Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nước thải cá cơm hấp tại làng nghề cá cơm hấp Mỹ Tân, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận

Chöông 1 MÔÛ ÑAÀU ÑAËT VAÁN ÑEÀ Theo Baùo caùo Moâi tröôøng Quoác gia 2008 veà Moâi tröôøng Laøng ngheà Vieät Nam thì laøng ngheà Vieät Nam ñöôïc chia thaønh 06 nhoùm ngaønh chính, cuï theå nhoùm cheá bieán löông thöïc, thöïc phaåm, chaên nuoâi vaø gieát moå (chieám 20%); nhoùm deät nhuoäm, öôm tô, thuoäc da (chieám 17%); nhoùm saûn xuaát vaät lieäu xaây döïng vaø khai thaùc ñaù (chieám 5%); nhoùm taùi cheá pheá lieäu (chieám 4%); nhoùm laøng ngheà thuû coâng myõ ngheä (chieám 39%) vaø nhoùm caùc ngaønh khaùc (chieám 15%). Caùc laøng ngheà ñaõ ñoùng vai troø quan troïng trong thuùc ñaåy phaùt trieån kinh teá – xaõ hoäi, goùp phaàn phaùt trieån kinh teá theo höôùng coâng nghieäp hoùa – hieän ñaïi hoùa, xoùa ñoùi giaûm ngheøo ôû noâng thoân, giaûi quyeát vieäc laøm luùc noâng nhaøn, taêng thu nhaäp vaø phaùt trieån du lòch. Beân caïnh ñoù söï phaùt trieån cuûa caùc laøng ngheà ñang gia taêng vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng, caùc chaát khí thaûi, nöôùc thaûi vaø chaát thaûi raén chöa ñöôïc xöû lyù ñaõ thaûi thaúng vaøo moâi tröôøng, gaây oâ nhieãm nghieâm troïng khoâng khí, caùc nguoàn nöôùc maët, nöôùc döôùi ñaát vaø gaây taùc haïi lôùn ñeán söùc khoûe coäng ñoàng. OÂ nhieãm moâi tröôøng taïi caùc laøng ngheà laø daïng oâ nhieãm phaân taùn trong phaïm vi moät khu vöïc vaø mang ñaäm neùt ñaëc thuø cuûa hoaït ñoäng saûn xuaát theo ngaønh ngheà vaø loaïi hình saûn xuaát. Hieän nay, taïi Ninh Thuaän coù 05 laøng ngheà thuoäc caùc nhoùm cheá bieán thöïc phaåm, deät nhuoäm vaø thuû coâng myõ ngheä, trong ñoù Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân thuoäc nhoùm cheá bieán thöïc phaåm ñang gaây aûnh höôûng lôùn ñeán söùc khoûe ngöôøi daân vaø taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng. Saûn phaåm cuûa Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân laø caù côm khoâ. Haøng ngaøy, löôïng nöôùc thaûi trong quaù trình saûn xuaát coù chöùa haøm löôïng chaát höõu cô vaø ñoä maën cao ñöôïc thaûi boû tröïc tieáp, khoâng qua xöû lyù gaây oâ nhieãm moâi tröôøng, aûnh höôûng xaáu ñeán ñôøi soáng vaø söùc khoûe ngöôøi daân xung quanh. Vì vaäy, trong phaïm vi haïn heïp cuûa Ñoà aùn toát nghieäp em xin choïn ñeà taøi “Nghieân cöùu vaø ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi caù côm haáp taïi Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân, huyeän Ninh Haûi, tænh Ninh Thuaän” goùp phaàn giaûi quyeát caùc vaán ñeà moâi tröôøng, ñaûm baûo cho hoaït ñoäng saûn xuaát ñöôïc duy trì. 1.1. LYÙ DO CHOÏN ÑEÀ TAØI: Coù 02 lyù do em choïn ñeà taøi naøy: Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân gaây aûnh höôûng lôùn ñeán söùc khoûe, ñôøi soáng ngöôøi daân vaø taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng xung quanh. Nhöõng cô sôû saûn xuaát cuûa Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân naèm ôû hai beân ñöôøng treân ñöôøng ñi Khu du lòch sinh thaùi Vónh Hy neân gaây aûnh höôûng xaáu ñeán söùc khoûe vaø taâm lyù cuûa khaùch du lòch. 1.2. MUÏC ÑÍCH: Laøm quen vôùi caùch vaän haønh caùc moâ hình xöû lyù nöôùc baèng phöông phaùp hoùa lyù (keo tuï), caùch quan saùt hieän töôïng vaø phaân tích, ñaùnh giaù soá lieäu thu thaäp ñeå coù theå trình baøy moät baùo caùo nghieân cöùu öùng duïng. Döïa vaøo caùc keát quaû nghieân cöùu ñoäng hoïc quaù trình xöû lyù nöôùc baèng keo tuï trong ñieàu kieän phoøng thí nghieäm ñeå tính toaùn thieát keá coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi cheá bieán caù côm haáp. 1.3. ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU: Nöôùc thaûi cheá bieán caù côm haáp taïi Laøng ngheà cheá bieán caù côm haáp Myõ Taân, huyeän Ninh Haûi, tænh Ninh Thuaän. 1.4. PHAÏM VI NGHIEÂN CÖÙU: Taäp trung ñieàu tra tình hình thöïc teá saûn xuaát vaø moâi tröôøng taïi Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân, huyeän Ninh Haûi, tænh Ninh Thuaän. Nghieân cöùu thí nghieäm hoùa lyù nöôùc thaûi caù côm haáp trong phoøng thí nghieäm cuûa Traïm Quan Traéc thuoäc Chi cuïc Baûo veä Moâi tröôøng tænh Ninh Thuaän. 1.5. YÙ NGHÓA KHOA HOÏC VAØ YÙ NGHÓA THÖÏC TIEÃN: YÙ nghóa khoa hoïc: Nghieân cöùu coâng ngheä hoùa lyù (keo tuï) ñeå ñeà xuaát coâng trình xöû lyù hieäu quaû nöôùc thaûi caù côm haáp. YÙ nghóa thöïc tieãn: Giaûm oâ nhieãm moâi tröôøng, söùc khoûe vaø ñôøi soáng cuûa ngöôøi daân ñöôïc ñaûm baûo toát, khaùch du lòch thoaûi maùi ngaém caûnh khi ñi qua Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân. 1.6. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU: Phöông phaùp ñieàu tra, khaûo saùt. Phöông phaùp toång hôïp vaø phaân tích nhöõng taøi lieäu, soá lieäu thu thaäp ñöôïc. Phöông phaùp thöïc nghieäm. Phöông phaùp xöû lyù soá lieäu baèng phaàn meàm Execl. Ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù. Chöông 2 GIÔÙI THIEÄU LAØNG NGHEÀ CAÙ CÔM HAÁP MYÕ TAÂN Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân Hình 2.1. Bản đồ tỉnh Ninh Thuận năm 2004 2.1. ÑIEÀU KIEÄN TÖÏ NHIEÂN: Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân naèm taïi thoân Myõ Taân, xaõ Thanh Haûi, huyeän Ninh Haûi, tænh Ninh Thuaän. Dieän tích: 30 ha Khí haäu: Nhieät ñoä trung bình 27,5oC; haøng naêm coù khoaûng 60 ngaøy möa vôùi löôïng möa trung bình 700 mm/naêm. Löôïng boác hôi 1.800 mm/naêm. Ñòa hình: Ñaây laø vuøng ñoàng baèng ven bieån, ñòa hình töông ñoái baèng phaúng, coù taàng ñaát daøy, coù khaû naêng saûn xuaát noâng nghieäp, nuoâi troàng thuûy haûi saûn vaø laøm muoái. Thuûy vaên: Nöôùc maët vaø nöôùc ngaàm ñeàu ngheøo. 2.2. ÑAËC ÑIEÅM KINH TEÁ VAØ CHAÁT THAÛI TAÏI LAØNG NGHEÀ : Goàm coù 26 cô sôû hoaït ñoäng cheá bieán caù côm khoâ haáp naèm trong khu vöïc quy hoaïch. Thôøi gian saûn xuaát laø keùo daøi töø thaùng 4 aâm lòch ñeán thaùng 12 aâm lòch, trong ñoù thaùng 6 vaø thaùng 7 laø muøa saûn xuaát chính. Naêng löïc cheá bieán: 02 – 05 taán nguyeân lieäu/cô sôû/ngaøy. Chaát thaûi raén laøng ngheà naøy chuû yeáu vaûy caù, caùt, tro ñoát loø, ... thaûi ra khoaûng 0,5 – 0,6 taán/ngaøy ñöôïc ñoäi veä sinh xaõ haøng ngaøy ñeán thu gom vaø chuyeån veà baõi raùc xaõ xöû lyù chung raùc thaûi sinh hoaït. Nöôùc thaûi khoaûng 4,5 m3/cô sôû/ngaøy coù chöùa haøm löôïng chaát höõu cô vaø ñoä maën cao ñöôïc thaûi boû tröïc tieáp trong khuoân vieân moãi cô sôû (moãi cô sôû ñeàu ñaøo moät caùi hoá chöùa nöôùc thaûi) khoâng qua xöû lyù gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. 2.3. ÑAËC ÑIEÅM CHEÁ BIEÁN CAÙ CÔM HAÁP: 2.3.1. Nguyeân lieäu: Caù côm vaø caù nuïc nhöng chuû yeáu laø caù côm. Caù côm goàm coù caù côm saên, caù côm ba laøi, caù côm moàm, caù côm than. 2.3.2. Qui trình saûn xuaát cheá bieán caù côm khoâ: Hình 2.2 Qui trình saûn xuaát caù côm haáp Tieáp nhaän nguyeân lieäu (caù côm, caù nuïc) Röûa vaø laøm saïch nguyeân lieäu Haáp caù (luoäc) Laøm nguoäi Phôi (saáy) Laøm maùt Phaân loaïi Ñoùng goùi Thaønh phaåm Nöôùc, muoái Nöôùc, muoái, cuûi Muøi tanh, hoâi Laù caây, ñaàu caù,… Bòch nylon, giaáy Nöôùc thaûi, chaát thaûi raén (ñaàu caù, ruoät caù) Nöôùc thaûi Thuyeát minh qui trình: Tieáp nhaän nguyeân lieäu: Yeâu caàu caù côm khi nhaäp vaøo phaûi töôi, khoâng traày da troùc phaán, khoâng bò daäp, khoâng beå buïng, thaân caù duoãi thaúng. Röûa vaø laøm saïch nguyeân lieäu: Tieán haønh nhö sau: Caùch 1: Duøng thau nhöïa to. Cho nöôùc saïch vaø muoái hoät vaøo thau nhöïa to, khuaáy tan muoái hoät roài muùc caù töø thuøng ñöïng caù ra thau nhöïa to ñeå röûa saïch baån baùm, maùu baàm vaø caùt treân caù. Thöôøng aùp duïng ñoái vôùi caù nuïc, söû duïng 50 lít nöôùc vaø 10 kg muoái hoät ñeå röûa cho 1 gioû caù 40 kg. Caùch 2: Duøng beå xi maêng. Cho vó vaøo beå xi maêng ñaõ coù