1. Quá trình Fenton trong xử lý nước thải là gì?
Fenton là công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học. Quá trình Fenton trong xử lý nước thải được ứng dụng trong việc oxi hóa các chất khó phân hủy sinh học, các nguồn nước thải sản xuất mực in, dệt nhuộm, nước thải rỉ rác, nước thải phòng thí nghiệm,… dùng trong một số công nghệ xử lý nước thải khó xử lý.

2. Cơ chế quá trình Fenton trong xử lý nước thải
Thông thường quy trình oxi hóa Fenton đồng thể gồm 4 giai đoạn:
– Điều chỉnh pH phù hợp: Trong các phản ứng Fenton, độ pH ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng và nồng độ Fe2+, từ đó ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng và hiệu quả phân hủy các chất hữu cơ, pH thích hợp cho quá trình là từ 2 – 4, tối ưu nhất là ở mức 2,8. Đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm giảm thiểu khó khăn khi đưa pH về mức thấp rồi sau đó lại nâng pH lên mức trung tính để tách khử Fe, H2O2 dư.
Nếu ta dùng các chất xúc tác khác như quặng sắt Goethite (a-FeOOH), cát có chứa sắt, hoặc sắt trên chất mang Fe/SiO2, Fe/TiO2, Fe/than hoạt tính, Fe/Zeolit… thì quá trình này gọi là Fenton dị thể, pH thích hợp ở trường hợp này theo nghiên cứu cao hơn đồng thể, khoảng từ 5 – 9.
– Phản ứng oxi hóa: Trong giai đoạn phản ứng oxi hóa xảy ra sự hình thành gốc *OH hoạt tính và phản ứng oxi hóa chất hữu cơ. Cơ chế hình thành gốc *OH hiện nay chưa thống nhất, theo Fenton thì sẽ có phản ứng:
Fe2+      +         H2O2        —->               Fe3+ +   *OH +    OH­–. 
Gốc *OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng ôxi hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước cần xử lý, chuyển chất hữu cơ từ dạng cao phân thành các chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp. 
CHC (cao phân tử) +   *HO  ——>    CHC (thấp phân tử)     +  CO2 +  H2O  +   OH
– Trung hòa và keo tụ: Sau khi xảy ra quá trình oxi hóa cần nâng pH dung dịch lên >7 để thực hiện kết tủa Fe3+ mới hình thành: 
Fe3+     +     3OH      —–>      Fe(OH)3.
 Kết tủa Fe(OH)3 mới hình thành sẽ thực hiện các cơ chế keo tụ, đông tụ, hấp phụ một phần các chất hữu cơ chủ yếu là các chất hữu cơ cao phân tử
– Quá trình lắng: Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống khiến làm giảm COD, màu, mùi trong nước thải. Sau quá trình lắng các chất hữu cơ còn lại (nếu có) trong nước thải chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp sẽ được xử lý bổ sung bằng phương pháp sinh học hoặc bằng các phương pháp khác.

Ưu điểm công nghệ Fenton:
–  Các tác nhân H2O2 và các muối sắt II tương đối rẻ và có sẵn, đồng thời không độc hại, dễ vận chuyển, dễ sử dụng.
–   Hiệu quả oxi hóa được nâng cao rất nhiều so với H2O2 sử dụng một mình. Áp dụng quá trình Fenton để xử lý nước và nước thải sẽ dẫn đến khoáng hóa hoàn toàn các chất hữu cơ thành CO2, H2O và các iôn vô cơ,…hoặc phân hủy từng phần, chuyển các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành các chất mới có khả năng phân hủy sinh học nhờ vào tác nhân hydroxyl *HO được sinh ra  trong quá trình phản ứng.
–   Tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý sinh học tiếp sau.
–   Nâng cao hiệu quả xử lý của toàn bộ hệ thống.
–   Do tác dụng oxy hóa cực mạnh của *HO so với các tác nhân diệt khuẩn truyền thống (các hợp chất của clo) nên ngoài khả năng tiêu diệt triệt để các vi khuẩn thông thường, chúng còn có thể tiêu diệt các tế bào vi khuẩn và virus gây bệnh mà clo không thể diệt nổi.

