Nước thải công nghiệp là gì? Nguồn phát sinh từ đâu?
Xử lý nước thải công nghiệp là áp dụng quy trình công nghệ từ nhiều công trình xử lý đơn lẻ thành một hệ thống xử lý nước nhằm loại bỏ tất cả chất ô nhiễm có trong nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất công nghiệp đạt QCVN về quy định xả thải trước khi thải ra môi trường chung
Sự phát triển của sản xuất công nghiệp ngày càng cao, nguồn phát thải chất thải rắn, khí thải, nước thải cao đang là vấn đề vô cùng quan trọng, bảo đảm cho sự trong sạch môi trường sống đồng thời góp phần vào sự phát triển bền vững của nền kinh tế thì vấn đề xử lý nước thải nói riêng và chất thải nói chung là cần thiết và cấp bách
Ở những quốc gia có nền công nghiệp phát triển cao như Nhật, Mỹ, Anh, Pháp,…
Các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp (HTXLNT CN) đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực tự động hoá cũng đã được áp dụng và đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế xã hội vô cùng to lớn.
Trong đó đi đầu trong lĩnh vực này như hãng USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation (HWC), Global Industries.Inc… đã đưa ra các giải pháp công nghệ xử lý nước thải hiện đại. Những công nghệ tự động hoá của các công ty hàng đầu trên thế giới như SIEMENS, AB, YOKOGAWA,… được sử dụng rộng rãi trong các công trình xử lý nước thải.
Vói nhiều năm hoạt động trong lĩnh vực xử lý môi trường và chất thải Công ty Nhật Ý của chúng tôi luôn luôn nghiêng cứu áp dụng những công nghệ mới nhằm đưa ra phương án xử lý tốt nhất
Quý khách hàng có nhu cầu hỗ trợ tư vấn liên hệ ngay với hotline của chúng tôi: 0946131513
Công ty môi trường Nhật Ý khi tiếp nhận khảo sát hệ thống xử lý nước thải công nghiệp
Nhằm hỗ trợ các doanh nghiệp xử lý các nguồn thải ô nhiễm triệt để trước khi xả thải ra môi trường, nước sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải theo quy định nhà nước
Công ty chúng tôi là đơn vị có thâm niên trong lĩnh vực xử lý nước thải, chuyên hoạt động về các vấn đề liên quan đến môi trường, đặc biệt là trong xử lý nước thải công nghiệp, đảm bảo các tổ chức và cá nhân yên tâm khi giao trọng trách lớn cho chúng tôi thực hiện. Các bước thực hiện gồm:
- Tư vấn công nghệ xử lý nước thải từ nguồn xả thải của quý khách dựa vào nguồn nước thải và lưu lượng nước thải
- Khảo sát thực tế tại nguồn xả thải để có phương án chi tiết lắp đặt hệ thống xử lý nước thải
- Tính toán Thiết kế hệ thống xử lý nước thải theo công suất nguồn nước thải của công ty đưa ra hoặc dựa vào thức tế
- Tiến hành Xây dựng, lắp đặt hệ thống xử lý nước theo thỏa thuận giữa chủ đầu tư và nhà cung cấp
- Vận hành, bảo trì, sửa chữa hệ thống xử lý nước thải công nghiệp trong thời gian bảo hành
Cung cấp gói xây dựng hệ thống xử lý nước thải công nghiệp cho tất cả các lĩnh vực, các công trình khu công nghiệp, khu chung cư, nhà máy, bệnh viện,…
Ngoài ra công ty còn xử lý nước thải của các ngành như chế biến thực phẩm, nước uống nước giải khát, bia, rượu, chế biến thủy sản, sản xuất thủy tinh chai lọ,…
Xem thêm>>>
Các phương pháp xử lý nước thải áp dụng hiện nay
I. Xử lý nước bằng phương pháp cơ học – (Xử lý nước thải công nghiệp)
Bằng phương pháp lọc lược cơ học bằng song chắn rác
Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước thải công nghiệp trước hết phải qua song chắn rác để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn
Tại đây, các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilon,… được giữ lại.
