Xem mẫu
- LUẬN VĂN
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SINH HỌC
- M CL C
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NI M CƠ B N V NƯ C VÀ NƯ C TH I .......... 7
1.1 T NG QUAN V NƯ C VÀ NƯ C TH I..................................................... 7
1.2 THÀNH PH N LÝ HÓA H C C A NƯ C TH I .......................................... 9
1.2.1 Tính ch t v t lý ............................................................................................. 10
1.2.2 Tính ch t hóa h c .......................................................................................... 10
1.3 NGU N G C PHÁT SINH CÁC LO I NƯ C TH I ð C TRƯNG............ 12
1.4 CÁC THÔNG S ðÁNH GIÁ Ô NHI M VÀ YÊU C U C N THI T
PH I X LÝ NƯ C TH I .................................................................................. 19
1.4.1. Các thông s ñánh giá ô nhi m..................................................................... 19
1.4.2 Yêu c u c n thi t ph i x lý nư c th i........................................................... 25
CHƯƠNG II: T NG QUAN V QUÁ TRÌNH SINH H C TRONG X LÝ
NƯ C TH I ........................................................................................................ 26
2.1 PHÂN LO I CÁC QUÁ TRÌNH SINH H C.................................................. 26
2.1.1 Bi n ñ i sinh hóa........................................................................................... 27
2.1.2 Môi trư ng sinh hóa ...................................................................................... 28
2.1.3 Trình t ph n ng c a quá trình..................................................................... 29
2.2 CƠ S LÝ THUY T C A QUÁ TRÌNH ........................................................ 29
2.3 CÂN B NG HÓA H C VÀ ð NG H C C A QUÁ TRÌNH SINH H C .... 32
2.3.1 ð ng h c ph n ng lên men quá trình x lý nư c th i .................................. 32
2.3.2. ð ng h c chuy n hóa cơ ch t h u cơ trong quá trình x lý theo sinh kh i
bùn và th i gian. .................................................................................................... 34
CHƯƠNG III: VI SINH V T TRONG H TH NG X LÝ NƯ C TH I .... 35
3.1 KHÁI NI M .................................................................................................... 35
3.2 SINH THÁI, SINH LÝ, PHÂN LO I VI SINH V T...................................... 35
3.2.1 Sinh thái, sinh lý vi sinh v t .......................................................................... 35
3.2.2 Phân lo i vi sinh v t ...................................................................................... 39
3.2.2.1 Vi khu n..................................................................................................... 46
3.2.2.2 Eukarya (Sinh v t nhân th c) ..................................................................... 50
3.2.2.3 Archaea (c khu n) .................................................................................... 55
3.3 S TĂNG TRƯ NG C A T BÀO VI SINH V T ....................................... 56
3.3.1 Nuôi c y tĩnh/ nuôi c y theo m . .................................................................. 56
3.3.2 Nuôi c y liên t c/ dòng liên t c. ................................................................... 58
3.4 ð NG H C C A QUÁ TRÌNH TĂNG TRƯ NG ........................................ 59
3.4.1 Các ñ c trưng ñ ng h c c a quá trình sinh trư ng ......................................... 59
3.4.2 Các giai ño n phát tri n c a vi sinh v t trong quá trình sinh trư ng............... 60
- 3.4.2.1. Giai ño n ch m phát tri n (giai ño n c m ng): ........................................ 61
3.4.2.2. Giai ño n phát tri n theo hàm s mũ c a vi sinh v t: ................................. 61
3.4.2.3. Giai ño n phát tri n tuy n tính: ................................................................. 62
3.4.2.4. Giai ño n n ñ nh: ..................................................................................... 62
3.4.3 S ph thu c t c ñ phát tri n c a vi sinh v t vào n ng ñ cơ ch t: .............. 63
3.4.3.1 Phương trình Mono: ................................................................................... 63
3.4.3.2 Xác ñ nh KS và các thông s ñ ng h c theo phương pháp Lineweaver
Burk:...................................................................................................................... 64
3.4.4 ð ng h c quá trình ch t c a vi sinh v t:........................................................ 65
3.5 CH TH VI SINH V T TRONG CÁC CÔNG TRÌNH X LÝ NƯ C TH I 66
3.5.1 Vi sinh v t lên men k khí ............................................................................. 66
3.5.2 Vi sinh v t lên men hi u khí .......................................................................... 67
3.5.2.1 Tác nhân sinh trư ng lơ l ng:..................................................................... 67
3.5.2.2 Tác nhân sinh trư ng bám dính: ................................................................. 69
3.5.3 Vi sinh v t trong các h n ñ nh .................................................................... 73
3.6 NG D NG.................................................................................................... 74
3.6.1 Th c ph m .................................................................................................... 74
3.6.2 Nông nghi p.................................................................................................. 75
3.6.3 Khai thác nguyên li u.................................................................................... 75
3.6.4 B o v môi trư ng......................................................................................... 75
CHƯƠNG IV: ð NG H C C A QUÁ TRÌNH SINH H C ............................ 77
4.1 MÔ HÌNH ð NG H C HÌNH TH C ............................................................ 77
4.1.1Ph n ng b c 1............................................................................................... 77
4.1.2Ph n ng b c 2............................................................................................... 78
4.1.3Ph n ng b c b t kỳ ....................................................................................... 78
4.2MÔ HÌNH D A TRÊN CƠ CH LÊN MEN XÚC TÁC ................................. 80
4.2.1 Phương trình ñ ng h c – phương trình Michaelis-Menten:........................... 80
4.2.2 Xác ñ nh các thông s ñ ng h c .................................................................... 82
4.3 MÔ HÌNH D A TRÊN CƠ CH LÊN MEN SINH KH I.............................. 86
4.3.1 Mô hình d a trên cơ ch lên men sinh kh i ................................................... 86
4.3.2 Phương pháp xác ñ nh các thông s c a mô hình........................................... 88
4.3.2.1 Phương pháp vi phân................................................................................. 88
4.3.2.2 Phương pháp tích phân ............................................................................... 89
4.4 PHƯƠNG TRÌNH MICHAELIS-MENTEN TRONG D NG TÍCH PHÂN: ... 93
CHƯƠNG V: CÔNG NGH SINH H C K KHÍ ............................................ 96
5.1 CƠ S LÝ THUY T....................................................................................... 96