Bể Aerotank là bể phản ứng sinh học hiếu khí. Bể Aerotank hoạt động dựa trên các chủng vi sinh xử lý nước thải có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải.

Hình ảnh này chưa có thuộc tính alt; tên tệp của nó là image-1.png


Cơ chế hoạt động bể Aerotank:
Quá trình xử lý sinh học trải qua 3 giai đoạn chủ yếu sau:
+ Vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải: Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.
   + Tổng hợp và sản sinh ra các tế bào mới: Vi sinh vật phát triển bằng cách phân đôi. Thời gian cần để phân đôi tế bào thường gọi là thời gian sinh sản, có thể dao động từ dưới 20 phút đến hằng ngày.
    + Quá trình chuyển hóa cơ chất. Oxi hóa và tổng hợp tế bào:
  Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian
   Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hòa tan trong nước DO. Tiếp theo diễn ra quá trình khử nito và nitrat hóa.
   Hợp chất hữu cơ chứa nito NH4+, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống và tế bào chết theo bùn ra ngoài. Do quá trình thủy phân bởi enzyme của vi khuẩn và quá trình đồng hóa khử nito tạo ra các khí NO3, NO2, O2 chúng sẽ thoát vào không khí. Để các quá trình trong Aerotank diễn ra thuận lợi thì phải tiến hành khuấy trộn hoàn toàn để nén sục oxi tinh khiết.

Nhận biết vi sinh vật có phát tiển tốt hay không

  • Bùn có màu vàng nâu chứng tỏ là bùn chất lượng tốt,
  • Bùn có màu hồng có thể trong bể thiếu oxi, vi sinh vật hô hấp tùy tiện phát triển.
  • Bùn có màu đen chứng tỏ thiếu oxi trầm trọng, vi sinh vật yếm khí phát triển.
  • Bùn có màu trắng, vi sinh vật dạng sợi phát triển.
  • Hiện tượng rã bùn, Trong bể có chất độc, chấ khử trùng dạng oxi hóa mạnh.
  • Lượng bùn chiếm khoảng 3/7 đến 4/7 so với lượng nước thải là đạt.

Ưu điểm bể Aerotank
 + Hiệu quả xử lý cao và hiệu quả.
 + Giảm thiểu tối đa mùi hôi
 + Quá trình oxy hóa và nitrat hóa đạt được
 + Nhu cầu oxy sinh hóa lớn (BOD) loại bỏ ô nhiễm cung cấp một dòng nước chất lượng tốt.
 + Nitrat hóa sinh học mà không cần thêm hóa chất
 + Loại bỏ phốt pho sinh học.
 + Môi trường xử lý hiếu khí loại bỏ rất nhiều mầm bệnh chứa trong nước thải nông nghiệp.
 + Ổn định bùn
+ Khả năng loại bỏ ~ 97% chất rắn lơ lửng

Nhược điểm bể Aerotank
 + Nhân viên vận hành cần được đào tạo kỹ càng về chuyên môn.
 + Chất lượng nước thải sau xử lý ảnh hưởng nếu một trong các công trình đơn vị trong trạm không được vận hành đúng theo yêu cầu kỹ thuật.
 + Không loại bỏ màu từ chất thải công nghiệp và có thể làm tăng màu sắc thông qua sự hình thành các chất trung gian màu cao thông qua quá trình oxy hóa.
 + Nhược điểm chính của xử lý hiếu khí là tổn thất năng lượng cung cấp cho khí với tốc độ đủ để duy trì nồng độ oxy hòa tan cần thiết để duy trì điều kiện hiếu khí trong nước thải được xử lý cho sự tăng trưởng hiếu khí.
 + Sinh khối (bùn tích tụ) do tăng trưởng hiếu khí hoạt động được hỗ trợ bởi một nguồn cung cấp oxy đầy đủ bằng thông khí, có khả năng dẫn đến giảm khả năng lưu trữ của đầm phá và / hoặc ao.
 + Không loại bỏ được các chất dinh dưỡng, xử lý bậc cao là cần thiết

