CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI

CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI 1. Tổng quan về nước thải 2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước 3. Các tạp chất có trong nước thải 4. Phương pháp xử lý nước thải - Xử lý bậc 1 (tiền xử lý) - Xử lý bậc 2 - Xử lý bậc 3 5. Một số sơ đồ hệ thống xử lý nước thải

1. Tổng quan về nước thải 1.1. Khái niệm nước thải Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã làm thay đổi tính chất ban đầu của chúng.

1.2. Phân loại nước thải (Dựa vào nguồn gốc) - Nước thải sinh hoạt: 52% chất hữu cơ (Chất hữu cơ không bền sinh học), 48% chất khoáng - Nước thải công nghiệp: hình thành do phản ứng hóa học, nước tự do, liên kết trong nguyên liệu, nước rửa, nước hấp thụ.

- Nước thải tự nhiên: - Nước thải đô thị:

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước

 a. Các chỉ tiêu vật lý: pH, Nhiệt độ, màu sắc, độ đục, TS, SS, DS…

 b. Các chỉ tiêu hoá học: Độ kiềm, độ cứng, DO, BOD, COD, KLN, hợp chất clo, hợp chất sunphua, hợp chất nitrat…  c. Các chỉ tiêu vi sinh  Coliform  Escherichia coli  Salmonella

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước a. Các chỉ tiêu vật lý  pH  pH = - log [H+]  pH của nước phụ thuộc vào thành phần hoá học của nước  pH của nước ảnh hưởng đến các quá trình sinh hoá trong nước  Việc xác định được pH của nước => Định hướng PP xử lí  PP xác định pH:  Máy đo điện tử (sử dụng sensor)  Chuẩn độ  Chỉ thị  Nhiệt độ  Ảnh hưởng của nhiệt độ  Phương pháp xác định nhiệt độ của nước  Yêu cầu khi xác định nhiệt độ

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Màu sắc 



Nguyên nhân gây màu  Tạp chất (thường là mùn hữu cơ)  Các ion kim loại (Sắt, Đồng…)  Thuỷ sinh vật Phương pháp xác định

Chuẩn độ trong ống Nessler (Dùng hỗn hợp dung dịch K2PtCl6 và NaCl2 : 1mg K2PtCl6  1 đơn vị màu sắc)

 Độ đục 

 

Nguyên nhân: Gây ra bởi các chất rắn lơ lửng => giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của thực vật thuỷ sinh PP xác định: Đục kế – turbidimeter Đơn vị độ đục: NTU (Nephelometric Turbidity Unit).

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Tổng hàm lượng chất rắn (Total solids)  Gồm tổng chất rắn hoà tan hoặc không hoà tan  Tính bằng trọng lượng khô bằng lượng mg chất khô sau khi làm bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thuỷ và sấy khô tới nhiệt độ 105˚C cho tới khi khối lượng không đổi.

 Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (Suspended solids) Là lượng chất khô còn lại trên giấy lọc sợi thuỷ tinh khi lọc 1lít nước mẫu qua phễu lọc, sấy khô ở 105˚C cho tới khi khối lượng không đổi

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Tổng hàm lượng các chất hoà tan (Dissolved solids)

Là lượng khô của phần dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy khô ở 105˚C cho tới khi khối lượng không đổi

DS = TS – SS  Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi (Volatile suspended solids

and Volatile Dissolved Solids) 



VSS: Là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn huyền phù (SS) ở 550 0C cho đến khi khối lượng không đổi VDS: Là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn hòa tan (DS) ở 550 0C cho đến khi khối lượng không đổi

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước b. Các chỉ tiêu hoá học  Độ kiềm toàn phần (Alkalinity): tổng hàm lượng các ion HCO3,

CO32-, OH- có trong nước 



Độ kiềm được định nghĩa là lượng acid mạnh cần để trung hòa để đưa tất cả các dạng carbonat trong mẫu nước về dạng H2CO3.

Tùy từng nước qui định, độ kiềm có những đơn vị khác nhau, có thể là mg/L, đlg/L (Eq/L) hoặc mol/L

 Độ cứng của nước  

Độ cứng của nước gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước Các ion Ca2+ và Mg2+ chiếm hàm lượng chủ yếu trong các ion đa hóa trị nên độ cứng của nước xem như là tổng hàm lượng của các ion Ca2+ và Mg2+.

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  1 độ cứng Đức 1 dH = 10 mg CaO/L  1 độ cứng Anh 1eH = 10 mg CaCO3/0,7L  1 độ cứng Pháp 1 fH = 10 mg CaCO3/L  1 độ cứng Mỹ 1 aH = 1 mg CaCO3/L  1 mEq/L = 5 fH  1 fH = 0,56 dH = 0,7 eH = 10 mg CaCO3/L  1 dH =1,786 fH =1,25 eH = 17,86 mgCaCO3/L = 10 mg CaO/L  1 eH = 1,438 fH = 0,8 dH = 14,38 mg CaCO3/L  1 mg CaCO3/L = 0,1 fH = 0,056 dH = 0,7 eH

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Một đơn vị khác cũng hay được dùng để đánh giá độ cứng là

ppm (Parts Per Million). 1 dH = 17 ppm.

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Hàm lượng oxi hoà tan (Dissolved oxigen) 







Hàm lượng oxi hòa tan là một chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước.

Mọi nguồn nước đều có khả năng tự làm sạch nếu như nguồn nước đó còn đủ một lượng DO nhất định.

Khi DO xuống đến khoảng 4 – 5 mg/L, số sinh vật có thể sống được trong nước giảm mạnh.

Nếu hàm lượng DO quá thấp, thậm chí không còn, nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa.

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước 





Hàm lượng DO có quan hệ mật thiết đến các thông số COD và BOD của nguồn nước.

Nếu trong nước hàm lượng DO cao, các quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ xảy ra theo hướng háo khí.

Nếu hàm lượng DO thấp, thậm chí không còn thì quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước sẽ xảy ra theo hướng yếm khí.

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Nhu cầu oxi hoá học (Chemical oxigen demand): là

lượng oxi cần thiết (cung cấp bởi các chất hóa học) để oxit hóa các chất hữu cơ trong nước.

PP xác định thông thường: Dùng KMnO4 hoặc K2Cr2O7  COD giúp phần nào đánh giá được lượng chất hữu cơ trong nước có thể bị oxi hóa bằng các chất hóa học (tức là đánh giá mức độ ô nhiễm của nước). Việc xác định COD có ưu điểm là cho kết quả nhanh (chỉ sau khoảng 2 giờ nếu dùng phương pháp bicromat hoặc 10 phút nếu dùng phương pháp permanganat). 

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Nhu cầu oxi sinh hoá (Biochemical oxigen demand): Lượng oxi

cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu cơ. 





Tương tự như COD, BOD cũng là một chỉ tiêu dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nước (đơn vị tính cũng là mgO2/L).

Trong môi trường nước, khi quá trình oxi hóa sinh học xảy ra thì các vi khuẩn sử dụng oxi hòa tan để oxit hóa các chất hữu cơ và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm vô cơ bền như CO2, CO32-, SO42-, PO43- và cả NO3-.

Thông thường người ta xác định chỉ số BOD5 (Nhu cầu oxi sinh hoá trong 5 ngày)

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Các thông số hoá học khác trong nước  Sắt  

 

 

Sắt chỉ tồn tại dạng hòa tan trong nước ngầm dưới dạng muối Fe2+ của HCO3-, SO42-, Cl-…, Còn trong nước bề mặt, Fe2+ nhanh chóng bị oxid hóa thành Fe3+ và bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3.

2Fe(HCO3)2 + 0,5 O2 + H2O --> 2Fe(OH)3 + 4CO2 Nước thiên nhiên thường chứa hàm lượng sắt lên đến 30 mg/L. Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/L nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt…

Các cặn kết tủa của sắt có thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn nước.

Trong quá trình xử lý nước, sắt được loại bằng phương pháp thông khí và keo tụ.

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Các hợp chất clorua  Clo tồn tại trong nước dưới dạng Cl-. Nói chung ở mức nồng độ cho phép thì các hợp chất clo không gây độc hại, nhưng với hàm lượng lớn hơn 250 mg/L làm cho nước có vị mặn.  Các hợp chất sulfat  Ion SO42- có trong nước do khoáng chất hoặc có nguồn gốc hữu cơ. Với hàm lượng lớn hơn 250 mg/L gây tổn hại cho sức khỏe con người. Ở điều kiện yếm khí, SO42- phản ứng với chất hữu cơ tạo thành khí H2S có độc tính cao.  Các hợp chất nitrat  Các ion NO2-, NO3- cũng là tác nhân gây độc đối với các sinh vật trong nước và cũng là một tiêu chí xác định chất lượng nước.

2. Các thông số đánh giá chất lượng nước  Các chỉ tiêu vi sinh: Các vi sinh vật hiện diện trong nước

thải bao gồm các vi khuẩn, vi rút, nấm, tảo, nguyên sinh động vật, các loài động và thực vật bậc cao.  Coliform 



Coliform là một nhóm vi khuẩn rất phổ biến, có thể tìm thấy ở mọi nơi, kể cả trong đất, da, nước sông, nước ao hồ, rau cải... và trong phân động vật.

Sự có mặt của coliform trong nước được xem là một chỉ số về sự tinh khiết của nước.

 Escherichia coli: Vi khuẩn chủ yếu trong các nguồn nước thải

bi ô nhiễm bởi phân người  Salmonella: Vi khuẩn xuất hiện nhiều trong nước thải sinh hoạt

Bảng 1 – Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp (QCVN 40/2011) TT

Thông số

Đơn vị

oC

Giá trị giới hạn A

B

40

40

6 đến 9

5,5 đến 9

1

Nhiệt độ

2

pH

3

Chất rắn lơ lửng

mg/l

50

100

4

Màu sắc, Co – Pt ở pH=7 BOD5 (20oC)

V

50

150

mg/l

30

50

mg/l

7

COD Sắt

mg/l

75 1

150 5

8

Asen

mg/l

0,05

0,1

9

Thủy ngân

mg/l

0,005

0,01

10

Chì

mg/l

0,1

0,5

11

Cadimi

mg/l

0,05

0,1

12

Crom (IV)

mg/l

0,05

0,1

13

Crom (III)

mg/l

0,2

1

14

Đồng

mg/l

2

2

5 6

3. Các tạp chất có trong nước thải Tạp chất trong nước thải là những chất có nguồn gốc tự nhiên, và gần đây là các chất có nguồn gốc hoạt động của con người, ảnh hưởng đến chất lượng các nguồn nước tự nhiên, đó là các nguồn gây “ô nhiễm”.

Tạp chất trong nước có thể là: • Khí • Chất tan vô cơ • Chất tan hữu cơ • Cặn lơ lửng • Sinh vật nước

Bảng 1.9 - Phân loại nước theo kích thước tạp chất (Kulsky) Nhóm Đặc trưng Kích thước, m m

I Nhũ tương và huyền phù 10-3  10-7 1000  10-1

II

Hệ keo 10-7  10-9 0,1  0,001

Ví dụ

Phù sa Plankton Vi khuẩn

Hạt keo Các hợp chất humic Virus

Phương pháp khảo sát

Kính siêu vi Hiển vi Hiển vi điện tử Lọc bằng giấy lọc Điện thẩm tách Phân tích sa lắng Tán xạ Reley

III IV Dung dịch phân Dung dịch tử điện ly 10-9  10-10 0,001  0,0001

10-10 0,0001 =1A0

Khí hoà tan Cation Chất hưu cơ tan Anion Chất điện li hưu cơ đo độ dẫn Lọc màng bán thấm Phổ tử ngoại – khả kiến

 Nhóm I: Là các tạp chất thô nhìn thấy (hoặc tách lớp đối với nhũ tương) chúng thường rất không bền khi để lắng, chỉ tồn tại nhờ chuyển động của nước. Trong nhóm này cần lưu ý các sinh vật nước bậc thấp như vi khuẩn và plankton.  Nhóm 2: Là nhóm dung dịch keo. Đây là hệ bền nhờ cấu trúc đặc biệt của các hạt keo. Trong nhóm này phải kể đến virus, các chất có phân tử lượng lớn có nguồn gốc tự nhiên.

 Nhóm 3: Là nhóm của các chất hữu cơ tan, khí hoà tan, kích thước hạt chất tan ở mức phân tử.  Nhóm 4: là nhóm các chất vô cơ tan, phân ly.

Kích thước các hạt tan là phân tử và nguyên tử (A0 = 10-10m).

(Các chất thuộc nhóm 3 và 4 là các đối tượng khó xử lý nhất)

Tóm tắt phân bố tạp chất theo kích thước 10-8

10-7

10-6

10-5 cm = 10-4 mm = 10-1 m = 1000Ao 1. Vùng cặn nhìn thấy, cát, bùn, vi sinh, thủy sinh

2. Vùng hạt keo, virus, các chất hữu cơ phân tử lớn

3. Bọt khí phân tán trong nước, các chất hữu cơ tan gây màu, mùi

4. Các chất tan dạng ion (độ mặn, độ cứng, Fe, Mn)

Phân loại tạp - loại nước và công nghệ - thiết bị xử lý nước cấp tương ứng Tạp chất Chất lượng Hữu cơ tan, dạng keo và Độ màu cao (>400) dạng lơ lửng Chỉ số oxy hoá cao

Phương pháp xử lý Công trình - thiết bị Khử màu bằng chất keo tụ, chất oxy hoá Trộn, bể lắng, lọc, tiệt trùng. mạnh, hấp phụ.

Thiết bị oxy hoá - hấp thụ, Khử màu, mùi bằng hấp phụ, ôxy hoá thổi khí Có mùi hoặc thổi khí Nhiều cặn lơ lửng Độ đục cao ( > 100 Keo tụ, tạo bông, lắng, lọc Trộn, tạo bông, lắng lọc. mg/L) Nhiều Ca, Mg tan Độ cứng cao Làm mềm bằng hoá chất hoặc trao đổi Thiết bị trao đổi ion hoặc ion thiết bị phản ứng, bể lắng, lọc.

Muối ăn Nước lợ, mặn Chưng cất bằng nhiệt, dùng phương Thiết bị tương ứng pháp điện thẩm, dùng lọc thẩm thấu ngược Sắt Nước ngả màu vàng, để Ôxy hoá Fe (II) bằng không khí, hoá Bão hoà khí, bể lắng, lọc lại vết vàng nâu chất, xúc tác, lọc hoặc thiết bị oxy hoá xúc tác, thiết bị bơm, trộn hoá chất.

Mangan Nước ngả màu để lại vết Ôxy hoá Mn (II) bằng không khí ở pH  Bão hoà khí, bể lắng lọc hoặc nâu đen 8,5 hoặc có xúc tác. Ôxy hoá bằng hoá thiết bị oxy hoá xúc tác, thiết chất bị bơm, trộn hoá chất.

