Lọc nhỏ giọt là quá trình sinh trưởng bám dính trong đó VSV bám dính vào
các vật liệu trơ.Vật liệu này có thể làm từ: sỏi, đá, gỗ và phần lớn các chất dẻo tổng

hợp
Quá trình xử lý xảy ra khi dòng nước thải chảy qua lớp màng sinh học gắn
trên lớp vật liệu lọc, độ sâu của lớp vật liệu lọc bằng đá từ 0,9-2,5 m, trung bình là
1,8 m
Lớp lọc thường hình tròn và nước thải được phân bố đều nhờ thiết bị phân
phối quay tròn. Ngày nay người ta chủ yếu sử dụng phin lọc làm bằng Plastic. Độ
sâu lớp vật liệu lọc Plastic khoảng 4-12 m.
Lớp nhớt sinh học phát triển trên bề mặt vật liệu lọc chứa VSV để phân hủy
các chất hữu cơ. Cộng đồng VSV bao gồm VK kị khí, VK tùy nghi, một số lọa
nấm, tảo…

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

17


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
Độ dày lớp nhớt sinh học có thể đạt 10 mm. Ở phần bên ngoài các chất hữu
cơ sẽ bị VSV phân hủy và lớp nhầy ngày càng dày thêm do VSV phát triển. Sau
một thời gian phân hủy bên trong lớp nhớt sẽ hình thành môi trường kị khí các
VSV sẽ tiến hành hô hấp nội bào và mất khả năng gắn kết và sẽ bị rửa trôi, dần dần
lớp màng nhầy mới được hình thành.

Hình 1.7

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

 Bể MBBR [17]
Công nghệ MBBR (Moving Bed Bio Reactor) là một trong những công nghệ tiên tiến
nhất trên thế giới hiện nay, kết hợp các ưu điểm của các quá trình xử lý bùn hoạt tính
hiếu khí và quá trình sinh trưởng dính bám sinh học. Dựa trên cơ sở hoạt động của vi
sinh vật phân hủy chất hữu cơ để sinh trưởng và phát triển.
Trên bề mặt của màng sinh học có 1 lớp dịch phân cách màng và hỗn dịch xáo trộn
trong bể phản ứng. Chất dinh dưỡng (cơ chất) và oxy từ hỗn dịch khuyếch tán qua lớp
dịch vào màng sinh học, trong khi đó, sản phẩm phân hủy sinh học khuếch tán ngược
lại từ màng sinh học vào hỗn dịch. Các quá trình khuếch tán “ngược xuôi” này diễn ra
liên tục.
Khi các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, sinh khối trên giá thể vi sinh trở nên dày
hơn. Độ dày của sinh khối ảnh hưởng đến khả năng “tiếp cận” của oxy hoà tan và cơ
chất trong bể phản ứng với màng sinh học.
Các vi sinh vật ở lớp ngoài cùng của màng sinh học là “bước tiếp cận đầu tiên” của
oxy hòa tan và cơ chất với màng sinh học. Khi oxy hòa tan và cơ chất khuếch tán qua
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà
18


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
các lớp màng sinh học bên trong, chúng sẽ được vi sinh vật sử dụng để tạo các lớp
màng sinh học. Sự giảm nồng độ oxy hòa tan khi qua các lớp màng sinh học tạo thành
các lớp màng sinh học hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí.
Các môi trường khác nhau tạo ra các vi sinh vật khác nhau và do đó, xảy ra các quá
trình sinh học khác nhau giữa các lớp màng sinh học.
Trên lớp màng ngoài cùng, nơi có nồng độ oxy hòa tan và cơ chất cao, nhóm vi sinh
vật chính là nhóm hiếu khí.

Trong các lớp màng sinh học sâu hơn, nơi nồng độ oxy và cơ chất thấp hơn, nhóm vi
sinh vật tùy tiện chiếm ưu thế. Đây cũng là nơi xảy ra quá trình nitrat hóa do nitrate trở
thành chất nhận điện tử của vi khuẩn tuỳ tiện. Do đó, công nghệ MBBR xử lý Nitơ và
Photpho khá hiệu quả. Trong quá trình ôxy hóa sinh hóa hiếu khí, các hợp chất hữu cơ
chứa Nitơ, lưu huỳnh, phốt pho cũng được chuyển hóa thành nitrat (NO3-), sunphat
(SO42-), phốt phát (PO43-), CO2 và H2O.
Khi môi trường cạn nguồn cacbon hữu cơ, các loại vi khuẩn Nitrit hóa (Nitrosomonas)
và Nitrat hóa (Nitrobacter) thực hiện quá trình Nitrat hóa theo 2 giai đoạn:
 C5H7NO2 + 54NO2 + 52H2O + 109H+
H4+ + 76O2 + 5CO2 
 C5H7NO2 + 400NO3400NO2- + 195O2 + NH3 + 2H2O + 5CO2 

Quá trình Nitrat hóa có thể xảy ra nếu như ngay từ đầu, Nitơ tồn tại dưới dạng Nitơ
Amoniac. Tốc độ biến đổi từ Amoniac thành Nitrat đối với bùn hoạt tính như sau: cứ 3
mg N-NH4+ trong thời gian 1 giờ thì Nitrat hóa được 1g chất hữu cơ.