Để tìm hiểu bể SBR bạn nên tham khảo bài viết :

Công nghệ SBR (Sequencing batch reactor) – Bể phản ứng theo mẻ

Các thông số cần lưu ý :

  • Thu thập các dữ liệu đặc tính nước thải dòng vào và xác định yêu cầu dòng ra.
  • Chọn số bể SBR. Thường 2 bể , một bể luôn ở pha làm đầy, bể còn lại ở các pha phản ứng, lắng, rút nước.
  • Chọn thời gian phản ứng/ thổi khí, lắng và rút nước. Quyết định chu kì và thời gian làm đầy. Xác định số chu kì trong một ngày.
  • Từ tổng số chu kì trong một ngày, xác định thể tích làm đầy trong một ngày.
  • Chọn nồng độ MLSS và xác định tỉ số thể tích làm đầy với tổng thể tích bể chứa.
  • Xác định độ sâu rút nước. Sử dụng độ sâu vừa tính, xác định thể tích bể.

Tính toán bể SBR :

Cân bằng chất rắn :
Khối lượng chất rắn khi đầy bể = Khối lượng chất rắn lắng

Vt X = VsXs

Trong đó :

  • Vt : tổng thể tích , m3
  • X : nồng độ MLSS khi đầy bể , g/m3
  • Vs : thể lắng sau khi rút nước , m3
  • Xs : nồng độ MLSS trong thể tích lắng, g/m3

Ước tính Xs dựa vào chỉ số SVI khoảng 150 ml/g
Xác định tỉ số lắng và dự phòng khoảng 20% chất lỏng trên bùn để mà chất rắn không bị rút ra ngoài.
Sau đó xác định tỉ số làm đầy, giá trị khoảng 0.33 . Tỉ số làm đầy tính khoảng 0.37 thì giá trị được chọn đúng.
Giá trị này được sử dụng để tính thể tích tổng của bể phản ứng.

Vt = Vf / 0.33

Xác định thời gian lưu bùn trong bể SBR.
SRT là thông số rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng không chỉ đến quá trình vận hành , mà còn thể tích bể, sản lượng bùn và nhu cầu oxy cung cấp. Trong thiết kế này SRT được quyết định bởi phương trình sau :

tinh-toan-sbr-1

SRT = 14.36 ngày nằm khoàng giá trị cơ bản của bể SBR đủ để loại bỏ BOD và nitơ
Xác định lượng Nitơ Kjeldahl (TKN) trong dòng vào
Bởi vì thời gian lưu bùn được thiết kế lâu, bể SBR có thể nitrat hoá một lượng TKN trong dòng vào. SRT phải được xác định nếu thời gian phản ứng đủ để đạt được nồng độ N-NH4 dòng ra khoảng 0.5 g/m3 . Để làm được điều này, hàm lượng N-NH4 bị oxi hóa phải được tính bằng cách cân bằng nitơ sử dụng phương trình

tinh-toan-sbr-2

Trong đó:

  • Kn : hằng số bán vận tốc, nồng độ cơ chất với tốc độ sử dụng cơ chất riêng tối đa bán bão hoà , mg/l
  • No : nồng độ N-NH4 lúc t =0 mg/l
  • Nt : nồng độ N-NH4 lúc t, mg/l
  • DO : nồng độ oxy hòa tan, mg/l
  • Ko : hằng số bán bão hòa của DO, mg/l
  • Yn : sản lượng sinh khối , gVSS / g bsCODr
  • Xn : nồng độ vi khuẩn nitrat hóa, mg/l
  • T : thời gian , ngày
  • Unm : tốc độ phát triển riêng lớn nhất của vi khuẩn nitrat hóa, g tế bào mới / g tế bào * ngày

Đối với thiết kế này, việc khử nitrat xuất hiện khoảng 1.9 h, do đó việc thổi khí thêm vào rất cần thiết trong pha làm đầy .