Nhiễu khí Mùi, gây ăn mòn Thổi khí hoặc hoá chất Thiết bị tương ứng pH quá thấp hoặc quá Gây ăn mòn hoặc bọt, Trung hoà Thiết bị bơm, trộn hoá chất cao nhớt NH3 Có mùi, dễ sinh NO2Clo hoá tới điểm nhảy, trao đổi ion trên Thiết bị bơm, trộn hoá chất, zeolit trao đổi ion, làm thoáng Tăng pH, thổi khí cưỡng bức hạ pH, vi

4. Phương pháp xử lý nước thải  Bậc 1: Giai đoạn xử lí sơ bộ, thông thường là các phương

pháp cơ học: song chắn rác, bể lắng… Trong một số trường hợp, xử lí bậc 1 cũng có thể sử dụng các biện pháp lí hoá: trung hoà nước thải, tách chất…  Bậc 2: Thông thường là các công trình xử lí hoá lí hoặc sinh học nhằm oxi hoá các hợp chất hữu cơ trong nước thải.  Bậc 3: Đây là các yêu cầu cao của xử lí nước thải như: triệt khuẩn, khử phôt phát, nitrat, sulfat…

* Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải 1. Xử lý nước bằng phương pháp vật lý - Song chắn rác - Phương pháp lắng - Phương pháp lọc - Bể điều hoà

2. Xử lý nước bằng phương pháp hoá lý  Phương pháp trung hoà

 Phương pháp keo tụ tạo bông  Phương pháp oxi hoá – khử

 Phương pháp trao đổi ion  Phương pháp hấp phụ - hấp thụ

 Phương pháp tuyển nổi  Phương pháp thẩm thấu ngược

 Phương pháp điện hoá học

3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học - Phương pháp hiếu khí - Phương pháp kị khí

Xử lý nước bằng phương pháp vật lý 4.1. Song chắn rác - Là hạng mục công trình xử lí sơ bộ đầu tiên nhằm loại bỏ rác thải thô ra khỏi nước thải và chống tắc cho hệ thống phía sau.

- Lượng và loại chất thải tách được phụ thuộc vào kích thước lỗ thông nước.

* Một số kĩ thuật cần lưu ý khi thiết kế song chắn rác  Chắn rác thô: - Chế tạo từ các thanh kim loại hình trụ hoặc vuông, chữ nhật xếp  



song song.

Khe hở giữa các thanh thường là 5,1 tới 15,2 cm.

Chức năng: tách loại rác thô, thường được đặt trước các lọc rác tinh hoặc nghiền rác.

Chắn rác và lọc rác có thể được lắp đặt vuông góc với dòng nước hoặc phổ biến hơn là tạo một góc với mặt nước (30-450).

Chúng được lắp đặt trước các thiết bị cơ khí như bơm nước thải, lắng cát, lắng sơ cấp.

Khi sử dụng chắn rác, nghiền rác hoặc cả hai cần có đường chảy tắt trong trường hợp vệ sinh hoặc tắc dòng.

 Hai thống số thiết kế quan trọng của hệ này là phân bố tốc

độ đầu vào và đầu ra.  Kênh lắp đặt chắn rác cần có vách lái dòng và phân bố đều dòng chảy. Sau chắn rác nền kênh phải hạ thấp 3 - 6 inch (1inch = 2,54 cm) so với đáy đường dẫn vào để bù tổn thất áp.  Diện tích chắn rác được tính trên cơ sở diện tích khe thoát ngập nước, tổng diện tích khe nước chảy không nhỏ hơn 150 - 250% diện tích của mặt cắt đường nước thải vào.

 * Khe hở và Thuỷ lực:  Một mặt khe hở phải đủ nhỏ để tách rác, tuy nhiên lại phải đủ lớn

để phân, giấy vệ sinh đi qua. Bảng 1 liệt kê các kích thước khe hở thường gặp. Tốc độ nước qua khe càng nhỏ, khả năng tách rác càng lớn.  Các kích thước khe hở của chắn rác thường gặp Loại chắn rác a) Chắn rác

Khe hở, cm 5,1-15,2

Ghi chú Thường = 7,6 cm

b1) Chắn rác làm sạch thủ công 2,4-4,4 b2) Chắn rác làm sạch cơ giới

1,4-2,5

Thường = 1,9 cm

c) Lọc tinh

0,24-0,48

Đôi khi nhỏ hơn 0,24 cm

Máy nghiền

1-1,9

Khe hở phụ thuộc tải thuỷ lực

 Tốc độ nước chảy trung bình qua song chắn rác vệ sinh thủ công phải vào khoảng 1 fps (0,3048 m/s).

 Tốc độ tối đa (khi trời mưa) qua chắn rác làm sạch cơ khí không vượt quá 2.5 fps (0,762 m/s).  Tốc độ phải tính theo hình chiếu đứng của khe chắn rác.

 Tổn thất áp qua chắn rác phụ thuộc vào cấu tạo và hoạt

động của cơ cấu chắn rác.

Công thức tính tổn thất áp như sau:

Trong đó: H = tổn thất áp, ft V = tốc độ chảy qua chắn rác, fps v = tốc độ nước vào, fps g = gia tốc trọng trường, ....

 Đối với cơ cấu làm sạch thủ công giá trị tổn thất áp tối

thiểu cho phép là 0,615 m, tối đa là nhỏ hơn 0,75 m.  Rác mắc vào song chắn sẽ cản dòng chảy, ngoài ra rác tích luỹ lâu sẽ thối rữa, gây mùi nên cần dọn thường xuyên.  Dọn rác nước chảy nhanh sẽ kéo theo rác và có thể gây sự cố cho hệ thống phía sau. Vì vậy, độ dốc của dòng vào trước chắn rác càng thấp (để giảm tốc độ dòng) càng tốt.

* Các loại chắn rác  a. Chắn rác thủ công

 Những hệ nhỏ thường trang bị chắn rác thủ công (Hình).  Thường chắn rác thủ công được đặt thành góc nghiêng 30°-

45° so với phương nằm ngang, khi đó diện tích thông thuỷ sẽ tăng 40 - 100% so với đặt thẳng đứng 90o, dễ vớt dọn rác hơn, thông thuỷ tốt hơn.  Khoảng thông thuỷ giữa hai thanh chắn rác phải vào khoảng 2,4 đến 8,255 cm, tần suất thu gom rác, làm sạch càng cao càng tốt, thường là 2 – 5 lần/ngày.  Trong trường hợp không chảy kịp có thể cho nước chảy qua nhánh vòng (Hình) có chắn rác rộng hơn (8 – 10 cm)

 b. Chắn rác cơ khí

 Chắn rác cơ khí được gọi là chắn rác cào rác cơ khí.  Các nhà máy trung bình hoặc lớn đều sử dụng hệ chắn rác cơ khí,

các nhà máy nước thải nhỏ nhưng có rác đặc trưng khó tách bằng chắn rác tiêu chuẩn cũng sử dụng các loại chắn rác cơ khí.  Khe hở trong chắn rác thường nằm trong khoảng 1,6 đến 2,5 cm.  Do kích thước khe thông thuỷ nhỏ hơn ở trên nên người ta đôi khi coi là chắn rác tinh. Thuật ngữ “tinh” ở đây là tương đối, nhiều nhà máy nước thải công nghiệp phải sử dụng khe chắn rác chỉ vài mm nếu quá nhiều cặn hoặc cặn khó tách bằng chắn rác thông thường

 Hệ chắn rác cơ khí có thể làm sạch từ phía trước hoặc từ

phía sau. Cơ cấu cào rác thường có dạng như “lược” chải qua các khe hở của chắn rác để kéo rác ra, thời gian thực hiện mỗi chu kì “chải” có thể từ vài giây tới 60 phút. Các chắn rác cơ khí thường được chế tạo sẵn và có rất nhiều dạng.  Trong chắn rác cơ khí thường bố trí cơ cấu nhận rác tự động (Hình).  Cơ cấu chắn rác cũng có thể được phối hợp với cơ cấu lắng cát và thu gom rác tự động (Hình)

c. Chắn (lọc) rác tinh  Ứng dụng: công nghiệp thực phẩm, len, dệt nhuộm. Trong

một số nhà máy, lọc tinh được dùng thay thế lọc cát để xử lí SS trước khi xả ra môi trường.  Lọc tinh thường lắp trước các đơn vị xử lí sinh học, trước lọc nhỏ giọt để ngăn ngừa hiện tượng tắc các vòi phun.  Thường diện tích thông thuỷ của lọc tinh là 0,186 m2/3785 m3/ngày hay 20.300 m3/ngày/m2 đối với nước thải sinh hoạt và 0,280 m2/3785 m3/ngày hay 13.500 m3/ngày/m2 đối với nước thải hỗn hợp.

Thiết kế và làm sạch mặt sàng lọc tinh • Hình thức làm sạch: Có thể bằng chổi, thanh quét tự động, bằng tia nước hoặc khí từ mặt sau.

Hiệu quả làm sạch phụ thuộc vào kích thước lỗ cho nước qua.

• Kích thước lỗ thường chọn như sau: Mặt rây có kích thước lỗ 0,8 – 2,4 mm. Nếu dùng chổi để làm sạch thì mặt sàng làm bằng thép tấm. Nếu dùng lưới đan thì kích thước lỗ thường vào khoảng 3 mm. Vải lọc có kích thước lỗ nhỏ hơn.

d. Trống lọc

 Trống lọc là cơ cấu tách rác bằng cách lọc qua tang trống

được làm bằng lưới thép không gỉ hoặc thép tấm đục lỗ.

Nếu là lưới đan thì thường dùng loại lưới No. 12 đến No. 20 mesh (kích thước lỗ 1,68 – 0,84 mm).  Khi trống quay quanh trục của nó một phần sẽ ngập trong nước.  Có 2 kiểu trống lọc khác nhau ở hình thức tiếp nhận nước:

 Chắn rác kiểu trống quay nhận nước ở trong

Trong loại chắn rác này nước thải vào trống theo hướng song song với trục quay. Nước thải vào, lọc qua lưới trống lọc, đi ra theo hướng vuông góc với trục quay (Hình). Rác tích tụ ở bên trong tang trống lọc gây ra trở lực làm dâng mức nước bên ngoài, vì vậy thỉnh thoảng phải dùng tia nước hoặc khí nén để rửa, rác bị đẩy ra rơi vào máng dẫn tự chảy ra ngoài. Như vậy, thực tế là trống làm việc liên tục và tự động.

 Chắn rác kiểu trống quay nhận nước ở ngoài  Trong loại chắn rác này nước thải vào trống từ ngoài theo

hướng vuông góc với trục quay. Sau khi lọc qua lưới trống lọc, nước đi ra theo song song với trục quay. Rác tích tụ ở bên ngoài tang trống lọc gây ra trở lực làm dâng mức nước bên ngoài, vì vậy thỉnh thoảng phải dùng chổi, tia nước hoặc khí nén để rửa cào rác vào máng dẫn tự chảy ra ngoài.  Nhược điểm chính của phương pháp lọc rác này là chi phí nước rửa.

e. Đĩa quay thẳng đứng

 Đĩa đục lỗ sẽ được đặt chắn ngang dòng chảy và được

động cơ quay từ từ (Hình). Nước sạch sẽ qua, rác đọng lại sẽ được dao gạt gạt vào máng hay ống nhận rác.  Cơ cấu này sẽ hoạt động kém hiệu quả nếu chất rắn có tính bám dính, bầy nhày thường gặp trong công nghiệp chế biến thực phẩm từ hải sản, giết mổ. Tương tự như trống quay, người ta cũng có thể dùng bổ xung tia nước để rửa đĩa..

* Kiểu đĩa quay nghiêng Đĩa quay cũng có thể đặt nghiêng 10°-25° so với phương nằm ngang (Hình). Đĩa quay thường có khe 1,6 - 0.8 mm cho nước qua. Làm sạch được thực hiện bằng chổi thép.

1.2. Phương pháp lắng a. Khái niệm: Lắng là quá trình tách cặn lơ lửng khỏi nước nhờ tác động của trọng lực, còn được gọi là sa lắng.  Các chất lơ lửng: SS tự nhiên, các bông cặn sau keo tụ – tạo bông, kể cả bông vi khuẩn sau xử lý sinh học.  Công cụ để thực hiện quá trình lắng là bể lắng.  Bể lắng có thể được chế tạo dưới dạng thiết bị bằng thép, compozit hoặc xây dựng bằng beton, gạch.  Các hình dạng phổ biến nhất là hình trụ vuông hoặc tròn, hình hộp chữ nhật.

 b. Cấu tạo bể lắng

Một bể lắng cần có bốn vùng: - Vùng nhận và phân phối nước. Đây là đầu vào bể - Vùng lắng - Vùng chứa bùn lắng - Vùng thu nước lắng Vï ng nhËn – ph©n phèi n- í c vµo N- í c th«

N- í c l¾ng Vï ng l¾ng

Vï ng chøa bï n X¶ bï n

Vï ng thu n- í c l¾ng M¸ ng thu n- í c

* Vùng nhận nước  Chức năng: - Phân phối nước đều sao cho tận dụng được tối đa không gian vùng lắng - Giảm vận tốc nước vào vùng lắng tới vận tốc thiết kế giới hạn cho vùng lắng: vo được gọi là tốc độ giới hạn hay tải bề mặt (đơn vị: m3/m2.ngày).  Cấu tạo: vùng thu nước thường có vách hướng dòng (có thể kiêm phân phối. Nước cũng có thể được phân phối và giảm tốc tốt thông qua hệ ống nhiều đầu ra.

* Vùng thu nước lắng  Chức năng: thu nước đã lắng bớt cặn, chuyển tải đi sang công đoạn tiếp theo.  Cấu tao: bố trí các máng thu.  Để vận tốc nước vào máng không quá cao, điều dẫn tới tạo các dòng chảy mạnh gần máng thu cuốn theo cặn đang lắng người ta đưa ra thông số tải máng thu (đơn vị: m3/m.ngày). Rõ ràng là cặn càng nặng càng khó bị cuốn trôi nên chiều dài máng thu càng ngắn.

 Bảng 1 cho ta sự phụ thuộc tiêu chuẩn thiết kế đối với

máng thu cho các loại bông cặn khác nhau Bảng 1- Các thông số tải máng thu thường gặp

Loại bông cặn Bông đánh phèn với nước ít đục Bông đánh phèn với nước đục Bông cặn xử lí độ cứng

Tải máng thu, m 3/m.ngày 143179 179268 268322

* Vùng chứa bùn  Chức năng: Thu gom, xả bùn lắng  Cấu tạo: - Thường phải có hố gom bùn bố trí gần cửa nhận nước.

- Nếu bể gom bùn thủ công thì đáy bể phải có độ dốc nhất định về phía hố gom. Độ dốc từ hai bên về tâm bể ít nhất phải là 10%, từ đầu thu nước lắng đến đầu nhận nước vào ít nhất là 5%. Nếu gom bùn bằng cần gạt bùn cơ khí thì độ dốc ít là 1%.

- Độ sâu hố gom bùn ít nhất là 0,3 mét. Với bể lắng thiết kế vận hành tốt, với nước keo tụ – tạo bông tốt thì có tới 75% bùn lắng được lắng trong khoảng 1/5 đầu tiên của đường đi của nước, vì vậy vùng lắng bùn tính từ khoảng 2 mét cách vùng nhận nước vào.

c.Lý thuyết về thiết kế bể lắng  Tốc độ lắng cặn: vP  Tốc độ dâng nước: vo N- í c l¾ng

vP

N- í c vµo

vo

vo

X¶ bï n

 Như vậy, điều kiện lắng sẽ là:  

    

vP > vo Nếu chiều cao cột nước là H, vậy thời gian để nước dâng từ đáy tới máng thu t tính theo phương trình: H t = v (1) Mặt khác t chính là thời gian lưu nước tính bằng: V t = Q (2) Trong đó: V = thể tích nước trong vùng lắng Q = lưu lượng Vì thể tích vùng lắng V = HA, trong đó A là thiết diện đáy, H HA  phối hợp với pt. (1) và (2) ta có: v Q Từ đây rút ra biểu thức xác định vo: Q vo = A (3) o

o

 

 Điểm đặc biệt thuận lợi của pt. (3) là vo không phụ thuộc

H, pt.(3) được gọi là pt. Hazen. Pt. (3) cũng có thể dẫn ra cho đối với bể lắng ngang.  v0 chính là giới hạn tốc độ dâng nước mà khi thiết kế không được phép vượt qua, nó được gọi là “tải bề mặt”.

