Chương 6. KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI - lib.hunre.edu.vnlib.hunre.edu.vn/Gg-6606-ggdx-Chuong 6_khu trung nuoc thai.pdf · Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc

Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn

Trang 168

Chương 6. KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI

6.1. TẠI SAO PHẢI KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI Dựa vào sự phân tích ta có thể đưa ra 2 nguyên nhân cần phải khử trùng nước thải và nước cấp sau đây: 1. Theo yêu cầu của tiêu chuẩn Việt Nam về chỉ tiêu an toàn nước cấp và nước thải phải kể đến

chỉ tiêu vi sinh a. Nước cấp: + Ecoli không được tồn tại

+ Coliform < 20MPN/100ml b. Nước thải: + Coliform : < 5000 MPN/100ml (loại A)

< 10000 MPN/100ml (loại B) 2. Do trong quá trình xử lý nước cấp và nước thải phải qua nhiều công đoạn khác nhau do đó

khả năng gây nhiễm vi sinh là rất cao

Beå troän ñöùng

MLCNTBCI

Chaát khöû truøngBeà phaûn öùngxoaùy hình pheãu

pheøn

Beå chöùaNöôùc

Beå tieâu thuï

Beà laéng

0,00

1000

3700

20002700

3200

5600

Beå loïc

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP

hoá thu + SCR thoâ

hoá ñeäm loïc raùc tinh

beå ñieàu hoøa

beå lo

ïc si

nh h

oïc n

hoû g

ioït

beå buøn hoaït tínhbeå laéng 2 (beå laéng ngang)

möông thoaùt

thuøng thu raùc

maùy eùp buøn

beå chöùa buøn

buøn

tuaån

hoa

ønbu

øn dö

thieát bò gaït buøn

nhaø baûo veä

daõy

haønh

cha

ùnh

P. phaân tích

beå laéngngang

beå chöùa buøn

beå ñ

ieàu

hoøa

beå b

uøn h

oaït t

ính

beå loïc sinhhoïc nhoû goït

maùy eùp buøn

hoá thu + SCR

hoá ñeäm

loïc thoâ

baõi ñ

aát tr

oáng

(döï

truø m

ôû ro

äng)

SÔ ÑOÀ DAÂY CHUYEÀN COÂNG NGHEÄ HTXL NÖÔÙC THAÛI KCN VN - SINGARPOREMAËT BAÈNG TRAÏM XÖÛ LYÙ


Trang 169

0

20

40

60

80

100

120

I II III

II.. NNưướớcc tthhảảii ttrrưướớcc kkhhii xxửử llýý IIII.. SSaauu bbểể llắắnngg 11 IIIIII.. SSaauu bbểể AAeerrootteenn

% giảm VK

Khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt. Sau quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi sinh vật đã bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước. Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủ, tiêu diệt các loại vi khẩun gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải. Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 – 106 vi khuẩn /ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh. Khi xả ra nguồn nước cấp, hồ bơi,.. thì sẽ lan truyền bệnh rất lớn. Vì vậy cần phải tuyệt trùng nước thải trước khi xả ra ngoài. Như đã biết, xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên cho hiệu xuất xử lý và khử trùng cao nhất, đạt tới 99%, còn các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo chỉ đạt 91 – 98%. Biểu đồ sau đây biểu thị sự giảm số lượng vi khuẩn sau khi nước thải đã xử lý qua một số công đoạn: Với những phân tích như trên ta thấy rằng cần phải khử trùng truớc khi sử dụng (nước cấp) và trước khi thải ra nguồn tiếp nhận (nước thải). 6.2. CÁC PHUONG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI

Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả: − Khử trùng bằng các chất oxi hoá mạnh: Cl2, các hợp chất Clo, O3, KmnO4. − Khử trùng bằng các tia vật lý: tia cực tím. − Khử trùng bằng siêu âm. − Khử trùng bằng phương pháp nhiệt. − Khử trùng bằng các ion kim loại nặng.

