Bài thảo luận môn xử lý nước.
Chuyên đề: Các phương pháp xử lý nước cơ học.
Thực hiện:
Nguyễn Hồng Thắm Đặng Thị Vân
Hồ Thị Nguyên Nguyễn Văn Linh Đặng Thị Vương Phan Văn An
Nguyễn Văn Toàn Đỗ Nhật Tâm
Lê Tử Tin
Hiện nay ngành công nghiệp đang trên đà phát triển, các khu công nghiệp, nhà máy mọc lên càng nhiều thì lượng nước thải, chất thải thải ra môi trường càng lớn, đặc biệt là các nhà máy thực phẩm. Vì vậy vấn đề xử lý nước thải đang là vấn đề nhức
nhối và nang giải được xã hội quan tâm.
Xuất phát từ vấn đề trên nhóm chúng tôi tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học.
Nước thải
Định nghĩa: Là loại nước đã trải qua sử dụng làm biến đổi tính chất lý học, hóa học, sinh học. Tùy theo phương pháp sử dụng và tùy theo nguồn gốc mà nước thải có những tính chất lí ,hóa, sinh học khác nhau
Phân loại nước thải:
-Nước thải sinh hoạt
-Nước thải công nghiệp
-Nước ngầm thấm qua hệ thống ống dẫn trong mạng lưới cấp thoát nước
-Nước mưa tràn qua những vùng bị ô nhiễm
Bảng dữ liệu về chất thải
Trọng lượng trung bình các chất nhiễm bẩn trong nước thải trong một ngày tính theo đầu người
stt Thành phần các chất Mức g/người/ngày 1
2 3 4 5 6 7
Chất lơ lửng BOD5
BOD20
Nito amoniac Photphat
Clorua
Chất hoạt tính bề mặt
65 35 40 8 1.7 9 2.5
Lượng nước thải theo chỉ số dân tương đương
STT Nguồn nước thải Đơn vị tính
Chỉ số dân tương đương
Lượng nước thải (l/ngày) 1
2 3 4 5 6 7
Khách sạn, nhà nghỉ Nhà ăn
Quán café, giải khát
Câu lạc bộ, nhà văn hóa Trường học
Nhà trẻ Bệnh viện
Giường Chỗ ngồi Chỗ
Chỗ
Học sinh Trẻ em Giường bệnh
1 3 15 5-10 10 2 -3 0.4-0.5
200-300 50-80 10-15 8-25 15-25 50-100 300-600
Tải trọng chất thải trung bình trong nước thải một ngày tính theo đầu người
Các chất Tổng chất
thải
g/người/ng
Chất thải hữu cơ
g/người/ngày
Chất thải vô cơ
g/người/ngày Tổng lượng chất thải
Chất tan
Các chất không tan Chất lắng
Chất không lắng
190 100 90 60 30
110 50 60 40 20
80 50 30 20 10
Hiện trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam
- Việt Nam có tài nguyên nước rất phong phú 150km3 nước mặt/năm và 10 triệum3nước ngầm /ngày nhưng mức độ ô nhiễm hiện nay rất năng cụ thể:
- Hầu hết hệ thống sông ngòi, kênh rạch, từ thành thị tới nông thôn, miền núi đều bị ô nhiễm
- Nước ngầm là nguồn cung cấp lý tưởng nhưng chúng chứa nhiều chất hóa học do chảy qua khe nứt của núi đá hoặc chảy qua các vùng đất bị ô nhiễm
- Các hệ thống giếng khoan bị nhiễm phèn, nhiễm vôi rất nặng
=> Tất cả những nguồn nước muốn sử dụng được thì phải được xử lý
Nguồn gốc của sự ô nhiễm
Nước thải sinh hoạt
WHO ước tính mỗi năm có 1,5 triệu người chết do sử dụng nước không an toàn
Hoạt động khai thác mỏ
Nguyên nhân tạo ra mưa axit
Khái quát tình hình nước hiện nay
Nước đóng vai trò rất quan trọng nó không thể thiếu được trong bất kì hoạt động nào của con người trong sinh hoạt và trong sản xuất
Nhưng hiện nay nguồn nước đang bị ô
nhiễm nặng và tình trạng khan hiếm nước đã và đang xảy ra với hầu hết các quốc gia vì
vậy vấn cần phải có biện pháp xử lý nước.