Giá trị vo phụ thuộc vào loại nước và chức năng của bể lắng loại 1 hay loại 2, có hay không sử dụng chất keo tụ.

Thông thường với mỗi loại nước sẽ có các “tiêu chuẩn thiết kế tương ứng”.

* Lưu ý đối với bể lắng ngang Mô hình bể lắng ngang được xây dựng trên cơ sở những chấp nhận sau: - Tốc độ dòng nước v đều khắp mọi điểm trong vùng lắng - Hạt được coi là lắng nếu gặp đáy bể, nếu va vào vách đối diện thì quy uớc là không lắng, bị rửa trôi.

- Quỹ đạo hạt là tổng vectơ của tốc độ dòng nước v và tốc độ lắng hạt vP

N- í c th« vµo

N- í c l¾ng a

H

v

vP H/2

(a)

b

v

vP

(b)

(a)

(16.4)

N- í c th« vµo

N- í c l¾ng a

H

v

vP H/2

b’

(b)

v

v’P

(a)

(16.4)

N- í c th« vµo H

N- í c l¾ng a

v

vP

(a)

H

(c)

Như vậy ta có ba trường hợp sau:  Th1. Nuớc vào chỉ chứa một loại cặn có cùng tốc độ lắng vP (a). Khi đó hai hạt a và b sẽ lắng trong mọi trường hợp nếu quỹ đạo hạt gặp đáy bể. Trong trường hợp này sự phân phối dòng chảy đầu vào có ý nghĩa rất quan trọng: hạt b với cùng tốc độ lắng sẽ lắng trước hạt a do được đưa vào ở điểm thấp hơn (H/2).  Nếu có hạt cặn nhẹ hơn (không vẽ trên hình) có cùng điểm vào với hạt a nhưng có vP nhỏ hơn vectơ tổng sẽ gặp vách đối diện, nghĩa là hạt không lắng (tốc độ lắng tương tự hạt b’ ở trường hợp 2).

Th2: Nếu hạt cặn b’ có v’P thấp hơn vP của hạt a trong trường hợp (a) nhưng được đưa vào ở điểm thấp hơn (hình (b)) thì vẫn có thể lắng nếu quỹ đạo rơi gặp đáy bể.

Th3: Hạt cặn a có vP phù hợp nhưng nếu vách đối diện quá cao, từ cái nhìn đầu tiên cũng không lắng được (hình (c)).

Trường hợp này vẫn có thể lắng do hạt sau khi va với thành bể sẽ đổi hướng rơi xuống đáy.  Như vậy đơn vị trọng tâm cần để tính bể lắng sẽ là vP –

tốc độ lắng cặn.

Từ mô hình lắng này còn có thể rút ra hai kết luận có tính ứng dụng sau: - Nếu vẽ thêm đáy bể ở vị trí H/2 thì các hạt dễ gặp đáy bể hơn (không vẽ trên hình). Đây chính là cơ sở để lắp thêm đáy dưới dạng tấm mỏng còn gọi là lamen.

- Khác với bể lắng đứng, mô hình bể lắng ngang cho phép tính gần đúng hiệu suất lắng R từ biểu thức: R, % = 100(vp/vo)

1.2. Phương pháp lọc Được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng.

- Nguyên lí: Các chất rắn thường được lọc và giữ lại trên các màng lọc.

- PP: Màng lọc, lớp lọc….

1.3. Bể điều hoà - Lưu lượng, dòng chảy của dòng thải thay đổi theo thời gian => thay đổi biên độ dòng chảy, ảnh hưởng đến việc xử lí - Cần điều hoà dòng chảy => cần có bể điều hoà để điều tiêt dòng chảy.

- Vị trí đặt bể: + Nguồn tạo ra nước thải. + Trong khu vực trạm xử lí.

Yêu cầu vị trí của việc đặt bể điều hoà  Bể điều hoà lưu lượng các nguồn tạo ra nước thải  Bể điều hoà nồng độ  trong khu vực trạm xử lý.

- Bể điều hoà cũng có thể đặt trước bể lắng, nếu nước thải chứa chủ yếu là các chất hữu cơ không tan.

- Bể điều hoà được bố trí đặt ở vị trí phía sau bể xử lý sơ cấp và trước bể xử lý sinh học.

- Nếu là một bể điều hoà lưu lượng dòng thì cần phải bố trí nó ở trước cả bể lắng sơ cấp và bể xử lý sinh học và phải thiết kế hệ thống khuấy trộn mạnh để ngăn cản sự lắng của huyền phù, cũng như làm giảm bớt sự chênh lệch nồng độ và đôi khi ở đây còn bố trí cả bộ phận sục khí để làm giảm sự bốc mùi khó chịu trong các thiết bị xử lý tiếp theo.

1.4.Phương pháp pha loãng.

Sự pha loãng nồng độ nước thải bằng nguồn nước tương đối sạch - Lưu ý: ????

Thường sử dụng loại nước nào để pha loãng???

Nồng độ pha loãng khoảng bao nhiêu???

2. XỬ LÍ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÍ  Phương pháp trung hoà  Phương pháp keo tụ tạo bông  Phương pháp oxi hoá  Phương pháp khử  Phương pháp trao đổi ion  Phương pháp hấp phụ  Phương pháp tuyển nổi  Phương pháp thẩm thấu ngược  Phương pháp điện hoá học  Phương pháp hấp phụ các bon

2. XỬ LÍ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÍ 2.1. Phương pháp trung hoà - Ý nghĩa: Tránh hiện tượng ăn mòn, phá hủy vật liệu của hệ thống ống dẫn; đảm bảo độ pH cho phép của nguồn nước tiếp nhận.

- Mục đích: Điều chỉnh pH đạt tiêu chuẩn để thải ra nguồn tiếp nhận.

-

Nguyên lí:

Phản ứng giữa axit và kiềm hoặc giữa muối với axit hoặc kiềm trong nước thải.

2. XỬ LÍ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÍ 2.1. Các phương pháp trung hòa  Phương pháp trộn nước thải  

Nguyên lí: Ưu nhược:

 Các phương pháp xử lí nước thải axit   

Cho dòng nước chảy qua lớp đá vôi Xử lí nước thải bằng vôi Xử lí nước thải bằng xút hoặc sô đa

 Các phương pháp xử lí nước thải chứa kiềm  



Phương pháp sục khí cacbonic Phương pháp tạo CO2 trong nước thải Xử lí bằng axit sunfuric

2.2. Phương pháp keo tụ tạo bông.

- Nguyên lí: Thêm vào các chất tăng khả năng kết dính kéo các hạt lơ lửng kết dính theo - Các hóa chất trong keo tụ: + Phèn nhôm: pH< 4,5: không xảy ra quá trình thủy phân pH = 5,5 – 7,5 : Hiệu qur tôt nhất pH > 7,5: Hiệu quả keo tụ không tốt Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ (20-40ºC), thành phần ion, chất hữu cơ… + Phèn sắt: a) Sắt II: Sẽ bị thủy phân thành Fe (OH)2 khi cho vào nước; pH thích hợp là 8-9; Thường sử dụng phèn FeSO4 (FeSO4 chiếm 47-53%). b) Sắt III: Sẽ bị thủy phân thành Fe(OH)3 khi cho vào nước; phản ứng xảy ra khi pH>3,5; tạo keo nhanh khi pH=5,5-6,5.

Một số mô hình xử lí  Xử lí nước đục

 Xử lí nước màu

 Xử lí nước vừa đục vừa màu

2. XỬ LÍ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÍ 2.3. Phương pháp trao đổi ion  Đây là một phương pháp phổ biến trong xử lí nước thải  Thường được dùng để xử lí nước thải chứa các ion kim loại nặng

(Trong nước cấp, PP trao đổi ion được dùng để khử cứng, khử khoáng, khử màu, khử nitrat…  Ưu điểm là xử lí triệt để, và xử lí có chọn lựa đối tượng  Nhược điểm: chi phí cao, nên thường ít được áp dụng cho các công trình lớn  Nguyên lí: các ion bề mặt của chất rắn trao đổi ion với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Chất trao đổi ion gọi là ionit và không tan trong nước.

 Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hay hữu cơ có

nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo.  Các chất chứa nhôm silicat loại : Na2O.Al2O3.nSiO2.mH 2O.  Các chất florua apatit [Ca5(PO4)3]F và hydroxyt apatit

[Ca5(PO4)3]OH  Các chất có nguồn gốc từ các chất vô cơ tổng hợp gồm silicagel, permutit (chất làm mềm nước) , ...  Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic của đất (chất mùn) và than đá, chúng mang tính axit yếu.  Các chất trao đổi ion hữu cơ tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn, chúng là những hợp chất cao phân tử. Ví dụ, các chất trao đổi cation sunfua RSO3H, trong đó H – ion trái dấu và SO3 – ion nhận điện tử ; hoặc cation cacboxylic : R-COOH ; cation phenolic : R-OH ; cation photpho : R - PO3 - H.

2. XỬ LÍ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÍ 2.4. Phương pháp hấp phụ  Hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa 2 pha

gọi là hiện tượng hấp phụ. Nó có thể diễn ra ở bề mặt biên giới giữa 2 pha lỏng-khí hoặc lỏng - rắn.  Hấp phụ tách các chất hữu cơ và khí hoà tan khỏi nước thải bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (hấp phụ vật lý) hay bằng cách tương tác các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá học).  Phương pháp hấp phụ dùng để khử mùi vị, màu, chất bẩn hữu cơ khó phân hủy, kim loại nặng,... ra khỏi nước thải công nghiệp.

Phương pháp này thường được sử dụng khi nước thải cần xử lý đạt tiêu chuẩn cao hoặc tái sử dụng lại nước thải.  Chất hấp phụ dùng phổ biến là than hoạt tính và các loại vật liệu khác như than bùn, gỗ, than củi, tro, xỉ.

 Cơ sở của quá trình hấp phụ Hấp phụ chất bẩn hòa tan là kết quả của sự di chuyển phân tử của những chất đó từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của trường lực bề mặt. Chúng gồm 2 dạng: 



Hydrat hóa các phân tử chất tan, tức là tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn hòa tan với những phân tử nước.

Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất bẩn bị hấp phụ với các phân tử trên bề mặt chất rắn.

 Chất hấp phụ Than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, dolomit, các dung dịch hấp phụ lỏng ....  Phân loại hấp phụ  Hấp phụ trong điều kiện tĩnh: Không cho sự dich chuyển tương đối của phân tử nước với phân tử chất hấp phụ.  Hấp phụ trong điều kiện động: Là có sự chuyển động tương đối của phân tử nước so với phân tử chất hấp phụ.

2. XỬ LÍ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÍ 2.5. Phương pháp tuyển nổi  Tuyển nổi là phương pháp dùng để tách các tạp chất rắn hoặc lỏng 

 



có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm nền.

Tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và nén bùn cặn. Thông thường được sử dụng để xử lí các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.

Tuyển nổi loại các tạp chất bẩn ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lên mặt nước.

Những hạt chất bẩn chứa trong nước (dầu, sợi giấy, cel1ulose, len...) sẽ dính vào các bọt không khí và cùng các bọt không khí nổi lên mặt nước, rồi được loại khỏi nước.

Bọt khí có thể tạo ra bằng cách sục khí, bằng các phản ứng hoá học và sinh học sinh ra.

 Phân loại

+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học Các trạm tuyển nổi với phân tán không khí bằng thiết bị cơ học (tubin hướng trục) được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai khoáng cũng như trong lĩnh vực xử lí nước thải + Tuyển nổi bằng máy bơm khí nén - Tuyển nổi bằng phân tán không khí qua các vòi phun - Tuyển nổi phân tán không khí qua tấm xốp, chụp xốp + Tuyển nổi tách không khí từ nước (tuyển nổi chân không, tuyển nổi không áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí-nước) Biện pháp này được sử dụng rộng rãi với nước thải chứa chất bẩn kích thước nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khí rất nhỏ

+ Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hóa học - Tuyển nổi điện: Sản xuất khí bằng điện (điện 1 chiều, tạo khí Hydro). Các khí nổi lên sẽ kéo theo bọt khí và chất bẩn nổi lên tạo thành váng bọt ở bề mặt.

- Tuyển nổi sinh học và hóa học: Dùng phản ứng lên men nhờ cô cặn lắng và đun nóng ở nhiệt độ 35-55ºC, sau đó vi sinh vật phát triển và tạo thành bọt khí.

2.6. Phương pháp xử lí bằng màng - Thẩm thấu ngược Thẩm thấu ngược là quá trình tách nước qua màng bán thấm từ phía dung dịch đậm đặc hơn sang phía dung dịch loãng hơn khi áp suất tác dụng lên dung dịch vượt quá áp suất thấu.

Cơ chế thấm ngược Màng hấp phụ một lớp nước lên bề mặt màng, lớp nước này không có khả năng hòa tan các chất tan. Nếu chiều dày lớp nước hấp phụ lớn hơn đường kính lỗ mao quản của màng thì chỉ cho nước sạch đi qua.

- Siêu lọc

Phụ thuộc vào áp suất động lực và đòi hỏi màng cho phép một số cấu tử thấm qua và giữ lại một số cấu tử khác.

Khác biệt Siêu lọc thường được dùng để tách dung dịch lỏng có áp suất thẩm thấu thấp như: vi khuẩn, tinh bột, đất sét....

Thẩm thấu ngược dùng để xử lí các chất có khối lượng phân tử nhỏ, áp suất thẩm thấu cao

- Thẩm tách và điện thẩm tách

Là quá trình phân tách các chất rắn bằng sử dụng khuếch tán không bằng nhau qua màng. Tốc độ khuếch tán có liên quan đến gradient nồng độ qua màng.

2.7. Phương pháp điện hoá học  Phương pháp điện hoá học dùng để phá huỷ các tạp chất độc hại

trong nước thải hoặc trong dung dịch bằng cách oxy hoá điện hoá trên điện cực anốt hoặc cũng có thể phục hồi các chất quý rồi đưa về dùng lại trong sản xuất  Thông thường 2 nhiệm vụ phân huỷ các chất độc hại và thu hồi chất quý hiếm được giải quyết đồng thời.

2.8. Xử lí nước thải bằng phương pháp làm thoáng và chưng bay hơi - Dùng để xử lí các nước thải chứa nhiều chất dễ bay hơi như: hydrosulfua, carbonsulfua, methylmecaptan, disulfit, dimethyl sulfit... + Phương pháp làm thoáng - Thổi khí trơ vào nước thải chứa các chất bẩn hòa tan dễ bay hơi và hơi của chất bẩn đó khuếch tán vào bọt không khí.

- Tốc độ và hiệu suất khử bẩn bay hơi trong nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, mức độ phân tán không khí, cường độ làm thoáng...

- Phương pháp chưng bay hơi

Tách các chất bẩn ra khỏi nước theo sự bay hơi của nước bằng cách đun sôi nước thải.

Trong một số trường hợp có thể có hiện tượng không hình thành các lớp riêng biệt do độ hòa tan của lớp ngưng với chất bẩn tương đối lớn. Trong trường hợp này bắt buộc phải dùng phương pháp trích ly.

2.9. Xử lí nước thải bằng phương pháp oxihoa-khử - Oxihoa bằng Clo. Clo và các chất có chứa Clo hoạt tính là những chất oxy hoá có thể lợi dụng để tách H2S, hyđrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải.

