Giáo Trình Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Hóa Học và Sinh Học

Giáo trình cung cấp kiến thức về xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học cho sinh viên ngành kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải.

• Tác giả: Lê Thị Phương Thảo
• Trường học: Cao đẳng Xây dựng số 1 Hà Nội
• Chuyên ngành: Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 2
• Đề tài: Giáo Trình Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Hóa Học Và Sinh Học
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: LẮNG THÁ CẤP
• 1.1. Nhiệm vụ và sự cần thiết của bể lắng thả cấp
• 1.2. Phân loại các bể lắng thả cấp
• 1.3. Thông số vận hành
• 1.4. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động
• 1.5. Thiết bị bể
• 1.6. Sự cố khi vận hành bể lắng thả cấp
• 1.7. Bài tập tổng hợp chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG
• 2.1. Cánh đầm tơi, cánh đầm lọc
• 2.2. Sự cố khi vận hành hệ thống
• 2.3. Bài tập tổng hợp chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
• 3.1. Phương pháp xử lý bằng nhiệt
• 3.2. Bài tập tổng hợp chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ P, N TRONG NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
• 4.1. Thiết bị bể
• 4.2. Cấp và thu nước
• 4.3. Sự cố khi vận hành bể
• 4.4. Bài tập tổng hợp chương 4
• 5. CHƯƠNG 5: XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐẶC THÙ
• 5.1. Công nghiệp nhẹ
• 5.2. Sản xuất dệt nhuộm
• 5.3. Một số loại khác
• 5.4. Công nghiệp nặng
• 5.5. Một số ngành khác
• 5.6. Các loại hình khác
• 5.7. Nước thải bệnh viện
• 5.8. Nước thải du lịch dịch vụ
• 5.9. Một số loại khác
• 5.10. Bài tập tổng hợp chương 5

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình xử lý nước thải bằng hóa học và sinh học

Giáo trình "Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học" cung cấp kiến thức cơ bản về các phương pháp xử lý nước thải. Nội dung giáo trình được thiết kế để giúp sinh viên hiểu rõ quy trình xử lý nước thải, từ lắng thải cấp đến các phương pháp hóa lý và sinh học. Việc nắm vững kiến thức này là rất quan trọng trong ngành kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức về các phương pháp xử lý nước thải, bao gồm lắng thải cấp, xử lý thân thiện với môi trường và các phương pháp hóa lý. Nội dung được chia thành 5 chương, mỗi chương tập trung vào một khía cạnh cụ thể của xử lý nước thải.

1.2. Đối tượng và ứng dụng của giáo trình

Đối tượng chính của giáo trình là sinh viên ngành kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải. Nội dung giáo trình có thể áp dụng trong thực tiễn tại các nhà máy xử lý nước thải, giúp cải thiện chất lượng nước đầu ra và bảo vệ môi trường.

II. Những thách thức trong xử lý nước thải hiện nay

Xử lý nước thải đang đối mặt với nhiều thách thức lớn, bao gồm ô nhiễm môi trường, sự gia tăng dân số và nhu cầu sử dụng nước sạch. Các vấn đề này đòi hỏi các phương pháp xử lý hiệu quả và bền vững hơn. Việc áp dụng các công nghệ mới và cải tiến quy trình xử lý là cần thiết để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng nước.

2.1. Ô nhiễm môi trường và tác động của nước thải

Nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm, có thể gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc xử lý không hiệu quả có thể dẫn đến ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất.

2.2. Sự gia tăng dân số và nhu cầu nước sạch

Sự gia tăng dân số dẫn đến nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng cao. Điều này tạo áp lực lớn lên hệ thống xử lý nước thải, yêu cầu cải tiến công nghệ và quy trình xử lý để đáp ứng nhu cầu.

III. Phương pháp xử lý nước thải bằng hóa học

Phương pháp xử lý nước thải bằng hóa học bao gồm các kỹ thuật như lắng, keo tụ và oxy hóa. Những phương pháp này giúp loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải một cách hiệu quả. Việc áp dụng hóa chất trong xử lý nước thải cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo an toàn cho môi trường.

3.1. Quy trình lắng và keo tụ trong xử lý nước thải

Quy trình lắng và keo tụ là bước quan trọng trong xử lý nước thải. Các hóa chất được sử dụng để kết tụ các hạt rắn, giúp chúng lắng xuống đáy bể và dễ dàng loại bỏ.

