Đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty dệt nhuộm Khánh Phong

CHÖÔNG 1 ÑAËT VAÁN ÑEÀ SÖÏ CAÀN THIEÁT CUÛA ÑEÀ TAØI Moâi tröôøng soáng laø moät trong nhöõng vaán ñeà maø hieän nay ai cuõng quan taâm vaø böùc xuùc. Vaán ñeà khoâng töï noù phaùt sinh maø nguyeân nhaân chính laø do nhu caàu cuoäc soáng cuûa con ngöôøi ngaøy nay. ÔÛ Vieät Nam, trong thôøi kyø Coâng nghieäp hoùa – Hieän ñaïi hoùa ñaát nöôùc nhö hieän nay, neàn kinh teá thò tröôøng laø ñoäng löïc thuùc ñaåy nhòp ñieäu kinh teá töøng böôùc nhaûy voït, nhieàu ngaønh coâng nghieäp phaùt trieån maïnh, ñaëc bieät trong ñoù coù ngaønh deät nhuoäm. Ngaønh coâng nghieäp deät nhuoäm laø moät trong nhöõng nghaønh coâng nghieäâp truyeàn thoáng ôû thaønh phoá Hoà Chí Minh cuõng nhö caùc tænh laân caän. Hieän nay, ngaønh cuõng chieám moät vò trí quan troïng trong neàn kinh teá, ñoùng goùp raát lôùn cho ngaân saùch nhaø nöôùc vaø giaûi quyeát coâng aên vieäc laøm cho khaù nhieàu lao ñoäng. Tuy nhieân, ñaëc tröng cuûa nöôùc thaûi deät nhuoäm laø mức độ ô nhiễm lớn, yêu cầu đặt ra cho công tác nghiên cứu là phải thiết lập được các hệ thống xử lý hiệu quả các tác nhân chính gây ô nhiễm như tính kiềm, hàm lượng kim loại nặng, các chất hoạt động bề mặt khó phân giải vi sinh, các hợp chất halogen hữu cơ, các muối trung tính và màu có trong nước thải. Do tính chaát treân neáu khoâng xöû lyù trieät ñeå thì veà laâu veà daøi löôïng nöôùc thaûi naøy seõ tích tuï, gaây oâ nhieãm deán caùc nguoàn nöôùc xung quanh vaø aûnh höôøng ñeán söùc khoeû cuaû coäng ñoàng xung quanh . Ñeå coù theå chuû ñoäng vaø giaûm nheï chi phí trong vieäc khaéc phuïc oâ nhieãm, caùc cô sôû caàn naém ñöôïc nhöõng vaán ñeà chính cuûa coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm. Ñeà taøi naøy seõ trình baøy caùc giaûi phaùp xöû lyù oâ nhieãm phuø hôïp vôùi ñieàu kieän hieän nay cuûa caùc cô sôû deät nhuoäm taïi Thaønh phoá Hoà Chí Minh. MUÏC TIEÂU CUÛA ÑEÀ TAØI Ñeà taøi nhaèm vaøo 2 muïc tieâu chính : Tìm hieåu coâng ngheä saûn xuaát ngaønh deät nhuoäm ñeå töø ñoù xaùc ñònh roõ thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi deät nhuoäm cuõng nhö xem xeùt caùc aûnh höôûng cuûa noù ñeán moâi tröôøng töï nhieân. Ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi thích hôïp treân hieän traïng maët baèng. Töø ñoù tính toaùn, thieát keá chi tieát töøng coâng trình ñôn vò vaø khaùi toaùn toaøn boä coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi. PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG CUÛA ÑEÀ TAØI AÙp duïng cho moät tröôøng hôïp cuï theå. Ngoaøi ra ñeà taøi coøn coù theå aùp duïng cho caùc cô sôû deät nhuoäm khaùc treân caû nöôùc vôùi qui moâ töông töï. Thôøi gian thöïc hieän töø ngaøy 1/10/2006 -27/12/2006. NOÄI DUNG CUÛA ÑEÀ TAØI Caùc noäi dung cuûa luaän vaên bao goàm: Giôùi thieäu sô löôïc veå nghaønh coâng nghieäp deät nhuoäm. Giôùi thieäu veà nhaø maùy deät nhuoäm Khaùnh Phong vaø nöôùc thaûi sinh ra trong quaù trình hoaït ñoäng cuûa nhaø maùy. Ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm cuûa coâng ty Khaùnh Phong – Long An Tính toaùn, thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm cho Coâng ty Khaùnh Phong , coâng suaát 500m3/ngaøy.ñeâm. Döï truø kinh phí thöïc hieän cho vieäc xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi Coâng ty Khaùnh Phong. CHÖÔNG 2: TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP DEÄT NHUOÄM 2.1 TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP DEÄT NHUOÄM VAØ NÖÔÙC THAÛI NGAØNH DEÄT NHUOÄM 2.1.1 Toång quan veà ngaønh coâng nghieäp deät nhuoäm Deät nhuoäm laø ngaønh coâng nghieäp ñang phaùt trieån maïnh trong neàn coâng nghieäp cuûa nöôùc ta. Ngaønh coâng nghieäp naøy chieám vò trí quan troïng trong neàn kinh teá quoác daân, ñoùng goùp ñaùng keå cho ngaân saùch nhaø nöôùc vaø giaûi quyeát coâng aên vieäc laøm cho nhieàu lao ñoäng. Ngoaøi ra, deät nhuoäm laø loaïi hình coâng nghieäp ña daïng veà chuûng loaïi saûn phaåm vaø coù söï thay ñoåi lôùn veà nguyeân lieäu, ñaëc bieät laø thuoác nhuoäm. Hieän nay, ña soá ngaønh deät nhuoäm khoâng ñöôïc phaùt trieån ñoàng boä. Chæ coù moät soá Coâng ty lôùn ñaàu tö kyõ thuaät deät nhuoäm hieän ñaïi, coøn laïi laø ña soá caùc xí nghieäp deät nhuoäm vöøa vaø nhoû ñang söû duïng caùc thieát bò thuoäc loaïi cuõ kyõ laïc haäu, soá löôïng maùy thuû coâng vaø cô khí chieám tyû leä lôùn, do ñoù löôïng chaát thaûi taïo ra lôùn vaø gaây aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng laø ñieàu taát yeáu. Sô ñoà coâng ngheä deät nhuoäm Hoà sôïi Chuaån bò nhuoäm: Ruõ, hoà, naáu,taåy Laøm boùng Nhuoäm In boâng Caàm maøu Hoà vaêng Caïo loâng Co uûi Ñoùng kieän Chuaån bò sôïi nguyeân lieäu Kieåm gaáp Giaët, taåy Sô ñoà 2.1. Sô ñoà coâng ngheä deät nhuoäm 2.1.2 Ñaëc tính cuûa nguyeân lieäu deät - nhuoäm: a. Nguyeân lieäu deät: Nguyeân lieäu deät tröïc tieáp laø caùc loaïi sôïi. Nhìn chung caùc loaïi vaûi ñeàu ñöôïc deät töø 3 loaïi sôïi sau: Sôïi cotton: ñöôïc keùo töø sôïi boâng vaûi, coù ñaëc tính huùt aåm cao, xoáp, beàn trong moâi tröôøng kieàm, phaân huûy trong moâi tröôøng axit, caàn phaûi xöû lí kyõ tröôùc khi loaïi boû taïp chaát. Sôïi pha PECO (Polyester vaø cotton ) laø sôïi hoùa hoïc daïng cao phaân töû ñöôïc taïo thaønh töø quaù trình toång hôïp höõu cô, huùt aåm keùm, cöùng, beàn ôû traïng thaùi öôùt sô, sôïi naøy beàn vôùi axit nhöng keùm beàn vôùi kieàm. Sôïi cotton 100%, PE %, sôïi pha 65% PE vaø 35% cotton … b. Nguyeân lieäu nhuoäm vaø in hoa: Caùc phaåm nhuoäm ñöôïc söû duïng bao goàm: Phaåm nhuoäm phaân taùn: laø daïng phaåm khoâng tan trong nöôùc, nhöng ôû daïng phaân taùn trong dung dòch vaø coù theå phaân taùn treân sôïi, maïch phaân töû thöôøng nhoû, coù nhieàu hoï khaùc nhau: anthraquinon, nitroanilamin … ñöôïc duøng ñeå nhuoäm sô poliamide, poliester, axeâtat … Phaåm tröïc tieáp: Duøng ñeå nhuoäm vaûi cotton trong moâi tröôøng kieàm, thöôøng laø muoái sunfonat cuûa caùc hôïp chaát höõu cô: R – SO3Na, keùm beàn vôùi aùnh saùng vaø khi giaët giuõ. Phaåm nhuoäm axit: ña soá nhöõng hôïp chaát sulfo chöùa moät hay nhieàu nhoùm SO3H vaø moät vaøi daãn xuaát chöùa nhoùm COOH duøng nhuoäm tröïc tieáp caùc loaïi tô sôïi chöùa nhoùm bazô nhö: len, tô, poliamide … Phaåm nhuoäm hoaït tính: coù coâng thöùc toång quaùt laø S – F – T = X, trong ñoù F laø phaân töû mang maøu, S laø nhoùm tan trong nöôùc (SO3Na, COONa), T laø goác mang phaûn öùng (coù theå laø nhoùm clo hay vinyl), X laø nhoùm coù khaû naêng phaûn öùng … Thuoác seõ phaûn öùng sô tröïc tieáp vaø saûn phaåm phuï laø HCl, neân caàn nhuoäm trong moâi tröôøng kieàm yeáu. Phaåm hoaøn nguyeân: bao goàm caùc hoï maøu khaùc nhau nhö indigo, daãn xuaát anthraquinon, phaåm sunfua … duøng ñeå nhuoäm chæ, sôïi boâng, visco vaø sôïi toång hôïp. Ngoaøi ra ñeå maët haøng beàn vaø ñeïp thích hôïp vôùi nhu caàu, ngoaøi phaåm nhuoäm coùn söû duïng caùc chaát phuï trôï khaùc nhö: chaát thaám, chaát taûi, chaát giaët, chaát ñieän ly (Na2SO4), chaát ñieàu chænh pH (CH3COOH, Na2CO3, NaOH), chaát hoà choùng moác, hoà meàm, hoà laùng, chaát choáng loang maøu… c. Töøng coâng ñoaïn cuûa coâng ngheä: Chuaån bò sôïi nguyeân lieäu: sôïi nguyeân lieäu ñöôïc nhaäp vaøo ñaàu tieân qua coâng ñoaïn ñaùnh oáng nhaèm loaïi boû xô, caën baån. Hoà sôïi: ñöôïc tieán haønh tröôùc khi deät coù taùc duïng taêng cöôøng löïc cho sôïi trong quaù trình deät, sau khi hoà sôïi xong vaûi seõ ñem ñi deät. Chaát hoà sôïi bao goàm: tinh boät, keo ñoäng vaät, (cazein vaø zelatin), chaát laøm meàm, daàn thaûo moäc, chaát beùo, chaát giöõ aåm CaCl2, glyxerin, chaát choáng moác fenol. Chuaån bò nhuoäm bao goàm: Phaân truïc, taåy vaø giuõ hoà: Phaân truïc: xaùc ñònh löôïng phaåm maøu nhuoäm vaø caùc phuï gia khaùc theo khoái löôïng vaûi caàn nhuoäm. Naáu taåy: coù taùc duïng phaù huûy caùc taïp chaát xenluloza nhö peptin chöùa nitô, pentoza,… ñoàng thôøi taùch deã daøng caùc axit beùo khoûi vaûi, ôû nhieät ñoä lôùn hôn 850C saùp bò noùng chaûy, nhuõ hoùa, taùch khoûi beà maët vaûi. Maët khaùc quaù trình naáu coøn laøm bieán ñoåi caáu truùc xô, deã haáp phuï thuoác nhuoäm. Hoùa chaát trong coâng ñoaïn naøy bao goàm: NaOH, NaHSO3, Na2SiO3, H2O2, chaát hoaït ñoäng beà maët taùc duïng nhuõ hoùa saùp, giaûm söùc caêng beà maët, taïo ñieàu kieän cho dung dòch deã thaám vaøo vaûi. Taåy traéng: coâng ñoaïn naøy ñöôïc duøng cho saûn xuaát caùc loaïi vaûi traéng, do sau khi naáu caùc thaønh phaàn vaûi coøn chöùa caùc chaát maøu thieân nhieân chöa bò huûy hoaïi, ñoàng thôøi xenlulozô coù khaû naêng haáp phuï caùc chaát saãm maøu trong nöôùc naáu. Giuõ hoà: quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän baèng caùch ngaâm uû hoùa chaát, sau ñoù giaët eùp baèng nöôùc noùng ñeå loaïi saïch caùc taïp chaát, tinh boät … Thoâng thöôøng caùc hoùa chaát cho vaøo laø acid loaõng, NaOH, chaát oxi hoùa H2O2, men goác thöïc vaät, ñoäng vaät, xaø boâng …. Nhuoäm sôïi: Ñöôïc tieán haønh sau khi hoaøn taát caùc coâng ñoaïn chuaån bò nhuoäm. Trong giai ñoaïn naøy coù söû duïng caùc hoùa chaát nhö: NaOH, CH3COOH, chaát taïo moâi tröôøng kieàm hay axit, phaåm nhuoäm, chaát hoaït ñoäng beà maët, chaát khöû, chaát ñieän ly. Ñoái vôùi caùc maët vaûi khaùc nhau ñoøi hoûi phaåm nhuoäm vaø moâi tröôøng khaùc nhau. Taåy giaët: Nhaèm laøm saïch vaûi, loaïi boû caùc taïp chaát, maøu thuoác nhuoäm thöøa … qui trình taåy giaët bao goàm xaø phoøng hay hoùa chaát giaët toång hôïp ôû nhieät ñoä khoaûng 800C, sau ñoù xaû laïnh vôùi caùc chaát taåy giaët thoâng duïng nhö laø: xaø phoøng, soâña. Coâng ñoaïn hoaøn taát: laø coâng ñoaïn cuoái cuøng taïo ra vaûi coù chaát löôïng toát vaø theo ñuùng yeâu caàu nhö: choáng moác, choáng chaùy, meàm, choáng maøu … hoaëc trôû veà traïng thaùi töï nhieân sau quaù trình caêng keùo, co ruùt ôû caùc khaâu tröôùc hay thaúng neáp ngay ngaén. 2.1.3 Toång quan veà nöôùc thaûi deät nhuoäm Nöôùc thaûi deät nhuoäm raát ña daïng vaø phöùc taïp. Caùc loaïi hoùa chaát söû duïng nhö: phaåm nhuoäm, chaát hoaït ñoäng beà maët, chaát ñieän ly, chaát ngaäm, chaát taïo moâi tröôøng, tinh boät, men, chaát oxi hoùa … Caùc chaát naøy hoøa tan döôùi daïng ion vaø caùc chaát kim loaïi naëng ñaõ laøm taêng theâm tính ñoäc haïi khoâng nhöõng trong thôøi gian tröôùc maét maø coøn veà laâu daøi ñeán moâi tröôøng soáng. Coâng ngheä deät nhuoäm söû duïng moät löôïng nöôùc thaûi lôùn phuïc vuï cho caùc coâng ñoaïn saûn xuaát ñoàng thôøi thaûi ra moät löôïng nöôùc thaûi raát lôùn töông öùng bình quaân khoaûng 12 – 300 m3/taán vaûi. Trong soá ñoù hai nguoàn nöôùc caàn giaûi quyeát chính laø töø coâng ñoaïn deät nhuoäm vaø naáu taåy. Nöôùc thaûi taåy giaët coù pH lôùn töø 9 – 12, haøm löôïng chaát höõu cô cao (COD = 1000 – 3000 mg/l) do thaønh phaàn caùc chaát taåy gaây neân. Ñoä maøu cuûa nöôùc taåy khaù lôùn ôû nhöõng giai ñoaïn taåy ban ñaàu vaø coù theå leân ñeán 10.000 Pt – Co, haøm löôïng caën lô löûng SS coù theå ñaït ñeàn trò soá 2000 mg/l, noàng ñoä naøy giaûm daàn ôû cuoái chu kì xaû vaø giaët. Thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi chuû yeáu bao goàm: thuoác nhuoäm thöøa, chaát hoaït ñoäng beà maët, caùc chaát oxi hoùa, saùp xuùt, chaát ñieän ly v.vv. Thaønh phaàn nöôùc thaûi nhuoäm thì khoâng oån ñònh vaø ña daïng, thay ñoåi ngay trong töøng nhaø maùy khi nhuoäm caùc loaïi vaûi khaùc nhau. Nhìn chung nöôùc thaûi deät nhuoäm bao goàm caùc goác nhö: R – SO3Na, N – OH, R – NH2, R – Cl… pH nöôùc thaûi thay ñoåi töø 2 – 14, ñoä maøu raát cao coù khi leân ñeán 50.000 Pt – Co, haøm löôïng COD thay ñoåi töø 80 – 18000 mg/l. Tuøy theo töøng loaïi phaåm nhuoäm maø aûnh höôûng ñeán tính chaát nöôùc thaûi. Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi thay ñoåi lieân tuïc trong ngaøy. Nhaát laø taïi caùc nhaø maùy saûn xuaát theo qui trình giaùn ñoaïn, caùc coâng ñoaïn nhö giaët, naáu taåy, nhuoäm ñeàu thöïc hieän treân cuøng moät maùy. Do vaäy tuøy theo töøng giai ñoaïn, nöôùc thaûi cuõng bieán ñoåi, daãn ñeán ñoä maøu, haøm löôïng chaát höõu cô, ñoä pH, haøm löôïng caën ñeàu khoâng oån ñònh. Beân caïnh hai nguoàn ñaëc tröng treân, nöôùc thaûi ôû caùc khaâu hoà sôïi, giaët xaû cuõng coù haøm löôïng höõu cô cao, pH vöôït tieâu chuaån xaû thaûi. Tuy nhieân coâng ñoaïn hoà sôïi, löôïng nöôùc ñöôïc söû duïng raát nhoû, haàu nhö toaøn boä phaåm hoà ñöôïc baùm treân vaûi, nöôùc thaûi chæ xaû ra khi laøm veä sinh thieát bò neân khoâng ñaùng keå. Nöôùc thaûi coâng ngheä deät nhuoäm gaây ra oâ nhieãm nghieâm troïng ñoái vôùi moâi tröôøng soáng: ñoä maøu, pH, TS, COD, nhieät ñoä vöôït quaù tieâu chuaån cho pheùp xaû vaøo nguoàn. Haøm löôïng chaát beà maët ñoâi khi quaù cao, khi thaûi vaøo nguoàn nöôùc nhö soâng, keânh raïch taïo maøng noãi treân beà maët, ngaên caûn söï khueách taùn cuûa oxi vaøo moâi tröôøng nöôùc gaây nguy haïi cho caùc hoaït ñoäng cuûa thuûy sinh vaät. Maët khaùc moät soá caùc hoùa chaát chöùa kim loaïi nhö croâm, nhaân thôm, caùc phaàn chöùa ñoäc toá khoâng nhöõng coù theå tieâu dieät thuûy sinh vaät maø coøn gaây haïi tröïc tieáp ñeán ngöôøi daïn ôû khu vöïc laân caän vaø gaây ra moät soá beänh nguy hieåm nhö ung thö. Ñieàu quan troïng laø ñoä maøu quaù cao, vieäc xaû thaûi lieân tuïc vaøo nguoàn nöôùc ñaõ laøm cho ñoä maøu taêng daàn, daãn ñeán hieän traïng nguoàn nöôùc bò vaãn ñuïc, chính caùc thuoác nhuoäm thöøa coù khaû naêng haáp thuï aùnh saùng, ngaên caûn söï khueách taùn cuûa aùnh saùng vaøo nöôùc, do vaäy thöïc vaät daàn daàn bò huûy dieät, sinh thaùi nguoàn nöôùc coù theå bò aûnh höôûng nghieâm troïng. 