5.2 CÁC CÔNG TRÌNH SINH H C K KHÍ ...................................................... 97
- 5.2.1 Các d ng b x lý k khí............................................................................... 97
5.2.2 Sinh h c k khí hai giai ño n: ....................................................................... 98
5.2.3 B k khí ki u ñ m bùn dòng ch y ngư c - UASB (Upflow Anaerobic
Sludge Blanket reactor).......................................................................................... 99
5.2.4 B ph n ng khu y liên t c - CSTR (Continuously stirred tank reactor)...... 102
5.2.5 B ph n ng dòng ch y ñ u - PFR (plug flow reactor) ................................ 104
5.2.6 L c k khí bám dính c ñ nh - AFR (anaerobic filter reactor)...................... 104
5.2.7 B ph n ng k khí có ñ m giãn - FBR, EBR (fluidized and expanded bed
reactor) ................................................................................................................ 105
5.3 MÔ T QUÁ TRÌNH .................................................................................... 106
5.4 Y U T NH HƯ NG ................................................................................ 108
5.5 THÔNG S THI T K ................................................................................. 109
5.6 THÔNG S V N HÀNH.............................................................................. 111
5.7 NG D NG ð C TRƯNG .......................................................................... 115
CHƯƠNG VI: CÔNG NGH SINH H C HI U KHÍ .................................... 116
6.1 CƠ S LÝ THUY T..................................................................................... 116
6.2 CÁC Y U T NH HƯ NG ....................................................................... 117
6.3 CÁC D NG CÔNG NGH SINH H C HI U KHÍ...................................... 119
6.3.1 Bùn ho t tính............................................................................................... 119
6.3.1.1 Khu y tr n hoàn toàn ............................................................................... 127
6.3.1.2 Dòng ch y nút (B bùn ho t tính c p khí gi m d n) ................................. 128
6.3.1.3 Th i khí nhi u b c (B bùn ho t tính n p nư c th i theo b c) .................. 129
6.3.1.4 Mương oxy hóa: ....................................................................................... 130
6.3.1.5 Thi t b khí nâng (Airlift reactor) ............................................................. 133
6.3.1.6 Tăng trư ng hi u khí c a sinh kh i trong các tháp kín A – B (Aerobic
growth of biomass in packed towers) ................................................................... 137
6.3.1.7 B hi u khí gián ño n - SBR (Sequencing Batch Reactor)........................ 138
6.3.1.8 Unitank .................................................................................................... 140
6.3.2 L c sinh h c................................................................................................ 142
6.3.2.1 RBC (Roltating Biological Contactor - ðĩa quay sinh h c): ..................... 145
6.3.2.2 L c nh gi t: ............................................................................................ 146
6.3.2.3 L c sinh h c ng p nư c (ñ m c ñ nh, ñ m giãn n )................................ 148
6.4 THÔNG S TÍNH TOÁN.............................................................................. 149
6.4.1 Tính toán b Aerotank ................................................................................. 149
6.4.1.1 Aerotank năng su t cao v i s khoáng hóa bùn ho t tính tách bi t............ 149
6.4.1.2 T i ưu hóa công ngh b aerotank năng su t cao ...................................... 156
6.4.1.3 K t c u aerotank năng su t cao................................................................ 158
- 6.4.1.4 Aerotank s c khí kéo dài .......................................................................... 161
6.4.1.5 Ví d tính toán công ngh h th ng x lý ................................................ 163
6.4.2 Các thông s thi t k c th ......................................................................... 169
6.4.2.1 Quá trình phân h y hi u khí ..................................................................... 169
6.4.2.2 Các thông s thi t k cho b Aerotank:..................................................... 170
6.4.2.3 Các thông s thi t k mương oxy hóa....................................................... 171
6.4.2.4 Thi t k b l c sinh h c nh gi t .............................................................. 171
6.4.2.5 Thông s thi t k b l c sinh h c ng p nư c ........................................... 172
6.5 THÔNG S V N HÀNH.............................................................................. 174
6.5.1 V n hành h th ng x lý hi u khí ................................................................ 174
6.5.1.1 Các thông s ki m tra trong quá trình v n hành........................................ 175
6.5.1.2 Ki m soát quá trình x lý ........................................................................ 176
6.5.1.3 Quan sát v n hành .................................................................................... 177
6.5.1.4 Ng ng ho t ñ ng...................................................................................... 177
6.5.1.5 Gi i quy t s c ...................................................................................... 177
6.5.1.6 Nh ng s c thư ng g p .......................................................................... 178
6.5.2 V n hành h th ng l c sinh h c nh gi t ..................................................... 179
6.5.2.1 Theo dõi v n hành .................................................................................... 179
6.5.2.2 Ki m soát các quá trình th m u và ki m tra ............................................ 180
6.5.2.3 Các v n ñ thư ng g p trong quá trình v n hành và cách kh c ph c......... 180
6.5.3. V n hành h th ng bùn ho t tính: ............................................................... 183
6.5.3.1 Các thông s v n hành h th ng: .............................................................. 185
6.5.3.2 Ki m soát v n hành h th ng; .................................................................. 186
6.5.3.3 Các v n ñ có th x y ra khi v n hành và cách kh c ph c: ....................... 186
6.6 NG D NG.................................................................................................. 195
CHƯƠNG VII: H SINH H C........................................................................ 196
7.1 CƠ S LÝ THUY T..................................................................................... 196
7.2 CÁC D NG H SINH H C......................................................................... 196
7.2.1 H t nhiên, h nhân t o: ............................................................................ 197
7.2.1.1 H t nhiên .............................................................................................. 197
7.2.1.2 H nhân t o.............................................................................................. 197
7.2.2 H k khí: ................................................................................................... 198
