Xử lý nước thải nhiễm dầu-nhóm 8 LHDA-K53

Xử lý nước nhiễm dầu Nhóm 8- Lọc hóa dầu A-K53

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công ghiệp nước ta,

tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền

công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều nguyên nhân

khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, hoặc do chi phí

xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công nghiệp của nhiều nhà

máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm

trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức

khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực.

Một trong những nghành công nghiệp mũi nhọn của nước ta đó là công nghiệp

dầu khí hàng năm cũng phát thải ra một lượng lớn chất thải độc hại như nước thải

nhiễm dầu hay các loại khí độc hại : NOx , SOx…

Trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất

của sự hủy hoại môi trường tự nhiên do nền văn minh đương thời. Ngày nay vấn đề

xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc

gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư.

Vì thế trong đề tài “ Xử lí nước nhiễm dầu “ chúng tôi sẽ làm rõ về nước nhiễm

dầu và trọng tâm của đề tài là xử lí nước thải nhiễm dầu trong nhà máy lọc hóa

dầu , bên cạnh đó chúng tôi cũng sẽ tìm hiểu về các nguồn nước thải, tính chất,

những ảnh hưởng và các phương pháp áp dụng để xử lí chúng.

Với sự giúp đỡ của thầy Phạm Xuân Núi và sự cố gắng thực sự của nhóm chúng

tôi khi nghiên cứu một vấn đề khoa học nhưng không thể tránh khỏi thiếu sót,

chúng tôi rất mong được sự hướng dẫn và đóng góp của thầy và các bạn.

1


MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU

A. Tổng quan.............................................................................................................3

I. Tìm hiểu về nước thải…………………………………………………………3

1. Phân loại nước thải...........................................................................................4

2. Một số thông số quan trọng của nước thải.......................................................5

II. Nước nhiễm dầu……………………………………………………………...7

1. Các dạng tồn tại của dầu trong nước................................................................7

2. Các nguồn phát sinh.......................................................................................12

3. Những ảnh hưởng của nước nhiễm dầu.........................................................22

III. Các phương pháp xử lí……………………………………………….……23

1. Phương pháp sinh học………………………………………………………23

2. Phương pháp hóa lí…………………………………………………………23

3. Phương pháp hóa học.....................................................................................22

B. Xử lí nước nhiễm dầu.........................................................................................23

I. Phân loại và xử lí nước nhiễm dầu trong nhà máy lọc hóa dầu…………23

1. Phân loại.........................................................................................................23

2. Hệ thống xử lí................................................................................................23

II. Nước thải nhiễm dầu trong nhà máy lọc dầu……………………………..34

1. Nguồn phát sinh.............................................................................................34

2. Đặc tính của nước thải...................................................................................34

III. Xử lí nước OW……………………………………………………………35

1. Xử lí thô.........................................................................................................35

2. Xử lí hóa học và hóa lí...................................................................................40

3. Xử lí sinh học.................................................................................................45

4. Xử lí phân đoạn cuối......................................................................................50

C. Kết luận................................................................................................................57

2


A. Tổng Quan

I. Tìm hiểu về nước thải

Nước tự nhiên được hình thành cả về số lượng, chất lượng dưới ảnh hưởng của

các quá trình tự nhiên, không có tác động của con người. Do tác động của con

người, nước tự nhiên bị nhiễm bẩn bởi các chất khác nhau dẫn đến kết quả là làm

ảnh hưởng đến chất lượng của nó .

Các khuynh hướng thay đổi chất lượng của nước dưới ảnh hưởng các tác động

của con người bao gồm :

- Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi H2SO4, HNO3 từ khí quyển và

nước thải công nghiệp, tăng hàm lượng SO32- và NO3

- trong nước .

- Tăng hàm lượng các ion Ca2+ , Mg2+ , Si4+ …trong nước ngầm và nước sông

do nước mưa hòa tan , phong hóa các quạng cacbonat .

- Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên , trước hết là Pb2+,

Hg2+, As3+, Zn2+ và cả các anion PO43- , NO3

- , NO2- , …

- Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào

môi trường nước cùng nước thải từ khí quyển và các chất thải rắn .

- Tăng hàm lượng các hợp chất hữu cơ, trước hết lag các chất khó bị phân hủy

sinh học ( các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu …)

- Giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy hóa liên

quan tới quá trình phì dưỡng các nguồn chứa nước và khoáng hóa các hợp

chất hữu cơ …

- Giảm độ trong của nước, tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự nhiên

do các nguyên tố phóng xạ.

Các tính chất đặc trưng của nước thải bao gồm ; pH, hàm lượng chất rắn , nhu

cầu oxi sinh hóa BOD ( Biochemical Oxygen Demand ), hoặc nhu cầu oxy hóa học

COD ( Chemical Oxygen Demand ), các dạng nitơ, photpho, dầu mỡ, mùi, mầu, các

kim loại nặng trong nước thải công nghiệp …

3


Việc thải nước thải chỉ qua xử lí bằng các phương pháp thông thường đã đẩy

nhanh quá trình phì dưỡng do sự phát triển bùng nổ của tảo và các thực vật khác,

làm giảm chất lượng nước, cản trở việc sử dụng lại nước và các hoạt động khác. Do

đó ngày nay đã phát triển và ứng dụng thêm các phương pháp xử lí cấp 3 vào các

dây truyền xử lí nước thải.

1. Phân loại nước thải

Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương

mại, công sở, trường học …

Nước thải công nghiệp ( hay còn gọi là nước thải sản xuất )

Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động ( nhà máy

lọc hóa dầu… ) có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là

chủ yếu.

Nước thấm qua

Đây là nước mưa thấm vào hệ thống cống bằng nhiều cách khác nhau qua các

khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành của hố ga.

Nước thải tự nhiên

Nước mưa được xem như nước thải tự nhiên. Ở những thành phố hiện đại, nước

thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thống thoát nước riêng.

Nước thải đô thị

Nước thải đô thị là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của

một thành phố. Đó là hỗn hợp của các loại nước kể trên.

Theo quan điểm quản lí môi trường, các nguồn gây ô nhiễm nước, các nguồn gây

ô nhiễm nước còn được phân thành 2 loại : nguồn xác định và nguồn không xác

định.

Các nguồn xác định bao gồm nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, các cửa

công xả nước mưa và tất cả các nguồn thải vào nguồn tiếp nhận nước có tổ chức

qua hệ thống cống và kênh thải.

4


Các nguồn không xác định bao gồm nước chảy trôi trên bề mặt đất, nước mưa và

các nguồn nước phân tán khác. Sự phân loại này rất có ích khi đề cập tới các vấn đề

điều chỉnh kiểm soát ô nhiễm.

2. Một số thông số quan trọng của nước thải

Hàm lượng chất rắn

Tổng chất rắn là thành phần vật lí đặc trưng quan trọng nhất của nước thải. Nó

bao gồm các chất rắn nổi, lơ lửng và keo tan.

Theo kích thước của hạt rắn, tổng chất rắn được phân thành các loại: chất rắn lơ

lửng, chất rắn keo và chất rắn tan như trình bày như hình dưới đây. Để xác định

hàm lượng chất rắn lơ lửng thường dùng giấy lọc Whatman GF/C, có kích thước lỗ

khoảng 1,2 Mm .

Chất rắn tan Chất rắn keo Chất rắn lơ lửng

Kích thước hạt,

10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 100

10-8 10-7 106 105 10-4 10-3 10-2 10-1

Kích thước hạt, mm

Khử bằng đông tụ Lắng được

Phân loại chất rắn trong nước thải

Hàm lượng oxy hòa tan DO ( Dissolved oxygen )

Một trong những chỉ tiêu quan trọng của nước đó là hàm lượng oxy hòa tan, là

hàm lượng oxi trong nước (mg/l) cần thiết cho sự hô hấp của các thủy sinh.

Khi nước bị ô nhiễm do các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật thì lượng

oxy hòa tan trong nước sẽ bị tiêu thụ bớt, do đó giá trị DO sẽ thấp hơn so với DO

bảo hòa tại điều kiện đó. Vì vậy DO được sử dụng như một thông số để đánh giá

5


mức độ ô nhiễm chất hữu cơ của các nguồn nước. DO có ý nghĩa lớn đối với quá

trình tự làm sạch của sông (assimilative capacity - AC). Đơn vị tính của DO thường

dùng là mg/l.

DO thấp : trong nước tồn tại nhiều hợp chất hữu cơ, nhu cầu oxi tăng, nhu cầu

tiêu thụ oxi tăng.

DO cao : trong nước chứa nhiều sinh vật(rong, tảo), xảy ra quá trình quang hợp

và giải phóng oxi.

Phương pháp xác định DO. Có thể xác định DO bằng hai phương pháp khác

nhau:

- Phương pháp Winkler (hóa học).

- Phương pháp điện cực oxy hòa tan - máy đo oxy.

Nhu cầu oxy sinh hóa BOD ( Biochemical oxygen deman )

Nhu cầu oxy sinh hóa là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm

của nước thải.

BOD được định nghĩa là lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá các chất hữu cơ

trong nước bởi vi sinh vật . Phương trình tổng quát của phản ứng này như sau :

Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm cố định

Trong kĩ thuật môi trường chỉ tiêu BOD được dùng rộng rãi để :

- Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để ổn định sinh học các chất hữu cơ có

trong nước thải.

- Xác định kích thước thiết bị xử lí.

- Xác định hiệu suất xử lí của một số quá trình.

- Xác định sự chấp thuận sự tuân theo những qui định cho phép thải chất thải.

Trong thực tế người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn

toàn chất hữu cơ vì như thế tốn quá nhiều thời gian mà chỉ xác định lượng oxy cần

thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ ủ 20oC, kí hiệu là BOD5. Chỉ tiêu này đã được

chuẩn hóa và được sử dụng ở hầu khắp các nước trên thế giới.

6


Nhu cầu oxy hóa học COD ( Chemical Oxygen Demand )

Chỉ số này được dùng rộng rãi để biểu thị hóa hàm lượng chất hữu cơ có trong

nước thải và mức độ ô nhiễm nước tự nhiên .

COD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các

chất hữu cơ có trong mẫu nước thành CO2 và nước.

Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được

xác định khi xử dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường axit.

Phương pháp phổ biến nhất để xác định COD là phương pháp bicromat và cơ chế

của nó theo phuonge trình phản ứng sau :

Các chất hữu cơ + Cr2O72- + H+ CO2 + H2O + 2Cr3+

Hàm lượng Nitơ

Chỉ tiêu hàm lượng Nitơ trong nước cũng được xem như là chất chỉ thị tình trạng

ô nhiễm của nước .

Ngoài nhưng thông số quan trọng đã nêu trên, một số thông số khác cũng cần

phải quan tâm như hàm lượng Photpho , hàm lượng Sunphat, hàm lượng clo, các

hợp chất hữu cơ, các kim loại nặng …

II. Nước thải nhiễm dầu

1. Các dạng tồn tại của dầu trong nước thải

Xử lí nước thải nhiễm dầu cần chú ý đến các dạng tồn tại của dầu trong nước

thải .

Bản chất của dầu: dầu là chất lỏng sóng sánh, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước

và không tan trong nước. Chúng bị oxy hóa rất chậm, có thể tồn tại đến 50 năm …

Trong thực tế dầu hiện diện ở nhiều trạng thái khác nhau và khó xác định chính

xác các thành phần này bằng thí ngiệm. Phổ biến dầu tồn tại ở 4 trạng thái sau:

7


- Dạng tự do: ở dạng này dầu sẽ nổi lên thành các màng dầu. Dầu hiện diện

dưới dạng các hạt dầu tự do hoặc lẫn với một ít nước, dầu tự do sẽ nổi lên

trên bề mặt do trọng lượng riêng của dầu thấp hơn so với trọng lượng riêng

của nước.