2.1.4 Khaû naêng gaây oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi deät nhuoäm 2.1.4.1 Nhöõng chaát thaûi ñaùng quan taâm trong nöôùc thaûi deät nhuoäm OÂ nhieãm nöôùc thaûi: coâng ngheä xöû lyù hoaù hoïc vaät lieäu deät söû duïng raát nhieàu nöôùc vaø hoaù chaát, chaát trôï (textile auxiliaries) vaø thuoác nhuoäm (dyestuffs). Möùc ñoä gaây oâ nhieãm ñoäc haïi phuï thuoäc vaøo chuûng loaïi vaø soá löôïng söû duïng chuùng vaø vaøo caû coâng nghieäp aùp duïng. Coù theå chia ra caùc chaát thoâng thöôøng söû duïng laøm 3 nhoùm chính: Nhoùm thöù nhaát: caùc chaát ñoäc haïi vôùi vi sinh vaø caù Xuùt ( NaOH) vaø natri cacbonat ( Na2CO3) ñöôïc söû duïng vôùi soá löôïng lôùn ñeå naáu vaûi sôïi boâng vaø xöû lyù tröôùc sôïi pha ( chuû yeáu laø polyester/boâng). Axit voâ cô ( H2SO4) duøng giaët, trung hoaø xuùt, vaø hieän maøu thuoác nhuoäm hoaøn nguyeân tan indigosol. Caùc chaát khöû voâ cô nhö natri hydrosulfit ( Na2S2O4) duøng trong nhuoäm hoaøn nguyeân ( vat dyeing). Natri sulfur ( Na2S) duøng khöû thuoác nhuoäm löu hoaù (sulfur dyes). Dung moâi höõu cô clo hoaù, nhö caùc chaát taûi trong nhuoäm muøng tuyn hoaøn taát Formandehyt coù trong thaønh phaàn caùc chaát caàm maøu vaø caùc chaát xöû lyù hoaøn taát Crom VI (K2Cr2O7) trong nhuoäm len baèng thuoác nhuoäm Crom Daàu môõ duøng ñeå cheá taïo hoà in pigment. Caùc chaát ngaâm thaáu vaø taåy röûa khoâng ion treân cô sôû ankyiphenol etoxylat (APOE). Moät haøm löôïng nhaát ñònh kim loaïi naëng ñi vaøo nöôùc thaûi. Trong moät taán xuùt coâng nghieäp neáu saûn xuaát baèng ñieän cöïc thuyû phaân coù 4g thuyû phaân. Taïp chaát kim loaïi naëng coù trong thuoác nhuoäm söû duïng, nhö trong thuoác nhuoäm hoaøn nguyeân. Haøm löôïng halogen höõu cô AOX ñoäc haïi( Organo-halogen content) ñöa vaøo nöôùc thaûi töø moät soá thuoác nhuoäm hoaøn nguyeân, moät soá thuoác nhuoäm phaân taùn (disperse dyes), moät vaøi thuoác nhuoäm ( reactive dyes), moät soá ít pigment vaø thuoác nhuoäm cation ( cation dyes). Muoái aên (NaCl) hay muoái glaube ( Na2SO4) duøng nhuoäm thuoác hoaït tính theo phöông phaùp “ taän trích” (exhaust dyeing) thaûi ra vôùi noàng ñoä >2mg/l ñoái vôùi vi sinh vaät. Nhoùm thöù hai: caùc chaát khoù phaân giaûi vi sinh. Caùc chaát giaët voøng thôm, maïch etylenoxit daøi hoaëc caùc caáu truùc maïch. Caùc polymer toång hôïp caùc chaát hoà hoaøn taát, caùc chaát hoà sôïi doïc ( sôïi toång hôïp hay sôïi pha) nhö PAV, polyacrylat. Phaàn lôùn caùc chaát nhö hoaù, caùc chaát laøm meàm, caùc chaát taïo phöùc taïp trong lyù hoaù hoïc. Taïp chaát daàu khoaùng, silicon töø daàu keùo sôïi taùch ra. Xô sôïi vaø caùc taïp thieân nhieân coù trong xô sôïi bò loaïi boû trong caùc coâng ñoaïn xöû lyù nöôùc. Caùc chaát duøng hoà sôïi doïc treân cô sôû tinh boät bieán tính. Caùc chaát giaët vôùi ankyl maïch thaúng – chaát taåy röûa meàm. Muoái trung tính ( NaCl, Na2SO4) ôû noàng ñoä thaáp. 2.1.4.2 Khaû naêng gaây oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi deät nhuoäm. Do ñaëc ñieåm cuûa nghaønh coâng nghieäp deät nhuoäm laø coâng nghieäp saûn xuaát goàm nhieàu coâng ñoaïn, thay ñoåi theo maët haøng, neân khoù xaùc ñònh chính xaùc thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi. Trong nöôùc thaûi deät nhuoäm coù chöùa nhieàu chaát xô, sôïi, chaát taïo moâi tröôøng, tinh boät, men, chaát oxy hoaù, kim loaïi naëng… Coù theå chaát löôïng nöôùc thaûi trong caùc coâng ñoaïn sau: Naáu Löôïng nöôùc thaûi 60m3/taán vaûi. BOD5 = 20-60kg/taán vaûi. pH = 12 -14. Giaët taåy: Löôïng nöôùc thaûi 5-6 m3/ taán vaûi. BOD5 = 20 -150kg/taán vaûi. pH = 11-13 Ruõ hoà Löôïng nöôùc thaûi 10-20 m3/ taán vaûi. BOD5 = 20 -50kg/taán vaûi. COD/BOD = 1.5 Taåy traéng, nhuoäm, in vaø hoaøn taát: löôïng nöôùc thaûi tuyø thuoäc vaøo loaïi sôïi: Sôïi Acrylic: 35m3 nöôùc thaûi/taán vaûi. Len (PE): 70m3 nöôùc thaûi/taán vaûi. Cotton (Co):100m3 nöôùc thaûi /taán vaûi. Vaûi thaám: 200m3 nöôùc thaûi /taán vaûi. Thoâng thöôøng, trong caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy deät nhuoäm, löôïng nöôùc thaûi ñöôïc tính 100m3/taán vaûi. Taûi löôïng oâ nhieãm tuyø thuoäc vaøo nhieàu loaïi sôïi ( töï nhieân hay toång hôïp), coâng ngheä nhuoäm ( nhuoäm lieân tuïc hay giaùn ñoaïn), coâng ngheä in vaø ñoä hoaø tan cuûa hoaù chaát söû duïng. Khoù hoaø troän nöôùc thaûi cuûa caùc coâng ñoaïn, thaønh phaàn nöôùc thaûi coù theå khaùi quaùt nhö sau: pH: pH = 4 -12; pH=4.5 cho coâng ngheä sôïi PE. pH= 11cho coâng nghieäp nhuoäm sôïi Co. Nhieät ñoä: Dao ñoäng theo thôøi gian, thaáp nhaát laø 400C. So saùnh vôùi nhieät ñoä cao nhaát khoâng öùc cheá hoaït ñoäng cuûa vi sinh laø 370C thì nöôùc thaûi ra ôû ñaây gaây aûnh höôûng baát lôïi ñeán hieäu quaû xöû lyù. COD COD =250 -1500mgO2/l ( 50 -150kg/taán vaûi). BOD BOD = 80-500mgO2/l, tyû leä COD/BOD5 =3-5, nöôùc thaûi khoù bò phaân giaûi do vi sinh vaät. Ñoä maøu: Ñoä maøu = 500-2000 ñv Pt/Co. SS Chaát raén lô löûng =30 - 400mg/l, ñoâi khi cao ñeán 1000mg/l ( trong tröôøng hôïp nhuoäm sôïi cotton). Chaát hoaït tính beà maët Chaát hoaït tính beà maët: 10 -50mg/l. Nhìn chung, nöôùc thaûi töø nghaønh deät nhuoäm coù ñoä kieàm khaù cao, coù ñoä maøu vaø haøm löôïng caùc chaát höõu cô, toång chaát raén cao. Ñaëc tính nöôùc thaûi vaø caùc chaát gaây oâ nhieãm trong nöôùc thaûi ngaønh deät nhuoäm ñöôïc toång keát ôû baûng sau: Baûng 2.1: Caùc chaát gaây oâ nhieãm vaø ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi ngaønh deät – nhuoäm. Coâng ñoaïn Chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi Ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi Hoà sôïi, giuõ hoà Tinh boät, glucose, carboxy metyl xenlulo, polyvinyl alcaol, nhöïa, chaát beùo, saùp BOD cao ( 34-50%toång saûn löôïng BOD Naáu taåy NaOH, chaát saùp vaø daàu môõ, tro, soda, silicat natri vaø xô sôïi vuïn Ñoä kieàm cao, maøu toái, BOD cao( 30% toång BOD) Taåy traéng Hypoclorit, hôïp chaát chöùa clo, NOH,axit… Ñoä kieàm cao, chieám 5%BOD Laøm boùng NaOH, taïp chaát Ñoä kieàm cao, BOD thaáp (döôùi 1%BOD) Nhuoäm Caùc loaïi thuoác nhuoäm, axit axetic vaø caùc muoái kim loaïi Ñoä maøu raát cao, BOD khaù cao(6%toång BOD, TS cao) In Chaát maøu, tinh boät, daàu, ñaát seùt, muoái kim loaïi, axít… Ñoä maøu cao, BOD cao vaø daàu môõ Hoaøn thieän Veát tinh boät, môõ ñoäng vaät, muoái Kieàm nheï, BOD thaáp. ( Nguoàn: Giaùo trình coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi – Nhaø xuaát baûn khoa hoïc kyõ thuaät). 2.1.4.3 Caùc bieän phaùp ngaên ngöøa, giaûm thieåu oâ nhieãm nöôùc thaûi deät nhuoäm Thöôøng xuyeân kieåm tra heä thoáng caáp nöôùc, traùnh roø ræ nöôùc. Söû duïng module taåy, nhuoäm giaët hôïp lyù. Tuaàn hoaøn, söû duïng laïi caùc doøng giaët ít oâ nhieãm vaø nöôùc laøm nguoäi. Haïn cheá söû duïng caùc chaát trôï, thuoác nhuoäm ôû daïng ñoäc hay khoù phaân huyû sinh hoïc. Neân söû duïng caùc hoaù chaát, thuoác nhuoäm ít aûnh höôûng moâi tröôøng vaø thaønh phaàn thuoác nhuoäm naèm trong giôùi haïn cho pheùp, khoâng haïi cho moâi tröôøng. Giaûm caùc chaát oâ nhieãm nöôùc thaûi trong quaù trình taåy: trong caùc chaát taåy thoâng duïng tröø H2O2 thì caùc chaát thaûi coøn laïi ñeàu chöùa Clo ( NaOCl vaø NaOCl2). Caùc phaûn öùng trong quaù trình taåy taïo caùc hôïp chaát höõu cô chöùa Clo laøm taêng haøm löôïng naøy trong nöôùc thaûi. Do ñoù ñeå giaûm löôïng chaát taåy Clo maø vaãn ñaûm baûo ñoä traéng cuûa vaûi coù theå keát hôïp taåy hai caáp: caáp 1 taåy baèng NaOCl coù boå sung theâm NaOH, sau 10 ñeán 15 phuùt boå sung theâm H2O2 vaø ñun noùng ñeå thöïc hieän taåy caáp 2 baèng phöông phaùp naøy coù theå giaûm ñöôïc 88% löôïng halogen höõu cô. Hay coù theå thay theá NaOCl, NaOCl2 baèng peraxitaxeâtic ( CH3OOHCO) ít oâ nhieãm hôn. Giaûm oâ nhieãm trong nöôùc thaûi töø coâng ñoaïn laøm boùng. Thu hoài vaø söû duïng laïi hoà töø coâng ñoaïn hoà sôïi vaø ruû hoà:trong quaù trình hoà sôïi, caùc loaïi hoà thöôøng ñöôïc duøng laø tinh boät vaø tinh boät bieán tính carboxymetyl cellulose (CMC), polyvinylalcol (PVA), polyacrylat galacytomannan. Caùc loaïi hoà naøy laøm taêng COD cuûa nöôùc thaûi, trong ñoù caùc laoïi CMC, PVA, polyacrylat laø nhöõng chaát khoù phaân huyû sinh hoïc. Söû duïng caùc phöông phaùp cô hoïc, hoaù lyù, sinh hoïc vaø phöông phaùp maøng ñeå giaûm thieåu caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi deät nhuoäm. 2.2 TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG TY DEÄT NHUOÄM KHAÙNH PHONG 2.2.1 Giôùi thieäu veà coâng ty Coâng ty TNHH Khaùnh Phong laø coâng ty tö nhaân, quy moâ saûn xuaát khoaûng 500.000 kg/naêm. Moãi ngaøy saûn xuaát ra khoaûng 1,7 taán/ngaøy. Ñòa ñieåm cuûa coâng ty: taïi aáp 5, xaõ Ñöùc Hoaø Ñoâng, huyeän Ñöùc Hoaø, Tænh Long An. Toång dieän tích xaây döïng: 11.852 m3. Toång dieän tích khu ñaát : 27.963 m3 Coâng suaát saûn xuaát : 500000kg/naêm. Hoaït ñoäng chính cuûa coâng ty laø deät vaø in cung caáp cho thò tröôøng trong nöôùc. 2.2.2 Sô ñoà coâng ngheä Sôïi Deät Taåy Ly taâm Saáy In boâng Xaû vaûi Caøo loâng Caét loâng Chaûi loâng Saáy taïo haït Ñònh hình Thaønh phaåm Chaát thaûi raén Nöôùc thaûi, hoaù chaát Nhieät Nöôùc thaûi, hoaù chaát Nöôùc thaûi Chaát thaûi raén, buïi Nhieät Sô ñoà 2.2 : Qui trình coâng ngheä deät nhuoäm cuûa coâng ty deät nhuoäm Khaùnh Phong 2.2.3 Thuyeát minh sô ñoà coâng ngheä Töøng loaïi vaûi ( vaûi muøng, vaûi boâng…) ñöôïc deät töø sôïi khaùc nhau treân maùy deät kim hoaëc maùy deät kim troøn(trong khi deät caùc maûnh vuïn boâng vaø moät soá chaát thaûi raén ñöôïc ra). Vaûi moäc naøy ñöôïc taåy daàu hoaëc taåy hoà ñeå ruû ñi caùc chaát hoà sôïi(quaù trình naøy seõ thaûi ra nöôùc thaûi vaø moät soá hoaù chaát nhö NaOH, H2O2…). Sau khi taåy vaûi ñöôïc ly taâm ñeå loaïi boû nöôùc, sau ñoù vaûi ñöôïc chuyeån qua saáy ñeå ñaït ñoä khoâ, tieáp tuïc ñöa vaûi sang vaûi in boâng( quaù trình naøy seõ sinh ra nöôùc thaûi vaø caùc hoaù chaát phaåm nhuoäm). Vaûi sau khi giaët xaû ñeå loaïi phaåm maøu thöøa treân vaûi. Sau ñoù vaûi ra maùy caøo ñeå caét vaø chaûi loâng ñeå taïo saûn phaåm theo yeâu caàu(taïo ra chaát thaûi raén vaø buïi). Cuoái cuøng vaûi ñöôïc saáy ñeå hoaøn taát. Vaûi thaønh phaåm ñöôïc löu tröõ ôû kho haøng. 