Nước thải là một hỗn hợp đa thành phần do đó phải có biện pháp xử lý thích hợp
Xử lý nước thải
Mục đích: Loại bỏ các yếu tố độc hại, các vi sinh vật có hại trong nước khi đổ chúng vào môi trường hoặc tái sử dụng.
Trước khi tiến hành xử lý cần phải xác định
tính chất loại nước, mức độ ô nhiễm, đánh giá được mức độ cần xử lý để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp.
Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải như xử lý cơ học, xử lý hóa học, xử lý bằng phương pháp sinh học hoặc có thể xử lý kết hợp các phương pháp với nhau…
Phương pháp xử lý cơ học
Định nghĩa: là phương pháp được sử dụng để tách các chất không hòa tan và một phần chất keo ra khỏi
nước thải.
Vai trò : - Tách các chất rắn thô
- Tách các cặn lắng và nén bùn
- Tách các cặn lơ lửng còn sót lại sau xử lý sinh học và hóa học.
- Lọc tách tảo, rêu.
- Bổ xung và tách khí.
- Bay hơi các hợp chất hữu cơ từ nước thải
Các công trình và các thiết bị xử lý cơ học
- Thiết bị chắn rác.
- Bể điều lưu.
- Bể lắng.
- Lọc.
- Tuyển nổi.
Thiết bị chắn rác
Vai trò: áp dụng loại giấy,dẻ rách, đá, cây cỏ,…có kích thước lớn ra khỏ nước thải là phương pháp đầu tiên trong xử lý bằng công nghệ sinh học.
Cấu tạo: Là những thanh đan sắp xếp cạnh nhau được đặt ngang dòng nước chảy .Đặt cố định hoặc di động đặt nghiêng 60-750 so với dòng chảy có thể được lắp đặt cùng 1 máy nghiền rác để tiện xử lý sau này.
Vật liệu và kích thước: trước đây bằng gỗ, tre sau này bằng kim loại.Hình dạng vuông, tròn thường là hình
tròn có đường kính 8-10mm khoảng cách hai thanh là 10-25mm để giữ lại vật có kích thước 60-100mm.Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác để thay đổi
Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác
Chỉ tiêu Cào rác
thủ công
Cào rác cơ giới
Kích thước của các thanh
Bề dầy (in) 0,2-0,6 0,2 – 0,6
Bề bản (in) 1,0-1,5
Khoảng cách giữa các thanh (in)
1,0 – 2,0 0,6 – 3,0
Độ nghiêng song chắn rác theo trục thẳng đứng (độ)
30 - 45 0 - 30
Van tốc độ chảy 1,0 – 2,0 2,0 – 3,25
Cách Đặt và làm sạch song chắn rác
- Song chắn rác đặt ở tất cả các trạm xử lý
không phân biệt phương pháp dẫn nước tới là tự chảy hay có áp
- Song chắn rác đặt ở những kênh trước khi vào trạm xử lý.
- Song chắn rác dùng cào thủ công đặt ở những trạm xử lý nhỏ có lượng rác <0,1m3/ng.đ
- Song chắn rác với cào cơ giới hoạt động liên tục. Cào được gắn vào xích bản lề 2 bên song chắn rác chuyển động nhờ động cơ .Khi rác
>03m3/ng.đ phải đặt máy nghiền rác
Hình ảnh song chắn rác
Hình ảnh song chắn rác
Bể điều lưu
Nguyên nhân cần có bể điều lưu
- Nước thải sinh hoạt và nước thải công
nghiệp thải ra với lưu lượng biến đổi theo giờ, thời vụ, mùa
- Hệ thống nước thải phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như các chất cần xử lí
Phân loại bể điều lưu
- Bể điều hòa lưu lượng: nên đặt gần nơi thải nước.