nöôùc saïch vaø muoái hoät, roài cho caù vaøo vó (1,5 kg caù/1 vó), duøng tay khoûa nöôùc ñeå caù ñöôïc daøn ñeàu treân vó (nhaèm muïc ñích traùnh daäp caù vaø traày da, troùc phaán). Thöôøng aùp duïng ñoái vôùi caù côm, söû duïng 40 lít nöôùc vaø 08 kg muoái hoät ñeå röûa cho 1 gioû caù 40 kg. Haáp caù (luoäc): Sau khi röûa saïch, cho 10 vó caù vaøo gioùng roài nhuùng vaøo noài nöôùc luoäc ñang soâi. Nöôùc luoäc ñaõ coù noàng ñoä muoái khoaûng 3%. Thôøi gian luoäc tuøy theo kích thöôùc caù, trung bình khoaûng 15 phuùt cho 01 laàn luoäc. Yeâu caàu caûm quan caù chín laø thòt traéng, khoâng bò baàm ôû hai beân xöông soáng. Laøm nguoäi: Caù sau khi luoäc ñöôïc vôùt ra ngoaøi laøm nguoäi. Caù ñöôïc laøm nguoäi baèng caùch duøng quaït gioù thoåi tröïc tieáp vaøo choàng vó vöøa vôùt ra töø noài luoäc. Muïc ñích laø traùnh hieän töôïng taïo lôùp keo beà maët, caûn trôû söï di chuyeån cuûa nöôùc töø beân trong ra ngoaøi (laâu khoâ vaø khoâ khoâng trieät ñeå). Phôi (saáy): Caù sau khi laøm nguoäi ñöôïc ñem ra trôøi naéng phôi. Caù ñöôïc phôi döôùi aùnh naéng maët trôøi sau 2-3 giôø laø raùo maët, ta duøng vó khaùc (vó khoâng) chuïp leân treân vó ñang coù caù phôi roài uùp vó laïi, khi ñoù ta ñöôïc vó khoâng vaø tieáp tuïc laøm cho ñeán heát caùc vó. Thao taùc naøy goïi laø ñaûo caù, ñeå caù ñöôïc khoâ ñeàu. Neáu trôøi khoâng naéng thì duøng quaït gioù ñeå saáy roài chôø naéng ñem phôi. Caù phôi cho ñeán khi ñaït ñoä aåm khoaûng 18% laø ñaït yeâu caàu. Laøm maùt: Caù phôi ñaït ñoä khoâ yeâu caàu thì ñem vaøo nhaø ñeå laøm nguoäi baèng phöông phaùp töï nhieân hoaëc duøng quaït maùy. Muïc ñích cuûa vieäc laøm nguoäi laø laøm dòu caù, traùnh tröôøng hôïp gaõy ñaàu, troùc phaán vaø hieän töôïng “ñoå moà hoâi” sau khi ñoùng thuøng (laâu daàn caù coù theå chuyeån maøu vaøng keùm chaát löôïng). Phaân loaïi, côõ: Theo yeâu caàu thò tröôøng thöôøng phaân thaønh 02 loaïi: + Loaïi 1: Caù nguyeân veïn, khoâng beå buïng, troùc phaán, vaøng buïng. + Loaïi 2: Maøu caù ít saùng, buïng vaøng nhaït. Ñoùng goùi: 10 kg caù thaønh phaåm vaøo tuùi nilon roài ñoùng vaøo thuøng carton. Baûo quaûn: Caù sau khi cheá bieán ñöôïc baûo quaûn trong kho laïnh ôû nhieät ñoä töø 180C ñeán -100C. Trong tröôøng hôïp khoâng coù kho laïnh thì caù phaûi kòp thôøi ñöa ñi tieâu thuï vì ñeå caù laâu trong ñieàu kieän thöôøng thì caù bò giaûm chaát löôïng nhö bieán maøu hoaëc ñoùng moác. Ñònh möùc thaønh phaåm vaø nöôùc saïch: Cöù 3,5 kg caù töôi seõ taïo ra 1 kg caù thaønh phaåm ñeå nguyeân ñaàu; 4,5 kg caù töôi seõ taïo ra 1 kg caù khoâ thaønh phaåm boû ñaàu. Xöû lyù nguyeân lieäu 90 lít nöôùc/gioû caù 40 kg. Trong coâng ñoaïn luoäc thì ñoái vôùi noài 90x90x50 cm thì nöôùc luoäc khoaûng 500 lít chöùa 20 kg muoái vaø nöôùc luoäc boå sung 2lít/gioû. 2.4. THAØNH PHAÀN, TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI: Baûng 2.1. Keát quaû phaân tích thaønh phaàn, tính chaát nöôùc thaûi moät soá cô sôû cheá bieán caù côm haáp taïi Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân Stt Kyù hieäu maãu pH SS (mg/l) DO (mg02/l) Ñoä maën (‰) COD (mg/l) BOD5 (mg/l) Toång N (mg/l Toång P (mg/l) SO42- (g/l) Coliform (MNP/ml) 1 M1 5,92 2.140 3,3 92 23.345 15.050 3.893 852 2,87 0,45x101 2 M2 6,02 1.730 4,2 41,1 8.584 6.550 1.045 377 2,27 0,93x103 3 M3 6,0 1.875 4,3 23,9 16.323 8.520 1.063 307 4,26 0,4x101 4 M4 6,38 1.680 3,8 26,7 8.935 5.460 1.170 396 49,02 Aâm tính Phöông phaùp Maùy ño Loïc-saáy 103-1050C Maùy ño DO Maùy ño EC Ñun hoaøn löu kín UÛ 200C 5 ngaøy Kjeldahl Acid Ascorbic Ñoä ñuïc MPN QCVN 24: 2009/BTNMT (B) 5,5-9 100 100 50 30 6 5000 (Nguoàn: Traïm Quan Traéc – Chi cuïc Baûo veä Moâi tröôøng Ninh Thuaän) Ghi chuù: Ñòa ñieåm laáy maãu töông öùng vôùi kyù hieäu maãu - Maãu ñöôïc laáy taïi khaâu luoäc caù M1: Hoä oâng Leâ Thaønh Ñaïo M2: Hoä baø Leâ Thò Xaåu - Maãu ñöôïc laáy taïi hoá chöùa nöôùc thaûi M3: Hoä baø Nguyeãn Thò Nhaãn M4: Hoä baø Leâ Thò Taùnh Nhaän xeùt: So vôùi quy chuaån loaïi B theo QCVN 24: 2009/BTNMT – Quy chuaån Quoác gia veà nöôùc thaûi coâng nghieäp thì nöôùc thaûi cuûa caùc hoä saûn xuaát ñeàu coù pH vaø chæ tieâu vi sinh naèm trong giôùi haïn cho pheùp nhöng caùc chæ tieâu hoùa lyù SS, BOD5, COD, N, P ñeàu vöôït quy chuaån cho pheùp. Cuï theå: chæ tieâu SS thì vöôït quy chuaån gaáp 16,8 – 21,4 laàn, chæ tieâu BOD5 thì vöôït quy chuaån gaáp 109,2 – 301 laàn, chæ tieâu COD thì vöôït quy chuaån gaáp 85,84 – 233,45 laàn, chæ tieâu N thì vöôït quy chuaån gaáp 34,83 – 129,77 laàn, chæ tieâu P thì vöôït quy chuaån gaáp 51,12 – 142 laàn. Do ñoù, nöôùc thaûi naøy khoâng ñöôïc pheùp thaûi ra moâi tröôøng xung quanh khi chöa xöû lyù vì nöôùc thaûi bò oâ nhieãm cao bôûi caùc chaát höõu cô vaø caùc chaát dinh döôõng seõ laøm thay ñoåi thay phaàn, tính chaát moâi tröôøng sinh thaùi. Nöôùc thaûi chöùa haøm löôïng N vaø P cao khi thaûi vaøo nguoàn nöôùc seõ ñöôïc caùc ñoäng vaät phuø du nhaát laø taûo lam haáp thuï taïo neân sinh khoái trong quaù trình quang hôïp. Söï phaùt trieån ñoät ngoät cuûa taûo lam trong nguoàn nöôùc giaøu dinh döôõng laøm cho nöôùc coù muøi vaø ñoä maøu taêng leân, cheá ñoä oxy trong nguoàn nöôùc khoâng oån ñònh. Sau quaù trình phaùt trieån, phuø du thöïc vaät bò cheát. Xaùc phuø du thöïc vaät seõ laøm taêng theâm moät löôïng chaát höõu cô, taïo neân söï nhieãm baån laàn hai trong nguoàn nöôùc. Vôùi nguoàn nöôùc thaûi treân thì tröôùc khi thaûi boû vaøo moâi tröôøng caàn phaûi xöû lyù ñeå khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. 2.5. CAÙC TAÙC ÑOÄNG MOÂI TRÖÔØNG DO CHEÁ BIEÁN CAÙ CÔM HAÁP TAÏO RA: Vieäc cheá bieán caù côm ñöôïc thöïc hieän ngay sau khi ñaùnh baét. Nöôùc thaûi saûn xuaát thaûi tröïc tieáp ra moâi tröôøng beân ngoaøi khoâng qua heä thoáng xöû lyù, ñaây laø nguyeân nhaân chính gaây oâ nhieãm moâi tröôøng vaø söùc khoûe, ñôøi soáng ngöôøi daân, cuï theå: + Höôùng gioù Nam töø thaùng 1 ñeán thaùng 7 aûnh höôûng ñeán söùc khoûe, ñôøi soáng ngöôøi daân thoân Myõ Hoøa, xaõ Thanh Haûi, huyeän Ninh Haûi, tænh Ninh Thuaän. + Höôùng gioù Baéc töø thaùng 8 ñeán thaùng 12 aûnh höôûng ñeán söùc khoûe, ñôøi soáng ngöôøi daân thoân Myõ Taân, xaõ Thanh Haûi, huyeän Ninh Haûi, tænh Ninh Thuaän. Nöôùc thaûi vôùi ñoä maën cao khi thaám xuoáng ñaát seõ gaây nhieãm maën ñeán nguoàn nöôùc ngaàm. Haøm löôïng chaát höõu cô cao trong ñieàu kieän thieáu oxy trong nöôùc xaûy ra quaù trình phaân huûy yeám khí taïo ra saûn phaåm ñoäc haïi nhö H2S,... gaây muøi hoâi thoái vaø laøm cho nöôùc coù maøu ñen. Chöông 3 TOÅNG QUAN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ 3.1. PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC: Xöû lyù cô hoïc nhaèm muïc ñích: - Taùch caùc chaát khoâng hoøa tan, nhöõng vaät chaát lô löûng coù kích thöôùc lôùn (raùc, nhöïa, daàu môõõ, caën lô löûng, caùc taïp chaát noåi…) ra khoûi nöôùc thaûi. - Loaïi boû caën naëng nhö soûi, caùt, maûnh kim loaïi, thuûy tinh… - Ñieàu hoaø löu löôïng vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi. - Xöû lyù cô hoïc laø giai ñoaïn chuaån bò vaø taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc quaù trình xöû lyù hoaù lyù vaø sinh hoïc . 