2.2.4 Coâng suaát saûn xuaát Saûn phaàm N1 (kg) N3(kg) N3 (kg) Vaûi thun, thun caøo, næ cao 80000 90000 90000 Næ 1 maët, 2 maët 85000 10000 100000 Næ con kieán, nhung næ hoät, 2MLC, 2 maët PE 100000 111000 115000 Vaûi visalerry 50000 60000 60000 2.2.5 Nhu caàu veà nguyeân lieäu trong ñoaïn taåy Teân hoaù chaát Teân thöông maïi hoaù Kg/naêm KS SP-59 Politex-SR NaOCl H2O2 NaOH Axit FTC White 330 Blue ACE Red Ace Aciftc DM RO Caøng hoaù 300 Chaát giaët Chaát giaët khöû Chaát taåy daàu Chaát taåy Chaát taåy Xuùt Axít Phaåm maøu Phaåm maøu Phaåm maøu Chaát choáng Ñieàu maøu phaân taùn Caøng hoaù Chaát choáng nhaên 600 550 1100 500 200 550 252 100 1 1 1000 2500 5000 600 2.2.6 Nhu caàu veà nguyeân lieäu trong ñoaïn in Teân hoaù chaát Teân thöông maïi hoaù Kg/naêm Yellow 8GFT Yellow E-3G200 Red G Red E Rubure B Rec VioletFBL Violet S-3RL200 Violet RL300 Blue FBLB Phaàm maøu in Phaàm maøu in Phaàm maøu in Phaàm maøu in Phaàm maøu in Phaàm maøu in Phaàm maøu in Phaàm maøu in Phaàm maøu in 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 2.2.7 Hieän traïng moâi tröôøng coâng ty 2.2.7.1 Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi chuû yeáu phaùt sinh trong quaù trình taåy vaø in vaûi chöùa nhieàu caën lô löûng, caùc loaïi chaát, caùc phaåm maøu, pH mang tính kieàm cao, nhieät ñoä dao ñoäng töø 60-900C.Ngoaøi ra coøn khoái löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coâng nhaân phaùt sinh trong quaù trình saûn xuaát. Taûi löôïng nöôùc thaûi phaùt sinh töø daây chuyeàn saûn xuaát vaø sinh hoaït cuûa coâng nhaân moãi ngaøy laø 500m3/ngaøy. Löôïng nöôùc thaûi coù thaønh phaàn raát ña daïng. Trong tröôøng hôïp nöôùc thaûi khoâng ñöôïc xöû lyù toát thì caùc chaát oâ nhieãm nöôùc thaûi seõ taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng nöôùc, laøm aûnh höôûng tôùi chaát löôïng soâng Vaøm Coû Ñoâng. Aûnh höôûng tôùi khaû naêng hoâ haáp, quang hôïp cuûa thuyû sinh cuûa thöïc vaät, ñoàng thôøi aûnh höôûng khaû naêng töï laøm saïch cuûa moâi tröôøng. Ngoaøi ra, nöôùc thaûi xaâm nhaäp vaøo ñaát seõ gaây aûnh höôûng tính chaát nöôùc ngaàm, taêng ñoä pH cuûa ñaát. 1.2.7.2 Khí thaûi Caùc quaù trình gaây oâ nhieãm khí thaûi laø khí thaûi töø maùy phaùt ñieän vaø loø hôi. Oâ nhieãm khí thaûi töø maùy phaùt ñieän – söû duïng ñieän döï phoøng trong tröôøng hôïp maát ñieän. Nhieân lieäu söû duïng laø daàu DO, neân trong quaù trình söû duïng nhieân lieäu sinh ra moät löôïng buïi vaø khí thaûi. Baûng 2.2 : Caùc Thoâng soá vaø noàng ñoä oâ nhieãm khoâng khí do maùy phaùt ñieän Chaát oâ nhieãm Noàng ñoä chaát oâ nhieãm (mg/m3) TCVN 5930-1995 Buïi SO2 NOx CO VOC 11.3 485 113 28 1.4 400 500 1000 500 (Nguoàn: TT quan traéc vaø DVKTMT Long An, 05/6/2005). Töø baûng ta thaáy löôïng khí thaûi ra töø maùy phaùt ñieän khoâng vöôït quaù tieâu chuaån cho pheùp. Oâ nhieãn khí thaûi töø loø hôi – ñeå phuïc vuï cho quaù trình saûn xuaát coâng ty söû duïng moät loø hôi vôùi nhieân lieäu laø than ñaù, nhu caàu söû duøng 800kg/ngaøy. Noàng ñoä oâ nhieãm khoâng khí töø loø hôi laø caùc loaïi khí ñoát nhieân lieäu vaø buïi. Baûng 2.3 : Caùc Thoâng soá vaø noàng ñoä oâ nhieãm khoâng khí do loø hôi Chaát oâ nhieãm Noàng ñoä chaát oâ nhieãm (mg/m3) TCVN 5930-1995 Buïi SO2 NOx CO 2854.8 456.67 70.26 2107.73 400 500 1000 500 (Nguoàn: TT quan traéc vaø DVKTMT Long An, 05/6/2005). Töø baûng ta thaáy khí CO vaø buïi vöôït tieâu chuaån hôn 4 ñeán 7 laàn so vôùi tieâu chuaån Vieät Nam. Ñaây laø nguoàn phaùt sinh gaây oâ nhieãm khoâng khí chuû yeáu cuûa coâng ty. Ngoaøi ra, vieäc ñoát nhieân lieäu trong quaù trình saáy vaø caùn vaûi cuõng sinh buïi cho toaøn nhaø maùy. 2.2.7.3 Chaát thaûi raén Haøng ngaøy, taûi löôïng raùc phaùt sinh töø vieäc saûn xuaát cuûa nhaø maùy bao goàm caùc maûnh vuïn, buøn thaûi, chaát hoaït ñoäng beà maët, polyme vaø bao bì … Khoái löôïng chaát thaûi raén sinh hoaït trong quaù trình hoaït ñoäng cuûa toaøn theå caùn boä, coâng nhaân coâng ty, chuû yeáu laø giaáy vuïn, thöùc aên, bao bò thöïc phaåm... öôùc tính 35 kg/ngaøy. 1.2.7.4 Hieän traïng moâi tröôøng nôi tieáp nhaän nöôùc thaûi. Nguoàn nöôùc maët Nöôùc thaûi cuûa nhaømaùy sau xöû lyù ñöôïc ñöa ra ñöôømg thoaùt nöôùc chung caëp tænh loä 10 theo keânh Baø Caùt ra keânh An Haø. Baûng 2.4 : Keát quaû caùc Thoâng soá vaø noàng ñoä oâ nhieãm nöôùc maët Ñôn vò (mg/l) Noàng ñoä TCVN 5942-1995 A B pH mg/l 6.6 6- 8.5 5.5 - 9 TSS mg/l 50 20 80 COD mg/l 8.4 <10 <35 BOD mg/l 25 <4 <25 Toång N mg/l 22 0.05 1 Toång P mg/l 2.05 (Nguoàn: TT quan traéc vaø DVKTMT Long An, 05/6/2005). Qua keát quaû phaân tích cho thaáy: TSS, BOD, Toång N vöôït qua tieâu chuaån loaïi A. Nguoàn nöôùc ngaàm: chaát löôïng gieáng khoan taïi coâng ty. Baûng 2.4 : Keát quaû caùc Thoâng soá vaø noàng ñoä oâ nhieãm nöôùc ngaâèm. Ñôn vò (mg/l) Noàng ñoä TCVN 5944-1995 pH mg/l 5.24 6.5-8.5 Toång ñoä cöùng mg/l 1050 300-500 Fe mg/l 0.24 1-5 Sunfat mg/l 75 200 -400 Nitrat mg/l 3.7 45 (Nguoàn: TT quan traéc vaø DVKTMT Long An, 05/6/2005). Qua keát quaû cho thaáy raèng, nguoàn nöôùc ngaàm taïi khu vöïc coâng ty, noàng ñoä Toång ñoä cöùng cao gaáp 2 ñeán 3 laàn tieâu chuaàn cho pheùp. CHÖÔNG 3 TOÅNG QUAN CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI HIEÄN NAY 3.1 Phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi hieän nay. 3.1.1 Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc söû duïng nhaèm muïc ñích: Taùch caùc chaát khoâng hoøa tan, nhöõng chaát lô löûng coù kích thöôùc lôùn (raùc, nhöïa, daàu môõ, caën lô löûng, soûi, caùt, maûnh kim loaïi, thuûy tinh, caùc chaát taïp noåi,…) vaø moät phaàn caùc chaát ôû daïng keo ra khoûi nöôùc thaûi. Ñieàu hoøa löu löôïng vaø caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi. Xöû lyù cô hoïc laø giai ñoaïn chuaån bò vaø taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc quaù trình xöû lyù hoùa hoïc vaø sinh hoïc. Caùc coâng trình xöû lyù cô hoïc goàm: Song chaén raùc: chaén giöõ caùc caën baån coù kích thöôùc lôùn . Song chaén ñöôïc ñaët tröôùc caùc coâng trình laøm saïch hoaëc coù theå ñaët tröôùc mieäng xaû cuûa caùc phaân xöôûng neáu nöôùc thaûi coù chöùa taïp chaát thoâ, daïng sôïi. Beå laéng caùt: coù nhieäm vuï loaïi boû caùt, hoaëc caùc taïp chaát voâ cô khaùc coù kích thöôùc töø 0,2 – 2mm ra khoûi nöôùc thaûi nhaèm ñaûm baûo an toaøn cho bôm khoûi bò caùt, soûi baøo moøn, traùnh taùc ñöôøng oáng daãn vaø traùnh aûnh höôûng ñeán coâng trình sinh hoïc phía sau. Beå laéng: Coù nhieäm vuï laéng caùc haït caën lô löûng coù troïng löôïng rieâng lôùn hôn troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc, caën hình thaønh trong quaù trình keo tuï taïo boâng (beå laéng ñôït 1) hoaëc caën sinh ra trong quaù trình xöû lyù sinh hoïc (beå laéng ñôït 2). Theo chieàu doøng chaûy, beå laéng ñöôïc phaân thaønh: beå laéng ngang, beå laéng ñöùng, beå laéng radian. Beå laéng ngang: nöôùc chaûy vaøo beå theo phöông ngang töø ñaàu beå ñeán cuoái beå. Beå laéng ngang coù maët baèng hình chöõ nhaät. Do beå laéng coù hoá thu nöôùc heân thöôøng taïo thaønh nhöõng vuøng xoaùy laøm giaûm khaû naêng laéng cuûa caùc haït caën. Ngoaøi ra beå laéng khoâng phuï thuoäc vaøo möïc nöôùc ngaàm , thöôøng aùp duïng khi coâng suaát traïm lôùn hôn 15000m3/ngaøy ñeâm. Beå laéng ñöùng: nöôùc chaûy theo höôùng thaúng ñöùng töø döôùi ñaùy beå leân. Beå laéng ñöùng thöôøng coù maët baèng hình troøn. Beå laéng ñöùng coù keát caáu ñôn giaûn. Trong thöïc teá, nöôùc thaûi chuyeån ñoäng khaù phöùc taïp. Ñoù laø doøng tia roái ngaäp, neân phaïm vi cuûa doøng ñöôïc môû roäng do löïc loâi keùo cuûa taàng maët ngoaøi. Vì vaäy trong beå taïo nhöõng vuøng nöôùc xoaùy. Höôùng nöôùc xoaùy baét ñaàu töø mieäng loe vaø taám chaén vôùi toác ñoä lôùn laøm caûn trôï quaù trình laéng. Beå laéng ñöùng thöôøng söû duïng khi möïc nöôùc ngaàm thaáp vaø coâng suaát traïm ñeán 30000 m3/ngaøy ñeâm. Beå laéng radien: nöôùc chaûy vaøo beå theo höôùng trung taâm ra qua thaønh beå hay coù theå ngöôïc laïi. Nhöôïc ñieåm cuûa ôû trong nhöõng vuøng laéng xuaát hieän nhöõng tia xoaùy roõ reät do ñoù taïo neân nhöõng söùc caûn boå sung ñoái vôùi nhöõng haït lô löûng. Do ñoù hieäu suaát laéng khoâng cao. Nhöng beå laéng ly taâm tieát kieäm chieàu cao hôn beå laéng ñöùng . Beå ñieàu hoaø: Coù nhieäm vuï duy trì doøng thaûi vaø noàng ñoä vaøo caùc coâng trình xöû lyù , khaéc phuïc nhöõng söï coá vaän haønh do söï dao ñoäng veà noàng ñoä vaø löu löôïng cuûa nöôùc thaûi gaây ra, ñoàng thôøi naâng cao hieäu suaát cuûa caùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc. Beå loïc: Ñöôïc öùng duïng ñeå taùch caùc taïp chaát coù kích thöôùc nhoû khi khoâng theå loaïi boû ñöôïc baèng phöông phaùp laéng. Quaù trình loïc ít khi söû duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi, thöôøng chæ ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp nöôùc sau xöû lyù ñoøi hoûi coù chaát löôïng cao. Nhöõng vaät lieäu loïc coù theå söû duïng laø caùt thaïch anh, than coác vaø soûi nghieàn… Ñaëc tính quan troïng cuûa lôùp haït loïc laø ñoä xoáp vaø ñoä beàn maët rieâng. Quaù trình loïc coù theå xaûy ra döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát cao tröôùc vaät lieäu loïc hoaëc chaân khoâng sau lôùp loïc. Caùc phin loïc laøm vieäc seõ taùch caùc phaàn töû taïp chaát phaân taùn hoaëc lô löûng khoù laéng khoûi nöôùc. Caùc phin loïc laøm vieäc khoâng hoaøn toaøn döïa vaøo nguyeân lyù cô hoïc. Khi nöôùc qua lôùp loïc, duø ít hay nhieàu cuõng taïo ra lôùp maøng treân beà maët caùc haït vaät lieäu loïc. Maøng naøy laø maøng sinh hoïc. Do vaäy, ngoaøi taùc duïng taùch caùc phaàn töû taïp chaát phaân taùn ra khoûi nöôùc, caùc maøng sinh hoïc cuõng bieán ñoåi caùc chaát hoøa tan trong nöôùc thaûi nhôø quaàn theå vi sinh vaät coù trong maøng sinh hoïc. Chaát baån vaø maøng sinh hoïc seõ baùm vaøo beà maët vaät lieäu loïc, daàn daàn bít caùc khe hôû cuûa lôùp loïc laøm cho doøng chaûy bò chaäm laïi hoaëc ngöøng chaûy. Trong quaù trình laøm vieäc ngöôøi ta phaûi röûa phin loïc, laáy bôùt maøng baån phía treân vaø cho nöôùc röûa ñi töø döôùi leân treân ñeå taùch maøng baån ra khoûi vaät lieäu loïc. Trong xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng duøng thieát bò loïc chaäm, loïc nhanh, loïc kín, loïc hôû. Ngoaøi ra coøn duøng loaïi loïc eùp khung baûn, loïc quay chaân khoâng, caùc maùy vi loïc hieän ñaïi. Ñaëc bieät laø ñaõ caûi tieán caùc thieát bò loïc tröôùc ñaây thuaàn tuùy laø loïc cô hoïc thaønh loïc sinh hoïc, trong ñoù vai troø cuûa maøng sinh hoïc ñöôïc phaùt huy nhieàu hôn. 3.1.2 Phöông phaùp xöû lyù hoùa lyù Caùc phöông phaùp hoaù lyù thöôøng öùng duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi laø keo tuï, trích ly, bay hôi…Söû duïng phöông phaùp naøy laøm giaûm moät phaàn chaát oâ nhieãm ra khoûi nöôùc thaûi. Caên cöù vaøo caùc ñieàu kieän ñòa phöông vaø yeâu caàu veä sinh maø phöông phaùp hoùa lyù laø giaûi phaùp cuoái cuøng hoaëc laø giai ñoaïn xöû lyù sô boä cho caùc giai ñoaïn xöû lyù tieáp theo. Phöông phaùp Keo tuï Caùc haït caën coù kích thöôùc nhoû hôn 10-4mm thöôøng khoâng theå töï laéng ñöôïc maø luoân toàn taïi ôû traïng thaùi lô löûng. Muoán loaïi boû caùc haït caën lô löûng phaûi duøng bieän phaùp xöû lyù cô hoïc keát hôïp vôùi bieän phaùp hoùa hoïc, töùc laø cho vaøo nöôùc caàn xöû lyù caùc chaát phaûn öùng ñeå taïo ra caùc haït keo coù khaû naêng keát dính laïi vôùi nhau vaø dính keát caùc haït lô löûng trong nöôùc, taïo thaønh caùc boâng caën coù troïng löôïng ñaùng keå. Do ñoù, caùc boâng caën môùi taïo thaønh deã daøng laéng xuoáng. Ñeå thöïc hieän quaù trình keo tuï, ngöôøi ta thuôøng cho vaøo trong nöôùc thaûi caùc chaát keo tuï thích hôïp nhö pheøn nhoâm Al2(SO4)3, pheøn saét loaïi FeSO4, Fe2(SO2)3 hoaëc loaïi FeCl3. Caùc loaïi pheøn naøy ñöôïc ñöa vaøo nöôùc döôùi daïng dung dòch hoøa tan. Khi quaù trình keo tuï taïo boâng taïo ra thì noàng ñoä chaát lô löûng, muøi, maøu seõ giaûm xuoáng. Khi cho muoái nhoâm sunfat vaøo nöôùc seõ taùc duïng töông hoã vôùi bicacbonat chöùa trong nöôùc vaø taïo thaønh nhoâm hidroxyt ôû daïng keo: Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 à 2Al(OH)3+ 3CaSO4 + 6CO2 Neáu ñoä kieàm cuøa nöôùc khoâng ñuû ñoä kieàm baèng caùch theâm voâi, khi ñoù : Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 à 2Al(OH)3 + 3CaSO4 Khi duøng muoái saét seõ taïo thaønh saét hydroxit khoâng hoaø tan: 2FeCl3 + 3Ca(OH)3 à 3CaCl2 + 2Fe(OH)3. Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 à 3CaSO4 + 2Fe(OH)3. Boâng hydroxit taïo thaønh seõ haáp thuï vaø keát dính caùc chaát huyeàn phuø, chaát keo coù trong nöôùc thaûi. Khi coù chaát ñieän ly, caùc chaát keo trong nöôùc thaûi haáp thuï ion treân beà maët vaø tích ñieän. Caùc phaân töû chaát baån chuû yeáu haáp phuï caùc anion neân seõ tích ñieän aâm. Khi cho theâm chaát keo tuï vaøo nöôùc taïo thaønh caùc haït keo tích ñieän döông ( nhö Al(OH)3, Fe(OH)2, Fe(OH)3) , chuùng seõ hôïp nhaát vôùi caùc phaân töû chaát baån ñeán möùc ñuû lôùn ñeå laéng thaønh caën. Ñoù laø hieän töôïng maát oån ñònh vaø keát thuùc baèng quaù trình laøm to haït. Trong nöôùc thaûi deät nhuoäm, caùc phaàn töû mang maøu tích ñieän döông ( thuoác nhuoäm bazô), hay ñieän aâm ( thuoác nhuoäm axit), hoaëc ôû daïng phaân taùn moâ( thuoác nhuoäm phaân taùn, hoaøn nguyeân). Do vaäy phaûi löïa choïn chaát keo tuï tuyø theo tính chaát nöôùc thaûi trong töøng nhaø maùy. Haøm löôïng chaát keo tuï ñöa vaøo nöôùc thaûi caàn xaùc ñònh thöïc nghieäm. Lieàu löôïng chaát keo tuï chuû yeáu vaøo caùc yeáu toá sau: Daïng vaø noàng ñoä chaát baån. Loaïi chaát keo tuï (caùc ion coù hoaù trò cao seõ laøm giaûm theá zeta nhieàu hôn). Bieän phaùp hoaø troän chaát keo tuï vôùi nöôùc thaûi. Hieäu suaát quaù trình keo tuï phuï thuoäc vaøo giaù trò pH. Ví duï : ñeå keo tuï baèng pheøn nhoâm pHtoái öu =4,5-8 hoaëc neáu dung saét sunfat phaûi duy trì pH =9 -11. Ñeå taïo caùc boâng caën lôùn, deã daøng laéng ngöôøi ta cho theâm caùc chaát trôï keo tuï. Ñoù laø caùc chaát cao phaân töû, tan trong nöôùc vaø deã phaân ly thaønh ion. Tuyø thuoäc vaøo nhoùm ion phaân ly maø caùc chaát trôï keo tuï coù ñieän tích aâm hoaëc döông (loaïi anion, cation). Chaát trôï keo tuï thoâng duïng nhaát laø poliacrylamit ( CH2CHCONH2)n. Do vaäy trong nöôùc thaûi coù nhieàu chaát baån neân phaûi duøng löôïng lôùn hoaù chaát. Lieàu löôïng chaát keo tuï quaù ít hoaëc quaù nhieàu laøm caûn trôû quaù trình oån ñònh cuûa caùc haït keo trong nöôùc thaûi Do phaûn öùng keo tuï dieãn ra hoaøn toaøn phaûi khuaáy troän ñeàu hoaù chaát vôùi nöôùc thaûi. Thôøi gian löu laïi trong beå troän töø 1 -5 phuùt, thôøi gian keát tuûa taïo boâng töø 20-60 phuùt. Sau ñoù nöôùc thaûi ñöôïc taùch boâng caën ôû beå laéng 1. Phöông phaùp Tuyeån noåi Beå tuyeån noåi duøng ñeå taùch caùc taïp chaát (ôû daïng raén hoaëc loûng) phaân taùn khoâng tan, töï laéng keùm ra khoûi nöôùc. Ngoaøi ra cuõng coøn duøng ñeå taùch caùc hôïp chaát hoøa tan nhö caùc chaát hoaït ñoäng beà maët vaø beå coøn ñöôïc goïi laø beå taùch boït hay laøm ñaëc boït. Quaù trình tuyeån noåi ñöôïc thöïc hieän baèng caùch suïc caùc boït khí nhoû vaøo pha loûng. Caùc boït khí naøy seõ keát dính vôùi caùc haït caën. Khi khoái löôïng rieâng cuûa taäp hôïp boït khí vaø caën nhoû lôùn hôn khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc, caën seõ theo boït khí noåi leân beà maët. Tuyø theo phöông thöùc caáp khoâng khí vaøo nöôùc, quaù trình tuyeån noåi bao goàm caùc daïng sau: Tuyeån noåi baèng khí phaân taùn (Dispersed Air Flotation) Tuyeån noåi chaân khoâng (Vacuum Flotation) Tuyeån noåi baèng khí hoøa tan (Dissolved Air Flotation) Phöông phaùp Haáp phuï Phöông phaùp haáp phuï ñöôïc öùng duïng roäng raõi ñeå laøm saïch nöôùc thaûi trieät ñeå khoûi caùc chaát höõu cô hoøa tan sau khi xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc, cuõng nhö khi noàng ñoä cuûa chuùng khoâng cao vaø chuùng khoâng bò phaân huûy bôûi vi sinh vaät hay chuùng raát ñoäc. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø cho hieäu quaû cao (80 – 90 %), coù khaû naêng xöû lyù nhieàu chaát trong nöôùc thaûi vaø ñoàng thôøi coù khaû naêng thu hoài caùc chaát naøy. Quaù trình haáp phuï ñöôïc thöïc hieän baèng caùch cho tieáp xuùc hai pha khoâng hoøa tan laø pha raén (chaát haáp phuï) seõ ñi töø pha loûng (pha khí) ñeán pha raén cho ñeán khi noàng ñoä dung chaát trong dung dòch ñaït caân baèng. caùc chaát haáp phuï thöôøng söû duïng: than hoaït tính, tro, xæ, maïc cöa, silicagen, keo nhoâm. Phöông phaùp Trao ñoåi ion Phöông phaùp naøy coù theå khöû töông ñoái trieät ñeå caùc taïp chaát ôû traïng thaùi ion trong nöôùc nhö Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn… cuõng nhö caùc hôïp chaát cuûa Asen, Photpho, Xyanua, chaát phoùng xaï. Phöông phaùp naøy cho pheùp thu hoài caùc chaát giaù trò vaø ñaït ñöôïc möùc ñoä laøm saïch cao neân ñöôïc duøng nhieàu trong vieäc taùch muoái trong xöû lyù nöôùc thaûi. Phöông phaùp Ñializ – Maøng baùn thaám Phöông phaùp naøy coù theå taùch caùc chaát tan khoûi caùc haït keo baèng caùch duøng caùc maøng baùn thaám. Ñoù laø caùc maøng xoáp ñaëc bieät khoâng cho caùc haït keo ñi qua. Phöông phaùp Trích ly Phöông phaùp naøy coù theå taùch caùc chaát baån hoøa tan khoûi nöôùc thaûi baèng dung moâi naøo ñoù nhöng vôùi ñieàu kieän dung moâi ñoù khoâng tan trong nöôùc vaø ñoä hoøa tan chaát baån trong dung moâi cao hôn trong nöôùc. Phöông phaùp phoå bieán nhaát ñeå xöû lyù nöôùc thaûi chöùa phenol vaø caùc loaïi axít beùo. Nhöõng chaát trích ly ñöôïc dung laø butylaxetat, daàu môõ naëng, benzene. Phöông phaùp Chöng bay hôi Phöông phaùp naøy laø chöng nöôùc thaûi ñeå caùc chaát hoøa tan trong ñoù cuøng bay leân theo hôi nöôùc. Ví duï, ngöôøi ta chöng nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy hoùa coác cho phenol bay ñi theo hôi nöôùc. Phöông phaùp trung hoøa Nhaèm trung hoøa nöôùc thaûi coù pH quaù cao hoaëc quaù thaáp, taïo ñieàu kieän cho caùc quaù trình xöû lyù hoùa lyù vaø sinh hoïc. Maëc duø quaù trình raát ñôn giaûn veà maët nguyeân lyù, nhöng vaãn coù theå gaây ra moät soá vaán ñeà trong thöïc teá nhö: giaûi phoùng caùc chaát oâ nhieãm deã bay hôi, sinh nhòeât, laøm ró seùt thieác bò maùy moùc. Voâi (Ca(OH)2 )thöôøng ñöôïc söû duïng roäng raõi nhö moät bazô ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coù tính axit, trong khi axit sulfuric laø moät chaát töông ñoái reõ tieàn duøng trong xöû lyù nöôùc thaûi coù tính bazô. Phöông phaùp oxy hoùa khöû Phöông phaùp naøy ñöôïc duøng ñeå: Khöû truøng nöôùc; Chuyeån moät nguyeân toá hoøa tan sang keát tuûa hoaëc moät nguyeân toá hoøa tan sang theå khí. Bieán ñoåi moät chaát khoâng phaân huûy sinh hoïc thaønh nhieàu chaát ñôn giaûn hôn, coù khaû naêng ñoàng hoùa baèng vi khuaån Loaïi boû caùc kim loaïi naëng nhö: Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As,... vaø moät soá chaát ñoäc nhö Cyanua. Caùc chaát oxy hoùa thoâng duïng: O3, Cl2, H2O2, KMnO4. Quaù trình naøy thöôøng phuï thuoäc roõ reät vaøo pH vaø söï hieän dieän cuûa chaát xuùc taùc. Keát tuûa hoùa hoïc Keát tuûa hoùa hoïc thöôøng duøng ñeå loaïi tröø caùc kim loaïi naëng trong nöôùc. Phöông phaùp keát tuûa hoùa hoïc hay ñöôïc söû duïng nhaát laø phöông phaùp taïo caùc keát tuûa ñoái vôùi voâi. Soda cuõng coù theå ñöôïc söû duïng ñeå keát tuûa caùc kim loaïi döôùi daïng hydroxite, cacbonat… 3.1.3 Phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc Phöông phaùp sinh hoïc ñöôïc öùng duïng ñeå xöû lyù caùc chaát höõu cô hoøa tan coù trong nöôùc thaûi cuõng nhö moät soá chaát voâ cô nhö: H2S, sulfide, ammonia…döïa treân cô sôû hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Vi sinh vaät söû duïng chaát höõu cô vaø moät soá khoaùng chaát laøm thöùc aên ñeå sinh tröôûng vaø phaùt trieån. Caùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc baèng phöông phaùp kî khí, hieáu khí, kî hieáu khí coù theå xaûy ra ôû ñieàu kieän töï nhieân hoaëc nhaân taïo. Trong caùc coâng trình xöû lyù nhaân taïo, ngöôøi ta taïo ñieàu kieän toái öu cho quaù trình oxy sinh hoùa neân quaù trình xöû lyù coù toác ñoä vaø hieäu suaát cao hôn xöû lyù sinh hoïc töï nhieân. Phöông phaùp sinh hoïc nhaân taïo Quaù trình kî khí Quaù trình xöû lyù kî khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng. Beå phaûn öùng yeám khí tieáp xuùc Quaù trình phaân huûy xaûy ra trong beå kín vôùi buøn tuaàn hoaøn. Hoãn hôïp buøn vaø nöôùc thaûi trong beå ñöôïc khuaáy troän hoaøn toaøn, sau khi phaân huûy hoãn hôïp ñöôïc ñöa sang beå laéng hoaëc beå tuyeån noåi ñeå taùch rieâng buøn vôùi nöôùc. Buøn tuaàn hoaøn trôû laïi beå kî khí, löôïng buøn dö thaûi boû thöôøng raát ít do toác ñoä sinh tröôûng cuûa sinh vaät khaù chaäm Beå xöû lyù baèng lôùp buøn kî khí vôùi doøng nöôùc ñi töø döôùi leân (UASB). Ñaây laø moät trong nhöõng quaù trình kî khí öùng duïng roäng raõi nhaát treân theá giôùi do: Caû ba quaù trình phaân huûy - laéng buøn – taùch khí ñöôïc laép ñaëc trong cuøng moät coâng trình. Taïo thaønh caùc loaïi buøn haït coù maät ñoä vi sinh vaät raát cao vaø toác ñoä laéng vöôït xa so vôùi buøn hoaït tính hieáu khí daïng lô löûng. Ít tieâu toán naêng löôïng vaän haønh. Ít buøn dö neân giaûm chi phí xöû lyù buøn vaø löôïng buøn sinh ra deã taùch nöôùc. Nhu caàu dinh döôõng thaáp neân giaûm chi phí boå sung dinh döôõng. Coù khaû naêng thu hoài naêng löôïng töø khí CH4. Quaù trình xöû lyù kî khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng dính baùm Beå loïc kî khí Beå loïc kî khí laø moät beå chöùa vaät lieäu tieáp xuùc ñeå xöû lyù chaát höõu cô chöùa carbon trong nöôùc thaûi. nöôùc thaûi ñöôïc daãn vaøo beå töø döôùi leân hoaëc töø treân xuoáng, tieáp xuùc vôùi lôùp vaät lieäu treân ñoù coù vi sinh vaät kî khí sinh tröôûng vaø phaùt trieån. Vi sinh vaät ñöôïc giöõ treân beà maët vaät lieäu tieáp xuùc vaø khoâng bò röûa troâi theo nöôùc sau khi xöû lyù neân thôøi gian löu cuûa teá baøo sinh vaät raát cao (khoaûng 100 ngaøy). Beå phaûn öùng coù doøng nöôùc ñi qua lôùp caën lô löûng vaø loïc tieáp qua lôùp vaät lieäu loïc coá ñònh Laø daïng keát hôïp giöõa quaù trình xöû lyù kî khí lô löûng vaø baùm dính. Quaù trình hieáu khí Quaù trình hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng. Trong quaù trình buøn hoaït tính, caùc chaát höõu cô hoøa tan vaø khoâng hoøa tan chuyeån hoùa thaønh boâng buøn sinh hoïc - quaàn theå vi sinh vaät hieáu khí – coù khaû naêng laéng döôùi taùc ñoäng cuûa troïng löïc. Nöôùc chaûy lieân tuïc vaøo beå aeroten, trong ñoù khí ñöôïc ñöa vaøo cuøng xaùo troän vôùi buøn hoaït tính nhaèm cung caáp oxy cho vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô. Döôùi ñieàu kieän nhö theá, vi sinh vaät sinh tröôûng taêng sinh khoái vaø keát thaønh boâng buøn. hoãn hôïp buøn vaø nöôùc thaûi chaûy ñeán beå laéng ñôït 2 vaø taïi ñaây buøn hoaït tính laéng xuoáng ñaùy. Löôïng lôùn buøn hoaït tính (25 – 75% löu löôïng) tuaàn hoaøn veà beå aeroten ñeå giöõ oån ñònh maät ñoä vi khuaån, taïo ñieàu kieän phaân huûy nhanh nhaát chaát höõu cô. Löôïng sinh khoái dö moãi ngaøy cuøng vôùi löôïng buøn töôi töø beå laéng 1 ñöôïc daãn tieáp tuïc ñeán coâng trình xöû lyù buøn. Ñeå thieát keá vaø vaän haønh heä thoáng buøn hoaït tính hieáu khí moät caùch hieäu quaû caàn phaûi hieåu roõ vai troø quan troïng cuûa quaàn theå vi sinh vaät. Caùc vi sinh vaät naøy seõ phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi vaø thu naêng löôïng ñeå chuyeån hoùa thaønh teá baøo môùi, chæ moät phaàn chaát höõu cô bò oxy hoùa hoaøn toaøn thaønh CO2, H2O, NO3-, SO42-,…Moät caùch toång quaùt, vi sinh vaät toàn taïi trong heä thoáng buøn hoaït tính bao goàm: Psuedormonas, Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium,… vaø hai loaïi vi khuaån nitrate hoùa Nitrosomoas, Nitrobacter. Moät soá daïng beå öùng duïng quaù trình buøn hoaït tính lô löûng nhö sau: Beå aeroten thoâng thöôøng Ñoøi hoûi cheá ñoä doøng chaûy nuùt (plug - flow), khi ñoù chieàu daøi beå raát lôùn so vôùi chieàu roäng. Trong beå naøy nöôùc thaûi vaøo coù theå phaân boá ôû nhieàu ñieåm theo chieàu daøi, buøn hoaït tính tuaàn hoaøn ñöa vaøo ñaàu beå. Ôû cheá ñoä doøng chaûy nuùt, boâng buøn coù ñaëc tính toát hôn, deã laéng. toác ñoä suïc khí giaûm daàn theo chieàu daøi beå. Quaù trình phaân huûy noäi baøo xaûy ra ôû cuoái beå. Beå aeroten môû roäng: Haïn cheá löôïng buøn dö sinh ra, khi ñoù toác ñoä sinh tröôûng thaáp vaø löôïng nöôùc sinh ra cao hôn. Thôøi gian löu löôïng buøn cao hôn so vôùi caùc beå khaùc (20 – 30 ngaøy). Haøm löôïng buøn thích hôïp trong khoaûng 3.000 – 6.000mg/l. Beå aeroten xaùo troän hoaøn toaøn Beå naøy thöôøng coù daïng troøn hoaëc vuoâng, haøm löôïng buøn hoaït tính vaø nhu caàu oxy ñoàng nhaát trong toaøn boä theå tích beå. Ñoøi hoûi choïn hình daïng beå, trang thieát bò suïc khí thích hôïp. thieát bò suïc khí cô khí (motour vaø caùnh khuaáy) hoaëc thieát bò khueách taùn khí thöôøng ñöôïc söû duïng. beå naøy coù öu ñieåm chòu quaù taûi raát toát Möông oxy hoùa Laø möông daãn daïng voøng coù suïc khí ñeå taïo doøng chaûy trong möông coù vaän toác ñuû xaùo troän buøn hoaït tính. Vaän toác trong möông thöôøng ñöôïc thieát keá lôùn hôn 3m/s ñeå traùnh caën laéng. möông oxy hoùa coù theå keát hôïp vôùi quaù trính xöû lyù nitô. Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn SBR Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn laø heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính theo kieåu laøm ñaày vaø xaû caïn. quaù trình xaûy ra trong beå SBR töông töï nhö trong beå buøn hoaït tính hoaït ñoäng lieân tuïc, chæ coù ñieàu taát caû caùc quaù trình xaûy ra trong cuøng moät beå vaø ñöôïc thöïc hieän laàn löôït theo caùc böôùc : laøm ñaày, phaûn öùng, laéng, xaû caën, ngöng. Quaù trình xöû lyù hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng dính baùm Beå loïc sinh hoïc Beå loïc sinh hoïc chöùa ñaày caùc vaät lieäu tieáp xuùc, laø giaù theå cho vi sinh vaät soáng baùm. Nöôùc thaûi ñöôïc phaân boá ñeàu treân maët lôùp vaät lieäu baèng heä thoáng quay hoaëc voøi phun. quaàn theå vi sinh vaät soáng baùm treân giaù theå taïo neân maøng nhaày sinh hoïc coù khaû naêng haáp phuï vaø phaân huûy chaát höõu cô chöùa trong nöôùc thaûi. Quaàn theå vi sinh vaät naøy coù theå bao goàm vi khuaån hieáu khí, kî khí vaø tuøy nghi, naám taûo vaø caùc ñoäng vaät nguyeân sinh…trong ñoù vi khuaån tuøy nghi chieám öu theá. Phaàn beân ngoaøi lôùp maøng nhaày (khoaûng 0,1 – 0,2 mm) laø loaïi vi sinh hieáu khí. Khi vi sinh vaät phaùt trieån, chieàu daøy lôùp maøng nhaày caøng taêng, vi sinh lôùp ngoaøi tieâu thuï heát löôïng oxy khueách taùn tröôùc khi oxy thaám vaøo beân trong. Vì vaäy gaàn saùt beà maët giaù theå moâi tröôøng kî khí hình thaønh. Khi chaát höõu cô bò phaân huûy hoaøn toaøn ôû lôùp ngoaøi, vi sinh soáng gaàn beà maët giaù theå thieáu nguoàn cô chaát daãn ñeán tình traïng phaân huûy noäi baøo vaø maát khaû naêng baùm dính. Nöôùc thaûi sau khi xöû lyù ñöôïc thu qua heä thoáng thu nöôùc ñaët beân döôùi. Heä thoáng thu nöôùc naøy coù caáu truùc roã ñeå taïo ñieàu kieän khoâng khí löu thoâng trong beå. Sau khi ra khoûi beå, nöôùc thaûi vaøo beå laéng ñôït 2 ñeå loaïi boû maøng vi sinh taùch khoûi giaù theå. Nöôùc sau khí