7.2.3 H tùy ti n: ................................................................................................. 199
7.2.4 H hi u khí: ................................................................................................ 202
7.2.5 H sinh h c v i s tham gia c a th c v t nư c: .......................................... 203
7.3 VI SINH V T HI N DI N ........................................................................... 204
7.3.1 Vi khu n hi u khí: ....................................................................................... 205
- 7.3.2 Vi khu n k khí:.......................................................................................... 206
7.3.3 Các vi sinh v t quang h p: .......................................................................... 206
7.3.4 ð ng v t nguyên sinh và ñ ng v t không xương s ng:................................ 207
7.3.5 H th c v t: ................................................................................................ 207
7.4 THÔNG S THI T K ................................................................................. 207
7.4.1 Thi t k h k khí ....................................................................................... 208
7.4.2 Thi t k h tùy ti n ..................................................................................... 209
7.4.3 Thi t k h hi u khí..................................................................................... 213
7.4.4 Thi t k h th c v t nư c:........................................................................... 214
7.5 THÔNG S V N HÀNH.............................................................................. 215
7.6 NG D NG ð C TRƯNG .......................................................................... 216
CHƯƠNG VIII: CÔNG NGH SINH H C LAI H P ................................... 217
8.1. CƠ S LÝ THUY T.................................................................................... 217
8.2 CÁC D NG H TH NG SINH H C LAI H P........................................... 218
8.2.1 Công ngh k khí hai giai ño n (acid hóa + l c k khí) ............................... 218
8.2.2 UASB + l c k khí...................................................................................... 218
8.2.4 H th ng hybrid k khí tăng trư ng lơ l ng. ............................................... 221
8.2.5 Bùn ho t tính + l c màng ............................................................................ 224
8.2.6 Bùn ho t tính + l c sinh h c........................................................................ 226
8.3 ð NG H C C A QUÁ TRÌNH ................................................................... 228
8.4 THÔNG S TÍNH TOÁN.............................................................................. 228
8.5 CÁC NG D NG ð C TRƯNG ................................................................. 229
CHƯƠNG IX: X LÝ CÁC CH T DINH DƯ NG (N,P) B NG CÔNG
NGH SINH H C............................................................................................. 230
9.1 CƠ S LÝ THUY T C A QUÁ TRÌNH ...................................................... 230
9.2 ð NG H C C A QUÁ TRÌNH ................................................................... 236
9.2.1 ð ng h c quá trình Nitrat hóa sinh h c ....................................................... 236
9.2.2 ð ng h c quá trình kh Nitrat sinh h c....................................................... 239
9.3 CÁC Y U T NH HƯ NG ....................................................................... 244
9.4 TÍNH TOÁN THI T K ................................................................................ 246
9.4.1 Nitrat hóa và kh nitrat k t h p................................................................... 246
9.4.2 Nitrat hóa và kh nitrat riêng bi t................................................................ 254
9.4.3 Kh P.......................................................................................................... 254
9.5 NG D NG ð C TRƯNG .......................................................................... 255
CHƯƠNG X: NG D NG CÔNG NGH SINH H C CHO X LÝ CÁC
LO I NƯ C TH I ........................................................................................... 257
10.1 B N CH T C A QUÁ TRÌNH X LÝ ..................................................... 257
- 10.2 CƠ S L A CH N CÔNG NGH ............................................................. 257
10.3 CƠ S THI T K H TH NG X LÝ...................................................... 260
10.4 YÊU C U THI T K .................................................................................. 260
10.5 CÔNG NGH X LÝ SƠ B NƯ C TH I SINH HO T (CHO KHU
DÂN CƯ) ............................................................................................................ 262
10.6 X LÝ NƯ C TH I CÓ TÍNH CH T NGUY H I................................... 263
10.6.1 X lý nư c th i d t nhu m ........................................................................ 263
10.6.2 X lý nư c th i thu c da ........................................................................... 266
10.6.3 X lý nư c th i ch bi n m cao su........................................................... 269
10.6.4 X lý nư c th i s n xu t thu c tr sâu....................................................... 271
10.6.5 X lý nư c th i ch bi n h t ñi u .............................................................. 273
10.7 CÔNG NGH X LÝ NƯ C TH I KHU CÔNG NGHI P ...................... 276
10.7.1 Khu công nghi p Biên Hòa 2..................................................................... 276
10.7.2 Khu công nghi p Vi t Nam - Singapore .................................................... 281
10.7.3 Khu ch xu t Linh Trung 1........................................................................ 284
10.7.4 Khu ch xu t Tân Thu n ........................................................................... 288
10.7.5 Khu công nghi p Tân T o ......................................................................... 291
10.7.6 Khu công nghi p Long Thành (ð ng Nai)................................................. 295
10.7.7 Khu công nghi p M Phư c (Bình Dương) ............................................... 301
10.7.8 Khu ch xu t và công nghi p Linh Trung III ............................................. 303
10.8 X LÝ NƯ C TH I CÁC NGÀNH CÔNG NGHI P ð C TRƯNG ........ 307
10.8.1 X lý nư c th i chăn nuôi heo................................................................... 307
10.8.2 X lý nư c th i tinh b t mì ....................................................................... 309
10.8.3 X lý nư c r rác ....................................................................................... 313
10.8.4 X lý nư c th i s n xu t DOP................................................................... 319
10.8.5 X lý nư c th i làng ngh s n xu t bún..................................................... 322
10.8.6 X lý nư c th i s n xu t bia nhà máy bia Vi t Nam .................................. 324
- CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NI M CƠ B N V NƯ C VÀ NƯ C TH I
1.1 T NG QUAN V NƯ C VÀ NƯ C TH I
Nư c là ngu n tài nguyên vô cùng quan tr ng cho t t c các sinh v t trên trái ñ t.