- Dạng nhũ tương hóa học: là dạng tạo thành do các tác nhân hóa học ( xà

phòng, xút ăn da, chất tẩy rửa, Na …) hoặc các hóa học asphaten làm thay

đổi sức căng bề mặt và làm ổn định hóa học dầu phân tán.

- Dạng nhũ tương cơ học: có 2 dạng nhũ tương cơ học tùy theo đường kính

của giọt dầu:

+ Vài chục micromet: độ ổn định thấp .

+ Loại nhỏ hơn: có độ ổn định cao, tương tự như dạng keo.

- Dạng hòa tan: phân tử hòa tan như các chất thơm.

Ngoài ra dầu không hòa tan tạo thành một lớp màng mỏng bọc quanh các chất

rắn lơ lửng, chúng có thể ảnh hưởng đến khả năng lắng hoặc nổi của các chất rắn lơ

lửng khi tạo thành các hợp chất kết hợp không lắng được.

2. Các nguồn phát sinh

a ) Từ các dàn khoan dầu

Tại các dàn khoan nước nhiễm dầu như nước thải tổng hợp có nhiễm dầu phát

sinh từ các sàn tàu, các thiết bị máy móc và các khu vực vệ sinh máy móc thiết bị,

nước bẩn đáy tàu,… tất cả sẽ được dẫn tới một hệ thống xử lý nước nhiễm dầu,hàm

lượng dầu sau khi xử lý phải <1,5mg/l.

b ) Từ các sự cố tràn dầu

- Phun trào dầu tại các mỏ dầu.

- Dầu từ các vụ chìm tàu chở dầu, và từ các thiết bị máy móc khi xảy ra sự cố.

c ) Trong nhà máy lọc hóa dầu

Trong nhà máy lọc hóa dầu các nguồn phát thải nước nhiễm dầu chính mà chúng

ta sẽ xét trong phần sau.

d ) Từ các các hoạt động của kho chứa xăng dầu

Nước thải nhiễm dầu phát sinh từ 2 khu vực:

8


- Khu vực kho chứa: phát sinh do các nguyên nhân sau

+ Súc rửa, làm mát bồn chứa.

+ Vệ sinh máy móc, thiết bị.

+ Rơi vãi xăng dầu xuống nguồn nước.

+ Xảy ra sự cố.

+ Nước mưa chảy tràn qua khu vực kho.

Trong đó nước xả cặn từ quá trình súc rửa bồn chứa với chu kì 2 năm súc rửa 1

lần là nguồn thải có mức độ ô nhiễm dầu cao nhất, nồng độ lên đến hàng chục ngàn

ppm.

- Khu vực tiếp nhận.

+ Nước vệ sinh tàu.

+ Nước ống dầu ( khi kéo từ biển lên boong ).

+ Rò rỉ trên đường ống dẫn dầu từ tàu về kho chứa.

c ) Nước nhiễm dầu từ quá trình sử dụng xăng dầu

Trong quá trình sử dụng xăng dầu không thể tránh khỏi việc thất thoát xăng dầu

ra ngoài môi trường vì thế sẽ phát sinh ra nước nhiễm dầu.

3. Những ảnh hưởng của nước thải nhiễm dầu

a ) Ảnh hưởng tới môi trường

Làm thay đổi tính chất lí hóa của môi trường nuớc. Tăng độ nhớt, giảm nồng độ

oxy hấp thụ vào nước,.. dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng đối với môi trường.

Ví dụ như trong các sự cố tràn dầu ra biển: Một tấn dầu mỏ tràn ra biển có thể

loang phủ 12 km2 mặt nước, tạo thành lớp váng dầu ngăn cách nước và không khí,

làm thay đổi tính chất của môi trường biển, cản trở việc trao đổi khí oxi và cacbonic

với bầu khí quyển.

b ) Đối với vi sinh vật

Nước nhiễm dầu khi chưa được xử lí mà thải ra môi trường sẽ ảnh hưởng rất lớn

đến các vi sinh vật.

9


Như trong sự cố tràn dầu sinh vật phù du, ấu trùng cá, và các sinh vật ở dưới

đáy đều bị ảnh hưởng một cách mạnh mẽ. Ngay cả cỏ biển, trai, hàu cũng đều bị

ảnh hưởng do tràn dầu.

Dầu thấm qua bộ lông của chim biển, làm giảm khả năng bảo vệ của lông, vì vậy

làm cho chim trở nên dễ tổn thương với sự thay đổi nhiệt độ bất thường và làm

giảm độ nổi trên mặt nước của chúng. Nó cũng làm giảm khả năng bay của chim,

càng làm chúng khó thoát các động vật săn mồi. Khi cố gắng rỉa lông, chim thường

nuốt dầu vào bụng, dẫn tới làm hại thận, thay đổi chức năng của phổi, và kích thích

hệ tiêu hóa. Các vấn đề này và khả năng hấp thu thức ăn bị hạn chế gây ra sự mất

nước và mất cân bằng trao đổi chất. Sự thay đổi cân bằng hormon bao gồm

luteinizing protein cũng có thể xảy ra ở một số loài chim khi tiếp xúc với dầu. Hầu

hết chim bị ảnh hưởng bởi dầu tràn đều chết, trừ khi có sự can thiệp của con người.

Các động vật có vú biển bị dính dầu cũng bị ảnh hưởng tương tự như với chim.

Dầu phủ lên bộ lông của rái cá và hải cẩu làm giảm khả năng trao đổi chất và làm

giảm thân nhiệt. Khi ăn phải dầu, động vật sẽ bị chứng mất nước và giảm khả năng

tiêu hóa.

Do dầu nổi trên mặt nước làm ánh sáng giảm khi xuyên vào trong nước, nó hạn

chế sự quang hợp của các thực vật biển và các sinh vật phù du. Điều này làm giảm

lượng cá thể của hệ động vật cà ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái.

Tràn dầu có thể làm hỏng toàn bộ dây chuyền thực phẩm trong khu vực.

c ) Đối với kinh tế, xã hội và con người

Tốn kém tiền bạc để làm sạch môi trường bị ô nhiễm.

Ngoài những thiệt hại trực tiếp về tài sản ra còn có các ảnh hưởng mang tính

chất lâu dài như các cảnh quan, các vùng nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản….

Dầu có ảnh hưởng trực tiếp đến người thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc hít thở

hơi dầu gây buồn nôn, nhức đầu, các vấn đề về da... Ngoài ra chúng còn gây ra 1 số

bệnh như ung thư, bệnh phổi, gián đoạn hormon…

Thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế cho người dân. Sự suy giảm sản lượng cá đánh

bắt, hơn nữa cá đánh bắt lên mang bán ở chợ, người tiêu dùng không dám ăn vì tôm

cá có mùi xăng dầu nên người dân đành gác ngư cụ. Suy giảm năng suất của thủy

10


hải sản nuôi. Hiểm họa tràn dầu đang buộc dân nuôi nghêu phải đối mặt với nguy

cơ mất trắng hàng ngàn tỉ đồng nếu nghêu bị chết do ô nhiễm dầu.

III. Các phương pháp xử lí

1. Các phương pháp sinh học

Thực chất của biện pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng sống và

hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bền hữu cơ trong nước thải. Chúng

sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo

năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật liệu để

xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng lên.

Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch các loại có chứa các chất

hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo. Do vậy, chúng thường được dùng

sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải.

Đối với các chất hữu cơ có trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử các

hợp chất sunfit, muối amoni nitrat - tức là các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản

phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn sẽ là CO2, H2O, N2,

SO42-,…Các nghiên cứu cho thấy vi sinh vật có thể phân hủy tất cả các chất hữu cơ

có trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo.

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp sau:

- Phương pháp hiếu khí.

- Phương pháp kỵ khí.

- Phương pháp thiếu khí.

Tùy điều kiện cụ thể như địa hình, tính chất và khối lượng nước thải, khí hậu,

mặt bằng nơi cần xử lý, kinh phí cho phép với công nghệ thích hợp, người ta sẽ

chọn một trong những phương pháp trên hay kết hợp với nhau

Các phương pháp này có những ưu điểm sau:

- Có thể xử lý nước thải có phổ nhiễm bẩn các chất hữu cơ tương đối rộng.

- Hệ thống có thể tự điều chỉnh theo phổ các chất nhiễm bẩn và nồng độ của

chúng.

11


- Thiết kế và trang thiết bị đơn giản.

Đồng thời chúng cũng có những nhược điểm sau:

- Đầu tư cơ bản cho việc xây dựng khá tốn kém.

- Phải có chế độ công nghệ làm sạch đồng bộ và hoàn chỉnh.

- Các chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các chất vô cơ có độc tính ảnh

hưởng đến thời gian và hiệu quả làm sạch. Các chất có độc tính tác động đến

quần thể sinh vật nói chung và trong bùn hoạt tính làm giảm hiệu suất xử lý

của quá trình.

- Có thể phải làm loãng nước thải có nồng độ chất bẩn cao, như vậy sẽ làm

tăng lượng nước thải và cần diện tích mặt bằng rộng.

Tuy vậy, các phương pháp sinh học vẫn được dùng phổ biến rộng rãi và tỏ ra rất

thích hợp cho quá trình làm sạch nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy.

2. Các phương pháp hóa lý

Làm sạch sinh học chỉ được ứng dụng trong trường hợp cần loại ra khỏi nước

các chất hữu cơ, nếu các chất bẩn có nguồn gốc vô cơ thì phương pháp này không

phù hợp. Các phương pháp hóa lý được ứng dụng để xử lý nước thải gồm lọc, đông

tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tách

và điện thẩm tách,…Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải

các hạt phân tán lơ lửng ( rắn và lỏng ), các khí tan những chất vô cơ và hữu cơ hòa

tan.

Việc ứng dụng các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải có những ưu điểm

sau:

- Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học.

- Hiệu quả xử lý cao hơn.

- Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn.

- Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn.

- Có thể tự động hóa hoàn toàn.

- Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật.

- Có thể thu hồi các chất khác nhau.

12


2.1. Lọc qua song chắn rác ( xử lý sơ bộ )

Đối tượng xử lý là rác thải loại lớn ( như: giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẫu đá, gỗ và

các vật thải khác ), chúng thường được tách ra để khỏi gây tắc nghẽn đường ống.

Người ta dùng lưới làm bằng các thanh kim loại được đặt nghiêng một góc 60÷75 0.

Rác thải được lấy ra bằng cào cơ giới. Đối với rác có kích cỡ nhỏ hơn người ta có

thể dùng rây.

Đây là hình thức xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật có

thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm,

đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện

làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước tự nhiên lẫn nước thải.

2.2. Lắng tụ

Được dùng để lắng các tạp chất tan thô ra khỏi nước thải ( sinh hoạt và công

nghiệp ). Lắng tụ diễn ra dưới tác dụng của trọng lực. Để lắng người ta sử dụng bể

lắng cát, bể lắng và bể lắng trong.

• Bể lắng cát

Được dùng để loại sơ bộ chất bẩn khoáng và hữu cơ ( 0,2-0,25mm ) ra khỏi nước

thải. Bể lắng cát ngang là hồ chứa có tiết diện ngang là tam giác hoặc hình thang.

Chiều sâu bể lắng cát 0,25-1m. Vận tốc chuyển động của nước không quá 0,3m/s.

Bể lắng cát dọc có dạng hình chữ nhật, tròn, trong đó nước chuyển động theo dòng

từ dưới lên với vận tốc 0,05m/s.

• Bể lắng ngang

Bể lắng ngang là bể hồ chứa hình chữ nhật, có hai hay nhiều ngăn hoạt động

đồng thời. Nước chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể.

Chiều sâu của bể lắng H=1,5-4 m, chiều dài L=( 8-12 )xH, chiều rộng B=3-6 m. Bể

lắng ngang được ứng dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000m3/ngày đêm.

Hiệu quả bể lắng 60%.