- Bể điều hòa lưu lượng và nồng độ chất thải.
+ đặt sau bể lắng nếu nước thải chứa lượng lớn các chất vô cơ không tan.
+ đặt trước bể lắng nếu nước thải chứa nhiều chất hữu cơ không tan.
+ đặt trước bể trộn hóa chất.
Chức năng và sơ đồ
- Điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lí để bảo đảm hiệu quả cho quá trình xử lí sinh học về sau.
- Sơ đồ:
Lợi ích của bể điều lưu
- Làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học hạn chế hiện tượng “shock”của hệ thống.
- Chất lượng nước sau xử lí và việc cô đặc bùn ở đáy bể thứ cấp được cải thiện do lưu lượng nạp các chất rắn ổn định.
- Diện tích cần cho hệ thống lọc nước thải giảm xuống và hiệu xuất lọc được cải
thiện chu kì làm sạch các thiết bị lọc cũng ổn định hơn.
Sơ đồ lắp đặt bể điều hòa
Cách tính toán bể điều lưu
- Đo lưu lượng nước thải từng giờ từ 0h hôm trước tới 0h hôm sau.
- Tính toán tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ
- Vẽ đồ thị biểu diễn tổng lượng nước thải ra môi
trường và tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo từng giờ.
- Xác định điểm bụng của đồ thị vẽ đường tiếp tuyến với đồ thị tại điểm bụng.
- >hiệu số khoảng cách chiếu từ điểm bụng của đường biểu diễn tổng lượng nước thải và đường biểu diễn
tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo giờ là thể tích cần thiết của bể điều lưu
Sơ đồ cách tính thể tích
Bể lắng cát
Vai trò: Loại bỏ cát sỏi, đá răm, các loại xỉ khỏi nước thải vì những loại rác thải đó ảnh hưởng tới khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát, làm mòn thiết bị cơ khí làm giảm diện tích hữu dụng của bể xử lý.
Vị trí: Đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp.
Nguyên lý: Dựa vào trọng lượng bản thân các thành phần cần loại bỏ để lắng xuống.Bể lắng phải được tính toán để cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống và các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi
Phân loại bể lắng cát
- Bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật.Được áp dụng từ hơn 50 năm, có thể lắp thêm bộ phận cơ giới để lấy cát đáy bể
- Bể lắng cát có sục khí
- Bể lắng cát có dòng chảy xoáy
Bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang
Kích thước: Phải được xây dựng chính xác nếu quá nhỏ sẽ không bảo đảm hiệu quả lắng nếu quá lớn thì cặn lắng sẽ chứa nhiều chất hữu cơ.
Sau khi xác định kích thước của bể lắng phải
được kiểm tra lại để trường hợp nước chảy với lưu lượng nhỏ nhất vãn đảm bảo vận tốc
Vmin>0,15m/s.
Nếu bể lắng làm việc tốt thì cặn lắng xuống có độ tro tới 85% trong đó cát chiếm 60% độ ẩm của cặn 60%
Đưa nước vào bể lắng
Hình ảnh bể lắng ngang
Phân chia quá trình chảy và lắng của bể lắng ngang
Quá trình chảy và lắng được chia làm 4 vùng:
- Vùng lắng đọng bùn.
- Vùng bùn lắng tập trung - Vùng trung gian.
- Vùng an toàn.