- Oxihoa bằng hydro peroxit Hyđro peroxit H2O2 là một chất lỏng không màu có thể trộn lẫn với nước ở bất kỳ tỉ lệ nào. H2O2 được dùng để oxy hoá các nitrit , các aldehit, phenol, xyanua, các chất thải chứa lưu huỳnh và các chất nhuộm mạnh.

- Oxihoa bằng oxi không khí Ngoài chức năng dugnf để loại bỏ sắt khỏi nước cấp, oxi không khí còn được dùng để oxihoa sulfua trong nước thải nhà máy giấy, nhà máy dệt

- Oxihoa bằng pyroluzit

Pyroluzit thường được sử dung để oxy hoá As3+ đến As5+ theo phản ứng sau : H2AsO2 + MnO2 + H2SO4 = H2AsO4 + MnSO4 + H2O. Quá trình oxy hoá này thường được tiến hành bằng cách lọc nước thải qua lớp vật liệu MnO2, buộc khuấy trộn nước thải với vật liệu MnO2.

- Oxihoa bằng Ozon Phương pháp này dùng để khử tạp chất nhiễm bẩn, khử màu, khử các vị lạ có trong nước. Quá trình oxy hoá có thể làm sạch nước thải khỏi phenol, sản xuất dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, các chất hoạt động bề mặt, xyanua, chất nhuộm,...

3. XỬ LÍ Ô NHIỄM NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 3.1. Cơ sở lí thuyết của quá trình Cơ sở lí thuyết của quá trình xử lí bằng phương pháp sinh học là quá trình chuyển hóa vật chất, quá trình tạo cặn lắng và quá trình tự làm sạch nguồn nước của các vi sinh vật dị dưỡng và tự dưỡng có trong tự nhiên nhờ khả năng đồng hóa nhiều nguồn chất khác nhau có trong nước thải.

- Chuyển hóa vật chất: Vi khuẩn amon hóa phân hủy các hợp chất chứa nitơ; Pseudomonadales phân hủy protein; Celulomonas phân hủy cellulose; Vibrio, Sarcina, Serratina.... phân giải chất béo...

- Lắng cặn: nấm sợi, vi khuẩn có tiên mao (Vibrio extrorquens) - Tự làm sạch: Tảo, vi khuẩn, động vật bậc thấp, cá...

3. XỬ LÍ Ô NHIỄM NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 3.2. Xử lí bằng phương pháp kỵ khí - Cơ sở lí thuyết + Sử dụng các vi sinh vật kỵ khí hoặc tùy nghi để phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải ở điều kiện không có oxy. + Sơ đồ tổng quát: (CHO)nNS  CO2 +H2O + CH4+ H2+H2S+Tế bào VSV + Xử lí nước thải công nghiệp, sinh hoạt với nồng độ đậm đặc. + Thiết kế công trình đơn giản, chiếm ít diện tích, khả năng thu hồi năng lượng cao. + Nhạy cảm với chất độc hại với sự thay đổi môi trường sống.

Quá trình phân hủy chất hữu cư trong điều kiện kỵ khí

Cơ chế phân hủy kỵ khí  Giai đoạn 1 (Thủy phân-tạo axit)

- Sản phẩm của giai đoạn này là các đơn phân - pH của giai đoạn này giảm xuống tới 5 và có thể thấp hơn nữa và thường có mùi thối.  Giai đoạn 2 (Chấm dứt lên men axit) - Các axit béo hữu cơ và các hợp chất hữu cơ tan chứa nitơ tiếp tục bị phân hủy thành hợp chất amon, amin, carbonat và một ít CO2, N2, CH4, H2...

- Bùn được tạo ra có màu đen, nhớt rồi tạo nổi lên thành màng.

Sản phẩm lên men tạo mùi khó chịu hôi thối do H2S, Indol, Scatol, Mecaptan... được sinh ra và pH của môi trường tăng dần lên.

 Giai đoạn 3 (Lên men metal hay lên men kiềm)

- Các sản phẩm như axit béo, các hợp chất nitơ tiếp tục bị phân hủy bởi các vi khuẩn metan tạo ra CO2, CH4. Đô pH của môi trường tăng lên và chuyển sang môi trường kiềm.

Các công trình sinh học kỵ khí a) Các dạng bể xử lí kỵ khí

- Bể tự hoại: + Có chức năng lắng và lên men cặn lắng + Thường dùng cho hộ gia đình (cũng được sử dụng cho các hệ thống xử lí nước thải chế biến hải sản. + Nhiệt độ bùn tối ưu cho xử lí là 35ºC - Bể lắng 2 vỏ: Có chức năng tương tư như bể tự hoại nhưng kích thước lớn hơn.

Hiệu suất lắng 55-60%

- Bá»&#x192; metan:

b) Sinh học kỵ khí hai giai đoạn.

- Ở giai đoạn đầu, các hoạt động sinh hóa chính là sự hóa lỏng các chất rắn hữu cơ, phân hủy các hợp chất hữu cơ đã hòa tan và sự khí hóa.

- Ở giai đoạn thứ 2 xảy ra chủ yếu là sự khí hóa.

Giai đoạn đầu thường là quá trình phân hủy tải trọng cao với sự hòa trộn liên tục các chất, trong khi đó ở giai đoạn hai thường là sự hòa trộn ở tải trọng thấp với sự nổi lên bề mặt và pha trộn không liên tục

c) Bể kỵ khí kiểu đệm bùn chảy ngược (Upflow Anaerobic Sludge Blanket-UASB) - Sử dụng rộng rãi để xử lí nước thải của các nhà máy công nghiệp thực phẩm hoặc cho các khu dân cư có lưu lượng nước thải cao (500cm3/ngày đêm).

- Bể có kết cấu 2 ngăn: ngăn lắng và ngăn lên men.

- Trong bể có 2 quá trình: lọc trong nước thải qua tầng cặn lơ lửng và lên men lượng cặn giữ lại.

- Chất thải trong nước thải được đi qua lớp bùn hoạt tính và được phân hủy.

- Các VSV trong bể liên kết với nhau lại và hình thành các hạt bùn lớn để tránh bị rửa trôi.

- Bùn được xả ra khỏi bể UASB từ 3-5 năm/lần (đã qua bể lắng sơ bộ) hoặc 3-6 tháng/lần (nước thải trực tiếp).

- Ưu điểm: chi phí đầu tư, vận hành thấp; lượng hóa chất cần bổ sung ít; không đòi hỏi cấp khí, đỡ tốn năng lượng; có thể thu hồi, tái sử dụng năng lượng từ biogas, lượng bùn sinh ra ít, cho phép vận hành với tải trọng hữu cơ cao, giảm diện tích công trình.

- Nhược điểm: Giai đoạn khởi động kéo dài, dễ bị sốc khi chất lượng nước vào biến động, bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại, khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động.

d) Bể phản ứng khuấy liên tục (Continuously stirred tank reactor – CSTR).

- Tiếp nhận dòng thải chỉ chứa các chất có thể tan được, các chất hữu cơ nền có thể bị phân hủy bởi vi khuẩn có nồng độ cao và một lượng đủ các chất vô cơ để giới hạn tăng trưởng của chất hữu cơ lơ lửng.

- Sinh khối của vi sinh vật sẽ tăng, trong khi nồng độ chất lơ lửng giảm.

- Có 2 dòng chảy thoát ra từ bể, nhưng do bể có sự pha trộn hoàn toàn, nên nồng độ tất cả dung dịch là như nhau trong bể phản ứng. + Dòng thứ nhất chảy trực tiếp ra khỏi bể mang theo sinh khối và tế bào vỡ vụn. + Dòng thứ 2 chảy qua thiết bị tách sinh khối.

e) Bể phản ứng dòng chảy đều –PFR (plug flow reactor) - Chỉ là một ống kín hay hộp kín có kèm chất xúc tác - Dòng thải cần xử lí có chứa các chất xúc tác được cung cấp liên tục qua các đường ống nhỏ vào bể phản ứng.

- Dòng chảy bên trong có vận tốc ổn định với nồng độ được phân tán đều. f) Lọc kỵ khí bám dính cố định –AFR (Anaerobic filter reactor) - Sử dụng các VSV dính bám đặt trên các vật liệu lọc đặt trong bể có dòng nước thải chảy từ dưới lên hoặc từ trên xuống.

- Dòng chảy ra được tuần hoàn lại để duy trì điều kiện nạp nước.

- Việc thiết kế bể phản ứng phụ thuộc vào thời gian lưu của nước thải.

- Sinh khối phải được thường xuyên được kiểm tra.

3.3. Xử lí hiếu khí a) Cơ sở lí thuyết - Sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ trong nước thải có đầy đủ oxy hòa tan ở nhiệt độ, pH ... thích hợp.

- Phương trình phản ứng: (CHO)nNS + O2  CO2 + H2O + H2S + VSV + Q

NH4+ + O2  NO3- + H+ + H2O + Q H2S + O2  SO42- + H+ + Q - VSV sử dụng các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng và các nguyên tố khoáng để tăng sinh khối.

- VSV phân hủy các chất hữu cơ hòa tan hoặc keo phân tán nhỏ thành CO2 và H2O.

b) Cơ chế của quá trình hiếu khí

Các dạng công nghệ sinh học hiếu khí a) Bùn hoạt tính

- Thực hiện ở Anh năm 1914 và được duy trì và phát triển đến ngày nay - Bản chất là các VSV sống kết lại thành dạng hạt hoặc bông với trung tâm là các chất nền rắn lơ lửng. (40%) - Có 8 nhóm VSV thường có mặt trong bùn hoạt tính:

 Cơ chế hoạt động của bùn hoạt tính  Giai đoạn 1: Bùn hình thành và phát triển. Cơ chất và chất dinh

dưỡng phong phú, sinh khối bùn còn ít.  Giai đoạn 2: VSV phát triển ổn định, hoạt tính enzym đạt giá trị tối

đa và tốc độ phân hủy chất hữu cơ đạt giá trị tối đa. Tốc độ tiêu thụ

oxy đạt trạng thái không đổi  Giai đoạn 3: Tốc độ tiêu thụ oxy có chiều hướng giảm dần và sau

đó lại tăng lên. Tốc độ phân hủy chất hữu cơ giảm dần và quá trình nitrat hóa amoniac xảy ra. Cuối cùng là kết thúc chu kỳ hiếu khí.

 Các loại bể bùn hoạt tính  Bể bùn hoạt tính truyền thống: -

-

Bồn khí dài, hẹp. Lượng oxy cần dùng thay đổi theo chiều dài của bể phản ứng sinh hóa.

Bể phản ứng thường có hình chữ nhật, dòng vào và tuần hoàn bùn đí vào 1 đầu, nước sau xử lí đi ra đâu đối diện.

 Bùn hoạt tính tiếp xức ổn định -

Gồm 2 vùng: vùng tiếp xúc và vùng ổn định Thời gian cho vùng tiếp xúc khoảng 20-60p; V ổn định chiếm 25-75% dòng nước thải đầu vào.

 Bùn hoạt tính thông khí kéo dài

- Thời gian lưu: 20-30 ngày. Quy định?  Bùn hoạt tính thông khí cao có khuấy đảo hoàn chỉnh

- Nước thải, bùn hoạt tính, oxy hòa tan phân bố đều trong bể

b) Khuấy trộn hoàn toàn - Phát minh vào những năm 50 của thế kỷ XX - Thường được sử dụng để xử lí nước thải công nghiệp có nồng độ đậm đặc. c) Dòng chảy nút (Bể bùn hoạt tính cấp khí giảm dần) - Ý nghĩa: + Cung cấp lượng oxy cần thiết theo nhu cầu + Không có sự làm thoáng quá mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của VSV + Có thể áp dụng ở tải trọng cao, chất lượng nước ra tốt hơn

d) Thổi khí nhiều bậc (Bể bùn hoạt tính nạp nước theo bậc)

e) Mương oxy hóa - Là dạng Aerotank cải tiến khuấy trộn hoàn chỉnh trong điều kiện hiếu khí kéo dài chuyển động tuần hoàn trong mương.

- Là dạng công trình đơn giản, chi phí đầu tư nhỏ.

- Có thể phân thành 2 nhóm chính: liên tục và gián đoạn

f) Thiết bị khí nâng (Airlift reactor)

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC CẤP  Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng  Nguyên lí: Oxyhoa Fe2+ hoà tan thành dạng Fe3+, thuỷ phân để tạo kết tủa Fe(OH)3. Sau đó cặn được lắng và loại bỏ.  Biện pháp: Làm thoáng khí bằng lưới phun  Chú ý: Phản ứng oxyhoa diễn ra hiệu quả ở pH 7-7,5  Triệt khuẩn  Triệt khuẩn bằng clo hoặc các hợp chất của clo (clorua vôi, zaven…)  Điện phân muối NaCl tại chỗ để tạo nước zaven  Chú ý: cần kiểm soát chặt chẽ, tránh hiện tượng tạo các dẫn xuất clo của hydrocacbon  Triệt khuẩn bằng tia tử ngoại, ozon, sóng siêu âm

MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI  Xử lí chất vô cơ hoà tan.  Thường ở giai đoạn cuối của công nghệ xử lí sau khi đã tách các chất rắn, huyền phù, keo…  Mục đích:    

Tránh Tránh Tránh Tránh

ảnh hưởng xấu đến sản phẩm công nghiệp tạo cặn rỉ đường ống, ăn mòn thiết bị kim loại tạo nguồn dinh dưỡng cho thuỷ sinh vật gây biến đổi về màu sắc, mùi vị của nước

 Phương pháp:  



Phương pháp oxyhoa-khử Phương pháp điện hoá Phương pháp trao đổi ion

MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI  Xử lí các chất hữu cơ  Các chất rắn hữu cơ hoà tan trong nước thải thường được vi sinh vật phân huỷ theo 2 hình thức sau: 



Các vi sinh vật sử dụng oxi để tổng hợp năng lượng và tế bào mới Các vi sinh vật có thể tự oxyhoa khối cellulose của cơ thể mình  Chất hứu cơ + O2 + NH3  Tế bào mới + CO2 + H2O  Tế bào + O2  CO2 + H2O + NH3

Cơ chế phân huỷ chất hữu cơ bằng bùn sinh học

  



Phân huỷ chất rắn nhờ hoạt động của màng tu sinh học Phân huỷ các chất dạng keo nhờ khả năng hấp thụ hoá lí của các màng sinh học Hấp thụ sinh học các chất hữu cơ hoà tan nhờ hoạt động của vi sinh vật

MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI  Xử lí và thải bùn  Điều hoà bùn:  

Làm thay đổi liên kết ẩm với rắn trong bùn để tăng tốc độ tách nước bằng biện pháp vật lí và tác nhân hoá học Tác nhân điều hoà phổ biến: CaO

 Làm đặc:  Thường sử dụng các quá trình: lắng trọng lực, tuyển nổi và lắng li tâm  Thay đổi cấu trúc bùn và liên kết ẩm  Tách nước  Chuyển hoá  Chế biến ủ phân  Đốt  Vận chuyển  Thải bùn:

CÔNG NGHỆ XỬ LÍ BỤI VÀ KHÍ THẢI 1. Các khái niệm cơ bản về ô nhiễm không khí 2. Các phương pháp kỹ thuật làm sạch không khí 3. Các phương pháp kỹ thuật xử lý bụi 4. Các phương pháp xử lý hơi và khí độc 5. Các công nghệ lọc bụi và làm sạch khí trong ngành công nghiệp 6. Một số bài tập về tính toán khi xây dựng công nghệ xử lí khí thải

1. Các khái niệm cơ bản 1.1. Ô nhiễm không khí Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn.

1.2. Các nguồn ô nhiễm không khí 1.2.1. Nguồn ô nhiễm tự nhiên  Nguồn gây ô nhiễm lớn, đa dạng  Phân bố rộng, đồng đều nên ít gây nguy hại

Các dạng ô nhiễm tự nhiên a) Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa - Tro bụi, SO2, H2S và CH4 - Tác động nặng nề và lâu dài b) Ô nhiễm do cháy rừng - Khói, tro bụi, hydrocarbon không cháy, SO2, CO và Nox c) Ô nhiễm do bão cát: Sản sinh lượng bụi trong khí quyển rất lớn. d) Ô nhiễm do đại dương - Sương mù kèm theo tinh thể muối (70% NaCl, 30% là các chất: MgCl2, CaCl2, KBr,...)