• Bể lắng đứng

Bể lắng đứng là bể chứa hình trụ ( hoặc tiết diện vuông ) có đáy chóp. Nước thải

được cho vào theo ống trung tâm. Sau đó nước chảy từ dưới lên trên vào các rãnh

13


chảy tràn. Như vậy, quá trình lắng cặn diễn ra trong dòng đi lên, vận tốc nước là

0,5-0,6m/s. Chiều cao vùng lắng 4-5m.

• Bể lắng hướng tâm

Bể lắng hướng tâm là bể lắng tròn. Nước trong đó chuyển động từ tâm ra vành

đai. Vận tốc nước nhỏ nhất là ở vành đai. Loại bể lắng này được ứng dụng cho lưu

lượng nước thải lớn hơn 20.000m3/ngày đêm.

• Bể lắng dạng bảng

Ở bên trong bể lắng dạng bảng có các bản đặt nghiêng và song song với nhau.

Nước chuyển động giữa các bản, còn cặn trượt xuống vào bình chứa.

• Bể lắng trong

Bể lắng được sử dụng để làm sạch tự nhiên và để làm trong nước thải công

nghiệp. Người ta thường sử dụng bể lắng trong với lớp cặn lơ lửng trong đó người

ta cho nước với chất đông tụ đi qua đó .

2.3. Lọc

Lọc được dùng để xử lý nước thải, để tách các loại tạp chất nhỏ ra khỏi nước

thải mà bể lắng không lắng được. Trong các loại phin lọc thường có các loại phin

lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt. Vật liệu dạng tấm có thể làm bằng

tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng, thau,… và cả

các loại vải khác nhau ( thủy tinh, amiăng, bông, len, sợi tổng hợp). Tấm lọc cần có

trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị trương nở và bị phá hủy ở điều kiện

lọc.

Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than cốc, sỏi, đá nghiền thậm chí cả than

gỗ.

Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng. Quá trình lọc có

thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất của cột chất lỏng hay áp suất cao trước vách

vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc.

Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phân tán hoặc lơ lửng khó

lắng khỏi nước. Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lí cơ học.

Khi nước qua lớp lọc dù ít hay nhiều cũng tạo ra lớp màng trên mặt các hạt vật liệu

lọc, màng này là màng sinh học. Do vậy, ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất

14


phân tán ra khỏi nước, các màng sinh học cũng biến đổi các chất hòa tan trong nước

thải nhờ quần thể các vi sinh vật có trong màng sinh học.

Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc dần dần bít các khe

hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngưng chảy. Do đó, trong quá

trình làm việc, người ta phải rửa phin lọc, lấy bớt màng bẩn phía trên, và cho nước

thải đi từ dưới lên trên để tách màng bẩn ra khỏi vật liệu lọc.

2.4. Đông tụ và keo tụ

a. Đông tụ

Hỗn hợp phân tán nhỏ được loại ra khỏi nước bằng phương pháp đông tụ. Đông

tụ là phương pháp xử lý nước bằng tác chất nhằm hình thành các phân tử lớn từ các

phân tử nhỏ. Phần tử các chất đục mang điện tích âm. Việc loại các chất này nhờ

các chất đông tụ là tạo thành muối từ các chất kiềm và axit yếu. Chất đông tụ trong

nước tạo thành các bông hydroxit kim loại, lắng nhanh trong trường trọng lực. Các

bông này có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết hợp với chúng. Các chất

này tham gia vào phản ứng trao đổi với ion nước và hình thành các tạp chất có phối

trí phức tạp .

Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các

giai đoạn sau:

Me3+ + HOH ↔ Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH ↔ Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH ↔ Me(OH)3 + H+

⇒ Me3+ + 3HOH ↔ Me(OH)3 + 3H+

Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối nhôm hoặc muối

sắt hoặc hỗn hợp của chúng. Đây là hai loại hóa chất rất thông dụng trong xử lý

nước cấp nhất là xử lý nước sinh hoạt.

Các muối nhôm gồm có: Al2(SO4)3.18 H2O, NH4Al(SO4)2.12 H2O, NaAlO2.

Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12 H2O, Trong đó được sử dụng rộng rãi nhất là Al2(SO4)3

vì Al2(SO4)3 hòa tan tốt trong nước, chi phí thấp, hoạt động có hiệu quả cao trong

khoảng pH= 5÷7,5 .

15


Trong phần lớn các trường hợp, người ta dùng hỗn hợp NaAlO2 và Al2(SO4)3

theo tỉ lệ ( 10:1 )÷( 20:1 ). Phản ứng xảy ra như sau:

6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12 H2O ↔ 8 Al(OH)3 ↓ + 3 Na2SO4

Việc sử dụng hỗn hợp này cho phép tăng hiệu quả của quá trình làm trong nước,

tăng khối lượng và tốc độ lắng của các bông keo tụ, mở rộng khoảng pH tối ưu của

môi trường.

Al2(OH)5Cl có độ axit thấp dùng làm sạch nước có độ kiềm yếu nhờ phản ứng:

Al2(OH)5Cl + Ca(HCO3)2 → 4 Al(OH)3↓ +CaCl2 + 2CO2↑

Các muối sắt Fe2(SO4)3. 2 H2O, Fe2(SO4)3. 3 H2O, FeSO4. 7 H2O và FeCl3 cũng

thường được dùng làm chất đông tụ .

Dùng FeCl3 để loại photphat:

FeCl3 + 6 H2O + PO43- → FePO4 + 3 Cl- + 6 H2O

Tạo bông keo qua phản ứng:

FeCl3 + 6 H2O → Fe(OH)3↓ + 3 HCl

Fe2(SO4)3 + 6 H2O → 2 Fe(OH)3↓ + 3 H2SO4

Các muối sắt thường được dùng làm chất đông tụ vì có nhiều ưu điểm hơn so

với các muối nhôm do:

- Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp.

- Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn.

- Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần

muối.

- Có thể khử được mùi vị khi có H2S.

Nhưng các muối sắt có nhược điểm là chúng tạo thành các phức hòa tan nhuộm

màu qua phản ứng của các cation sắt với một số chất hữu cơ

Trong quá trình tạo bông keo của hiđroxit nhôm hoặc sắt, người ta thường thêm

các chất trợ đông như: tinh bột, các ete, xenlulozơ,…, với liều lượng 1-5mg/l, hay

chất trợ đông tụ tổng hợp nhất là polyarylamit nhằm giảm liều lượng chất đông tụ,

giảm thời gian đông tụ và nâng cao tốc độ lắng của các bông keo.

b. Keo tụ

16


Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào

nước. Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp

xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ

trên các hạt lơ lửng.

c. Keo tụ điện hóa

Keo tụ không có tác chất hay keo tụ điện hóa diễn ra bằng cách dẫn nước qua

các tấm nhôm được xếp cách nhau 10-20 mm. Bản chất của quá trình là hòa tan

anot của các tấm nhôm được nối lần lượt với các cực dương và cực âm của nguồn

điện có cường độ cao và hiệu điện thế thấp. Khi đó ion nhôm sẽ chuyển vào nước

và tạo thành hydroxit. Ưu điểm của quá trình này là hình thành và lắng nhanh các

sợi bông dai và không cần điều chỉnh pH. Nhược điểm của nó là chi phí điện năng

cao.

Phương pháp này có thể được dùng để xử lý nước phù sa ở các tỉnh thuộc đồng

bằng Sông Cửu Long, nhưng do mạng lưới điện chưa được lắp đặt đầy đủ và chi phí

điện cao nên còn bị hạn chế.

2.5. Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có

khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề

mặt nước. Sau đó người ta tách bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực

chất đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt. Ngoài ra, quá trình này còn để tách

các chất hòa tan như các hoạt động bề mặt.

Trong công nghiệp, tuyển nổi được áp dụng để xử lý chất khoáng, tái sinh

nguyên liệu từ nước rửa, làm sạch nước thải, xử lý bùn và thu hồi khoáng sản quí.

Trong xử lý nước cấp, quá trình tuyển nổi được kết hợp với quá trình keo tụ tạo

bông, đặc biệt là đối với chất mùn và tảo sau quá trình keo tụ tạo bông được tách ra

khỏi nước bằng tuyển nổi.

Phương pháp này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào trong

nước thải. Các bọt khí dính các hạt lơ lửng lắng kém và nổi lên trên mặt nước. Khi

nổi lên các bọt khí tập hợp thành bông hạt đủ lớn, rồi tạo thành một lớp bọt chứa

nhiều hạt bẩn.

17


Tuyển nổi bọt nhằm tách các hạt lơ lửng không tan và một số chất keo hoặc hòa

tan ra khỏi pha lỏng. Kĩ thuật này có thể dùng cho xử lý nước thải đô thị và nhiều

lĩnh vực công nghiệp như: chế biến dầu béo, dệt thuộc da, lọc hóa dầu, …

Ngoài ra, tuyển nổi ion và phân tử là một phương pháp mới để tách các chất tan

ra khỏi nước, được sử dụng trong những năm gần đây .

Hiệu suất của phương pháp tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước và số lượng

bong bóng khí, kích thước các tạp chất trong nước thải. Kích thước tối ưu của bong

bóng khí là 15 ÷ 30μm, kích thước hạt tạp chất là 0,2 ÷ 1,5μm .

Có nhiều phương pháp tuyển nổi để xử lý nước thải:

- Tuyển nổi từ sự tách không khí từ dung dịch.

- Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ giới.

- Tuyển nổi nhờ các tấm xốp.

- Tuyển nổi bằng phương pháp tách phân đoạn bọt.

- Tuyển nổi hóa học, sinh học và ion.

- Tuyển nổi điện.

Phương pháp này có ưu điểm là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi,

chi phí đầu tư và vận hành không lớn, hiệu quả xử lý cao, thiết bị đơn giản, thu cặn

có độ ẩm nhỏ và có thể thu hồi tạp chất trong cặn. Ngoài ra, nước thải được xử lý

bằng phương pháp tuyển nổi sẽ được thông khí, giảm được hàm lượng chất hoạt

động bề mặt, chất dễ bị oxy hóa.

2.6. Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các

chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước

thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này thường không

phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất này bị

hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng

phương pháp này là hợp lí hơn cả.

Trong xử lý nước thải công nghiệp, hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước

thải khỏi thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất hữu cơ vòng thơm,

chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm, màu hoạt tính.

18


Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét, silicagen, keo nhôm,

một số chất tổng hợp hoặc chất thải sản xuất như: xỉ, mạt sắt,…Trong số này, than

hoạt tính là được dùng phổ biến nhất. Than hoạt tính có hai dạng: hạt và bột đều

được dùng để hấp phụ. Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị than

hấp phụ. Lượng chất này tùy thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất và hàm

lượng chất bẩn có trong nước. Phương pháp này có khả năng hấp phụ được 58-95%

các chất hữu cơ và màu. Các chất hữu cơ có thể bị hấp phụ được tính đến là phenol,

alkylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm. Đã có những ứng

dụng dùng than hoạt tính để hấp phụ thủy ngân và những thuốc nhuộm khó phân

hủy, nhưng tốn kém và làm cho quá trình không kinh tế. Để loại bỏ các kim loại

nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại, người ta dùng than bùn để hấp phụ và nuôi

bèo tây trên mặt hồ.

Phương pháp hấp phụ có tác dụng tốt trong việc xử lý nước thải chứa các chất

hữu cơ, các kim loại nặng và màu. Để loại bỏ các kim loại nặng, các chất vô cơ và

hữu cơ độc hại hiện nay người ta có thể sử dụng than bùn hoặc một số loại thực vật

nước như lục bình.

Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao, có khả năng xử lý nhiều chất

trong nước thải và có thể thu hồi các chất này. Xử lý nước hấp phụ có thể tái sinh,

tức thu hồi và tận dụng chất thải; phân hủy và tiêu hủy chất thải cùng với chất hấp

phụ .

