xử lý nước thải các ngành công nghiệp đặc trưng

7.3.2 Vi khuẩn kỵ khí: 206
7.3.3 Các vi sinh vật quang hợp: 206
7.3.4 Động vật nguyên sinh và động vật không xương sống: 207
7.3.5 Hồ thực vật: 207
7.4 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 207
7.4.1 Thiết kế hồ kỵ khí 208
7.4.2 Thiết kế hồ tùy tiện 209
7.4.3 Thiết kế hồ hiếu khí 213
7.4.4 Thiết kế hồ thực vật nước: 214
7.5 THÔNG SỐ VẬN HÀNH 215
7.6 ỨNG DỤNG ĐẶC TRƯNG 216
CHƯƠNG VIII: CÔNG NGHỆ SINH HỌC LAI HỢP 217

8.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 217
8.2 CÁC DẠNG HỆ THỐNG SINH HỌC LAI HỢP 218
8.2.1 Công nghệ kỵ khí hai giai đoạn (acid hóa + lọc kỵ khí) 218
8.2.2 UASB + lọc kỵ khí 218
8.2.4 Hệ thống hybrid kị khí tăng trưởng lơ lửng. 221
8.2.5 Bùn hoạt tính + lọc màng 224
8.2.6 Bùn hoạt tính + lọc sinh học 226
8.3 ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH 228
8.4 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 228
8.5 CÁC ỨNG DỤNG ĐẶC TRƯNG 229
CHƯƠNG IX: XỬ LÝ CÁC CHẤT DINH DƯỠNG (N,P) BẰNG CÔNG
NGHỆ SINH HỌC 230

9.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH 230
9.2 ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH 236
9.2.1 Động học quá trình Nitrat hóa sinh học 236
9.2.2 Động học quá trình khử Nitrat sinh học 239
9.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 244
9.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 246
9.4.1 Nitrat hóa và khử nitrat kết hợp 246
9.4.2 Nitrat hóa và khử nitrat riêng biệt 254
9.4.3 Khử P 254
9.5 ỨNG DỤNG ĐẶC TRƯNG 255
CHƯƠNG X: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHO XỬ LÝ CÁC
LOẠI NƯỚC THẢI 257

10.1 BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ 257

10.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 257
10.3 CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ 260
10.4 YÊU CẦU THIẾT KẾ 260
10.5 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SƠ BỘ NƯỚC THẢI SINH HOẠT (CHO KHU
DÂN CƯ) 262
10.6 XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÓ TÍNH CHẤT NGUY HẠI 263
10.6.1 Xử lý nước thải dệt nhuộm 263
10.6.2 Xử lý nước thải thuộc da 266
10.6.3 Xử lý nước thải chế biến mủ cao su 269
10.6.4 Xử lý nước thải sản xuất thuốc trừ sâu 271
10.6.5 Xử lý nước thải chế biến hạt điều 273
10.7 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP 276
10.7.1 Khu công nghiệp Biên Hòa 2 276
10.7.2 Khu công nghiệp Việt Nam - Singapore 281
10.7.3 Khu chế xuất Linh Trung 1 284
10.7.4 Khu chế xuất Tân Thuận 288
10.7.5 Khu công nghiệp Tân Tạo 291
10.7.6 Khu công nghiệp Long Thành (Đồng Nai) 295
10.7.7 Khu công nghiệp Mỹ Phước (Bình Dương) 301
10.7.8 Khu chế xuất và công nghiệp Linh Trung III 303
10.8 XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP ĐẶC TRƯNG 307
10.8.1 Xử lý nước thải chăn nuôi heo 307
10.8.2 Xử lý nước thải tinh bột mì 309
10.8.3 Xử lý nước rỉ rác 313
10.8.4 Xử lý nước thải sản xuất DOP 319
10.8.5 Xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún 322
10.8.6 Xử lý nước thải sản xuất bia nhà máy bia Việt Nam 324

CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI
1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng cho tất cả các sinh vật trên trái đất.
Nếu không có nước thì chắc chắn không có sự sống xuất hiện, thiếu nước thì cả nền
văn minh hiện nay cũng không tồn tại được. Từ xưa, con người đã biết đến vai trò
quan trọng của nước; các nhà khoa học cổ đại đã coi nước là thành phần cơ bản của
vật chất và trong quá trình phát triển của xã hội loài người thì các nền văn minh lớn
của nhân loại đều xuất hiện và phát triển trên lưu vực của các con sông lớn như: nền
văn minh Lưỡng Hà ở Tây Á nằm ở lưu vực hai con sông lớn là Tigre và Euphrate
(thuộc Irak hiện nay); nền văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nil; nền văn minh sông
Hằng ở Ấn Ðộ; nền văn minh Hoàng Hà ở Trung Quốc; nền văn minh sông Hồng ở
Việt Nam
Nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình diễn ra trong tự nhiên và trong
cuộc sống của con người. Từ 3.000 năm trước Công Nguyên, người Ai Cập đã biết
dùng hệ thống tưới nước để trồng trọt và ngày nay con người đã khám phá thêm
nhiều khả năng của nước đảm bảo cho sự phát triển của xã hội trong tương lai: nước
là nguồn cung cấp thực phẩm và nguyên liệu công nghiệp dồi dào, nước rất quan
trọng trong nông nghiệp, công nghiệp, trong sinh hoạt, thể thao, giải trí và cho rất
nhiều hoạt động khác của con người. Ngoài ra nước còn được coi là một khoáng sản
đặc biệt vì nó tàng trữ một nguồn năng lượng lớn và lại hòa tan nhiều vật chất có thể
khai thác phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt của con người. Trong công nghiệp, người
ta sử dụng nước làm nguyên liệu và nguồn năng lượng, làm dung môi, làm chất tải
nhiệt và dùng để vận chuyển nguyên vật liệu
Nước bao phủ 71% diện tích của quả đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là
nước ngọt. Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha loãng các yếu tố gây ô
nhiễm môi trường, nó còn là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật,
chiếm từ 50%-97% trọng lượng của cơ thể, chẳng hạn như ở người nước chiếm 70%
trọng lượng cơ thể và ở Sứa biển nước chiếm tới 97%. Trong 3% lượng nước ngọt

có trên quả đất thì có khoảng hơn 3/4 lượng nước mà con người không sử dụng được
vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở
dạng tuyết trên lục điạ chỉ có 0, 5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ
mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên, nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì
chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu
tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng
(Miller, 1988). [19]

Hình 1.1 Tỉ lệ giữa các loại nước trên thế giới (Liêm, 1990)
Nước tự nhiên là nước mà chất lượng và số lượng của nó được hình thành dưới ảnh
hưởng của các quá trình tự nhiên không có sự tác động của con người. Tùy theo độ
khoáng, nước chia ra làm: nước ngọt (lượng muối < 1g/l), nước lợ (10 - 50 g/l) và

