Phương pháp sinh học trong quá trình xử lý nước thải thường được được sử dụng để xử lý các loại chất hữu cơ có thể hòa tan chứa trong nước thải kèm theo một vài hợp chất vô cơ như H2S, Sunfit, ammonia, Nito. Trong quá trình xử lý này các loại vi sinh vật dùng chất Tìm kiếm ứng dụng của fenton trong xử lý màu nước thải giấy , ung dung cua fenton trong xu ly mau nuoc thai giay tại 123doc - Thư viện trực tuyến hàng đầu Việt Nam Xử lí nước thải bằng phương pháp kị khí với sinh truỏng lơ lửng. 8.1.1. Xử lí bằng phương pháp tiếp xức kị khí. 8.1.2. Xử lí nước thải ở lớp bùn kị khí với dòng hướng lên. 8.2. Xử lí nước thải bằng phương pháp kị khí với sinh trưởng gắn kết. 8.2.1. Lọc kị Tài liệu Xử lý phospho trong nước thải xi mạ bằng phương pháp hóa học có mã là 257835, file định dạng rar, dung lượng file 171 kb.Tài liệu thuộc chuyên mục: Luận văn đồ án > Kỹ thuật - Công nghệ > Kỹ thuật môi trường II. Cơ chế phương pháp Fenton xử lý nước thải. Thông thường quy trình oxi hóa Fenton đồng thể gồm 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: Điều chỉnh pH phù hợp: Trong các phương pháp Fenton, độ pH ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng và nồng độ Fe2 , từ đó ảnh hưởng lớn đến tốc xvNQ9X. Để xử lý phốt pho cao trong nước thải tương đối phức tạp, không giống như nitơ, không có phốt pho ở dạng khí. Do đó, phốt pho phải được chuyển đổi sang dạng rắn và loại bỏ qua lắng, lọc, hoặc một số quá trình loại bỏ các chất rắn khác hoặc tách trực tiếp qua màng thích hợp. Hợp chất Phospho trong môi trường nước thải tồn tại trong các dạng Phospho hữu cơ, phosphate đơn H2PO4–, HPO42-, PO43- tan trong nước, polyphosphate hay còn gọi là phosphate trùng ngưng, muối phosphate và Phospho trong tế bào sinh khối. Bảng bên dưới ghi các hợp chất Phospho chính và khả năng chuyển hóa của chúng. Bảng. Hợp chất Phospho và khả năng chuyển hóa. Hợp chất Khả năng chuyển hóa Phospho hữu cơ Phân hủy thành phosphate đơn và trùng ngưng Phosphate đơn Tan, phản ứng tạo muối, tham gia phản ứng sinh hóa. Polyphotphat Ít tan, có khả năng tạo muối tham gia phản ứng sinh hoá. Muối photphat Phần lớn không có độ tan thấp hình thành từ photphat đơn. Phospho trong tế bào Thành phần của tế bào hoặc lượng dư trong tế bào của một số vi khuẩn. Xử lý Phốt pho cao trong nước thải dựa trên các nguyên tắc sau – Kết tủa phosphate đơn và một phần loại trùng ngưng với các ion nhôm, sắt, canxi tạo ra các muối tương ứng có độ tan thấp và tách chúng ra dưới dạng chất rắn. – Phương pháp sinh học dựa trên hiện tượng là một số loại vi sinh vật tích lũy lượng Phospho nhiều hơn mức cơ thể chúng cần trong điều kiện hiếu khí. Thông thường hàm lượng Phospho trong tế bào chiếm 1,5 – 2,5% khối lượng tế bào khô, một số loại có thể hấp thu cao hơn, từ 6 – 8%. Trong điều kiện yếm khí chúng lại thải ra phần tích lũy dư thừa. Quá trình loại bỏ Phospho dựa trên hiện tượng trên gọi là loại bỏ Phospho tăng cường. Phospho được tách ra khỏi nước trực tiếp thông qua thải bùn dư vi sinh chứa nhiều Phospho hoặc tách ra dưới dạng muối không tan sau khi xử lý yếm khí với một hệ kết tủa kèm theo ghép hệ thống phụ. – Tách các hợp chất Phospho đồng thời với các tạp chất khác qua quá trình màng thích hợp màng nano, màng thẩm thấu ngược hoặc điện thẩm tích. Về nguyên tắc hiệu quả tách lọc qua màng có hiệu suất cao nhưng do giá thành quá đắt nên hầu như chưa thấy có ứng dụng trong thực tế. I. Xử lý Phốt pho cao trong nước thải bằng phương pháp sinh học Xử lý Phospho trong nước thải bằng phương pháp sinh học chủ yếu