3.2. Ứng dụng oxy hóa trong xử lý nước thải

Oxy hóa là phương pháp hiệu quả để loại bỏ các chất hữu cơ và vi sinh vật trong nước thải. Việc sử dụng oxy hóa giúp cải thiện chất lượng nước đầu ra, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường.

IV. Phương pháp xử lý nước thải bằng sinh học

Phương pháp xử lý nước thải bằng sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm. Đây là một trong những phương pháp thân thiện với môi trường nhất, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải đang ngày càng trở nên phổ biến.

4.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống sinh học

Hệ thống sinh học hoạt động dựa trên nguyên lý phân hủy các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Quá trình này diễn ra trong các bể sinh học, nơi vi sinh vật phát triển và tiêu thụ chất ô nhiễm.

4.2. Các loại hệ thống sinh học phổ biến

Có nhiều loại hệ thống sinh học được sử dụng trong xử lý nước thải, bao gồm bể hiếu khí, bể kỵ khí và bể sinh học màng. Mỗi loại hệ thống có ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại nước thải.

V. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu trong xử lý nước thải

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các phương pháp xử lý nước thải bằng hóa học và sinh học có thể cải thiện đáng kể chất lượng nước. Các ứng dụng thực tiễn từ các nhà máy xử lý nước thải cho thấy hiệu quả của các công nghệ này trong việc giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường.

5.1. Kết quả nghiên cứu về hiệu quả xử lý nước thải

Nghiên cứu cho thấy rằng việc kết hợp các phương pháp hóa học và sinh học có thể nâng cao hiệu quả xử lý nước thải. Các chỉ tiêu như BOD, COD và TSS đều giảm đáng kể sau khi xử lý.

5.2. Các ứng dụng thực tiễn tại các nhà máy xử lý

Nhiều nhà máy xử lý nước thải đã áp dụng thành công các phương pháp này, giúp cải thiện chất lượng nước đầu ra và đáp ứng tiêu chuẩn môi trường. Các ứng dụng này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

VI. Kết luận và tương lai của xử lý nước thải

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học đang ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh ô nhiễm môi trường gia tăng. Tương lai của ngành này sẽ phụ thuộc vào việc phát triển các công nghệ mới và cải tiến quy trình xử lý. Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý và bảo vệ môi trường.

6.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển là yếu tố then chốt để cải tiến công nghệ xử lý nước thải. Việc đầu tư vào công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và giảm thiểu chi phí.

6.2. Hướng đi tương lai cho ngành xử lý nước thải

Ngành xử lý nước thải cần hướng tới việc phát triển các phương pháp bền vững, thân thiện với môi trường. Sự kết hợp giữa công nghệ hóa học và sinh học sẽ là xu hướng chính trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BÞ XÂY DĀNG TR¯àNG CAO ĐÀNG XÂY DĀNG Sà – CTC1 GIÁO TRÌNH Xþ LÝ N¯àC THÀI BÂNG PH¯¡NG PHÁP HÓA HàC VÀ SINH HàC 2 NGÀNH: KỸ THU¾T THOÁT N¯àC VÀ Xþ LÝ N¯àC THÀI TRÌNH ĐÞ: CAO ĐÄNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 368ĐT /QĐ-CĐXD1 ngày 10 tháng 8 năm 2021 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Xây dựng số 1 Hà Nßi – TUYÊN Bà BÀN QUYÀN Tài liệu này thuộc lo¿i sách giáo trình nên các ngußn thông tin có thể đ°ợc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các mục đích về đào t¿o và tham khÁo. Mọi mục đích khác mang tính lệch l¿c hoặc sử dụng vßi mục đích kinh doanh thiếu lành m¿nh sẽ bị nghiêm cấm. LâI GIàI THIàU Giáo trình <Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 2= cung cấp nhÿng kiến thāc về quá trình xử lý n°ßc thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh học trong điều kiện tā nhiên và nhân t¿o, xử lý n°ßc thÁi công nghiệp. Giáo trình gßm 5 ch°¡ng về các nội dung: Lắng thā cấp, Xử lý n°ßc thÁi thân thiện vßi môi tr°áng, Các ph°¡ng pháp hóa lý để xử lý n°ßc thÁi công nghiệp, Ph°¡ng pháp xử lý phát pho, Nit¡ trong n°ßc thÁi công nghiệp, Xử lý n°ßc thÁi đặc thù.