Cách lựa chọn phương pháp phụ thuộc: − Các yếu tố ảnh hưởng. − Hiệu quả.

6.2.1. Khử trùng bằng các chất ô xi hóa mạnh 6.2.1.1.Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo Cl2 là chất oxi hoá mạnh ở bất kỳ dạng nào. Khi cho Clo tác dụng với nó sẽ tạo thành HOCl có tác


Trang 170

dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào trong H2O, chất diệt trùng sẽ khuyếch tán qua lớp vỏ tế bào sinh vật ⇒ gây phản ứng với men tế bào ⇒ làm phá hoại các quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật. Khi cho Clo vào trong nước, phản ứng diễn ra như sau:

Cl2 + H2O = HCl + HclO Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li

Cl2 + H2O = H+ + OCl- + Cl-. Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:

Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl 2HOCl = 2H+ + 2OCl-

Khả năng diệt trùng của Clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong H2O. Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H+ trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước. Khi: - pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5% còn OCl- chiếm 0.5% - pH = 7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl- chiếm 21% - pH = 8 thì HOCl chiếm 25% còn OCl- chiếm 75%

Tức là pH càng cao hiệu quả khử trùng càng giảm. Tác dụng khử trùng của HOCl cao hơn nhiều OCl-.

Khi cho Clo vào trong nước ngoài việc diệt vi sinh vật, nó còn khử các chất hoà tan và NH3. HOCl + NH3 = NH2Cl + H2O

HOCl + NH2Cl = NHCl2 + H2O HOCl + NHCl = NCl3 + H2O

Do đó khả năng diệt trùng kém đi. Bởi vì khả năng diệt trùng của monocloramin hấp hơn dicloramin khoảng 3 – 5 lần, còn khả năng diệt trùng của dicloramin thấp hơn HOCl khoảng 20 – 25 lần. Khi pH tăng → NCl3 tạo ít. Khả năng diệt trùng của NH2Cl =( 1/3 -1/5) NHCl2 và NH2Cl2 =(1/20 – 1/25)Cl2. Sau khi qua xử ly (hệ thống xử lý) thì lượng Clo lượng dư: 0.3-0.5mg/l. Sao cho đến cuối ống còn 0.05mg/l. Lượng Clo dư đưa vào trong nước phải xác định bằng thực nghiệm. Khi thiết kế sơ bộ có thể lấy như sau : đối với nước thải sau xử lý cơ học là 10mg/l; nước thải sau xử lý Aeroten không hoàn toàn hay Biophin cao tải là 5mg/l; nước thải xử lý sinh học hoàn toàn là 3mg/l. Khi trong nước có phenol, khử trùng bằng Clo → Clo phenol có mùi rất khó chịu. Nên khử bằng NH3 trước khi khử trùng. * Khử trùng bằng Clo lỏng: Khi dùng Clo lỏng để khử trùng , tại nhà máy phải lắp đạt thiết bị chuyên dùng để đưa Clo vào nước gọi là Cloratơ. Đây là thiết bị có chức năng pha chế và định lượng Clo hơi và nước.


Trang 171


Trang 172

Hìn

h : C

lora

tơ


Trang 173

6.2.1.2. Khử trùng bằng Clorua vôi và canxihyphocloit Clorua vôi được sản xuất bằng cách cho Clo + vôi tôi Cloruavôi. Trong Cloruavôi thì lượng Clo hoạt tính chiếm 20 – 25%. Canxi hypôclorit Ca (OCl)2 là sản phẩm của quá trình làm bão hòa dung dịch vôi sữa bằng Clo. Ham lượng Clo hoạt tính chiếm 30 – 45%.