gồm 3 công nghệ sau – Xử lý Phospho bằng công nghệ A/O – Xử lý Phospho bằng công nghệ PhoStrip – Xử lý Phospho bằng công nghệ SBR Hệ thống A/O Anaerobic/Oxic. Hệ thống PhoStrip. Hệ thống SBR. SBR khử carbon, nitơ và phospho Giải phóng P và tiêu thụ BOD giai đoạn kỵ khí Tiêu thụ P giai đoạn hiếu khí Chu kỳ 3-24 giờ Bảng Thông số thiết kế hệ thống Xử lý phốt pho cao trong nước thải bằng phương pháp sinh học Thông số Đơn vị Quá trình A/O PhoStrip SBR F/M Ngày -1 0,2-0,7 0,1-0,5 0,15-0,5 SRT qc Ngày -1 2-25 10-30 MLSS mg/L HRT q Giờ – Kỵ khí 0,5-1,5 8-12 1,8-3,0 – Hiếu khí 1-3 4-10 1,0-4,0 Tuần hoàn bùn hoạt tính % Lưu lượng xử lý 25-40 20-50 Tuần hoàn nước % Lưu lượng xử lý 10-20 Bảng Xử lý phốt pho cao trong nước thải bằng phương pháp sinh học – Thuận lợi và không thuận lợi Quá trình Thuận lợi Không thuận lợi A/O – Sự vận hành đơn giản so với cá quá trình khác – Bùn thải có thành phần Phospho cao 3-5% và có giá trị làm phân bón – Thời gian lưu nước ngắn – Mức độ làm giảm hiệu quả của việc khử phopho có thể chấp nhận được, quá trình có lẽ đạt đến nitrat hóa hoàn toàn – Không có khả năng đạt đến mức độ cao của việc khử Phospho và nitơ đồng thời – Trong điều kiện thời tiết lạnh quá trình vận hành không đảm bảo – Đòi hỏi tý số BOD/P cao – Thời gian lưu tế bào hiếu khí giảm thì đòi hỏi phải có thiết bị cung cấp oxy với tốc độ rất cao – Sự linh động kiểm soát quá trình bị giới hạn PhoStrip – Có thể dễ dàng kết hợp vào trong các hệ thống xử lý bùn hoạt tính đang sử dụng – Quá trình linh hoạt quá trình khử Phospho không bị điều khiển bởi tỷ số BOD/P – Ít sử dụng hóa chất hơn so với sự kết tủa hóa học dòng chính – Có thể đạt đến nồng độ othorpotphat thấp hơn 1,5 mg/l – Yêu cầu thêm vôi để kết tủa Phospho – Yêu cầu oxy hòa tan cao hơn của dịch trộn để ngăn cản sự giải phòng của Phospho trong bể lọc cuối cùng – Đòi hỏi phải có thêm bể cho việc làm sạch – Cặn vôi là một vấn đề cho việc duy trì Phản ứng theo mẻ liên tục SBR – Quá trình rất linh hoạt cho việc kết hợp kết hợp khử Phospho và Nitơ – Quá trình đơn giản, dễ vận hành – Chất rắn dịch trộn không thể rứa sạch với sự dâng nước – Chỉ thích hợp với những dòng chảy nhỏ – Đòi hỏi phải có các đơn vị thừa – Chất lượng nước đầu ra tùy thuộc vào thiết bị lắng – Thông số thiết kế hạn chế II. Xử lý nước thải chứa Phốt pho cao bằng phương pháp hóa học Xử lý phốt pho cao trong nước thải bằng cách bổ sung hóa chất thì đơn giản và dễ thực hiện. Tuy nhiên, sẽ làm tăng sản lượng bùn, vận hành và bảo trì cần thêm chi phí. Hóa chất được thêm vào nước thải phải được pha trộn tốt, tiếp theo là chất keo tụ và chất rắn loại bỏ bằng cách lắng, lọc, tách màng, hoặc các quá trình tương tự. Các phản ứng hóa học cho phép phân tách Phospho từ pha nước đến pha rắn và sẽ tạo ra lượng Phospho ở mức thấp. Mức Phospho ít hơn 0,1 mgP/L thì luôn đạt được khi thêm vào chất hóa học tại thiết bị lọc được thiết kế tốt. Nồng độ thấp hơn có thể đạt được với việc áp dụng hóa chất tối ưu và loại bỏ các chất rắn hoàn toàn. Loại bỏ Phospho hóa học sử dụng các phản ứng giữa chất Phospho trong nước và các hợp chất hóa học, các ion kim loại đa hóa trị, để tạo thành kết tủa của phosphate ít hòa tan sau đó có thể được loại bỏ ra khỏi chất lỏng bằng cách sử dụng một quá trình tách chất rắn. Các hóa chất thường được sử dụng là nhôm [AlIII], sắt [III Fe], và canxi [CaII]. BẲNG VÔI 5Ca2+ + 3PO43- + OH– ↔ Ca5PO43OH Mg2+ + 2OH– ↔ MgOH2 Ca2+ + CO32- ↔ CaCO3 BẰNG PHÈN NHÔM Al3+ + PO43+ ↔ AlPO4 Al3+ + 3OH– ↔ AlOH3 BẰNG PHÈN SẮT Fe3+ + PO43- ↔ FePO4 Fe3+ + 3OH– ↔ FeOH3 Công ty Hưng Phương chuyên thiết kế, thi công, vận hành bảo trì hệ thống xử lý nước thải, ngoài ra chúng tôi nhận cải tạo hệ thống xử lý nước thải và đưa ra các giải pháp xử lý hiệu quả, tiết kiệm. Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ KỸ THUẬT HƯNG PHƯƠNG ♦ 229 Tôn Đức Thắng, Phường Hòa Minh, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng ♦ ♦ Email hungphuongdng ♦ Website Xử lý phốt pho P trong nước thải là phương pháp sinh hóa lý để loại bỏ P ra khỏi nguồn nước bị ô nhiễm trước khi xả thải ra môi trường. Việc loại bỏ P chủ yếu là để giảm nguy cơ phú dưỡng vùng nước tiếp nhận xả thải. Đây là quy trình bắt buộc trong nhiều lĩnh vực tại nhiều quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên, hầu hết các công nghệ loại bỏ P đều áp dụng tại các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp, có quy mô kinh tế dưới sự giám sát chặt chẽ và chuyên môn vận hành nội bộ. Các cơ sở như bệnh viện, trung tâm y tế với công suất sử dụng và xử lý nước thải quy mô nhỏ trước đây không quy định những công việc này. Điều này gây vấn đề đáng lo ngại về việc giải phóng P từ các hệ thống xả thải không được xử lý. Dẫn đến việc tác động đến môi trường lớn hơn nhiều so với trước đây. Gần đây, sự tiến bộ đáng kể về công nghệ xử lý nước thải y tế đã góp phần áp dụng cho các hệ thống quy mô nhỏ. Đặc biệt là sự tác động của truyền thông, dưới áp lực của các quy định đã điều chỉnh. Các cơ sở xử lý nước thải cần đầu tư vào việc phát triển công nghệ loại bỏ P phù hợp hơn. Quá trình hình thành phốt pho P Quá trình hình thành phốt pho. Ảnh Sưu tầm phốt pho thường ở dạng phốt phát, có nguồn gốc từ chất thải của người và động vật, chất tẩy rửa và dư lượng thực phẩm. Các nhà máy chế biến thực phẩm, đồ uống là nơi sản sinh ra phốt phát nhiều nhất. Kéo theo dư lượng P trong nước thải từ đây cũng cao nhất. Phốt pho là 1 chất dinh dưỡng tự nhiên có trong đất, đá và được yêu cầu bởi tất cả các sinh vật sống. phốt pho cùng nitro là các chất dinh dưỡng thiết yếu dễ dàng được thực vật hấp thụ và phát triển. Tuy nhiên, khi các chất dinh dưỡng này có sẵn với số lượng quá mức, chúng sẽ thúc đẩy sự tăng trưởng thực vật nhanh chóng. Đó là lý do tại sao chúng được sử dụng rộng rãi trong phân bón. Tác động của phốt pho đối với môi trường Nồng độ phốt pho cao trong môi trường nước thúc đẩy sự phát triển của tảo. Dẫn đến sự phú dưỡng vì thảm tảo dày chặn ánh sáng mặt trời. Nồng độ Oxy hòa tan thiếu hụt nghiêm trọng dẫn đến các sinh vật thủy sinh chết hàng loạt. Khi tảo và xác động vật thủy sinh bị phân hủy, phốt pho hữu cơ liên kết với các chất hữu cơ trong xác động vật chuyển đổi thành orthophotphate. Tái chế thành phốt phát và phục vụ tiếp tục cho quá trình hình thành thảm tảo một lần nữa. Quá trình này lặp lại và tiếp tục duy trì. Do hoạt động của con người trong mọi lĩnh vực, P hình thành và thúc đẩy quá trình phú dưỡng hệ sinh thái thủy sinh. Các nguồn chính của P chảy vào sông suối là từ nước thải chiếm tới 70% trở lên. Thực tế này đã dẫn đến việc thắt chặt các tiêu chuẩn xả phốt pho. Tăng áp lực lên các cơ sở xử lý nước thải để giảm tải P vào nguồn nước ngọt. Đặc biệt là các địa điểm sinh thái nhạy cảm. Do đó, mục tiêu loại bỏ phốt pho càng ngày càng phổ biến tại các cơ sở xử lý nước. Kể cả xử lý nước sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nông nghiệp và y tế. Phương pháp loại bỏ phốt pho ra khỏi nước thải Việc loại bỏ phốt pho khỏi nước thải thường áp dụng phương pháp hóa lý, xử lý sinh học. Đôi khi là kết hợp cả hai. Các