- Lượng muối do đại dương thải vào không khí khoảng 2.109 tấn/năm (Trần Ngọc Chấn, 1999).

- Lượng tinh thể lắng đọng trên mỗi km2 vùng ven biển trong 1 ngày khoảng 60kg.

e) Ô nhiễm do thực vật: Dự tính khoảng 15 tấn/km2.năm; Gây các bệnh di ứng, bệnh đường hô hấp.

- Hợp chất dễ bay hơi - Bào tử thực vật, nấm trong không khí - Phấn hoa có kích thước từ 10-50µm f) Ô nhiễm do vi sinh vật - Nơi thoáng đãng: 200 con/cm3 - Tàu điện ngầm ở Paris: 600-800con/cm3 g) Ô nhiễm do các chất phóng xạ h) Ô nhiễm có nguồn gốc từ vũ trụ - Các bụi vũ trụ - Nguồn gốc là từ các thiên thạch hoặc đám mây hoàng đạo

2.1.2. Các nguồn gây ô nhiễm nhân tạo a) Ô nhiễm do đốt nhiên liệu - Ô nhiễm do phương tiện giao thông - Ô nhiễm do đun nấu - Ô nhiễm từ các nhà máy nhiệt điện - Ô nhiễm do đốt các loại phế thải đô thị và sinh hoạt. b) Ô nhiễm trong công nghiệp gang thép: Bụi, khói nâu, SO2 c) Ô nhiễm trong luyện kim màu: SO2 d) Ô nhiễm không khí trong sản xuất xi măng. e) Ô nhiễm trong công nghiệp hóa chất - Công nghiệp sản xuất axit sunfuric - Công nghiệp sản xuất axit nitric - Công nghiệp sản xuất lưu huỳnh - Công nghiệp sản xuất phân bón - Công nghiệp sản xuất đồ nhựa

e) Ô nhiễm không khí trong công nghiệp lọc dầu

Khí thải của nhà máy lọc dầu được chia làm 4 loại: - Hơi hydrocarbon rò rỉ - Khí thải từ các lò nung, bếp đun trong quá trình chưng cất - Khí có chứa các hợp chất của lưu huỳnh thoát ra từ các tâng tháp chưng cất.

- Bụi với thành phần cỡ hạt rất mịn thoát ra từ quá trình hoàn nguyên các chất xúc tác. f) Khí thải từ các ngành công nghiệp khác

Chất ô nhiễm

Nguồn ô nhiễm

Oxit các bon (CO, CO2)

- Các nhà máy nhiệt điện - Các ngành công nghiệp sử dụng năng lượng là đốt nhiên liệu - Giao thông vận tải - Các lò đốt rác và dân dụng - Phân hủy yếm khí

Bụi than, tro

Các nguồn đốt nhiên liệu thải cùng với khí cacbon oxit

Bụi berili Chế hóa quặng và luyện kim Bụi uranium Chế hóa quặng Hợp chất chứa - Các cơ sở luyện kim kim loại có độc tính - Các cơ sở sản xuất hóa chất cao - Các cơ sở sản xuất thuốc trừ dịch hại - Sử dụng các sản phẩm thuốc trừ dịch hại Các hợp chất - Thuốc trừ sâu chứa clo - Các cơ sở sản xuất hóa chất - Các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy - Khử trùng bằng clo và các hợp chất chứa clo hoạt

Chất ô nhiễm Nguồn ô nhiễm Flo và các hợp chất - Các cơ sở sản xuất hóa chất chứa flo - Các cơ sở sản xuất phân lân từ apatit và photphorit..

- Các cơ sở luyện kim Hydrocacbon

- Đốt nhiên liệu - Công nghiệp sơn và trang trí bằng sơn.

- Các cơ sở sản xuất linh kiện cần làm sạch bằng dung môi hữu cơ - Các cơ sở sản xuất hóa chất hữu cơ - Luyện kim

Nitơ oxit

- Đốt nhiên liệu - Các nhà máy hóa chất - Các cơ sở sản xuất phân đạm, phân tổng hợp NPK

Lưu huỳnh oxit

- Các cơ sở sản xuất hóa chất - Các nhà máy nhiệt điện - Luyện kim - Các công đoạn đốt nhiên liệu khác

Chất ô nhiễm

Nguồn ô nhiễm

Các hợp chất có chứa phối pho

- Các cơ sở sản xuất thuốc trừ dịch hại - Sử dụng thuốc trừ dịch hại

Bụi khoáng vô cơ

- Công nghiệp sản xuất xi măng - Công nghiệp khai khoáng - Giao thông vận tải - Xây dựng

Bụi phóng xạ

- Các vụ thử hạt nhân - Sự rò rỉ của các cơ sở năng lượng hạt nhân

Hơi axit

kiềm,

hơi - Các cơ sở sản xuất hóa chất - Các cơ sở sử dụng axit và kiềm trong sản xuất

Bụi chì

- Các cơ sở sản xuất acquy - Giao thông vận tải

Dicyan và HCN

- Các cơ sở mạ kim loại - Khai thác, trích chiết vàng, bạc và các kim loại

1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm không khí 1.3.1. Tác hại đối với con người a) CO: Có ái lực với hồng cầu của máu  Carboxy hemoglobin  hạn chế trao đổi và vận chuyển oxy trong mạch.

- 2-5%: bắt đầu có dấu hiêu ảnh hưởng tới thần kinh trung ương.

- 10-20%: ảnh hưởng đến các cơ quan khác. Trên 60% thì .... b) Nox - Chất kích thích gây viêm đường hô hấp.

- Thuốc lá chứa 300ppm; thuốc tẩu: 950; xì gà: 1200ppm

Nồng độ NO2 (ppm)

Thời gian tiếp xúc

Tác hại

> 500

48h

Chết người

300-400

2-10 ngày

Gây viêm phổi

150-200

3-5 tuần

Viêm xơ cuống phổi

50-100

6-8 tuần

Viêm cuống phổi và màng phổi

c) SO2: - Mùi hăng, khét ngột ngạt và người nhạy cảm với SO2 có thể nhận biết ở nồng độ 0,56ppm (1,6 mg/m3).

- Gây co thắt đường hô hấp. d) H2S: - Không màu, dễ cháy, có mùi đặc biệt giống mùi trứng ung.

- Ngưỡng nhận biết: 0,0005 – 0,13ppm - 10-20ppm: Gây chảy nước mắt, nước mũi, viêm mắt - 150 ppm trở lên: Gây tê liệt khứu giác e) Clo: 1-3 ppm có thể gây chảy nước mắt, nước mũi; 100ppm sẽ gây chết người. f) NH3: Tồn tại dưới dạng khí và dạng lỏng. Tác hại lên đường HH g) O3: Gây viêm đường hô hấp và có khả năng thâm nhập.

1.2. Các dạng thải vào không khí - Thải dạng khí: các chất tồn tại ở thể khí trong điều kiện thông thường - Thải dạng bụi: các chất rắn phân tán trong không khí - Thải dạng hơi: thể khí của các chất ở điều kiện bình thường là chất lỏng hoặc rắn - Thải dạng sol: là tập hợp các phân tử chất lỏng hoặc chất rắn tạo thành các hạt nhỏ li ti phân tán trong không khí

2. Các biện pháp kỷ thuật làm sạch không khí 2.1. Các biện pháp mang tính vĩ mô  Hạn chế tác động của con người vào thiên nhiên  Chống sa mạc hoá  Trồng cây xanh, rừng đệm 2.2. Các biện pháp mang tính cục bộ  Cải tiến công nghệ sản xuất và khai thác  Thay đổi nguyên, nhiên liệu cho sản xuất để tránh hoặc giảm thiểu thải các chất có hại vào không khí

2.3. Các biện pháp cải thiên không khí nơi làm việc 2.3.1. Thông gió - Thông gió chung:  Đưa không khí từ ngoài vào với lưu lượng cần thiết nhằm pha loãng cường độ ô nhiễm trong toàn bộ không gian nhà xưởng, sau đó thải ra ngoài.  Biện pháp: Thổi trên hút dưới hoặc thổi trên hút trên, thổi dưới hút trên, thổi dưới hút dưới.  Nhược điểm: tạo ra mức độ không đồng đều của điều kiện vệ sinh tại những điểm khác nhau trong không gian nhà xưởng.  Yêu cầu: Kiểm soát được nguồn phát thải độc hại

- Thông gió cục bộ  Thu giữ các khí, hơi độc ngay tại nguồn phát sinh  Yêu cầu kỹ thuật: + Không cản trở thao tác công nghệ + Không cho không khí chứa chất ô nhiễm đi qua vùng thở + Vận tốc thu khí đủ lớn - Thông gió chống nóng  Giải pháp thông gió tự nhiên và cách nhiệt: + Lợi dụng các yếu tố tự nhiên như: vận tốc gió trời, chênh lệch tỷ trọng của không khí để tạo ra các dòng khí vào ra một cách hợp lí + Ở nước ta, thông thường tỷ lệ cửa mở phải đạt 40-60% diện tích tường mới đảm bảo thông gió tự nhiên + Giảm nhiệt độ của mái cũng là một biện pháp đi cùng để giảm sự thoát hơi nước

- Thông gió cưỡng bức  Điều hoà không khí là mức cao nhất của thông gió cưỡng bức.  Làm mát bằng bốc hơi đoạn nhiệt.

2.3.2. Sử dụng cây xanh - Hạn chế ô nhiễm không khí - Chỉ thị phát hiện ô nhiễm Độ che phủ cần đạt trong các khu công nghiệp phải 1520%

2.3.3. Giải pháp công nghệ  Giải pháp được coi là cơ bản vì nó cho phép hạ nhiệt và loại trừ ô nhiễm hiệu quả nhất  Nội dung: Hoàn thiên công nghệ sản xuất và áp dụng chu trình kín  Biện pháp:  Sử dụng công nghệ sản xuất không có hoặc ít chất thải.  Thay thế nguyên liệu thải ra nhiều chất thải nguy hại bằng nguyên liệu sạch hơn.Ví dụ: Thay thế than đá bằng khí đốt.  Tạo chu trình sản xuất kín, tuần hoàn tái sử dụng

2.4. Biện pháp quản lí và vận hành sản xuất Việc quản lí và vận hành sản xuất các dây chuyền công nghệ đúng chuẩn cũng là một biện pháp để giảm thiểu ô nhiễm.

3. Các phương pháp và thiết bị xử lí bụi

3.1. Khái quát về bụi và xử lí bụi  Khái niệm: Là những hạt chất rắn có kích thước cũng như tỷ trọng khác nhau phân tán trong không khí.

Lọc - Thùng lọc gốm - Lọc có vật đệm - Lọc túi (màng)

Dập bằng nước - Dàn mưa - Sục khí - Đĩa quay - Lọc tầng kiểu Venturi

Dập bằng Khử bụi dựa Khử bụi dựa tĩnh điện vào lực ly tâm vào trọng lựa - Thiết bị sử Lọc tĩnh Buồng lắng dụng lực quán bụi điện tính.

- Thiết bị sử dụng lực ly tâm (cyclon).

Thiết bị quay

Vùng lọc và hiệu quả xử lý của các phương pháp

STT

Thiết bị xử lý

Kích thước hạt phù hợp Hiệu quả xử lý

1

Thùng lắng bụi

2

Cyclon hình nón

100 – 5

45 – 85

3

Cyclon tổ hợp

100 – 5

65 – 95

4

Lọc có vật điệm

100 – 10

đến 99

5

Tháp lọc ướt

6

Lọc túi (màng lọc) Lọc tĩnh điện

7

2000 – 100

100 – 0,1 10 – 2 10 – 0,005

40 – 70 %

85 – 99 85 – 99,5 85 - 99

3.2. Phương pháp xử lí bụi bằng buồng lắng a) Nguyên lí: - Tạo điều kiện để trọng lực tác dụng lên hạt bụi thắng lực đẩy ngang của dòng khí. Trên cơ sở đó, người ta tạo ra sự giảm đột ngột lực đẩy của dòng khí bằng cách tăng đột ngột mặt cắt của dòng khí chuyển động.

- Để lắng hiệu quả hơn, người ta còn đưa vào buồng lắng các tấm chắn lửng. Các hạt bụi chuyển động nhanh sẽ đập vào tấm chắn và rơi nhanh xuống đáy. b) Cấu tạo của buồng lắng: Buồng lắng đơn hoặc buồng lắng kép, buồng lắng nhiều tầng

a là chiều rộng của buồng lắng h là chiều cao của buồng lắng V là lưu lượng khí qua buồng lắng w là vận tốc dòng khí qua buồng lắng.

3.3. Phương pháp xử lí bụi dựa vào lực ly tâm (Cyclon) a) Nguyên lí: - Khi li tâm, các hạt bụi sẽ văng xa trục so với các phân tử khí.

- Khí ở trong thiết bị hình trụ, nón, các hạt bụi sẽ va vào vỏ trụ và rơi xuống dưới. Khí sạch sẽ được thu nhận từ tâm xoáy. b) Ưu điểm, nhược điểm.

- Ưu điểm: Lắng hiệu quả hơn so với pháp buồng lắng - Nhược điểm: Không thể lọc sạch khí khỏi các hạt bụi rất nhỏ, năng lượng tiêu thụ lớn và thành thiết bị bị bào mòn nhanh hơn

3.4. Phương pháp xử lí bụi bằng lọc màng, lọc túi a) Nguyên lí Dòng bụi được chặn lại bởi màng hoặc túi lọc chứa các lỗ nhỏ chỉ cho các phân tử khí đi qua.

Việc thu hồi và loại bỏ bụi được thực hiện bởi biện pháp cơ học. b) Cấu tạo - Chất liệu: Vải, nỉ - Khung: kim loại hoặc bằng vật liệu cứng

Vải lọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau - Khả năng chứa bụi cao và sau khi phục hồi đảm bảo hiệu quả lọc cao -Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu - Có độ bền cơ học cao khi nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn - Có khả năng phục hồi cao - Giá thành thấp

Loại 1 túi

Loại 2 túi

Loại 4 túi

Loại 6 túi

3.5. Xử lí bụi bằng các phương pháp ướt - Sử dụng khi cần lọc sạch bụi mịn với hiệu quả tương đối cao.

- Kết hợp giữa lọc bụi và khử khí độc hại trong phạm vi có thể, nhất là với các lọai khí hơi cháy - Kết hợp làm nguội khí thải - Đặc biệt độ ẩm cao trong các lọai khí thải khi đi ra khỏi thiết bi lọc không gây ảnh hưởng gì đáng kể cho thiết bị cũng như các quá trình công nghệ liên quan

Các kỹ thuật trong phương pháp ướt  Thiết bị rửa khí trần

 Thiết bị rửa khí đệm  Thiết bị rửa khí với hai lớp đệm chuyển động

 Tháp rửa khí với lớp đệm dao động  Thiết bị sủi bọt

 Thiết bị rửa khí va đập – quán tính  Thiết bị rửa khí ly tâm

 Thiết bị rửa khí vận tốc cao

THIẾT BỊ RỬA KHÍ TRẦN Khí sạch

 Đạt hiệu quả cao đối với bụi có Bộ phận tách ẩm

kích thước d ≥ 10μm  Kém hiệu quả đối với hạt có kích thước < 5 μm

Bộ phận phun sương

Nước

Khí bẩn

Cặn

Sơ đồ tháp rửa khí trần ngược chiều

THIẾT BỊ RỬA KHÍ ĐỆM

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG  Các quả cầu đệm luôn ở trạng thái dao động, cọ sát lẫn nhau. Khí nhiễm bụi trước tiên đi qua các tia nước, rồi sau đó qua lớp đệm bằng quả cầu thủy tinh.