xöû lyù coù theå tuaàn hoaøn ñeå pha loaõng nöôùc thaûi ñaàu vaøo beå loïc sinh hoïc, ñoàng thôøi duy trì ñoä aåm cho maøng nhaày. Beå loïc sinh hoïc tieáp xuùc quay (RBC) RBC bao goàm caùc ñóa troøn polustyren hoaëc poly vinyl chloride ñaët gaàn saùt nhau. Ñóa nhuùng chìm moät phaàn trong nöôùc thaûi vaø quay ôû toác ñoä chaäm. tuông töï nhö beå loïc sinh hoïc, maøng vi sinh hình thaønh vaø baùm treân maët ñóa. Khi ñóa quay, maøng sinh khoái treân ñóa tieáp xuùc vôùi chaát höõu cô trong nöôùc thaûi vaø sau ñoù tieáp xuùc vôùi oxy. Ñóa quay taïo ñieàu kieän chuyeån hoùa oxy vaø luoân giöõ sinh khoái trong ñieàu kieän hieáu khí. Ñoàng thôøi khi ñóa quay taïo neân löïc caét loaïi boû caùc maøng vi sinh khoâng coøn khaû naêng baùm dính vaø giöõ chuùng ôû daïng lô löûng ñeå ñöa sang beå laéng ñôït 2. Truïc RBC phaûi tính toaùn ñuû ñôõ vaät lieäu nhöïa vaø löïc quay. Phöông phaùp sinh hoïc töï nhieân Cô sôû cuûa phöông phaùp laø döïa vaøo khaû naêng töï laøm saïch cuûa ñaát vaø nguoàn nöôùc. Caùnh ñoàng töôùi Daãn nöôùc thaûi theo heä thoáng möông ñaát treân caùnh ñoàng töôùi, duøng bôm vaø oáng phaân phoái phun nöôùc thaûi leân maët ñaát. Moät phaàn nöôùc boác hôi, phaàn coøn laïi thaám vaøo ñaát ñeå taïo ñoä aåm vaø cung caáp moät phaàn chaát dinh döôõng cho caây coû sinh tröôûng. Phöông phaùp naøy chæ ñöôïc duøng haïn cheá ôû nhöõng nôi coù khoái löôïng nöôùc thaûi nhoû, vuøng ñaát khoâ caèn, xa khu daân cö, ñoä boác hôi cao vaø ñaát luoân thieáu ñoä aåm. ÔÛ caùnh ñoàng töôùi khoâng ñöôïc troàng rau xanh vaø caây thöïc phaåm vì vi khuaån, vi ruùt gaây beänh cuøng kim loaïi naëng trong nöôùc thaûi chöa ñöôïc loaïi boû seõ gaây taùc haïi cho söùc khoûe cuûa ngöôøi söû duïng caùc loaïi rau, caây thöïc phaåm naøy. Hoà sinh hoïc Hoà hieáu khí: Coù dieän tích roäng, chieàu saâu caïn. chaát höõu cô trong nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù chuû yeáu nhôø söï coäng sinh giöõa taûo vaø vi khuaån soáng ôû daïng lô löûng. Oxy cung caáp cho vi khuaån nhôø söï khuyeát taùn qua beà maët vaø quang hôïp cuûa taûo. Chaát dinh döôõng vaø CO2 sinh ra trong quaù trình phaân huûy chaát höõu cô ñöôïc taûo söû duïng. Ñeå ñaït hieäu quaû cao coù theå cung caáp oxy baèng caùch thoåi khí nhaân taïo. Hoà hieáu khí coù 2 daïng : (1) coù muïc ñích laø toái öu saûn löôïng taûo, hoà naøy coù chieàu saâu caïn 0,15 – 0,45m; (2) toái öu löôïng oxy cung caáp cho vi khuaån, chieàu saâu hoà naøy khoaûng 1,5m. Hoà tuøy tieän: Trong hoà toàn taïi 3 khu vöïc: (1) khu vöïc beà maët, nôi coù chuû yeáu vi khuaån vaø taûo soáng coäng sinh; (2) khu vöïc ñaùy, tích luõy caën laéng vaø caën naøy ñöôïc phaân huûy nhôø vi khuaån kî khí; (3) khu vöïc trung gian, chaát höõu cô trong nöôùc thaûi chòu söï phaân huûy cuûa vi khuaån tuøy nghi. Coù theå söû duïng maùy khuaáy ñeå taïo ñieàu kieän hieáu khí treân beà maët khi taûi troïng cao. taûi troïng thích hôïp dao ñoäng khoaûng 70 -140 kg BOD5/ha ngaøy. Hoà kî khí: Thöôøng ñöôïc aùp duïng cho nöôùc thaûi coù noàng ñoä chaát höõu cô cao vaø caën lô löûng lôùn, ñoàng thôøi coù theå keát hôïp phaân huûy buøn laéng. hoà naøy coù chieàu saâu lôùn, coù theå saâu ñeán 9m. taûi troïng thieát keá khoaûng 220 – 560 kg BOD5/ha ngaøy. Hoà xöû lyù boå sung: Coù theå aùp duïng sau quaù trình xöû lyù sinh hoïc (aeroten, beå loïc sinh hoïc hoaëc sau hoà sinh hoïc hieáu khí, tuøy nghi…) ñeå ñaït ñöôïc chaát löôïng nöôùc ra cao hôn, ñoàng thôøi thöïc hieän quaù trình nitrat hoùa. Do thieáu chaát dinh döôõng, vi sinh coøn laïi trong hoà naøy soáng ôû giai ñoaïn hoâ haáp noäi baøo vaø ammonia chuyeån hoùa sinh hoïc thaønh nitrate. Thôøi gian löu nöôùc trong hoà naøy khoaûng 18 – 20 ngaøy. Taûi troïng thích hôïp 67 – 200 kg BOD5/ha ngaøy. 3.1.4 Caùc phöông phaùp xöû lyù caën Khi xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát seõ taïo ra moät löôïng lôùn höõu cô, voâ cô. Nhöõng loaïi caën ñoù ñöôïc thaûi ra vaø ñöôïc cheá bieán ñeå söû duïng laïi. Thaønh phaàn vaø tính chaát caùc loaïi caën raát khaùc nhau. Ñoái vôùi caën voâ cô thì khoâng bò thoái röûa. Coøn caùc loaïi caën höõu cô thì ñoä aåm cao vaø deã bò phaân huyû. Theo thaønh phaàn vaø tính chaát caën maø ta coù caùc phöông phaùp xöû lyù thích hôïp. Ñeå xöû lyù buøn caën coù theå söû duïng caùc quaù trình coâng ngheä khaùc nhau: do tính chaát cuûa buøn caën goàn nhieàu loaïi khaùc nhau neân moãi loaïi ta coù nhöõng phöông phaùp xöû lyù rieâng. Do trong phaïm vi baøi laøm luaän vaên neân toâi chæ trình caùc quaù trình lieân quan ñeán coâng ngheä cuûa mình. Xöû lyù buøn caën ôû beå laéng I vaø II . Phöông phaùp xöû lyù oån ñònh, laøm khoâ buøn caën. Ta thieát keá hoà thaønh hai ngaên. Moãi ngaên coù khaû naêng chöùa löôïng caën töø 6 – 3 naêm vaø tieán haønh quaù trình phaân huyû yeám khí cho ñeán khi vaät chaát chuyeån sang traïng thaùi oån ñònh, tieán haønh neùn buøn ñeán noàng ñoä >15%. Phöông phaùp xöû lyù hieáu khí caën Theo phöông phaùp naøy, buøn ñöôïc ñöa ñeán beå hieáu khí ñöôïc xaây döïng ñeå ñuû löôïng buøn trong voøng 2 naêm. Buøn ñöôïc thoåi khí hoaêc khuaáy troän ñeå ñaït möùc oån ñònh, buøn seõ chuyeån ñeán saân phôi buøn. Phöông phaùp coâ ñaëc buøn caën baèng troïng löïc hay tuyeån noåi. Coâ ñaëc caën laø phöông phaùp laøm taêng noàng ñoä caën baèng caùch loaïi boû moät phaàn nöôùc ra khoûi hoån hôïp ñeå laøm giaûm khoái löôïng vaän chuyeån. Coù 2 caùch laøm coâ ñaëc caën laø : phöông phaùp troïng löïc vaø tuyeån noåi. Phöông phaùp laøm oån ñònh buøn caën. Muïc ñích cuûa quaù trình laøm oån ñònh buøn caën laø: laøm giaûm taùc ñoäng gaây beänh, giaûm muøi hoâi, giaûm hoaëc loaïi tröø khaû naêng thoái röõa, deã laøm khoâ buøn. goàm caùc phöông phaùp duøng clo, voâi, hieáu khí oån ñònh buøn. Phöông phaùp laøm khoâ buøn caën. Muïc ñích laø laøm giaûm khoái löôïng vaän chuyeån, caën khoâ deã ñöa choân laáp hoaëc ñem ñi söû duïng, giaûm löôïng nöôùc oâ nhieãm coù theå gaây oâ nhieãm nöôùc ngaàm. Goàm caùc phöông phaùp phôi buøn, maùy loïc buøn chaân khoâng, maùy loïc aùp baêng taûi, phöông phaùp eùp buøn ly taâm. 3.1.5 Phöông phaùp khöû truøng. Khöû truøng nöôùc thaûi laø nhaèm muïc ñích phaù huyû, tieâu dieät caùc loaïi vi khuaån gaây nguy hieåm hoaëc chöa hoaëc khoâng theå khöû boû trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Khöû truøng coù nhieàu phöông phaùp: Clo hoaù : ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát, Cho cho vaøo nöôùc döôùi daïng hôi hoaëc clorua voâi. Löôïng clo hoaït tính caàn thieát cho moät ñôn vò theå tích nöôùc thaûi laø 10g/m3 ñoái vôùi nöôùc thaûi sau xöû lyù cô hoïc, 5g/m3 sau xöû lyù sinh hoïc khoâng hoaøn toaøn vaø 3g/m3sau xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn. Thôøi gian tieáp xuùc giöõa chuùng laø 30 phuùt tröôùc khi xaû nöôùc thaûi ra nguoàn tieáp nhaän. Duøng tia töû ngoaïi. Ñieän phaân muoái aên. Ozoân hoaù: phöông phaùp naøy baét ñaàu aùp duïng roäng raõi ñeå xöû lyù nöôùc thaûi. Ozoân taùc ñoäng maïnh meõ vôùi caùc chaát khoaùng vaø chaát höõu cô. Ngoaøi vieäc khöû truøng ozoân coøn oxy hoaù caùc hôïp chaát nitô, photpho laø caùc nguyeân toá dinh döôõng trong nöôùc thaûi , goùp phaàn choáng hieän töôïng phuù döôõng trong nguoàn nöôùc. Nhìn chung taïi caùc cô sôû coù thaønh phaàn khoâng phöùc taïp ( bia, söõa, thöïc phaåm…) neáu aùp duïng ñuùng qui trình thì nöôùc thaûi sau xöû lyù ñaït tieâu chuaån TCVN 5945- 1995. Tuy nhieân, taïi caùc nhaø maùy söû duïng hoaù chaát ( nhaø maùy giaáy, deät nhuoäm, thuoäc da, hoaù chaát…) vaø nhöõng ngaønh coù taûi löôïng chaát thaûi lôùn vaø thaønh phaàn nöôùc thaûi thöôøng chuyeån hoaù khaù phöùc taïp theo thôøi gian nhö nhaø maùy cheá bieán cao su thöôøng hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi khoâng ñaït cao. Toùm laïi, taát caû caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi neâu treân coù theå phaân thaønh 2 nhoùm: nhoùm phöông phaùp phuïc hoài vaø nhoùm phöông phaùp phaân huyû. Ña soá caùc phöông phaùp hoaù lyù ñöôïc duøng ñeå thu hoài caùc chaát quyù trong nöôùc thaûi vaø thuoäc nhoùm caùc phöông phaùp phuïc hoài. Coøn caùc phöông phaùp hoaù hoïc vaø sinh hoïc thuoäc nhoùm caùc phöong phaùp phaân huyû. Goïi laø phaân huyû vì caùc chaát trong moâi tröôøng seõ bò phaân huyû chuû yeáu theo caùc phaûn öùng oxy hoaù vaø moät ít theo phaûn öùng khöû. Baûng 3.1: Ñaùnh giaù Hieäu suaát xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp.( theo nguoàn Metcalf and Eddy,1991). Phöông phaùp xöû lyù Theo BOD Theo COD Theo SS Toång P N-höõu cô N-NH3 Cô hoïc (loïc qua löôùi,laéng, quay ly taâm 30-35 - 50-90 - - - Beå laéng caùt 0-5 0-5 0-10 - - - Laéng caáp 1 30-40 30-40 50-65 10-20 10-20 10-20 Hoaù hoïc 0-40 - 90 - - - Hoaù lyù hoïc 50-95 - 90 - - - Sinh hoïc 90-95 - 95 - - - Buøn hoaït tính (loaïi coå ñieån) 80-95 80-90 80-90 10-25 15-50 8-15 Loïc sinh hoïc ( loïc baèng ñaù, loïc toác ñoä cao) 65-85 65-85 65-80 8-12 15-50 8-15 Loïc SH ( MT baèng nhöïu, loïc toác ñoâ cöïc cao. 65-85 65-85 65-85 8-12 15-50 8-15 Ñóa SH tieáp xuùc 80-85 80-85 80-85 10-25 15-20 8-15 3.2 Caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi trong ngaønh deät nhuoäm Do ñaëc thuø cuûa coâng ngheä, nöôùc thaûi ngaønh deät nhuoäm chöùa toång haøm löôïng chaát raén TS, chaát raén lô löûng, ñoä maøu, BOD, COD cao. Veà nguyeân lyù nöôùc thaûi naøy öùng duïng phöông phaùp cô hoïc, hoaù lyù, sinh hoïc vaø phöông phaùp maøng (ñeå thu hoài caùc loaïi hoà laéng toång hôïp, khöû maøu, taùch muoái voâ cô,… 3.2.1 Phöông phaùp trung hoaø, ñieàu chænh pH Do giaù trò pH cuûa caùc doøng thaûi töø coâng ñoaïn nhuoäm, taåy, laøm boâng coù theå dao ñoäng trong khoaûng roäng. Maët khaùc caùc quaù trình xöû lyù hoaù lyù vaø sinh hoïc ñeàu ñoøi hoûi moät giaù trò pH nhaát ñònh ñeå ñaït hieäu quaû toái öu. Do ñoù phaûi ñieàu chænh pH tôùi giaù trò thích hôïp. Trung hoaø coù theå thöïc hieän baèng caùch troän doøng thaûi coù tính axít vôùi doøng thaûi coù tính kieàm hoaëc söû duïng caùc hoaù chaát nhö H2SO4, HCl, NaOH, CO2. Ñieàu chænh pH ñöôïc thöïc hieän trong caùc beå ñieàu hoaø kieåu laøm vieäc lien tuïc hoaëc giaùn ñoaïn theo chu kyø. 3.2.2 Phöông phaùp ñoâng keo tuï Ñaây laø phöông phaùp thoâng duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm. Trong phöông phaùp naøy duøng caùc loaïi pheøn nhoâm vaø pheøn saét cuøng vôùi voâi söõa nhö sunfat saét, sunfat nhoâm hay Ca(OH)2 ( nhö phöông trình hoaù hoïc ñaõ neâu treân) vôùi muïc ñích khöû maøu vaø moät phaàn COD. Neáu duøng sunfat saét II thì hieäu quaû toát nhaát ôû pH =10. Duøng sunfat nhoâm thì khoáng cheá moâi tröôøng coù tính axit yeáu ôû pH =5-6. Quaù trình phaûn öùng seõ taïo ra boâng cuûa nhoâm vaø saét. Caùc chaát maøu vaø caùc chaát khoù phaân huyû sinh hoïc bò haáp phuï vaø caùc boâng caën laéng naøy seõ laéng xuoáng taïo buøn cuûa quaù trình ñoâng keo tuï. Ñeå taêng quaù trình taïo boâng vaø trôï laéng thöôøng boå sung chaát trôï taïo boâng nhö polymer höõu cô. Phöông phaùp naøy öùng duïng ñeå khöû maøu cuûa nöôùc thaûi, hieäu suaát khöû maøu cao ñoái vôùi thuoác nhuoäm phaân taùn, vaø giaûm COD ( khoaûng 60-70%). 