hệ thống xử lý nước thải thường sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống là giảm nhu cầu oxy sinh hóa BOD một cách hiệu quả đối với Nitro. Nhưng không hiệu quả trong xử lý phốt pho xuống mức chấp nhận được. Để bảo vệ môi trường, các nhà máy xử lý nước thải có nhiệm vụ làm giảm mức độ ô nhiễm bao gồm cả phốt pho. Để nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi xả thải ra tự nhiên. >>> Bạn có thể tham khảo thêm về quá trình nitrat hóa qua bài viết Nitrat hóa là gì? Ứng dụng trong xử lý nước thải y tế Phương pháp loại bỏ phốt pho hóa lý Các quá trình hóa lý loại bỏ phốt pho được sử dụng trong nhiều năm trước đây. Bây giờ vẫn được áp dụng. Bao gồm kết tủa, hấp thụ, trao đổi ion. Thúc đẩy kết tủa phốt pho Sử dụng muối kim loại để phản ứng với phốt pho tại bể phản ứng. Các loai muối thường sử dụng như muối kim loại hóa trị III, clorua sắt. Các chất này khi gặp phốt pho sẽ kết tủa thành chất rắn và lắng xuống đáy. Loại bỏ bằng cách lắng trọng lực hoặc lọc. Phương pháp loại bỏ phốt pho hóa lý Nhược điểm của phương pháp này là hợp chất kết tủa khó tách và thu hồi phốt pho để tái sử dụng. So với hệ thống xử lý sinh học, phương pháp hóa lý này không mang lại lợi ích kinh tế. Mặc dù phương pháp này có tính chủ động và dễ kiểm soát hơn. Nhưng tốc độ loại bỏ phốt pho tỷ lệ thuận với khối lượng hóa chất được thêm vào. Dẫn đến chất rắn bổ sụng được tạo ra càng lớn, việc tách phốt pho khỏi chất rắn càng mất nhiều chi phí. Đồng thời chi phí hóa chất bổ sung càng tăng. Phương tiện hấp thụ loại bỏ phốt pho Trái ngược với các bộ lọc truyền thống, các bộ lọc thân thiện với môi trường hơn thường dựa vào các đặc tính hấp thụ phốt pho của từng vật liệu để loại bỏ. Cũng dựa vào tiêu chuẩn mục tiêu của từng loại nước thải. Sử dụng các sản phẩm tự nhiên như apatit, bauxite hoặc đá vôi hoặc chất thải công nghiệp như tro, đất nung, xỉ thép hoặc các sản phẩm nhân tạo như filterralite. Ngoài ra một số sản phẩm nghiên cứu như polonite cũng được đánh giá cao. Loại bỏ 91% tỷ lệ phốt phát. Với khả năng hấp thụ 120g/kg theo báo cáo của Renman&Renman năm 2010. Tóm lại, khả năng hấp thụ loại bỏ phốt pho phụ thuộc vào hàm lượng hóa chất sử dụng. Sự phát triển của các vật liệu hấp thụ đã nâng cao khả năng sử dụng phương pháp này. Công nghệ trao đổi ion Đây là công nghệ sử dụng quá trình khử muối và ion hóa nước. Mặc dù phương pháp này không được áp dụng rộng rãi như phương pháp hóa lý nhưng cũng là một lựa chọn phù hợp với hoàn cảnh xử lý nhất định. Dạng phốt pho trong nước thải là anion, các hạt cố định của kim loại là cation. Tạo thành cơ sở trao đổi polymer, trên đó các hạt nano chọn lọc phốt pho. Hiệu suất của phương pháp bị chi phối bởi hóa trị và trọng lượng của ion. Qua nhiều nỗ lực cải thiện hiệu quả khử phốt pho bằng công nghệ trao đổi ion. Sử dụng oxit sắt hoặc nhôm hydroxit làm tăng tính chọn lọc cho các ion phốt phát. Dẫn đến tỷ lệ loại bỏ P là 90%. Công nghệ trao đổi ion có ưu điểm là có thể phục hồi phốt pho thông qua quá trình xử lý sau môi trường hấp thụ. Tuy nhiên, hóa chất phục hồi khá đắt đỏ và 1 số chất nhạy cảm với môi trường pH dẫn đến việc phục hồi khó khăn. Loại bỏ phốt pho bằng phương pháp sinh học Hiệu quả của việc loại bỏ phốt pho trong quá trình xử lý nước thải có thể khác nhau. Tùy thuộc vào thiết bị có sẵn và phương pháp xử lý. Chỉ những cơ sở xử lý nước thải sử dụng các kỹ thuật loại bỏ phốt pho chuyên dụng mới có thể đạt được mức mong muốn. Phương pháp loại bỏ phốt pho sinh học có thể xả nước thải vào các ao lắng có sục khí