3.1.1. Song chaén raùc: Song chaén raùc thöôøng ñaët tröôùc heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hoaëc coù theå ñaët taïi caùc mieäng xaû trong phaân xöôûng saûn xuaát nhaèm giöõ laïi caùc taïp chaát coù kích thöôùc lôùn nhö: nhaùnh caây, goã, laù, giaáy, niloâng, vaûi vuïn vaø caùc loaïi raùc khaùc. Döïa vaøo khoaûng caùch caùc thanh, song chaén ñöôïc chia thaønh hai loaïi: - Song chaén thoâ coù khoaûng caùch giöõa caùc thanh töø 60 - 100mm. - Song chaén mòn coù khoaûng caùch giöõa caùc thanh töø 10 - 25mm. (Tieâu chuaån Xaây Döïng TCXD-51-84) 3.1.2. Löôùi loïc: Löôùi loïc duøng ñeå khöû caùc chaát lô löûng coù kích thöôùc nhoû, thu hoài caùc thaønh phaàn quyù khoâng tan hoaëc khi caàn phaûi loaïi boû raùc coù kích thöôùc nhoû. Kích thöôùc maét löôùi töø 0,5 - 1,0mm. Löôùi loïc thöôøng ñöôïc bao boïc xung quanh khung roãng hình truï quay troøn (hay coøn goïi laø troáng quay) hoaëc ñaët treân caùc khung hình dóa. 3.1.3. Beå laéng caùt: Beå laéng caùt coù nhieäm vuï loaïi boû caùt, cuoäi, xæ loø hoaëc caùc loaïi taïp chaát voâ cô khaùc coù kích thöôùc töø 0,2 – 2 mm ra khoûi nöôùc thaûi nhaèm ñaûm baûo an toaøn cho bôm khoûi bò caùt, soûi baøo moøn, traùnh taéc ñöôøng oáng daãn vaø traùnh aûnh höôûng ñeán coâng trình sinh hoïc phía sau. Trong caùc loaïi beå laéng caùt coù moät coâng trình phuï laø saân phôi caùt. Vì löôïng caùt laáy ra nöôùc thaûi coù chöùa nhieàu nöôùc neân caàn saân phôi ñeå taùch nöôùc. 3.1.4. Beå laéng: Nöôùc thaûi tröôùc khi ñi vaøo xöû lyù sinh hoïc caàn loaïi boû caùc caën baån khoâng tan ra khoûi doøng baèng beå laéng (beå laéng I), caën hình thaønh trong quaù trình keo tuï taïo boâng hoaëc caën sinh ra trong quaù trình xöû lyù sinh hoïc (beå laéng ñôït 2). Beå laéng coù caáu taïo maët baèng laø hình chöõ nhaät hay hình troøn, ñöôïc thieát keá ñeå loaïi boû baèng troïng löïc caùc haït caën coù trong nöôùc thaûi theo doøng lieân tuïc ra vaøo beå. Caùc loaïi beå laéng: Beå laéng ngang, beå laéng ñöùng, beå laéng ly taâm… 3.1.5. Beå ñieàu hoøa: Do ñaëc thuø coâng ngheä saûn xuaát cuûa moät soá ngaønh coâng nghieäp, löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi thöôøng khoâng ñeàu theo caùc giôø trong ngaøy, ñeâm. Söï dao ñoäng lôùn veà löu löôïng vaø noàng ñoä daãn ñeán nhöõng haäu quaû xaáu ñeán hoaït ñoäng cuûa maïng löôùi vaø caùc coâng trình xöû lyù. Do ñoù beå ñieàu hoøa ñöôïc duøng ñeå duy trì doøng thaûi vaø noàng ñoä vaø oån ñònh vi sinh vaät tröôùc khi vaøo coâng trình xöû lyù khaùc, khaéc phuïc nhöõng söï coá vaän haønh do söï dao ñoäng veà noàng ñoä vaø löu löôïng cuûa nöôùc thaûi gaây ra vaø naâng cao hieäu suaát cuûa caùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc. Beå ñieàu hoøa coù theå ñöôïc phaân loaïi nhö sau: - Beå ñieàu hoøa löu löôïng - Beå ñieàu hoøa noàng ñoä - Beå ñieàu hoøa caû löu löôïng vaø noàng ñoä 3.1.6. Beå vôùt daàu môõ: Beå vôùt daàu môõ thöôøng aùp duïng khi xöû lyù nöôùc thaûi coù chöùa daàu môõ (nöôùc thaûi coâng nghieäp). Ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït khi haøm löôïng daàu môõ khoâng cao thì vieäc vôùt daàu môõ thöôøng thöïc hieän ngay ôû beå laéng nhôø thieát bò gaït noåi. 3.1.7. Beå loïc: Loïc ñöôïc öùng duïng ñeå taùch caùc taïp chaát coù kích thöôùc nhoû khi khoâng theå loaïi ñöôïc baèng phöông phaùp laéng. Quaù trình loïc ít khi söû duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi, thöôøng chæ söû duïng trong tröôøng hôïp nöôùc sau xöû lyù ñoøi hoûi coù chaát löôïng cao. 3.2. PHÖÔNG PHAÙP HOÙA HOÏC: Phöông phaùp hoùa hoïc ñöa vaøo thaønh phaàn nöôùc thaûi chaát phaûn öùng. Chaát naøy coù taùc duïng vôùi taïp chaát baån coù trong nöôùc thaûi vaø loaïi chuùng ra khoûi nöôùc thaûi döôùi daïng caën laéng hoaëc hoøa tan khoâng ñoäc haïi. 3.2.1. Phöông phaùp trung hoøa: Nhaèm trung hoøa nöôùc thaûi coù pH quaù cao hoaëc quaù thaáp, taïo ñieàu kieän cho caùc quaù trình xöû lyù hoùa lyù vaø sinh hoïc : H+ + OH- ® H2O Voâi (Ca(OH)2) thöôøng ñöôïc söû duïng roäng raõi nhö moät Bazô ñeå xöû lyù caùc nöôùc thaûi coù tính Axit, trong khi Axit Sulfuric (H2SO4) laø moät chaát töông ñoái reû tieàn duøng trong xöû lyù nöôùc thaûi coù tính Bazô. 3.2.2. Phöông phaùp oxy hoùa – khöû: duøng ñeå - Khöû truøng nöôùc. - Chuyeån moät nguyeân toá hoøa tan sang keát tuûa hoaëc moät nguyeân toá hoøa tan sang theå khí. - Bieán ñoåi moät chaát khoâng phaân huûy sinh hoïc thaønh nhieàu chaát ñôn giaûn hôn, coù khaû naêng ñoàng hoùa baèng vi khuaån. - Loaïi boû caùc kim loaïi naëng nhö Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As …vaø moät soá chaát ñoäc nhö cyanua. - Caùc chaát oxy hoùa thoâng duïng: Ozon, Chlorine, Hydro peroxide, Kali permanganate - Quaù trình naøy thöôøng phuï thuoäc roõ reät vaøo pH vaø söï hieän dieän cuûa chaát xuùc taùc. 3.2.3. Keát tuûa hoùa hoïc: Keát tuûa hoùa hoïc thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå loaïi tröø caùc kim loaïi naëng trong nöôùc. Phöông phaùp ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát ñeå keát tuûa caùc kim loaïi laø taïo thaønh caùc hydroxide, ví duï: Cr3+ + 3OH- ® Cr(OH)3 Fe3+ + 3OH- ® Fe(OH)3 Phöông phaùp keát tuûa hoùa hoïc hay ñöôïc söû duïng nhaát laø phöông phaùp taïo caùc keát tuûa vôùi voâi. Soda cuõng coù theå ñöôïc söû duïng ñeå keát tuûa caùc kim loaïi döôùi daïng hydroxide (Fe(OH)3), carbonate (CaCO3), …Anion carbonate taïo ra hydroxide do phaûn öùng thuûy phaân vôùi nöôùc : CO32- + H2O ® HCO3- + OH- 3.3. PHÖÔNG PHAÙP HOAÙ LYÙ: Döïa vaøo tính chaát vaät lí thaønh phaàn oâ nhieãm ñeå taùch chuùng ra khoûi nöôùc thaûi 3.3.1. Keo tuï: Caùc haït caën coù kích thöôùc nhoû hôn 10 – 4 mm thöôøng khoâng theå töï laéng ñöôïc maø luoân toàn taïi ôû traïng thaùi lô löûng. Muoán loaïi boû caùc haït caën lô löûng phaûi duøng bieän phaùp xöû lyù cô hoïc keát hôïp vôùi bieän phaùp hoùa hoïc, töùc laø cho vaøo nöôùc caàn xöû lyù caùc chaát phaûn öùng ñeå taïo ra caùc haït keo coù khaû naêng keát dính laïi vôùi nhau vaø dính keát caùc haït caën lô löûng trong nöôùc, taïo thaønh caùc boâng caën lôùn hôn coù troïng löôïng ñaùng keå. Quaù trình thuûy phaân caùc chaát ñoâng tuï vaø taïo thaønh caùc boâng keo xaûy ra theo caùc giai ñoaïn Me3 + HOH D Me(OH)2+ + H+ Me(OH)2+ + HOH D Me(OH)+ + H+ Me(OH)+ + HOH D Me(OH)3 + H+ Me3+ + 3HOH D Me(OH)3 + 3H+ Do ñoù, caùc boâng caën môùi taïo thaønh deã daøng laéng xuoáng ôû beå laéng. Ñeå thöïc hieän quaù trình keo tuï, ngöôøi ta cho vaøo trong nöôùc caùc chaát keo tuï thích hôïp nhö : pheøn nhoâm Al2(SO4)3, pheøn saét loaïi FeSO4, Fe2(SO4)3 hoaëc loaïi FeCl3. Caùc loaïi pheøn naøy ñöôïc ñöa vaøo nöôùc döôùi daïng dung dòch hoøa tan. 3.3.2. Tuyeån noåi: Tuyeån noåi khí tan(Dissolved Air Flotation): Bieän phaùp naøy ñöôïc söû duïng roäng raõi vôùi nöôùc thaûi chöùa caùc chaát baån nhoû vì noù cho pheùp taïo boït khí raát nhoû. Thöïc chaát cuûa bieän phaùp naøy laø taïo ra moät dung dòch quaù baõo hoøa khoâng khí. Sau ñoù khoâng khí ñöôïc taùch ra khoûi dung dòch ôû daïng caùc boït cöïc nhoû vaø loâi keùo caùc chaát baån noåi leân treân maët nöôùc. - Tuyeån noåi chaân khoâng - Tuyeån noåi khoâng aùp löïc - Tuyeån noåi aùp löïc. Tuyeån noåi vôùi cung caáp khoâng khí neùn qua taám xoáp, oáng chaâm loã: Quaù trình tuyeån noåi ñöôïc thöïc hieän baèng caùch suïc caùc boït khí nhoû vaøo pha loûng. Caùc boït khí naøy seõ keát dính vôùi caùc haït caën. Khi khoái löôïng rieâng cuûa taäp hôïp boït khí vaø caën nhoû hôn khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc, caën seõ theo boït khí noåi leân beà maët. Khí chuû yeáu cung caáp theo 2 caùch sau: - Tuyeån noåi vôùi thoåi khoâng khí neùn qua caùc voøi - Tuyeån noåi vôùi phaân taùn khoâng khí qua taám xoáp. 3.3.3. Haáp phuï: Phöông phaùp naøy ñöôïc söû duïng ñeå laøm saïch nöôùc thaûi khoûi caùc chaát höõu cô hoøa tan. Quaù trình haáp phuï ñöôïc thöïc hieän baèng caùch cho tieáp xuùc hai pha khoâng hoøa tan laø pha raén (chaát haáp phuï) vôùi pha khí hoaëc pha loûng. Dung chaát (chaát bò haáp thuï) seõ ñi töø pha loûng (hoaëc pha khí) ñeán pha raén cho ñeán khi noàng ñoä dung chaát trong dung dòch ñaït caân baèng. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø hieäu quaû cao 80-90%, coù khaû naêng xöû lyù nhieàu chaát trong nöôùc thaûi. Chaát haáp phuï thöôøng ñöôïc söû duïng laø: Than hoaït tính, caùc chaát toång hôïp vaø chaát thaûi cuûa vaøi ngaønh saûn xuaát (tro, ræ, maït cöa), chaát haáp phuï voâ cô (ñaát seùt, Silicagen, keo nhoâm) vaø caùc chaát Hydroxit kim loaïi (ít ñöôïc söû duïng vì naêng löôïng töông taùc cuûa chuùng vôùi caùc phaân töû nöôùc lôùn). 