3.2.3 Phöông phaùp haáp phuï Phöông phaùp naøy coù duøng ñeå xöû lyù caùc chaát khoâng coù khaû naêng phaân huyû sinh hoïc vaø caùc chaát höõu cô khoâng hoaëc khoù phaân huyû baèng phöông phaùp sinh hoïc. Duøng ñeå khöû maøu nöôùc thaûi chöùa thuoác nhuoäm hoaø tan vaø thuoác nhuoäm hoaït tính. Nguyeân lyù thöïc hieän laø haáp phuï chaát tan leân beà maët chaát raén (chaát haáp phuï). Caùc chaát thöôøng söû duïng laø than hoaït tính, than naâum ñaát seùt, … trong ñoù than hoaït tính laø chaát haáp phuï coù beà maët rieâng lôùn 400 -1500m2/g. 3.2.4 Phöông phaùp maøng Phöông phaùp naøy öùng duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm vôùi muïc ñích thu hoài hoaù chaát ñeå taùi söû duïng nhö thu hoài tinh boät PVA, thuoác nhuoäm indigo baèng sieâu loïc hoaëc ñoàng thôøi thu hoài muoái vaø thuoác nhuoäm baèng keát hôïp giöõa thaåm thaáu ngöôïc vaø maøng baùn thaám. Ñoäng löïc quaù trình loïc maøng laø söï cheânh leânh aùp suaát giöõa hai phía maøng. Phöông phaùp maøng coù öu ñieåm taùch ñöôïc caùc chaát coù ñoä tinh khieát cao, tuy nhieân do giaù thaønh thieát bò, chi phí vaän haønh cao neân phaïm vi söû duïng chöa roäng raõi. 3.2.5 Phöông phaùp sinh hoïc Phaàn lôùn, caùc chaát coù trong nöôùc thaûi deät nhuoäm laø nhöõng chaát coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Trong moät soá tröôøng hôïp. nöôùc thaûi deät nhuoäm coù theå chöùa caùc chaát coù tính ñoäc vôùi vi sinh vaät nhö caùc chaát khöû voâ cô, formaldehit, kim loaïi naëng, clo,… vaø caùc chaát khoù phaân huyû sinh hoïc nhö chaát taåy, giaët, hoà PVA, caùc chaát daàu khoaùng … Do ñoù, tröôùc khi ñöa vaøo xöû lyù sinh hoïc, nöôùc thaûi caàn ñöôïc khöû caùc chaát gaây ñoäc vaø giaûm tyû leä caùc chaát khoù phaân huyû sinh hoïc baèng phöông phaùp cuïc boä. Trong nöôùc thaûi deät nhuoäm ta neân xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc hieáu khí khoâng neân xöû lyù sinh hoïc kî khí (UASB).Vì trong nöôùc thaûi deät nhuoäm toàn taïi caùc hôïp chaát cao phaân töû vaø ñoäc haïi. Trong nöôùc thaûi deät nhuoäm thieáu haøm löôïng nitô, photpho, do ñoù bieän phaùp hieäu quaû nhaát laø troän vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït ñeå xöû lyù sinh hoïc. Ngoaøi caùc phöông phaùp neâu treân chuùng ta caàn phaûi söû duïng caùc phöông phaùp cô hoïc nhö saøn, loïc, laéng. CHÖÔNG 4: LÖÏA CHOÏN SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ & TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ Nguoàn phaùt sinh vaø löu löôïng nöôùc thaûi: Ñeå coù cô sôû ñeà xuaát, löïa choïn phöông aùn xöû lyù nöôùc thaûi phuø hôïp vaø laøm cô sôû cho tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù, caàn döïa vaøo thaønh phaàn, tính chaát, löu löôïng cuûa nöôùc thaûi ñoàng thôøi phaûi döïa vaøo yeâu caàu, möùc ñoä xöû lyù vaø khaû naêng cuûa nguoàn tieáp nhaän. Nöôùc thaûi Coâng ty chuû yeáu töø coâng ñoaïn giuõ hoà, giaët taåy vaø hoaøn taát saûn phaåm. Nöôùc thaûi giuõ hoà Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän nhö sau: Vaûi ñöôïc ngaâm uû hoùa chaát, sau ñoù giaët eùp baèng nöôùc noùng ñeå loaïi saïch caùc taïp chaát, tinh boät,…. Thoâng thöôøng caùc hoùa chaát cho vaøo laø NaOH, chaát oxy hoùa (javel), men goác thöïc vaät, ñoäng vaät, xaø boâng. Nöôùc thaûi giaët taåy Muïc ñích cuûa coâng ñoaïn naøy laø laøm saïch vaûi, loaïi boû caùc taïp chaát, maøu thöøa,…. Quy trình giaët taåy bao goàm xaø phoøng hay hoùa chaát giaët taåy toång hôïp (giaët noùng) ôû nhieät ñoä khoaûng 80oC, sau ñoù xaû laïnh vôùi caùc chaát taåy thoâng duïng laø xoâ ña,… Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn naøy coù giaù trò pH dao ñoäng khaù lôùn töø 9-12, haøm löôïng chaát höõu cô cao do thaønh phaàn chaát taåy taïo neân. Ñoä maøu nöôùc thaûi khaù lôùn ôû nhöõng giai ñoaïn taåy ban ñaàu vaø coù theå leân ñeán 10.000 Pt-Co, haøm löôïng caën lô löûng lôùn vaø giaûm daàn ôû cuoái chu kyø xaû vaø giaët. Thaønh phaàn chuû yeáu cuûa nöôùc thaûi bao goàm phaåm maøu in, chaát hoaït ñoäng beà maët, caùc chaát oxy hoùa, cellulose, xuùt,… Nöôùc thaûi coâng ñoaïn hoaøn taát saûn phaåm Laø coâng ñoaïn cuoái cuøng taïo ra vaûi coù chaát löôïng toát vaø theo ñuùng yeâu caàu nhö : choáng naám moác, meàm, choáng nhaøu,… hoaëc trôû veà traïng thaùi töï nhieân sau quaù trình caêng keùo, co ruùt ôû caùc coâng ñoaïn tröôùc hay thaúng neáp ngay ngaén. Quy trình coâng ngheä ôû giai ñoaïn naøy tuøy thuoäc vaøo saûn phaåm cuï theå coù theå bao goàm caùc böôùc khaùc nhau, nhöng nhìn chung bao goàm 2 coâng ñoaïn sau: Xöû lyù cô hoïc : chöõa sôïi ngang, caêng boùng, chænh khoå, uûi.… Xöû lyù hoùa hoïc : ñöa vaøo vaûi moät soá hoùa chaát ñeå taêng chaát löôïng vaûi hoaøn taát. Nöôùc thaûi giaët taåy cuûa Coâng ty gaây oâ nhieãm ñoái vôùi moâi tröôøng, caùc chaát oâ nhieãm nhö COD (nhu caàu oxy hoùa hoïc), BOD5 (nhu caàu oxy sinh hoïc), ñoä maøu,… vöôït cao ñoái vôùi tieâu chuaån cho pheùp xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän. Vôùi haøm löôïng caùc chaát beà maët töông ñoái cao, taïo ra caùc maøng noåi treân maët nöôùc gaây öùc cheá hoaït ñoäng cuûa caùc loaøi thuûy sinh, ngaên caûn söï khueách taùn oxy vaøo trong nöôùc. Maët khaùc, coù moät soá hoùa chaát mang tính oxy hoùa, moät soá hôïp chaát höõu cô,… khoâng nhöõng tieâu dieät nhöõng ñoäng thöïc vaät soáng trong moâi tröôøng nöôùc maø coøn aûnh höôûng ñeán söùc khoûe cuûa ngöôøi daân soáng ôû khu vöïc laân caän. Thaønh phaàn, tính chaát, löu löôïng nöôùc thaûi cuûa Coâng ty ñöôïc trình baøy trong baûng sau: Baûng 4.1: Tính chaát nuôùc thaûi cuûa Coâng ty Stt Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò (TCVN: 6980-2001) 1 PH 4 - 12 7 2 BOD5 mg/L 500 30 3 COD mg/L 1200 50 4 TSS mg/L 800 40 5 Ñoä maøu mg/L Pt-Co 20 Nguoàn tieáp nhaän vaø yeâu caàu xöû lyù Nöôùc thaûi cuûa nhaømaùy sau xöû lyù ñöôïc ñöa ra ñöôømg thoaùt nöôùc chung caëp tænh loä 10 theo keânh Baø Caùt ra keânh An Haø. Quaù trình phaân tích nöôùc maët cuûa keânh ñöôïc theå hieän ôû Baûng chöông 3. Löu löôïng caàn xöû lyù: 500 m3/ngaøy.ñeâm. Do nöôùc thaûi sau xöû lyù tröïc tieáp thaûi ra keânh Baø Caùt vì vaäy veà yeâu caàu xöû lyù ñöôïc ñeà xuaát laø nöôùc thaûi sau khi xöû lyù ñaït tieâu chuaån xaû thaûi theo TCVN 6980-2001 Q< 50 m3/s, coät F1 vaø TCVN 5945–1995 giôùi haïn A. Ñeà xuaát phöông aùn xöû lyù: Cô sôû ñeà xuaát: Vieäc löïa choïn qui trình coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi phuï thuoäc vaøo raát nhieàu yeáu toá. Trong giôùi haïn cuûa luaän vaên ta khoâng theå khaûo saùt ñöôïc ñieàu kieän ñòa chaát, thuûy vaên, khí haäu taïi khu vöïc döï kieán xaây döïng traïm xöû lyù nöôùc thaûi cuõng nhö chi phí ñaàu tö ban ñaàu maø chæ coù theå chuù yù xem xeùt caùc yeáu toá cô baûn sau : Coâng suaát cuûa traïm xöû lyù. Thaønh phaàn vaø ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi. Möùc ñoä caàn thieát xöû lyù nöôùc thaûi. Tieâu chuaån xaû nöôùc thaûi vaøo caùc nguoàn tieáp nhaän töông öùng. Phöông phaùp xaû caën. Ñieàu kieän maët baèng, dieän tích khu vöïc xaây döïng traïm xöû lyù nöôùc thaûi. Chi phí ñaàu tö. Chi phí vaän haønh. Caùc chæ tieâu kinh teá kyõ thuaät khaùc. Ngoaøi ra caàn löu yù caùc coâng trình ñôn vò xöû lyù nöôùc thaûi ñöôïc boá trí sao cho nöôùc thaûi coù theå töï chaûy töø coâng trình naøy ñeán coâng trình tieáp theo ñeå giaûm chi phí söû duïng bôm chuyeån tieáp. Ñoái vôùi coâng ty deät nhuoäm Khaùnh Phong vôùi coâng suaát 500m3/ngaøy. Thaønh phaàn, tính chaát vaø ñaëc tröng nöôùc thaûi laø pH cao, haøm löôïng chaát lô löûng cao, oâ nhieãm höõu cô. Ngoaøi ra, ñoä maøu vaø moät soá hoaù chaát trong quaù trình taåy vaø in gaây neân. So vôi quy ñònh cho pheùp thaûi vaøo nguoàn soâng coù muïc ñích sinh hoaït TCVN 6890 – 2001 cuûa Boä Khoa Hoïc Coâng Ngheä vaø Moâi Tröôøng thì noàng ñoä caùc chaát thaûi vöôït quaù tieâu chuaån gaáp 17 – 30 laàn. pH vaø ñoä maøu khaù cao aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng thuyû sinh vaät vaø coäng ñoàng xung quanh. Vì vaäy, vieäc xöû lyù nöôùc thaûi tröôùc khi thaûi vaøo nguoàn tieáp nhaän laø vieäc laøm raát caáp thieát. Do tính chaát ñaëc tröng cuûa nöôùc thaûi vaø yeâu caàu nghieâm ngaët cuûa nguoàn tieáp nhaän neân coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi goàm ba baäc : sô boä, baäc 2 vaø baäc 3. Sau ñaây seõ laø ñeà xuaát veà coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm cuûa coâng ty Khaùnh Phong. Sô ñoà coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy deät nhuoäm Khaùnh Phong – Long An Song chaén raéc thoâ Haàm tieáp nhaän Beå ñieàu hoaø Beå troän cô khí Beå taïo boâng Beå laéng I Beå Aerotank Nöôùc thaûi Beå chöùa buøn Beå chöùa nöôùc Suïc khí Baõi choân laáp Pheøn Nhoâm Suïc khí Beå laéng II Beå loïc haáp phuï Beå tieáp xuùc Nguoàn tieáp nhaän Maùy eùp daây ñai Ñöôøng daãn nöôùc Ñöôøng daãn buøn Ñöôøng daãn raùc Sô ñoà 4: Sô ñoà coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi deät nhuoäm coâng ty Khaùnh Phong. Thuyeát minh sô ñoà Song chaén raùc Nöôùc thaûi töø caùc phaân xöôûng cuûa Xöôûng chaûy vaøo maïng löôùi thoaùt nöôùc thaûi coâng nghieäp vaø ñöa ñeán traïm xöû lyù. Nöôùc thaûi theo heä thoáng coáng daãn vaøo beå tieáp nhaän sau khi qua song chaén raùc, vôùi khe hôû hai song chaén raùc lieàn nhau laø 10 mm. Song chaén raùc ñöôïc söû duïng ñeå giöõ laïi caùc chaát raén â coù kích thöôùc >10 mm ôû trong nöôùc thaûi. Song chaén raùc coù heä thoáng laáy raùc thöôøng xuyeân baèng cô khí nhaèm thu gom vaø choùng ngheït song chaén raùc. Neáu khoâng loaïi boû raùc naøy coù theå gaây ñeán taét ngheõn ñöôøng oáng, möông daãn hoaëc hö hoûng bôm. Raùc coù theå taäp trung laïi, ñöa ñeán baõi raùc. Beå tieáp nhaän nöôùc thaûi : Nöôùc thaûi qua song chaén raùc vaøo beå tieáp nhaän nöôùc thaûi. Cuoái beå ñaët ba bôm chìm (hoaït ñoäng luaân phieân) ñeå bôm nöôùc thaûi vaøo beå ñieàu hoøa. Beå ñieàu hoøa : Do tính chaát nöôùc thaûi thay ñoåi theo töøng giôø saûn xuaát vaø noù phuï thuoäc vaøo loaïi nöôùc thaûi theo töøng coâng ñoaïn. Vì vaäy nhaát thieát phaûi xaây döïng beå ñieàu hoøa. Beå ñieàu hoøa coù nhieäm vuï ñieàu hoøa löu löôïng nöôùc , khueách taùn noàng ñoä, laøm giaûm kích thöôùc vaø taïo cheá ñoä laøm vieäc oån ñònh cho caùc coâng trình phía sau, nhaát laø traùnh hieän töôïng quaù taûi cuûa heä thoáng xöû lyù. Beân caïnh ñoù löôïng BOD cuõng giaûm xuoáng moät phaàn do beå coù maët baèng lôùn neân oxi hoùa dieãn ra, vi sinh vaät phaùt trieån, suïc theâm khí ñeå khöû BOD toát hôn. Ñaët hai bôm chìm (hoaït ñoäng luaân phieân) ñeå bôm nöôùc qua beå keo tuï taïo boâng. Beå troän – Beå phaûn öùng (beå taïo boâng) Do tính chaát cuûa nöôùc thaûi deät nhuoäm coù caën lô löûng khaù cao, pH cao vaø ñoä maøu cao neân ñeå loaïi boû chuùng ta duøng quaù trình keo tuï – taïo boâng. Quaù trình ñöôïc thöïc hieän trong 2 beå laø beå troän cô khí vaø beå phaûn öùng cô khí. Khi nöôùc thaûi ñöôïc bôm töø beå ñieàu hoaø qua beå troän cô khí. Taïi ñaây, duøng naêng löôïng caùnh khuaáy taïo doøng chaûy roái ñeå hoaø troän ñeàu nöôùc thaûi vôùi pheøn nhoâm ñeå tieán haønh keo tuï. Quaù trình xaûy ra trong 60 giaây vaø vaän toác quay lôùn. Töø beå troän seõ laøm vieäc theo cheá ñoä töï chaûy quaù beå phaûn öùng. Taïi ñaây hoaøn thaønh xong quaù trình keo tuï, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho quaù trình tieáp xuùc vaø keát dính giöõa caùc haït keo vôùi caën baån, luùc naøy coù chaâm theâm polymer ôû beå phaûn öùng. Quaù trình xaûy ra trong 30 phuùt. Quaù trình keo tuï taïo boâng hoaøn thaønh seõ töï chaûy qua beå laéng ly taâm tieán haønh taùch rôøi boâng caën ra khoûi nöôùc thaûi. Beå laéng 1: Beå laéng coù nhieäm vuï loaïi boû haøm löôïng caën lô löûng trong nöôùc thaûi . Hieäu quaû laéng cuûa beå ñaït ñöôïc 90% vaø BOD giaûm 60%. Nöôùc thaûi qua beå laùùêng I töø beå phaûn öùng keo tuï taïo boâng theo cheá ñoä töï chaûy. Beå Aerotank Nöôùc thaûi sau khi laéng 1 seõ ñöôïc daãn ñeán beå aerotank theo cheá ñoä töï chaûy . Taïi ñaây, beå ñöôïc cung caáp khí oxi ñeå ñaûm baûo vi sinh vaät phaùt trieån toát . Theâm N, P vì trong nöôùc thaûi deät nhuoäm thöôøng thieáu huït N, P, do ñoù khoâng ñaûm baûo cho quaù trình oxi hoaù dieãn ra. Trong beå sinh hoïc buøn hoaït tính xaùo troän hoaøn toaøn dieãn ra quaù trình oxy hoùa caùc chaát höõu cô hoøa tan vaø daïng keo trong nöôùc thaûi döôùi söï tham gia cuûa caùc vi sinh vaät hieáu khí seõ tieâu thuï caùc chaát höõu cô daïng hoøa tan vaø daïng keo ñeå sinh tröôûng, vi sinh vaät phaùt trieån thaønh quaàn theå daïng boâng buøn ñeå laéng goïi laø buøn hoaït tính, sinh khoái taêng taïo thaønh buøn hoaït tính dö Beå laéng ñôït 2: Hoãn hôïp nöùôc vaø buøn hoaït tính ñöôïc daãn ñeán beå laéng ñôït ñöùng ñôït 2. Beå laéng coù nhieäm vuï laéng vaø taùch buøn hoaït tính ra khoûi nöôùc thaûi. Buøn sau khi laéng, moät phaàn seõ trôû laïi beå loïc sinh hoïc hieáu khí xaùo troän hoaøn toaøn ñeå taïo hoãn hôïp buøn vaø nöôùc coù haøm löôïng MLSS = 2.500 – 4.000 mg/l. Beå loïc haáp phuï than hoaït tính : Tröôùc khi nöôùc töø beå laéng II qua beå loïc aùp löïc ta phaûi ñöa nöôùc vaøo moät beå chöùa nöôùc. Roài töø ñaây seõ ñöôïc bôm nöôùc leân beå loïc aùp löïc. Nhôø tính chaát cuûa than hoaït tính maø caùc chaát höõu cô trô ( hoaëc khoù phaân huyû ) ñöôïc giöõ laïi treân beà maët than hoaït tính. Do ñoù noù raát hieäu quaû ñeå khöû maøu, caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi deät nhuoäm. Vaø khi qua quaù trình naøy nöôùc ñöôïc thaûi ra soâng vôùi tieâu chuaån loaïi A. Beå tieáp xuùc. Thieát keá ñeå nöôùc chaûy qua töøng ngaên taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho quaù trình tieáp xuùc giöõa nöôùc thaûi vaø Clo , thôøi gian khoaûng 30 phuùt nhaèm tieâu dieät caùc loaøi vi sinh vaät gaây beänh trong nöôùc thaûi. Duøng Clo ôû ñaây coù 2 taùc duïng : chuû yeáu laø dieät khuaån vaø oxi hoùa tieáp tuïc caùc chaát höõu cô coøn soùt laïi trong nöôùc, laøm cho nöôùc saùng maøu, caûi thieän muøi . Beå neùn buøn Beå neùn buøn giuùp laøm giaûm theå tích cuûa hoãn hôïp buøn caën baèng caùch gaïn moät phaàn löôïng nöôùc coù trong hoãn hôïp ñeå giaûm kích thöôùc thieát bò xöû lí phía sau vaø giaûm khoái löôïng phaûi vaän chuyeån. Buøn caën trong beå neùn buøn coù nguoàn goác töø: Löôïng buøn hoaït tính dö töø beå laéng II Löôïng boâng pheøn sinh ra töø beå taïo boâng trong quaù trình keo tuï taïo boâng. Laøm giaûm ñoä aåm cuûa hoãn hôïp buøn caën töø 99% xuoáng 97%. Maùy eùp daây ñai Giaûm theå tích buøn, taùch nöôùc ra khoûi buøn ñaõ neùn ôû beå neùn buøn phía tröôùc; ñeå deã daøng vaän chuyeån, choân laáp hôn vaø giaûm theå tích nöôùc coù theå ngaám vaøo nöôùc ngaàm ôû baõi choân laáp … Taêng haøm löôïng cuûa caën töø 3% leân 18% .Buøn sau khi eùp coù daïng baùnh seõ ñöôïc ñoå boû. Baûng 4.2 – Hieäu suaát xöû lyù qua caùc coâng trình chính Coâng trình ñôn vò COD (mg/l) BOD (mg/l) SS (mg/l) Ñaàu vaøo Hieäu suaát Ñaàu ra Ñaàu vaøo Hieäu suaát Ñaàu ra Ñaàu vaøo Hieäu suaát Ñaàu ra Beå ñieàu hoøa 1.200 10% 1.080 500 5% 475 800 5% 760 Beå troän, beå taïo boâng, Beå laéng 1 1.080 60% 432 475 62% 180 760 65% 266 Beå Aeroten, beå laéng 2 432 90% 43,2 180 89% 20 266 88% 30 (Nguoàn taøi lieäu: [13]) TÍNH TOAÙN Tính toaùn löu löôïng nöôùc thaûi Löu löôïng nöôùc thaûi moãi ngaøy ñeâm: Qng.