Đồ án Xử lý nước thải khu công nghiệp dệt may phố nối

 

CHƯƠNG I 1

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP DỆT MAY 1

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC 1

1.1.1 ĐỘ AXÍT 1

1.1.2 ĐỘ KIỀM 1

1.1.3.TẠP CHẤT HỮU CƠ 3

1.1.4 NHU CẦU OXY HOÁ HỌC, COD 4

1.1.6 NHU CẦU OXY SINH HOÁ, BOD 5

1.1.7 ĐỘ DẪN ĐIỆN 6

1.1.8 ĐỘ ĐỤC 7

1.1.9 ĐỘ MÀU 8

1.1.10 MÙI VỊ 8

1.1.11 ĐỘ CỨNG 9

1.1.12 HỢP CHẤT CHỨA NITƠ 10

1.1.13 PHOTPHO Trong nước, hợp chất photpho tồn tại ở 4 dạng: 14

1.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM 16

1.2.1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT . 16

1.2.2 Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thảI công nghiệp Dệt –Nhuộm 18

1.2.3.Những vấn đề môI trường trong sản xuất của ngành Dệt-Nhuộm. 19

1.2.3.1 Những chất gây ô nhiễm và độc hại có trong dòng thải của ngành Dệt-Nhuộm 20

1.2.3.2 Ô nhiễm nước thải công nghiệp Dệt-Nhuộm- Đánh giá tổng quát. 21

1.3.TÌNH HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP DỆT – MAY. 26

1.3.1. Những biện pháp cảI thiện tình hình bằng cách xúc tiến công nghệ sản xuất sạch trong ngành Dệt – May. 26

1.3.2. NHỮNG BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG Ô NHIỄM CÔNG NGHIỆP TRONG NGÀNH DỆT – May. 28

Chương iI 30

Giới thiệu các phương pháp xử lý nước thảI . 30

2.1. PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 30

2.1.1. LỌC QUA LƯỚI CHẮN, SONG CHẮN 30

2.1.2.LẮNG 31

1.Động học quá trình lắng của nước thải: 31

2.2.1.Đông tụ và keo tụ 38

1.2.1.1. Khái niệm 38

1.2.1.2. Động học của quá trình keo tụ 41

1.2.1.3. Các bước thực hiện một quá trình keo tụ. 43

1.2.1.4. Các chất đông tụ thường dùng. 48

1.3. Phương pháp hấp phu 50

1.4 Phương pháp màng 50

1.5 Phương pháp oxy hoá 50

1.5.1.Oxy hoá bằng Clo 51

1.5.2. Oxy hoá bằng ozon 51

1.6. Phương pháp sinh học 51

1.6.1. Quá trình xử lý trong các bể Aeroten 52

Dòng vào bể cấp1 Dòng ra 54

1.6.2.Quá trình với lớp bùn kỵ khí và dòng hướng lên. 54

1.7. QUÁ TRÌNH TUYỂN NỔI 55

1.8. QUÁ TRÌNH LỌC 56

1.8.1. Định luật tổng quát 56

Lọc nhanh 57

1.8.2. Cơ chế sàng 57

1.8.3. Giữ cặn bẳn trong cột lọc 58

CHƯƠNG 3 60

3.1 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN 60

3.2 Nhiệm vụ của các thiết bị chính trong sơ đồ công nghệ 61

3.2.1 Sàng chắn rác tự động 61

3.2.2 Bể điều hoà 61

3.2.3 Bể trộn thứ nhất 62

3.2.4 Bể trộn thứ hai 62

3.2.5 Bể ổn định. 62

3.2.6 Bể lắng sơ cấp 63

3.2.7 Bể aeroten 63

3.2.8 Bể lắng thứ cấp 64

3.2.9 Bể làm đặc bùn 64

3.2.10 Sân phơi bùn 65

 

 

doc67 trang | Chia sẻ: huong.duong | Ngày: 05/09/2015 | Lượt xem: 701 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Xử lý nước thải khu công nghiệp dệt may phố nối, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thơm. Các polyme tổng hợp bao gồm: chất hồ hoàn tất, hồ sợi dọc như PVA, Polyacrylat. Các chất nhũ hoá, chất làm mềm, chất tạo phức. Tạp chất dầu khoáng được tách ra từ xơ sợi ban đầu. Thuốc nhuộm hoạt tính và chất tăng trắng quang học. Nhóm thứ ba: Chất ít độc và có thể phân giải vi sinh. Xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên có trong sơ sợi bị loại bỏ trong các công đoạn xử lý. Các chất tinh bột dùng để hồ sợi dọc trên cơ sở tinh bột không biến tính. Axít axetic (CH3COOH), axit Formic (HCOOH) dùng để điều chỉnh pH. Muối trung tính ở nồng độ thấp (NaCl, Na2SO4). 1.2.3.2 Ô nhiễm nước thải công nghiệp Dệt-Nhuộm- Đánh giá tổng quát. Có thể đánh giá một cách tổng quát hiện trạng ô nhiễm nước thải ngành công nghiệp Dệt như sau: Ô nhiễm hữu cơ: Mức độ ô nhiễm gây ra do các chất hữu cơ cũng như các chất vô cơ khả năng oxy hóa được thể hiện bằng các chỉ tiêu sinh thái đặc trưng: Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD5) và nhu cầu oxy hoá học (COD). Các thông số nói trên có những giá trị khác nhau, dao động phụ thuộc vào thời kỳ sản xuất. Nó phụ thuộc chủ yếu vào số lượng và chủng loại thuốc nhuộm, hoá chất, chất trợ và kết cấu mặt hàng sản xuất (% tẩy trắng, nhuộm, in hoa), tỷ lệ sử dụng xơ sợi tổng hợp, loại hình công nghệ áp dụng, thiết bị máy Mac sử dụng. Trong nước thải ngành dệt do có nhiều chất có khả năng phân giải sinh học nên BOD5 khá cao. COD –nhu cầu oxy hoá học: Trong nước thải ngành Dệt-Nhuộm có những chất chỉ có thể oxy hoá học, không thể phân giải vi sinh, hay chỉ loại bỏ được một phần nhờ hấp thụ lên bùn hoạt hoá. Khi sử dụng có một số loại thuốc nhuộm ở dòng thải có BOD5 rất thấp còn COD khá cao. Chẳng hạn như ở công ty Dệt Thắng Lợi sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính trong in hoa, dòng thải có BOD5 ằ 0 còn COD = 985 mg/l. Thực tế sản xuất chỉ ra rằng càng sử dụng nhiều xơ sợi tổng hợp thì COD càng cao. Lý do được đưa ra là do phảidùng nhiều hồ tổng hợp PVA để hồ sợi dọc và các thuốc nhuộm khó hoặc không phân giải vi sinh để nhuộm và in hoa. Khảo sát cho thấy COD tỷ lệ thuận với nguyên liệu xơ sợi tổng hợp được sử dụng trong BOD5 giữ nguyên. Với tình hình sản xuất như hiện nay và trong tương lai gần, dự tính giá trị COD trong nước thải Dệt-Nhuộm Việt Nam phải từ 700-700 mg/l và còn tăng nữa. tỷ lệ giữa COD và BOD5 cho ta nhận biết khả năng phân giải nước thải bằng vi sinh, hay một cách gián tiếp về mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải. Nước thải dệt nhuộm Việt Nam hiện có tỷ lệ COD/BOD5 khoảng 2-3. Nhưng với đà sản xuất như hiện nay theo xu hướng tăng tỷ lệ sử dụng xơ sợi tổng hợp và sử dụng nhiều loại chất trợ, thuốc nhuộm và chất xử lý hoàn tất khó phân giải vi sinh thì nước thải ngày càng khó phân giải vi sinh. Hiện nay nước thải hầu hết các xí nghiệp nhà máy đều có BOD5 và COD vượt qua giới hạn cho phép thải ra môi trường ngay cả tiêu chuẩn nước thải loại C theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5945-1995 cũng bị vượt qua. Nước thải công nghiệp Dệt-Nhuộm hiện nay là độc đối với vi sinh và cá. Có thể đưa ra một số nguyên nhân sau: Độ pH: giá trị pH đo được ở các dòng thải chung ở các xí nghiệp Dệt-Nhuộm thường có tính kiềm với pH từ 9.5-11. Trong khi đó giới hạn giá trị pH không làm ức chế vi sinh là từ 6.5-9. Kim loại nặng và muối trung tính Kim loại nặng thường có trong nước thải vì sử dụng thuốc nhuộm hoàn nguyên hoạt tính. Muối trung tính (Na2S2O4, NaCl) được sử dụng với một lượng khá lớn. Nếu nhuộm nhiều bằng thuốc nhuộm hoạt tính, nồng độ muối vô cơ trong nước thải có thể từ 900-2.800 ppm độc với cá và vi sinh. Nhiệt độ nước thải khá cao, đặt biệt ở công đoạn dệt Màu trong nước thải: Nước thải công nghiệp Dệt-Nhuộm các nơi đều có màu khá đậm. Màu chủ yếu do thuốc nhuộm gây ra. Ngay cả với nồng độ thấp (0,3 mg/l) cũng nhìn thấy màu bằng mắt thường. Nguyên nhân chủ yếu là do mầu thuốc nhuộm không gắn kết vào xơ sợi thải ra. Bảng 1.3. Tỷ lệ không gắn vào sợi [1-238] Thuốc nhuộm Phần mầu không gắn vào sợi % Trực tiếp 5 á 30 Hoàn nguyên 5 á 20 Hoàn nguyên(Indigozol) 5 á 15 Lưu huỳnh 30 á 40 Hoạt tính 15 á 50 Phân tán 1 Pigment 7 á 20 Phức kim loại 2 á 5 Cation (kiềm) 2 á 3 Crom 1 á 2 Thuốc nhuộm hoạt tính có mức độ không gắn mầu từ 15 á 50% nên nó chính là loại thuốc nhuộm gây mầu đậm nhất trong nước thải. Thực tế cho thấy nếu nhuộm với tỷ lệ 3% thuốc nhuộm hoạt tính ở dung tỷ nhuộm 1: 10, tận dụng thuốc nhuộm đến 80% thì sau công đoạn nước thải vẫn còn 60 mg/l. Để đạt tới nồng độ 0,3 mg/l cần phải pha loãng 200 lần. Mẫu trong nước thải trước hết là vấn đề mỹ quan khó được công chứng chấp nhận. Nhưng đáng ngại hơn là ở chỗ mầu đậm trong nước thải cản trở ánh sáng mặt trời thực vật thuỷ sinh không quang hợp được dẫn dến DO giảm thấp, một số loại sinh vật thuỷ sinh không sống được đẫn đến khuyết một mắt xích trong chuỗi thức ăn. điều này sẽ rất nguy hại. Thông số AOX (Halogen hữu cơ): Nhiều nhà máy dùng NaClO (Natri hypoclorit) để tẩy trắng và mài vải bò sẽ làm tải lượng AOX trong nước thải tăng cao. Trong tình hình hiện nay, nước thải ở hầu hết các công ty, nhà máy đều có mức độ ô nhiễm, vượt quá giới hạn cho phép, ngay cả với tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại C theo tiêu chuẩn Việt Nam 1945í1995 cũng bị vượt qua một yêu cầu bức xúc của thực tế là cần phải tiến hành xử lý nước thải trước khi xả ra môi trường. Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở Dệt-Nhuộm là sự dao động rất lớn cả về lưu lượng và tải lượng các chất ô nhiễm. Đặc tính của nước thải Dệt-Nhuộm thay đổi theo mùa, theo thời gian và đặc biệt phụ thuộc vào các mặt hàng được sản xuất. Nhìn chung nước thải công nghiệp Dệt –Nhuộm có độ màu cao, có độ kiềm lớn BOD5 cao, COD cao, chứa nhiều chất độc hại với cá và thuỷ sinh. Các tác động đối với môi trường của nước thải công nghiệp Dệt – Nhuộm(xem bảng 1.4). Thành phần của nước thải công nghiệp Dệt – Nhuộm thường rất phức tạp. Nước thải này chứa các loại thuốc nhuộm và hoá chất với thành phần và nồng độ thay đổi tuỳ theo từng cơ sở và từng thời điểm. ảnh hưởng ô nhiễm của nước thải phụ thuộc vào lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễm, kích thước dòng nhận, hàm lượng oxy hoà tan và đặc tính thuỷ lực nguồn tiếp nhận. Bảng 1.4 ảnh hưởng của các hoá chất trong nước thải ngành Dệt – Nhuộm tới nguồn tiếp nhận [5-45] Tên hoá chất ảnh hưởng NaOH Lượng dư nhiều làm cho nước thải chung có pH>9, gây độc hại với thuỷ sinh, gây ăn mòn với các công trình thoát nước và hệ thống xử lý nước thải. Muối trung tính Làm cho tổng chất rắn TS cao. Lượng thải lớn gây tác hại tới thuỷ sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu, dẫn tới ảnh hưởng quá trình trao đổi chất của tế bào. Các chất trợ Nhìn chung khi phân huỷ sinh học, làm cho COD cao. Phần lớn chúng là các chất hoạt động bề mặt hữu cơ chứa nhân thơm, ảnh hưởng tới sức căng bề mặt nước thải, ảnh hưởng tới đời sống thuỷ sinh. Có thể gây tác hại đối với nước ngầm. Hồ tinh bột biến tính Làm cho COD cao, gây tác hại đối với đời sống thuỷ sinh. Thuốc nhuộm hoạt tính phân tán, hoàn nguyên Làm cho BOD5 và COD cao, tạo màu nước thải. Các chất độc hại có trong dòng thải như Cl2, sunfua, các loại thuốc nhuộm, các kim loại nặng…làm giảm khả năng sống và phát triển của các thuỷ sinh vật nước. Các chất độc hại này cũng tăng dần theo chuỗi thức ăn và gây ra một số bệnh mãn tính hay ung thư đối với người và động vật. ảnh hưởng xấu tới cảnh quan do màu tối của nước thải. có thể gây tác hại đối với nước ngầm Các tạp chất trong xơ Xenlulo bị phân huỷ như pectin,axit hữu cơ, sáp… Làm cho BOD5, COD cao, ảnh hưởng tới đời sống thuỷ sinh. 1.3.Tình hình xử lý nước thảI công nghiệp Dệt – May. Qua phân tích trên đây, ta nhận thấy tình trạng ô nhiễm nước thải trong công nghiệp Dệt – Nhuộm là phổ biến và khá nghiêm trọng. Tuy nhiên do gánh nặng kinh phí, điều kiện cơ sở vật chất, cũng như do chưa ý thức đầy đủ tính chất nguy hại của nạn ô nhiễm môi trường của lãnh đạo các xí nghiệp. Bên cạnh đó còn một lý do nữa là thiếu sự nghiêm khắc trong thực hiện luật môi trường và hình phạt chưa thíc đáng đối với các công ty vi phạm luật môi trường nên có rất ít hệ thống xử lý nước thải được xây dựng và vận hành hiệu quả. Theo kết quả khảo sát được đưa ra trong “ Nghiên cứu quy hoạch tổng thể ngăn ngừa ô nhiễm công nghiệp Việt Nam” của bộ công nghiệp Việt Nam đã tiến hành ở 12 đơn vị trong ngành Dệt May thì chỉ có 4 đơn vị có lắp đặt công trình xử lý nước thải. Còn lại chỉ xử lý rất đơn giản, phần lớn nước thải được thải trực tiếp ra môi trường. Nói chung hầu hết các xí nghiệp đều không đủ khả năng tài chính để đầu tư lắp đặt hệ thống xử lý nước thải do chi phí tương đối cao. 1.3.1. Những biện pháp cảI thiện tình hình bằng cách xúc tiến công nghệ sản xuất sạch trong ngành Dệt – May. Công nghệ sản xuất sạch. Khi có cơ hội thay thế máy nhuộm đã cũ hoặc mua mới thì nên trang bị loại thiết bị nhuộm dòng lỏng có dung tỷ nhuộm thấp. Nhờ đó sẽ giảm được lượng nước thải và hoá chất, có khả năng tăng năng suất và tạo ra được sản phẩm có chất lượng cao. Thường xuyên phổ biến công nghệ nhuộm mới, ví dụ như phương pháp nhuộm liên tục cho sợi Polyester/sợi bông. Tăng cường trang bị hoàn chỉnh thiết bị thí nghiệm nhằm cải thiện chất lượng nhuộm thử theo đơn pha màu. Điều đó sẽ giúp giảm tỷ lệ phải gia công lại. Phổ cập đến các nhà máy hệ thống pha màu bằng máy tính (Computer Color Matching System – CCM) nhằm cải thiện phương pháp pha màu, tiết kiệm thuốc nhuộm. áp dụng các biện pháp tiết kiệm năng lượng như: Thu hồi hơi nước ngưng tụ. Tái sử dụng nước mát của thiết bị trao đổi nhiệt. Thu hồi nhiệt thải của nước thải có nhiệt độ cao từ máy nhuộm thải ra. Hệ thống quản lý. Các nhà quản lý phải ý thức được tầm quan trọng của quản lý chất lượng đó cần áp dụng và củng cố hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO thực hiện theo các hướng dẫn chuẩn và đào tạo nhân viên về quản lý chất lượng. Củng cố hệ thống bảo dưỡng thiết bị để tận dụng hết công suất thiết bị, duy trì và đảm bảo năng suất và chất lượng sản phẩm. Giữ gìn vệ sinh, gon gàng, ngăn nắp trong nhà máy. Đẩy mạnh việc áp dụng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO – 1400, cố gắng đạt được chứng chỉ đó. Hiện nay, nhân loại đều rất quan tâm đến “phát triển bền vững”. Chính vì vậy, việc áp dụng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO – 1400 không những có tác dụng tiết kiệm nguên liệu, năng lượng cải thiện môi trường làm việc cho công nhân mà nó còn là tấm giấy thông hành để hàng Dệt – May của Việt Nam xâm nhập được vào thị trường tiềm năng nhưng khó tính như Châu Âu và Mỹ… 1.3.2. Những biện pháp phòng chống ô nhiễm công nghiệp trong ngành Dệt – May. Có thể phân hành hai phương pháp đối ứng ngắn hạn và dài hạn để giảm bớt ô nhiễm công nghiệp trong ngành Dệt – May. Bảng 1.5 Những biện pháp phòng chống ô nhiễm công nghiệp ngành Dệt – May (những biện pháp ngắn hạn) STT Biện pháp ưu điểm 1 Cải tiến máy cuộn và máy kéo sợi Tăng năng suất và cải thiện chất lượng sản phẩm 2 Thu hồi ngưng Tiết kiệm năng lượng 3 Tuần hoàn làm mát Tiết kiệm năng lượng 4 Thu hồi nhiệt dư từ nước thải Tiết kiệm năng lượng Giảm nhiệt độ nước thải 5 Tăng cường các thiết bị phòng thí nghiệm Cải thiện quá trình nhuộm thử và chuẩn bị đơn pha màu Hợp lý hoá việc thanh tra sản phẩm 6 Tăng cường thiết bị xưởng màu Cải thiện tính chính xác trong quá trình cân Tránh nhiễm bẩn Cải thiện môi trường làm việc 7 Tăng cường hệ thống kiểm tra chất lượng sản phẩm Tránh sự khác biệt về chất lượng Giảm chi phí sản xuất Đảm bảo chất lượng cho khách hàng 8 Lập cân bằng vật chất và nắm được đơn vị tiêu hao Loại trừ tình trạng đầy chất thải Nhận thức được những ưu điểm cần cải thiện về quản lý Giảm chi phí sản suất 9 Tăng cường hệ thống bảo dưỡng Duy trì hoạt động tối đa của các thiết bị Duy trì và đảm bảo mức năng suất cao Duy trì chất lượng sản phẩm 10 Khuyến khích phong trào sản xuất sạch Loại trừ tình trạng đầy chất thải Duy trì ý thức giữ gìn sạch trong công nhân Đảm bảo chất lượng sản phẩm tăng năng suất Có được sự tin cậy của khách hàng Bảng 1.6 Những biện pháp được kiến nghị trong phòng chống ô nhiễm công nghiệp Dệt – May (Những biện pháp dài và trung hạn) Stt Biện pháp ưu điểm Khuyết điểm 1 Giới thiệu những máy nhuộm tỷ lệ lỏng thấp Giảm lượng nước thải và hoá chất thải ra. Tăng năng suất và tạo ra giá trị gia tăng. Đắt (trong trường hợp không kinh tế) 2 Đưa vào những công nghệ mới Giảm tiêu hao nước, hơi và hoá chất. Giảm lượng hoá chất thải vào nước thải Cần triển khai hay giới thiệu công nghệ 3 Đưa CCM Cải thiện phương pháp pha màu Đắt 4 Lắp đặt hệ thống xử lý nước thải. Giảm các chất ô nhiễm công nghiệp Đắt Chương iI Giới thiệu các phương pháp xử lý nước thảI . Do đặc thù công nghiệp, nước thải của khu công nghiệp dệt may Phố Nối chứa tổng hàm lượng chất rắn TS, chất lơ lửng SS, độ màu, BOD, COD, nhiệt độ, pH cao. Chọn phương án xử lý thích hợp phải dựa trên nhiều yếu tố như lượng nước thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ. Để đạt hiệu quả kinh tế cũng như hiệu xuất xử lý cần phải phân luồng dòng thải. Về nguyên lý nước thải có thể áp dụng các phương pháp sau: + Cơ học : như sàng lọc, lắng để tách các tạp chất thô như cặn, rác… + Hoá lý như : Trung hoà các dòng thải có tính kiềm, axit, đông keo tụ để khử màu, các tạp chất lơ lửng và chất khó phân huỷ sinh học, phương pháp oxy hoá, hấp phụ, điện hoá để khử màu . + Sinh học để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học. + Phương pháp màng có thể dùng để thu hồi các loại chất đặc biệt có trong nước thải, khử màu, tách muối vô cơ… Dưới đây sẽ giới thiệu sơ lược về các phương pháp cụ thể: 2.1. phương pháp cơ học Phương pháp này dùng để loại bỏ các tạp chất không tan, các vật có kích cỡ tương đối lớn, rác, sơ sợi, tạp chất lẫn vào bông,các vảI vụn nhỏ khi may..ra khỏi dòng nước thải. 2.1.1. Lọc qua lưới chắn, song chắn Được dùng để giữ lại các chất có kích cỡ lớn, rác có trong nước thải. Song chắn được đặt trước các công trình xử lý hoặc miệng xả của các phân xưởng. Chiều rộng mỗi khe hở của song chắn được chọn theo kích thước của tạp chất. Khi chọn vật liệu làm song chắn phải chú ý đến độ pH của nước thải của khu cong nghiệp dệt may Phố Nối. Song chắn thường đặt nghiêng so với mặt nằm ngang một góc từ 45o 90o để tiện cho cọ rửa, theo mặt bằng có thể đặt vuông góc hoặc tạo thành góc so với hướng chảy. Thanh đan song chắn có thể dùng tiết diện tròn d = 8 10 mm, chữ nhật, bầu dục. Tiết diện tròn ít được sử dụng bởi vì các hạt rắn dễ dính chặt vào thanh đan gây khó khăn khi cào rác. Loại tiết diện hình chữ nhật được sử dụng rộng rãi nhưng lại gây tổn thất thuỷ lực lớn. 2.1.2.Lắng 1.Động học quá trình lắng của nước thải: Mỗi hạt tạp chất không hoà tan có trong lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước, khi lắng sẽ chịu tác dụng của hai lực : trọng lực và lực cản tổng cộng khi hạt chuyển động dưới tác dụng của trọng lượng. Mối tương quan giữa hai lực đó sẽ quyết định giá trị tốc độ lắng của hạt. Trọng lượng P của hạt phụ thuộc vào khối lượng, kích thước bản thân và tỷ trọng. Lực cản P1 phụ thuộc vào kích thước hình dạng, tốc độ và độ nhớt của nước. Tốc độ lắng của hạt riêng biệt có thể coi là đều trong suốt thời gian riêng biệt trong nước ở trạng thái tĩnh có thể xác định từ điều kiện cân bằng của lực tác dụng đối với hạt. P1 = P Có thể xác định tốc độ lắng theo công thức: : hệ số nhớt động lực của nước : tỷ trọng của hạt : tỷ trọng của nước d: đường kính hạt Khi các hạt không có dạng hình cầu thì người ta đưa khái niệm đường kính tương đương. Đường kính tương đương là dường kính hạt hình cầu có cùng tốc độ lắng và tỷ trọng ở nhiệt độ 15oC. ở trong nước thải, hỗn hợp không hoà tan bao gồm nhiều phần nhỏ khác nhau về số lượng, hình dáng, kích thước và trọng lượng riêng. Trong quá trình lắng các phần nhỏ sẽ liên kết với nhau làm thay đổi hình dáng và trọng lượng riêng của chúng. Quy luật lắng của tập hợp các hạt dạng bông keo khác hoàn toàn so với hạt riêng lẻ có hình cầu và đồng nhất. Ngoài ra quá trình lắng được thực hiện không phải trong điều kiện tĩnh mà nước luôn chuyển động. Như vậy, tốc độ lắng thực tế của hạt cặn bé hơn Uo (xác định bằng thí nghiệm) và bằng Uo-W. Trong đó : W-Tốc độ thành phần đứng rối phụ thuộc vào chiều sâu bể lắng và tốc độ nước chảy. Đặc trưng cho quá trình lắng thường được biểu thị bằng biểu đồ quan hệ giữa số lượng cặn lắng và tốc độ lắng, giữa hiệu suất lắng và thời gian lắng. Thời gian lắng cần thiết xác định theo công thức: Trong đó: H - Chiều sâu công tác của bể lắng (m) Uo – Tốc độ lắng mm/s Trong thực tế, thuận tiện nhất là sử dụng các tài liệu có sẵn về Uo. Nhưng xác định tốc độ lắng cho từng hạt chất nhiễm bẩn gặp khó khăn và không thực tế. Vì vậy người ta thường giới hạnviệc xác định tốc độ lắng nhỏ nhất đối với một thành phần. Số liệu ban đầu để tính toán bể lắng là: + Lưu lượng nước q và hàm lượng cặn ban đầu C1 + Hàm lượng cặn cho phép của nước thải sau lắng C2 + ĐIều kiện về chế độ lắng, Uo + Hệ số kết tụ. Hiệu suất lắng xác định theo công thức: Từ E% dựa vào quan hệ E ~ Uo xác định Uo. Phân loại bể lắng: + Tuỳ theo mức độ cần xử lý, phân thành bể lắng sơ bộ trước khi vào hệ thống xử lý khác hoặc là công trình xử lý cuối cùng nếu đIều kiện cho phép. + Tuỳ theo công dụng trong dây chuyền công nghệ mà phân thành bể lắng đợt một ; bể lắng đợt hai- sau công trình xử lý sinh lý học; bể lắng đợt ba – bể xử lý triệt để ở sau cùng của dây chuyền. + Theo chế độ làm việc: Phân thành hai loại bể lắng hoạt động gián đoạn và bể lắng hoạt động liên tục. + Căn cứ vào chiều nước chảy phân thành bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng theo phương bán kính. Ngoài ra còn có loại bể lắng, trong đó quá trình lắng được lọc qua tầng cặn lơ lửng. Bể lắng ngang: Trong bể lắng ngang, nước chảy theo phương ngang từ đầu đến cuối bể. Theo Trần Hiếu Nhuệ bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn 2 3 5 3 4 1 6 h3 5 1 h4 6 h1 3 h2 4 h3 Hình 2.1 :Sơ đồ bể lắng ngang 1 hố thu cặn 1. Mương dẫn nước vào 4. Máng thu nước 2. Máng phân phối 5. Máng thu và xả chất nổi 3. Tấm chắn 6. Mương dẫn nước ra. Nước thải dẫn vào bể theo máng phân phối ngang bằng đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng suốt chiều rộng bể. ở cuối bể cũng xây dụng máng tương tụ để thu nước và đặt tấm chắn để giữ chất nổi, tấm này cao hơn mục nước 0,15 – 0,2 m và không sâu dưới mực nước 0,25m. Tấm chắn ở đầu bể cách thành tràn khoảng 0,5 – 1m và không nông hơn 0,2m có tác dụng phân phối đều nước trong bể. Chiều cao xây dựng được xác định như sau: HXD=h1+h2+h3+h4 h1- Chiều sâu làm việc (m ) h2- Chiều sâu lớp chứa cặn (m) h3- Chiều sâu lớp nước trung hoà (thường =0,4m) h4- Độ vượt cao=0,25 – 0,4 (m) Độ dốc đáy thường lấy I=0,01. Độ dốc hố thu cặn không nhỏ hơn 45oC. Xả cặn ra khỏi bể lắng áp lực thuỷ tĩnh với cột nước 1,5m (với bể lắng đợt I); 0,9 (với bể lắng đợt 2); hoặc 1,2 (sau Biophin). Bể lắng ngang có thể làm một hố thu cặn hoặc nhiều hố theo chiều dài bể. ưu điểm của bể lắng ngang: + Dễ xây dựng + Hiệu suất lắng khá cao Nhược điểm: + Tốn diện tích mặt bằng, khó thu cặn Bể lắng đứng: Dòng vào Dòng ra 4 5 2 Bùn 3 6 Hình 2.2 Bể lắng đứng 1. Rãnh dẫn nước vào ống trung tâm 2. ống trung tâm 3. Tấm chắn 4. Rãnh gom nước trong 5. Mương dẫn nước trong 6. ống gom bùn Là loại bể chứa có mặt bằng dạng vuông hoặc tròn, đáy dạng hình nón hoặc hình chóp cụt. Bể lắng đứng đường kính bể không được vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể đến D=10m. Nước thải theo máng chảy vào ống trung tâm, ra khỏi ống trung tâm và vào tấm chắn và thay đổi hướng từ đứng sang ngang rồi dâng lên theo thành bể. Nước trong trang qua vách tràn xung quanh thành bể ra máng thu nước. Cặn chỉ lắng được khi tốc độ lắng Uo lớn hơn tốc độ nước dâng Vd (Uo > Vd ). Theo quy phạm gian lắng phụ thuộc vào mức độ xử lý lấy từ 30 phút đến 1,5h. Cặn lắng xuống phần chứa được lưu lại không quá 2 ngày. cặn xả ra khỏi bể nhờ ống xả bùn với cột nước h=1,5- 2m. Để cặn tự chảy tới hố thu thì góc tạo bởi tường đáy bể và mặt nằm ngang 45o. ưu điểm: +Thuận tiện khi xả cặn + Xây dựng dễ dàng + Chiếm ít diện tích mặt bằng Nhược điểm: + Độ sâu xây dựng lớn + Hiệu suất lắng nhỏ hơn bể lắng ngang Bể lắng theo phương bán kính: Bể lắng theo phương bán kính thường có mặt bằng hình tròn D=16- 40m, chiều sâu lắng 1/6-1/10 đường kính bể. Bể lắng theo phương bán kính kiểu ly tâm: Nước thải chảy theo ống trung tâm từ dưới lên trên, qua núi phân phối vào bể. Cặn lắng dồn vào hố thu ở tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom bùn. Đáy bể thường làm với độ dốc i=0,02. Xả cặn có thể bằng áp lực thuỷ tĩnh hoặc dùng bơm , áp lực thuỷ tĩnh phải 1,5m. Máng thu ở quanh thành bể được làm kiểu răng cưa để điều hoà dòng ra. Lưu lượng đơn vị trên 1m dài 101/s. Bể lắng theo phương bán kính kiểu hướng tâm: Bể lắng kiểu này có máng phân phối nước ở chu vi và phễu thu nước ở trung tâm. Máng phân phối có chiều rộng cố định, nhưng chiều cao giảm dần từ đầu đến cuối máng. Cuối máng có đục nhiều lỗ để nước chảy xuống bể sao cho tốc độ trong máng là không đổi để tránh lắng cặn ở đáy máng. Nước qua các lỗ chảy vào phía dưới vùng lắng với tốc độ giảm dần và tới giá trị nhỏ nhất ở tường chắn hướng nước vào trung tâm bể. Dòng chuyển động của nước phân bố đều cho toàn bộ mặt cắt ướt của bể, hầu như không có vùng xoáy cục bộ. Nước dồn vào tới đáy bể lắng nên các chất lơ lửng rất dễ lắng. Nhược điểm: + Xuất hiện những tia xoáy tạo nên sức cản bổ sung gây khó khăn cho các hạt lơ lửng lắng xuống. + Xây dựng phức tạp, thiết kế khó. Các loại bể lắng khác: Trong thực tế xây dựng người ta còn sử dụng các loại bể như bể lắng trong làm thoáng tự nhiên, bể lắng tầng mỏng.v.v… 2.2.Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp hoá lý. 2.2.1.Đông tụ và keo tụ 1.2.1.1. Khái niệm Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng cần tăng kích thước của chúng nhờ tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, tiếp theo là liên kết chúng với nhau. Quá trình trrung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (Flocculation). Trong tự nhiên, tuỳ theo nguồn gốc xuất xứ cũng như bản chất hoá học, các hạt lơ lửng thường đều mang đIện tích âm hoặc dương. Các hạt rắn có nguồn gốc silic, các hợp chất hữu cơ đều có điện tích âm, ngược lại các hyddroxit sắt và nhôm mang điện tích dương. Khi thế cân bằng điện động của nước bị phá vỡ, các thành phần mang điện tích sẽ kết hợp hoặc dính với nhau bằng lực liên kết phân tử và điện từ tạo thành tổ hợp các phân tử, nguyên tử hoặc các ion tự do. Các tổ hợp trên được gọi là các hạt “ bông keo” (flocs). Theo thành phần cấu tạo người ta chia chúng thành hai loại keo: Keo kỵ nước (hydropholic) là loai chống lại các phân tử nước và keo háo nước (hydrophilic) là loại hấp thụ các phân tử nước, trong đó keo kỵ nước đóng vai trò chủ yếu trong công nghệ xử lý nước và nước thải. Lớp ion trái dấu bên ngoài Mặt trượt Cơ chế của quá trình đông tụ hoàn toàn có thể giải thích đơn giản bằng mô hình hai lớp, như minh hoạ trên hình 2.3 Lớp ion trái dấu bên trong Hạt mang đIện tích âm Hình 2.3 Điện tích trên hạt lơ lửng giải thích bằng thuyết hai lớp. Những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm trong nước sẽ hút các ion trái dấu. Một số ion trái dấu đó bị hút chặt vào hạt rắn đến mức chuyển động cùng hạt rắn, do đó tạo thành một mặt trượt. Xung quanh lớp ion tráIidấu bên trong này là lớp ion bên ngoài mà hầu hết là các ion trái dấu, nhưng chúng bị hút bám một cách lỏng lẻo và có thể dễ dàng trượt ra. Khi các hạt rắn mang điện tích âm chuyển động qua lớp chất lỏng thì điện tích âm đó giảm bớt bởi các ion dương ở lớp bên trong. Hiệu số điện năng giữa các hạt hay thế điện động. Khác với thế nhiệt động E (là hiệu số điện thế giữa bề mặt hạt và chất lỏng). Thế Zeta phụ thuộc vào E và chiều dày hai lớp, giá trị của nó sẽ xác định lực tĩnh đIện đẩy của các hạt là lực cản trở việc dính kết giữa các hạt rắn với nhau Mặt trượt đẩy Lực đẩy R Hút Lực hút A Hình2.4.Giảm điện tích thực trên hạt rắn bằng thêm các ion trái dấu hoá trị 3 Nếu như điện tích âm thực là điện tích đẩy như ở hình 2.4 và thêm vào đó tất cả các hạt còn có lực hút tĩnh điện –Lực Van der Waals – do cấu trúc phân tử của hạt. Tổng của hai loại điện tích đẩy thực hay là một hàng rào năng lượng cản trở các hạt rắn liên kết với nhau. Như vậy mục tiêu của đông tụ là làm giảm thế zeta-tức giảm chiều cao hàng rào năng lượng này tới giá trị tới hạn, sao cho các hạt rắn không đẩy lẫn nhau bằng cách thêm ion có điện tích dương. Như vậy trong đông tụ diễn ra quá trình phá vỡ ổn định trạng thái keo của cac hạt

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDA0587.DOC
Tài liệu liên quan