3.3.4. Trao ñoåi ion: Phöông phaùp naøy coù theå khöû töông ñoái trieät ñeå caùc taïp chaát ôû traïng thaùi ion trong nöôùc nhö Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn … cuõng nhö caùc hôïp chaát cuûa Asen, Photpho, Cyanua, chaát phoùng xaï. Thöôøng söû duïng nhöïa trao ñoåi ion nhaèm khöû cöùng vaø khöû khoaùng. 3.4. PHÖÔNG PHAÙP SINH HOÏC: Phöông phaùp sinh hoïc ñöôïc öùng duïng ñeå xöû lyù caùc chaát höõu cô hoøa tan coù trong nöôùc thaûi cuõng nhö moät soá chaát voâ cô nhö: H2S, Sulfide, Ammonia, … döïa treân cô sôû hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Vi sinh vaät söû duïng chaát höõu cô vaø moät soá khoaùng chaát laøm thöùc aên ñeå sinh tröôûng vaø phaùt trieån. Moät caùch toång quaùt, phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc coù theå phaân thaønh 2 loaïi : - Phöông phaùp kò khí : Söû duïng nhoùm vi sinh vaät kò khí, hoaït ñoäng trong ñieàu kieän khoâng coù OÂxy. - Phöông phaùp hieáu khí : Söû duïng nhoùm vi sinh vaät hieáu khí, hoaït ñoäng trong ñieàu kieän cung caáp OÂxy lieân tuïc. 3.4.1. Quaù trình kò khí: Beå phaûn öùng yeám khí tieáp xuùc: Quaù trình phaân huûy xaûy ra trong beå kín vôùi buøn tuaàn hoaøn. Hoãn hôïp buøn vaø nöôùc thaûi trong beå ñöôïc khuaáy troän hoaøn toaøn, sau khi phaân huûy hoãn hôïp ñöôïc ñöa sang beå laéng hoaëc beå tuyeån noåi ñeå taùch rieâng buøn vaø nöôùc. Buøn tuaàn hoaøn trôû laïi beå kò khí, löôïng buøn dö thaûi boû thöôøng raát ít do toác ñoä sinh tröôûng cuûa vi sinh vaät khaù chaäm. Beå xöû lyù baèng ñeäm buøn kò khí doøng höôùng leân (UASB): Ñaây laø moät trong nhöõng quaù trình kò khí öùng duïng roäng raõi nhaát treân theá do hai ñaëc ñieåm chính sau : - Caû ba quaù trình phaân huûy – laéng buøn – taùch khí ñöôïc laép ñaët trong cuøng moät coâng trình. - Taïo thaønh caùc loaïi buøn haït coù maät ñoä vi sinh vaät raát cao vaø toác ñoä laéng vöôït xa so vôùi buøn hoaït tính hieáu khí daïng lô löûng Beân caïnh ñoù, quaù trình xöû lyù sinh hoïc kò khí UASB coøn coù nhöõng öu ñieåm so vôùi quaù trình buøn hoaït tính hieáu khí nhö : - Ít tieâu toán naêng löôïng vaän haønh. - Ít buøn dö neân giaûm chi phí xöû lyù buøn. - Buøn sinh ra deã taùch nöôùc. - Nhu caàu dinh döôõng thaáp neân giaûm chi phí boå sung dinh döôõng. - Coù khaû naêng thu hoài naêng löôïng töø khí Methane. Beå loïc kò khí(UAF): Beå loïc kò khí doøng höôùng leân laø moät beå chöùa vaät lieäu tieáp xuùc ñeå xöû lyù chaát höõu cô chöùa carbon trong nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi ñöôïc daãn vaøo beå töø döôùi leân hoaëc töø treân xuoáng, tieáp xuùc vôùi lôùp vaät lieäu treân ñoù coù vi sinh vaät kò khí sinh tröôûng vaø phaùt trieån. Vì vi sinh vaät ñöôïc giöõ treân beà maët vaät lieäu tieáp xuùc vaø khoâng bò röûa troâi theo nöôùc sau xöû lyù neân thôøi gian löu cuûa teá baøo sinh vaät raát cao (khoaûng 100 ngaøy). 3.4.2. Quaù trình hieáu khí: Quaù trình xöû lyù hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng: Trong quaù trình buøn hoaït tính, caùc chaát höõu cô hoøa tan vaø khoâng hoøa tan chuyeån hoùa thaønh boâng buøn sinh hoïc – quaàn theå vi sinh vaät hieáu khí – coù khaû naêng laéng döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc. Nöôùc chaûy lieân tuïc vaøo beå Aeroten, trong ñoù khí ñöôïc ñöa vaøo cuøng xaùo troän vôùi buøn hoaït tính cung caáp oâxy cho vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô. Döôùi ñieàu kieän nhö theá, vi sinh vaät sinh tröôûng taêng sinh khoái vaø keát thaønh boâng buøn. Hoãn hôïp buøn vaø nöôùc thaûi chaûy ñeán beå laéng ñôït 2 vaø taïi ñaây buøn hoaït tính laéng xuoáng ñaùy. Moät löôïng lôùn buøn hoaït tính (25 – 75% löu löôïng) tuaàn hoaøn veà beå aeroten ñeå giöõ oån ñònh maät ñoä vi khuaån, taïo ñieàu kieän phaân huûy nhanh chaát höõu cô. Löôïng sinh khoái dö moãi ngaøy cuøng vôùi löôïng buøn töôi töø beå laéng 1 ñöôïc daãn tieáp tuïc ñeán coâng trình xöû lyù buøn. Moät soá daïng beå öùng duïng quaù trình buøn hoaït tính lô löûng nhö: Beå Aeroten thoâng thöôøng, beå Aeroten xaùo troän hoaøn chænh, möông oâxy hoùa, beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn… Beå Aeroten thoâng thöôøng: Hình 3.2. Beå aeroten thoâng thöôøng. Beå Aerotank xaùo troän hoaøn toaøn: Ñoøi hoûi choïn hình daïng beå, trang thieát bò suïc khí thích hôïp. Thieát bò suïc khí cô khí (motô vaø caùnh khuaáy) hoaëc thieát bò khueách taùn khí thöôøng ñöôïc söû duïng. Möông oxy hoùa: Laø möông daãn daïng voøng coù suïc khí ñeå taïo doøng chaûy trong möông coù vaän toác ñuû xaùo troän buøn hoaït tính. Vaän toác trong möông thöôøng ñöôïc thieát keá lôùn hôn 3 m/s ñeå traùnh caën laéng. Möông oâxy hoùa coù theå keát hôïp quaù trình xöû lyù nitô. Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn (SBR): Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn laø heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính theo kieåu laøm ñaày vaø xaû caïn. Quaù trình xaûy ra trong beå SBR töông töï nhö trong beå buøn hoaït tính hoaït ñoäng lieân tuïc, chæ coù ñieàu taát caû quaù trình xaûy ra trong cuøng moät beå vaø ñöôïc thöïc hieän laàn löôït theo caùc böôùc : (1) laøm ñaày, (2) phaûn öùng, (3) laéng, (4) xaû caïn, (5) ngöng. Hình 3.3. Caùc pha hoaït ñoäng beå SBR. Quaù trình xöû lyù hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng dính baùm Beå loïc sinh hoïc: Beå loïc sinh hoïc chöùa ñaày vaät lieäu tieáp xuùc, laø giaù theå cho vi sinh vaät soáng baùm. Vaät lieäu tieáp xuùc thöôøng laø ñaù coù ñöôøng kính trung bình 25 – 100 mm, hoaëc vaät lieäu nhöïa coù hình daïng khaùc nhau, … coù chieàu cao töø 4 – 12 m. Nöôùc thaûi ñöôïc phaân boá ñeàu treân maët lôùp vaät lieäu baèng heä thoáng quay hoaëc voøi phun. Quaàn theå vi sinh vaät soáng baùm treân giaù theå taïo neân maøng nhaày sinh hoïc coù khaû naêng haáp phuï vaø phaân huûy chaát höõu cô chöùa trong nöôùc thaûi. Quaàn theå vi sinh vaät naøy coù theå bao goàm vi khuaån hieáu khí, kò khí vaø tuøy tieän, naám, taûo, vaø caùc ñoäng vaät nguyeân sinh, … trong ñoù vi khuaån tuøy tieän chieám öu theá. Phaàn beân ngoaøi lôùp maøng nhaày (khoaûng 0,1 – 0,2 mm) laø loaïi vi sinh hieáu khí. Khi vi sinh phaùt trieån, chieàu daøy lôùp maøng ngaøy caøng taêng, vi sinh lôùp ngoaøi tieâu thuï heát löôïng oâxy khueách taùn tröôùc khi oâxy thaám vaøo beân trong. Vì vaäy, gaàn saùt beà maët giaù theå moâi tröôøng kò khí hình thaønh. Khi lôùp maøng daøy, chaát höõu cô bò phaân huûy hoaøn toaøn ôû lôùp ngoaøi, vi sinh soáng gaàn beà maët giaù theå thieáu nguoàn cô chaát, chaát dinh döôõng daãn ñeán tình traïng phaân huûy noäi baøo vaø maát ñi khaû naêng baùm dính. Nöôùc thaûi sau xöû lyù ñöôïc thu qua heä thoáng thu nöôùc ñaët beân döôùi. Sau khi ra khoûi beå, nöôùc thaûi vaøo beå laéng ñôït hai ñeå loaïi boû maøng vi sinh taùch khoûi giaù theå. Nöôùc sau xöû lyù coù theå tuaàn hoaøn ñeå pha loaõng nöôùc thaûi ñaàu vaøo beå loïc sinh hoïc, ñoàng thôøi duy trì ñoä aåm cho maøng nhaày. Beå Fixed bed Reactor(FBR): Beå FBR laø moät coâng trình nhaân taïo, gaàn gioáng vôùi moät beå loïc sinh hoïc cao taûi nhöng coù öu ñieåm hôn nhôø vaät lieäu ñeäm vaø caáu taïo ñôn giaûn deã vaän haønh vaø quaûn lyù FBR cho pheùp xöû lyù nöôùc thaûi höõu cô theo caùc coâng ngheä yeám khí, thieáu khí, hieáu khí vôùi taûi troïng BOD vaø khaû naêng khöû Nitô cao. So vôùi caùc heä thoáng khaùc cuøng loaïi, öu theá hôn haún veà hieäu quaû xöû lyù BOD, Nitô, Photpho vôùi cuøng ñieàu kieän ñaàu vaøo cuûa nöôùc thaûi. Thieát bò laøm vieäc vôùi khoaûng bieán thieân taûi troïng BOD, COD, Nitô lôùn, thích öùng vôùi ñieàu kieän thay ñoåi trong cheá ñoä vaän haønh Beå loïc sinh hoïc tieáp xuùc quay (RBC): RBC goàm caùc