Quá trình Nitrate hóa gồm các bước:
 NH4+ bị ôxy hóa thành NO2 do tác động của vi khuẩn Nitrit theo phản ứng:


NH4+ + 1,5O2
NO2- + 2H+ + H2O
 Ôxy hóa NO2- thành NO3- do tác động của vi khuẩn Nitrat hóa:
NO2- + 0,5O2




NO3-

 Tổng hợp quá trình chuyển hóa NH4+ thành NO3-:
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

19


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày


NH4+ + 2O2
NO3- + 2H2+ + H2O
Có khoảng 20 – 40 % NH4+ bị đồng hóa thành vỏ tế bào, cho nên có thể tổng hợp quá
trình Nitrat hóa bằng phản ứng sau:
 0,038C5H7NO2 + 0,96NO3- + 1,077H2O +
NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3- 
1,769H2CO3

Quá trình khử Nitrat dưới tác động của các chuẩn vi khuẩn khử Nitrate như
Denitrobacillus, Thiobacillus, Pseudomonas..., Nitrate và Nitrit sẽ được chuyển hóa
thành NO2- và Nitơ tự do theo phản ứng:
NO3- + CH3OH  6NO2- + CO2 + H2O
6NO2- + 3CH3OH  3N2 + 3CO2 + 6OHGiới thiệu vật liệu Biochip
Biochip được sử dụng như là giá thể để vi sinh vật
bám dính lên.
 Bề mặt tiếp xúc: 3.000m2/m3
 Vật liệu: nhựa PolyEthylene
 Hình dạng: tròn

 Chiều dày: 0,8 – 1,2mm
 Đường kính: 22mm
 Tỷ trọng: 0,98kg/lit
 Màu sắc: trắng.
Vi sinh vật sẽ trú trong các lỗ rỗng, và phát triển
trên đó. Bề mặt giá thể sẽ được “làm sạch” bởi quá
trình va vào nhau khi các giá thể chuyển động. Do
đó, việc tự “làm sạch” là một trong những ưu điểm
của giá thể biochip.
Màng nhớt, bùn hoạt tính phát triển trong các lỗ
rỗng tạo thành lớp màng sinh học. Lớp màng sinh
học này có vai trò chuyển hóa các chất hữu cơ ô
nhiễm trong nước.
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

20


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
Ưu điểm của MBBR:
 Diện tích tiếp xúc lớn: 3000m2/m3. Tăng khả năng trao đổi chất của vi
sinh vật, hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao.
 Hiệu quả xử lý Nitơ và Phopho cao.
 Có thể chịu tải trọng lớn, vi sinh ít bị sốc tải và hoạt động ổn định hơn so
với công nghệ Aerotank truyền thống.
 Tiết kiệm thể tích xây dựng bể sinh học khoảng 30 – 40% so với công
nghệ Aerotank.

 Bùn tuần hoàn ít về bể sinh học ít hơn nhiều lần công nghệ Aerotank
truyền thống, tiết kiệm chi phí điện năng và xử lý bùn dư.
Nhược điểm:
 Do giá thể Biochip được nhập khẩu từ Đức, giá thành khá cao

e.

Phương pháp kị khí

Đây là phương pháp xử lý sinh học sử dụng các vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật
kỵ khí để tách các chất hữu cơ có trong nước thải.
 Bể UASB

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

21


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày

Hình 1.8

Bể UASB.

Đây là bể sinh học kỵ khí hoạt động theo nguyên tắc nước thải được đưa trực
tiếp vào từ đáy bể với vận tốc 0,6 – 0,9m/h và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó
chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó.

Nước thải sau khi điều chỉnh pH được phân phối đều từ dưới bể lên, khi
nước thải tiếp xúc với các hạt cặn lơ lửng trong bể sẽ xảy ra những phản ứng sinh hóa
và phần lớn chất hữu cơ chuyển thành khí. Khí thoát lên trên và cặn lắng xuống. Nước
trong được chuyển lên trên và tập trung vào máng chuyển ra ngoài.
* Ưu điểm của bể
- Sinh ra ít bùn và không cần thiết bị thông khí
- Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp
- Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí mêtan.
* Nhược điểm của bể
- Phân hủy không triệt để chất hữu cơ trong nước thải
- Nhiệt độ cao
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

22


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
 Bể lọc kỵ khí
Bể lọc kỵ khí là cột chứa đầy vật liệu trơ là giá thể cố định cho vi sinh vật kỵ
khí sống bám dính trên bề mặt. Giá thể có thể là đá, sỏi, than, vòng nhựa tổng hợp, tấm
nhựa, vòng sứ… Dòng nước thải được phân bố đều, đi từ dưới lên, tiếp xúc với màng
vi sinh bám dính trên bề mặt giá thể. Màng có khả năng bám dính tốt do đó lượng sinh
khối tăng lên trong bể được lưu giữ trong thời gian dài nhờ đó giảm thời gian lưu nước
đồng thời có thể vận hành ở tải trọng rất cao. Tuy nhiên khi sử dụng công nghệ này
cũng gặp một số trở ngại sau:
+ Khi sử dụng giá thể là đá hoặc sỏi thường bị tắc do các chất lơ lửng hoặc
màng vi sinh không bám dính giữ lại ở các khe rỗng giữa các viên đá hoặc sỏi.

+ Trong bể, dòng chảy quanh co và tích lũy sinh khối do đó dễ dàng tạo ra các
vùng chết. Khi các vùng chết ngày càng tăng làm cản trở dòng chảy, các dòng chảy
ngắn hình thành dẫn đến giảm hiệu quả xử lý.
Để khắc phục nhược điểm này, người ta dùng vật liệu nhựa tổng hợp có cấu
trúc thoáng, độ rỗng cao làm giá thể thay cho sỏi đá. Bên cạnh đó, kiểm tra định kỳ và
loại bỏ chất rắn không bám dính bằng cách xả đáy bể và rửa ngược.
1.1.3. Phương pháp hóa lý và thiết bị xử lý
a.

Phương pháp trung hòa [8]

Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm. Để ngăn
ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch
và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải. Trung hòa còn
nhằm mục đích loại một số kim loại nặng ra khỏi nước thải. Mặt khác muốn nước thải
được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH
về 6,6 - 7,6.
Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ
thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và các tác nhân sử dụng
cho quá trình trung hòa.
Một số hóa chất thường dùng để trung hòa như: CaCO3; CaO; MgE; Mg(OH)2;
CaO0,6MgO0,4; (Ca(OH)2)0,6(Mg(OH)2)0,4; NaOH; Na2CO3; H2SO4; HCl; HNO3… Vôi
(Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý nước thải có tính axit,
trong khi H2SO4 tương đối rẽ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ.
Quá trình sinh học tạo ra CO2, CO2 có thể phản ứng với các chất có tính axit hoặc
tính kiềm vì thế giúp trung hòa và tăng khả năng đệm của nước thải.
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

23

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
Mặc dù quá trình rất đơn giản về mặc nguyên lý, nhưng vẫn gây ra một số vấn
đề như: giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm rỉ sét thiết bị máy móc.
Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:
 Trộn lẫn nước thải có chứa axit với nước thải chứa kiềm với nhau;
 Bổ sung thêm tác nhân hóa học;
 Lọc nước qua vật kiệu lọc có tác nhân trung hòa;
 Hấp phụ khí chứa axit bằng nước thải chứa kiềm hoặc hấp phụ amoniac bằng
nước axit…
f.

Phương pháp oxy hóa – khử [8]

Các chất bẩn trong nước thải công nghiệp chứa các chất bẩn dạng hữu cơ và vô cơ.
Dạng hữu cơ bao gồm đạm, mỡ đường, các chất chứa phenol, nitơ… Đó là những chất
có thể bị phân hủy bởi vi sinh có thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa. Nhưng có một
số chất có những nguyên tố không thể xử lý được bằng phương pháp sinh hóa (đó là
nhưng kim loại nặng như: đồng, chì, niken, sắt, mangan, crom…). Vì vậy để xử lý
những chất độc hại, người ta thường dùng phương pháp hóa học và hóa lý, đặc biệt
thông dụng nhất là phương pháp 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, peroxy 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. Tuy nhiên, trong những năm gần đây

do phát triển khoa học kỹ thuật một số doanh nghiệp Việt Nam đã chế tạo thành công
máy phát Ozon với giá thành thấp, dễ vận hành chi phí điện năng thấp.
g.

