Xem mẫu
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Aerotank là bể lộ thiên có chiều sâu 2-5m, được chia thành 2 phần:
phần tái sinh (25% thể tính chung) và phần thông khí, trong đó diễn ra quá trình
xử lý chính. Sự hiện diện của phần tái sinh cho phép xử lý nước thải đậm đặc
hơn và tăng nămg suất của hệ.
Trước bể aerotank nước thải không được chứa hơn 150 mg/l hạt lơ
lửng và 25 mg/l sản phẩm dầu mỏ. Nhiệt độ nước thải không thấp hơn 60C và
không cao hơn 300C, pH= 6,5-9.
b. Xử lý trong thiết bị lọc sinh học:
Thiết bị lọc sinh học là thiết bị mà bên trong thân của nó có bố trí
đệm dạng thỏi và cơ cấu phân phối nước và không khí . Trong thiết bị lọc sinh
học nước thải được lọc qua lớp vật liệu bao phủ màng vi sinh. Vi sinh trong
màng oxy hóa các chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và năng
lượng. Như vậy , chất hữu cơ được tách ra khỏi nước còn khối lượng màng
sinh học tăng lên. Màng sinh học chết trôi theo nước ra khỏi thiết bị.
Vật liệu đệm là vật liệu có độ xốp cao, khối lượng riêng nhỏ và bề
mặt riêng lớn như đá dăm, xỉ, đá cuội, keramit, các vòng sứ nhựa hoặc kim
loại… Màng sinh học đóng vai trò như bùn hoạt tính, nó hấp thụ và phân huỷ
các chất hữu cơ trong nước thải. Cường độ oxy hóa trong thiết bị lọc sinh học
thấp hơn trong aerotank.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý trong thiết bị lọc sinh học
là: BOD của nước thải, bản chất của chất hữu cơ ô nhiễm, vận tốc oxy hóa,
cường độ thông khí, chiều dài màng sinh học, thành phần vi sinh, diện tích và
chiều cao.
Thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt có năng suất thấp nhưng đảm bảo xử
lý tuần hoàn. Tải trọng thuỷ lực của chúng là 0,5 – 3m3/(m2.ngày đêm). Chúng
được sử dụng để xử lý nước với năng suất đến 100m3/ngày đêm nếu BOD <
200mg/l.
Thiết bị sinh học cao tải hoạt động với tải trọng thuỷ lực 10 -
30m3/(m2.ngày đêm), lớn hơn thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt 10 – 15 lần nhưng nó
không đảm bảo xử lý sinh học tuần hoàn.
Để hòa tan oxy tốt hơn tiến hành không khí. Thể tích không khí
không vượt quá 16m3 trên 1 m3 nước thải. Khi BOD20 > 300 mg/l nhất định phải
tuần hoàn nước thải. Tháp sinh học cho xử lý nước thải có năng suất đến
5000m3/ngày đêm.
Thiết bị thông khí lọc - sinh học là các nửa ống hình trụ đường kính
80 mm được bố trí nằm ngang xen kẻ nhau. Nước thải đi vào từ trên, đổ đầy
vào nửa ống trụ và chảy tràn xuống dưới. Ở mặt ngoài của ống hình thành các
máy sinh học, còn bên trong ống là khối sinh vật giống như bùn hoạt tính. Nước
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 65
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
được bảo hòa oxy khi chảy từ trên xuống. Thiết bị này có năng suất và hiệu quả
xử lý cao.
c) Phương pháp yếm khí:
Phương pháp này được ứng dụng để lên men cặn tạo thành trong
xử lý hóa sinh nước thải sản xuất và xử lý bậc một nước thải đậm đặc (BODtp =
4 – 5 g/l), chứa các chất hữu cơ bị phân huỷ bởi các vi sinh yếm khí. Tuỳ thuộc
vào sản phẩm cuối mà được chia thành các dạng lên men: cồn, axit, sữa,
mêtan…Sản phẩm cuối tương ứng là cồn, axit, axeton và khí (CO2, H2, CH4).
Quá trình lên men được tiến hành trong thiết bị metanten – là bình
chứa kín được trang bị cơ cấu nhập và tháo cặn.