ñóa troøn Polystyren hoaëc Polyvinyl Chloride ñaët gaàn saùt nhau. Ñóa nhuùng chìm moät phaàn trong nöôùc thaûi vaø quay ôû toác ñoä chaäm. Töông töï nhö beå loïc sinh hoïc, maøng vi sinh hình thaønh vaø baùm treân beà maët ñóa. Khi ñóa quay, mang sinh khoái treân ñóa tieáp xuùc vôùi chaát höõu cô trong nöôùc thaûi vaø sau ñoù tieáp xuùc vôùi oâxy. Ñóa quay taïo ñieàu kieän chuyeån hoùa oâxy vaø luoân giöõ sinh khoái trong ñieàu kieän hieáu khí. Ñoàng thôøi, khi ñóa quay taïo neân löïc caét loaïi boû caùc maøng vi sinh ._.khoâng coøn khaû naêng baùm dính vaø giöõ chuùng ôû daïng lô löûng ñeå ñöa sang beå laéng ñôït hai. 3.4.3. Caùnh ñoàng töôùi: Daãn nöôùc thaûi theo heä thoáng möông ñaát treân caùnh ñoàng töôùi, duøng bôm vaø oáng phaân phoái phun nöôùc thaûi leân maët ñaát. Moät phaàn nöôùc boác hôi, phaàn coøn laïi thaám vaøo ñaát ñeå taïo ñoä aåm vaø cung caáp moät phaàn dinh döôõng cho caây coû sinh tröôûng. Phöông phaùp naøy chæ ñöôïc duøng haïn cheá ôû nhöõng nôi coù khoái löôïng nöôùc thaûi nhoû, vuøng ñaát khoâ caèn xa khu daân cö, ñoä boác hôi cao vaø ñaát luoân thieáu ñoä aåm. ÔÛ caùnh ñoàng töôùi khoâng ñöôïc troàng rau xanh vaø caây thöïc phaåm vì vi khuaån, viruùt gaây beänh vaø kim loaïi naëng trong nöôùc thaûi chöa ñöôïc loaïi boû seõ gaây taùc haïi cho söùc khoûe cuûa ngöôøi söû duïng caùc loaïi rau vaø caây thöïc phaåm naøy. 3.4.4. Xaû nöôùc thaûi vaøo ao, hoà, soâng suoái: Nöôùc thaûi ñöôïc xaû vaøo nhöõng nôi vaän chuyeån vaø chöùa nöôùc coù saün trong töï nhieân ñeå pha loaõng chuùng vaø taän duïng khaû naêng töï laøm saïch cuûa caùc nguoàn nöôùc töï nhieân. Khi löu löôïng vaø toång haøm löôïng chaát baån trong nöôùc thaûi nhoû so vôùi löôïng nöôùc cuûa nguoàn tieáp nhaän, oâxy hoøa tan coù trong nöôùc ñuû ñeå caáp cho quaù trình laøm saïch hieáu khí caùc chaát höõu cô. 3.4.5. Hoà sinh hoïc: coù theå phaân loaïi nhö sau: Hoà hieáu khí, hoà tuøy tieän, hoà kò khí Hoà hieáu khí: Coù dieän tích roäng, chieàu saâu caïn. Chaát höõu cô trong nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù chuû yeáu nhôø söï coäng sinh giöõa taûo vaø vi khuaån soáng ôû daïng lô löûng. OÂxy cung caáp cho vi khuaån nhôø söï khueách taùn qua beà maët vaø quang hôïp cuûa taûo. Chaát dinh döôõng vaø CO2 sinh ra trong quaù trình phaân huõy chaát höõu cô ñöôïc taûo söû duïng. Hoà hieáu khí coù hai daïng : - Coù muïc ñích laø toái öu saûn löôïng taûo, hoà naøy coù chieàu saâu caïn 0,15 – 0,45 m; - Toái öu löôïng oâxy cung caáp cho vi khuaån, chieàu saâu hoà naøy khoaûng 1,5 m. Ñeå ñaït hieäu quaû toát coù theå cung caáp oâxy baèng caùch thoåi khí nhaân taïo. Hoà tuøy tieän: Trong hoà tuøy tieän toàn taïi 03 khu vöïc: - Khu vöïc beà maët, nôi ñoù chuû yeáu vi khuaån vaø taûo soáng coäng sinh; - Khu vöïc ñaùy, tích luõy caën laéng vaø caën naøy bò phaân huûy nhôø vi khuaån kò khí; - Khu vöïc trung gian, chaát höõu cô trong nöôùc thaûi chòu söï phaân huûy cuûa vi khuaån tuøy tieän. Hoà kò khí: Thöôøng ñöôïc aùp duïng cho xöû lyù nöôùc thaûi coù noàng ñoä chaát höõu cô cao vaø caën lô löûng lôùn, ñoàng thôøi coù theå keát hôïp phaân huûy buøn laéng. Hoà naøy coù chieàu saâu lôùn, coù theå saâu ñeán 9 m. Taûi troïng thieát keá khoaûng 220 – 560 kg BOD5/ha.ngaøy 3.5. XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI MÖÙC ÑOÄ CAO (XÖÛ LYÙ BOÅ SUNG): Ñöôïc öùng duïng trong caùc tröôøng hôïp yeâu caàu giaûm thaáp noàng ñoä chaát baån (theo chaát lô löûng, BOD, COD, Nitô, Photpho vaø caùc chaát khaùc…) sau khi ñaõ xöû lyù sinh hoïc tröôùc khi xaû vaøo nguoàn nöôùc. Caàn löu yù raèng nöôùc thaûi sau khi xöû lyù ôû möùc ñoä cao coù theå söû duïng laïi trong caùc quaù trình coâng ngheä cuûa nhaø maùy vaø do ñoù giaûm ñöôïc löôïng nöôùc thaûi xaû vaøo nguoàn, giaûm nhu caàu söû duïng nöôùc cho saûn xuaát. - Ñeå loaïi boû ôû möùc ñoä cao caùc chaát lô löûng, thöôøng öùng duïng caùc beå loïc caáu truùc khaùc nhau, tuyeån noåi aùp löïc hay tuyeån noåi khí hoøa tan. - Ñeå loaïi boû caùc taïp chaát khoù oxy hoaù coù theå söû duïng phöông phaùp keo tuï vaø haáp phuï - Khöû Nitô vaø Photpho trong nöôùc thaûi ñöôïc tieán haønh trong nhöõng tröôøng hôïp khi xaû nöôùc thaûi vaøo nguoàn nöôùc coù khaû naêng gaây ra hieän töôïng phuù döôõng hoùa. Söï phuù döôõng hoùa nguoàn nöôùc laø moät vaán ñeà ñaëc bieät quan troïng ñoái vôùi nguoàn nöôùc söû duïng cho aên uoáng sinh hoaït: Chuùng taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc loaïi taûo ñoäc (taûo luïc, taûo lam) phaùt trieån gaây nguy hieåm cho con ngöôøi vaø ñoäng vaät - Ñeå loaïi boû Nitô daïng NO2-, NO3- vaø caùc muoái Ammonia trong nöôùc thaûi sau khi xöû lyù sinh hoïc, thöôøng söû duïng caùc phöông phaùp hoùa – lyù (trao ñoåi ion, haáp phuï baèng than hoaït tính sau khi thöïc hieän chlorua hoaù sô boä, thaåm thaáu ngöôïc…) hoaëc phöông phaùp sinh hoïc (quaù trình Nitrat hoùa vaø khöû Nitrat) - Ñeå loaïi caùc lieân keát Photpho ra khoûi nöôùc thaûi, thöôøng aùp duïng caùc phöông phaùp hoùa hoïc (duøng voâi, sunfat Al, sunfat Fe). 3.6. KHÖÛ TRUØNG NÖÔÙC THAÛI: Khöû truøng nöôùc thaûi laø giai ñoaïn cuoái cuøng cuûa coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi nhaèm loaïi boû vi truøng vaø virus gaây beänh tröôùc khi xaû vaøo nguoàn nöôùc. Ñeå khöû truøng coù theå duøng clo vaø caùc hôïp chaát chöùa clo, coù theå tieán haønh khöû truøng baèng Chlorine, Ozoân, tia hoàng ngoaïi, ion baïc,…nhöng caàn phaûi caân nhaéc kyõ veà maët kinh teá. 3.6.1. Khöû truøng nöôùc thaûi baèng Iod: Laø chaát khoù hoøa tan neân Iod ñöôïc duøng ôû daïng dung dòch baûo hoøa. Ñoä hoøa tan cuûa Iod phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä cuûa nöôùc. Khi ñoä pH = 7, Iod söû duïng laáy töø 0,3 - 1 mg/l, neáu söû duïng cao hôn 1,2 mg/l seõ laøm cho nöôùc coù muøi vò Iod. 3.6.2. Khöû truøng nöôùc baèng ozon: Taùc duïng dieät truøng xaûy ra maïnh khi Ozon ñaõ hoøa tan ñuû lieàu löôïng, maïnh vaø nhanh gaáp 3100 laàn so vôùi Clo. thôøi gian khöû truøng xaûy ra trong khoaûng töø 3 - 8 giaây. Löôïng Ozon caàn ñeå khöû truøng nöôùc thaûi töø 0,2 - 0,5 mg/lít, tuøy thuoäc vaøo chaát löôïng nöôùc, cöôøng ñoä khuaáy troän vaø thôøi gian tieáp xuùc (thöôøng thôøi gian tieáp xuùc caàn thieát 4 - 8 phuùt). Öu ñieåm khoâng coù muøi, giaûm nhu caàu oxy cuûa nöôùc, giaûm noàng ñoä chaát höõu cô, giaûm noàng ñoä caùc chaát hoaït tính beà maët, khöû maøu, chaát raén, Nitô, Phoát pho, Pheânol, Cianua... Nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø tieâu toán naêng löôïng lôùn vaø chi phí ñaàu tö ban ñaàu cao. 3.6.3. Khöû truøng nöôùc baèng tia töû ngoaïi: Duøng caùc ñeøn böùc xaï töû ngoaïi, ñaët trong doøng chaûy cuûa nöôùc, caùc tia cöïc tím seõ chieáu qua doøng nöôùc vaø tieâu dieät vi truøng, coâng ngheä naøy chuû yeáu duøng trong sinh hoaït. 