N u không có nư c thì ch c ch n không có s s ng xu t hi n, thi u nư c thì c n n
văn minh hi n nay cũng không t n t i ñư c. T xưa, con ngư i ñã bi t ñ n vai trò
quan tr ng c a nư c; các nhà khoa h c c ñ i ñã coi nư c là thành ph n cơ b n c a
v t ch t và trong quá trình phát tri n c a xã h i loài ngư i thì các n n văn minh l n
c a nhân lo i ñ u xu t hi n và phát tri n trên lưu v c c a các con sông l n như: n n
văn minh Lư ng Hà Tây Á n m lưu v c hai con sông l n là Tigre và Euphrate
(thu c Irak hi n nay); n n văn minh Ai C p h lưu sông Nil; n n văn minh sông
H ng n Ð ; n n văn minh Hoàng Hà Trung Qu c; n n văn minh sông H ng
Vi t Nam ...
Nư c ñóng vai trò quan tr ng trong nhi u quá trình di n ra trong t nhiên và trong
cu c s ng c a con ngư i. T 3.000 năm trư c Công Nguyên, ngư i Ai C p ñã bi t
dùng h th ng tư i nư c ñ tr ng tr t và ngày nay con ngư i ñã khám phá thêm
nhi u kh năng c a nư c ñ m b o cho s phát tri n c a xã h i trong tương lai: nư c
là ngu n cung c p th c ph m và nguyên li u công nghi p d i dào, nư c r t quan
tr ng trong nông nghi p, công nghi p, trong sinh ho t, th thao, gi i trí và cho r t
nhi u ho t ñ ng khác c a con ngư i. Ngoài ra nư c còn ñư c coi là m t khoáng s n
ñ c bi t vì nó tàng tr m t ngu n năng lư ng l n và l i hòa tan nhi u v t ch t có th
khai thác ph c v cho nhu c u nhi u m t c a con ngư i. Trong công nghi p, ngư i
ta s d ng nư c làm nguyên li u và ngu n năng lư ng, làm dung môi, làm ch t t i
nhi t và dùng ñ v n chuy n nguyên v t li u...
Nư c bao ph 71% di n tích c a qu ñ t trong ñó có 97% là nư c m n, còn l i là
nư c ng t. Nư c gi cho khí h u tương ñ i n ñ nh và pha loãng các y u t gây ô
nhi m môi trư ng, nó còn là thành ph n c u t o chính y u trong cơ th sinh v t,
chi m t 50%-97% tr ng lư ng c a cơ th , ch ng h n như ngư i nư c chi m 70%
tr ng lư ng cơ th và S a bi n nư c chi m t i 97%. Trong 3% lư ng nư c ng t
- có trên qu ñ t thì có kho ng hơn 3/4 lư ng nư c mà con ngư i không s d ng ñư c
vì nó n m quá sâu trong lòng ñ t, b ñóng băng, d ng hơi trong khí quy n và
d ng tuy t trên l c ñi ... ch có 0, 5% nư c ng t hi n di n trong sông, su i, ao, h
mà con ngư i ñã và ñang s d ng. Tuy nhiên, n u ta tr ph n nư c b ô nhi m ra thì
ch có kho ng 0,003% là nư c ng t s ch mà con ngư i có th s d ng ñư c và n u
tính ra trung bình m i ngư i ñư c cung c p 879.000 lít nư c ng t ñ s d ng
(Miller, 1988). [19]
Hình 1.1 T l gi a các lo i nư c trên th gi i (Liêm, 1990)
Nư c t nhiên là nư c mà ch t lư ng và s lư ng c a nó ñư c hình thành dư i nh
hư ng c a các quá trình t nhiên không có s tác ñ ng c a con ngư i. Tùy theo ñ
khoáng, nư c chia ra làm: nư c ng t (lư ng mu i < 1g/l), nư c l (10 - 50 g/l) và
- nư c mu i (> 50 g/l). Nư c ng t chia làm: nư c khoáng ít (ñ n 200mg/l), khoáng
trung bình (200 - 500mg/l), nư c khoáng cao (t 500 - 1000 mg/l).
Nư c th i là nư c ñã dùng trong sinh ho t, s n xu t ho c ch y qua vùng ñ t ô
nhi m. Ph thu c vào ñi u ki n hình thành, nư c th i ñư c chia thành nư c th i
sinh ho t, nư c khí quy n và nư c th i công nghi p. [11]
- Nư c th i sinh ho t: là nư c nhà t m, gi t, h bơi, nhà ăn, nhà v sinh, nư c r a
sàn nhà... Chúng ch a kho ng 58% ch t h u cơ và 42% ch t khoáng. ð c ñi m cơ
b n c a nư c th i sinh ho t là hàm lư ng cao các ch t h u cơ không b n sinh h c
(như cacbonhydrat, protein, m ); ch t dinh dư ng (photphat, nitơ); vi trùng; ch t r n
và mùi.