Phương pháp yếm khí có thể được sử dụng để xử lý chất thải đậm
đặc của công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, chế biến len, axit béo tổng hợp.
Trong điều kiện lên men ấm thời gian lưu của nước thải trong bể
metanten là 7 – 15 ngày đêm; trong điều kiện không thông thuỷ 15 – 30 ngày
đêm. Sau khi lên men BODtp trong nước thải là 1,5 – 2g/l sẽ được xử lý tiếp
trong aerotank. Lượng khí lên men rất lớn, đến 0,5 – 0,7m3/kg BODtp (trang
124-133, [11]).
Các công trình xử lý phụ khác:
I. Khử trùng nước thải:
Qua các công trình xử lý cơ học cũng như sinh học không loại trừ
được một cách triệt để các loại vi khuẩn, nhất là vi khuẩn gây bệnh, bởi vậy
nước thải cần được khử trùng trước khi xả vào nguồn. Để khử trùng nước thải,
người ta có thể sử dụng hai phương pháp là : phương pháp vật lí và phương
pháp hóa học.
I.1. Khử trùng bằng phương pháp vật lý:
I.1.1. Phương pháp nhiệt:
Đây là phương pháp đơn giản và lâu đời nhất, giết được các vi
thể gây bệnh như các vi khuẩn, vi trùng, nang , trứng. Đó là biện pháp hiệu quả
trong xử lý phạm vi hộ gia đình, song không khả thi trong xử lý nước cấp cho
cộng đồng, chỉ sử dụng trong trường hợp khẩn cấp ( trang 121, [19] ).
I.1.2. Khử trùng bằng tia cực tím:
Là phương pháp khử trùng đối với nước trong, hiệu quả giảm
đang kể khi nước đục hoặc chứa các phần tử như nitrat, sunfat và sắt ( trang
221, [19] ).
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 66
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Nước làm sạch bằng phương pháp này không bị thay đổi tính
chất và vị của nó. Tuy nhiên, phương pháp này giá thành cao chỉ thấy ở các
nước phát triển ( trang 221, [19] và trang 59, [11] ).
I.1.3. Khử trùng bằng siêu âm:
Đây là một phương pháp khử trùng triệt để nhưng tốn kém.
Dưới tác dụng của sóng siêu âm giết chết các tế bào thực,
động vật, các vi sinh và cả những cơ thể lớn hơn rất độc có trong nước uống và
nước kỹ thuật ( trang 59, [11] ).
I.2. Khử trùng bằng phương pháp hóa học:
Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các chất oxy hóa mạnh
để oxy hóa men của tế bào vi sinh vật và tiêu diệt chúng. Các hóa chất thường
dùng là các halogen như: clo, brôm, iod, clodioxit và các hợp chất khác của clo,
ozon, kali permanganat, hydro, peoxit,…Phương pháp khử trùng hóa học có
hiệu suất cao nên được sử dụng rất rộng rãi và cho mọi quy mô ( trang 168, [20]
).
I.2.1. Sát trùng nước bằng clo và các hợp chất của clo:
Bản chất tác dụng khử trùng của clo là quá trình oxy hóa khử
diễn ra khi tương tác clo và các hợp chất của nó với các chất hữu cơ ở mạng vi
sinh. Axit tham gia vào phản ứng với men khuẩn và phá hủy trao đổi trong mạng
khuẩn.
Tẩy trùng bằng clo sẽ diễn ra quá trình phân hủy các hợp chất
hữu cơ, thí dụ các chất mùn khoáng thành CO2, sắt(II) oxy hóa thành sắt (III);
Mn (II) thành Mn(IV), các chất huyền phù bền vững chuyển thành không bền
vững do sự phân hủy của chất keo bảo vệ.
Clo hóa có vai trò to lớn trong việc làm sạch các tạp chất lơ
lửng phân tán mịn trong nước, khả năng làm mất màu nước và tạo điều kiện
thuận lợi để làm trong nước và lọc nước.
Clo hòa tan vào trong nước thành hai axit – clorua và clorat:
→
H2O + Cl2 HCl + HClO
Axit clorat rất yếu và sự phân ly của nó phụ thuộc vào pH của
môi trường. pH càng thấp nồng độ axit clorat càng cao và do có thế oxy hóa
khử cao tạo điều kiện khử trùng nước. Vì vậy, khử trùng nước bằng clo và các
hợp chất chứa clo nên tiến hành trước khi cho chất kiềm vào nước ( trang 56-
57, [11] ).