3.7. XÖÛ LYÙ CAËN CUÛA NÖÔÙC THAÛI: Nhieäm vuï cuûa xöû lyù caën laø: - Laøm giaûm theå tích vaø ñoä aåm cuûa caën - OÅn ñònh caën - Khöû truøng vaø söû duïng laïi caën cho caùc muïc ñích khaùc nhau Taát caû caùc loaïi caën coù theå coù ôû caùc coâng trình xöû lyù gaàn nhö ñöôïc daãn ñeán beå Meâtan. Caën ra khoûi beå Meâtan coù ñoä aåm 96% ñeán 97%. Ñeå giaûm theå tích caën vaø laøm raùo nöôùc coù theå öùng duïng caùc coâng trình xöû lyù trong ñieàu kieän töï nhieân nhö: saân phôi buøn, hoà chöùa buøn, hoaëc trong ñieàu kieän nhaân taïo: thieát bò loïc chaân khoâng, thieát bò loïc eùp, thieát bò ly taâm caën…. Ñoä aåm cuûa caën sau xöû lyù ñaït 55% ñeán 75%. Ñeå tieáp tuïc laøm giaûm theå tích caën coù theå thöïc hieän saáy baèng nhieät vôùi nhieàu daïng thieát bò khaùc nhau: thieát bò saáy daïng khí neùn, baêng taûi… Sau khi saáy, ñoä aåm coøn 25% ñeán 30% vaø caën ôû daïng haït deã daøng vaän chuyeån. Ñoái vôùi caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi coâng suaát nhoû, vieäc xöû lyù caën coù theå tieán haønh ñôn giaûn hôn: neùn vaø sau ñoù laøm raùo nöôùc ôû saân phôi caën treân neàn caùt TOÙM LAÏI: Muïc ñích cuûa caùc quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi laø loaïi boû caën lô löûng, caùc taïp chaát höõu cô, chaát ñoäc haïi, vi khuaån, virus gaây beänh ñeán noàng ñoä cho pheùp theo quy chuaån tröôùc khi xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän. Taát caû caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi coù theå chia laøm 2 nhoùm: Nhoùm caùc phöông phaùp phuïc hoài (phöông phaùp hoùa lyù) vaø nhoùm caùc phöông phaùp phaân huûy (phöông phaùp hoùa hoïc vaø sinh hoïc). Goïi laø phaân huûy vì caùc chaát baån trong nöôùc thaûi seõ bò phaân huûy chuû yeáu theo caùc phaûn öùng oxi hoùa vaø moät ít theo caùc phaûn öùng khöû. Caùc saûn phaåm taïo thaønh sau khi phaân huûy seõ ñöôïc loaïi khoûi nöôùc thaûi ôû daïng khí, caën laéng hoaëc coøn laïi trong nöôùc nhöng khoâng ñoäc. Nhöõng phöông phaùp phuïc hoài vaø caû phöông phaùp hoùa hoïc thöôøng chæ duøng ñeå xöû lyù caùc loaïi nöôùc thaûi ñaäm ñaëc rieâng bieät, coøn ñoái vôùi caùc loaïi nöôùc pha loaõng vôùi soá löôïng nhieàu thì duøng phöông phaùp ñoù khoâng thích hôïp. Trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng baát kyø phöông phaùp naøo cuõng taïo ra moät löôïng caën ñaùng keå (baèng 0,5 – 1,0% toång löu löôïng nöôùc thaûi). Caùc loaïi caën ñöôïc giöõ laïi ôû caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi ñeàu coù muøi hoâi thoái khoù chòu (nhaát laø caën töôi töø beå laéng I) nguy hieåm veà maët veä sinh. Do vaäy, phaûi xöû caën trieät ñeå. Chöông 4 NGHIEÂN CÖÙU MOÂ HÌNH XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CHEÁ BIEÁN CAÙ CÔM HAÁP BAÈNG KEO TUÏ VAØ KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU 4.1. NGHIEÂN CÖÙU MOÂ HÌNH XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CHEÁ BIEÁN CAÙ CÔM HAÁP BAÈNG KEO TUÏ: 4.1.1. Muïc ñích: Xaùc ñònh giaù trò pH toái öu cuûa quaù trình keo tuï taïo boâng. Xaùc ñònh lieàu löôïng pheøn toái öu cuûa quaù trình keo tuï taïo boâng. 4.1.2. Giôùi thieäu: Xöû lyù bằng phöông phaùp keo tuï laø cho vaøo nöôùc moät loaïi hoaù chaát laø chaát keo tuï coù theå ñuû laøm cho caùc haït raát nhoû bieán thaønh nhöõng haït lôùn laéng xuoáng. Thoâng thöôøng quaù trình taïo boâng xaûy ra theo 2 giai ñoaïn sau: Baûn thaân chaát keo tuï phaùt sinh thuûy phaân, quaù trình hình thaønh dung dòch keo vaø ngöng tuï. Trung hoaø haáp phuï loïc caùc taïp chaát trong nöôùc. Keát quaû cuûa quaù trình treân laø hình thaønh caùc haït lôùn laéng xuoáng. 4.1.2.1. Keo tuï: Keo tuï laø hieän töôïng phaù vôõ traïng thaùi oån ñònh cuûa caùc haït keo huyeàn phuø ñeå taïo ra caùc cuïm haït khi coù söï tieáp xuùc giöõa caùc haït keo. Phaù beàn cuûa caùc haït keo huyeàn phuø. Noùi chung, caùc chaát ôû traïng thaùi huyeàn phuø coù kích thöôùc khaùc nhau. Moät soá coù kích thöôùc vaø maät ñoä ñuû lôùn ñeå coù theå deã daøng bó sa laéng. Moät soá coù kích thöôùc ñuû nhoû ñöôïc goïi laø huyeàn phuø keo, trong nhöõng ñieàu kieän thuaän lôïi, chuùng coù theå keát hôïp laïi vôùi nhau thaønh nhöõng toå hôïp (cuïm) haït lôùn hôn, coù theå laéng gaïn ñöôïc. Söï toå hôïp ñoù raát ít khi töï xaûy ra moät caùch töï nhieân trong nöôùc vì hieäu öùng töông taùc tónh ñieän giöõa chuùng (beà maët haït keo mang ñieän), caùc ñieän tích cuøng daáu caûn trôû söï tieáp xuùc giöõa caùc haït. Hình 4.1. Hieän töôïng keo tuï Taát caû caùc chaát raén ôû daïng huyeàn phuø ñeàu coù theå tích ñieän khi tieáp xuùc vôùi nöôùc. Caùc haït keo, cuõng nhö caùc haït huyeàn phuø khaùc laø caùc hôïp chaát voâ cô (oxit kim loaïi, cacbonat, silicat, phosphat..) hoaëc caùc chaát höõu cô (humic, protein, taûo, vi khuaån….) ñeàu coù nhoùm chöùc ion khi tieáp xuùc vôùi nöôùc. Chaúng haïn, moät soá oxit kim loaïi ñöôïc caáu taïo töø caùc nguyeân töû kim loaïi vaø caùc oxy theo heä soá tyû löôïng nhaát ñònh. Khi tieáp xuùc vôùi nöôùc, treân beà maët cuûa chuùng coù caùc nhoùm hydroxyl ( 4-10 nhoùm/nm2). Treân beà maët oxit kim loaïi, caùc nhoùm OH tham gia phaûn öùng nhö laø moät axit hay bazô tuøy thuoäc vaøo moâi tröôøng tieáp xuùc. ≡ Me-OH2+ ↔ ≡ Me-OH + H+ K1( haèng soá caân baèng) ≡ Me-OH ↔ ≡ Me-O- + H+ K2( haèng soá caân baèng) Tuøy thuoäc vaøo pH cuûa moâi tröôøng vaø caùc giaù trò cuûa haèng soá caân baèng, oxit kim loaïi seõ tích ñieän aâm, döông hoaëc khoâng tích ñieän. Trong tröôøng hôïp beà maët khoâng tích ñieän, pH töông öùng ñöôïc goïi laø pH cuûa ñieåm ñaúng ñieän (pHo). Moät söï giaûi thích töông töï ñoái vôùi taát caû caùc haït keo ñöôïc caáu taïo bôûi axit amin (vd: vi khuaån vaø taûo) hoaëc caùc cacboxylic (vd: axit humic). Ñieän tích ñöôïc taïo ra do pH cuûa moâi tröôøng ñöôïc goïi laø ñieän tích sô caáp cuûa haït keo. Trong töï nhieân, haàu heát caùc haït keo ñeàu coù ñieän tích sô caáp aâm. Taát caû caùc ñieän tích sô caáp cuûa haït keo ñöôïc trung hoøa bôûi caùc ion traùi daáu trong theå tích nöôùc cöïc kì nhoû bao quanh haït. Trong tröôøng hôïp ñieän tích sô caáp laø aâm, ñoä daøy cuûa nöôùc bao quanh haït goàm: i. Lôùp thöù nhaát raát moûng, naèm saùt ngay treân beà maët phaân caùch loûng, raén ñöôïc taïo neân bôûi caùc cation, do ñoù mang ñieän tích döông, ñoù laø lôùp Stern; ii. Lôùp thöù hai daøy hôn, ñöôïc taïo bôûi ña phaàn laø caùc cation, ñoù laø lôùp Govy-Chapman ( hay coøn goïi laø lôùp khueách taùn). Taäp hôïp 2 lôùp ñoù mang teân lôùp keùp, ñieän tích chung cuûa noù laø döông. Ñieän tích ñoù trung hoøa ñieän tích sô caáp beà maët ñeå sao cho toaøn theå heä coù ñieän tích baèng 0, nhö trong loøng chaát loûng (phía beà ngoaøi cuûa lôùp keùp), taïi ñoù noàng ñoä cation vaø anion baèng nhau. Neáu ñieän tích sô caáp laø döông thì ñieän tích lôùp keùp laø aâm. Beân trong lôùp keùp toàn taïi moät maët tröôït, ñoù laø beà maët phaân caùch giöõa 2 lôùp Stern vaø lôùp khueách taùn. Do ñoù, noù laø moät caùi ngöôõng maø töø ñoù, caùc ñieän tích cuûa lôùp khueách taùn khoâng” dính” (khoâng lieân keát chaët cheõ) vôùi beà maët haït keo khi haït chuyeån ñoäng. Chính vì vaäy, giöõa beà maët tröôït vaø phía beân trong loøng chaát loûng xuaát hieän moät ñieän theá zeta (ξ). Giaù trò cuûa zeta caøng lôùn chuùng toû lôùp keùp caøng daøy vaø löôïng ñieän tích trong lôùp ñoù caøng lôùn. Do ñoù, daáu cuûa ñieän theá zeta cho pheùp xaùc ñònh ñieän theá sô caáp vaø caáu truùc cuûa lôùp ñieän tích haït keo. Caùc nhoùm chöùc beà maët quyeát ñònh daáu cuûa ñieän tích beà maët. Caùc nhoùm ñoù laø nguyeân nhaân taïo ra caùc löïc töông taùc beà maët. Giöõa 2 haït keo luoân toàn taïi hai loaïi löïc töông taùc: i. Löïc ñaåy coù baûn chaát tónh ñieän (hoaëc löïc Coulomb) xaûy ra giöõa 2 lôùp keùp coù ñieän tích cuøng daáu. ( VD) ii. Löïc huùt (London- van de Waals) coù baûn chaát vaät lyù, taùc ñoäng trong moät khoaûng caùch raát ngaén (VH) Löïc ñaåy vôùi daáu qui öôùc laø döông, löïc huùt coù daáu qui öôùc laø aâm. VT laø hôïp löïc cuûa löïc huùt vaø löïc ñaåy. Neáu VT döông, nghóa laø löïc ñaåy thaéng löïc huùt, haït keo beàn vöõng, khoâng xaûy ra hieän töôïng keo tuï. Tröôøng hôïp ngöôïc laïi ( hôïp löïc aâm hoaëc baèng 0), caùc haït huyeàn phuø daïng keo khoâng oån ñònh, deã daøng keát hôïp vôùi nhau taïo ra hieän töôïng keo tuï do khoâng coù “haøng raøo naêng löôïng” naøo ngaên caùch söï xích laïi gaàn nhau cuûa caùc haït öùng vôùi khoaûng caùch maø löïc huùt khaù maïnh. Caùc bieän phaùp keo tuï Coù 4 bieän phaùp hoùa hoïc keo tuï moät heä huyeàn phuø daïng keo: 1. Taêng löïc ion Taêng noàng ñoä cuûa chaát ñieän li trung tính ( NaCl) daãn ñeán giaûm ñoä daøy cuûa lôùp keùp vaø do ñoù, laøm giaûm löïc ñaåy tónh ñieän giöõa caùc haït. Töông taùc toång coäng trôû neân baèng 0, do ñoù, söï toå hôïp caùc haït keo coù theå xaûy ra khi chuùng tieáp xuùc vôùi nhau. Bieän phaùp naøy khoù öùng duïng trong thöïc teá xöû lyù nöôùc. Tuy nhieân ngöôøi ta coù theå quan saùt hieän töôïng naøy ôû vuøng cöûa soâng chaûy ra bieån. Taïi ñoù, noàng ñoä muoái cao, caùc haït huyeàn phuø bò keo tuï nhanh choùng taïo ra söï laéng ñoïng traàm tích boài caïn cöûa soâng. 