ñ = 500 m³/ng.ñ Thôøi gia xaû thaûi: T = 24h Löu löôïng giôø trung bình: Qtbh = Qng.ñ / T = 500/24 = 20.83 m³/h Löu löôïng giôø lôùn nhaát cuûa nöôùc thaûi Qmaxh = Qtbh * k =20.83*1.7 = 35.4 (m³/h) k: laø heä soá khoâng ñieàu hoaø, k =1.15 – 3. (Nguoàn taøi lieäu: [1]) Thôøi gian xöû lyù nöôùc thaûi: t = 20giôø Löu löôïng giôø tính toaùn: Qtth = Qng.ñ /t = 500/20 = 25 m³/h MÖÔNG DAÃN VAØ SONG CHAÉN RAÙC Chöùc naêng Daãn nöôùc thaûi vaø giöõ laïi caùc thaønh phaàn raùc coù kích thöôùc lôùn, nhôø ñoù traùnh laøm taét bôm, ñöôøng oáng hoaëc keânh daãn. Ñaây laø böôùc quan troïng nhaèm ñaûm baûo an toaøn vaø ñieàu kieän laøm vieäc thuaän lôïi cho caû heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi. Tính toaùn möông ñaët song chaén raùc Taát caû nöôùc thaûi töø nhaø maùy ñöôïc daãn ñeán moät oáng daãn chung Löu löôïng nöôùc tính toaùn: Qhmax = 35,4 m3/h = 0,0098 m³/s Toác ñoä doøng chaûy trong möông, choïn v = 0,3 m/s ( taøi lieäu [3]) Dieän tích möông: F = Qhmax/v = 0,0098/0,3 = 0,032 m2 Chieàu roäng möông, choïn B = 0,7m Chieàu cao möïc nöôùc: h = F/B = 0,032/0,7 = 0,045 m Chieàu cao baûo veä, choïn h = 1,955m (do cao ñoä oáng daãn nöôùc thu gom taïi nhaø maùy raát thaáp so vôùi maët ñaát, h = 1,5m) Chieàu cao toång coäng cuûa möông: H = h + hbv = 0,045 + 1,955 = 2m Kích thöôùc möông ñöôïc theå hieän treân hình 4.1. Hình 4.1. Möông taùch raùc Tính toaùn song chaén raùc Löu löôïng nöôùc thaûi daãn qua song chaén raùc: Qmax = 0.0098 m3/s Choïn thanh song chaén raùc coù kích thöôùc b * d = 5mm * 20mm; khe hôû giöõa caùc thanh w = 10mm. Chieàu roäng song chaén raùc baèng chieàu roäng möông (B = 0,7m) Giaû söû song chaén raùc coù n thanh vaäy soá khe hôû m = n +1, moái lieân heä giöõa chieàu roäng möông vaø chieàu roäng thanh vaø khe hôû nhö sau: B = n* b + (n +1)* w 700 = n * 5 + (n +1) * 10 Þ n » 46 Nhö vaäy song chaén raùc seõ coù kích thöôùc nhö sau: Chieàu roäng: B = 0,7m Chieàu cao, choïn Hs = 0,8m Song chaén raùc goàm 46 thanh ñaët caùch nhau 10mm Kích thöôùc moãi thanh 5*20 mm Kích thöôùc song chaén raùc ñöôïc theå hieän treân hình 4.2. Hình 4.2. Song chaén raùc Toån thaát aùp löïc qua song chaén Trong ñoù: Vmax: Toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi tröôùc song chaén öùng vôùi löu löôïng lôùn nhaát, V = 0,3 m/s K: Heä soá tính ñeán söï taêng toån thaát do vöôùng maéc raùc ôû song chaén. K = 2 – 3 . Choïn K = 2 : Heä soá söùc caûn cuïc boä cuûa song chaén b: Heä soá phuï thuoäc tieát dieän ngang cuûa thanh. Tieát dieän chöõ nhaät b = 2.42 a: Goùc nghieâng ñaët song chaén so vôùi phöông ngang, a = 90o. HAÀM TIEÁP NHAÄN Chöùc naêng Thu gom nöôùc thaûi töø nhaø maùy veà traïm xöû lyù. Tính toaùn Theå tích haàm tieáp nhaän V=Qmaxh x t =35,4 x 0,5»18m³ Trong ñoù: Qmax h: löu löôïng lôùn nhaát cuûa nöôùc thaûi, Qhmax = 35.4 (m³/h) t: thôøi gian löu nöôùc trong beå (t = 10 – 30 phuùt), choïn t = 30 phuùt (0,5h) Kích thöôùc beå h: chieàu cao höõu ích cuûa beå, choïn h =2m Choïn chieàu daøi L = 3, chieàu roäng R = 3 Chieàu cao baûo veä, choïn hbv = 1.2m Kích thöôùc cuûa beå: L x B x H = 3 x 3 x 3,2 . Töø haàm tieáp nhaän, nöôùc thaûi ñöôïc bôm qua beå ñieàu hoaø baèng bôm chìm. Choïn bôm coù coâng suaát 0, 96 kW vaø ñöôøng oáng daãn nöôùc coù Æ 168. (xem theâm Phụ lục tính toaùn- baûng 1.1 vaø baûng 1.3) Hình 4.3. Haàm bôm BEÅ ÑIEÀU HOØA Chöùc naêng Ñieàu hoøa löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi, taïo cheá ñoä laøm vieäc oån ñònh cho caùc coâng trình sau noù, traùnh sa laéng caën. Ngoaøi ra, nöôùc thaûi sau khi qua beå ñieàu hoøa seõ laøm giaûm moät phaàn caùc chaát baån höõu cô nhôø quaù trình laøm thoaùng sô boä, goùp phaàn laøm giaûm kích thöôùc cuûa heä thoáng xöû lyù. Tính toaùn Ñeå xaùc ñònh dung tích cuûa beå ñieàu hoøa, caàn phaûi coù caùc soá lieäu veà ñoä bieán thieân löu löôïng nöôùc thaûi theo töøng khoaûng thôøi gian trong ngaøy, löu löôïng trung bình cuûa ngaøy,... Tuy nhieân, do khoâng coù ñieàu kieän ñieàu tra cuï theå veà ñoä bieán thieân löu löôïng nöôùc thaûi cuûa Nhaø maùy theo töøng khoaûng thôøi gian trong ngaøy neân chæ coù theå tính theå tích cuûa beå ñieàu hoøa moät caùch gaàn ñuùng nhö sau: Löu löôïng giôø tính toaùn: Qtth = 25 m3/h Thôøi gian löu nöôùc trong beå ñieàu hoøa, choïn T = 6 giôø (Taøi lieäu: [12]). Theå tích caàn thieát beå ñieàu hoøa: W = Qtth x T = 25 x 6 = 150 m3 Kích thöôùc cuûa beå ñieàu hoøa: Choïn kích thöôùc beå ñieàu hoøa nhö sau: L x B x H = 6 m x 6 m x 4,5 m Choïn chieàu cao baûo veä laø 0,5 m Chieàu cao thöïc teá cuûa beå ñieàu hoøa H = 4,5 + 0,5 = 5 m Theå tích thöïc cuûa beå ñieàu hoøa: Wthöïc = 6 x 6 x 5 = 180 m3 Hình 4.4. Beå ñieàu hoøa Löu löôïng khoâng khí caàn cung caáp cho beå ñieàu hoøa Lkhí = Wthöïc x a Trong ñoù: Wthöïc: Theå tích thöïc cuûa beå ñieàu hoøa, Wthöïc = 180 m3 a: Toác ñoä khí neùn a = 0,015 m3/(m3 theå tích beå).phuùt (Taøi lieäu: [3]) Lkhí = 180 x 0,015 = 2,7 m3/phuùt = 0,045 m3/s Tính oáng daãn khí Khí ñöôïc cung caáp baèng heä thoáng oáng nhöïa PVC coù ñuïc loã, goàm 5 oáng ñaët doïc theo chieàu daøi beå (5m), caùc oáng ñaët caùch nhau 1 m vaø caùch thaønh beå 0,5 m. Vaän toác khí trong ñöôøng oáng chính (10 ¸ 15 m/s). Choïn voc = 13 m/s. (Taøi lieäu: [1]). Löu löôïng khí caàn cung caáp Lkhí = 0.045 m3/s Ñöôøng kính oáng daãn khí chính Doc = = = 0.076 m = 76 mm Choïn oáng Inox coù ñöôøng kính oáng Æ 90 Löu löôïng khí trong moãi oáng nhaùnh qoáng = m3/s Choïn vaän toác trong oáng nhaùnh laø Von = 10 m/s (Taøi lieäu: [1]) Ñöôøng kính oáng nhaùnh Don = = = 0.033 m Choïn oáng Inox coù ñöôøng kính oáng Æ 42 Ñöôøng kính caùc loã 2 ¸ 5 mm. Choïn dloã = 4 mm = 0.004 m. Vaän toác khí qua loã 15 ¸ 20 m/s. Choïn vloã = 15 m/s. Löu löôïng khí qua moät loã m3/h Soá loã treân moät oáng loã Choïn N = 40 loã Soá loã treân 1 meùt daøi oáng loã / meùt oáng Tính toaùn thieát bò phuï Maùy thoåi khí : ( xem Phuï luïc Tính Toaùn – Baûng 1.2) Choïn maùy thoåi khí coù coâng suaát =2,46 kW Maùy bôm : ( xem Phuï luïc Tính Toaùn – Baûng 1.1) Choïn bôm coù coâng suaát 0,55 kW. Ñöôøng oáng PVC daãn nöôùc coù Æ 90 ( xem Phuï luïc Tính Toaùn – Baûng 1.3) TÍNH TOAÙN BEÅ TROÄN CÔ KHÍ Chöùc naêng Duøng naêng löôïng caùnh khuaáy taïo ra doøng chaûy roái ñeå troän ñeàu nöôùc thaûi vôùi hoaù chaát cho vaøo: pheøn nhoâm. Tính toaùn Tính theå tích beå troän Löu löôïng giôø tính toaùn Qtth = 25 m3/h = 6,94 x 10-3 m3/s. Thôøi gian khuaáy troän t = 60s. Theå tích beå troän: V = Qtth x t = 6,94 x 10-3 x 60 = 0,42 (m³) Tính kích thöôùc beå troän Choïn chieàu cao beå troän h = 0.85 m. Vaäy dieän tích beå troän F = 0.49 m2 Ñöôøng kính beå troän: ) Choïn chieàu baûo veä, choïn hbv = 0,35 Chieàu cao toång coäng cuûa beå troän: H = h + hbv = 0,85 + 0,35 = 1,2 (m) Kích thöôùc beå troän: D * H = 0,8 * 1,2 (m). Tính baûn caùnh khuaáy Duøng maùy khuaáy 2 caùnh nghieâng goùc 450 thaønh trôn, ñaët thaúng goùc höôùng xuoáng döôùi ñeå ñöa nöôùc töø treân xuoáng. Choïn ñöôøng kính caùnh khuaáy dk = 0.4 m. Caùnh khuaáy ñaët caùch ñaùy beå moät khoaûng H = 0,3 m Chieàu roäng baûn caùnh khuaáy (laáy khoaûng 1/5 ñöôøng kính caùnh khuaáy), b = 0.08 m. Chieàu daøy baûn caùnh khuaáy (laáy khoaûng ¼ ñöôøng kính caùnh khuaáy), l = 0.09 m. Tính moâ tô khuaáy troän Toác ñoä caùnh khuaáy Choïn toác ñoä caùnh khuaáy quay treân truïc laø 150 voøng/phuùt. Quy phaïm n = 50 ÷ 500 v/phuùt theo [ 4 ]. Naêng löôïng caàn thieát cuûa caùnh khuaáy W Trong ñoù K : heä soá söùc caûn cuûa nöôùc, phuï thuoäc kieåu caùnh khuaáy, K = 1.7 ( trang 126 theo [4] ) r : Khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng, r = 1000 kg/m3 dK : Ñöôøng kính caùnh khuaáy, dK = 0,4 m n : Soá voøng quay cuûa caùnh khuaáy, n = 2.5 v/s. Coâng suaát ñoäng cô W Trong ñoù Kñ : Heä soá döï tröõ coâng suaát, Kñ = 1,1 ¸ 1,5. Choïn Kñ = 1,2 h : hieäu suaát ñoäng cô, h = 0,7 ¸ 0,9. Choïn h = 0,8. Cöôøng ñoä khuaáy troän s-1 Trong ñoù G : Gradien vaän toác, s-1 N : Naêng löôïng tieâu hao toång coäng, N = 272 W V : Dung tích beå troän, V = 0,42 m3 m : ñoä nhôùt ñoäng löïc cuûa nöôùc, m = 0,0092 Ns/m2 Hình 4.5. Beå khuaáy troän BEÅ KEO TUÏ – TAÏO BOÂNG Chöùc naêng Taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho quaù trình tieáp xuùc vaø keát dính giöõa caùc haït keo vôùi caën baån, taïo ra caùc boâng caën lôùn hôn töø caùc boâng caën beù vaø deã daøng loaïi boû bôûi quaù trình laéng. Tính toaùn Kích thöôùc beå keo tuï taïo boâng: Löu löôïng nöôùc thaûi tính toaùn: Qtttt = 25 m3/h Thôøi gian löu nöôùc trong beå, choïn t = 30 phuùt (t = 10 -30 phuùt). Theå tích beå phaûn öùng keo tuï – taïo boâng (m3) Choïn chieàu cao baûo veä Hbv = 0.5(m) Kích thöôùc xaây döïng cuûa beå laø: H*B*L = 2*1,5*6,4m Chia beå laøm thaønh 3 ngaên baèng caùc vaùch ngaên höôùng doøng nöôùc theo phöông thaúng ñöùng, khoaûng caùch giöõa caùc ngaên l = 2 (m). Dung tích cuûa moãi ngaên laø: H*B*L = 2*1,5*2m Hình 4.6. Beå keo tuï taïo boâng Tính caùnh khuaáy (Nguoàn taøi lieäu [5]) Choïn toác ñoä voøng qua 3 ngaên giaûm daàn: n1 = 9 voøng/phuùt, n2 = 8 voøng/phuùt, n3=7 voøng/phuùt Cöôøng ñoä khuaáy troän trong caùc ngaên döï kieán ñaït caùc giaù trò gradient toác ño 70s-1, 60s-1, 50s-1. Chieàu daøi caùnh khuaáy Lc = 2 x 0.3 = 0.6 (m) Ñöôøng kính guoàng tính töø meùp caùnh khuaáy ngoaøi cuøng laáy nhoû hôn chieàu roäng hoaëc chieàu saâu beå 0.3 - 0.4 m. Chieàu daøi toaøn boä caùnh khuaáy Lt = 0.6 x 2 = 1.2 (m) Chieàu roäng cuûa baûn caùnh khuaáy Trong ñoù: Fc: phaïm vi toång dieän tích caùnh khuaáy Fc = 15 -20 % dieän tích tieát dieän ngang cuûa beå. m² Guoàng khuaáy theo phöông thaúng ñöùng, kích thöôùc 0.15 m x 1.2 m. Baûn caùnh khuaáy ñaët ôû khoaûng caùch tính töø meùp ngoaøi ñeán taâm truïc quay: R1= 0.6 m, R2 = 0.3 m. Tính kieåm tra caùc chi tieâu khuaáy troän cô baûn buoàng phaûn öùng thöù nhaát Dung tích buoàng phaûn öùng thöù 1: V = 4.5 m3. Toác ñoä quay cuûa guoàng khuaáy 9 voøng/phuùt Toác ñoä chuyeån ñoäng töông ñoái cuûa caùc baûn caùnh khuaáy so vôùi nöôùc. (m/s) (m/s) Naêng löôïng caàn ñeå quay caùnh khuaáy: (W) Trong ñoù: Cb laø heä soá söùc caûn cuûa nöôùc (tyû leä vôùi chieàu daøi l vaø chieàu roäng baûn caùnh khuaáy b). Vôùi l/b = 1,2/0,15=8, Cb = 1,3.[Xem Phuïc luïc Baûng Tra]) F = 0.36m3 – tieát dieän baûn caùnh khuaáy ñoái xöùng. Naêng löôïng tieâu hao cho vieäc khuaáy troän 1m3 nöôùc trong buoàng: (W/m3) Giaù trò gradien toác ñoä: Trong ñoù: m = 0.0092 kgm2/s – ñoä nhôùt ñoäng löïc cuûa nöôùc ôû 25 0C. Coâng suaát tieâu thuï cuûa maùy khuaáy P = G² x m x V = 71² x 0,0092 x 4,5 = 209 W Tính kieåm tra caùc chi tieâu khuaáy troän cô baûn buoàng phaûn öùng thöù hai Dung tích buoàng phaûn öùng thöù 2: V = 4.5 m3 Toác ñoä quay cuûa guoàng khuaáy 8 voøng/phuùt Toác ñoä chuyeån ñoäng töông ñoái cuûa caùc baûn caùnh khuaáy so vôùi nöôùc: (m/s) (m/s) Naêng löôïng caàn ñeå quay caùnh khuaáy: (W) Trong ñoù: Cb laø heä soá söùc caûn cuûa nöôùc (tyû leä vôùi chieàu daøi l vaø chieàu roäng baûn caùnh khuaáy b). Vôùi l/b = 1,2/0,15=8, Cb = 1,3. F = 0.39m3 – tieát dieän baûn caùnh khuaáy ñoái xöùng. Naêng löôïng tieâu hao cho vieäc khuaáy troän 1m3 nöôùc trong buoàng. (W/m3) Giaù trò gradien toác ñoä: Trong ñoù: = 0.0092 kgm2/s – ñoä nhôùt ñoäng löïc cuûa nöôùc ôû 25 0C. Coâng suaát tieâu thuï cuûa maùy khuaáy P = G² x m x V = 59² x 0,0092 x 4,5 = 144 W Tính kieåm tra caùc chi tieâu khuaáy troän cô baûn buoàng phaûn öùng thöù ba Dung tích buoàng phaûn öùng thöù 3: V = 4.5 m3 Toác ñoä quay cuûa guoàng khuaáy 7 voøng/phuùt Toác ñoä chuyeån ñoäng töông ñoái cuûa caùc baûn caùnh khuaáy so vôùi nöôùc: (m/s) (m/s) Naêng löôïng caàn ñeå quay caùnh khuaáy: (W) Trong ñoù: Cb laø heä soá söùc caûn cuûa nöôùc (tyû leä vôùi chieàu daøi l vaø chieàu roäng baûn caùnh khuaáy b). Vôùi l/b = 1,2/0,15=8, Cb = 1,3. F = 0.39m3 –tieát dieän baûn caùnh khuaáy ñoái xöùng. Naêng löôïng tieâu hao cho vieäc khuaáy troän 1m3 nöôùc trong buoàng: (W/m3) Giaù trò gradien toác ñoä: Trong ñoù: = 0.0092 kgm2/s – ñoä nhôùt ñoäng löïc cuûa nöôùc ôû 25 0C. Coâng suaát tieâu thuï cuûa maùy khuaáy P = G² x m x V = 49² x 0,0092 x 4,5 = 100 W Ñeå cho Gradien vaän toác giaûm moät caùch ñeàu ñaën ta choïn Gradien vaän toác qua caùc töôøng chaén nhö sau: Töôøng ngaên giöõa ngaên 1 vaø ngaên 2 laø: Naêng löôïng caàn ñeå ñaït G12=65 (s-1). . Toån thaát aùp löïc qua töôøng: Trong ñoù: Q: löu löôïng = 500 m3/nñ = 6.94 x 10-3 (m3/s). W: Naêng löôïng caàn cho 1 m3 nöôùc (Kw/m3). : troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc = 1000 (kg/m3) Choïn chieàu cao khe laø: H = 0.04 (m). Löu löôïng qua khe laø: Q = mo.B.