Bài giảng Công nghệ môi trường: Xử lý nước thải

Nội dung của bài giảng giới thiệu chung về các thông số đánh giá chất lượng nước, tổng quan các phương pháp xử lý nước thải, cơ sở các phương pháp vật lý (cơ học) – physical treatment, phương pháp hóa lý, cơ sở phương pháp hóa học – chemical processes, xử lý bằng phương pháp sinh học – và biological processes.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ môi trường: Xử lý nước thải ĐẠI HỌC VINH BÀI GIẢNG Môn: Công nghệ Môi trường Chuyên đề: Xử lý nước thải HỒ THỊ PHƯƠNG Vinh - 2008 1 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG (2 tiết) 1. Các thông số đánh giá chất lượng nước Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các chỉ tiêu về chất lượng nước như sau: • Chỉ tiêu vật lý: mùi vị, nhiệt độ, độ đục, độ màu, độ axit, độ kiềm, độ cứng, hàm lượng chất rắn tan trong nước… • Chỉ tiêu hóa học: độ pH, oxi hòa tan DO, nhu cầu oxi hóa học COD, nhu cầu oxi sinh học BOD, hàm lượng H2S, Cl-, SO42-, PO43-, F-, I-, Fe2+, Mn2+, các hợp chất nitơ, phốtpho… • Chỉ tiêu sinh học: vi trùng gây bệnh, các loại rong tảo… 1.1. Nhiệt độ (temperature) Nhiệt độ nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thời tiết của lưu vực hay môi trường khu vực. Nước thải công nghiệp, đặc biệt là nước thải nhà máy điện nhiệt, nhà máy điện hạt nhân thường có nhiệt độ cao hơn nước tự nhiên trong lưu vực nhận nước cho nên làm cho nước nóng lên (ô nhiễm nhiệt). Ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong nước: Nhiệt độ cao của nước làm thay đổi các quá trình sinh, hóa, lý học thường của hệ sinh thái nước biểu hiện: - Làm giảm nồng độ oxi trong nước; - Phân hủy yếm khí xảy ra mạnh mẽ, gây ra mùi hôi thối do các khí H 2S, CO2, CH4, NH3 … gây ra; - Làm thay đổi màu nước. Để đo nhiệt độ của nước người ta dùng các loại nhiệt kế khác nhau. 1.2. Độ màu (colour) Nước tự nhiên thường trong suốt và không màu, nước có màu là do các chất bẩn hòa tan trong nước tạo nên. Nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp (nước thải nhà máy dệt, thuộc da, lò mổ, nhà máy giấy…) thường tạo ra màu xám hoặc đen cho nguồn nước. Để đánh giá màu sắc của nước, người ta dùng phương pháp so màu bằng mắt hoặc bằng phổ kế với các dung dịch chuẩn. 1.3. Độ đục (turbidity) 2 Nước tự nhiên sạch thường không chứa các chất rắn lơ lửng nên trong suốt và không màu. Khi chứa các hạt sét, mùn, vi sinh vật, hạt bụi, các hóa chất kết tủa thì nước trở nên đục. Nước đục ngăn cản quá trình chiếu ánh sáng mặt trời xuống đáy thủy vực. Độ đục của nước được xác định bằng máy đo độ đục. Đơn vị của độ đục: NTU (Nephelometric Turbidity Unit) Nước mặt thường có độ đục 20-100 NTU, mùa lũ có khi cao tới 500- 600 NTU. Độ đục của nước hồ sạch thường ở mức dưới 25 NTU. Nước thải sinh hoạt phải có độ đục không lớn hơn 5 NTU, nước uống phải có độ đục không lớn hơn 1NTU. 1.4. Độ cứng (hardness) Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi, magie có trong nước. Trong xử lý nước thường phân biệt thành 2 loại độ cứng: độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu. Độ cứng tạm thời là độ cứng do các muối bicacbonat của Mg và Ca tạo thành. Khi làm thoáng tốt và ở nhiệt độ cao, các muối bicacbonat tạo kết tủa cacbonat. Ca(HCO3)2  CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O Đây là nguyên nhân nước cứng gây hiện tượng đóng cặn ở các đường ống, dụng cụ, thiết bị tiếp xúc với nước, nhất là nước nóng. Kết hợp với các cặn chứa sắt, mangan, silic, cặn ở đường ống thường có màu trắng vàng gạch hoặc nâu. Độ cứng vĩnh cửu là do các muối Ca, Mg không cacbonat tạo nên (thường là muối sunphat, clorua). Những muối này bền nhiệt nên khi đun nóng không bị kết tủa. Độ cứng của nước được xác định bằng phương pháp chuẩn độ.Theo giá trị độ cứng tính bằng mg/l CaCO3 có thể phân loại nước thành: Bảng 1.1. Phân loại độ cứng của nước Độ cứng của nước Hàm lượng CaCO3 (mg/l) Nước mềm 0 - 50 Nước hơi cứng 50 - 150 Nước cứng 150 - 300 Nước rất cứng > 300 3 1.5. Độ pH Độ pH của nước được xác định dựa theo công thức: pH = - lg [H+] Nước tinh khiết ở điều kiện thường bị phân ly theo phương trình: H2O = H+ + OH – Và trung hòa về điện tích, tức là [H+] = [ OH-] Đối với nước tinh khiết thì pH = 7, khi chứa nhiều ion H+ hơn OH- nước có tính axit pH < 7, khi chứa nhiều ion OH- hơn H+ nước có tính kiềm pH > 7. Ảnh hưởng của độ pH: - Cá thường không sống được khi nước có pH 10. - Sự thay đổi độ pH của nước liên quan đến sự hiện diện các hóa chất axit hoặc kiềm, sự phân hủy chất hữu cơ, sự hòa tan của một số anion SO4 2-, NO3-... Độ pH của nước có thể xác định bằng máy pH – meter hoặc bằng giấy đo pH. Tiêu chuẩn pH cho nước sinh hoạt là 6 – 8,5, cho nước uống là 6,5 – 8,5. 1.6. Độ dẫn điện (electric conductivity) Độ dẫn điện của nước liên quan đến sự hiện diện của các ion của các kim loại muối như NaCl, KCl, Na2SO4, KNO3, … trong nước. Tác động ô nhiễm của nước có độ dẫn điện cao thường liên quan đến độc tính độc hại của các ion tan trong nước. Để xác định độ dẫn điện, người ta dùng các máy đo điện trở hoặc cường độ dòng điện. 1.7. Chất rắn lơ lửng (Suspended solids – SS) - TSS (total suspended solids): là tổng hàm lượng cặn lơ lửng (mg/l) Để xác định TSS, người ta làm bay hơi mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 103oC tới trọng lượng không đổi. - SS (Suspended solids): chất rắn lơ lửng. (mg/l) Để xác định chất rắn lơ lửng, người ta thường để lắng sau đó lọc qua giấy lọc chuẩn tách ra phần chất lắng: sấy khô ở 103oC – 105oC. - DS ( Di ...