Giáo trình do các giÁng viên trong Bộ môn Cấp n°ßc và Thoát n°ßc, thuộc khoa QuÁn lý Xây dāng và đô thị, tr°áng Cao đÁng Xây dāng sá 1 biên so¿n. Chúng tôi rất mong đ°ợc sā góp ý cÿa các đßng nghiệp và b¿n đọc để giáo trình đ°ợc hoàn thiện h¡n. Trân trọng cÁm ¡n! Hà Nội, năm 20 Tham gia biên so¿n 1. Chÿ biên: L°¡ng Thị Ph°¡ng ThÁo 2.

Vũ Linh Huyền Trang 4 Mục lục LâI GIàI THIàU. 4 Ch°¢ng 1: LÀNG THĀ CÂP. Nhiệm vụ và sā cần thiết cÿa bể lắng thā cấp. Phân lo¿i các bể lắng thā cấp.

Thông sá vận hành. Cấu trúc và nguyên lý ho¿t động. Thiết bị bể. Sā cá khi vận hành bể lắng thā cấp.

17 Bài tập táng hợp ch°¡ng 1. Vận hành bể lắng thā cấp theo các thông sá khác nhau và thßa mãn quy định theo QCVN cho n°ßc thÁi đầu ra. Phát hiện và khắc phục sā cá khi vận hành bể. 18 CH¯¡NG 2: Xþ LÝ N¯àC THÀI THÂN THIàN VàI MÔI TR¯âNG.

Cánh đßng t°ßi, cánh đßng lọc. Sā cá khi vận hành hệ tháng. 34 Bài tập táng hợp ch°¡ng 2. Vận hành cánh đßng t°ßi, cánh đßng lọc, hß sinh học vßi các thông sá đầu vào cÿa n°ßc thÁi đ°ợc xác định sẵn.

Bá trí, lāa chọn cánh đßng t°ßi, cánh đßng lọc, hß sinh học vßi các thông sá đầu vào cÿa n°ßc thÁi đ°ợc xác định sẵn. 34 CH¯¡NG 3: CÁC PH¯¡NG PHÁP HÓA LÝ ĐÞ Xþ LÝ N¯àC THÀI CÔNG NGHIàP. Ph°¡ng pháp xử lý b¿ng nhiệt. 42 Bài tập táng hợp ch°¡ng 3.

Xây dāng các ph°¡ng pháp XLNT; các dây chuyền công nghệ XLNT xử lý không hoàn toàn. Xây dāng các ph°¡ng pháp XLNT; các dây chuyền công nghệ XLNT xử lý hoàn toàn. 43 CH¯¡NG 4: PH¯¡NG PHÁP Xþ LÝ P, N TRONG N¯àC THÀI CÔNG NGHIàP. Thiết bị bể.

Cấp và thu n°ßc. Sā cá khi vận hành bể. Thiết bị bể. Cấp và thu n°ßc.

Sā cá khi vận hành bể. 59 Bài tập táng hợp ch°¡ng 4. Vận hành bể lọc sinh học theo ph°¡ng pháp màng vßi các thông sá khác nhau và thßa mãn quy định theo QCVN cho n°ßc thÁi đầu ra. Vận hành bể xử lý N hoặc P theo các thông sá khác nhau và thßa mãn quy định theo QCVN cho n°ßc thÁi đầu ra.

Phát hiện và khắc phục sā cá khi vận hành bể. 60 CH¯¡NG 5: Xþ LÝ N¯àC THÀI Đ¾C THÙ. Công nghiệp nhẹ. SÁn xuất dệt nhuộm.

Một sá lo¿i khác. Công nghiệp nặng. Một sá ngành khác. Các lo¿i hình khác.

N°ßc thÁi bệnh viện. N°ßc thÁi du lịch dịch vụ. Một sá lo¿i khác. 91 Bài tập táng hợp ch°¡ng 5.