Nhờ đó tránh làm tắc bơm, gãy cánh bơm cánh khuấy, đường ống, thiết bị của hệ thống.
Xử lý bằng song chắn rác là công đoạn quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và làm việc thuận lợi cho các công đoạn lọc kế tiếp của hệ thống xử lý nước thải.
Song chắn rác có hai dạng: dạng song chắn rác thô và rác mịn, tùy theo tính chất của nguồn nước thải cần xử lý mà chúng ta lắp song chắn rác sao cho phù hợp
Song chắn rác thô: Với khe hở để lọc 5 – 10 cm và song chắn rác mịn có khe hở lọc 1 – 3 cm.
Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động tháo lắp dễ dàng để vệ sinh
Các loại song chắn rác gồm: Song chắn rác thô, Song chắn rắc mịn và lưới chắn rác
Loại cố định: loại song chắn rác di động, còn có dạng song chắn rác đĩa và dạng trống
Song chắn rác được làm bằng kim loại không rỉ như inox 304 và 316, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45-65 độ nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75-85 độ nếu làm sạch bằng máy
Ngoài ra cũng có thể sọt chắn rác nếu kênh dẫn có kích thước nhỏ, ưu điểm là dễ vệ sinh rác
Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 – 1 m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 m/s – 1 m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn.
Phương pháp Lắng loại bỏ cát có trọng lượng lớn (bể lắng 1)
Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2 mm đến 2 mm ra khỏi nước thải nhằm bảo đảm an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau.
Bể lắng cát có thể được phân thành 2 loại: (1) bể lắng ngang nước đi ngang và bể có thiết kế độ dốc có hố thu cát sau lắng và (2) bể lắng đứng có ống trung tâm và máng thu nước răng cưa hướng đi của nước từ trên xuống dươi theo ống trung tâm
Ngoài ra, để tăng hiệu quả lắng cát trong xử lý nước thải công nghiệp, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi.
Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0,3 m/s.
Vận tốc này cho phép các hạt cát, hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở những giai đoạn kế tiếp
Nhiệm vụ bể lắng
Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2).
Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng.
Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5-2,5 giờ.
Các bể lắng ngang trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 16000 m3/ngày.
Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng của ống trung tâm, nước vào ống trung tâm từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5-0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 45 phút – 120 phút.
Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%.
Phương pháp tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất như dầu mỡ, huyền phù… (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng thường nổi trên mặt nước.
Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt.
Trong xử lý nước thải công nghệp, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học.
Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng
Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt sẽ dễ dàng loại bỏ ra khỏi nước
Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực hiện theo các phương thức sau:
Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Floation).
Trong trường hợp này, thổi trực tiếp khí nén bằng máy cấp khí vào bể tuyển nổi để tạo thành bọt khí có kích thước từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí – nước chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, dính kết và nổi lên bề mặt để tuyển nổi loại bỏ chất thải có trong nước
Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation).
Trong trường hợp này, bảo hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó, thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không.
Hệ thống này thường ít sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao.
Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation).
Sục không khí vào nước ở áp suất cao (2-4 atm), sau đó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 2-10 cm
II. Xử lý nước thải công nghiệp bằng công nghệ hóa lý (Xử lý nước thải công nghiệp)
Thành phần tạp chất ô nhiễm trong nước thải là đa thành phần như chất lơ lững khó phân hủy, màu, mùi hôi, kim loại nặng, thuốc trừ sâu…
Nên để loại bỏ các chất này phải sử dụng nhiều công đoạn riêng lẻ tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh
Với những chất khó phân hủy, lơ lững… thì phải dùng đến phương pháp hóa lý như keo tụ tạo bông dễ lắng nhằm tách ra khỏi nước dễ dàng hơn, ngoài ra dựa vào tính chất hóa lý của một số chất ô nhiễm dùng những loại vật liệu lọc hoặc hóa chất khác để trung hòa
Để tách các chất này ra khỏi nước thải thường sử dụng các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp bằng cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm, và lọc.
Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp.
Phương pháp xử lý nước thải công nghiệp bằng hóa học và lý học thì hiện nay có rất nhiều nhưng chúng tôi chỉ giới thiệu ở đây những phương pháp được ứng dụng nhiều cho hiệu quả cao trong ngành xử lý nước
Phương pháp trung hòa
Đặc thù của nước thải công nghiệp chứa các acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi qua công đoạn xử lý kế tiếp
Cách thực hiện, Trộn lẫn nước thải acid với nước thải kiềm; nếu chỉ có nước thải mang tính axit thì châm soda hoặc bazơ, nếu nước thải mang tính bazơ thì châm axit đến khi nào nước thải đạt trung hòa thì ngưng lại
Hấp thụ khí acid bằng nước thải kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước thải acid.
Các chất trung hòa thường được sử dụng rộng rãi
Để trung hòa nước thải chứa acid có thể sử dụng các tác nhân hóa học như NaOH, KOH, Na2CO3, nước ammoniac NH4OH, CaCO3, MgCO3, đôlômít (CaCO3.MgCO3) và xi măng.
Song tác nhân rẻ nhất là vôi sữa 5-10% Ca(OH)2, tiếp đó là sôđa và NaOH ở dạng phế thải.
Trong trường hợp trung hòa nước thải acid bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa, vật liệu lọc sử dụng có thể là manhêtit (MgCO3), đôlômít, đá vôi, đá phấn, đá hoa và các chất thải rắn như xỉ và xỉ tro.
Khi lọc nước thải chứa HCl và HNO3 qua lớp đá vôi, thường chọn tốc độ lọc từ 0,5 – 1 m/h.
Trong trường hợp lọc nước thải chứa tới 0,5% H2SO4 qua lớp đôlômít, tốc độ lọc lấy từ 0,6-0,9 m/h. Khi nồng độ H2SO4 lên đến 2% thì tốc độ lọc lấy bằng 0,35 m/h.
Để trung hòa nước thải kiềm có thể có thể dụng khí acid (chứa CO2, SO2, NO2, N2O3,…).
Việc sử dụng khí acid không những cho phép trung hòa nước thải mà đồng thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại.
Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước và chi phí hóa chất sử dụng hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.
Phương pháp oxi hóa khử
Xử lý nước thải công nghiệp có thể sử dụng các tác nhân oxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng permanganat kali, bicromat kali, peroxy hydro (H2O2), oxy của không khí, ozone, pyroluzit (MnO2), dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri,
Quá trình oxy hóa sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hại hơn và tách khỏi nước.
Phương pháp này tiêu tốn nhiều hóa chất, chi phí cao nên thường chỉ sử dụng khi không thể xử lý bằng những phương pháp khác.
Phương pháp hấp phụ
Xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phương pháp khác.
Tùy theo bản chất nước thải, xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ được phân loại thành: hấp phụ lý học và hấp phụ hóa học.
- Hấp phụ lý học là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ cac lực liên kết vật lý giữa chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ như lực liên kết VanderWaals.
Các hạt bị hấp phụ vật lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây là quá trình hấp phụ đa lớp (hình thành nhiều lớp phân tử trên bề mặt chất hấp phụ).
- Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ trong đó có xảy ra phản ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ.
Quá trình hấp phụ trong XLNT thường là sự kết hợp của cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào:
Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m2/g);
Nồng độ của chất bị hấp phụ, Vận tốc tương đối giữa hai pha, Cơ chế hình thành liên kết: hóa học hoặc lý học.
Phương pháp trao đổi Ion
Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp trao đổi ion được dùng để tách các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, V, Mn,… cũng như các hợp chất Arsen, Phospho, cyanua, chất phóng xạ … ra khỏi nước và nước thải.
phương pháp trao đổi ion cho phép thu hồi những chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao.