2.7. Trao đổi ion

Trao đổi ion là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao

đổi ion chứa nó bằng các ion khác có trong dung dịch. Bằng cách này người ta có

thể loại đi một số ion trong dung dịch nước.

Phương pháp này được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim

loại như: Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Hg, Cd, V, Mn,…, cũng như các hợp chất của asen,

photpho, xyanua và các chất phóng xạ, khử muối trong nước cấp, cho phép thu hồi

các chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao. Vì vậy, nó được ứng dụng rộng rãi

để tách muối trong xử lý nước và nước thải.

Một số chất trao đổi ion: zeolic, silicagen, than đá,…

19


2.8. Thẩm thấu ngược

Là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thấm dưới một áp suất cao hơn áp suất

thẩm thấu .

• Cơ chế của quá trình:

Có nhiều cơ chế giải thích quá trình thẩm thấu ngược. Một trong những cơ chế

đó giải thích như sau: màng bán thấm không có khả năng hòa tan. Nếu như chiều

dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ bằng hoặc lớn hơn một nửa đường kính mao

quản của màng thì dưới tác dụng của áp suất chỉ có nước sạch đi qua, mặc dù kích

thước của nhiều ion nhỏ hơn kích thước cuả phân tử nước. Lớp hiđrat của các ion

này cản trở không cho chúng đi qua mao quản của màng. Kích thước màng hiđrat

của các ion khác nhau sẽ khác nhau. Nếu chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp

phụ nhỏ hơn nửa đường kính mao quản thì các chất hòa tan sẽ chui qua màng cùng

với nước.

Ưu điểm của phương pháp thẩm thấu ngược là:

- Không có pha chuyển tiếp trong tách tạp chất cho phép tiến hành quá trình với chi

phí năng lượng thấp.

- Có thể tiến hành quá trình ở nhiệt độ phòng không có bổ sung hoặc bổ sung ít hóa

chất.

- Đơn giản trong kết cấu

Nhược điểm của phương pháp thẩm thấu ngược:

Năng suất, hiệu quả làm sạch và thời gian làm việc của màng lọc giảm khi nồng

độ chất tan trên bề mặt màng lọc tăng.

Quá trình hoạt động dưới áp suất cao, do đó cần có vật liệu đặc biệt làm kín thiết

bị.

Thẩm thấu ngược được ứng dụng rộng rãi để tách muối khỏi nước trong hệ

thống cấp nước nhà máy nhiệt điện và các ngành công nghiệp khác ( như công

nghiệp bán dẫn, đèn hình, dược…). Những năm gần đây, phương pháp này được sử

dụng để làm sạch một số nước thải công nghiệp và đô thị .

2.9. Siêu lọc

20


Cả siêu lọc và thẩm thấu ngược đều phụ thuộc vào áp suất, động lực của quá

trình và đòi hỏi màng cho phép một số cấu tử thấm qua, giữ lại một số cấu tử khác.

Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lọc thường được sử dụng để tách

dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ ( như vi

khuẩn, tinh bột, protêin, đất sét,…). Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để

khử các vật liệu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất thẩm thấu cao.

Siêu lọc thường được sử dụng để khử đất sét, vi sinh vật, các chất thực vật, tách

nước cho bùn .

Cơ chế của quá trình siêu lọc hoàn toàn khác so với cơ chế của quá trình thẩm

thấu ngược. Chất tan bị giữ trên màng lọc vì kích thước phân tử của chúng lớn hơn

đường kính lỗ xốp hoặc do ma sát phân tử với thành lỗ xốp của màng. Quá trình

này phức tạp hơn nhiều.

Khi sử dụng kết hợp thẩm thấu ngược và siêu lọc có thể làm đậm đặc và phân

tách các chất hòa tan hữu cơ và vô cơ trong nước thải.

2.10. Thẩm tách và điện thẩm tách ( TT và ĐTT )

Phép thẩm tách là quá trình phân tách chất rắn bằng sử dụng khuếch tán không

bằng nhau qua màng.

Điện thẩm tách được thực hiện bằng cách đặt các màng có tính chọn lọc với

cation và anion luân phiên nhau dọc theo dòng điện. Khi đưa dòng điện vào, các

cation được gắn điện đi qua màng trao đổi cation về một hướng, còn các anion sẽ đi

qua màng trao đổi ion về một hướng khác.

Kết quả là muối giảm trong khoang của một cặp màng và tăng trong khoang bên

cạnh. Nước khi đó có thể đi qua một số màng cho đến khi đạt đến độ mặn cần thiết

theo yêu cầu.

Phương pháp thẩm tách đã được dùng để thu hồi axit, muối kim loại và các

hydroxit.

Phương pháp điện thẩm tách đã được nghiên cứu như một phương pháp khử nitơ

trong nước thải nông nghiệp, nó cũng được ứng dụng rộng rãi để làm ngọt nước.

21


Phương pháp này cũng đã được dùng để thu hồi các axit, lignin từ nước thải của sản

xuất giấy, crôm từ nước thải của mạ điện.

2.11. Các phương pháp điện hóa

Người ta sử dụng quá trình oxy hóa cực anot và khử của catot, đông tụ điện,…để

làm sạch nước thải khỏi các tạp chất hòa tan và phân tán lớn.

Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên điện cực khi cho dòng điện một chiều đi

qua nước thải.

Các phương pháp điện hóa cho phép lấy từ nước thải các sản phẩm có giá trị

bằng các sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, tự động hóa mà không cần sử dụng

các tác nhân hóa học. Các phương pháp này còn được dùng để xử lý nước thải chứa

nhiều xyanua trong công nghệ mạ điện.

Nhược điểm chính của các phương pháp này là tiêu hao năng lượng điện nặng

lớn.

Tuy nhiên, việc làm sạch nước thải bằng các phương pháp này có thể tiến hành

gián đoạn hoặc liên tục.

3. Các phương pháp hóa học

Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy

hóa và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hóa học nên là

phương pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất

hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi các phương pháp này

được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một

phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước…

B. Xử lí nước nhiễm dầu

22


I. Phân loại và xử lí nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu

1. Phân loại

Để hiệu quả quá trình xử lí cao, người ta phải tiến hành đánh giá, phân loại các

nguồn nước thải và xử lí sơ bộ trước khi đưa đến hệ thống xử lí nước thải trung tâm

của nhà máy. Các nguồn nước thải chính trong nhà máy lọc hóa dầu bao gồm:

- Nước thải bề mặt nhiễm dầu ( OWS ).

- Nước thải nhiễm dầu từ khu công nghệ ( OW ).

- Nước thải sinh hoạt.

- Các dạng bùn thải lẫn nước.

2. Hệ thống xử lý nước thải

Do nước thải của nhà máy lọc hóa dầu chứa nhiều loại tạp chất, vì vậy, hệ thống

xử lý nước thải được phân chia ra nhiều bộ phận xử lý chuyên biệt và nhiều cấp xử

lý để loại các tạp chất một cách có hiệu quả và có chọn lọc. Sơ đồ khối hệ thống xử

lý nước thải điển hình của nhà máy lọc hóa dầu điển hình được mô tả trong hình H-

1. Tùy theo sơ đồ chế biến, công nghệ áp dụng mà nguồn thải có thể có những khác

biệt đôi chút và do đó hệ thống xử lý trong thực tế có những khác biệt. Nhìn chung,

tất cả các hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu đều phân ra các cấp

xử lý khác nhau nhằm đạt được hiệu quả cao.

2.1. Sơ đồ công nghệ

a. Phân loại nước thải và xử lí ban đầu

Tất cả các nguồn nước thải trong nhà máy đều được phân loại và xử lí sơ bộ

trước khi đưa vào hệ thông xử lí chung. Các dòng nước thải được phân loại và thu

gom thành các nhóm sau:

Nước nhiễm dầu bề mặt: Bao gồm nước mưa khu vực có nguy cơ nhiễm dầu,

nước rửa ở các khu vực phân xưởng công nghệ, nước thải ra từ hệ thống nước làm

mát , từ thiết bị lọc của của hệ thống xử lí nước ngọt và nước ngưng …Nước nhiễm

23


dầu bề mặt được thu gom về bể chứa , được tách váng dầu sơ bộ rồi chuyển sang

thiết bị lắng dầu ( CPI ). Dầu tách ra được chuyển tới bể chứa dầu ẩm, còn nước

được đưa tới bể kiểm tra chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường.

24


H-1; Sơ đồ khối hệ thống xử lí nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu

25


Nước nhiễm dầu : Nước lẫn dầu được tách ra từ các phân xưởng công nghệ, khu

bể chứa và bể chứa dầu thải …được đưa tới bể lắng dầu. Tại đây một phần dầu

được tách ra rồi đưa tới bể chứa dầu ẩm , còn nước thải được bơm tới bể hòa trộn

các dòng nước sau đó qua xử lí sơ bộ.

Nước thải sinh hoạt : Nước thải sinh hoạt thu gom từ các nguồn như khu nhà

hành chính , nhà ăn , nhà vệ sinh … được thu về bể chứa nước thải sinh hoạt . Tại

đây các tạp chất cơ học có kích thước lớn được loại bỏ , còn nước thải được bơm

sang thiết bị xử lí sinh học.

Nước có lẫn Phenol : Phenol lầ một chất độc hại với sức khỏe con người, vì vậy

các tiêu chuẩn về chất lượng nước thải qui định rất ngặt nghèo về hàm lượng của

chất này. Để hiệu quả quá trình tách Phenol được cao, nguồn nước nhiễm Phenol

được tách xử lí riêng trước khi hòa vào hệ thống xử lí chung của nhà máy. Nguồn

nước chứa Phenol ( chủ yếu là nước từ phân xưởng sục nước chua ) được đưa tới bể

thu gom sau đó đưa đến thiết bị xử lí Phenol. Qua thiết bị xử lí, Phenol bị chuyển

hóa sang dạng hóa chất không độc hại khác hoặc bị hấp phụ lại tùy theo phương

pháp xử lí. Nước thải sau khi xử lí sẽ được chuyển tới bể hòa trộn.

Nước thải sau khi xử lí sơ bộ sẽ được đưa vào hệ thống xử lí chung. Qúa trình

xử lí trải qua các công đoạn sau đây.

b. Xử lí bậc một

Các nguồn nước thải sau khi phân loại và xử lí sơ bộ được đưa tới bể điều hòa.

Tại đây các dòng nước thải được hòa trộn đồng nhất để xử lí theo các công đoạn

tiếp theo. Bể hòa trộn có sức chứa thiết kế phù hợp với đặc điểm các dòng không ổn

định. Các dòng nước thải thu gom về bể hòa trộn bao gồm các dòng chính sau:

- Dòng nước thải từ bể lắng dầu ( CPI ) của dòng nước thải lẫn dầu khu vực

công nghệ .

- Dòng nước thải từ bể lắng dầu ( CPI ) của dòng nước thải lẫn dầu khu vực bể

chứa.

- Nước tách từ bể chứa dầu ẩm .

- Nước từ phân xưởng trung hòa .

- Nước từ thiết bị xử lí phenol .

26


- Nước thải tuần hoàn trong hệ thống .

Nước thải từ bể hòa trộn được bơm tới bể khuấy trộn đẻ điều chỉnh PH, bổ sung

các chất keo tụ nhằm điều chỉnh môi trường nước phải phù hợp để tách các hạt rắn

lơ lửng có kích thước nhỏ.