Vận hành công trình xử lý sinh học theo ph°¡ng pháp bùn ho¿t tính vßi các thông sá khác nhau và thßa mãn quy định định theo QCVN. Phát hiện và khắc phục sā cá khi vận hành bể này. Vận hành công trình xử lý sinh học theo ph°¡ng pháp bùn ho¿t tính đặc biệt vßi các thông sá khác nhau và thßa mãn QCVN cho n°ßc thÁi đầu ra. Dây chuyền công nghệ XLNT cÿa một sá lĩnh vāc khác nhau (sinh ho¿t, y tế, công nghiệp…).

91 6 GIÁO TRÌNH Xþ LÝ N¯àC THÀI BÂNG PH¯¡NG PHÁP HÓA HàC VÀ SINH HàC 2 Tên môn hác: Xÿ lý n°ác thÁi bÃng ph°¢ng pháp hóa hác và sinh hác 2 Mã môn hác: MH22 Vß trí, tính chÃt cÿa môn hác: - Vị trí: Môn học đ°ợc phân bá vào năm thā hai. - Tính chất: Là môn học chuyên ngành bắt buộc. Mục tiêu môn hác: - Về kiến thāc:  Trình bày đ°ợc các ph°¡ng pháp xử lý n°ßc thÁi trong điều kiện tā nhiên: các nguyên lý màng dính bám trong đất: Cánh đßng t°ßi, cánh đßng lọc. Nguyên lý bùn ho¿t tính trong n°ßc: Hß hoàn thiện, hß làm thoáng s¡ bộ, hß sinh học.;  Trình bày đ°ợc các ph°¡ng pháp xử lý hóa lý n°ßc thÁi công nghiệp và các lo¿i n°ßc thÁi đặc thù.

- Về kỹ năng:  Nhận biết đ°ợc cấu t¿o các bộ phận và nguyên lý ho¿t động cÿa công trình lắng thā cấp;  Xây dāng các biện pháp thích hợp để giÁi quyết sā cá trong quá trình vận hành công trình lắng thā cấp, công trình xử lý n°ßc thÁi thân thiện vßi môi tr°áng. - Về năng lāc tā chÿ và trách nhiệm:  Nhận thāc đ°ợc ý nghĩa cÿa môn học đái vßi chuyên ngành.  Có thái độ làm việc tā giác, 7 Ch°¢ng 1: LÀNG THĀ CÂP Mục tiêu: - Trình bày đ°ợc các thông sá vận hành cÿa bể lắng thā cấp. - Trình bày đ°ợc phân lo¿i, cấu t¿o, các trang thiết bị và ho¿t động cÿa các bể lắng thā cấp.

- Trình bày đ°ợc cách xử lý một sá sā cá điển hình khi vận hành bể. Nßi dung chính: 1. Nhiám vụ và sā cần thi¿t cÿa bß lÁng thā cÃp Sinh khái đ°ợc giÿ l¿i nhiều nhất có thể trong bể lắng thā cấp có ý nghĩa rất lßn đái vßi hiệu quÁ xử lý n°ßc thÁi sinh học. Chất rắn l¡ lửng, ngay cÁ khi chúng chỉ là nhÿng bông bùn nhß, (chất huyền phù, chất rắn không hòa tan) làm giÁm chất l°ợng n°ßc đầu ra.

Khi hàm l°ợng chất rắn l¡ lửng là 1,0 mg/l thì làm tăng BOD5 từ 0,4 đến 1,0 mg/l, COD từ 0,8 đến 1,4 mgl/l, Ntáng từ 0,08 đến 0,1 mg/l và cÿa P táng từ 0,02 đến 0,04 mg/l. Nhiệm vụ cÿa bể lắng thā cấp là giÿ l¿i các chất rắn, nh°ng cũng là để tập trung và cô đặc bùn. Tr°ßc hết bể lắng thāc cấp ho¿t động nh° một chất làm dày đặc cũng nh° một bể lắng. Chất rắn đi vào bể lắng và đ°ợc lắng xuáng để làm các chất rắn dày lên, tuần hoàn trã l¿i một sá bể ho¿t động ã phía tr°ßc cÿa nhà máy, và sau đó thÁi ra ngoài một sá các chất rắn.