 Có hai vùng tiếp xúc trong thiết bị:  Vùng 1: ở dạng giọt lỏng tạo thành trước lớp đệm.  Vùng 2: hình thành dưới dạng bọt trực tiếp ở trong và ở trên lớp đệm.

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG

Hiệu quả xử lý cao: 95% ~ 99% đối với hạt có kích thước trên 1µm

THIẾT BỊ SỦI BỌT

Phổ biến nhất là 2 thiết bị: ➢Sủi bọt có đĩa chảy sụt ➢Sủi bọt có đĩa chảy tràn

Khí saïch

Khí sạch 1. Thân

6 Nước 3

4 2

Nước

5 Caën

Khí buïi

2.Ñóa 3.Hoäp nhaäp lieäu 4.Thanh chaën 5.Hoäp chaûy traøn 6.Voøi töôùi

1 Khí bụi

1 Caën

Thieát bò röûa khí daïng suûi boït coÙ ñóa chaûy traøn

Cặn

Thieát bò röûa khí daïng suûi boït coù ñóa chaûy suït

 Đĩa chảy sụt  Đĩa đục lỗ: d= 4-8mm (d: đường kính lỗ).  Đĩa đục rãnh: b=4-5mm (b: chiều rộng rãnh).  Diện tích tự do: 0,2 – 0,25 m2/m2.  Chiều dày đĩa đục lỗ: 46mm.

Khí saïch

6

Nöôùc

2 1 Khí buïi

Caën

 Đĩa chảy tràn

Khí saïch

 Đĩa đục lỗ tròn: d= 3-8mm  Diện tích tự do: 0,15 – 0,25 m2/m2.

 Vận tốc khí qua lỗ: vk=5-15m/s.  Kích thước tiết diện ngang: f=5-8

m2.  Lưu lượng nước tưới: 0,20,3l/m3khí.  Chiều cao lớp bọt: 80-100mm.  Chiều dày đĩa đục lỗ: 4-6mm.

3

4

Nước

5 Caën

Khí buïi

1 Caën

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG  Quá trình thu hồi bụi qua 3 giai đoạn sau: - Thu hồi bụi trong không gian dưới lưới do lực quán tính đối với bụi thô ≥10µm.

- Lắng bụi từ tia khí hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc khí cao đập vào lớp chất lỏng trên đĩa.

- Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính - rối.

Hiêu quả của giai đoạn 2 và 3 lớn hơn giai đoạn 1 nhiều và đạt đến 90 % đối với hạt bụi 2-5µm.

ƯU ĐIỂM – NHƯỢC ĐIỂM  Ưu điểm: - Các lỗ bụi trong thiết bị ít bị bít kín - Hiệu quả cao đối với bụi có d≥2µm.

- Trở lực không lớn: 300-1000N/m2  Nhược điểm - Cần bộ phận tách giọt lỏng.

- Lưu lượng khí dao động lớn sẽ phá vỡ chế độ tạo bọt.

- Nồng độ bụi dao động lớn sẽ làm bẩn đĩa.

- Khả năng tách bụi phụ thuộc vào vận tốc dòng khí trong thiết bị.

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VA ĐẬP- QUÁN TÍNH

- Nguyên tắc hoạt động  Sự tiếp xúc của khí với nước được thực hiện do sự

va đập của dòng khí lên bề mặt chất lỏng và do sự thay đổi hướng đột ngột.  Kết quả của sự va đập nói trên là hình thành

những giọt nước mịn đường kính 300 - 400µm, làm tăng quá trình lắng bụi.

 Đối với thiết bị dạng này mực nước đóng vai

trò quan trọng. Sự thay đổi nhỏ của mực nước cũng có thể làm giảm hiệu quả thu hồi bụi hoặc làm tăng trở lực của thiết bị.  Hiệu quả của thiết bị va đập quán tính đến 99,5% đối với hạt có d ≥3µm.

Thiết bị lọc bụi thuỷ động lực mã hiệu PV-2 (thuỷ động lực)

Thiết bị lọc bụi ướt “ thuỷ động lực” năng suất 40000 m3/h

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VA ĐẬP- QUÁN TÍNH - Ưu điểm + Không cần phương tiện vận chuyển nước phun vào thiết bị. + Có thể làm việc được với nồng độ bụi ban đầu cao. + Tiêu hao nước ít: 0,005-0,15l/m3 khí. Trở lực 1500 – 4000N/m2. + Không cần bơm áp suất cao. + Cấu tạo và vận hành đơn giản. + Kết hợp 2 chức năng trong cùng 1 thiết bị: vận chuyển khí và tách lọc bụi. + Ít phụ thuộc vào sự thay đổi lưu lượng, áp suất, vận tốc.

- Nhược điểm + Cần giữ mực nước ổn định. + Cánh quạt trong guồng xoắn có bề rộng gấp 3-6 lần cánh quạt thông thường nên dễ gây mài mòn.

THIẾT BỊ LỌC BỤI ƯỚT DẠNG LY TÂM

 Đây là thiết bị kết hợp lực li tâm của xyclon với sự dập bụi của nước. Nước được phun từ trên xuống theo thành hình trụ của thiết bị, đồng thời khí được thổi theo dòng xoáy từ dưới đi lên bụi văng ra phía thành bị nước cuốn theo đi xuống cửa thoát dưới đáy.  Khi phun nước tạo thành màng trên mặt trong của thành xyclon, bụi đã chạm vào thành không có khả năng bắn ngược trở lại vào dòng khí do đó hiệu quả lọc được tăng cao.

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VẬN TỐC CAO

(thiết bị rửa khí venturi) ➢ Để làm sạch khí khỏi bụi kích thước 1-2um và nhỏ hơn, người ta ứng dụng chủ yếu các thiết bị rửa khí vận tốc lớn.

➢Nguyên lý hoạt động: Dòng khí bụi chuyển động với vận tốc 70 – 150 m/s đập vỡ nước thành các giọt cực nhỏ. ➢Độ xoáy rối cao của dòng khí và vận tốc tương đối giữa bụi và giọt lỏng lớn thúc đẩy quá trình lắng bụi trên các giọt lỏng.

Một số thiết bị rửa khí venturi

Một số thiết bị rửa khí venturi

Thiết bị Venturi Scrubber kết hợp

3.6. Xử lí bụi bằng biện pháp lọc điện 4

5

3

Khí saïch 2 1

1. Ñieän cöïc laéng

Khí buïi

2. Ñieän cöïc quaàng saùng 3. Khung 4. Boä phaän giuõ buïi Buïi

5. Caùch ñieän .

- Thiết bị lọc bụi tĩnh điện là thiết bị dùng để lọc khí ra khỏi bụi và làm sạch môi trường. Tách pha phân tán và pha liên tục bằng lực hút tĩnh điện.

- Bộ lọc tĩnh điện được sử dụng lực hút giữa các hạt nhỏ nạp điện âm. Các hạt bụi bên trong thiết bị lọc bụi hút nhau và kết lại thành khối có kích thước lớn ở các tầm thu góp. Chúng rất dễ khử bỏ nhờ dòng khí.

Nguyên tắc hoạt động  Thiết bị được chia thành 2 vùng:vùng ion hóa và vùng thu góp. Vùng ion hóa có căng các sợi dây mang điện tích dương với điện thế 1200V.  Các hạt bụi trong không khí khi đi qua vùng ion hóa sẽ mang điện tích dương.  Sau vùng ion hóa là vùng thu góp, gồm các bản cực tích điện dương và âm xen kẽ nhau nối với nguồn điện 6000V.  Các bản tích điện âm nối đất. Các hạt tích điện dương khi đi qua vùng thu góp sẽ được bản cực âm hút vào.

 Do giữa các hạt bụi có rất nhiều điểm tiếp xúc nên liên kết giữa các hạt bụi bằng lực phân tử sẽ lớn hơn lực hút giữa các tấm cực với các hạt bụi. Do đó các hạt bụi kết lại và lớn dần lên.  Khi khích thước các hạt đủ lớn sẽ bị dòng không khí thổi rời khỏi bề mặt tấm cực âm.

 Các hạt bụi lớn rời khỏi các tấm cực ở vùng thu góp sẽ được thu gom nhờ bộ lọc bụi thô kiểu trục quay dặt ở cuối gom lại.

ƯU ĐIỂM  Có thể lọc được bụi có kích thước rất nhỏ, hiệu quả lọc cao trong một thời gian ngắn.  Sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như ximăng, dệt may, luyện kim…  Độ làm sạch cao từ 90 – 99%.  Năng lượng tiêu hao ít, cứ 1000 m3 khí tiêu tốn 0,1 – 0,8 KW và trở lực <= 3 – 15 mm H2O.  Có thể làm việc ở nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn hoá học.  Có thể tự động hoá và cơ khí hoá hoàn toàn.

NHƯỢC ĐIỂM  Chỉ lọc được những hạt bụi có kích thước nhỏ từ 0,5 -

8µm. Các hạt bụi >= 10 µm thì hiệu quả giảm.  Kích thước của thiết bị lớn, công kềnh  Chỉ lọc được khí có hàm lượng bụi thấp.  Khi thiết bị hư hỏng thì việc sửa chữa rất khó khăn.  Rất nguy hiểm nếu bộ phận cách điện không đảm bảo.  Giá thành cao.  Chi phí tiêu hao điện năng trong thiết bị lọc bụi điện tương đối cao do ngoài công chi phí vận chuyển bụi còn có chi phí năng lượng cho việc tạo quá trình phóng điện liên tục và một số tổn thất khác  Việc vận hành đòi hỏi công nhân phải có tay nghề cao.

4. Các phương pháp xử lí hơi và khí độc 4.1. Khái quát về hơi và khí độc 4.2. Xử lí hơi và khí độc bằng phương pháp thiêu hủy 4.3. Xử lí hơi và khí độc bằng phương pháp ngưng tụ 4.4. Xử lí hơi và khí độc bằng phương pháp hấp phụ 4.5. Xử lí hơi và khí độc bằng phương pháp hấp thụ

4.1. Khái quát về hơi và khí độc - Khí và hơi tồn tại dưới dạng các phân tử riêng biệt lẫn vào không khí theo dạng chuyển động chaos.

- Hơi có thể ngưng tụ ở điều kiện thường, khí thì chỉ ngưng tụ ở điều kiện áp suất hoặc nhiệt độ phù hợp.

- Xử lí hơi hoặc khí thải độc hại có thể tiến hành bằng các phương pháp tiêu hủy, ngưng tụ, hấp phụ hoặc hấp thụ

4.2. Xử lí khí và hơi bằng phương pháp thiêu hủy a) Thiêu hủy bằng nhiệt - Tác dụng với các hơi hữu cơ, hơi dung môi, hơi đốt.

- Thường thiêu hủy với sự có mặt của chất xúc tác. b) Thiêu hủy bằng phương pháp hóa học - Phương pháp phổ biến đối với các khí độc hại - Phản ứng hóa học làm thay đổi cấu trúc chất độc hại c) Thiêu hủy bằng phương pháp đốt - Đốt không có chất xúc tác + Nhiệt độ cao + Thường dùng khi có nồng độ chất độc hại cao - Đốt có chất xúc tác

4.2. Xử lí khí và hơi bằng phương pháp ngưng tụ - Dựa trên sự hạ thấp nhiệt độ môi trường xuống một giá trị nhất định, hơi và khí sẽ ngưng tụ và thu hồi đêm đi xử lí.

- Chỉ dùng với các chất khí, hơi có nồng độ cao (lớn hơn 20g/cm3) - Hiệu suất ngưng tụ được tính theo công thức: η = (C0 –CR). 100/C0 trong đó CR là nồng độ hơi ở đầu ra; C0 là nồng độ hơi đầu vào.

4.3. Xử lí hơi bằng phương pháp hấp phụ 4.4. Xử lí khí và hơi bằng phương pháp hấp thụ

XỬ LÍ HƠI VÀ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ

1. Khái quát về hiện tượng hấp phụ

- Là hiện tượng gây ra sự tăng nồng độ của một chất hoặc một hỗn hợp chất trên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha.

- Nguyên nhân: Sức căng bề mặt của các chất có lực hút lẫn nhau dẫn đến hiện tượng hấp phụ.

- Có 2 loại hấp phụ:

a) Hấp phụ vật lý - Gây ra do tương tác yếu giữa các phân tử - Lực tương tác là lực Van der Waals b) Hấp phụ hóa học - Gây ra do tương tác mạnh giữ các phân tử và tạo ra hợp chất bề mặt giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.

- Sự hình thành chất bề mặt liên quan rất nhiều đến hàng rào hoạt hóa, đặc trưng cho quá trình tương tác giữa các phân tử khí và nguyên tử bề mặt chất rắn.

2. Xử lí hơi và khí độc bằng phương pháp hấp phụ

2.1. Nguyên lí.

- Hơi khí độc đi qua lớp chất hấp phụ bị giữ lại nhờ hiện tượng hấp phụ.

- Vật liệu hấp phụ có tác động đến thành phần chất bị hấp phụ. + Chất hấp phụ có thể được thay thế theo định kỳ. + Hấp phụ liên tục 2.2. Các kiểu hấp phụ - Hấp phụ tĩnh: Chất hấp phụ thường cấu trúc dạng lỗ xốp (1015Ǻ). Thường xuất hiện sự ngưng tụ mao quản.

- Hấp phụ động: Thường tiến hành trong buồng hấp phụ có chứa các chất có khả năng hấp phụ.

Các chất hấp phụ sử dụng trong CN

Than hoạt tính  Là chất hấp phụ rắn, xốp, không phân cực và có bề mặt

riêng rất lớn  Bản chất hoá học: là một dạng của cacbon thuộc nhóm graphit  Cấu tạo kiểu tổ ong gồm hệ lỗ xốp mao quản thông nhau và thông với môi trường bên ngoài với cấu trúc không gian ba chiều  Than hoạt tính có khả năng hấp phụ rất hiệu quả các chất không phân cực dạng khí và dạng lỏng  Có khả năng tái sinh sau khi đã no (hấp nhiệt, giải hấp bằng axit)

Silicagel  Là dạng gel của anhydrit axit silisic, có cấu trúc lỗ xốp  Có khả năng hấp phụ hiệu quả các chất phân cực.  Các chất không phân cực, sự hấp phụ diễn ra ở hệ thống mao dẫn  Có khả năng tái sinh (giải hấp ở nhiệt độ dưới 2000 C)

Zeolit

 Là hợp chất alumosilicat có cấu trúc dạng tinh thể

 Tính chất hấp phụ phụ thuộc vào tỷ lệ Si và Al và mức độ

tạo tinh thể của sản phẩm cuối cùng  Sự có mặt của Al3+ giúp zeolit có thể hấp phụ các cation kim loại.  Hiệu quả hấp phụ của zeolit thay đổi khi các cation kim loại bám vào, làm thay đổi điện tích trong tinh thể.

Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp hấp phụ

- Ưu điểm:  Có khả năng làm sạch cao  Chất hấp phụ có khả năng tái sinh

- Nhược điểm:  Không thể sử dụng đối với chất thải có trọng lượng cao  Quá trình xử lí thường phải thực hiện gián đoạn

4.5. XỬ LÍ KHÍ THẢI BẰNG PP HẤP THỤ 4.5.1. Nguyên lí:  Dựa trên sự tương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ hoặc

dựa vào khả năng hoà tan khác nhau của các chất khác trong chất lỏng để tách chất.  Tuỳ thuộc vào bản chất của sự tương tác nói trên mà người ta chia thành sự hấp thụ vật lí hay hấp thụ hoá học

4.5.2. Các loại hấp thụ  Hấp thụ vật lí.  Dựa trên sự tương tác vật lí đơn thuần: gồm sự khuyếch tán, hoà

tan các chất cần hấp phụ vào trong lòng chất lỏng và sự phân bố của chúng giữa các phần tử chất lỏng.  Để tăng hiệu quả xử lí, người ta thường dùng các loại thiết bị làm tăng diện tích tiếp xúc tối đa.

 Hấp thụ hoá học  Là quá trình luôn đi kèm với nhiều phản ứng hoá học.  Luôn xảy ra 2 giai đoạn: Khuyếch tán và phản ứng hoá học  Phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán các chất và tốc độ chuyển hóa các chất.

Hiệu quả của hấp thụ phụ thuộc  Thành phần và tính chất của khí thải cần xử lí  Tính chất và chất lượng của chất hấp thụ  Thời gian sử dụng chất hấp thụ trong thiết

bị (chu kì hấp thụ)  Lượng chất hấp thụ  Khả năng tiếp xúc giữa chất ô nhiễm và dung dịch hấp thụ  Nhiệt độ, áp suất,…

Các loại thiết bị hấp thụ 1. Thiết bị hấp thụ kiểu màng chất lỏng 2.

3.

4.

5.

6.

Thiết bị màng đĩa quay Thiết bị hấp thụ loại đệm Tháp hấp thụ sủi bọt Tháp hấp thụ kiểu đĩa chụp Tháp phun

 Tháp đệm:

Chất lỏng được tưới trên lớp đệm rỗng và chảy xuống dưới tạo ra bề mặt ướt cho lớp khí đi từ dưới lên.

Một số loại vật liệu đệm

Tháp mâm xuyên lỗ

Tháp mâm chóp

Tháp mâm van

Một số quá trình hấp thụ a) Hấp thụ SO2:

Hấp thụ bằng H2O: SO2 + H2O  H+ + HSO3Ưu điểm, nhược điểm: -

Đơn giản, có thể thu hồi SO2 cho mục đích khác Lưu lượng nước cần cho hấp thụ lớn, lượng nhiệt tiêu thụ cho việc tách trở lại khí SO2 tương đối lớn (phản ứng tách ở 100˚C

Hấp thụ bởi huyền phù CaCO3 H2O + SO2 = H2SO3 CO2 + H2O = H2CO3

CaCO3 + H2SO3 = 2CaSO3 + H2CO3 CaCO3

+ H2 CO3 = Ca(HCO3)2

CaSO3

+ H2 SO3 = Ca(HSO3)2

Ca(HSO3)2 + 2CaCO3 = Ca(HCO3)2 + 2CaSO3 Ca(HCO3)2 + 2H2SO3 = Ca(HSO3)2 + 2H2CO3

Ca(HSO3)2 + O2 = Ca(HSO4)2

CaSO 3

+ O2 = 2CaSO4

Ca(HSO4)2 + 2CaSO3 = Ca(HSO3)2 + 2CaSO4

Ca(HSO4)2 + 2CaCO3 = Ca(HCO3)2 + 2CaSO4 Ca(HSO4)2 + Ca(HSO3)2 = 2CaSO4 + H2SO3 CaSO 3

+ 0,5H2O = CaSO3.0,5H2O

CaSO4 + 2H2O = CaSO4.2H2O

Sử dụng huyền phù Magie hydroxit MgO + SO2 = MgSO3 MgO + H2O = Mg(OH)2

MgSO3 + SO2 + H2O = Mg(HSO3)2 Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 = 2MgSO3 + 2H2O SO2 được hấp thụ bởi oxit - magie hydroxit, tạo thành tinh thể ngậm nước MgSO3.ắngộ hòa tan của sunfit magie trong nước bị giới hạn, nên lượng dư ở dạng MgSO3.6H2O và MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng.

 Ưu điểm:  Có thể xử lí ở nhiệt độ cao, khong cần làm nguội  Tận dụng sản phẩm để sản xuất axit sunfuric

 Nguồn MgO săn có, rẻ tiền

 Nhược điểm:  Có khả năng tạo kết tủa MgSO4, giảm hiệu suất  Việc tái sinh MgO phải tiêu thụ lượng nhiệt lớn

Xử lí bằng sô-đa Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2 Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 SO2 + NaHCO3 + Na2SO3 + H2O = 3NaHSO3 NaHSO3 + ZnO = ZnSO3 + NaOH Ứng dụng chất hấp thụ hóa học không bay hơi, có khả năng hấp thụ lớn. Ứng dụng để loại SO2 ở các nồng độ khác nhau.

Hấp thụ bởi dung dịch sunfit – bisunfit amon H2O + SO2 = H2SO3 2NH4OH + H2SO3 = (NH4)2SO3 + 2H2O (NH4)2SO3 + H2SO3 = NH4HSO3 2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4 Nếu thêm HNO3: NH4)2SO3 + 2HNO3 = 2NH4NO3 + SO2 + H2O NH4HSO3 + HNO3 = NH4NO3 + SO2 + H2O NH4NO3 thu được dùng làm phân bón, khí thu được chứa 15 - 30% SO2 để sản xuất H2SO4.

Hấp thụ bằng amin thơm - Sử dụng dung dịch C6H3(CH3)NH2 ( tỷ lệ C6H3(CH3)NH2 : nước = 1:1) - Phương trình phản ứng: C6H3(CH3)NH2 + SO2 = C6H3(CH3)NHSOONH3(CH3)2C6H3 - Thu hồi SO2 và phục hồi dung dịch hấp thụ tiến hành trong tháp chưng ở 100 ˚C

b) Hấp thụ NOx: - Khí NO2: 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO + Q

- Khí NO: NO + H2O2 = NOx + H2O - Khí N2O3: N2O3 + H2O2 = N2O4 + H2O - Khí N2O4: N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2 Hấp thụ bằng huyền phù kiềm 3NO2 + Na2CO3 = NaNO3 + NaNO2+ CO2 + Q M(HCO3)m + N2O3 = M(NO2)m + CO2 + H2O M(OH)m + N2O3 = M(NO2)m + H2O

c) Xử lí các hợp chất Halogen. c1) Hấp thụ các hợp chất của Flo bằng nước.

- HF và SiF4 tan nhiều trong nước. Các phản ứng xảy ra: H2O + HF = H3O+ + HF2HF = H+ + FF- + HF = HF2SiF4 +2H2O = 4HF +SiO2 4HF + 2SiF4 = 2H2SiF6 3SiF4 + 2H2O = 2H2SiF6 + SiO2 - 10 - 22% H2SiF6 dùng sản xuất SiO2, CaF2, AlF, NaF, Na3AlF6.

- Hiệu quả xử lý 90 - 95%

c2) Hấp phụ các hợp chất của Flo bằng K2CO3.

Phản ứng hấp phụ:

HF + K2CO3 2KF + CO2 + H2O Phản ứng phục hồi chất hấp thụ: 2KF + Na2CO3  2NaF + K2CO3 c3) Hấp phụ bằng hợp chất AlF3 tạo thành phức

HmAlFm+3 AlF3 phục hồi bằng cách trungĩhòa Al(OH)

HmAlFm+3 bằng

c4) Hấp thụ các hợp chất clorua Cl2 + 2NaOH  NaOCl +NaCl + H2O 2Ca(OH)2 + 2Cl2 CaCl2 + Ca(OCl)2 + H2O Na2CO3 +Cl2 + H2O  NaCl + NaOCl + CO2 + H2O - Dung dịch NaOH được dùng với hàm lượng 100 - 150g/l Huyền phù Ca(OH)2 là 100 - 110g/l - Sử dụng NaOH, Ca(OH)2 hoặc Na2CO3 để hấp thụ HCl (Nhược điểm khi dùng nước hấp thụ bằng nước tạo sương mù các giọt axit lỏng, hiệu quả thu hồi không cao).

d) Xử lí khí CO. d1) Hấp thụ bằng [Cu(NH3)m(H2O)n]+:

[Cu(NH3)m(H2O)n]+ + xNH3 + yCO = [Cu(NH3)m (CO)y(H2O)n]+

+Q

Dung dịch có tính kiềm yếu nên đồng thời hấp thụ CO2 2NH4OH + CO2 = (NH4)2CO3 + H2O (NH4)2CO3 + CO2 + H2O = 2NH4HCO3

d2) Rửa Nitơ lỏng: Đây là quá trình hấp thụ vật lý. Quá trình ứng dụng trong công nghiệp ni tơ.

CÔNG NGHỆ XỬ LÍ CHẤT THẢI RẮN 1. Tổng quan về chất thải rắn 2. Các phương pháp xử lý chất thải rắn 3. Công nghệ sản xuất phân hữu cơ từ rác đô thị 4. Sản xuất Biogas 5. Bãi chôn lấp chất thải, bãi chôn lấp hợp vệ sinh 6. Thu dọn chất thải rắn 7. Chế biến và tái sử dụng chất thải rắn 8. Công nghệ xử lý rác thải nguy hại

 Thế nào được gọi là chất thải rắn, nguồn gốc phát sinh, cách phân    

loại.

Các phương pháp chế biến chất thải rắn.

Các phương pháp xử lí chất thải rắn: phương pháp đốt, phương pháp sinh học.

Phương pháp thu gom và hệ thống dịch vụ thu gom chất thải rắn.

Một số mô hình xử lí chất thải rắn: xử lí chất thải rắn sinh hoạt, xử lí chất thải rắn nguy hại.

1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN 1.1. Khái niệm

Chất thải rắn được hiểu là tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt động của con người và động vật tồn tại ở dạng rắn được bỏ khi không còn hữu dụng nữa (Nguyễn Văn Phước, 2003).

Chất thải rắn bao hàm tất cả các vật chất rắn không đồng nhất thải ra từ cộng đồng dân cư ở đô thị cũng như các chất thải đồng nhất của các ngành sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, khai khoáng,...

Chất thải nguy hại là chất thải chứa yếu tố độc hại, phóng xạ, dễ cháy, dễ nổ, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm, gây ngộ độc hoặc đặc tính nguy hại khác.

1.2. Phân loại và thành phần của chất thải rắn Nguồn phát sinh Khu dân cư

Khu thương mại

Cơ quan, công sở

Công trình xây dựng

Dịch vụ công cộng, đô thị

Nhà máy xử lí chất thải đô thị Công nghiệp Nông nghiệp

Nơi phát sinh

Các dạng chất thải rắn

Nguồn phát sinh

Nơi phát sinh

Các dạng chất thải rắn

Khu dân cư

Hộ gia đình, chung cư, biệt thự….

Thực phẩm dư thừa, giấy, nhựa, thủy tinh, sản phẩm kim loại khác

Khu thương mại

Nhà kho, nhà hàng, chợ, khách sạn, nhà trọ, trạm sửa chữa và dịch vụ….

Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại

Cơ quan, công sở

Trường học, bệnh viện, công sở…

Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại

Công trình xây dựng

Nơi đang thi công, sửa chữa các công trình xây dựng, giao thông…

Gạch, bê tông, thép, gỗ, thạch cao, bụi

Dịch vụ công cộng, đô thị

Hoạt động dọn rác vệ sinh đô thị, công viên, khu vui chơi…

Rác vườn, cành cây, chất thải chung ….

Nhà máy xử lí chất thải đô thị

Các nhà máy , khu xử lí nước thải, chất thải

Bùn, tro

Công nghiệp

Các ngành công nghiệp

Phế liệu, rác thải sinh hoạt

Nông nghiệp

Các ngành nông nghiệp, khu nông nghiêp

Rơm, rạ, cành cây… rác thải nguy hại…

1.3. Tính chất của chất thải rắn 1.3.1. Tính chất vật lí. a) Khối lượng riêng.

- Khái niệm: - Ý nghĩa: Dùng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích rác cần xử lí

- Phương pháp xác định khối lượng riêng. ● Đổ nhẹ chất thải rắn đầy vào thùng thí nghiệm có thể tích chuẩn ● Nâng thùng lên cách mặt đất 30cm rồi thả xuống. Lặp lại 4 lần. ● Đổ bù phần chất thải đã bị lèn xuống ● Cân khối lượng, khấu trừ khối lượng thùng thí nghiệm ● Lặp lại ít nhất 3 lần, lấy giá trị trung bình

b) Độ ẩm.

- Phương pháp khối lượng ướt: + Là % khối lượng ướt của vật liệu + Phương pháp phổ biến + Cách xác định: M=(w-d)/w .100 M: độ ẩm w:Khối lượng mẫu tại hiện trường d: Khối lượng mẫu sau khi nung ở 105˚C

c) Kích thước và cấp phối hạt.

- Quan trọng trong thiết kế và tính toán các vật liệu cơ khí: thu hồi vật liệu, sàng lọc phân loại - Cách xác định:

d) Khả năng giữ nước thực tế.

- Khả năng giữ nước thực tế là toàn bộ lượng nước mà nó có thể giữ lại trong mẫu chất thải dưới tác dụng của trọng lực - Là chỉ tiêu quan trọng trong việc xác định lượng nước rò rỉ từ bãi rác.

e) Độ thấm sau khi nén: Chi phối và điều khiển sự di chuyển của chất lỏng và khí bên trong bãi rác

1.3.2. Tính chất hoá học Các thông tin về thành phần hoá học của các vật chất cấu tạo nên chât thải rắn đóng vai trò rất quan trọng trong việc đánh giá các phương pháp, lựa chọn phương pháp xử lí và tái sinh chất thải

Có 4 tiêu chí :

a) Phân tích sơ bộ: - Độ ẩm - Chất dễ cháy bay hơi: lượng mất đi khi nung chất thải khô ở nhiệt độ 950˚C - Carbon cố định: Phần vật liệu còn lại dễ cháy sau khi loại bỏ các chất dễ bay hơi - Tro

b) Điểm nóng chảy của tro: - Là nhiệt độ cần để đốt cháy chất thải để tro hình thành 1 khối chất rắn do sự nóng chảy và kết tụ. Thông thường : 1100-1200˚C c) Phân tích cuối cùng: Phân tích hàm lượng các nguyên tố trong tro

Kết quả phân tích cuối cùng thành phần hoá học trong rác thải đô thị

d) Nhiệt trị của các thành phần chất thải rắn - Sử dụng nồi hay lò chưng cất quy mô lớn - Sử dụng bình đo nhiệt trị trong phòng thí nghiệm - Tính toán dựa trên thành phần hoá học được xác định

1.3.3. Tính chất sinh học.

1.4. Sự phát sinh chất thải rắn trong xã hội công nghiệp

1.5. Ảnh hưởng của chất thải rắn đến môi trường sinh thái  Ô nhiễm nguồn nước ngầm  Gây nguy hiểm cho sức khỏe con người  Rối loạn về cấu trúc hệ sinh thái

1.6. Thu gom và vận chuyển chất thải rắn 1.6.1. Công cụ dọn rác a) Thùng đựng rác - Kich thước - Màu sắc b) Chổi quét rác c) Xẻng hốt rác - Gia đình - Công nhân vệ sinh d) Dày, ủng, găng tay, khẩu trang., kính, mũ, quần áo e) Xe đẩy tay

1.6.2. Phương tiện vận chuyển rác - Ôtô - Tàu hỏa - Xà lan 1.6.3. Hệ thống, các phương thức thu dọn rác - Dịch vụ thu gom tại khu dân cư - Hệ thống thu dọn rác thành phố

2. HỆ THỐNG TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN  Sự cần thiết của hoạt động trung chuyển  Khoảng cách vận chuyển xa. 