Sơ đồ bể lắng cát ngang
Hình ảnh bể lắng
Bể lắng cát có sục khí
Được thiết kế để loại bỏ các hạt có kích thước
>0,2mm.Có các ống phân phối khí đặt cách đáy bể 0,45 – 0,6m
Sơ đồ bể lắng cát có sục khí và dòng chảy trong bể
Các giá trị tham khảo để thiết kế
Thông số Giá trị
Kích thước Khoảng biến
thiên
Giá trị
thông dụng
Sâu(ft) 7 --16
Dài (ft) 25 - 63
Rộng (ft) 8 - 23
tỉ lệ sâu : rộng 1/1 – 5/1 1,5 -1 tỉ lệ dài : rộng 3/1 – 5/1 4 :1 Lượng không khí cần
(ft3/min.ft chiều dài)
2,0 – 5,0
Bể lắng sơ cấp
Mục đích:
- Giữ lại các chất hữu cơ không tan trong nước thải trước khi cho nước thải vào các bể xử lí sinh học.
- Loại bỏ các chất rắn và các chất lơ lửng.
Cấu tạo:
Hình chữ nhật hoặc hình trụ tròn được trang bị thêm thiết bị gạt váng trên bề mặt và cặn dưới đáy bể.
Phân loại các hiện tượng lắng
- Lắng từng hạt riêng lẻ: xảy ra với nước thải có hàm lượng lơ lửng thấp.
- Tạo bông cặn: quá trình lắng các hạt liên kết lại với nhau hoặc tạo bông cặn ->tăng trọng lượng ->lắng nhanh hơn.
- Lắng theo vùng: khi lực tương tác giữa các hạt đủ lớn để ngăn cản các hạt bên cạnh ->mặt phân cách giữa chất lỏng và chất rắn xuất hiện ở phía trên khối lắng.
- Nén: Diễn ra khi hàm lượng chất các hạt đủ để tạo nên một cấu trúc nào đó và các hạt này
phải được đưa vào cấu trúc đó.
Số liệu tham khảo thiết kế bể lắng
Thông số Giá trị
Khoảng biến thiên
Giá trị thông dụng
Hình chữ nhật
Sâu (ft) 10 - 15 12
Dài (ft) 50 – 300 80 – 130
Rộng (ft) 10 – 80 16 – 32
Vận tốc thiết bị gạt váng và cặn (ft/min)
2 – 4 3
Số liệu tham khảo thiết kế bể lắng
Thông số Giá trị
Khoảng biến thiên Giá trị thông dụng
Hình trụ tròn
Sâu (ft) 10 - 15 12
Đường kính (ft) 10 – 200 40 – 150
Độ dốc của đáy (in/ft) 0,75 – 2 1 Vận tốc thiết bị gạt váng
và cặn (ft/min)
0,02 – 0,05 0,03
Sơ đồ bể lắng sơ cấp
Các hình ảnh của bể lắng sơ cấp
Bể lắng sơ cấp - khi thi công đáy
Bể lắng sơ cấp – khi không có nước
Cận cảnh bể lắng sơ cấp
Băng phân phối nước
Mục đích:
Tách những hạt vật chất có kích thước nhỏ như bụi, dầu mỡ bôi trơn mà quá trình lắng không thể thực hiện được.
Nguyên lý lọc:
Cho nước đi qua vật liệu lọc, chất rắn sẽ được giữ lại trên màng lọc. Thường sử dụng vật liệu lọc hoặc máy siêu lọc.
Vật liệu lọc
- Cát thạch anh: kích thước hạt 0,9 – 1,2mm tác dụng lọc cơ học loại bỏ cặn bẩn, huyền phù,
cặn lơ lửng.
- Than antraxit.
- Sỏi nghiền.
- Máy vi lọc.
- Hạt lọc nổi: hạt polystynene có hình cầu, mầu trắng, nhẹ hơn nước.
- Vật liệu lọc đa năng ODM-2F: là sản pẩm
thiên nhiên thành phần chính là diatomit, zeolit, bentonit, được hoạt hóa ở nhiệt độ cao.