Phương pháp hấp phụ [8]

Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải chứa kim loại, các
loại chất bẩn khác nhau. Có thể dùng để xử lý cục bộ khi trong nước thải hàm lượng
chất nhiễm bẩn nhỏ và có thể xử lý triệt để nước thải đã qua xử lý sinh học hoặc các
biện pháp xử lý hóa học.
Hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa hai pha gọi là hiện
thượng hấp phụ. Hấp phụ có thể diễn ra ở bề mặt biên giới giữa hai pha lỏng và khí,
giữa pha lỏng và pha rắn.
Nguyên tắc:
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

24


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
 Hiện tượng chuyển hóa khối lượng: chất bẩn lỏng/rắn được giữ nguyên trên bề
mặt chất rắn.
 Một số chất có khả năng cố định trên bề mặt chất rắn.
Chất hấp phụ:
 Những chất hấp phụ có thể là: than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả
năng trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, than cốc, đôlômit, cao lanh,
tro và các dung dịch hấp phụ lỏng. Bông cặn của những chất keo tụ và bùn hoạt

tính từ bể aerotank cũng có khả năng hấp phụ.
 Than hoạt tính là chất hấp thụ thông dụng nhất. Than hoạt tính phải xốp, có độ
rỗng lớn để bề mặt có thể hút được phân tử của các chất bẩn hữu cơ tổng hợp,
phải có khả năng chống mài mòn và dễ thấm ướt trong nước. Than dùng để xử lý
nước thải nên có các hoạt tính xúc tác nhỏ nhất đối với các phản ứng oxy hóa,
ngưng tụ và không làm mất giá trị của sản phẩm đã thu hồi.
Loại hấp phụ:
 Hấp phụ hóa học:
Lực hóa học có thể gây nên sự dính bám do các phản ứng hóa học gây ra giữa
các chất bị hấp phụ và chất hấp phụ.
Trong xử lý nước thải hầu hết quá trình hấp phụ là sự kết hợp của hai quá trình
trên.
 Hấp phụ lý học:
Khi một phân tử qua bề mặt chất hấp phụ sau đó đi vào khe rỗng và dính kết lên
bề mặt bằng các lực lý học.
Hạt bị hấp phụ tương đối tự do, có thể chuyển động trên bề mặt chất hấp phụ.
Hấp phụ nhiều lớp: lớp hạt mới bị hấp phụ lên lớp hạt đã bị hấp phụ trước đó.
Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ:
 Khuấy trộn:
Tốc độ hấp phụ được kiểm soát bằng khuếch tán lên mặt và vào khe rỗng nên
phụ thuộc vào tốc độ khuấy;
Khuấy ít làm tăng chiều dày màng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ nên
khuếch tán màng ưu thế hơn;
Khuấy trộn tốt thi khuếch tán rỗng chiếm ưu thể.
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

25

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
 Tính chất chất hấp phụ:
Tính hấp phụ tăng cao khi kích thước giảm;
Tổng dung lượng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào diện tích bề mặt;
Tuy nhiên, kích thước hạt không ảnh hưởng lớn tổng diện tích bề mặt nằm bên
trong hạt than.
 pH:
Ảnh hưởng nhiều, pH tối ưu đối với quá trình hấp phụ phải được xây dựng bằng
thực nghiệm.
 Nhiệt độ:
Tốc độ hấp phụ tăng khi nhiệt độ tăng.
 Kích thước phân tử:
Kích thước chất bị hấp phụ quyết định khả năng đi vào khe rỗng.
Phân tử càng nhỏ, tính di động càng lớn, dễ khuếch tán vào khe rỗng. Hấp phụ
mạnh nhất khi khe rỗng đủ lớn cho phép các phân tử đi vào.
Yêu cầu toàn bộ bề mặt các lỗ rỗng lớn, than phải dễ phục hồi, có khả năng
chống mài mòn và dễ thấm ướt trong nước. Để tăng hiệu quả hấp phụ phải loại bỏ chất
hữu cơ dễ bị oxy hóa, nhằm ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn trong lớp vật liệu
hấp phụ.
h.

Keo tụ, tạo bông [8]

Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng được mà
luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp
xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất
phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt lơ
lửng trong nước, tạo thành bông cặn có trọng lượng đáng kể. Do đó, các bông cặn dễ

dàng lắng xuống.
Mục tiêu: Giảm độ đục, khử màu, khử các chất ô nhiễm hòa tan (kim loại
nặng) cặn lơ lửng và vi sinh vật kích thước nhỏ. Các loại chất này tồn tại ở dạng
phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Trong
quá trình keo tụ, lượng chất keo tụ, lượng chất lơ lửng, mùi, màu dễ giảm xuống.
Ngoài ra các chất như silicat, hydratcacbon, chất béo, dầu mỡ, và lượng lớn vi
khuẩn cũng loại bỏ.