Phương pháp trao đổi ion ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải.
Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau.
Trao đổi ion cũng là một quá trình hấp thụ, trong đó, các ion có trong dung dịch thay thế những ion của chất trao đổi không hòa tan (còn gọi mạng trao đổi ion).
Chất trao đổi ion dùng trong công nghiệp hầu hết là những polyme không tan, được gọi là hạt nhựa trao đổi ion.
Mạng polyme chứa những nhóm có khả năng kết hợp với các ion dương (chất trao đổi cation – cationit) hoặc kết hợp với các ion âm (chất trao đổi anion – anionit).
Chất trao đổi ion có khả năng trao đổi với cả cation và anion được gọi là chất trao đổi lưỡng tính.
III. Phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học hiếu khí và hiếu
Phương pháp xử lý nước thải công nghiệp bằng sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, sunfit, ammonia, nitơ,… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm.
Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển.
Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân chia thành 2 loại:
Phương pháp kỵ khí sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy;
Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục.
Phương pháp xử lý bằng vi sinh vật kị khí
Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian.
Tuy nhiên, phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:
Quá Trình Tiếp Xúc Kỵ Khí (Anaerobic Contact Process)
Một số loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao có thể xử lý rất hiệu quả bằng quá trình tiếp xúc kỵ khí.
Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn.
Sau khi phân hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước.
Bùn được tuần hoàn trở lại bể kỵ khí. Lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm.
UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) (bể kị khí)
Sơ đồ bể UASB được trình bày ở hình dưới. Nước thải được nạp liệu từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt.
Khí sinh ra trong điều kiện kỵ khí (chủ yếu là methane và CO2) sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt.
Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể.
Tại đây, quá trình tách pha khí lỏng-rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha.
Khí theo ống dẫn qua bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH 5-10%. Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống.
Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn đến giai đoạn xử lý tiếp theo.
Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0,6-0,9 m/h. pH thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6,6-7,6.
Do đó cần cung cấp đủ độ kiềm (1000 – 5000 mg/L) để bảo đảm pH của nước thải luôn luôn > 6,2 vì ở pH < 6,2, vi sinh vật chuyển hóa methane không hoạt động được.
Cần lưu ý rằng chu trình sinh trưởng của vi sinh vật acid hóa ngắn hơn rất nhiều so với vi sinh vật acetate hóa (2-3 giờ ở 350C so với 2-3 ngày, ở điều kiện tối ưu).
Do đó, trong quá trình vận hành ban đầu, tải trọng chất hữu cơ không được quá cao vì vi sinh vật acid hóa sẽ tạo ra acid béo dễ bay hơi với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc độ chuyển hóa các acid này thành acetate dưới tác dụng của vi sinh vật acetate hóa.
Do tại Việt Nam chưa có loại bùn hạt nên quá trình vận hành được thực hiện với tải trọng ban đầu khoảng 3 kg COD/m3ngày.đêm
Mỗi khi đạt đến trạng thái ổn định, tải trọng này sẽ được tăng lên gấp đôi cho đến khi đạt tải trọng 15 – 20 kg COD/m3ngày.đêm
Thời gian này kéo dài khoảng 3 -4 tháng. Sau đó, bể sẽ hoạt động ổn định và có khả năng chịu quá tải, cũng như nồng độ chất thải khá cao.
Khí mêtan thu được có thể sử dụng cho việc đun nấu và cung cấp nhiệt.
Lượng bùn sinh ra rất nhỏ nên không cần thiết phải đặt vấn đề xử lý bùn.
Quá trình xử lý này chỉ tiêu tốn một lượng nhỏ năng lượng dùng để bơm nước.
Quá Trình Lọc Kỵ Khí (Anaerobic Filter Process)
Bể lọc kỵ khí là một cột chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải.