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 67
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Sử dụng phương pháp này diệt khuẩn cho nước rất phổ biến vì
hiệu quả cao và kinh tế.
I.2.2. Khử khuẩn bằng ozon:
Phương pháp ozon hóa được dùng ngày càng nhiều để xử lý
nước thải và nước uống nhất là ở các nước phát triển, vì nó có hiệu quả trong
việc khử các hợp chất gây mùi vị khó chịu hay màu cho nước.
Tuy nhiên, do thiết bị ozon hóa phức tạp, giá thành khử trùng
cao nên việc sử dụng ozon ở các nước đang phát triển còn bị hạn chế ( trang
222-223, [19] ).
I.2.3 Khử khuẩn bằng iod:
Khử khuẩn bằng Iod cần liều lượng cao, nhưng không hiệu
quả khi nước khử trùng có màu hoặc đục. Do dễ bay hơi trong các dịch thể nên
phương pháp này chỉ sử dụng khi khẩn cấp và bị hạn chế nhiều ( trang 222, [19]
).
I.2.4. Khử khuẩn bằng KMnO4:
Là chất oxy hóa mạnh, có hiệu quả chống lại vi khuẩn gây
bệnh thổ tả nhưng không hiệu quả đối với các mầm bệnh khác. Nó để lại các
vệt màu trong thùng đựng nên phương pháp này cũng rất ít sử dụng.
II. Khử mùi và vị ( tẩy uế ):
Tẩy uế là xử lý nước với mục đích khử các mùi hôi và vị gây nên
bởi các chất khác nhau có mặt trong nước đôi khi với lượng không xác định
được qua phân tích. Mùi trong nước có thể do: H2S, C6H5OH, Cl2, các muối hòa
tan,…, các chất hoạt động bề mặt trong nước hay các chất độc trong nông
nghiệp đưa đến.
Tẩy uế bằng cách lọc qua lớp than hoạt tính. Để khử phenol và
clophenol ứng dụng clo hóa nước, nhận được dẫn xuất polyclo không có mùi
hôi. Tác dụng khử mùi và vị của clo có thể tăng lên nếu thêm permanganat.
Phương pháp ozon hóa cũng là phương pháp làm vị nước tốt hơn. Phương
pháp này được dùng trong làm sạch các chất hoạt động bề mặt có trong nước (
trang 61-62, [11]).
III. Loại chất phóng xạ:
Trong nước tự nhiên có chứa các chất phóng xạ có nguồn gốc tự
nhiên hay nhân tạo. Có thể khử hoạt tính của nước bằng hai cách:
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 68
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
_ Giữ nước trước khi đưa đi sử dụng một khoảng thời gian đủ để
phân hủy các đồng vị có thời gian sống ngắn.
_ Loại các chất phóng xạ lơ lửng.
Loại các chất phóng xạ trong nước bằng cách chưng cất, để lắng,
lọc, keo tụ, hấp phụ ( bằng đất sét, than hoạt tính, các chất hấp phụ kim loại và
các chất khác ) trao đổi ion và kết hợp giữa các phương pháp trên ( trang 75,
[11]).
Trong ngành công nghiệp xử lý các chất phóng xạ từ trước đến
nay người ta thường chôn chúng trong các hố khoan sâu trong lòng đất ở các
nơi hoang vắng, cách xa các khu dân cư. Đối với các chất thải phóng xạ có
cường độ thấp người ta thường pha loãng rồi đổ xuống biển hay đại dương ( !
). Trong một số trường hợp nguy hiểm người ta trộn bả thải khô với một số chất
phụ gia rồi nấu chảy thành thủy tinh sau đó cất giữ các khối thủy tinh rắn này
vào trong các hầm chứa đặc biệt. Hiện nay, người ta cho rằng đây là phương
pháp bảo quản chất thải phóng xạ bảo đảm nhất và an toàn nhất ( trang 97, [6]).