khí. Phân hủy chat thải hữu cơ bằng vi khuẩn hiếu khí. Thượng nguồn của quá trình hiếu khí này sử dụng bể kỵ khí. Tuy nhiên, ở cả 2 giai đoạn đều không giảm phốt pho một cách thỏa đáng. Xử lý phốt pho sinh học trong nước thải Để đạt được mức loại bỏ phốt pho mong muốn. Bạn có thể sử dụng bùn hoạt tính để tạo ra một quần thể vi sinh vật có khả năng lưu trữ phốt pho nội bào dưới dạng pholyphosphate. Nếu các vi sinh này tồn tại với số lượng đủ. Phốt pho sẽ được loại bỏ cùng với bùn thải. Loại bỏ phốt pho sinh học tăng cường EPBR được coi là sự thay thế thỏa đáng. Đồng thời cũng khá bền vững về mặt môi trường so với phương pháp lý hóa. Tuy nhiên hiệu suất cũng có sự dao động và phụ thuộc cao vào khả năng vận hành và kiểm soát quy trình. Xác định PAO Phosphorus accumulating organisms trong hệ thống bùn hoạt tính EBPR PAO là các vi sinh vận tích lũy phốt pho trong nước thải. Phương pháp loại bỏ phốt pho sinh học thông qua các sinh vật PAO vượt ra ngoài yêu cầu các quy trình trao đổi chất bình thường. Tích lũy phốt pho là lượng polyphosphate đuwọc giữ lại làm năng lượng dự trữ để duy trì hoặc cung cấp lợi thế cạnh tranh so với các dị dưỡng thông thường. Vì lý do này, PAO có xu hướng vượt trội hơn các sinh vật khác. Một số vi sinh PAO nhất định có thể vừa tích lũy phốt pho vừa khử nitrat trong điều kiện kỵ khí xen kẽ. PAO có thể khử nitro, sử dụng nitrat làm chất nhận cuối cùng duy nhất thay vì oxy cho quá trình oxy hóa PHA trong điều kiện anoxic. Chuyển hóa PAO Sự tăng trưởng của PAO có thể được thúc đẩy thông qua tối ưu hóa các điều kiện vận hành. Chẳng hạn như thông qua các giai đoạn hiếu khí và kỵ khí. Trong điều kiện yếm khí, PAO hấp thụ VFA bằng cách vận chuyển thứ cấp và lưu trữ dưới dạng PHA. Năng lượng cho quá trình này lấy từ ATP qua quá trình thủy phân polyphosphate trong thoái biến glycogen. Sự phân hủy polyphosphate làm giải phóng orthophosphate thành chất lỏng khối. Quá trình tổng hợp PHA trong điều kiện yếm khí đòi hỏi phải giảm NADH tương đương, cung cấp theo chu trình TCA. Quá trình chuyển hóa PAO trong bể kỵ khí và hiếu khí Ngược lại, ở điều kiện hiếu khí. PHA tích lũy bị oxy hóa bởi chất nhận điện từ có sẵn và giải phóng năng lượng sự dụng cho hấp thụ phốt pho và tổng hợp glycogen. Sự tích lũy ròng phốt pho đạt được do 1 lượng phốt pho hấp thụ trong điều kiện hiếu khí lớn hơn so với giải phóng dưới dạng orthophosphate trong yếm khí. Kết hợp sự phát triển đáng kể trong công nghệ cùng sự xuất hiện 1 số hệ thống EBPR mới. Việc loại bỏ phốt pho bằng phương pháp sinh học càng ngày càng trở nên bền vững hơn. Các công nghệ mới này có tiềm năng loại bỏ phốt pho tỷ lệ cao. Một số thậm chí đạt mức độ loại bỏ phốt pho hiệu quả duy trì ở thời gian và quy mô khác nhau. Kết luận phốt pho là chất dinh dưỡng thực vật quan trọng giúp thúc đẩy quá trình sinh trưởng và phát triển của sinh vật ở tất cả hệ sinh thái. Nhưng đó cũng là yếu tố chính để kích thích loài tảo lam phát triển quy mô rộng gây độc cho con người và động vật hoang dã. Nồng độ phót phát cao do nhân tạo như nước thải dẫn đến hiện tượng phú dưỡng nguồn nước. Công nghệ trong xử lý phốt pho hiện nay. Ảnh sưu tầm Gây chết các động vật thủy sinh và các loài khác. Do đó, các cơ quan môi trường đang tập trung nhiều hơn vào việc xử lý phốt pho trong nước thải. Áp đặt giới hạn về lượng phốt pho tiêu chuẩn đối với các loại nước thải. Để đảm bảo sự chắc chắn trong việc loại bỏ phốt pho liên tục và hiệu quả, cần tuân thủ các giới hạn về xả thải nhất định. Cần tuân thủ các tiêu chuẩn nồng độ cho phép trước khi xả ra môi trường. Bài viết được biên soạn và dịch lại bởi Xử lý nước thải là một việc làm quan trọng, góp phần vào việc gìn giữ môi trường cũng như bảo vệ sức khỏe con người. Trong nước thải gồm nhiều thành phần đòi hỏi các kỹ thuật thích hợp để có thể loại bỏ được chúng. Các phương pháp xử lý nước thải được sử dụng chủ yếu hiện nay gồm cơ học, hóa học, sinh học. Hãy cùng VIETCHEM tìm hiểu sơ lược các phương pháp trên qua bài viết dưới đây nhé. Mục lục I. Xử lý nước thải bằng phương pháp lý học 1. Song chắn rác 2. Bể lắng cát 3. Tuyển nổi 4. Keo tụ, tạo bông II. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 1. Trung hòa 2. Tạo kết tủa 3. Phương pháp oxy hóa - khử III. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 1. Phương pháp kỵ khí 2. Phương pháp hiếu khí I. Xử lý nước thải bằng phương pháp lý học Trong nước thải thường chứa nhiều rác thô cũng như các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các chất này ra khỏi nước thải thường dùng các biện pháp cơ học như song chắn, lưới lọc rác, lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực, lực ly tâm. Những kỹ thuật này thường ở giai đoạn đầu của hệ thống xử lý nước thải. Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp. 1. Song chắn rác Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây các thành phần có kích thước lớn như giẻ, vỏ đồ hộp,cành cây, bao nilon… được giữ lại. Đây là bước quan trọng giúp tránh tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn; đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 - 100mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 - 25mm. Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn. Tiết diện có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật giữ lại. Do đó, thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy. Song chắn rác 2. Bể lắng cát Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải bể lắng đợt 1 hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học bể lắng đợt 2. Các tạp chất vô cơ không tan được tách có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước. Nhờ đó giúp đảm bảo an toàn cho bơm cũng như đường ống phía sau không bị tắc. Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại là bể lắng ngang và bể lắng đứng. Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi. Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0,3m/s. Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏ và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ không lắng và được chuyển sang xử lý ở các giai đoạn tiếp theo. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 - 20%. 3. Tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất ở dạng rắn hoặc lỏng không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Ngoài ra các chất hoạt động bề mặt cũng có thể tách bằng phương pháp này. Tuyển nổi giúp khử hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt. Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng. Với bọt khí nằm trong khoảng 15 - 30 micromet sẽ cho hiệu quả cao nhất. Khi nồng độ các hạt rắn cao, giúp tăng tỷ lệ va chạm và kết dính giữa các hạt, làm giảm lượng khí tiêu tốn. Bể tuyển nổi 4. Keo tụ, tạo bông Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước dao động từ 0,1 – 10 micromet. Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vanderwaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. II. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học Trong xử lý nước thải các phương pháp hóa học thường dùng gồm có trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại. Nguyên lý của phương pháp này là gây biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường. Ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước khép kín, tuy nhiên chi phí vận hành cao. 1. Trung hòa Phương pháp này giúp đưa độ pH của nước thải về trung tính, nằm trong khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc chuyển sang các công nghệ xử lý tiếp theo. Có thể trung hòa nước thải bằng nhiều cách sau - Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm; - Sử dụng các tác nhân hóa học; - Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa; - Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước acid. 2. Tạo kết tủa Trong nước thải có chứa rất nhiều kim loại nặng và tạp chất cần phải loại bỏ. Phương pháp này sử dụng 2 quá trình kết tủa của canxi cacbonat và hydroxit để loại bỏ kim loại nặng như Cu, Ni, Mg trong nước thải. Cặn sau kết tủa sẽ được loại bỏ nhờ quá trình lắng cặn. Tùy vào kim loại để điều chỉnh pH trong nước thải phù hợp. Các loại hoá chất kết tủa thường dùng gồm Phèn nhôm, phèn sắt, vôi… Phương pháp tạo kết tủa 3. Phương pháp oxy hóa - khử Phương pháp này sử dụng các chất Oxy hóa như Clo dạng khí/hóa lỏng, CaClO, dioxit clo, hypoclorit và natri, kali dicromat, kali pemanganat, oxy, ozon… để làm sạch nước thải. Theo đó trong quá trình Oxy hóa, các chất độc hại sẽ chuyển thành chất ít độc hơn, tách ra khỏi nước thải. Để hoàn thành quá trình này cần một lượng lớn các tác nhân hóa học. III. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Phương pháp này sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có ích để phân huỷ các chất hữu cơ và các thành phần ô nhiễm trong nước thải. Các quá trình xử lý sinh học có năm nhóm chính quá trình hiếu khí, quá trình anoxic, quá trình kị khí, quá trình kết hợp hiếu khí – anoxic – kị khí, các quá trình hồ sinh học. Đối với việc xử lý nước thải có yêu cầu đầu ra không quá khắt khe thì quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính thường được ứng dụng nhất. 1. Phương pháp kỵ khí Phương pháp kị khí sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy. Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm và phản ứng trung gian. Quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn - Giai đoạn 1 Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử; Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrate, cellulose, lignin,… Trong giai đoạn thủy phân, chúng sẽ được cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo. - Giai đoạn 2+3 Acid hóa, acetate hóa; Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid. Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate. - Giai đoạn 4 Methan hóa. Vi sinh vật chuyển hóa methan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines, và CO. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 2. Phương pháp hiếu khí Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn - Oxy hóa các chất hữu cơ; - Tổng hợp tế bào mới; - Phân hủy nội bào. Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí trong bể xử lý nước thải có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Trên đây là ba cách xử lý nước thải phổ biến nhất hiện nay. Tùy từng thành phần và tính chất nước thải, mức độ cần thiết xử lý nước thải, lưu lượng và chế độ xả thải, đặc điểm nguồn tiếp nhận, điều kiện mặt bằng, vận hành và quản lý hệ thống xử lý nước thải, điều kiện cơ sở hạ tầng… để ta chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp nhất.

các phương pháp xử lý phospho trong nước thải