Mục đích thā hai, hiển nhiên là trong khi lắng các chất rắn xuáng, một chất làm s¿ch bề mặt (clear supernatant) phÁi đ°ợc sinh ra và đây là n°ßc thÁi đầu ra cuái cùng. Vì vậy, làm dày đặc và lắng xuáng cÁ hai đều quan trọng. * Thái gian l°u * Lo¿i bß các chất rắn * Tỷ lệ tuần hoàn * Chiều cao cÿa luáng bùn * Chất rắn cùng vßi bọt khí nái lên trên bề mặt và thoát khí * Lo¿i bß váng bọt * GiÁm TSS 8 * TÁo * M¿ch vòng ngắn * Rỉ sắt, ăn mòn và các vách ngăn dòng bị cong (bent weirs) * Các hóa chất 1. Phân lo¿i các bß lÁng thā cÃp Phân lo¿i bể lắng trong xử lý n°ßc thÁi + Tuỳ theo công dụng cÿa bể lắng trong công trình xử lý sinh học mà phân biệt bể lắng đợt I và bể lắng đợt II.

+ Căn cā theo chế độ làm việc: – Bể lắng ho¿t động gián đo¿n: thāc chất đây là một bể chāa. Bể lắng kiểu này đ°ợc áp dụng trong tr°áng hợp l°ợng n°ßc thÁi ít và chế độ thÁi không đều. – Bể lắng ho¿t động liên tục + Căn cā theo chiều n°ßc chÁy: bể lắng ngang, bể lắng đāng, bể lắng ly tâm. – Bể lắng ngang: n°ßc chÁy theo ph°¡ng ngang từ đầu bể đến cuái bể.

– Bể lắng đāng: n°ßc chÁy từ d°ßi lên theo ph°¡ng thÁng đāng. – Bể lắng ly tâm (bể lắng radian) n°ßc chÁy từ trung tâm. Tính toán thể tích, bề mặt, tÁi trọng bề mặt và thái gian lắng - Thiết kế: Do bùn từ lọc sinh học dễ lắng nên tÁi l°ợng thÿy lāc bề mặt và thái gian l°u n°ßc đ°ợc sử dụng làm thông sá thiết kế cÿa bể lắng thā cấp sau bể lọc sinh học. L°u l°ợng đầu vào bể lắng thā cấp gßm n°ßc thÁi đầu vào và n°ßc tuần hoàn.

Trong tr¿m xử lý n°ßc thÁi sinh ho¿t tỷ lệ tuần hoàn nên vào khoÁng 100%. Vßi dòng chÁy hỗn hợp tăng lên vào mùa m°a, khái l°ợng tuần hoàn có thể giÁm xuáng để cuái cùng chỉ có l°u l°ợng vào mùa m°a là Qm= 2Qt. - Hút bùn: Do đặc điểm cấu t¿o, trong bể lắng đāng không cần sử dụng thiết bị hút bùn c°ỡng bāc. â các bể lắng dòng chÁy ngang cần có hệ tháng g¿t bùn.

Hút bùn đ°ợc thāc hiện theo yêu cầu, phụ thuộc khÁ năng chāa cÿa há chāa bùn. Tuy nhiên, 9 cũng cần tránh l°u bùn quá lâu, gây lên men kị khí và Ánh h°ãng đến quá trình khử nit¡rat. - Bể lắng cuái cÿa tr¿m xử lý n°ßc thÁi theo công nghệ bùn ho¿t tính Trong công nghệ bùn ho¿t tính, do sā tuần hoàn liên tục cÿa bùn sinh học nên hình thành mái quan hệ mật thiết h¡n giÿa lắng thā cấp và bể bùn ho¿t tính so vßi công nghệ lọc sinh học. Tỷ lệ tuần hoàn bùn ho¿t tính đái vßi xử lý n°ßc thÁi sinh ho¿t là 100%.

Do cấu trúc xáp nên khÁ năng lắng trong bể lắng thā cấp cÿa bùn ho¿t tính kém h¡n bùn màng sinh học cÿa bể lọc sinh học. Bể lắng thā cấp có nhÿng nhiệm vụ sau: Tách n°ßc và bùn. Cô đặc và hút bùn để tuần hoàn l¿i bể bùn ho¿t tính. L°u trÿ bùn khi trái m°a.

Thông sá quan trọng đái hiệu quÁ tách cÿa bể lắng thā cấp là khÁ năng lắng cÿa bùn, thể hiện trong chỉ sá thể tích bùn. Chỉ sá này càng lßn, thì bùn càng nhẹ và càng khó tách ra khßi n°ßc.