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

26


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước
thải một số hóa chất như phèn 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)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl,
KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O,
FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay
tổng hợp.
Bản chất hiện tượng keo tụ là quá trình phức tạp. Khi keo tụ, quá trình xảy ra
chủ yếu mang bản chất vật lý, nhưng khi chất phản ứng trong nước thì các chất hòa
tan sẽ thay đổi thành phần hóa học, trong đó các ion kết tủa thành chất không tan và
lắng xuống.
Chất keo tụ thường dùng là muối sunfat nhôm (phèn nhôm), sunfat sắt và

clorua sắt (phèn sắt),…
Khi cho muối nhôm vào nước, chúng sẽ tác dụng với ion bicacbonat có trong
nước và tạo thành hydroxit ở dạng keo:
Al2(SO4) 3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
Nếu trong nước không đủ độ kiềm, phải tăng kiềm bằng cách thêm vôi, khi
đó:
Al2(SO4) 3 + 3Ca(OH)3 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4
Khi dùng các muối sắt sẽ tạo thành hydroxit sắt dạng không tan:
FeSO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + Fe(OH) 3
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. Theo các nghiên cứu thì phèn nhôm và phèn sắt
có thể loại bỏ 40% COD và 80% Crom tổng cộng từ 0,6mg/l xuống còn 0,1mg/l, với
liều lượng phèn sắt 500mg/l hiệu quả khử độ đục là 98,3%.
Hàm lượng chất keo tụ đưa vào nước thải cần xác định bằng thực nghiệm. Liều
lượng chất keo tụ chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố sau:
– Dạng và nồng độ chất bẩn
– Loại chất keo tụ (các ion có hóa trị cao sẽ làm giảm thế zeta nhiều hơn.)
– Biện pháp hòa trộn chất keo tụ với nước thải.
Hiệu suất quá trình keo tụ phụ thuộc vào quá trình pH, Ví dụ: để keo tụ bằng
SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà
27


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy An Bình, công suất
4000m3/ngày
phèn nhôm pH tối ưu = 4,5 – 0,8, hoặc nếu dùng sắt sunfat phải duy trì pH = 9 – 11.
Để tạo các bông cặn lớn, dễ lắng người ta cho thêm các chất trợ keo tụ. Đó là

các chất cao phân tử, tan trong nước và dễ phân ly thành ion. Chất keo tụ thông dụng
nhất là polyacryamit (CH2CHCONH2)n.
Đa số chất bẩn hữu cơ, vô cơ dạng keo trong nước thường tích điện âm. Vì vậy,
nếu dùng chất keo tụ dạng cation sẽ không cần thêm chất keo tụ.
Việc chọn loại hóa chất, liều lượng tối ưu và thứ tự cho vào nước, xác định
lượng cặn tạo thành phải được tiến hành bằng thực nghiệm. Lượng chất keo tụ thường
dùng là 1 – 5mg/l.
Do vậy trong nước thải có nhiều chất bẩn nên phải dùng lượng lớn hóa chất.
Liều lượng chất keo tụ quá ít hoặc quá nhiều làm cản trở quá trình ổn định của các hạt
keo trong nước thải. Khi dùng các chất polyelectrolic, sẽ cần ít hóa chất và tạo ra ít cặn
lắng nhưng hiệu quả keo tụ tốt hơn.
Để phản ứng keo tụ diễn ra hoàn toàn phải khuấy trộn đều quá chất nước
thải. Thời gian nước lưu lại trong bể trộn từ 1 – 5 phút. Thời gian kết tủa tạo bông từ
20 – 60 phút. Sau đó nước thải được tách bông cặn trong bể lắng đợt 1.
i.

Phương pháp tuyển nổi [8]

Phương pháp tuyển nổi dùng để tách các tạp chất (dạng rắn hoặc lỏng) phân tán
không tan hoặc lắng kém ra khỏi nước. Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử
dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt.
Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng. Các chất lơ lửng
như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của bọt khí tạo thành
lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu. Hiệu quả phân riêng bằng
tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bóng khí. Kích thước tối ưu của
bong bóng khí là 1 – 30.10 – 3.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục bọt khí nhỏ (thường là không
khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các
bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại
với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu.

Ưu điểm của phương pháp này so với lắng là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ
nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể được
thu bằng bộ phân vớt bọt.

SVTH: Phan Huỳnh Minh Khải
GVHD: TS. Bùi Thị Thu Hà

28