Để tăng cường hòa trộn, trông bể lắp đặt cả hệ thống khuấy tĩnh và máy khuấy

cơ học. Nước từ bể khuấy trộn sẽ tự chảy vào bể tuyển nổi khí. Bể tuyển nổi khí có

nhiệm vụ tách nốt dầu tự do và các chất rắn trong trong nước thải bằng phương

pháp tuyển nổi để thu nước thải có điều kiện thích hợp cho xử lí sinh học tiếp

theo. Nước thải sau khi tuyển nổi được bơm qua thiết bị làm mát nhằm điều chỉnh

nhiệt độ tối ưu cho qua trình xử lí bậc 2 ( xử lí sinh học ).

c. Xử lí bậc 2

Xử lí bậc 2 có mục đích chuyển hóa phần các hợp chất hữu cơ hóa tan trong

nước thải tới giới hạn theo yêu cầu tiêu chuẩn môi trường. Nước thải từ hệ thống xử

lí cấp 1 và nước thải sinh hoạt được đưa tới thiết bị xử lí sinh học. Để điều chỉnh

chất lượng nước thải, một phần nước thải từ bể kiểm tra chất lượng nước trươc khi

xả ra môi trường cũng được tuần hoàn lại thiết bị xử lí sinh học. Xử lí bậc 2 thường

là hệ thống xử lí sinh học 2 giai đoạn. Nước thải sau khi đi vào các thiết bị lọc sinh

học được bổ sung dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của sinh vật.

Mỗi giai đoạn xử lí bao gồm một bể chứa nước thải , một bình lọc sinh học

( thiết bị phản ứng sinh học ), một thiết bị phân tách, thu gom bùn và bể chứa nước

bơm tuần hoàn. Ngoài ra, mỗi giai đoạn cũng trang bị một số thiết bị kèm theo : hệ

thống định lượng hóa chất, dinh dưỡng bổ sung, hệ thống cấp không khí cần thiết

cho sự phat triển của sinh vật. Nước thải sau khi xử lí sinh học sẽ được đưa tới thiết

bị xử lí bậc 3, còn bùn cặn được đưa tới thiết bị xử lí sơ bộ bùn thải.

d. Xử lí bậc 3

Nước thải sau khi ra khỏi thiết bị xử lí bậc 2 được đưa tới thiết bị lọc để tách nốt

các tạp chất rắn lơ lửng còn xót lại. Thiết bị lọc thường được sử dụng là thiết bị lọc

cát nhanh có hệ thống rửa ngược, Nước thải được thu gom về một bể chứa. Nước

thải từ bể chứa nước lọc sau đó tự chảy vào bể kiểm tra chất lượng nước thải trước

khi thải vào môi trường nhờ độ dốc. Tại bể chứa này có hệ thống kiểm tra lần cuối

27


chất lượng nước thải , nếu nước thải đáp ứng tiêu chuẩn môi trường sẽ được thải ra

môi trường.

Trong trường hợp nước thải không đáp ứng yêu cầu thì một phần nước thải sẽ

được bơm tuần hoàn lại các thiết bị xử lí phía trươc để xử lí. Nước thải không đạt

yêu cầu được bơm tới thiết bị xử li bậc 2 hay bậc 3 tùy thuộc vào chỉ tiêu nào của

nước thải chưa đạt yêu cầu.

2.2 . Các thiết bị xử lí

Thiết bị xử lý nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu được chia thành bốn nhóm:

Thiết bị phân loại và xử lý sơ bộ bân đầu, thiết bị xử lý bậc một, thiết bị xử lý bậc

hai và thiết bị xử lý bậc ba. Sơ đồ công nghệ tóm tắt hệ thống xử lý nước điển hình

với các loại thiết bị sử dụng được trình bày trong hình H -2.

a.Thiết bị phân loại và xử lí sơ bộ

Thiết bị xử lí sơ bộ nước nhiễm dầu bề mặt.

Xử lý nước nhiễm dầu bề mặt bao gồm các thiết bị chính sau: Bể phân phối

dòng, bể chứa nước mưa, bể lắng dầu CPI. Nước nhiễm dầu bề mặt được thu gom

về bình phân chia dòng rồi chảy tới bể chứa và xử lý sơ bộ. Bể chứa và xử lý sơ bộ

là dạng bể lắng dầu (CPI) có nhiệm vụ tách các chất thải rắn kéo theo và tách dầu

nổi trên bề mặt ra khỏi nước thải.

Để nâng cao hiệu quả quá trình tách dầu, trong bể có gắn các tấm dập nhăn để

tăng cường quá trình phân tách dầu và nước. Phía trên bề mặt thóang của bể có lắp

hệ thống thu gom dầu nổi. Dầu tách ra được chuyển tới bể chứa dầu ẩm, còn nước

được chuyển tới bể kiểm tra chất lượng nước thải trước khi xả ra môi trường. Nếu

nguồn nước thải này bị nhiễm dầu nặng trong thời gian dài thì nước thải không

được đưa trực tiếp tới bể kiểm tra chất lượng trước khi thải mà đưa tới hệ thống

nước nhiễm dầu để xử lý. Khi lượng nước thải lớn (khi mưa ) nước từ bình phân

dòng sẽ chảy tràn vào bể chứa nước mưa .

28


H-2 : Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy lọc hóa dầu

29


Thiết bị xử lí sơ bộ nước nhiễm dầu

Thiết bị xử lý sơ bộ nước nhiễm dầu bao gồm hai bể lắng dầu xử lý nước nhiễm

dầu từ khu công nghệ và khu bể chứa. Nước nhiễm dầu được phân loại và đưa về

các bể lắng dầu tương ứng để xử lý sơ bộ. Đây là dạng bể lắng dầu (CPI) có nhiệm

vụ tách các chất thải rắn kéo theo và tách dầu nổi trên bề mặt ra khỏi nước thải. Cấu

tạo, nguyên lý hoạt động của bệ thu gom và xử lý sơ bộ này tương tự như bể lắng

nước nhiễm dầu bề mặt. Có điểm khác biệt so với nước thải nhiễm dầu bề mặt là

nước thải nhiễm dầu từ khu công nghệ và bể chứa sau khi xử lý sơ bộ được đưa tới

bể hoà trộn của xử lý bậc một mà không đưa thẳng tới bể kiểm tra chất lượng nước

trước khi thải .

Thiết bị xử lí sơ bộ nước sinh hoạt

Thiết bị xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt chỉ bao gồm các bể thu gom nước thải.

Để đơn linh động vận hành thông thường, có hai bể chứa nước thải hoạt động song

song. Nước thải sinh hoạt thu gom về các bể chứa này được xử lý sơ bộ. Tại đây,

các tạp chất cơ học được loại bỏ , nước thải sau đó được bơm sang thiết bị xử lý

sinh học (xử lý bậc hai).

Thiết bị xử lí Phenol

Thiết bị xử lý nước thải chứa phenol rất đa dạng, tùy thuộc vào công nghệ xử lý

được áp dụng. Hiện nay, trong thực tế người ta sử dụng ba phương pháp xử lý

phenol chính là phương pháp sinh học, phương pháp hóa học (ô-xy hóa) và

phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính.

Phương pháp sinh học được sử dụng tương đối rộng rãi do thân thiện với môi

trường , đáp ứng được yêu cầu ngặt nghèo về hàm lượng phenol trong nước thải.

Thiết bị chính của phương pháp sử lý phenol bằng sinh học là các bình phản ứng

sinh học. Các bình phản ứng này có dạng trụ bên trong chứa các lớp đệm thấm vi

sinh vật có khả năng phân hủy phenol chứa trong nước thải. Nước thải chứa phenol

sau khi xử lý sẽ được chuyển tới bể hòa trộn trước khi đưa tới thiết bị xử lý bậc

một.

Bể chứa dầu ẩm

Bể chứa dầu ẩm có nhiệm vụ chứa dầu tách ra từ khu vực xử lý nước thải , xử lý

sơ bộ trước khi đưa tới bể chứa dầu thải trong nhà máy. Thông thường, có hai bể

30


chứa dầu thải ẩm. Trong mỗi bể thu gom dầu thải ẩm này có trang bị gia nhiệt kiểu

ống ruột gà (gia nhiệt bằng hơi thấp áp) để tăng cường phân chia pha dầu và nước.

Tại các bình thu gom này, dầu được tách ra ở trên và được bơm tới bể chứa dầu

thải của nhà máy, nước thải được bơm tới bể hòa trộn.

b. Thiết bị xử lí bậc 1

Cụm xử lý nước thải bậc một bao gồm các thiết bị chính sau : Bể hòa trộn, bể

khuấy trộn điều chỉnh pH và bổ sung hóa chất và bể tuyển nổi khí.

Bể hòa trộn

Bể hòa trộn là bể chứa được thiết kế để tàng trữ và hoà trộn tất cả các nguồn

nước thải đã được xứ lý sơ bộ. Bể hoà trộn phải có dung tích đủ lớn để dung hoà sự

không ổn định lưu lượng của các dòng thải. Chức năng của bể chứa này là điều hoà

lưu lượng dòng chảy vào các thiết bị xử lý phía sau, làm đồng đều thành phần nước

thải xử lý. Bên trong bể thường được trang bị một máy khuấy trộn. Nước thải sau

khi hoà trộn được đưa tới bể khuấy trộn .

Bể khuấy trộn

Bể khuấy trộn có nhiệm vụ điều hoà môi trường nước thải phù hợp với điều kiện

cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. Nước thải trước hết được điều chỉnh độ pH, thông

thường trong nhà máy lọc dầu, nguồn nước thải có tính kiềm, vì vậy, giá trị pH của

nước thải được điều chỉnh bằng dung dịch a-xít .

Nước sau khi điều chỉnh pH được chuyển sang khoang bổ sung chất tạo keo và

chất polime nhằm mục đích tạo lớp keo tụ để tách các hạt rắn lơ lửng, dầu ở dạng

nhũ tương và phân tán trong nước thải khi chuyển sang thiết bị tuyển nổi khí ở phía

sau. Bể khuấy trộn được chia thành ba khoang : khoang điều chỉnh pH , khoang bổ

sung hóa chất keo tụ và khoang bổ sung polime. Các khoang này đều được lắp đặt

thiết bị khuấy trộn tĩnh hay máy khuấy tùy theo điều kiện cụ thể. Nước thải sau khi

được điều chỉnh độ pH và bổ sung hóa chất được chuyển sang thiết bị tuyển nổi khí.

Thiết bị tuyển nổi khí

Nước thải sau khi được bổ sung hóa chất sẽ hình thành lớp kết tủa, dầu phân tán

và nhũ tương được tách ra ở dạng dầu tự do. Nước thải từ bể khuấy trộn sẽ được

chảy sang bể tuyển nổi nhờ trọng lực. Bể tuyển nổi có nhiệm vụ làm các pha chứa

dầu tự do và chất rắn nổi lên phía bề mặt lỏng để dễ dàng tách ra khỏi pha lỏng

31


nhằm mục đích thu được nước phù hợp cho quá trình xử lý sinh học ở giai đoạn tiếp

theo. Thiết bị tuyển nổi thường là thiết bị kiểu nằm ngang, được chia thành nhiều

ngăn nối tiếp nhau, ở ngăn cuối cùng có lắp bơm tuần hoàn nhằm tăng cường hiệu

quả quá trình phân tách pha. Phần cuối thiết bị có lắp máng thu lớp nổi phía trên

mặt nước và đưa về bể chứa dầu thải ẩm. Nước thải qua thiết bị tuyển nổi sẽ được

đưa tới thiết bị xử lý bậc hai ( xử lý sinh học ).

c. Thiết bị xử lí bậc 2

Thiết bị xử lý bậc hai thường được sử dụng là thiết bị xử lý sinh học hai giai

đoạn truyền thống. Nhiệm vụ của thiết bị xử lý bậc hai là chuyển hóa các hợp chất

hữu cơ hoà tan trong nước thải xuống dưới mức yêu cầu. Mỗi giai đoạn xử lý sinh

học bao gồm một thiết bị lọc sinh học ( thiết bị phản ứng sinh học ) cùng với hệ

thống tách bẩn , bể chứa nước sau khi qua thiết bị lọc sinh học. Phía trước thiết bị

lọc sinh học có hệ thống để cung cấp dinh dưỡng cho sự phát triển vi sinh vật phục

vụ cho quá trình xử lý. Thiết bị lọc sinh học là thiết bị thiết bị quan trọng nhất, bản

chất đây là thiết bị phản ứng sinh học. Phía trong thiết bị là các đệm plastic có thấm

các vi sinh có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ hoà tan trong nước thải. Để thúc

đẩy quá trình phản ứng, không khí được đưa vào cùng với dòng nước thải để cấp

ôxy cho quá trình oxy hóa sinh học.