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 69
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
PHẦN VI:
KẾT LUẬN
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 70
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Về phương diện khoa học, môi trường là một lĩnh vực liên ngành, đa
ngành; còn về phạm vi ảnh hưởng của nó là một trong những đối tượng mang
tính toàn cầu rõ rệt nhất. Nếu sự ô nhiễm môi trường là một tai họa thì “ tai họa
này không phải của riêng ai “, mà là chung của tất cả các quốc gia, của toàn
nhân loại. Vâng ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng
đang là một vấn đề đáng quan tâm hiện nay.
Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã
làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế, con người phải
biết xử lý các nguồn nước cấp để có đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng
cho mọi nhu cầu sản xuất công nghiệp và sinh hoạt, cho chính mình và giải
quyết hậu quả của chính mình. Vấn đề xử lý nước nói chung đang trở thành vấn
đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị của cộng đồng.
Nước ta là một nước đang phát triển, nền công nghiệp mới bắt đầu được
xây dựng, chưa có những khu công nghiệp lớn và tập trung, giao thông vận tải
chưa phát triển, số lượng xe cộ chưa nhiều…cho nên nếu nhìn tổng thể thì mức
độ ô nhiễm ở nước ta chưa nghiêm trọng, tỉ trọng của các ngành công nghiệp
trong các yếu tố gây ô nhiễm chưa cao. Tuy nhiên, nếu xét cục bộ thì ở một số
thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh; một số thị xã, thị trấn và
vùng phụ cận của một số nhà máy, xí nghiệp…tình trạng ô nhiễm đôi khi là
nghiêm trọng. Ở các thành phố lớn và các khu đông dân cư, các yếu tố gây ô
nhiễm chủ yếu là các chất thải sinh hoạt. Mấy năm gần đây, tình hình ô nhiễm ở
các khu vực này ngày càng trở nên trầm trọng hơn vì tốc độ đô thị hóa ngày
càng cao, trong khi sự phát triển cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng kịp. Cũng cần
phải thừa nhận rằng tình trạng nghèo khó, dân trí còn thấp, trình độ quản lý đô
thị còn thấp, mật độ dân số cao…cũng là những yếu tố làm cho vấn đề ô nhiễm
trở nên nặng nề hơn.
Ở các khu công nghiệp và vùng phụ cận, tuy quy mô không lớn nhưng do
hầu hết các nhà máy đều có công nghệ cũ, lạc hậu, không có công đoạn xử lý
chất thải, tất cả các chất thải đều được thải trực tiếp vào môi trường, cho nên ở
các khu vực này tình trạng ô nhiễm là nghiêm trọng, đôi khi sự ô nhiễm còn ảnh
hưởng cả đến các vùng khác qua các con đường lan truyền tương ứng.
… Các chất thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh
hoạt của người dân mà các nguồn nước ở nước ta hiện nay đang bị ô nhiễm
với các mức độ khác nhau, đặc biệt là ở các thành phố lớn, các khu công
nghiệp và các vùng phụ cận…
Một trong những mục tiêu và nhiệm vụ chủ yếu của thời kỳ đẩy mạnh
Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước mà Đại hội Đảng lần thứ VIII đã đề ra
là: “ dân cư thành thị và 80% dân số nông thôn được cung cấp nước sạch ” và
cần “ xây dựng quy hoạch bảo vệ và khai thác hợp lý nguồn nước,đáp ứng yêu
cầu của sản xuất và đời sống”. Để làm được điều đó chúng ta phải “ bằng và
dựa vào khoa học và công nghệ ” ( Nghị quyết Trung ương lần thứ II, khóa III ).
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 71
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Để có được nguồn nước sạch để sinh hoạt và sản xuất, thì các nguồn
nước thải nói chung cần phải được xử lý qua các công đoạn khác nhau đảm
bảo không bị ô nhiễm trước khi đổ vào nguồn. Hiện nay có rất nhiều các
phương pháp xử lý khác nhau. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm của nó, tùy
theo nguồn nước thải mà ta sử dụng phương pháp thích hợp.