Xác định tốc độ gạn nước.
Tốc độ gạn nước được tính bằng thể tích bể đầy chia cho thời gian gạn nước. Tốc độ này được sử dụng để tính kích cỡ bơm gạn nước phao.Hệ thống này sẽ nổi lên bề mặt nước và trong khi rút nước nắp thùng xe bán tải, khóa giàn giáo, sẽ rút nước khỏi bể cách mặt nước 0.3m. Điều này sẽ giảm thiểu lượng chất rắn nổi trôi ra . Bơm sẽ được định thời gian để rút một lượng nước và sau đó sẽ tắt để tránh thải chất thải rắn.
Xác định nồng độ oxy cần thiết và tốc độ chuyển hóa trung bình cho hệ thống thổi khí.
VSV trong quá trình bùn hoạt tính sử dụng oxy trong khi chúng tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải. Lượng oxy cần thiết:

tinh-toan-sbr-3

Để tìm được tốc độ chuyển hóa oxy trung bình được phân chia bởi thời gian thổi khí trung bình hàng ngày. Bởi vì nhu cầu oxy sẽ cao hơn và đầu thời kì thổi khí , tốc độ chuyển hóa oxy sẽ được cộng bởi một hệ số cao nhất (2 trong thiết kế) để tính cho nhu cầu khởi đầu cũng như tải trọng cao nhất.
Thiết kế hệ thống thổi khí :
Một khi tốc độ chuyển hóa oxy được tính, nó có thể được sử dụng để xác định tốc độ thổi khí .
Xác định lượng bùn dư.
Lượng bùn dư sẽ được bơm ra ngoài, thể tích bể chứa bùn thải mỗi ngày được tính theo công thức :

tinh-toan-sbr-4

Trong đó :

  • Vs : thể tích bùn chứa, m3
  • Ms : khối lượng bùn, kg
  • y: trọng lượng riêng của bùn , 1.02
  • C : nồng độ bùn , 8000 mg/l

Tính tỷ số F/M và tải trọng thể tích BOD.

tinh-toan-sbr-5

Amoni trong nước thải là 1 chỉ tiêu ô nhiễm trong QCVN 14:2008/BTNMT . Đây là 1 chi tiêu ô nhiễm trong nước thải khác với chỉ tiêu Nito tổng, các bạn có thể xem cách xử lý nito trong nước thải sinh hoạt nha . Xử lý Amoni trong nước thải là việc nitrat hóa amoni NH3+ thành nitrat NO3-. Đây là 1 quá trình chuyển hóa được thực hiện qua hai bước và với 2 loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter.

Phương trình phản ứng như sau :

Ammonia + Oxygen +Bazo+ Nitrosomonas = Nitrit

Nitrit + Oxygen + Bazo + Nitrobacter = Nitrat(NO3-)

xu-ly-amoni-trong-nuoc-thai-sinh-hoat

Để chuyển đổi từ Amoni sang nitrit cần tỷ lệ 4,6/7,1 = oxy/bazo

Quá trình chuyển đổi amoni thành nitrat được tiến hành đầu tiên bởi các vi khuẩn sống trong đất và các loại vi khuẩn nitrat hóa khác. Trong giai đoạn nitrat hóa đầu tiên này, sự ôxy hóa amoni (NH4+) được tiến hành bởi các loài vi khuẩn Nitrosomonas, quá trình này chuyển đổi amoniac thành nitrit (NO2-). Các loại vi khuẩn khác như Nitrobacter có nhiệm vụ ôxy hóa nitrit thành nitrat (NO3-).[3] Việc biến đổi nitrit thành nitrat là một quá trình quan trọng vì sự tích tụ của nitrit sẽ gây ngộ độc cho thực vật.(wikipedia)

Sau khi chuyển hóa thành NO3- tiếp tục phản ứng khử để chuyển hóa thành khí nito,Phản ứng oxy hóa khử này phụ thuộc vào các vi khuẩn dị dưỡng. (Các vi khuẩn dị dưỡng sử dụng nitrat như 1 nguồn thực phẩm).

Nitrat + Chất hữu cơ + Heterotrohic bapcteria =  Khí N + Khí Oxy + Kiềm

Như vậy là các bạn có thể chọn công trình và nuôi vi sinh cũng như dùng hóa chất tương đương để xử lý Amoni trong nước thải sinh hoạt rồi, Có vấn đề gì cần tư vấn vui lòng liên hệ mình nhé. Thân !