- Nư c khí quy n: ñư c hình thành do mưa và ch y ra t ñ ng ru ng. Chúng b ô
nhi m b i các ch t vô cơ và h u cơ khác nhau. Nư c trôi qua khu v c dân cư, khu
s n xu t công nghi p, có th cu n theo ch t r n, d u m , hóa ch t, vi trùng... Còn
nư c ch y ra t ñ ng ru ng mang theo ch t r n, thu c sát trùng, phân bón...
- Nư c th i công nghi p: xu t hi n khi khai thác và ch bi n các nguyên li u h u cơ
và vô cơ. Trong các quá trình công ngh các ngu n nư c th i là:
a. Nư c hình thành do ph n ng hóa h c (chúng b ô nhi m b i các tác ch t
và các s n ph m ph n ng)
b. Nư c d ng m t do và liên k t trong nguyên li u và ch t ban ñ u, ñư c
tách ra trong qua trình ch bi n.
c. Nư c r a nguyên li u, s n ph m, thi t b .
d. Dung d ch nư c cái.
e. Nư c chi t, nư c h p th .
f. Nư c làm ngu i.
g. Các nư c khác như: nư c bơm chân không, t thi t b ngưng t hòa tr n,
h th ng thu h i tro ư t, nư c r a bao bì, nhà xư ng, máy móc...
1.2 THÀNH PH N LÝ HÓA H C C A NƯ C TH I
- Nư c th i ch a r t nhi u lo i h p ch t khác nhau, v i s lư ng và n ng ñ cũng
thay ñ i r t khác nhau. Có th phân lo i tính ch t nư c th i như sau: [15]
1.2.1 Tính ch t v t lý
Tính ch t v t lý c a nư c th i ñư c xác ñ nh d a trên các ch tiêu: màu s c, mùi,
nhi t ñ và lưu lư ng (dòng ch y).
- Màu: nư c th i m i có màu hơi nâu sáng, tuy nhiên nhìn chung màu nư c th i
thư ng là màu xám có v n ñ c. Màu s c c a nư c th i s b thay ñ i ñáng k n u
như nó b nhi m khu n, khi ñó nư c th i s có màu ñen t i.
- Mùi: mùi có trong nư c th i sinh ho t là do có khí sinh ra t quá trình phân h y
các h p ch t h u cơ hay do có m t s ch t ñư c ñưa thêm vào trong nư c th i.
Nư c th i sinh ho t thông thư ng có mùi m c, nhưng n u nư c th i b nhi m khu n
thì nó s chuy n sang mùi tr ng th i do s t o thành H2S trong nư c.
- Nhi t ñ : nhi t ñ c a nư c th i thư ng cao hơn so v i nhi t ñ c a ngu n nư c
s ch ban ñ u, b i vì có s gia nhi t vào nư c t các ñ dùng trong gia ñình và các
máy móc thi t b công nghi p. Tuy nhiên, chính nh ng dòng nư c th m qua ñ t và
lư ng nư c mưa ñ xu ng m i là nhân t làm thay ñ i m t cách ñáng k nhi t ñ
c a nư c.
- Lưu lư ng: th tích th c c a nư c th i cũng ñư c xem là m t trong nh ng ñ c
tính v t lý c a nư c th i, có ñơn v là m3/ngư i.ngày. H u h t các thi t b x lý ñư c
thi t k ñ x lý nư c th i có lưu lư ng 0,378 – 0,756 m3/ngư i.ngày. V n t c dòng
ch y luôn thay ñ i trong ngày.
1.2.2 Tính ch t hóa h c
Các thông s mô t tính ch t hóa h c thư ng là: s lư ng các ch t h u cơ, ch t vô
cơ và ch t khí. ð ñơn gi n hơn, ta có th xác ñ nh tính ch t hóa h c c a nư c th i
thông qua các thông s : ñ ki m, BOD, COD, các ch t khí hòa tan, các h p ch t
Nito, pH, P, các ch t r n (h u cơ, vô cơ, huy n phù và không tan), và nư c.
- - ð ki m: ñ c trưng cho kh năng trung hòa axit, thư ng là ñ ki m bicarbonate,
carbonate, và hydroxide. ð ki m th c ch t là môi trư ng ñ m (ñ gi pH trung
tính) c a nư c th i trong su t quá trình x lý sinh hóa.
- Nhu c u oxy sinh hóa (BOD): dùng ñ xác ñ nh lư ng ch t b phân h y sinh hóa
trong nư c th i, thư ng ñư c xác ñ nh sau 5 ngày nhi t ñ 20oC. BOD5 trong
nư c th i sinh ho t thư ng n m trong kho ng 100 – 300mg/l.
- Nhu c u oxy hóa h c (COD): dùng ñ xác ñ nh lư ng ch t b oxy hóa trong nư c
th i. COD thư ng n m trong kho ng 200 – 500 mg/l. Tuy nhiên, trong nư c th i
công nghi p, n ng ñ này có th gia tăng m t cách ñáng k .
- Các ch t khí hòa tan: ñây là nh ng khí có th hòa tan ñư c trong nư c th i. Nư c
th i công nghi p thư ng có n ng ñ oxy tương ñ i th p.
- H p ch t ch a N: s lư ng và các lo i h p ch t ch a N s thay ñ i trong t ng
d ng nư c th i khác nhau (nư c th i chưa x lý và nư c th i sau x lý dòng ra). N
thư ng ñi kèm vòng tu n hoàn oxy hóa và n ng ñ c a nó s gi m d n. Ph n l n N
chưa ñư c x lý trong nư c th i s chuy n sang d ng N h u cơ hay N-NH3. N ng
ñ N trong nư c th i thư ng là 20 – 85 mg/l; trong ñó N h u cơ thư ng kho ng 8
– 35 mg/l, còn n ng ñ N-NH3 thư ng t 12 – 50 mg/l.