Bẩn tạo ra trong quá trình xử lý sinh học được phân tách và chuyển tới bình xử

lý bẩn sơ bộ trước khi chuyển tới hệ thống xử lý bẩn và hệ thống xử lý chất thải rắn.

Nước thải sau khi xử lý được đưa tiếp tới thiết bị xử lý bậc ba.

d. Thiết bị xử lí bậc 3

Hệ thống thiết bị xử lý bậc ba bao gồm các thiết bị chính sau: Thiết bị lọc , bể

chứa nước lọc, bể chứa và kiểm tra chất lượng nước trước khi thải vào môi trường

và khoang chứa nước bơm tuần hoàn. Hệ thống xử lý bậc ba có nhiệm vụ tách nốt

các tạp chất còn lại trong nước thải, kiểm tra và điều chỉnh chất lượng nước thải

trước khi xả vào môi trường .

Thiết bị lọc

Thiết bị lọc có nhiệm vụ tách nốt các hạt rắn có kích thước nhỏ còn lại trong

nước thải. Đây là dạng thiết bị lọc cát nhanh có hệ thống rửa ngược để hoàn nguyên

lớp cát lọc. Nước sau lọc cát được chuyển tới bể chứa nước lọc. Nước rửa tái sinh

32


lớp đệm cát được thu về bể chứa nước rửa để thu hồi xử lý.

Bể chứa nước lọc

Bể chứa nước lọc đơn thuần có chức năng chứa nước sau khi lọc nhằm điều hoà

hoạt động chung của hệ thống thiết bị ( dòng thải không ổn định ), vì vậy, các bể

chứa có chức năng điều hoà các dòng chảy để ổn định công suất các thiết bị xử lý.

Bể chứa nước thải có thể làm bằng bê tông cốt thép hoặc bể thép tùy theo điều kiện

cụ thể .

Bể chứa kiểm tra và hiệu chỉnh chất lượng nước thải

Nước thải từ bể chứa nước lọc được chảy tự nhiên vào bể chứa kiểm tra và hiệu

chỉnh chất lượng nước thải. Bể này được thiết kế để thực hiện nhiệm vụ kiểm tra

chất lượng nước lần cuối trước khi thải vào môi trường. Khi chất lượng nước

không đáp ứng yêu cầu thì một phần nước từ bể chứa được bơm ngược lại các thiết

bị xử lý phía trước để xử lý lại. Nước thải đáp ứng tiêu chuẩn môi trường được xả

ra môi trường kết thúc quá trình xử lý.

33


II. Nước thải nhiễm dầu trong nhà máy lọc hóa dầu

1. Nguồn phát sinh

Trong nhà máy lọc hóa dầu nước thải nhiễm dầu phát sinh từ những nguồn chính

sau đây :

- Nước xả đáy

- Nước rửa thiết bị

- Bồn bể chứa

- Nước thải từ thiết bị tách muối của phân xưởng chưng cất dầu thô (CDU)

- Nước tách ra từ bể chứa dầu thô

- Nước tách từ các bể chứa dầu thải

- Các dòng nước thải của phân xưởng trung hòa kiềm

- Phân xưởng sục nước chua

- Nước từ quá trình xử lí chất thải ( ETP )

2. Đặc tính của nước thải nhiễm dầu

- Oil : 350mg/l

- SS : 160 mg/l

- BOD5 : 250 mg/l

- COD : 650 mg/l

- Phenol : 250 mg/l

- Amonium : 25 mg/l

- Chloride : 600mg/l

TT Thông số Đơn vị Gía trị giới hạn

A B C

1 Nhiệt độ 0C 40 40 45

2 PH - 6 đến 9 5.5 đến 9 5 đến 9

3 Dầu mỡ khoáng mg/l 5 5 10

34


4 BOD5 ( 200C ) mg/l 30 50 100

5 COD mg/l 50 80 400

6 Phenol mg/l 0.1 0.5 1

7 Amoni ( tính theo Nitơ ) mg/l 5 10 15

8 SS mg/l 50 100 200

9 ………….

Bảng 1 : Một số giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các các chất ô nhiễm trong

nước thải công nghiệp ( TCVN 5945-2005 ).

III. Xử lí OW

H-3 ; Sơ đồ xử lí nước thải nhiễm dầu trong nhà máy lọc dầu

1. Xử lí thô

Nước lẫn dầu được tách ra từ các phân xưởng công nghệ , khu bể chứa và bể chứa

dầu thải được xử lí qua phân đoạn thô trước tiên.

35


1.1. Sàng lọc (screening)

Đối tượng xử lý là rác thải loại lớn ( như: giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẫu đá, gỗ và

các vật thải khác ), chúng thường được tách ra để khỏi gây tắc nghẽn đường ống.

Người ta dùng lưới làm bằng các thanh kim loại được đặt nghiêng một góc 60÷75 0.

Rác thải được lấy ra bằng cào cơ giới. Đối với rác có kích cỡ nhỏ hơn người ta có

thể dùng rây.

Đây là hình thức xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật có

thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm,

đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện

làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước tự nhiên lẫn nước thải.

1.2. Bể tách CPI

Mục đích

Thiết bị này có thể xử lý với lưu lượng nước từ 1500-3000 l/h, xử lý dầu có kích

thước 60micromet, hiệu quả xử lý dầu đạt10ppm.

Cấu tạo

Là những tấm song song được chế tạo sẵn với dòng nước chảy ngang và chiều

chéo nhau. Các tấm mỏng có 2 chức năng: tạo lộ trình ngắn nhất cho tương tác các

36


giọt dầu và chúng có hiệu quả gây kết tụ dầu. Dầu được tách trực tiếp từ bề mặt

nghiêng của các tấm, những hạt cặn được tập trung và chảy xuống phía dưới .

Hình 6…Tấm gợn sóng

Thiết bị tách dầu dạng tấm gợn sóng CPI (Corrugated Plate Interception) là loại

phổ biến nhất trong các loại thiết bị tách dầu bằng trọng lực. Thiết bị có lắp những

mâm tách song song có nếp gấp cách nhau 20-40mm, đặt nghiên góc 450 so với

dòng vào. Thiết bị có khả năng tách những giọt dầu có kích thước >60micromet và

nồng độ dầu sau khi đã xử lý đạt từ 10-50ppm. Dãy mâm theo tiêu chuẩn có kích

thước 1mx2m có thể xử lý được 30m3 nước thải/giờ.

Hình 7…thiết bị tách dầu CPI

Hoạt động :

Nước thải chảy vào hệ thống một phần chất rắn lơ lửng được lắng xuống, phần

nước thải tiếp tục đi qua vách ngăn phân phối và đi qua các tấm song song nằm

37


nghiêng. Tại đây các giọt dầu được giữ lại và tương tác với nhau tạo thành các giọt

lớn hơn và nổi lên trên tạo thành váng dầu, những váng dầu sẽ được vớt vào bể

chứa dầu ẩm, còn nước thải tiếp tục chảy sang ngăn tiếp theo. Tại đây hỗn hợp bùn

sẽ bị lắng xuống dưới và nước thải sẽ chảy sang bể điều hòa .

Nhận xét: thiết bị tách trọng lực chỉ xử lý hiệu quả dầu dạng tự do và không có

hiệu quả đối với dầu dạng nhũ.

1.3. Bể điều hòa

Mục đích

Chức năng điều hoà lưu lượng hoặc nồng độ các chất bẩn trong nước thải

Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường chuyển động của

dòng chảy.

Nguyên tắc hoạt động

Bể điều hoà làm việc theo nguyên tắc xáo trộn chia ra làm 2 loại: xáo trộn cưỡng

bức (máy khuấy, khí nén…) và xáo trộn tự nhiên (gió hoặc khếch tán do chênh lệch

nồng độ, nhiệt độ, tỷ trọng).

Việc khuấy trộn trong bể điều hoà còn giúp tránh lắng cặn, tham gia làm thoáng

sơ bộ, oxi hoá một phần các chất hữu cơ và pha loãng các chất độc hại nếu có tạo

điều kiện thuận lợi cho giai đoạn xử lý sinh học sau đó. Ngoài ra trong bể điều hoà

có thể bố trí thêm các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi.

38


H-8 ; Bể điều hòa

Những lợi ích do bể này mang lại là:

- Giảm lưu lượng cực đại trong những giờ sản xuất cao điểm.

- Giảm nồng độ các chất ô nhiểm hữu cơ cao cho quá trình xử lí sinh học theo

sau.

- Tối ưu quá các điều kiện cho quá trình xử lý sinh học theo sau bao gồm việc

giảm tải lượng hữu cơ, giảm và làm chậm lại sự dao động tải lượng hữu cơ

trong quá trình sản xuất, giảm nồng độ độc chất trong nước thải (hoá chất

dùng để diệt khuẩn trong phân xưởng sản xuất)

- Kiểm soát được pH.

- Bể được khuấy trộn tốt bằng máy thổi khí (air blower) với hệ thống ống phân

phối bố trí dưới đáy bể, đảm bảo điều kiện hiếu khí cho toàn bộ thể tích bể để

ngăn ngừa nước thải ở điều kiện kỵ khí ( septic) và gây mùi hôi thối.

39


2. Xử lí hóa học và hóa lí.

2.1. Xử lí hóa học

Mục đích

Xử lí hóa học nhằm loại bỏ những hợp chất độc hại có trong nước thải nhiễm dầu

và điều chỉnh nồng độ của nước thải để thuận tiện cho những quá trình xử lí tiếp theo.

Phân loại

Tùy theo thành phần của nước thải mà người ta sẽ sử dụng những phương pháp xử

lí hóa học khác nhau, dưới đây là 1 số phương pháp sử lí hóa học:

a) Phương pháp đông tụ

Mục đích: để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo,... ta

dùng phương pháp đông tụ, khi đó nồng độ chất màu, mùi, lơ lửng sẽ giảm

xuống.Các chất đông tụ thường dùng là nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt

clorua,...Al2(SO4)3 khi vào nước sẽ tác dụng với bicacbonat trong nước tạo thành

Al(OH)3 dạng bông và sẽ hấp phụ , kết dính các hạt huyền phù, các chất ở dạng keo

lơlửng trong NT. Các bông này sẽ lắng xuống đáy ở dạng cặn.

Al2(SO4) + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + CO2

Khi dùng các muối sắt:

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 3CaCl2 + 2Fe(OH)3

Hiệu suất đông tụ cao nhất khi pH 4-8,5. Để tạo các bông lớn, dễ lắng người ta

dùng thêm chất trợ đông. Đó là chất cao phân tử tan trong nước và dễ phân ly thành

ion, gồm chất trợ đông tụ loại anion và cation. Hay dùng là poliacrylamit

(CH2CHCONH2)n, natri silicat hoạt tính,...

Giới hạn sử dụng: chọn lựa hóa chất, liều lượng tối ưu, thứ tự cho vào nước,

lượng cặn tạo thành,..phải được tiến hành bằng thực nghiệm, thường dùng 1-5mg/l.

Điều kiện: để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiết kiệm, cần phải: khuấy đều có thể

sử dụng các loại máy trộn khác nhau. Loại hay dùng: cánh quạt cơ giới thì NT sẽ

chuyển động vòng và tạo bông dễ dàng ở toàn bộ thể tích.

b) Phương pháp trung hòa:

40


Mục đích: do nguồn thải chứa axit và bazo gây nên ăn mòn hóa học , gây độc.