Nước thải được dẫn vào cột từ dưới lên, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển.
Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào vi sinh vật (thời gian lưu bùn) rất cao (khoảng 100 ngày).
Phương pháp xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí
Phương pháp xử lý xử lý nước thải với sinh vật hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo.
Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều.
Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:
- Phương pháp xử lý xử lý nước thải với sinh vật hiếu khí sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí.
- Trong số những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất.
- Phương pháp xử lý xử lý nước thải với sinh vật hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hóa với màng cố định.
Bể Bùn Hoạt Tính Với Vi Sinh Vật Sinh Trưởng Lơ Lửng
Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục bằng máy cấp khí.
Việc sục khí cần yêu cầu cung cấp lượng Oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lủng nhằm tạo điều kiện cho vi sinh hiếu khí sinh trưởng và phát triển mạnh,
Bể Hoạt Động Gián Đoạn (Sequencing Batch Reactor – SBR)
Là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn.
Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước: Làm đầy >> Phản ứng >> Lắng >> Xả cạn >> Ngưng.
Chi tiết theo hình bên dưới
Bể Bùn Hoạt Tính Với Vi Sinh Vật Sinh Trưởng Dạng Dính Bám (Attached Growth Activated Sludge Reactor)
Hoạt động của bể này tương tự như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, khác là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể.
Chi tiết như hình bên dưới
Bể Lọc Sinh Học Nhỏ Giọt (Trickling Filter)
Là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp vật liệu lọc.
Bể lọc hiện đại bao gồm một lớp vật liệu dễ thấm nước với vi sinh vật dính kết trên đó.
Nước thải đi qua lớp vật liệu này sẽ thấm hoặc nhỏ giọt trên đó.
Vật liệu lọc thường là đá dăm hoặc các khối vật liệu dẻo có hình thù khác nhau.
Nếu vật liệu lọc là đá hoặc sỏi thì kích thước hạt dao động trong khoảng 25-100 mm, chiều sâu lớp vật liệu dao động trong khoảng 0,92,5 m, trung bình là 1,8 m. Bể lọc với vật liệu là đá dăm thường có dạng tròn.
Nước thải được phân phối tên lớp vật liệu lọc nhờ bộ phận phân phối. Bể lọc với vật liệu lọc là chất dẻo có thể có dạng tròn, vuông, hoặc nhiều dạng khác với chiều cao biến đổi từ 4-12 m.
Vật liệu bằng chất dẻo thường dùng là: vật liệu với dòng chảy thẳng đứng, vật liệu với dòng chảy ngang và vật liệu đa dạng.
Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi quần thể vi sinh vật dính kết trên lớp vật liệu lọc.
Các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2 mm và bị phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí.
Khi vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, bề dày lớp màng tăng lên, do đó, oxy đã bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật. Như vậy, môi trường kỵ khí được hình thành ngay sát bề mặt vật liệu lọc.
Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đồng hóa chất hữu cơ xảy ra trước khi chúng tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc. Kết quả là vi sinh vật ở đây bị phân hủy nội bào, không còn khả năng đính bám lên bề mặt vật liệu lọc, và bị rửa trôi.
Đĩa sinh học (Rotating Biological Contactor)
Gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng, bằng polystyren hoặc polyvinylclorua (PVC) lắp trên một trục.
Các đĩa được đặt ngập trong nước một phần và quay chậm.
Trong quá trình vận hành, vi sinh vật sinh trưởng, phát triển trên bề mặt đĩa hình thành một lớp màng mỏng bám trên bề mặt đĩa.
Khi đĩa quay, lớp màng sinh học sẽ tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với khí quyển để hấp thụ oxy.
Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và đảm bảo cho vi sinh vật tồn tại trong điều kiện hiếu khí.
Phương pháp hồ sinh học
Tùy theo nồng độ oxy hòa tan có trong hồ, hệ thống hồ sinh vật được phân loại thành: hồ hiếu khí, hồ hiếu khí tùy tiện, và hồ kỵ khí.