Đối với nước ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên hay nước thải sinh hoạt
thường chứa các chất hữu cơ hòa tan dễ bị vi sinh vật phân hủy thì ta dùng
phương pháp sinh học ( hiếu khí, kỵ khí, thiếu khí ). Nếu lượng nước thải bé và
không chứa các thành phần độc hại thì các quá trình tự nhiên như sa lắng, oxy
hóa sinh học…đủ sức làm sạch chúng, và do đó người ta có thể thải trực tiếp
nước thải vào sông, hồ hay biển. Tuy nhiên, ngày nay ở các thành phố và khu
công nghiệp lớn, lượng nước thải sinh hoạt rất lớn (bình quân 200
l/người/ngày) và có chứa nhiều thành phần độc hại, mặt khác nguồn nước tự
nhiên ngày nay cũng đã bị ô nhiễm nhiều hơn do ảnh hưởng từ các nguồn
nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Vì vậy chúng cần được xử lý trước khi thải
vào môi trường. Quá trình xử lý nước thải trường hợp này thường được chia
thành ba giai đoạn sau: giai đoạn xử lý sơ bộ để loại các chất phân tán lớn, giai
đoạn hai là loại bỏ các tạp chất hữu cơ có mặt trong nước ở hàm lượng lớn
bằng cách dùng quá trình oxy hóa sinh học, sau cùng là giai đoạn loại bỏ triệt
để các tạp chất có hại đến mức đạt tiêu chuẩn của nước uống, người ta có thể
tiến hành các công việc như lọc , keo tụ, loại phot phat, loại các hợp chất của
nitơ, sử dụng các phương pháp điện hóa, khử mùi, vị, sát trùng nước.
Đối với nước thải công nghiệp thì thường dùng phương pháp hóa lí và hóa
học để loại bỏ các chất khó tan, khó bị vi sinh vật phân hủy hoặc các kim loại
nặng từ các nhà máy công nghiệp hóa chất, mạ điện, công nghiệp dệt, sản xuất
thuốc trừ sâu… nên việc xử lý nước thải công nghiệp khó hơn nhiều so với việc
xử lý nước thải sinh hoạt.
Việc làm sạch các nguồn nước thải công nghiệp được thực hiên cũng gần
giống như đối với nước thải thông thường. Các phương pháp xử lý sơ bộ, lắng,
lọc, keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, điện hóa,…cũng được sử dụng một cách rộng
rãi, cũng như một số phương pháp sinh hóa sử dụng vi sinh vật đối với một số
hợp chất hữu cơ đặc biệt. Đối với các kim loại độc như Cd, Pb, Hg, As,… hay
không độc hại nhưng cũng nguy hiểm đến sức khỏe con người và sinh vật được
loại ra bằng cách kết tủa hóa học, trao đổi ion hay chiết bằng dung môi. Đối với
các muối tan và lơ lửng, người ta dùng các phương pháp như kết tủa, trao đổi
ion, điện phân, điện thẩm tách, các chất oxy hóa mạnh, điện hóa,…Đối với các
chất phóng xạ thì có thể cô đặc rồi chứa trong những thùng chứa đặc biệt và
cất giữ cẩn thận, nếu các chất phóng xạ có thời gian bán hủy lớn thì có thể pha
loãng rồi thải ra biển. Nếu có sự giám sát thường xuyên và không có sự tập
trung các đồng vị phóng xạ bởi các sinh vật thì cách xử lý này hoàn toàn vô hại.
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 72
- Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Tuy nhiên, có một số phương pháp hóa – lí học không có giá trị kinh tế
cao, tốn kém năng lượng, hóa chất và thiết bị đắt tiền,…hoặc rẻ tiền như
phương pháp sinh học nhưng cần có mặt bằng rộng, thời gian xử lý dài.v.v...
Do đó, trong thực tế người ta thường kết hợp các phương pháp đó với
nhau sao cho hiệu quả xử lý cao nhất, chi phí thấp nhất là ở các nước đang
phát triển như nước ta.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ ngày nay, có khá nhiều phương
pháp mới đang được nghiên cứu hoặc đã ứng dụng vào quy trình xử lý nhằm
làm sạch nước thải đồng thời có thể thu hồi các chất có giá trị mà em chưa có
điều kiện cập nhật được. Những phương pháp này có thể khắc phục được một
số khuyết điểm khác của các phương pháp trên. Kính mong quý thầy cô hướng
dẫn thêm cho em.
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 73
nguon tai.lieu . vn