(2g.H3)1/2 Trong ñoù: B: chieàu ngang cuûa ngaên laø 2 (m). g: Gia toác troïng tröôøng = 9.81 (m2/s). H: Chieàu cao khe = 0.04 (m). mo: Heä soá löu löôïng. Maø: Vôùi: hn = H – ht = 0.04 – 0.0057 = 0.034 (m). P = Hn - hn = 1.5 – 0.034 = 1.47 (m) Suy ra: Löu löôïng qua khe: Q = 0.1932(29.810.043)1/2 = 0.014(m3/s) Q = 14 (l/s) > 5.8 (l/s). Choïn laïi chieàu cao khe: H = 0.018 (m). hn = H – ht = 0.018 – 0.0057 = 0.0123 (m). P = Hn - hn = 1.5 – 0.0123 = 1.488(m). Suy ra: Löu löôïng qua khe: Q = 0.2752 (29.810.0153)1/2 = 0.0058 (m3/s) Q = 5.8 (l/s) < 5.8 (l/s). Vaäy choïn chieàu cao khe laø H = 0.018 (m). Dieän tích ngang moãi khe: 0.018 x 2 (m) = 0.036 (m2). Chia laøm ba loã, moãi loã coù dieän tích ngang = 0.012 (m2). Kích thöôùc moãi loã laø: 10 x 12 (cm). Töôøng ngaên giöõa ngaên 2 vaø ngaên 3 laø: Naêng löôïng caàn ñeå ñaït G12=33 (s-1): . Toån thaát aùp löïc qua töôøng: Vôùi: Q: löu löôïng = 500 m3/nñ = 6.94x10-3 (m3/s). W: Naêng löôïng caàn cho 1 m3 nöôùc (Kw/m3). : troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc = 1000 (kg/m3) Choïn chieàu cao khe laø: H = 0.015 (m). Löu löôïng qua khe laø: Q = mo.B.(2g.H3)1/2 Trong ñoù: B: chieàu ngang cuûa ngaên laø 2 (m). g: Gia toác troïng tröôøng = 9.81 (m2/s). H: Chieàu cao khe = 0.015 (m). mo: Heä soá löu löôïng. Maø: Vôùi: hn = H – ht = 0.015 – 0.004 = 0.011 (m). P = Hn - hn = 1.5 – 0.011 = 1.489 (m). Suy ra: Löu löôïng qua khe: Q = 0.2081.7(29.810.033)1/2 = 0.0034 (m3/s) Q = 3.4(l/s) > 5.8 (l/s). Vaäy choïn chieàu cao khe laø H = 0.015 (m). Dieän tích ngang moãi khe: 0.0152(m) = 0.03 (m2). Chia ra laøm ba loã , moãi loã coù S = 0.01 (m2) Vaäy choïn kích thöôùc moãi loã laø: 10 x 10 (cm). BEÅ LAÉNG ÑÔÏT I (BEÅ LAÉNG ÑÖÙNG) Chöùc naêng: Thöïc hieän quaù trình laéng ñeå taùch rôøi caùc boâng caën pheøn ra khoûi nöôùc thaûi. Tính toaùn Tính kích thöôùc beå Dieän tích beà maët caàn thieát cuûa beå laéng F = Qngaøy/v0 =500/31 =16,13 (m²) Trong ñoù: Q: löu löôïng cuûa nöôùc thaûi: 500 (m3/ngaøy ñeâm) v0: taûi troïng beà maët (m3/m2ngaøy/). v0 = 31 ÷ 50 m3/m2ngaøy (Nguoàn taøi lieäu: [1]). Choïn v0 = 31 m3/m2 ngaøy. Ñöôøng kính beå laéng: Chieàu cao döï tröõ treân maët thoaùng, choïn h1 = 0,3m Chieàu cao phaàn nöôùc trong, choïn h2 = 2,7m Chieàu cao phaàn hình choùp, ñaùy doác 470 höôùng veà taâm, choïn h3 =2,0m Choïn chieàu toång coäng cuûa beå: H = h1+h2+h3 = 0,3+2,7+2,0=5,0m Kích thöôùc beå laéng 1 ñöôïc theå hieän treân hình 4.5. Hình 4.7. Beå laéng 1 Thôøi gian löu nöôùc Theå tích phaàn hình truï chöùa nöôùc: Vtr = FBeå x h2 = 16,13 x 2,7 = 43,55m3 Thôøi gian löu nöôùc: Theå tích phaàn hình chöùa buøn: Vch = p/4 x (D² + d² +D x d) x h3/3 = 3,14/4 x (4,6²+0,8²) x 2/3 = 11,4m3 Trong ñoù: d laø ñöôøng kính ñaùy hình choùp. Theå tích beå laéng: V = Fbeå x (h2+h1) +Vch = 16,13 x (2,7+0,3)+11,4=59,8m3 Taûi troïng thuûy löïc: Tính oáng trung taâm Dieän tích oáng trung taâm: Trong ñoù: v laø vaän toác nöôùc chaûy qua oáng trung taâm v<= 30mm/s (Nguoàn taøi lieäu: [1]), choïn v = 24mm/s Ñöôøng kính oáng trung taâm: Chieàu cao buoàng phaân phoái trung taâm: Htt = h2 = 2,7 m Ñöôøng kính phaàn loe cuûa oáng trung taâm choïn 1,35 ñöôøng kính oáng trung taâm: = 0,81m Ñöôøng kính taám chaén baèng 1,3 ñöôøng kính phaàn loe cuûa oáng trung taâm = 1,0m Kích thöôùc pheåu phaân phoái nöôùc ñöôïc theå hieän treân hình 4.7. Hình 4.8. Pheåu phaân phoái nöôùc Tính maùng thu nöôùc Tieát dieän ngang cuûa maùng thu nöôùc Trong ñoù: vm laø vaän toác nöôùc chaûy trong maùng v = 0,4m/s (Nguoàn taøi lieäu[9]), choïn v = 0,4m/s Chieàu roäng maùng thu nöôùc, choïn bm = 0,25m Chieàu cao maùng tính toaùn: hm = Fm/bm = 0,017/0,25 = 0,068m Choïn chieàu cao maùng tính caû phaàn baûo veä, choïn Hm = 0,3m Chieàu daøi maùng thu nöôùc: Lmaùng = p x (D - bm/2) = 3.14 x (4.6-0,25/2) = 14,05 m Taûi troïng thu nöôùc treân 1 meùt daøi cuûa maùng traøn Ls = Qngaøy/Lmaùng = 500/14,05 = 35,6 m3/m daøi.ngaøy Tính taám raêng cöa Maùng raêng cöa ñöôïc neo chaët vaøo thaønh maùng thu nöôùc nhaèm ñieàu hoøa doøng chaûy töø beå vaøo maùng thu nhôø khe dòch chuyeån, ñoàng thôøi maùng raêng cöa coù taùc duïng caân baèng möïc nöôùc treân beà maët beå khi coâng trình bò luùn hoaëc nghieâng. Chieàu daøi maùng raêng cöa: Lmrc = (D- bm x 2- btm x 2)x 3,14 = (4,6- 0,25 x 2-0,1 x 2) x3,14 = 12,25m Trong ñoù: btm: laø chieàu daøy thaønh maùng, choïn bm = 0,1m Choïn taám raêng cöa hình chöõ V baèng theùp khoâng gæ daøy 2 mm coù goùc ôû ñaùy 90o (ñeå ñieàu chænh cao ñoä meùp maùng), cao h = 200 mm. Chieàu cao hình chöõ V laø 30 mm, chieàu roäng khe hình chöõ V laø 60 mm, khoaûng caùch giöõa 2 khe laø 100 mm. Soá raêng cöa Ta coù: Lmaùng = n x 60 + (n + 1) x (100-60) =12.250 Suy ra n =122khe Löu löôïng nöôùc vaøo moãi khe chöõ V qkhe = Qtth/n = 25/122 = 0,2m³/h = 5,5x10-5 (m³/s) Chieàu cao möïc nöôùc trong khe chöõ V Ta coù: Suy ra: hngaäp = 17 mm < 30 mm (ñaït yeâu caàu). Löôïng buøn sinh ra Löôïng buøn sinh ra moãi ngaøy G = = 360 kg / ngaøy Giaû söû buøn töôi cuûa nöôùc thaûi coù haøm löôïng caën 5% (ñoä aåm 95%), tæ soá MLVSS: MLSS = 0.8 vaø khoái löôïng rieâng cuûa buøn töôi laø 1.053 kg/lít. Vaäy löôïng buøn caàn phaûi xöû lyù laø: lít/ngaøy = 6.84 m3/ngaøy Löôïng buøn töôi coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc Mtöôi (VSS) = 0,8 x 360 = 288 kg/ngaøy BEÅ AEROTEN Chöùc naêng Loaïi boû caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc nhôø vi sinh vaät hieáu khí. Caùc thoâng soá thieát keá vaø vaän haønh beå Aeroten Löu löôïng nöôùc thaûi Q = 500 m3/ ngaøy = 25 m3/ h. Nöôùc thaûi tröôùc vaø sau xöû lyù ñaït caùc giaù trò theo baûng 4.2 Haøm löôïng BOD5 ñaàu vaøo S0 = 180 mg/l Haøm löôïng COD ñaàu vaøo laø 432 mg/ Haøm löôïng SS ñaàu vaøo laø 266 mg/l BOD5 ôû ñaàu ra = 20 mg/l COD ôû ñaàu ra = 43,2 mg/l Caën lô löûng ôû ñaàu ra SSra = 30 mg/l (theo baûng 4.2) goàm 65% caën coù theå phaân huûy sinh hoïc. Nöôùc thaûi khi vaøo beå Aeroten coù haøm löôïng chaát raén lô löûng bay hôi (noàng ñoä vi sinh vaät ban ñaàu) X0 = 0. Noàng ñoä buøn hoaït tính trong beå Aeroten (MLVSS) ñöôïc duy trì trong beå laø X = 2500 mg/l. Thôøi gian löu buøn trung bình c = 10 ngaøy. Tæ soá giöõa löôïng chaát raén lô löûng bay hôi (MLVSS) vôùi löôïng chaát raén lô löûng (MLSS) coù trong nöôùc thaûi laø . Noàng ñoä buøn hoaït tính trong doøng tuaàn hoaøn G = 10.000 mg SS/l Heä soá chuyeån ñoåi giöõa BOD5 vaø BOD20 laø BOD5: BOD20 = 0,6 Loaïi beå Aeroten khuaáy troän hoaøn chænh. Giaû söû nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy coù chöùa ñaày ñuû löôïng chaát dinh döôõng Nitô, Photpho vaø caùc chaát vi löôïng khaùc ñuû cho sinh tröôûng teá baøo Heä soá sinh tröôûng cöïc ñaïi: Y = 0.7 g VSS / g BOD5 tính toaùn Heä soá phaân huûy noäi baøo: Kd = 0.04 (ngaøy-1) Sô ñoà laøm vieäc cuûa Aeroten Q, X0 , S0 Q + Qr , X Qe, Xe, S Qr, Xr, S Qw, Xr Trong ñoù: Q, Qr, Qw, Qe: Löu löôïng nöôùc thaûi ñaàu vaøo, löu löôïng buøn tuaàn hoaøn, löu löôïng buøn xaû vaø löu löôïng nöôùc thaûi ñaàu ra (m3/ngaøy). X0, X, Xr, Xe: haøm löôïng caën lô löûng ñaàu vaøo, haøm löôïng buøn hoaït tính trong beå Aeroten, haøm löôïng SS cuûa lôùp buøn tuaàn hoaøn vaø haøm löôïng buøn sau khi qua beå laéng 2 (mg/l). S0, S: Noàng ñoä chaát neàn (tính theo BOD5) ôû ñaàu vaøo vaø noàng ñoä chaát neàn sau khi qua beå laéng 2 (mg/l). Tính toaùn chi tieát beå Aeroten Noàng ñoä BOD5 hoøa tan sau laéng 2 trong nöôùc thaûi ñaàu ra Phöông trình caân baèng vaät chaát BOD5 ôû ñaàu ra = BOD5 hoøa tan ñi ra töø beå Aeroten + BOD5 cuûa caën lô löûng ôû ñaàu ra Trong ñoù: BOD5 ôû ñaàu ra: 20 mg/l BOD5 cuûa caën lô löûng ôû ñaàu ra ñöôïc xaùc ñònh nhö sau Löôïng caën coù theå phaân huûy sinh hoïc coù trong caën lô löûng ôû ñaàu ra: 0.65 x 30 mg/l = 19.5 mg/l Löôïng oxy caàn cung caáp ñeå oxy hoùa heát löôïng caën coù theå phaân huûy sinh hoïc cuûa nöôùc thaûi sau beå laéng 2 laø: 19.5 mg/l x (1.42 mg O2 tieâu thuï / mg teá baøo bò oxy hoùa) = 27.69 mg/l Löôïng oxy naøy chính laø giaù trò BOD20 cuûa phaûn öùng. Quaù trình tính toaùn döïa vaøo phöông trình phaûn öùng sau C5H7O2N + 5O2 ® 5CO2 + 2H2O + NH3 + Naêng löôïng 113 160 1 mg 1.42 mg Löôïng BOD5 cuûa caën lô löûng cuûa nöôùc thaûi sau beå laéng 2 BOD5 = BOD20 x 0.68 = 27.69 x 0.68 = 16.61mg/l BOD5 hoøa tan cuûa nöôùc thaûi sau beå laéng 2 laø S, mg/l 20 = S + 18,83 S = 3.39 mg/l Hieäu quaû laøm saïch Hieäu quaû laøm saïch theo BOD5 hoøa tan = 98% Hieäu quaû laøm saïch cho toaøn heä thoáng Theå tích beå Aeroten Trong ñoù: V: Theå tích beå Aeroten, m3 Q = 500 m3/ngaøy: Löu löôïng nöôùc ñaàu vaøo Y = 0.4 g VSS / g BOD5 tính toaùn: Heä soá saûn löôïng cöïc ñaïi c = 10 ngaøy: Thôøi gian löu buøn S0 – S = 180 – 3.39 = 176.61 mg/l X =2500mg/L: Noàng ñoä buøn hoaït tính trong beå Aeroten Kd = 0.04 ngaøy-1: Heä soá phaân huûy noäi baøo m3 Choïn V =177 m3 Thôøi gian löu nöôùc cuûa beå aeroten ngaøy = 7.08 giôø Löôïng buøn dö phaûi xaû moãi ngaøy khoûi beå Aeroten Heä soá taïo buøn töø BOD5 Löôïng buøn dö sinh ra moãi ngaøy do khöû BOD5 (tính theo MLVSS) Px = Yobs x Q x (S0 – S) Px (VSS) = 0.5 x 500 x (180 – 3.39) x 10-3 kg/g = 44.153 kg VSS / ngaøy Toång löôïng caën lô löûng sinh ra moãi ngaøy Px (SS) = kg SS / ngaøy (vì ) Löôïng buøn dö caàn xöû lyù moãi ngaøy Löôïng buøn dö caàn xöû lyù = Toång löôïng buøn - löôïng SS troâi ra khoûi laéng 2 Mdö (SS) = 55.19kg SS/ngaøy – 500 m3/ngaøy x 30 g/m3 x 10-3 kg/g Mdö (SS) = 40.19 kg SS/ngaøy Löôïng buøn dö coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc caàn xöû lyù Mdö (VSS) = 40.19 kg SS/ngaøy x 0.8 = 32.152 kg VSS/ngaøy Löôïng buøn dö xaû ra haøng ngaøy töø ñaùy beå laéng 2 theo ñöôøng tuaàn hoaøn buøn Giaû söû löu löôïng nöôùc ra khoûi beå laéng 2 (Qe) = löu löôïng ñaàu vaøo (Q) = 500 m3/ngaøy (xem nhö löôïng nöôùc thaát thoaùt do tuaàn hoaøn buøn laø khoâng ñaùng keå) Thôøi gian löu buøn trong heä thoáng ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: ® Trong ñoù: Noàng ñoä chaát raén bay hôi coù trong buøn hoaït tính tuaàn hoaøn Xr = 10 000 mg SS/L x 0.8 = 8 000 mg VSS/L Noàng ñoä chaát raén bay hôi coù trong doøng ra töø beå laéng 2 Xe = 30 mg SS/L x 0.8 = 24 mg VSS/L Löôïng buøn dö thaûi töø beå laéng 2 m3/ngaøy = 0.2 m3/h Heä soá tuaàn hoaøn buøn vaø löu löôïng buøn tuaàn hoaøn Laäp caân baèng vaät chaát cho beå Aeroten (xem nhö löôïng chaát höõu cô bay hôi ôû ñaàu ra cuûa heä thoáng laø khoâng ñaùng keå). Q X0 + Qr Xr = (Q + Qr) X Ta coù X0 = 0, chia 2 veá cho Q vaø ñaët laø heä soá buøn tuaàn hoaøn Löôïng buøn tuaàn hoaøn: Qbth = ngaøy = 0.45 x 500 m3/ngaøy = 225 m3/ngaøy = 11.25 m3/h Kieåm tra chæ tieâu laøm vieäc cuûa beå aeroten Taûi troïng theå tích kg BOD5 / m3.ngaøy Giaù trò naøy naèm trong khoaûng thoâng soá cho pheùp khi thieát keá beå (0.8 ¸ 1.9). Tæ soá F / M mg BOD5 / mg VSS ngaøy Giaù trò naøy naèm trong khoaûng thoâng soá cho pheùp khi thieát keá beå (0.2 ¸ 1). Giaù trò cuûa toác ñoä söû duïng chaát neàn (BOD5) cuûa 1 gram buøn hoaït tính trong 1 ngaøy Löôïng oxy caàn cung caáp cho beå Aeroten döïa treân BOD5 Löôïng oxy caàn thieát trong ñieàu kieän tieâu chuaån cuûa phaûn öùng ôû 200C OC0 = – 1.42 Px (VSS) Vôùi f laø heä soá chuyeån ñoåi giöõa BOD5 vaø BOD20 , f = 0.6 ® OC0 = –1.42 x 44.153 = 84.47 kg O2/ngaøy Löôïng oxy thöïc teá caàn söû duïng cho beå trong ñieàu kieän thöïc teá ôû 250C OCt = OC0 Trong ñoù: C20 = 9.08 mg/L: Noàng ñoä oxy baõo hoøa trong nöôùc ôû 200C (Nguoàn taøi lieäu: phuï luïc D - “Unit Operation Processes In Environment Engineering”) C25 = 7.01 mg/L: Noàng ñoä oxy baõo hoøa trong nöôùc ôû 250C CL: Löôïng oxy hoøa tan caàn duy trì trong beå, choïn CL = 2 mg/L T (nhieät ñoä nöôùc thaûi) = 250C OCt = 84.47 x kg O2 / ngaøy Löôïng khoâng khí caàn thieát ñeå cung caáp vaøo beå Qkk = Trong ñoù: OCt: Löôïng oxy thöïc teá caàn cung caáp cho beå OCt = 246.24 kg O2 / ngaøy OU: Coâng suaát hoøa tan oxy vaøo nöôùc thaûi cuûa thieát bò phaân phoái. Choïn daïng ñóa xoáp, ñöôøng kính 170 mm, dieän tích beà maët ñóa 0.02 m2. Cöôøng ñoä