Sự gia tăng của chi phí nhân công, vận hành, nhiên liệu cần thiết có trạm trung chuyển.

Chi phí vận chuyển một thể tích chất thải rắn với số gia tăng lớn trên một quảng đường dài sẽ lớn hơn vận chuyển một thể tích chất thải rắn có số gia tăng nhỏ trên 1 quảng đường lớn.

 Trạm xử lí hay bãi đổ đặt ở xa

 Trạm trung chuyển kết hợp với trạm thu hồi vật liệu

Kết cấu dạng các trung tâm liên hợp trung chuyển-tái sinh vật liệu.

Ví dụ: Phân loại, ủ phân, chuyển hoá sinh học, nguyên liệu tái sinh… 

 Trạm trung chuyển ở bãi chôn lấp vệ sinh:

Đảm bảo sự an toàn và hạn chế nhiều hoạt động khó khăn tại bãi chôn lấp???

Các loại trạm trung chuyển  Phụ thuộc vào phương pháp chất tải vào các xe vận chuyển

lớn, các trạm trung chuyển có thể chia thành 3 hoạt động thông thường:  Chất tải trực tiếp:

Chất tải trong xe nhỏ được chuyển sang xe lớn hơn hoặc thiết bị nén ép, sau đó chuyển đến bãi đổ cuối cùng  Chất tải từ khu vực tích luỹ:  Kết hợp vừa chất tải trực tiếp vừa chất tải khu vực tích luỹ

3. PHÂN LOẠI VÀ GIẢM KÍCH THƯỚC CỦA CHẤT THẢI RẮN

3.1. Phân loại chất thải rắn.  Địa điểm phân loại.   

Tại các hộ gia đình: Tại các trạm trung chuyển Tại bãi thải:

 Phương pháp và thiết bị phân loại rác 



Phương pháp thủ công Phân loại bằng luồng khí thổi: Sử dụng trong sản xuất công nghiệp, phân loại rác thải có trọng lượng nhẹ.

 Phân loại bằng từ tính.  Dựa trên đặc tính hút kim loại của nam châm  Sử dụng với chất thải rắn sau khi đã nghiền và trước khi đưa vào hệ thống phân loại bằng thổi khí  Có thể áp dụng với tro sau khi thiêu đốt  Cải tiến: nam châm lớn  dùng được cho rác thải trước khi nghiền  Sàng phân loại chất thải rắn.  Dùng cho chất thải có kích thước khác nhau  Thông thường: dùng trước khi nghiền đập hoặc sau khi nghiền đập  Có nhiều loại:  Sàng rung  Trụ tròn quay  Rác nổi trong nước  Quán tính  Quang học

3.2. Giảm kích thước chất thải rắn  Công nghệ nén ép.  Các căn cứ xem xét khi chọn thiết bị nén ép    

 

Phương thức chuyển rác và nạp rác Phương pháp thu gom và sử dụng rác đã nén Đặc điểm thiết kế thiết bị nén ép Đặc điểm hoạt động Đặc điểm chất thải rắn Áp lực nén ép

 Công nghệ thiêu đốt  Công nghệ nghiền, cắt, băm nhỏ.

4. XỬ LÍ CHẤT THẢI RẮN 4.1. Phương pháp chôn lấp 4.2. Phương pháp đốt 4.3. Phương pháp sinh học  Ủ phân  Biogas  Tái chế thức ăn cho gia súc

4.1. Phương pháp chôn lấp a. Các quá trình xảy ra trong bãi chôn lấp - Quá trình vật lí: Có 3 hiện tượng thường xảy ra trong bãi chôn lấp là: nén ép, phân rã và bám hút bề mặt.

- Quá trình hóa học: Oxi hóa khử và các phản ứng xảy ra do acid hữu cơ và CO2.

- Quá trình sinh học: Phân hủy hiếu khí và phân hủy kị khí. b. Các yêu cầu của bãi chôn lấp - Dạng bãi và phương pháp chôn lấp - Kiểm soát nước rác và khí rác - Cơ chế vận hành của bãi chôn lấp - Quan trắc chất lượng môi trường

c. Phân loại bãi chôn lấp  Theo hệ thống phổ biến của thế giới  Bãi chôn lấp chất thải độc hại  Bãi chôn lấp chất thải chỉ định  Bãi chôn lấp chất thải đô thị  Theo kiểu chôn lấp, thành phần rác  Bãi rác truyền thống, chôn lấp rác thải đô thị  Bãi rác chôn lấp rác đã nghiền  Bãi chôn lấp rác thải đặc biệt  Theo mục đích sử dụng  Bãi chôn lấp chế biến khí  Bãi chôn lấp sản xuất compost

d. Quy trình chọn lựa bãi chôn lấp

Bước 1: Xác định các yêu cầu về địa điểm, mục tiêu, tiêu chí và giới hạn - Xác định yêu cầu của chôn lấp - Xác định dữ liệu giới hạn cần thiết lập Bước 2: Sàng lọc và nhận diện các khu vực bằng việc sử dụng bản đồ giới hạn - Đánh giá tính phù hợp của địa điểm - Kỹ thuật đánh giá dựa trên bản đò, ảnh viễn thám, quy hoạch phát triển vùng Bước 3: Sàng lọc và xác định địa điểm - Ý nghĩa: giảm công việc cho các hoạt động chi tiết phí sau, thường chọn 3-4 địa điểm tốt nhất cho bước khảo sát tiếp theo.

Bước 4: Điều tra, khảo sát địa điểm và thiết kế sơ bộ Bước này dùng để xác định số liệu chi tiết và hoàn tất các thiết kế thiết yếu cơ bản.

Bước 5: So sánh và lựa chọn địa điểm

Ví dụ - Số dân: 25.000 người - Mức độ phát thải chất thải rắn: 0.4kg/người/ngày - Mức độ gia tăng dân số: 2% /năm - Mức độ gia tăng chất thải rắn: 3% /năm - Thời gian sử dụng dự kiến: 25 năm

Công thức tính lượng chất thải phát sinh hằng năm: M = Po(1 + i)nWo (1+g)n .

Trong đó: Po là dân số thời điểm gốc; i là tốc độ tăng trưởng dân số, Wo là tốc độ phát sinh chất thải thời điểm gốc, g là tốc độ tăng phát sinh chất thải và n là số năm

- Không nên xây dựng bãi chôn lấp trong các khu vực có nền đá vôi, địa hình rạn nứt.

- Nơi có nguồn nước không thích hợp để xấy dựng bãi chôn lấp - Không nên đặt ở các khu vực có địa hình phức tạp - Không nên đặt trong khu vực được bảo vệ như rừng, các vùng đất ngập nước, động vật quý hiếm.

- Cách khu vực đô thị 5-15km - Cách sân bay, khu công nghiệp, cảng biển từ 2-3km - Cách cộng đồng dân cư nhỏ ít nhất 1km

4.2. Phương pháp đốt a. Nguyên lí: Các chất hữu cơ bị oxy hóa ở nhiệt độ cao, sản phẩm là các khí và tro không cháy.

CTR + O2, t0  Khí (CO2, SO2, NOx, …) + Hơi nước + Tro + Nhiệt b. Đặc điểm: - Giảm thiểu lượng chôn lấp (95% thể tích và 75% khối lượng) - Xử lí triệt để các chất ô nhiễm, kể cả các chất khó phân hủy sinh học, nguy hại.

- Có thể thu hồi năng lượng (Nhiệt sinh ra trong quá trình đốt) - Chi phí đầu tư cao - Phát sinh khí thải độc hại, đặc biệt Dioxin

c. Công nghệ thiêu đốt - Đốt hỗn hợp - Đốt sơ chế d. Các dạng lò đốt - Lò với sàn chuyển động - Lò quay - Lò đốt tầng sôi e. Kiểm soát ô nhiễm không khí - Biện pháp với khói bụi và khí CO2, SO2, Nox, HCl...

- Biện pháp với dioxin, furan

5. CHẾ BIẾN CHẤT THẢI RẮN VÀ BÃI THẢI 5.1. Các mục đích sử dụng chất thải rắn - Sử dụng lại: chai lọ thuỷ tinh, đồ cũ, túi plastic - Tái chế: sắt thép, xỉ than, lốp hỏng, xe hỏng, thuỷ tinh vỡ - Làm chất đốt: - Vật liệu xây dựng: Gạch gói vỡ, xỉ than - Làm thức ăn cho gia súc, gia cầm

5.2. Chế biến phân vi sinh a) Nguyên liệu

- Rác thải hữu cơ - Than bùn đã được hoạt hoá - Phế phẩm nông nghiệp, công nghiệp: xác thực vật, rỉ đường, vỏ cây, rác thải nhà máy bia..

- Quặng apatit, photphorit

b) Một số loại phân hữu cơ  Phân hữu cơ sinh học (compost)  Định nghĩa: Sản phẩm phân bón được tạo thành thông qua lên men vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau  Nguyên liệu:  

Rác thải sinh hoạt: 3 thành phố lớn Hà Nội, TPHCM, Đà Nẵng thải ra 3.318.823 tấn rác thải sinh hoạt/năm Rác thải có nguồn gốc hữu cơ khác

 Quy trình chế biến  Cắt, nghiền rác thải ở kích thước 5-8cm  Làm ẩm và đưa vào hố ủ  Bổ sung 5kg ure, 5kg lân supe cho 1 tấn nguyên liệu  750ml dung dịch sinh khối vi sinh vật sau 10 ngày nuôi cấy , hoà vào 30l nước, trộn đều nguyên liệu

 Phân hữu cơ vi sinh vật  Định nghĩa: Phân bón hữu cơ vi sinh vật ( tên thường gọi: phân hưũ cơ vi sinh ) là sản phẩm được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau, nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất, chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống được tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn qui định, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng nông sản. Phân hữu cơ vi sinh vật không gây ảnh hưởng xấu đến người, động vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.  Quy trình sản xuất: Giống với sản xuất phân hữu cơ sinh học, khác quy trình cuối.  Các vsv được bổ sung: Cố định nitơ, phân giải phosphate…

 Phân vi sinh phân giải cellulose  Định nghĩa: Phân hữu cơ sinh vật, chứa các sinh vật sống có khả năng phân giải cellulose  Cơ chế: VSV phân giải cellulose  phân tử nhỏ hơn  phân giải thành mùn  amon hoá tạo thành phân  Phân sinh học hỗn hợp

5.3. Sản xuất biogas  Nguyên lí.  Được tạo ra từ việc phân giải yếm khí các chất hữu cơ, chất thải, phân đồng vật  Thành phần: 60-70% CH4; 30-40%CO2; N2, H2, CO…  Quá trình diễn ra thường gồm 2 giai đoạn: 

Acid hoá cellulose và tạo muối



Lên men, metan hoá muối hoặc



Acid hoá và thuỷ phân tạo CO2, H2



Metan hoá H2

 Các nhóm VSV thường gặp 

Clostridium, Plectridium, Caduceus, Endosponus, Teminosponus

 Lượng phân gia súc cần thiếu:

* Để sản xuất 1 m3 khí Mêtan/ngày cần: - Phân trâu, bò: 32 kg - Phân lợn: 20 kg - Phân gà vịt: 12 kg * Mức độ sinh khí của một số phân gia súc: (đơn vị: Lít khí/kg phân): - Phân trâu, bò: 22 - 40 - Phân lợn: 40 - 60 - Phân gà vịt: 65,5 – 115 - Phân người: 20 - 28

Lượng chất thải hàng ngày của ĐV và người Vật nuôi

Khối lượng cơ thể (kg)

Lượng chất thải theo % khối lượng cơ thể

Phân

Nước tiểu

Lượng phân tươi (kg/ngày)

Bò

135-800

5

4-5

8

Trâu

300-500

5

4–5

12

Lợn

30-75

2

3

2

Dê/cừu

30-100

3

1 – 1,5

3

Gà

1,5-2

Người

50-60

0,08 1

2

0,5 292

Tính toán mô hình biogas Bò

Lợn

Gà

Số lượng

4

20

400

Phân thải ra mỗi ngày (kg)

25

20

0.08

Tỷ lệ vật chất khô của phân

18%

25%

40%

Tỷ lệ vật chất khô đưa vào xử lí

4%

4%

4%

Thời gian lưu (ngày)

10

10

10

Hiệu suất xử lí của túi biogas

75%

75%

75%

Lượng phân tươi mỗi ngày (kg)

100

40

32

Vật chất khô của phân (kg)

18

10

12.8

Lượng dịch phân để xử lí mỗi ngày (kg)

450

250

320

Thể tích dịch phân đưa vào túi (lít)

4500

2500

3200

Thể tích thực của túi (lít)

6000

3333

4267

Chiều rộng túi

1

1

1

Chu vi túi

2

2

2

Đường kính túi

0.64

0.64

0.64

Chiều cao túi

18.85

10.47

13.40

Thiết kế hố biogas  Hố lắng cát:  Cách chuồng nuôi 0.5m, kích thước thông thường: 0.5x0.5x0.5  Hố chứa phân:  Đặt tiếp nối với túi lắng, cần chú ý đến việc bảo vệ túi ủ  Kích thước tuỳ thuộc loại gia súc nuôi

 Túi chứa phân  Hệ thống đầu vào, đầu ra  Túi dự trữ khí

5.4. Bãi chứa chất thải rắn  Các dạng bãi chứa chất thải rắn  Trên đất liền  Đáy đại dương  Trong khí quyển  Ưu nhược điểm của bãi rác  Ưu điểm:     

Kinh tế đối với các vùng có sẵn đất Đầu tư ban đầu ít Phương pháp hoàn chỉnh cuối cùng của các phương pháp khác Có thể nhận tất cả các loại rác, không cần phân loại Linh hoạt

 Nhược điểm  



Không thích hợp cho các khu dân cư đông đúc Bãi rác hoàn chỉnh cần có sự bảo dưỡng định kỳ Khí phát ra từ bãi rác gây nguy hại tới sức khoẻ, môi trường

 Các yếu tố cần quan tâm của bãi rác  Phương pháp lắp đặt, vận hành  Kế hoạch, phản ứng khi bãi rác thôi hoạt động  Sự vận động, rò rỉ từ bãi rác  Vệ sinh bãi rác  Chính sách quản lí

 Phương pháp lấp đất và vận hành  Mương máng rộng: Áp dụng cho khu vực có độ sâu thích hợp để chứa rác thải.  Khu đất: Áp dụng cho địa hình không đủ đất để đào mương máng rộng  Phương pháp trũng: Bãi lầy, đầm ao  Các vấn đề xảy ra tại bãi rác  Oxyhoa hoá học các chất trong bãi thải  Khí thoát ra ngoài (CH4, CO2, H2, H2S, NH3)  Vận chuyển của các chất lỏng  Hoà tan và rò rỉ của chất hữu cơ vào nước  Vận động của khí hoà tan