Hệ thống pha chế Clo

Bình Clo lỏng 50 – 100 l

Bình Clo lỏng dung tích 800 – 1000li1t


Trang 174

6.2.1.3. Khử trùng bằng Natri hypoclorit (nước zaven). NaClo là sản phảm của quá trình điện phân dung dịch muối ăn . Nước zaven có nồng độ Clo hoạt tính từ 6 – 8g/l


Trang 175

6.2.1.4. Dùng Ôzôn để khử rùng Ôzôn là một chất khí có màu tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người. Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ôxi phân tử và nguyên tử. Ôzôn có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên diệt trùng mạnh hơn. Ôzôn được sản xấut bằng cách cho Oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng lửa điện. Để cung cấp đủ lượng ozon cho trạm xử lý nước ta dùng máy phát tia lửa điện và cho không khí chảy qua. Ozon sản xuât ra dể bị phân hủy thành Oxy do đó phải lắp thiết bị làm lạnh ở máy sản xuất Ozon. Có 2 loại máy làm lạnh điện cực:

- Làm lạnh bằng không khí. - Làm lạnhbằng nước.

Ưu điểm của Ozon:

- Không có mùi - Làm giảm nhu cầu oxi của nước , giảm chất hữu cơ,.. - Khử màu, phênol, xianua - Tăng DO - Không có sản phẩm phụ gây độc hại - Tăng vận tốc lắng của hạt lơ lửng

Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao - Tiêu tốn năng lượng

Khả năng tiệt trùng của Ozon Độ hòa tan của Ozon gấp 13 lần của oxy. Khi vừa cho vào trong nước khả năng tiệt trùng là rất ít , khi Ozon đã hòa tan đủ liều lượng, ứng với hàm lượng đủ oxy hoá hữu cơ và vi khuẩn trong nước, lúc đó tác dụng khử trùng mạnh nhanh gấp 3100 lần so với Clo, thời gian tiệt trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây. Liều lượng cần thiết cho nước ngầm là 0.75 – 1mg/l; 1.0 – 3.0 mg/l nước mặt; sau bể lắng 2 trong xử lý nước thải từ 5 – 15mg/l. 6.2.2. Khử trùng bằng tia cực tím Tia cự tím UV là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400nm. Độ dài bước sóng của tia cự tím nằm ngoài vùng phát hiện, nhận biết của mắt thường. Dùng tia cực tím để tiệt trùng không làm thay đổi tính chất hóa học và lý học của nước. Tia cực tím tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khẩun, tia cực tím có độ dài bước sóng 254nm, khả năng diệt khuẩn cao nhất. Trong các nhà máy xử lý nước thải, dùng đèn thuỷ ngân áp lực thấp để phát tia cực tím, loại đèn này phát ra tia cự tím có bước sóng 253,7nm, bóng đèn đặt trong hộp thủy tinh không hấp phụ tia cực tím, ngăn cách đèn và nước. Đèn được lắp thành bộ trong hộp đựng có vách ngăn phân phối để khi nước cảy qua hộp, được trộn đều để cho số lượng vi khuẩn đi qua đèn trong thời gian tiếp xúc ở hộp là cao nhất. Lớp nước đi qua đèn có độ dày khoảng 6mm, năng lượng tiêu thụ từ 6000 – 13000mocrowat/s, độ bền 3000 giờ đến 8000 giờ. Tuy nhiên khi sử dụng phương pháp này thì chi phí rất cao. Các thực nghiệm gần đây cho thấy nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng SS < 50mg/l sau khi đi qua hộp đèn cực tím với tiêu chuẩn năng lượng nêu trên thì nước còn 200 Colifrom/100ml.


Trang 176

6.2.3. Khử trùng bằng một số phương pháp khác

- Khử trùng bằng siêu âm: Dùng dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước

- Khử trùng bằng PP nhiệt: PP cổ truyền. Đun sôi nước ở 1000C. - Khử trùng bằng Ion Bạc : Có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng. Với 2 – 10g/l ion là có thể tác

dụng. Bài tập áp dụng: Tính công trình khử trùng nước thải cho trạm xử lý nước thải công suất 12,5 (m3/h)

- Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: (Xử lý nước thải đô thị và

công nghiệp,Tính toán thiết kế công trình- Lâm Minh Triết)

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=== h

kgQaY a 0375,01000

5,12*31000

*

Trong đó: Q: lưu lượng tính toán của nước thải, Q = 12,5 (m3/h)

a: liều lượng Clo hoạt tính trong Clo nước lấy theo điều 6.20.3-TCXD-51-84, nước thải sau khi

xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3

Vậy lượng Clo dùng cho 1ngày là: 0,9 (kg/ng) = 27 (kg/tháng)

Dung tích bình Clo: ( )lPmV 36,18

47,127

===

P: trọng lượng riêng của Clo.