2. Thay ñoåi pH Thay ñoåi pH cuûa moâi tröôøng coù theå laøm maát ñi ñieän tích sô caáp do đoù laøm giaûm hoaëc voâ hieäu hoùa caùc löïc ñaåy. Tuy nhieân, pH cuûa caùc loaïi haït thöôøng thaáp ( khoaûng 2, 3) neân cuõng khoâng theå öùng duïng bieän phaùp naøy ñeå keo tuï xöû lí nöôùc. 3. Ñöa vaøo heä moät muoái kim loaïi hoùa trò III Ñöa vaøo heä huyeàn phuø daïng keo moät muoái kim loaïi hoùa trò III, coù theå thuûy phaân nhö muoái saét ferit hoaëc muoái nhoâm, taïo ra nhieàu caùch keo tuï. Vieäc ñöa theâm caùc muoái naøy vaøo, tröôùc heát gaây ra moät söï taêng nheï löïc ion (laøm giaûm ñieän tích vaø ñoä daøy lôùp keùp), ñoàng thôøi cuõng laøm bieán ñoåi pH vì xaûy ra söï axit hoùa cuûa moâi tröôøng. Maët khaùc, cuõng xaûy ra söï hình thaønh caùc phöùc monome vaø oligome hoøa tan (chuû yeáu bôûi söï thuûy phaân), chuùng mang ñieän tích döông vaø coù theå bò haáp phuï treân beà maët haït keo, laøm trung hoøa caùc ñieän tích sô caáp mang ñieän tích aâm. Ñoàng thôøi, trong moät soá ñieàu kieän nhaát ñònh (pH, noàng ñoä), söï thuûy phaân hoaøn toaøn cuûa caùc ion kim loaïi seõ daãn ñeán söï keát tuûa caùc oxo-hydroxit kim loaïi voâ ñònh hình vaø tuûa boâng. Caùc cuïm boâng ñoù coù theå baãy hoaëc baét caùc haït keo ñeå roài coù theå laéng gaïn chuùng. Söû duïng kim loaïi hoùa trò III laø bieän phaùp hay ñöôïc söû duïng nhaát trong xöû lí nöôùc. 4. Ñöa vaøo heä moät polymer toång hôïp hoaëc polymer töï nhieân Ñöa vaøo heä moät polymer toång hôïp hoaëc polymer töï nhieân, thöôøng laø caùc polymer höõu cô (amidon, alginat, polyetrolyt), ñoâi khi polymer voâ cô (sol oxit silic) coù theå laøm trung hoøa ñieän tích caùc haït keo vì caùc polymer mang ñieän tích. Polymer taïo ra caàu noái giöõa caùc haït vôùi khoaûng caùch lôùn hôn khoaûng caùch hieäu duïng cuûa caùc löïc ñaåy. Vôùi caùch keo tuï naøy, neáu duøng quaù ngöôõng keo tuï thì laïi daãn ñeán söï taùi xaùc laäp traïng thaùi beàn cuûa haït keo. Keo tuï bôûi Al (III) vaø Fe (III) 1. Phaûn öùng thuûy phaân Caùc taùc duïng cuûa saét vaø nhoâm trong keo tuï laø do söï coù maët caùc saûn phaåm thuûy phaân caùc muoái cuûa chuùng. Ñoù laø caùc hydroxyt kim loaïi ña nhaân ( polymer tan hoaëc khoâng tan), chuùng coù khaû naêng tích ñieän cao. Caùc phaûn öùng ñeå taïo ra caùc phöùc ñoù, cuõng nhö caùc phaûn öùng cuûa caùc monome. Caùc bieåu ñoà tính tan cuûa nhoâm vaø saét trong nöôùc tinh khieát coù theå xaây döïng xuaát phaùt töø caùc giaù trò haèng soá caân baèng. Trong ñoù, caùc ñöôøng noàng ñoä phuï thuoäc pH coù daïng chöõ V maø ñænh cuûa noù laø noàng ñoä hoøa tan toái thieåu cuûa kim loaïi trong nöôùc tinh khieát. Daïng chuû yeáu cuûa hydroxit kim loaïi toàn taïi trong moâi tröôøng sau khi keo tuï luoân luoân laø trihydroxit voâ ñònh hình. Trong quaù trình hình thaønh polymer voâ cô cuûa Al vaø Fe luoân keøm theo söï giaûi phoùng caùc proton neân caàn tieán haønh trung hoøa hoaëc vôùi ion cacbonat vaø bicacbonat hoaëc vôùi moät bazô maïnh ñeå oån ñònh pH trong quaù trình keo tuï. 2. Cô cheá keo tuï bôûi ion kim loaïi hoùa trò III Coù 2 cô cheá chuû yeáu veà keo tuï caùc keo hidroxyt kim loaïi. Vôùi nhoâm (laø tröôøng hôïp nghieân cöùu nhieàu nhaát), bieåu ñoà keo tuï coù 2 mieàn toái öu. Mieàn thöù nhaát naèm trong vuøng pH gaàn trung tính, cô cheá chuû yeáu laø baãy caùc haït keo trong caùc keát tuûa. Ñieän theá zeta sau khi keo tuï khoâng nhaát thieát phaûi baèng 0 hoaëc aâm, vaø lieàu löôïng chaát keo tuï ñöa vaøo heä khoâng tæ leä vôùi noàng ñoä haït keo. Vuøng thöù 2 töông öùng vôùi caùc moâi tröôøng axit nheï ( xung quanh pH= 5, ôû ñoù, cô cheá chuû yeáu laø söï trung hoøa ñieän tích aâm cuûa haït keo bôûi caùc polymer hoøa tan tích ñieän döông. Ñoái vôùi vuøng naøy, theá zeta phaûi gaàn baèng 0, noàng ñoä chaát phaûn öùng (gaây keo tuï) tyû leä vôùi noàng ñoä keo vaø hieän töôïng taùi beàn coù theå xaûy ra trong tröôøng hôïp duøng quaù lieàu chaát gaây keo tuï (laøm cho lôùp ñieän tích keùp thay ñoåi daáu, theá zeta ngaøy caøng trôû neân döông hôn). Vuøng keo tuï naøy khoù öùng duïng vôùi nhoâm vì tính tan cuûa nhoâm vöôït tieâu chuaån cho pheùp ñoái vôùi nöôùc cho muïc ñích aên uoáng laø 0,2mg/l (theo Tieâu chuaån veä sinh nöôùc aên uoáng ban haønh keøm theo Quyeát ñònh cuûa Boä tröôûng Boä Y teá soá 1329/2002/BYT-QÑ ngaøy 18/4/2002) khaùc vôùi tröôøng hôïp cuûa saét. Nguyeân taéc loaïi boû caùc vaät lieäu höõu cô hoøa tan ñeàu döïa treân caû 2 cô cheá. ÔÛ vuøng pH axit nheï (pH= 5-6) caùc chaát höõu cô phaûn öùng vôùi kim loaïi ñeå taïo phöùc. Phöùc naøy keát tuûa vôùi ñieàu kieän pH khoâng thaät thaáp vaø löôïng chaát keo tuï khoâng thaät ñuû. Neáu ñieàu kieän ñoù khoâng ñaùp öùng thì nguy cô xuaát hieän dö löôïng chaát keo tuï (ngay caû khi nöôùc ñaõ ñöôïc loïc qua caùt) vôùi haøm löôïng cao hôn nhieàu so vôùi haøm löôïng döï tính theo caùc haèng soá caân baèng. Lieàu löôïng toái öu cuûa saét vaø nhoâm töông öùng laø 2 vaø 1 mg treân mg cacbon höõu cô hoøa tan, vôùi pH axit nheï. Cô cheá thöù 2 ôû pH trung tính coù theå laø söï haáp phuï (do söï taïo phöùc) cuûa caùc chaát höõu cô ôû beà maët chaát keát tuûa. Hieäu suaát loaïi boû taïp chaát höõu cô roõ raøng laø nhoû trong tröôøng hôïp naøy. 4.1.2.2 Tuûa boâng: Tuûa boâng laø söï toå hôïp caùc haït keo ñaõ bò keo tuï. Quaù trình naøy chæ xaûy ra sau quaù trình keo tuï. Veà phöông dieän lyù thuyeát, ñoù laø vaán ñeà nghieân cöùu vaän toác keát tuï cuûa caùc haït. Theo Smoluchowski, toác ñoä keát tuï cuûa caùc haït keo ñaõ keo tuï phuï thuoäc chuû yeáu vaøo taàn soá va chaïm coù hieäu quaû, vaøo ñaëc ñieåm cuûa caùc haït vaø thuûy ñoäng cuûa moâi tröôøng. Ñeå coù moät giai ñoaïn tuûa boâng toát thì caàn phaûi coù söï keát tuï toát, noàng ñoä keo caøng cao caøng toát, phaûi khuaáy troän nhanh vaø ñuû laâu (khoâng ñaäp vôõ caùc cuïm vöøa ñöôïc taïo thaønh bôûi quaù dö coâng suaát). Ñieàu kieän toái öu cuûa tuûa boâng ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm ôû trong phoøng thí nghieäm vaø vôùi söï giuùp ñôõ cuûa caùc soá lieäu lyù thuyeát. Taêng noàng ñoä haït keo baèng caùch keát tuûa hidroxit nhoâm hoaëc saét, khi moät trong hai chaát ñoù ñöôïc söû duïng nhö chaát taïo keo tuï. Cuõng coù theå boå sung theâm caùc loaïi keo betonit hoaëc caùc loaïi caùt cöïc mòn. Khuaáy troän nhanh vaø laâu cuõng coù theå taïo ra moät vaøi baát lôïi, laøm phaù vôõ caùc cuïm vöøa ñöôïc hình thaønh. Hình 4.2. Hieän töôïng taïo boâng caën Hình 4.3. Hieän töôïng keo tuï – taïo boâng – sa laéng 4.1.2.3. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï taïo boâng: Trò soá pH cuûa nöôùc. Nöôùc thieân nhieân sau khi ñaõ cho Al2(SO4)vaøo, trò soá pH cuûa noù bò giaûm thaáp, vì Al2(SO4) laø moät loaïi goàm moät loaïi muoái axit maïnh bazô yeáu. Söï thuyû phaân cuûa noù coù theå taêng tính axit cuûa nöôùc. Ñoái vôùi hieäu quaû keo tuï coù aûnh höôûng, chuû yeáu laø trò soá pH cuûa nöôùc sau khi cho pheøn vaøo. Cho neân trò soá pH döôùi ñaây ñeàu laø trò soá pH cuûa nöôùc sau khi cho pheøn vaøo. Trò soá pH aûnh höôûng raát lôùn vaø nhieàu maët ñeán quaù trình keo tuï. ( 1 ) Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi ñoä hoaø tan nhoâm hydroxit . Noù laø moät hydroxit ñieån hình. Trò soá pH cuûa nöôùc quaù cao hoaëc quaù thaáp ñeàu ñuû laøm cho noù hoaø tan, khieán haøm löôïng nhoâm dö trong nöôùc taêng theâm . Khi trò soá pH giaûm thaáp ñeán 5,5 trôû xuoáng, Al(OH)3 coù taùc duïng roõ raøng nhö moät chaát kieàm, laøm cho haøm löôïng Al3+ trong nöôùc taêng nhieàu nhö phaûn öùng sau: Al(OH)3 + 3 H+ ® Al3+ + 3 H2O Khi trò soá pH taêng cao ñeán 7,5 trôû leân Al(OH)3 coù taùc duïng nhö moät axit laøm cho goác AlO2 trong nöôùc xuaát hieän phaûn öùng sau: Al(OH)3 + OH- ® AlO2 + 2 H2O Khi trò soá pH ñaït ñeán 9 trôû leân, ñoä hoaø tan cuûa Al(OH)3 nhanh choùng taêng lôùn sau cuøng thaønh dung dòch muoái nhoâm. Khi trong nöôùc coù SO4 , trong phaïm vi pH = 5,5 7 trong vaät keát tuûa coù muoái sunfat kieàm raát ít hoaø tan. Trong phaïm vi naøy, khi trò soá pH bieán ñoåi cao muoái sunfat kieàm ôû hình thaùi Al( OH)4SO4 khi pH bieán ñoåi thaáp ôû daïng Al( OH)SO4. Toùm laïi trong phaïm vi pH töø 5,5 ñeán 7 löôïng nhoâm dö trong nöôùc ñeàu raát nhoû ( 2 ) Aûnh höôûng cuûa pH ñeán ñieän tích cuûa haït keo nhoâm hyroxit. Ñieän tích cuûa haït keo trong dung dòch nöôùc coù quan heä ñeán thaønh phaàn cuûa ion trong nöôùc, ñaët bieät laø noàng ñoä ion H+. Cho neân trò soá pH ñoái vôùi tính mang ñieän cuûa haït keo coù aûnh höôûng raát lôùn. Khi 5< pH<8 noù mang ñieän döông, caáu taïo cuûa ñaùm keo naøy do söï phaân huûy cuûa nhoâm sunfat maø hình thaønh. Khi pH< 5 vì haáp thuï SO4 maø mang ñieän tích aâm, khi pH » 8 , noù toàn taïi ôû traïng thaùi hydroxit trung tính, vì theá maø deã daøng keát tuûa nhaát. ( 3 ) Aûnh höôûng cuaû pH ñoái vôùi chaát höõu cô trong nöôùc. Chaát höõu cô trong nöôùc nhö chaát höõu cô bò thoái röûa, khi pH thaáp, dung dòch keo cuûa axit humic mang ñieän tích aâm. Luùc naøy deã daøng duøng chaát keo tuï khöû ñi. Khi pH cao noù trôû thaønh muoái axit humic deã tan. Vì theá maø hieäu quaû khöû ñi töông ñoái keùm. Duøng muoái nhoâm khöû loaïi naøy, thích hôïp nhaát ôû pH= 6 6,5. ( 4 ) Aûnh höôûng pH ñeán toác ñoä keo tuï dung dòch keo. Toác ñoä keo tuï dung dòch keo vaø ñieän theá x cuaû noù coù quan heä. Trò soá ñieän theá x caøng nhoû, löïc ñaåy giöõa caùc haït caøng yeáu, vì vaäy toác ñoä keo tuï caøng nhanh. Khi ñieän theá x baèng 0 nghóa laø ñaït ñeán ñieåm ñaúng ñieän. Toác ñoä keo tuï cuaû noù lôùn nhaát. Dung dòch keo naøy hình thaønh töø hôïp chaát löôõng tính, ñieän theá x cuaû noù vaø ñieåm ñaúng ñieän chuû yeáu quyeát ñònh bôûi trò soá pH cuaû nöôùc. Nhoâm hydroxit vaø caùc chaát humic, ñaát seùt hôïp thaønh dung dòch keo trong nöôùc thieân nhieân ñeàu laø löôõng tính, cho neân pH laø nhaân toá chuû yeáu aûnh höôûng ñeán toác ñoä keo tuï. Töø moät soá nguyeân nhaân treân, ñoái vôùi moät loaïi nöôùc cuï theå thì khoâng coù phöông phaùp tính toaùn trò soá pH toái öu maø chæ xaùc ñònh thöïc nghieäm. Chaát löôïng nöôùc khaùc nhau, trò soá pH toái öu khaùc nhau, nghóa laø cuõng moät nguoàn nöôùc, caùc muøa khaùc nhau, trò soá pH toái öu coù theå thay ñoåi. Khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, trò soá pH toái öu naèm trong giôùi haïn 6,6 7,5. Quy luaät noùi chung laø khi löôïng chaát keo tuï cho vaøo töông ñoái ít, dung dòch keo töï nhieân trong nöôùc chuû yeáu laø döïa vaøo quùa trình keo tuï cuûa baûn thaân noù maø taùch ra, neân duøng pH töông ñoái laø thích hôïp, vì khi ñieän tích döông cuaû dung dòch keo nhoâm hydroxit töông ñoái lôùn. Nhö vaäy raát coù lôïi ñeå trung hoaø ñieän tích aâm cuaû dung dòch keo töï nhieân, giaûm thaáp ñieän theá x cuaû noù. Khi löôïng pheøn cho vaøo töông ñoái nhieàu, chuû yeáu laø laøm cho dung dòch nhoâm hydroxit cuaû baûn thaân chaát keo tuï hình thaønh keo tuï caøng toát. Ñeå khöû ñi vaät huyeàn phuø vaø dung dòch keo töï nhieân coù trong nöôùc, laøø döïa vaøo taùc duïng haáp phuï dung dòch keo nhoâm hydroxit, cho neân pH gaàn baèng 8 laø thích hôïp nhaát, vì nhoâm hydroxit deã keát tuûa xuoáng. Neáu ñoä kieàm cuaû nöôùc nguoàn quaù thaáp seõ khoâng ñuû ñeå khöû tính axit do chaát keo tuï thuyû phaân sinh ra. Keát quaû laøm cho trò soá pH cuaû nöôùc sau khi cho pheøn vaøo quùa thaáp. Ta coù theå duøng bieän phaùp cho kieàm vaøo ñeå ñieàu chænh trò soá pH cuaû nöôùc ra. Noùi chung kieàm cho vaøo nöôùc coù theå duøng suùt ( NaOH), kali hydroxit (KOH), natri cacbonat (Na2CO3), hay canxi hydroxit ( Ca(OH)2). Löôïng duøng chaát keo tuï: quaù trình keo tuï khoâng phaûi laø moät loaïi phaûn öùng hoaù hoïc ñôn thuaàn, neân löôïng pheøn cho vaøo khoâng theå caên cöù vaøo tính toaùn ñeå xaùc ñònh. Tuyø ñieàu kieän cuï theå khaùc nhau, phaûi laøm thöïc nghieäm chuyeân moân ñeå tìm ra löôïng pheøn cho vaøo toái öu. Löôïng pheøn toái öu cho vaøo trong nöôùc noùi chung laø 0,1 ~ 0,5 mgñ/l, neáu duøng Al2( SO4).18 H2O thì töông ñöông 10 ~ 50mg/l. Noùi chung vaät huyeàn phuø trong nöôùc caøng nhieàu , löôïng chaát keo tuï caàn thieát caøng lôùn. Cuõng coù theå chaát höõu cô trong nöôùc töông ñoái ít maø löôïng keo tuï töông ñoái nhieàu. Nhieät ñoä nöôùc: khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, nhieät ñoä nöôùc aûnh huôûng lôùn ñeán hieäu quaû keo tuï. Khi nhieät ñoä nöôùc raát thaáp (thaáp hôn 50C), boâng pheøn sinh ra to vaø xoáp, chöùa phaàn nöôùc nhieàu, laéng xuoáng raát chaäm neân hieäu quaû keùm. Khi duøng nhoâm sunfat tieán haønh keo tuï nöôùc thieân nhieân, nhieät ñoä nöôùc thaáp nhaát laø: 25 – 300C. Khi duøng muoái saét laøm chaát keo tuï, aûnh höôûng cuaû nhieät ñoä nöôùc ñoái vôùi hieäu quaû keo tuï khoâng lôùn. Toác ñoä hỗn hôïp cuûa nöôùc vaø chaát keo tuï: Quan heä toác ñoä hoãn hôïp cuûa nöôùc vaø chaát keo tuï ñeán tính phaân boå ñoàng ñeàu cuûa chaát keo tuï vaø cô hoäi va chaïm giöõa caùc haït keo cuõng laø moät nhaân toá troïng yeáu aûnh höôûng ñeán quùa trình keo tuï. Toác ñoä khuaáy toát nhaát laø töø nhanh chuyeån sang chaäm. Khi môùi cho chaát keo tuï vaøo nöôùc phaûi khuaáy nhanh, vì söï thuyû phaân cuaû chaát keo tuï trong nöôùc vaø hình thaønh chaát keo tuï raát nhanh. Cho neân phaûi khuaáy nhanh môùi coù khaû naêng sinh thaønh löôïng lôùn keo hydroxit haït nhoû laøm cho noù nhanh choùng khueách taùn ñeán nhöõng nôi trong nöôùc kòp thôøi cuøng vôùi caùc taïp chaát trong nöôùc taùc duïng. Sau khi hoãn hôïp hình thaønh boâng vaø lôùn leân, khoâng neân khuaáy quaù nhanh khoâng nhöõng boâng pheøn coù theå ñaùnh vôõ ñaùm boâng pheøn ñaõ hình thaønh. Taïp chaát trong nöôùc: neáu cho caùc ion traùi daáu vaøo dung dòch nöôùc coù theå khieán dung dòch keo tuï. Cho neân ion ngöôïc daáu laø moät loaïi taïp chaát aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï. Khi duøng Al2(SO4)3 laøm chaát keo tuï, dung dòch keo Al(OH)3 sinh thaønh thöôøng mang ñieän tích döông neân aûnh höôûng cuûa taïp chaát trong nöôùc ñeán quaù trình keo tuï dung dòch keo chuû yeáu laø anion. Ngöôøi ta tieán haønh thí nghieäm caùc loaïi dung dòch coù chöùa noàng ñoä 10mgñ/l cuûa 3 loaïi ion HCO3-, SO42- , Cl- , vaø cho thaáy HCO3- hoaëc SO42- + Cl- vôùi löôïng quaù nhieàu ñeàu laøm cho hieäu quûa keo tuï xaáu ñi. Nhöng vì aûnh höôûng ñoù raát phöùc taïp, hieän nay ngöôøi ta chöa naém chaéc quy luaät cuûa noù. Khi trong nöôùc coù chöùa moät löôïng lôùn chaát höõu cô cao phaân töû (nhö axit humic) noù coù theå haáp phuï treân beà maët dung dòch keo, daãn tôùi taùc duïng baûo veä dung dòch keo laøm cho haït keo thu ñöôïc khoù keo tuï, neân hieäu quaû keo tuï trôû neân xaáu ñi. Tröôøng hôïp naøy coù theå duøng bieän phaùp cho clo hoaëc khí ozon vaøo ñeå phaù huyû caùc chaát höõu cô ñoù. Moâi chaát tieáp xuùc: khi tieán haønh keo tuï hoaëc xöû lyù baèng phöông phaùp keát tuûa khaùc, neáu trong nöôùc duy trì moät lôùp caën buøn nhaát ñònh, khieán quaù trình keát tuûa caøng hoaøn toaøn, laøm cho toác ñoä keát tuûa nhanh theâm. Lôùp caën buøn ñoù coù taùc duïng laøm moâi chaát tieáp xuùc, treân beà maët cuaû noù coù taùc duïng haáp phuï, thuùc ñaåy vaø taùc duïng cuaû caùc haït caën buøn ñoù nhö nhöõng haït nhaân keát tinh. Cho neân hieän nay thieát bò duøng ñeå keo tuï hoaëc xöû lyù baèng keát tuûa khaùc, phaàn lôùn thieát keá coù lôùp caën buøn. Raát n._.