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT ĐỨC AN ( DAEC )
Add: 50/6V QL1, Nam Lân, Bà Điểm, Hóc Môn, HCM, Việt Nam
Phone: 08 6683 1403 –  0909 3959 58
Email: info.mtducan@gmail.com
Website: https://ducantech.com

Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau tùy theo nguồn ô nhiễm. Vì vậy, đòi hỏi phải xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau. Bài viết dưới đây sẽ sơ lược tổng quan các phương pháp xử lý nước thải thông dụng nhất hiện nay.

Trước khi đi vào tìm hiểu các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, chúng ta cùng nhắc lại khái niệm nước thải sinh hoạt là gì? Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở,…

Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ các loại chất không tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nước, việc xử lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp thường được căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nước thải. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phụ thuộc vào:

  • Thành phần và tính chất nước thải
  • Lưu lượng và chế độ xả thải
  • Mức độ cần thiết xử lý nước thải
  • Đặc điểm nguồn tiếp nhận
  • Điều kiện địa chất thuỷ văn, khí hậu tại khu vực dự kiến xây dựng
  • Điều kiện vận hành và quản lý hệ thống xử lý nước thải
  • Điều kiện cơ sở hạ tầng (cấp điện, cấp nước, giao thông)

Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt chính thường được sử dụng:

  • Phương pháp hóa học
  • Phương pháp hóa lý
  • Phương pháp sinh học

Để tìm hiểu kỹ hơn về các cách xử lý nước thải sinh hoạt, chúng ta cùng đi phân tích các phương pháp trên:

1. Phương pháp xử lý hóa học
Phương pháp xử lý hóa học thường dùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gồm có: trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại. Cơ sở của phương pháp xử lý này là các phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất thêm vào, do đó, 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, phương pháp hóa học có nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với quy mô lớn. Bản chất của phương pháp hoá lý trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, 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.

2. Phương pháp xử lý sinh học
Bản chất của phương pháp sinh học trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là 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 chủ yếu có năm nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình trung gian anoxic, quá trình kị khí, quá trình kết hợp hiếu khí – trung gian anoxic – kị khí các quá trình hồ. Đối với việc xử lý nước thải sinh hoạt có yêu cầu đầu ra không quá khắt khe đối với chỉ tiêu N và P, quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính là quá trình xử lý sinh học thường được ứng dụng nhất.

3. Phương pháp hóa lý:
Phương pháp này thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc… Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh. Trên đây là ba cách xử lý nước thải sinh hoạt phổ biến nhất hiện nay, tuy nhiên, 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, điều kiện 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.

Theo giaiphapmoitruong.net

Nếu bạn cần tư vấn hay xây dựng một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt vui lòng liên hệ chúng tôi .

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT ĐỨC AN ( DAEC )
Add: 50/6V QL1, Nam Lân, Bà Điểm, Hóc Môn, HCM, Việt Nam
Phone: 08 6683 1403 – 0909 3959 58
Email: info.mtducan@gmail.com
Website: https://ducantech.com

Hỏi : Nhà tôi sử dụng nước giếng khoan có dùng được máy lọc nước RO không?
Trả lời: Về lý thuyết, khi bạn chọn công nghệ RO để lọc nước, có nghĩa là không cần quan tâm đến nước đầu vào. Chất lượng nước đầu ra luôn đảm bảo để nấu ăn và uống luôn được.
Tuy nhiên, chất lượng nước đầu vào thấp, đồng nghĩa với việc sớm phải thay lõi lọc, sớm nghẹt màng RO.
Kiểm tra nước bằng mắt thường, nước trong là có thể yên tâm sử dụng máy lọc RO. Các trường hợp nước giếng khoan đục… lên được lọc sơ bộ qua bể cát trước khi đưa vào máy.
– Máy lọc RO sử dụng màng thông thường sẽ hoạt động hiệu quả khi chỉ số đo bằng TDS (đo tổng lượng chất rắn hoà tan trong nước) <250 ppm. (Trên màng lọc này thường có kí hiệu: TW có nghĩa là nước máy)