GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG - CHƯƠNG 9

MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI9.1. XỬ LÍ CÁC CHẤT VÔ CƠ HOÀ TAN Hầu hết các loại nước thải công nghiệp đều chứa các tạp chất vô cơ hoà tan. Chúng có thể sinh ra do những phản ứng hoá học trong nước thải giữa các chất với nhau, do quá trình rò rỉ nguyên vật liệu trên đường ống, do hoà tan trong nước rửa, do nước thải có độ kiềm hoặc axit cao gây ăn mòn đường ống vận chuyển và cả do chính công nghệ sản xuất sinh ra. Ví dụ: Trong...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG - CHƯƠNG 9 Chương 9 MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI9.1. XỬ LÍ CÁC CHẤT VÔ CƠ HOÀ TAN Hầu hết các loại nước thải công nghiệp đều chứa các tạp chất vô cơ hoà tan.Chúng có thể sinh ra do những phản ứng hoá học trong nước thải giữa các chất vớinhau, do quá trình rò rỉ nguyên vật liệu trên đường ống, do hoà tan trong nước rửa, donước thải có độ kiềm hoặc axit cao gây ăn mòn đường ống vận chuyển và cả do chínhcông nghệ sản xuất sinh ra. Ví dụ: Trong nước thải của cơ khí gia công chế tạo, bộtmàu vô cơ thường có các hợp chất của xianua CN, của crôm (Cr+6), ion sắt Fe, kẽmZn, thi ế c Sn ... T rong công nghi ệ p d ượ c ph ẩ m th ườ ng có mu ố i vô c ơ g ố csunphat (SO 4 -2 ) ho ặ c Clo (Cl-). Trong công nghiệp phân bón thường có các muốigốc photphat (PO4-3), amôn (NH4+)… đều có chứa muối vô cơ. Việc xử lý các chất vô cơ tan trong nước thường ở giai đoạn cuối của công nghệxử lý nước thải sau khi đã tách các chất rắn không tan, keo, huyền phù. Quá trình xử lýcác chất vô cơ là cần thiết trước khi đưa nước trở về nguồn hoặc đưa nước đi sử dụnglại. Tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm công nghiệp (ví dụ nước sử dụng trong côngnghiệp giấy, dệt, thực phẩm...) tránh tạo nên cặn rỉ đường ống, ăn mòn thiết bị kimloại, tránh việc tạo nên nguồn dinh dưỡng cho sự sinh trưởng của tảo và các cây mọctrong nước... và tránh gây những biến đổi về màu sắc, mùi vị của nước đối với nhữngnơi sử dụng ở hạ lưu. Phương pháp hoá học Là phương pháp sử dụng hoá chất để tách hoặc chuyển dạng các muối vô cơ hoàtan trong nước thải, thông đụng nhất là phương pháp oxy hoá khử. Phương pháp oxy hoá khử: Là phương pháp sử dụng chất có khả năng oxy hoá(hoặc khử) để chuyển chất vô cơ hoà tan dạng độc sang dạng không độc trong nướcthải. Ví dụ xử lý crôm và cyanua. Phương pháp điện hóa: Có thể sử dụng phương pháp điện hoá để tách các chất vôcơ hòa tan trong nước thải. Quá trình này xảy ra ở các điện cực khi cho dòng điện mộtchiều chạy qua nước thải, không sử dụng các chất hoá học và chỉ sử dụng năng lượngđiện, trên các thùng điện phân đã được tự động hoá, có thể tiến hành liên tục hoặc giánđoạn. Sau đây là phương pháp oxy hóa quật và khử canh:92 1 Bình điện phân 2. Cực Anôt 3. Cực Canh 4. Màng ngăn Hình 9. 1. Phương pháp oxy hoá quật và khử canh (Bình điện phân) Bình điện phân Theo sơ đồ trong bình điện phân chứa nước cần xử lý, ở anot các ion nhườngđiện tử, nghĩa là xảy ra phản ứng oxy hoá điện hóa, ở catot các ion nhận điện tử nghĩalà xảy ra phản ứng khử điện hoá. Quá trình này dùng để xử lý nước thải chứa các hợpchất hòa tan như cyanua, amin, rượu, các hợp chất nitơ, sunfua và các ion kim loạinặng. Sau khi oxy hóa khử điện hoá, các chất trong nước thải được được phân hủyhoàn toàn thành CO2, NH3, H2O hoặc tạo thành những chất đơn giản và không độc cóthể tách bằng phương pháp khác. Thí dụ: Xử lý hợp chất cyanua trong nước thải, người ta đưa nước thải qua bìnhđiện phân. Quá trình oxy hoá atốt của cyanua xảy ra theo phản ứng: Sau đó: 2CNO- + 4OH- - 6e = 2CO2 + N2 + 2H2O Phương pháp trao đổi ion Phương pháp này được ứng dụng truyền thống để làm mềm nước (xử lý nướccứng) và ngày càng được ứng dụng để xử lý các chất vô cơ hoà tan trong nước thải vàgiảm khó khăn trong việc cấp nước nội bộ và ngay cả trong việc xử lý nước thải, thuhồi lại các kim loại. Ví dụ về xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion là việc xử lý nước thảicủa quá trình mạ kim loại. Trong nước thải chứa ion crommat (CrO4-2), đồng (Cu+2),kẽm (Zn) niken (Ni+2)... Như vậy quá trình xử lý sẽ gồm hai giai đoạn: xử lý các cationbằng trao đổi cation và xử lý anion bằng trao đổi anion.9.2. XỬ LÍ CÁC CHẤT HỮU CƠ Khi khử các chất rắn hữu cơ hoà tan chứa trong nước thải, nhờ hoạt động của visinh vật có hai hiện tượng cơ bản xảy ra: Các vi sinh vật sử dụng oxy để tổng hợp năng lượng và tế bào mới. Các vi sinh vật thể tự oxy hóa khối xe11ulo của chính cơ thể mình. Các phản ứng này có thể được minh hoạ bằng phương trình tổng quát như sau: tế bào 93 Chất hữu cơ + O2 + NH3 → Tế bào mới + CO2 + H2O Tế bào + O2 → CO2 + H2O + NH3 Quá trình phân huỷ BOD từ bùn sinh học có thể xảy ra theo hai giai đoạn: Giai đoạn đầu: Hiệu quả xử lý cao về chất lơ lửng, keo và màu. Giai đoạn tiếp theo: Phân hủy các chất hòa tan BOD xảy ra với tốc độ chậm. Phụ thuộc vào tính chất lý học, hoá học của các chất hữu cơ mà cơ chế phân huỷBOD ban đầu có thể là một hoặc một số cơ chế sau đây: 1 Phân huỷ các chất rắn nhờ hoạ ...