- pH: ñây là cách ñ nhanh chóng phát hi n tính axit c a nư c th i. Giá tr pH dao
ñ ng trong kho ng t 1 – 14. ð x lý nư c th i m t cách có hi u qu thì pH ch
nên n m trong kho ng 6,5 – 9 (lý tư ng hơn là t 6,5 – 8).
- Phospho: ñây là nhân t c n thi t cho ho t ñ ng sinh hóa, nhưng ch nên hi n di n
v i m t lư ng t i thi u, ho c s ñư c lo i b sau quá trình x lý b c hai. S lư ng P
dư th a có th gây r i dòng ch y và làm tăng trư ng quá m c các lo i t o. N ng ñ
P thư ng trong kho ng 6 – 20 mg/l. Quá trình lo i b h p ch t photphat trong các
ch t t y r a có nh hư ng quan tr ng ñ n kh i lư ng P trong nư c th i.
- Các ch t r n: h u h t các ch t ô nhi m trong nư c th i có th ñư c xem là các
ch t r n. M c ñích c a vi c x lý nư c th i là nh m lo i b các ch t r n ho c
chuy n chúng sang d ng n ñ nh hơn và d x lý. Các ch t r n có th ñư c phân
- lo i d a vào thành ph n hóa h c c a chúng (h u cơ hay vô cơ), ho c b i các ñ c
tính v t lý (có th l ng ñ ng, n i trên m t nư c, hay d ng keo). N ng ñ t ng các
ch t r n trong nư c th i thư ng dao ñ ng trong kho ng 350 – 1200 mg/l.
+ Các ch t r n h u cơ: bao g m C, H, O, N, và có th ñư c chuy n thành CO2
và H2O khi cháy nhi t ñ 550oC.
+ Các ch t r n vô cơ: thư ng không b nh hư ng b i s cháy.
+ Các ch t r n lơ l ng: lo i ch t r n này thư ng b gi l i b i các b l c ñ m v t
li u xơ, và có th ñư c phân lo i nh hơn như: t ng các ch t răn lơ l ng (TSS),
các ch t r n lơ l ng d bay hơi (VSS), và các ch t r n lơ l ng c ñ nh. Ngoài ra
chúng còn ñư c phân lo i thành 3 thành ph n d a vào kh năng l ng ñ ng: các
ch t r n có kh năng l ng ñ ng, các ch t r n n i trên m t và d ng keo. T ng
hàm lư ng các ch t r n lơ l ng trong nư c th i thư ng t 100 – 350 mg/l.
+ Các ch t r n tan: lo i ch t r n này s ñi qua ñư c các b l c ñ m v t li u xơ,
và cũng ñư c phân lo i thành: t ng hàm lư ng các ch t r n tan ñư c (TDS),
các ch t r n tan d bay hơi, và các ch t r n tan c ñ nh. T ng hàm lư ng các
ch t r n tan ñư c n m trong kho ng 250 – 850 mg/l.
- Nư c: luôn là thành ph n c u t o chính c a nư c th i. Trong m t s trư ng h p,
nư c có th chi m ñ n t 99,5% - 99,9% trong nư c th i (th m chí ngay c trong
nư c th i ô nhi m n ng nh t thì hàm lư ng các ch t b n cũng ch chi m 0,5%; còn
ñ i v i ngu n nư c th i ñư c xem là s ch nh t thì n ng ñ này là 0,1%).
1.3 NGU N G C PHÁT SINH CÁC LO I NƯ C TH I ð C TRƯNG
ð xác ñ nh ngu n g c phát sinh các lo i nư c th i ñ c trưng, ta có th d a vào s
li u th ng kê các k t qu phân tích nư c th i m t s cơ s s n xu t (trên ñ a bàn
Tp.H Chí Minh) có hàm lư ng COD và BOD5 tương ñ i cao (b ng 1.1), và b ng
k t qu ch t lư ng nư c th i s n xu t c a các xí nghi p, nhà máy ñi n hình (th y
s n, ch bi n th c ph m, ñư ng, bánh k o, …).
B ng 1.1: K t qu phân tích tính ch t nư c th i m t s cơ s s n xu t trên ñ a
bàn Tp. H Chí Minh (2005)
- Hàm lư ng các
Qu n/ Ngành ngh Tính ch t
TT Tên cơ s s n xu t ch t ô nhi m (mg/l)
Huy n kinh doanh nư c th i
COD BOD5 SS
1. Xí nghi p chăn nuôi Qu n Chăn nuôi Nư c v
heo Phư c Long 9 heo sinh chu ng 1153 807 5988
tr i
2. Chi nhánh Cty CP Qu n Kem, Yaourt Nư c gi i
1558 1021 148
Sài Gòn Xanh 9 nhi t, r a
3. Công ty gi y Bình Th Gi y xeo NT s n xu t
660 356 577
Chi u ð c
4. Công ty Samsung Th Ti vi,t l nh, NT sinh 2333 725
347
ð c máy gi t ho t
5. Công ty D t – May Bình D t, may NT s n xu t
6350 2857 -
– Thêu M Dung Tân
6. Công ty Phư ng Bình Gi t qu n áo C ng chung
Hoàng Tân 1029 282 120
7. DNTN Thăng Long C D t nhu m C ng chung
436 165 5
Chi
8. HTX SX – TM T n C Cao su NT sau s n
2431 1327 13
Thành Chi xu t
9. Cty TNHH CBTP C nông s n C ng chung
1371 891 11
huynh ñ T Hùng Chi
10. DNTN nhu m Qu n D t, Nhu m NT s n xu t,
Thành Công 8 v i v sinh thi t 2460 1220 15
b
11. Xí nghi p nư c Qu n Nư c tương, C ng chung 4646 2786 2070
- ch m Nam Dương 8 tương t
12. Công ty TNHH Tân B ch tu c NT s n xu t
811 54 443
Nhan Lý Phú ñông l nh
13. Cty CP Th y s n s Tân Hàng ñông C ng chung
561 352 38
1 Seajoco Phú l nh
14. Công ty ch bi n g Gò G NT s n xu t
1029 183 960
ð c Thành V p
15. Bánh H Lâm Môn Qu n - C ng chung
1527 750 184
5
16. Công ty CP th c Qu n Mì, bún, C ng chung
6570 3150 144
ph m Bình Tây 6 cháo ăn li n
17. Cty TNHH SX TM Hóc Gi y xeo NT vào
2182 1200 1070
Gi y Thiên Trí Môn
18. Nhà máy thu c lá Qu n Thu c lá NT sinh
530 260 4390
SN (cơ s 2) 4 ho t
19. Cty CP Dư c ph m Qu n Thu c tây C ng chung
và d ch v Y t 4 (d ng viên) 748 318 92
Khánh H i
20. Cty TNHH TM Qu n V i mùng NT s n xu t 1558 841 25
DV&XD T n Quang 12
Ngu n: Trư ng ð i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh, 2005.
B ng 1.2: ð c tính nư c th i ch bi n th y s n
Nư c th i BOD5 COD D u/m TS SS Ngu n
Ch bi n cá 3,32 - 0,348 - 1,42 Middleebrooks
(th công) kg/t n kg/t n kg/t n , 1979
Ch bi n cá 11,9 - 2,48 - 8,92 Middleebrooks
(b ng máy) kg/t n kg/t n kg/t n , 1979
- Philê cá Tuy t 32- 1.063 550- 8,3- 79,9 1.290- - Gonzáles,
Patagonia mg/l 1.250 mg/l 4.300 1983
mg/l mg/l
Philê cá trích 3.428- - 857- 6.000 - - Sorensen,
10.000 mg/l 1974;
mg/l Herborg, 1974
ðóng h p 6,8- 20 - 1,7- 13 kg/ - 3,8- 17 Middleebrooks
cá ng kg/t n t n kg/t n , 1979
Nuôi cá 9,22 - 1,74 - 5,41 Middleebrooks
Sác ñin kg/t n kg/t n kg/t n , 1979
Nuôi 4,8- 5,5 - 0,21- 0,3 - 0,7- Middleebrooks
gh xanh kg/t n kg/t n 0,78 , 1979
kg/t n
Nuôi nghêu 5,14 - 0,145 - 10,2 Middleebrooks
(b ng máy) kg/t n kg/t n kg/t n , 1979
Nuôi nghêu 18,7 - 0,461 - 6,35 Middleebrooks
(nuôi thư ng) kg/t n kg/t n kg/t n , 1979
Xí nghi p 2,96 - 0,56 - 0,92 Middleebrooks
b t cá kg/t n kg/t n kg/t n , 1979
Nư c lưu 3.050- - 1.300 - 18,4 - - Nemerow,
chuy n cá 67.200 17.200 64,9 1971
mg/l mg/l mg/l
Nư c máu cá 23.500 - 93.000 0 - 1,92 % 2,4-6,3 - Parin và c ng
(t các xí 34.000 mg/l % s , 1979; Civit
nghi p b t cá) mg/l và c ng s ,
1982
Nư c dính 13.000 - - 60 - 1.560 25 - 62 - Cuadros và
- nh t (t các 76.000 mg/l mg/l Gonzáles,
xí nghi p b t mg/l 1991
cá)
Nư c ch 690 mg/l 2.000 - - 500 Phan Thu Nga,
bi n cá h i mg/l mg/l ðH Bách khoa
Tp. H Chí
Minh, 1997.
B ng 1.3: Thành ph n tính ch t nư c th i s n xu t Công ty VISSAN
K t qu TCVN
5945 -
STT Ch tiêu ðơn v
NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 1995
lo i B
1 pH 6,56 7,53 7,64 7,62 6,88 7,25 5,5-9
2 COD mg/l 640 2840 5760 3800 1200 3000 100
3 BOD5 mg/l 510 995 3695 3695 702 1100 50
4 SS mg/l 415 1980 565 575 810 720 100
5 N – t ng mg/l 98 180 549 549 314 348 60
6 P – t ng mg/l 2,13 22,6 3,19 3,13 7,2 27,15 6
Ngu n: Trư ng ð i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh, 2005.
Ghi chú: NT1 : Nư c th i lòng heo, NT2 : Nư c th i lòng bò, NT3 : Nư c th i huy t
heo, NT4 : Nư c th i huy t bò, NT5 : Nư c th i công ño n c o lông heo, NT6 : Nư c
th i c ng chung.
B ng 1.4: Thành ph n tính ch t nư c th i s n xu t Công ty CBTS SEASPIMEX
STT Ch tiêu ðơn v K t qu TCVN
- 5945 -
NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 1995
lo i B
1 pH - 6,90 7,01 6,99 7,2 6,52 7,62 5,5-9
2 COD mg/l 1320 533 312 1287 3600 1250 100
3 BOD5 mg/l 1044 392 244 900 2870 1014 50
4 SS mg/l 172 56 148 275 385 153 100
5 N – t ng mg/l 244 20 81 84 204 128 60
6 P – t ng mg/l 31 12 17 22 53 17 6
Ngu n: Trư ng ð i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh, 2005.
Ghi chú: NT1 : Nư c th i phân xư ng ñông l nh, NT2 : Nư c th i phân xư ng s n
xu t s n ph m khô, NT3 : Nư c th i phân xư ng s n xu t ñ h p, NT4 : Nư c th i
t ng h p, NT5: Nư c th i ch bi n m c, b ch tu c, NT6: Nư c th i ch bi n tôm
B ng 1.5 : Thành ph n tính ch t nư c th i s n xu t Nhà máy bia Sài Gòn
K t qu TCVN
5945-
STT Ch tiêu ðơn v
NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 1995
lo i B
1 pH - 5,32 6,89 6,97 8,62 5,15 5,5-9
2 COD mg/l 321 8 278 4890 3024 100
3 BOD5 mg/l 209 5 215 3766 1972 50
4 SS mg/l 19 9 19 351 273 100
5 N – t ng mg/l 15 1 35,84 17 18,9 60
6 P – t ng mg/l 1 - 0,04 23 21 6
Ngu n: Trư ng ð i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh, 2005.
- Ghi chú: NT1 : Nư c th i phân xư ng cơ khí, phân xư ng thu h i CO2, NT2 : Nư c
th i phân xư ng ñ ng l c, NT3 : Nư c gi i nhi t n i hơi, NT4 : Nư c th i phân
xư ng n u, NT5 : Nư c th i t ng h p.
B ng 1.6: Thành ph n tính ch t nư c th i s n xu t Công ty ðư ng Bình Dương
Ch tiêu ðơn v N ng ñ
pH - 10 – 11,5
COD mg/l 2.000 – 3.000
BOD5 mg/l 1.200 – 2.200
SS mg/l 30 – 400
Glucose mg/l 12 – 224
Ca2+ mg/l 5 – 48
N-NH3 mg/l 50
P-PO43- mg/l 11,4
D um mg/l 8 - 25
Ngu n: Trư ng ð i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh, 2005.
B ng 1.7: Thành ph n tính ch t nư c th i s n xu t Công ty ðư ng bánh k o
Biên Hòa
K t qu TCVN 5945-
STT Ch tiêu ðơn v
NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 1995 lo i B
1 pH - 5,31 6,97 7,17 8,08 5,23 5,5 – 9
2 COD mg/l 5429 278 154 131 3870 100
3 BOD5 mg/l 4210 215 145 92 2620 50
4 SS mg/l 957 19 25 18 87 100
5 N – t ng mg/l 168 35,84 16,8 10,08 89,6 60
6 P – t ng mg/l 9,28 0,04 0,07 0,08 1,3 6
Ngu n: Trư ng ð i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh, 2005.
- Ghi chú: NT1 : Nư c th i khu ñ p tr ng – s n xu t bánh k o, NT2 : Nư c gi i nhi t
n i hơi, NT3 : Nư c v sinh phân xư ng k o, NT4 : Nư cth i sau x lý, NT5 : Nư c
th i ñ u vào h th ng x lý (t i b l ng sơ b ).
1.4 CÁC THÔNG S ðÁNH GIÁ Ô NHI M VÀ YÊU C U C N THI T
PH I X LÝ NƯ C TH I
1.4.1. Các thông s ñánh giá ô nhi m
ðánh giá ch t lư ng nư c cũng như m c ñ ô nhi m nư c c n d a vào m t s thông
s cơ b n, so sánh v i các ch tiêu cho phép v thành ph n hóa h c và sinh h c ñ i
v i t ng lo i nư c s d ng cho các m c ñích khác nhau. Các thông s cơ b n ñ ñánh
giá ch t lư ng nư c là: ñ pH, màu s c, ñ ñ c, hàm lư ng ch t r n, các ch t lơ l ng,
các kim lo i n ng, oxy hòa tan, … và ñ c bi t là 2 ch s BOD, COD. Ngoài các ch
s hóa h c trên cong ph i quan tâm ñ n các ch tiêu sinh h c, ñ c bi t là E.coli. [11]
- Các ch tiêu dùng ñ ñánh giá ñ nh tính ñ nhi m b n v t lý:
pH: ð pH t nó không gây ô nhi m nhưng ñóng vai trò là thông s ñ c trưng r t
quan tr ng cho bi t m c ñ nhi m b n và xác ñ nh s c n thi t ph i ñi u ch nh trư c
khi x lý nư c th i b ng bi n pháp sinh h c. S thay ñ i tr s pH làm thay ñ i các
quá trình hòa tan ho c keo t , làm tăng, gi m v n t c c a các ph n ng hóa sinh x y
ra trong nư c.
Nhi t ñ : ph thu c vào nhi u y u t như th i ti t và b n ch t c a nư c th i.
Mùi: d u hi u c a mùi r t quan tr ng trong vi c ñánh giá và ch p nh n h th ng
nư c th i c a xí nghi p. Nư c có mùi là do các nguyên nhân: ch t h u cơ t c ng
rãnh khu dân cư, xí nghi p ch bi n th c ph m, nư c th i công nghi p hóa ch t, ch
bi n d u m , các s n ph m phân hu cây c , rong t o, ñ ng v t. M c dù tương ñ i
vô h i (n u v i hàm lư ng nh ), nhưng mùi có th gây c m giác khó ch u, bu n nôn.
Thông thư ng mùi có ñư c là mùi t ng h p c a nhi u lo i mùi khác nhau. Khi ñ
nhi m b n ch t h u cơ không quá l n, quá trình phân h y hi u khí x y ra ch y u
m nh m (khi nư c có ñ y ñ oxy) thì n ng ñ mùi thư ng th p. Ngư c l i, khi
trong nư c không có oxy, các ch t h u cơ trung gian ñư c t o ra do quá trình phân
nguon tai.lieu . vn