Trung hòa còn với mục đích làm cho một số muối kim loại nặng lắng xuống và tách

ra khỏi nước.Vì thế ta phải trung hòa nước.

Nguyên tắc

Ưu tiên: tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau trong nước thải chứa axit và

kiềm.Quá trình trung hòa được thực hiện trong các bể trung hòa kiểu làm việc liên

tục hay gián đoạn theo chu kỳ. Nước thải sau khi trung hòa có thể cho lắng ở các hồ

lắng tập trung và nếu điều kiện thuận lợi, các hồ này có thể tích có thể trữ được cặn

lắng trong khoảng 10-15 năm. Thể tích cặn lắng phụ thuộc vào nồng độ axit, ion

kim loại nặng trong nước thải, vào dạng và liều lượng hóa chất….

Việc lựa chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lượng nước thải, chế độ xả

thải, nồng độ, hóa chất.. Thông số chính để điều chỉnh phổ biến là đại lượng pH.

Trung hòa bằng cách cho thêm hóa chất

Nếu nước thải chứa quá nhiều axit hay kiềm tới mức không thể trung hòa bằng

cách trộn lẫn chúng với nhau được thì phải cho thêm hóa chất.

Phương pháp này thường để trung hòa axit.

Hóa chất sử dụng: phế liệu công nghiệp địa phương Để trung hòa axit vô cơ có thể

dùng bất kỳ dung dịch có tính bazơ nào. Hóa chất rẻ tiền và dễ kiếm là Ca(OH)2,

CaCO3, MgCO3.. Liều lượng hóa chất được xác định theo điều kiện trung hòa hoàn

toàn axit tự do và lấy lớn hơn tính toán một chút.Việc đưa dung dịch công tác vào

nước thải được tiến hành nhờ bơm hoặc các thiết bị định lượng cố định( định mức

với áp lực cố định..)

Trung hòa nước thải bằng cách lọc qua những lớp vật liệu trung hòa .

Sử dụng cho nước thải chứa HCl, HNO3, với hàm lượng dưới 5g/l và không

chứa muối kim loại nặng.

Cách tiến hành: cho NT tiếp xúc các bể vật liệu lọc là đá vôi, magiezit, đá hoa

cương, đôlômit,… kích thước hạt 3-8 cm với tốc độ phụ thuộc vào vật liệu nhưng

không quá 5m3/h và thời gian tiếp xúc không quá 10 phút, nước thải có thể chuyển

động ngang hoặc đứng trong bể lọc.

Dùng khí thải, khói từ lò hơi để trung hòa nước thải chứa kiềm

41


Đây là biện pháp khá kinh tế để trung hòa nước thải chứa kiềm vì khí từ ống

khói cháy tốt thường chứa khoảng 14% CO2.

c) Phương pháp oxy hóa khử

Mục đích :Các chất bẩn trong nước thải có thể phân ra hai loại: vô cơ và hữu

cơ.Các chất hữu cơ thường là đạm, mỡ, đường, các hợp chất chứa phenol, chứa

nitơ,... nên có thể bị phân hủy vi sinh vật, do đó có thể dùng phương pháp sinh học

để xử lý. Các chất vô cơ thường là những chất không xử lý bằng phương pháp sinh

học được. Các ion kim loại nặng không thể xử lý bằng vi sinh vật cũng như không

loại được dưới dạng cặn như thủy ngân, asen,.. là những chất rất độc khó xử lý mà

còn tiêu diệt các vi sinh vật có lợi trong nước.

Xử lý nước chứa xianua bằng phương pháp oxy hóa khử

Việc lựa chọn biện pháp phụ thuộc vào tính chất lý hóa của nước.

Cách thức thường dùng là oxy hóa xianua chuyển sang dạng xianat, feri, fero, các

cặn kết tủa từ những xianua đơn giản, phức chất rồi sau đó tách khỏi nước thải bằng

phương pháp lắng hoặc lọc. Cần ưu tiên lựa chọn biện pháp oxy hóa xianua độc

thành xianat không độc vì đây là biện pháp tốt nhất. Ở đây, nhóm CN- bị phân hủy

hoàn toàn và nước sẽ không nhiễm bẩn trởlại bởi các chất xianua.

Xử lý nước chứa crom bằng phương pháp oxy hóa khử.

- Nguyên tắc: chuyển Cr6+ biến về Cr3

+, tiếp đó tách ở dạng hidroxit kết tủa.

- Các chất khử có thể dùng:Na2S, NaHSO3, FeSO4, SO2, khói chứa khí SO2,...

- Các phản ứng chuyển Cr6+ về Cr3+:

Cr2O72-+ 3S2- + 14H+ → 2Cr3+ 3S0 +7H2 O+ Cr2O7

Nếu dùng nướcNa2S thì trong dung dịch Na2S bị thủy phân mạnh và tạo kết

tủaCr(OH)3 nên không cần thêm vôi: S2- + 2H2O → H2S + 2OH

Nếu dùng NaHSO3 , FeSO4 thì cần cho thêm vôi sữa (hoặc loại kiềm nào đó) để

kết tủa Cr(OH) 3.

-Công nghệ xử lý như sau: Đầu tiên nước thải được điều hòa lưu lượng và nồng

độ. Sau đókiểm tra pH nếu thấy pH > 4 cần điều chỉnh sao cho pH 2-4 trước khi

42


thực hiện phản ứng khử,đồng thời cần xác định lượng Cr6+ tính toán lượng chất khử

( thường dùng gấp 1,25 lần lượng tính toán theo lý thuyết).

Chất khử thường được chuẩn bị dưới dạng dung dịch 10% và cho vào bể phản

ứng nhờ thiết bị định lượng. Thời gian khuấy trộn bể phản ứng dưới 30 phút, sau

khi phản ứng khử kếtthúc cho vôi sữa vào ( được chuẩn bị với nồng độ khoảng

2,5%) cho đạt pH 9, tiếp tục khuấy khoảng 3-5 phút sau đó cho nước thải sang bể

lắng với thời gian khoảng 2h.

2.2. Qúa trình tuyển nổi

Vì sao nước thải nhiễm dầu phải qua quá trình tuyển nổi

- Dầu mỡ , chất rắn lơ lửng -> lớp màng phủ bề mặt -> ngăn cản quá trình hấp

phụ oxy từ không khí vào nước -> ảnh hưởng quá trình tự làm sạch.

- Bít kín lỗ rỗng vật liệu học trong bể lọc sinh học .

- Phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể bùn hoạt tính .

- Gây khó khăn cho quá trình lên men cặn .

Mục đích

43


Nước thải sau khi được bổ sung hóa chất sẽ hình thành lớp kết tủa, dầu phân tán

và nhũ tương được tách ra ở dạng dầu tự do. Nước thải từ bể khuấy trộn sẽ được

chảy sang bể tuyển nổi nhờ trọng lực. Bể tuyển nổi có nhiệm vụ làm các pha chứa

dầu tự do và chất rắn nổi lên phía bề mặt lỏng để dễ dàng tách ra khỏi pha lỏng

nhằm mục đích thu được nước phù hợp cho quá trình xử lý sinh học ở giai đoạn tiếp

theo.

Cấu tạo và hoạt động

Hình 9. Sơ đồ hệ thống tuyển nổi

Nước thải sau khi được xử lí ở các công đoạn trước đó sẽ được đưa vào bể tuyển

nổi .

Tại bơm điều áp, ở đây hỗn hợp không khí và nước sẽ đc trộn lẫn với nhau và tạo

ra hỗn hợp bọt khí và nước ( Hình 11). Sau đó hỗn hợp này được đưa vào bình điều

áp.

44


Khi nước thải đi vào bể tuyển nổi, đồng thời khi đó không khí từ bình khí nén sẽ

sục trực tiếp không khí vào dòng nước thải, khi đó các bọt khí sẽ bám lấy các giọt

dầu. Khi khối lượng riêng của tập hợp các bọt khí và những giọt dầu nhỏ hơn khối

lượng riêng của nước, những giọt dầu sẽ theo bọt khí nổi lên trên bề mặt bể ở dạng

bọt.

Hình 11. Mô phỏng quá trình tạo bọt khí tại bơm

Bên trong bể có thiết bị khuấy tĩnh nhằm tăng cường khả năng bám dính của bọt

khí.

Bọt nổi lên sẽ được thiết bị vớt bọt thu hồi và đưa vào máng thu bọt và đưa về bể

chứa dầu ẩm.

Còn phần nước thải sẽ tự chảy vào bể chứa nước thải sau đó .

Nước thải sau khi tuyển nổi được bơm qua thiết bị làm mát (heat exchanger)

nhằm điều chỉnh nhiệt độ tối ưu cho qua trình xử lí bậc 2 ( xử lí sinh học ) . Một

phần nước thải sẽ được tuần hoàn lại bơm điều áp.

3. Xử lí sinh học

45


Nước thải sau khi tuyển nổi được bơm qua thiết bị làm mát (heat exchanger) nhằm

điều chỉnh nhiệt độ tối ưu cho qua trình xử lí sinh học

Mục đích

Mục đích của xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các loại

keo không lắng và ổn định ( phân hủy ) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của vi sinh

vật hiếu khí hoặc kị khí . Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường

là các chất khí ( CO2 , N2 , CH4 , H2S ), các chất vô cơ ( NH4+, PO4

3-) và tế bào mới .

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý

- Nồng độ chất hữu cơ: BOD 5 :N:P = 100: 5:1 hoặc 200:5:2 (bùn hoạt tính)

- Hàm lượng tạp chất

- Nhiệt độ, pH, các nguyên tố vi lượng, kim loại…

- Hàm lượng oxy trong nước thải

- Lưu lượng nứơc thải

- Hệ thống xử lý: chế độ thuỷ động …

Điều kiện nước thải đưa vào xử lý

- Không có chất độc làm chết hay ức chế hệ vi sinh vật trong nước thải. Đặc

biệt là hàm lượng các kim loại nặng như: Sb >Ag >Cu >Hg >Co >Ni >Pb

>Cr3+ >V >Cd >Zn >Fe

- Chất hữu cơ trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và

năng lượng cho vi sinh vật như : hidratcacbon, protein, lipit hoà tan…

- COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 mới có thể đưa vào xử lí sinh học(hiếu

khí), nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó gồm có xenlulozơ,

hemixenlulozơ, prottein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lí sinh học kị khí .

Các quá trình xử lí

46


- Qúa trình xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu khí: các vi sinh vật hoạt động trong

điều kiện môi trường cung cấp oxi liên tục, gồm các công trình như: bể lọc

sinh học, bể aerotank…

- Qúa trình xử lý sử dụng vi sinh vật kị khí: các vi sinh vật hoạt động trong

điều kiện môi trường không có oxi,gồm các công trình như bể UASB, bể

UAF…

- Qúa trình thiếu khí

- Qúa trình thiếu khí và kị khí kết hợp

- Qúa trình hồ sinh vật

Xét bể xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính (Bể Aerotank)

Khái Niệm

Bể Aerotank là công trình nhân tạo xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

hiếu khí, trong đó người ta cung cấp ôxi và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính .

Vị trí bể :Như hình vẽ bên dưới :

Nguyên tắc hoạt động

Nước thải sau khi qua xử lý cấp 1 sẽ còn một hàm lượng dầu tương đối

thấp.Tùy theo công nghệ áp dụng mà có thể nước thải sau khi qua xử lý cấp I đã đạt

tiêu chuẩn thải hoặc phải tiếp tục xử lý sinh học để loại bỏ nốt những thành phần

dầu thô còn lại ở dạng nhũ và dầu hòa tan.Tại đây các vi khuẩn và vi sinh vật trong

bể chuyển hóa các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản là các chất trơ

47


không hòa tan và thành các tế bào mới.Cụ thể tại giai đoạn này sẽ loại bỏ các chất

hòa tan có thể phân rã sinh học:

- Các hợp chất oxi hóa các axit , aldehyte , phenol ….