Phân loại lọc
Theo tốc độ lọc:
- lọc chậm có tốc độ lọc 0,1 – 0,5m/h - lọc nhanh có tốc độ lọc 5 – 15m/h
- lọc cao tốc có tốc độ lọc 30 – 100m/h
Theo chế độ làm việc:
- Bể lọc trọng lực: hở, không áp.
- Bể lọc có áp lực: lọc kín
Bể lọc chậm
- Thường được sử dụng trong xử lý nước uống hoặc nước cấp.
- Hiệu quả làm sạch nước cao (95 – 99%
cặn bẩn và vi khuẩn).
- Lọc được nước tự nhiên, không cần xử lý hóa chất.
- Vận hành đơn giản.
Cấu tạo của bể lọc chậm
Nhược điểm của bể lọc chậm
- Diện tích lọc lớn, thời gian lọc lâu, khối
lượng xây dựng lớn, khó cơ giới hóa và tự động hóa việc rửa lọc.
- Ít sử dụng cho các nhà máy có công suất lớn.
- Không kinh tế, chỉ thích hợp khi hàm lượng cặn lơ lửng trong nước khoảng 20 –
50mg/l.
- Chịu ảnh hưởng của rong tảo lên quá trình lọc.
Bể lọc nhanh
Nguyên lý: nước lọc từ bể lắng ngang qua màng phân phối vào bể lọc qua lớp vật liệu lọc, lớp
sỏi đá vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bể chứa nước sạch.
Sơ đồ cấu tạo:
Nhược điểm bể lọc nhanh
- Diện tích lọc lớn, khối lượng xây dựng lớn, khó cơ giới hóa và tự động hóa việc rửa lọc.
- Ít sử dụng cho các nhà máy công suất lớn - Không kinh tế, chỉ thích hợp khi hàm
lượng cặn lơ lửng trong nước khoảng 20 – 50 mg/l.
- ảnh hưởng của rong tảo lên quá trình lọc.
- Kém hiệu quả hơn so với lọc chậm.
Bể lọc áp lực
Được sử dụng vào cuối dây chuyền xử lý nước thải, sau đó đưa trực tiếp vào nguồn tiếp nhận.
Cấu tạo giống bể lọc nhanh chỉ khác là lọc có áp lực -> bể lọc kín.
Ưu điểm: Tăng tốc độ lọc và rút ngắn được thời gian lọc.
Sơ đồ cấu tạo
Phương pháp tuyển nổi
Mục đích:
Loại bỏ các chất rắn, lỏng,phân tán không tan, các chất tự lắng kém ra khỏi hỗn hợp nước thải và cô dặc bùn sinh học.
Nguyên lý:
Sục khí vào nước thải khi đó khí sẽ kết dính với các hạt của nước thải kéo theo những hạt vật chất nổi lên trên mặt nước thải và bị loại bỏ bằng thiết bị gạt bọt.
Sơ đồ mô tả sự kết dính hạt rắn và bóng khí trong tuyển nổi
Nước thải
Bóng khí Hạt rắn
Sơ đồ bể tuyển nổi kết hợp với cô bùn
Phương pháp tuyển nổi
Hóa chất giúp tăng hiệu suất tạo bọt:
Phèn nhôm, muối ferric, natri alkylsilicat, eresol, fenol…các chất này có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân pha.
Ứng dụng:
Trong ngành chế biến dầu mỏ, sợi tổng hợp, chế tạo máy, thực phẩm và hóa chất.
Yếu tố ảnh hưởng tới quá trình
- Bản chất của từng hạt có trong nước thải.
- Độ thấm ướt của hạt vật chất có trong nước thải.
- Số lượng bọt khí tạo ra khi thổi khí.
- Kích thước của bọt khí, kích thước tối ưu là 15 – 30 µm.
- Sự hòa tan không khí trong nước.
- Áp suất và nhiệt độ của nước.
Hình ảnh bể tuyển nổi
Các bạn có câu hỏi gì xin gửi về Nhóm chúng tôi.
Xin chân thành cảm ơn!
Chúc vui vẻ và thành công