- Tính toán máng trộn

Để xáo trộn nước thải với Clo, chọn máng trộn vách ngăn có lỗ để tính toán thiét kế. Thời gian xáo trộn trong

vòng 1 – 2 phút. Máng gồm 3 ngăn với các lỗ có d = 20 – 100 (mm) (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp,Tính toán thiết

kế công trình- Lâm Minh Triết)

Chọn d = 30 mm


Trang 177

Chọn Chiều rộng máng: B = 0,5 (m)

Khoảng cách giữa các vách ngăn: l = 1,5*B = 1,5*0,5 = 0,75 m

Chiều dài tổng cộng của máng trộn với 2 vách ngăn có lỗ:

L = 3*l + 2*δ = 3*0,75 + 2*0,2 = 2,65 m

Chọn thời gian xáo trộn là 2 phút.

Thời gian nước lưu lại trong máng trộn được tính bằng công thức:

)(60*20035,0

65,2*5,0*** 1

max

1 giâyHQ

LBHt ===

Vậy: Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhất

)(3,065,2*5,00035,0*60*2

1 mH ==

Số hàng lỗ theo chiều đứng:

Có: H1 = 2d*(nd – 1) + d

65,51

03,0*203,03,01

*21 ≈=+

−=+

−=→

ddHn n

lỗ

Số hàng lỗ theo chiều ngang:

Có: B = 2d*(nn – 1) + 2d

83,81

03,0*203,0*25,01

*2*2

≈=+−

=+−

=→d

dBn nlỗ

Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2

H2 = H1 + h = 0,3 + 0,13 = 0,43 9m)

Trong đó: h: Tổn thất áp lực qua các lỗ của vách ngăn thứ 2.

)(13,081,9*2*62,0

12* 22

2m

gvh ===

μ

V: Tốc độ chuyển động của nước qua lỗ. Chọn v = 1 (m/s)

μ : Hệ số lưu lượng: μ = 0,62 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp,Tính toán thiết kế

công trình- Lâm Minh Triết)

Chiều cao xây dựng: H = H2 + Hbv = 0,43 + 0,17 = 0,6 (m)

Vách ngăn máng xáo trộn

30mm B = 0,75m

30mm

20mm

H1 = 0,3m


Trang 178

đồ máng trộn vách ngăn có lỗ

- Tính toán bể tiếp xúc – kiểu bể lắng ngang

Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc được tính theo công thức:

V = Qmaxh * t = 12,5 *

6030

= 6,25 (m3)

Trong đó: t: thời gian lưu nước, chọn t = 30 phút (Xử lý nước thải- Hoàng Huệ)

Chọn Chiều cao bể: H1 = 0,8 (m)

Chiều cao bảo vệ: hbv= 0,2 (m)

Diện tích bề mặt:

F = )(8125,78,0

25,6 2mHV

==

Chọn chiều dài bể: D = 4 (m)

→ chiều rộng bể: B )(2953,1 mDF

≈==

Các thông số thiết kế bể khử trùng

STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị

1 Chiều dài bể (D) 4 m

2 Chiều rộng bể 2 m

3 Chiều cao bể (H) 1 m

4 Thời gian lưu nước 0,5 h

D = 2,65 m

B = 0,5 D1 = 0,75

H2 H H1

Documents

Chương 6. KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI - lib.hunre.edu.vnlib.hunre.edu.vn/Gg-6606-ggdx-Chuong 6_khu trung nuoc thai.pdf · Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc