Tiểu luận Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm

lượng cacbon so với khối lượng hợp chất hữu cơ. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy tổng cộng (Total Oxygen Demand – TOD): là chỉ số phản ánh lượng oxy tổng cộng cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand – BOD) là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hữu có trong mẫu nước nhờ hoạt động sống của vi sinh vật. BOD thể hiện được lượng chất hữu cơ dễ bị phân huỷ có trong nước mẫu. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand – COD): là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất có nhu cầu về oxy trong nứơc mẫu. Giá trị COD thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hoá bằng tác nhân hoá học và luôn cao hơn giá trị BOD. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng các kim loại và kim loại nặng: asen, cadimi, chì, niken, crom, sắt, kẽm, mângn, thuỷ ngân, thiếc,... Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng dầu mỡ khoáng, dầu động thực vật. Đon vị: mg/l. • Photpho tổng số, photpho hữu cơ. Đơn vị: mg/l. • Tổng nitơ, amoniac theo nitơ. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng florua, clorua, sunfua. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng phenol, xianua. Đơn vị: mg/l. • Coliform: là chỉ số cho biết số lượng các vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong mẫu nước. Đơn vị: MPN/100ml.A.Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới và Việt NamI.Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới: Trong thập niên 60 của thế kỷ 20, ô nhiễm nước đang với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra: _ Ở Anh Quốc chẳng hạn: Đầu thế kỷ 19, nước sông Thames rất sạch. Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp xử lý và bảo vệ nghiêm ngặt. _ Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. _ Ở Hoa Kỳ, tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Đại Hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng II.Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam: II.1. Tình hình chung: _ Nước ta có một nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp và đô thị chưa đông lắm nhưng tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở nhiều nơi với mức độ nghiêm trọng khác nhau. _ Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất, dùng nước tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở đồng bằng Sông Cửu Long và sông Hồng. Việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học ngày càng góp phần làm ô nhiễm môi trường nông thôn _ Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục km. Khu công nghiệp Việt Trì xả mỗi ngày hàng ngàn m3 nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt xuống sông Hồng làm cho nước bị ô nhiễm đáng kể. Tại thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng ô nhiễm cũng đang ở mức báo động do nước thải sinh hoạt, nước thải của các ngành công nghiệp không qua xử lý hoặc xử lý rất sơ sài đang thải thẳng vào môi trường. Với lượng chất thải khá lớn từ các nhà máy, xí nghiệp, nước thải công nghiệp chiếm một lượng lớn trong tổng lượng nước thải hàng ngày ở thành phố lớn, hơn nữa mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp cao hơn rất nhiều so với nước thải sinh hoạt do chứa nhiều hóa chất độc hại và khó phân hủy.Do kinh phí còn hạn hẹp, điều kiện chưa cho phép nên hầu hết nước thải của các cơ sở sản xuất đều không qua khâu xử lý mà thải thẳng ra hệ thống kênh rạch, sông ngòi gây ô nhiễm trầm trọng cho các nguồn này. Nước dùng sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị nước ta. Bên cạnh đó, nước ngầm cũng bị ô nhiễm do nước sinh hoạt hay công nghiệp và nông nghiệp. Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm phèn, nhiễm mặn xảy ra ở những vùng ven biển sông Hồng, sôngThái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung,… II.2. Ở vùng nông thôn Việt Nam Theo kết quả tổng quan điều tra dân số thì dân số nông thôn Việt Nam chiếm 76,5% tổng dân số cả nước. Tuy nhiên nếu tính cả dân số các đô thị loại V chiếm khoảng 7% thì địa bàn cấp nước và vệ sinh nông thôn phải phục vụ là hơn 83% hay khoảng 64 triệu người. Dự báo đến năm 2020 dân số nông thôn và các đô thị nhỏ khoảng 69 triệu người. Trong đó dân số tại các đô thị nhỏ là 19%. Đô thị nhỏ ở đây chủ yếu là đô thị loại V với dân số tới 30.000 người, là những thị trấn, thị tứ nhỏ nằm rải khắp và gắn bó mật thiết với các vùng nông thôn. Ngoài gần 9000 xã vùng nông thôn, còn có 520 thị trấn, đô thị nhỏ. Trong số các xã, xét theo địa lý có 2.061 xã vùng cao, 1763 xã vùng núi, 335 xã biên giới, 47 xã hải đảo, 556 xã ven biển, 800 xã ven đô.Có thể nói, nông thôn nước ta là nơi cung cấp nhân tài, vật lực cho đất nước. Trong khi đó đời sống nhân dân nông thôn vẫn còn nghèo, gặp nhiều khó khăn, bao gồm cả vấn đề cấp nước, thoát nước và vệ sinh môi trường.Nước sạch và vệ sinh môi trường là nhu cầu cơ bản trong đời sống hàng ngày của mọi người và đang trở thành đòi hỏi bức bách trong việc bảo vệ sức khoẻ và cải thiện điều kiện sinh hoạt cho nhân dân.Hiện nay ý thức bảo vệ môi trường nông thôn chưa tốt, việc xả rác thải sinh hoạt hàng ngày xuóng các ao hồ tự nhiên vẫn còn diễn ra khá phổ biến, gây ô nhiễm, đe doạ đến chất lượng nguồn nước ngầm do lượng nước thải không qua xử lý thấm xuống các tầng nước ngầm và mất mỹ quan môi trường sống.Ngoài ra, do không được đầu tư đúng mức nên hệ thống cống thoát nước chưa được xây dựng hoàn chỉnh, hầu hết các cống không có nắp nên ô nhiễm môi trường là không thể tránh khỏi. Mỗi gia đình có trung bình từ 4 – 5 người; chuồng lợn có từ 2 – 4 con; chuồng trâu, bò có từ 1 – 2 con; chuồng gà với khoảng 10 – 15 con, 10 – 20 con ngan vịt. Có một đến hai ao nhỏ để thả cá. Phần đất còn lại để trồng rau và cây ăn quả.B. Phân loại nước ô nhiễm và tính chất của nó:I. Phân loại: Sự ô nhiễm nước là sự có mặt của một số chất ngoại lai trong môi trường nước tự nhiên dù chất đó có hại hay không. Khi vượt qua một ngưỡng nào đó thì chất đó sẽ trở nên độc hại đối với con người và sinh vật.Sự ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo: _ Sự ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: là do mưa. Nước mưa rơi xuống đất, mái nhà, đường phố đô thị, khu công nghiệp,…, kéo theo các chất thải bẩn xuống sông, hồ hoặc các sản phẩm của các hoạt động sống của sinh vật vi sinh vật kể cả xác chết của chúng. Sự ô nhiễm này còn gọi là sự ô nhiễm không xác định được nguồn gốc. _ Sự ô nhiễm nhân tạo: chủ yếu do nguồn nước thải từ các khu dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và phân bón trong nông nghiệp.Nước thải là một tổ hợp phức tạp các thành phần vật chất có nguồn gốc vô cơ hay hữu cơ tồn tại dưới dạng không hòa tan, keo và hòa tan. Thành phần nồng độ chất bẩn tùy thuộc vào từng loại nước thải. Căn cứ vào nguồn gốc và tính chất của nguồn nước thải mà người ta phân loại như sau: + Nước thải sinh hoạt: Là nước thải ra từ các khu dân cư bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi giảI trí. Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là trong đó có hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ phân hủy ( hidrocacbon, protein, chất béo ), các chất vô cơ dinh dưỡng ( nitơ, photphat ), cùng với vi khuẩn ( bao gồm cả vi sinh vật gây bệnh ), trứng giun sán… Hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng, hệ thống tiếp nhận nước thải và đặc điểm nước thải của từng vùng dân cư + Nước thải công nghiệp: Nước thải từ các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải nói chung là nước thải công nghiệp. Nước thải loại này không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào các quy trình công nghệ của từng loại sản phẩm. Nước thải từ các cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm và thủy sản (đường, sữa, bột tôm cá, rượu, bia,…,) có nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy; nước thải của các xí nghiệp làm acquy có nồng độ axit và chì cao,… Tóm lại, nước thải từ các ngành hoặc xí nghiệp khác nhau có thành phần hóa học và hóa sinh khác nhau II. Tính chất: Các tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt, công nghiệp được tóm tắt như sau:* Các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đặc trưng của nước thải, và nguồn gốc của chúng:Tính chất Nguồn phát sinhCác tính chất vật lý:- Màu . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . - Mùi . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .- Chất rắn . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . - Nhiệt độ . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . - Các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, sự phân rã tự nhiên các chất hữu cơ. - Sự thối rữa nước thải và các chất thải công nghiệp. - Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt và sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm, chảy vào hệ thống cống. - Các chất thải sinh hoạt và sản xuất.Thành phần sinh học: - Các động vật . . . . . . .. . . . . . . . . . .- Thưc vật . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .- Sinh vật nguyên sinh, virut. . . . . . . - Các dòng nước hở và các nhà máy xử lý. - Các dòng nước hở và các nhà máy xử lý. - Các chất thải sinh hoạt và nhà máy xử lý các chất thải sinh hoạt._Thành phần hóa học: + Nguồn gốc hữu cơ: . .. . . . . . . . . . .+ Nguồn gốc vô cơ: . .. . . . . . . . . . .+Các khí : . .. . . . . . . . . . . . . . . . - Các chất thải nông nghiệp, sinh hoạt và thương mại, sản xuất.- Các chất thải công nghiệp, sự thấm của nước ngầm- Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt và sự thấmcủa nước ngầm.PHẦN III:CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄMThông thường có các phương pháp xử lý sau: _ Xử lý bằng phương pháp sinh học. _ Xử lý bằng phương pháp hóa lý. _ Xử lý bằng phương pháp hóa học.I.Các phương pháp sinh học:Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp sau: _ Phương pháp hiếu khí. _ Phương pháp kỵ khí. _ Phương pháp thiếu khí.· Ưu điểm:_ Có thể xử lý nước thải có phổ nhiễm bẩn các chất hữu cơ tương đối rộng. _ Hệ thống có thể tự điều chỉnh theo phổ các chất nhiễm bẩn và nồng độ của chúng. _ Thiết kế và trang thiết bị đơn giản.· Nhược điểm:_ Đầu tư cơ bản cho việc xây dựng khá tốn kém. _ Phải có chế độ công nghệ làm sạch đồng bộ và hoàn chỉnh. _ Các chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các chất vô cơ có độc tính ảnh hưởng đến thời gian và hiệu quả làm sạch. Các chất có độc tính tác động đến quần thể sinh vật nói chung và trong bùn hoạt tính làm giảm hiệu suất xử lý của quá trình. _ Có thể phải làm loãng nước thải có nồng độ chất bẩn cao, như vậy sẽ làm tăng lượng nước thải và cần diện tích mặt bằng rộng. *Tuy vậy, các phương pháp sinh học vẫn được dùng phổ biến rộng rãi và tỏ ra rất thích hợp cho quá trình làm sạch nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy.I.1. Các phương pháp hiếu khí:ã Kỹ thuật bùn hoạt tính: Đây là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Theo cách này, nước thải được đưa ra bộ phận chắn rác, loại rác, chất rắn được lắng, bùn được tiêu hủy và làm khô. Một dạng cải tiến của phương pháp bùn hoạt tính là phương pháp “thông khí tăng cường” gần đây được sử dụng tại nhiều nước phát triển dưới tên gọi là “mương oxy hóa”. Trong hệ thống này có thể bỏ qua các giai đọan lắng bước một và tiêu hủy bùn. Tuy nhiên quá trình này lại cần biện pháp thông khí kéo dài với cường độ cao hơn. ã Ao ổn định nước thải: Phương pháp xử lý sinh học đơn giản nhất là kỹ thuật “ổn định nước thải”. Đó là một loại ao chứa nước trong nhiều ngày phụ thuộc vào nhiệt độ, oxy được tạo ra qua hoạt động tự nhiên của tảo trong ao. Cơ chế xử lý trong ao ổn định chất thải bao gồm cả hai quá trình hiếu khí và kị khí. _ Ao ổn định chất thải hiếu khí: là loại ao cạn cỡ 0,3-0,5m được thiết kế sao cho ánh sáng mặt trời thâm nhập vào lớp nước nhiều nhất làm phát triển tảo do hoạt động quang hợp để tạo oxy. Điều kiện không khí bảo đảm từ mặt ao đến đáy ao. _ Ao ổn định chất thải kỵ khí: là loại ao sâu không cần oxy hòa tan cho hoạt động vi sinh. Ở đây các loại vi sinh kỵ khí và vi sinh tùy nghi dùng oxy từ các hợp chất như nitrat, sunfat để oxy hóa chất hữu cơ thành mêtan và CO2. Như vậy các ao này có khả năng tiếp nhận khối lượng lớn chất hữu cơ và không cần quá trình quang hợp tảo. Ao ổn định chất thải tùy nghi là loại ao hoạt động theo cả quá trình kỵ khí và hiếu khí. Ao thường sâu từ 1-2m, thích hợp cho việc phát triển tảo và các vi sinh tùy nghi. Ban ngày khi có ánh sáng, quá trình xảy ra trong ao là hiếu khí. Ban đêm ở lớp đáy ao quá trình chính là kỵ khí. Ao ổn định chất thải tùy nghi thường được sử dụng nhiều hơn hai loại trên. Ngoài ba loại ao trên, theo phương pháp “ ao ổn định chất thải ” người ta còn kết hợp với các loại ao nuôi cá, ao thủy thực vật ao rau muống, lục bình Để tăng cường hiệu quả xử lý nước thải, ta nên kết nối các loại ao với nhau.I.2. Các phương pháp thiếu khí ( anoxic ):Trong điều kiện thiếu oxy hòa tan việc khử nitrit hóa sẽ xảy ra. Oxy được giải phóng từ nitrat sẽ oxy hóa chất hữu cơ và nitơ sẽ được tạo thành.NO3 Vi sinh NO2 + O2O2 Chất hữu cơ N2 + CO2 +H2OTrong hệ thống xử lý theo kỹ thuật bùn hoạt tính sự khử nitrit hóa sẽ xảy ra khi không tiếp tục thông khí. Khi đó oxy cần cho hoạt động của vi sinh giảm dần và việc giải phóng oxy từ nitrit sẽ xảy ra. Theo nguyên tắc trên, phương pháp thiếu khí ( khử nitrit hóa ) được sử dụng để loại nitơ ra khỏi nước thải.I.3. Các phương pháp kỵ khí: Phương pháp xử lý kỵ khí dùng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nước thải bằng vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí. Hai cách xử lý yếm khí thông dụng là: _ Lên men acid thủy phân và chuyển hóa các sản phẩm thủy phân ( như acid béo, đường ) thành các acid và rượu mạch ngắn hơn và cuối cùng thành khí cacbonic. _ Lên men metan: Phân hủy các chất hữu cơ thành metan ( CH4 ) và khí cacbonic ( CO2). Việc lên men metan nhạy cảm với sự thay đổi pH, pH tối ưu cho quá trình từ 6,8-7,4. Các phương pháp kỵ khí thường được dùng để xử lý nước thải công nghiệp và chất thải từ chuồng trại chăn nuôi.II. Các phương pháp hóa lý:Các phương pháp hóa lý được ứng dụng để xử lý nước thải gồm lọc, đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tách và điện thẩm tách,…Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt phân tán lơ lửng ( rắn và lỏng ), các khí tan những chất vô cơ và hữu cơ hòa tan. * Ưu điểm:_ Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học; _ Hiệu quả xử lý cao hơn; _ Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn; _ Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn; _ Có thể tự động hóa hoàn toàn; _ Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật; _ Có thể thu hồi các chất khác nhau.II.1. Lọc qua song chắn rác ( xử lý sơ bộ ):Đối tượng xử lý là rác thải loại lớn ( như: giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẫu đá, gỗ và các vật thải khác ), chúng thường được tách ra để khỏi gây tắc nghẽn đường ống. Người ta dùng lưới làm bằng các thanh kim loại được đặt nghiêng một góc 60÷750. Rác thải được lấy ra bằng cào cơ giới. Đối với rác có kích cỡ nhỏ hơn người ta có thể dùng rây.Đây là hình thức xử lý sơ bộ. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước tự nhiên lẫn nước thải.II.2. Lắng tụ:Được dùng để lắng các tạp chất tan thô ra khỏi nước thải ( sinh hoạt và công nghiệp ). Lắng tụ diễn ra dưới tác dụng của trọng lực. Để lắng người ta sử dụng bể lắng cát, bể lắng và bể lắng trong.• Bể lắng cát: Được dùng để loại sơ bộ chất bẩn khoáng và hữu cơ ( 0,2-0,25mm ) ra khỏi nước thải. Bể lắng cát ngang là hồ chứa có tiết diện ngang là tam giác hoặc hình thang. Chiều sâu bể lắng cát 0,25-1m. Vận tốc chuyển động của nước không quá 0,3m/s. Bể lắng cát dọc có dạng hình chữ nhật, tròn, trong đó nước chuyển động theo dòng từ dưới lên với vận tốc 0,05m/s.• Bể lắng trong: Bể lắng được sử dụng để làm sạch tự nhiên và để làm trong nước thải công nghiệp. Người ta thường sử dụng bể lắng trong với lớp cặn lơ lửng trong đó người ta cho nước với chất đông tụ đi qua đó .II.3. Lọc:Lọc được dùng để xử lý nước thải, để tách các loại tạp chất nhỏ ra khỏi nước thải mà bể lắng không lắng được. Trong các loại phin lọc thường có các loại phin lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt. Vật liệu dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng, thau,… và cả các loại vải khác nhau ( thủy tinh, amiăng, bông, len, sợi tổng hợp ). Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị trương nở và bị phá hủy ở điều kiện lọc II.4. Đông tụ và keo tụ:a. Đông tụ:Hỗn hợp phân tán nhỏ được loại ra khỏi nước bằng phương pháp đông tụ. Đông tụ là phương pháp xử lý nước bằng tác chất nhằm hình thành các phân tử lớn từ các phân tử nhỏ. Phần tử các chất đục mang điện tích âm. Việc loại các chất này nhờ các chất đông tụ là tạo thành muối từ các chất kiềm và axit yếu. Chất đông tụ trong nước tạo thành các bông hydroxit kim loại, lắng nhanh trong trường trọng lực. Các bông này có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết hợp với chúng. Các chất này tham gia vào phản ứng trao đổi với ion nước và hình thành các tạp chất có phối trí phức tạp b. Keo tụ: Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào nước. Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng.II.5. Tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước. Sau đó người ta tách bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực chất đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt. Ngoài ra, quá trình này còn để tách các chất hòa tan như các hoạt động bề mặt Có nhiều phương pháp tuyển nổi để xử lý nước thải: 1. Tuyển nổi từ sự tách không khí từ dung dịch; 2. Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ giới; 3.Tuyển nổi nhờ các tấm xốp; 4. Tuyển nổi bằng phương pháp tách phân đoạn bọt; 5. Tuyển nổi hóa học, sinh học và ion; 6. Tuyển nổi điện.Phương pháp này có ưu điểm là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi, chi phí đầu tư và vận hành không lớn, hiệu quả xử lý cao, thiết bị đơn giản, thu cặn có độ ẩm nhỏ và có thể thu hồi tạp chất trong cặn. Ngoài ra, nước thải được xử lý bằng phương pháp tuyển nổi sẽ được thông khí, giảm được hàm lượng chất hoạt động bề mặt, chất dễ bị oxy hóa. II.6. Hấp phụ:Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này thường không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất này bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lí hơn cảTrong xử lý nước thải công nghiệp, hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất hữu cơ vòng thơm, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm, màu hoạt tính .Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao, có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và có thể thu hồi các chất này. II.7. Trao đổi ion:Phương pháp này được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Hg, Cd, V, Mn,…, cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và các chất phóng xạ, khử muối trong nước cấp, cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao. Vì vậy, nó được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải.II.8. Thẩm thấu ngược:• Cơ chế của quá trình: Màng bán thấm không có khả năng hòa tan. Nếu như chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ bằng hoặc lớn hơn một nửa đường kính mao quản của màng thì dưới tác dụng của áp suất chỉ có nước sạch đi qua, mặc dù kích thước của nhiều ion nhỏ hơn kích thước cuả phân tử nước. Lớp hiđrat của các ion này cản trở không cho chúng đi qua mao quản của màng. Kích thước màng hiđrat của các ion khác nhau sẽ khác nhau. Nếu chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ nhỏ hơn nửa đường kính mao quản thì các chất hòa tan sẽ chui qua màng cùng với nước.· Ưu điểm:_ Không có pha chuyển tiếp trong tách tạp chất cho phép tiến hành quá trình với chi phí năng lượng thấp. _ Có thể tiến hành quá trình ở nhiệt độ phòng không có bổ sung hoặc bổ sung ít hóa chất. _ Đơn giản trong kết cấu· Nhược điểm:_ Năng suất, hiệu quả làm sạch và thời gian làm việc của màng lọc giảm khi nồng độ chất tan trên bề mặt màng lọc tăng _ Quá trình hoạt động dưới áp suất cao, do đó cần có vật liệu đặc biệt làm kín thiết bị.Những năm gần đây, phương pháp này được sử dụng để làm sạch một số nước thải công nghiệp và đô thịLưu ý: Ở các phương pháp hoá lý còn có nhiều biện pháp khác, nhưng trên đây là những biện pháp điển hình.III. Các phương pháp hóa học: Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hóa học nên là phương pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước .IV. Phương pháp hóa sinh:Phương pháp hóa sinh xử lí nước thải dựa trên khả năng của vi sinh sử dụng đối với các chất này làm chất dinh dưỡng trong hoạt động sống - các chất hữu cơ đối với vi sinh là nguồn cacbon. Phương pháp vi sinh được ứng dụng để loại các chất hữu cơ hoà tan và một số hữu cơ ra khỏi nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.Có hai phương pháp xử lý sinh hóa là hiếu khí và yếm khí. Phương pháp hiếu khí dựa vào việc sử dụng nhóm vi sinh hiếu khí, đối với hoạt động của của chúng cần có dòng oxy cố định và nhiệt độ 20 – 400C. Khi thay đổi chế độ oxy và nhiệt độ thì thành phần và khối lượng vi sinh thay đổi. Trong xử lý hiếu khí các vi sinh được cất trong bùn hoạt tính hoặc trong màng sinh học. Các phương pháp yếm khí diễn ra không cần oxy, chúng được ứng dụng chủ yếu để khử chất cặn độc.IV.1. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên: Các quá trình xử lý sinh học có thể diễn ra trong điều kiện tự nhiên và trong các công trình nhân tạo. Trong điều kiện tự nhiên việc xử lý xảy ra trên các cánh đồng tưới, cánh đồng lọc và các ao sinh học. Các công trình nhân tạo là các bể thông khí (aerotank) và các thiết bị lọc sinh học. Kiểu công trình xử lý được chọn phụ thuộc vào vị trí nhà máy, điều kiện khí hậu, nguồn cấp nước, thể tích nước thải công nghiệp và sinh hoạt, thành phần và nồng độ chất ô nhiễm. Trong các công trình nhân tạo, các quá trình xử lý xảy ra lớn hơn trong điều kiện tự nhiên.a) Cánh đồng tưới: Đó là khu đất được chuẩn bị riêng biệt để sử dụng đồng thời hai mục đích: Xử lý nước thải và gieo trồng. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên diễn ra dưới tác dụng của hệ vi thực vật dưới đất, mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của thực vật. Trong đất, cánh đồng tưới có vi khuẩn, men, nấm, rêu tảo, động vật nguyên sinh và động vật không xương sống. Nước thải chứa chủ yếu là vi khuẩn. Trong lớp đất tích cực xuất hiện sự tương tác phức tạp của các vi sinh vật có bậc cạnh tranh. Số lượng vi sinh vật trong cánh đồng tưới phụ thuộc vào thời tiết trong năm. Vào mùa đông, số lượng vi sinh vật nhỏ hơn rất nhiều so với mùa hè. Nếu trên các cánh đồng không gieo trồng cây nông nghiệp và chúng chỉ được dùng để xử lý sinh học nước thải thí chúng được gọi là các cánh đồng lọc nước. Các cánh đồng tưới sau khi xử lý sinh học nước thải, làm ẩm và bón phân được xử dụng để gieo trồng cây có hạt và cây ăn tươi, cỏ, rau cũng như để trồng cây lớn và cây nhỏ (dạng cây bụi, khóm). Cánh đồng tưới có các ưu điểm sau :1. Giảm chi phí đầu tư và vận hành. 2. Không thải nước ra ngoài phạm vi diện tích tưới.3. Bảo đảm được mùa cây nông nghiệp lớn và bền. 4. Phục hồi đất bạc màu.Ao sinh học: Ao sinh học là dãy ao gồm 3 – 5 bậc, qua đó nước thải chảy với vận tốc nhỏ, được lắng trong và xử lý sinh học. Các ao được ứng dụng để xử lý sinh học và xử lý bổ sung trong tổ hợp với các công trình xử lý khác. Ao được chia thành 2 loại: ao thông khí tự nhiên và ao nhân tạo. IV.2. Xử lý nước thải trong công trình nhân tạo:a) Xử lý trong bể thông khí:Các quá trình sinh học được xảy ra trong aerotank được chia thành 2 giai đoạn: 1. Hấp thụ các chất hữu cơ trên bề mặt bùn hoạt tính và khoáng hoá các chất dễ bị oxy hoá với sự tiêu thụ mãnh liệt oxy. 2.Oxy hóa bổ sung các chất khó bị oxy hóa, tái sinh bùn hoạt tính. Ở giai đoạn này oxy hóa