- Các hợp chất lưu huỳnh …

- Một phần các hydrocacbon thơm , NH4

Ưu và nhược điểm

- Ưu điểm: ít tốn diện tích

- Nhược điểm: giá thành xây dựng và vận hành cao

Các quá trình sinh hóa xảy ra trong bể Aerotank

Quá trình tăng sinh khối

Qúa trình chuyển hóa cơ chất

48


Quá trình khử nitro và nitrat hóa

49


Quá trình khử phốt pho

50


4. Xử lý phân đoạn cuối

4.1. Bể lắng thứ cấp ( Bể lắng 2 )

Từ bể xử lý sinh học nước và bùn hoạt tính được dẫn về bể lắng 2. Tại đây diễn ra

quá trình phân tách giữa nước thải và bùn hoạt tính.

Cơ chế:

Bể lắng 2 sẽ loại bỏ 1 phần chất rắn lơ lững sau các công đoạn xử lý sơ cấp, các

loại bông keo tụ hóa học nhờ quá trình lắng của các hạt kết tụ trong hỗn hợp huyền

phù. Các hạt rắn này liên kết lại với nhau làm tăng sinh khối lượng hạt lắng nên sẽ

lắng nhanh hơn.

Mục đích

Bể lắng thứ cấp đặt sau quá trình xử lí nước thải để :

- Tách cặn vi sinh và bùn

- Làm trong nước thải trước khi ra nguồn tiếp nhận.

Các loại bể lắng và đặc điểm

Căn cứ vào chiều nước chảy phân biệt các loại: bể lắng ngang, đứng, radian…

Bể lắng thông dụng dùng trong thực tế:

51


Các loại bể lắng

a. Bể lắng ngang ;

b. Bể lắng đứng ;

c. Bể lắng theo phương bán kính

d. Thiết bị lắng loại ống

e. Thiết bị lắng loại tấm nghiêng ;

1 . Bể lắng ngang

Hình dạng : bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhất, tỉ lệ giữa chiều rộng và

chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m

52


Cấu tạo: gồm có mương dẫn nước vào , mương phân phối ,tấm nửa chìm nổi,

máng thu nước , máng thu và xả chất nổi và mương dẫn nước ra.

Nguyên tắc hoạt động : nước thải theo máng phân phối vào bể đập tràn thành

mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể, nước chảy theo phương ngang vào bể

đến máng thu nước , tới máng thu và xả chất nổi sau đó nước tới mương dẫn nước

ra ngoài và chất nổi được xả ra đồng thời( các hạt cặn ngừng chuyển động khi chạm

đáy bể)

Ưu điểm : Gọn , có thể làm hố thu cặn ở đầu bể và cũng có thể làm nhiều hố thu

cặn ở thành bể .

Nhược điểm : giá thành cao, có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm

giảm khả năng lắng của các hạt cặn, đồng thời không kinh tế vì tăng thêm khối tích

không cần thiết của công trình.

Lượng cặn tách ra khỏi bể lắng phụ thuộc vào :

- Nồng độ cặn ban đầu

- Đặc tính của cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng riêng, tốc độ rơi …)

- Thời gian lưu nước trong bể

2. Bể lắng đứng

Hình dạng : thường mặt bằng hình tròn hoặc hình vuông , đáy dạng nón hay chop

cụt .

Cấu tạo : đường kính không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác, có thể đến 10m

gồm máng dẫn nước , ống trung tâm, máng thu nước, , máng tháo nước , ống xả cặn

và ống xả cặn nổi.

Nguyên tắc hoạt động : nước thải theo máng chảy vào ống trung tâm (kết thúc ở

loe hình phễu). Sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải va vào tấm chắn và thay đổi

hướng đứng sang hướng ngang rồi dâng lên theo thân bể. Nước đa lắng trong tràn

qua máng thu đặt xung quanh thành bể ra ngoài.khi nước thải dâng lên theo thân bể

thì cặn thực hiện một chu trình ngược lại.

Ưu điểm : Thuận tiện trong công tác xả cặn, ít diện tích xây dựng.

Khuyết điểm : Chiều cao xây dựng lớn làm tăng giá thành xây dựng, số lượng bể

nhiều, hiệu suất thấp

53


Hiệu quả lắng phụ thuộc vào :

- Tính chất cặn

- Diện tích bề mặt bể

- Chiều cao lắng

- Thời gian lưu nước

3. Bể lắng Radian

Hình dạng : Có mặt bằng hình tròn, đường kính từ 16 – 40 m (có trường hợp đến

60m), chiều cao làm việc bằng 1/16 – 1/10 đường kính bể.

Cấu tạo :

- Bể ly tâm :gồm ống dẫn nước vào bể , ống dẫn nước bùn, dàn quay, ống tháo

nước và ống tháo cặn nổi.

- Bể hướng tâm: gồm ống đưa nước thải vào bể , máng phân phối , dàn quay ,

hệ thống cào gom cặn, ống tháo cặn và hệ thống dẫn nước ra khỏi bể.

Nguyên tắc hoạt động :

- Bể hướng tâm :

Có dòng chảy nước thải trong bể hướng từ chung quanh vào trung tâm bể. Bể

lắng này có máng phân phối nước ở chu vi và phễu thu nước ở trung tâm.

Máng phân phối có chiều rộng cố định, nhưng chiều cao giảm dần từ đầu đến cuối

máng.

Ở đáy có nhiều lỗ để nước chảy xuống bể

Nước từ ngoài dược đưa vào bể qua máng phân phối ,dưới chuyển động của dàn

quay nước chuyển động từ thành bể vào trung tâm , sau một thời gian cặn lắng rơi

xuống đáy bể , sử dụng hệ thống ống cào gom cặn đưa vào ống tháo cặn thải ra

ngoài, đồng thời nước trong sau khi lắng đưa vào hệ thống dẫn thoát nước ra khỏi

bể.

- Bể ly tâm:

Nước thải chảy từ trong bể hướng ra chung quanh thành, nước thải chảy theo ống

trung tâm từ dưới lên trên múi phân phối vào bể. Chất nổi nhờ tấm chắn lơ lửng ở

dưới dàn quay dồn góp lại và chảy luồn qua ống xiphong xà vào giếng cặn.

54


Dàn quay quay với tốc độ 2 – 3 vòng trong một giờ, công suất của roto 0.5 – 2 kW.

Khi dàn quay quay, cặn lắng được dồn vào hố thu (xây dựng ở trung tâm bể) nhờ hệ

thống cào gom cặn gắn ở phần dưới dàn quay hợp với trụ một góc 450.cặn xả ra

khỏi bể có thể sử dụng máy bơm hoặc áp lực thủy tĩnh không nhỏ hơn 1.5m.

Sau khi qua bể lắng thứ cấp nước thải được tách làm 2 phần , phần bùn cặn ở

dưới và nước trong hơn ở trên , phần nước trong hơn ta cho qua bể lọc cát để xử

lý , phần bùn cặn cho vào bể nén bùn , một phần bùn cặn được cho quay trở lại

quá trình xử lý sinh học để duy trì mật độ vi sinh vật theo sơ đồ sau :

4.2. Bể lọc cát

Nước sau khi qua khỏi bể lắng thứ cấp được cho vào bể lọc cát để xử lý với mục

đích làm tiêu diệt vi trùng và mầm bệnh . Đây là giai đoạn cuối cùng để làm trong

nước.

Phân loại bể lọc:

Theo tốc độ:

- Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 0.1 –0.5 m/h

- Bể lọc nhanh: vận tốc lọc 5 –15 m/h

- Bể lọc cao tốc: vận tốc lọc 36 –100 m/h

Theo chế độ làm việc:

- Bể lọc trọng lực: hở, không áp.

- Bể lọc có áp lực : lọc kín,…

55


Nước thải sau khi qua bể lọc cát được đưa vào thùng chứa rồi thải ra môi

trường.

4.3. Xử lí bùn cặn

Đây cũng là một quá trình tương đối quan trọng trong xử lý nước thải nói chung

và nước thải nhiễm dầu nói riêng vì thành phần của bùn cặn rất phức tạp, chứa

nhiều chất hữu cơ và các nguyên tố dinh dưỡng dùng làm phân bón rất tốt. Nhưng

lại chứa nhiều chất hữu cơ dễ gây hôi thối làm ô nhiễm môi trường không khí, chứa

nhiều vi khuẩn cả vi khuẩn gây bệnh, độ ẩm lớn, sử dụng bùn cặn tươi làm phân

bón không có lợi và khó vận chuyển.

Để xử lý bùn cặn trong nước thải nhiễm dầu ta sử dụng phương pháp dùng

bể nén bùn :

4.3.1. Bể nén bùn ( Bể nén bùn trọng lực )

Nhiệm vụ : Bể nén bùn có nhiệm vụ làm giảm độ ẩm của bùn.

Cơ chế :

- Phần bùn dư từ bể lắng 2 được đưa vào bể nén bùn trọng lực. Tổng

hàm lượng chất rắn từ bể lắng 1 khoảng 3-4%, bể lắng 2 thấp hơn 0.75%.

- Sau quá trình nén bùn tổng hàm lượng chất rắn sẽ tăng lên 4-5%. Nước sau khi

tách bùn được dẫn ngược về bể thu gom.

- Nén bùn trọng lực giúp làm giảm kích thước của công trình xử lý bùn tiếp theo

như bể phân hủy bùn hiếu khí, tiết kiệm chi phí nhân công và năng lượng.

56


4.3.2. Sân phơi bùn

Sân phơi bùn là công trình sử dụng nhiệt mặt trời nhằm mục đích giảm khối

lượng của hỗn hợp bùn cặn bằng cách gạn một phần hay phần lớn lượng nuớc có

trong hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lý và giảm trọng lượng phải vận

chuyển đến nơi tiếp nhận.

Bùn sau khi được xử lý được vận chuyển đến nơi chứa bùn .

Và nước thải đã được xử lý hoàn tất.

57


C . Kết luận

Qua đề tài này ta thấy được việc xử lí nước thải nói chung và xử lí nước thải

nhiễm dầu nói riêng có các phương pháp chủ yếu đó là: phương pháp sinh học,

phương pháp hóa học, phương pháp hóa lí. Mỗi phương pháp sẽ có những công

nghệ khác nhau và chúng có những ưu nhược điểm khác nhau. Tùy thuộc vào

những loại nước thải khác nhau mà sẽ có những phương pháp xử lí khác nhau và

chúng ta cần phải kết hợp những phương pháp xử lí đó để việc xử lí đạt hiệu quả

cao.

Như trong đề tài này chúng tôi đã chú trọng tìm hiểu sơ đồ công nghệ xử lí mà

thầy Phạm Xuân Núi đã đề cập tới trong chương trình học của chúng tôi. Thông qua

tìm hiểu các tài liệu chuyên nghành chúng tôi thấy đây là sơ đồ công nghệ phù hợp

và tối ưu nhất để xử lí nước thải nhiễm dầu trong nhà máy lọc dầu bởi vì công nghệ

không quá phức tạp và giá thành cũng rẻ là yếu tố khá quan trọng hơn nữa nước

thải tuy không thể nói là đã xử lí triệt để nhưng nó cũng đã đủ tiêu chuẩn để thải ra

ngoài môi trường mà không gây ra những tác hại không mong muốn.

Thông qua đề tài này chúng tôi hi vọng mọi người sẽ hiểu rõ về nước thải nhiễm

dầu, tác hại của nó đến môi trường, vi sinh vật cũng như các tác động đến con

người và công nghệ xử lí chúng để có thể cùng nhau đưa ra những phương pháp xử

lí hữu hiệu hơn, đạt hiệu quả cao hơn làm cho môi trường ngày càng tốt đẹp.

Tài liệu tham khảo

58

Documents

Xử lý nước thải nhiễm dầu-nhóm 8 LHDA-K53