Hồ hiếu khí
Hồ sinh vật hiếu khí đơn giản nhất là các hồ bằng đất dùng để xử lý nước thải công nghiệp bằng các quá trình tự nhiên dưới tác dụng của cả vi sinh vật và tảo.
Hồ hiếu khí chứa vi sinh vật và tảo ở dạng lơ lửng, và điều kiện hiếu khí chiếm ưu thế suốt độ sâu hồ.
Có hai loại hồ hiếu khí cơ bản: hồ nuôi tảo nhằm tạo điều kiện để tảo phát triển mạnh nhất, có độ sâu từ 150 – 450 mm và hồ hiếu khí nhằm đạt được lượng oxy hòa tan trong hồ lớn nhất, có độ sâu 1,5 m.
Trong bể quang hợp hiếu khí, oxy được cung cấp bằng quá trình khuếch tán khí bề mặt tự nhiên và quá trình quang hợp của tảo.
Ngoại trừ tảo, quần thể vi sinh vật tồn tại trong hồ tương tự quần thể vi sinh vật trong hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí.
Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ quá trình quang hợp của tảo để phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ.
Các chất dinh dưỡng và CO2 thải ra từ quá trình phân hủy này lại là nguồn thức ăn cho tảo.
Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí được trình bày hình dưới.
Hồ hiếu khí tùy tiện
Hồ ổn định chất lượng nước thải trong đó tồn tại cả ba loại vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí và hiếu khí tùy tiện được gọi là hồ hiếu khí tùy tiện.
Trong hồ hiếu khí tùy tiện tồn tại 3 vùng: vùng bề mặt nơi tảo và vi sinh vật tồn tại trong mối quan hệ cộng sinh như trình bày trên, vùng đáy kỵ khí, ở đó chất rắn tích lũy được phân hủy dưới tác dụng của vi sinh vật kỵ khí và vùng trung gian
Một phần hiếu khí và một phần kỵ khí, ở đó chất hữu cơ được phân hủy đưới tác dụng của vi sinh vật hiếu khí tùy tiện.
Chi tiết như hình bên dưới
Hồ kỵ khí
Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao. Đ
ộ sâu hồ kỵ khí phải lớn hơn 2,4 m (8 ft) và có thể đạt đến 9,1 m với thời gian lưu nước dao động trong khoảng 20-50 ngày.
Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2, CH4, các khí khác, các acid hữu cơ và tế bào mới.
Hiệu suất chuyển hóa BOD5 có thể đạt đến 70% – 85%.
IV. Phương pháp lọc
Là công đoạn làm sạch nước bằng công nghệ bồn lọc áp lực, công nghệ lọc tinh bằng màng lọc PP, hoặc công nghệ màng UF hoặc bằng màng lọc RO với hiệu quả lọc nước tinh khiết rất cao, tùy vào mục đích sử dụng nước sau lọc mà chúng ta chọn công nghệ lọc phù hợp
Thường chi phí áp dụng các loại màng lọc giá thành cao, nên nó chỉ áp dụng cho lọc nước cấp tinh khiết như hệ thống lọc nước RO tinh khiết, hệ thống lọc nước cấp sử dụng trong thực phẩm…
Giai đoạn lọc ít khi dùng trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý đòi hỏi có chất lượng cao.
Để lọc nước thải chỉ lọc với bồn lọc áp lực, hoặc bồn lọc hở
Các loại Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than hoạt tính, hoặc sỏi nghiền…
Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương.
Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau:
Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học;
Lắng trọng lực; Giữ hạt rắn theo quán tính; Hấp phụ hóa học; Hấp phụ vật lý; Quá trình dính bám; Quá trình lắng tạo bông.
Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín.
Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở dao động trong khoảng 1-2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1 m.
Tài liệu sưu tầm mang tính chất tham khảo, mọi ý kiến xin để lại bình luận bên dưới