nước muối (> 50 g/l). Nước ngọt chia làm: nước khoáng ít (đến 200mg/l), khoáng
trung bình (200 - 500mg/l), nước khoáng cao (từ 500 - 1000 mg/l).
Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng đất ô
nhiễm. Phụ thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải được chia thành nước thải
sinh hoạt, nước khí quyển và nước thải công nghiệp. [11]
- Nước thải sinh hoạt: là nước nhà tắm, giặt, hồ bơi, nhà ăn, nhà vệ sinh, nước rửa
sàn nhà Chúng chứa khoảng 58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng. Đặc điểm cơ
bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơ không bền sinh học
(như cacbonhydrat, protein, mỡ); chất dinh dưỡng (photphat, nitơ); vi trùng; chất rắn
và mùi.
- Nước khí quyển: được hình thành do mưa và chảy ra từ đồng ruộng. Chúng bị ô
nhiễm bởi các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau. Nước trôi qua khu vực dân cư, khu
sản xuất công nghiệp, có thể cuốn theo chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng Còn
nước chảy ra từ đồng ruộng mang theo chất rắn, thuốc sát trùng, phân bón
- Nước thải công nghiệp: xuất hiện khi khai thác và chế biến các nguyên liệu hữu cơ
và vô cơ. Trong các quá trình công nghệ các nguồn nước thải là:
a. Nước hình thành do phản ứng hóa học (chúng bị ô nhiễm bởi các tác chất
và các sản phẩm phản ứng)
b. Nước ở dạng ẩm tự do và liên kết trong nguyên liệu và chất ban đầu, được
tách ra trong qua trình chế biến.
c. Nước rửa nguyên liệu, sản phẩm, thiết bị.
d. Dung dịch nước cái.
e. Nước chiết, nước hấp thụ.
f. Nước làm nguội.
g. Các nước khác như: nước bơm chân không, từ thiết bị ngưng tụ hòa trộn,
hệ thống thu hồi tro ướt, nước rửa bao bì, nhà xưởng, máy móc
1.2 THÀNH PHẦN LÝ HÓA HỌC CỦA NƯỚC THẢI

Nước thải chứa rất nhiều loại hợp chất khác nhau, với số lượng và nồng độ cũng
thay đổi rất khác nhau. Có thể phân loại tính chất nước thải như sau: [15]
1.2.1 Tính chất vật lý
Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: màu sắc, mùi,
nhiệt độ và lưu lượng (dòng chảy).
- Màu: nước thải mới có màu hơi nâu sáng, tuy nhiên nhìn chung màu nước thải
thường là màu xám có vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ bị thay đổi đáng kể nếu
như nó bị nhiễm khuẩn, khi đó nước thải sẽ có màu đen tối.
- Mùi: mùi có trong nước thải sinh hoạt là do có khí sinh ra từ quá trình phân hủy
các hợp chất hữu cơ hay do có một số chất được đưa thêm vào trong nước thải.
Nước thải sinh hoạt thông thường có mùi mốc, nhưng nếu nước thải bị nhiễm khuẩn
thì nó sẽ chuyển sang mùi trứng thối do sự tạo thành H
2
S trong nước.
- Nhiệt ñộ: nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nhiệt độ của nguồn nước
sạch ban đầu, bởi vì có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và các
máy móc thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, chính những dòng nước thấm qua đất và
lượng nước mưa đổ xuống mới là nhân tố làm thay đổi một cách đáng kể nhiệt độ
của nước.
- Lưu lượng: thể tích thực của nước thải cũng được xem là một trong những đặc
tính vật lý của nước thải, có đơn vị là m
3
/người.ngày. Hầu hết các thiết bị xử lý được
thiết kế để xử lý nước thải có lưu lượng 0,378 – 0,756 m
3
/người.ngày. Vận tốc dòng
chảy luôn thay đổi trong ngày.
1.2.2 Tính chất hóa học
Các thông số mô tả tính chất hóa học thường là: số lượng các chất hữu cơ, chất vô
cơ và chất khí. Để đơn giản hơn, ta có thể xác định tính chất hóa học của nước thải
thông qua các thông số: độ kiềm, BOD, COD, các chất khí hòa tan, các hợp chất
Nito, pH, P, các chất rắn (hữu cơ, vô cơ, huyền phù và không tan), và nước.

- ðộ kiềm: đặc trưng cho khả năng trung hòa axit, thường là độ kiềm bicarbonate,
carbonate, và hydroxide. Độ kiềm thực chất là môi trường đệm (để giữ pH trung
tính) của nước thải trong suốt quá trình xử lý sinh hóa.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): dùng để xác định lượng chất bị phân hủy sinh hóa
trong nước thải, thường được xác định sau 5 ngày ở nhiệt độ 20
o
C. BOD
5
trong
nước thải sinh hoạt thường nằm trong khoảng 100 – 300mg/l.
- Nhu cầu oxy hóa học (COD): dùng để xác định lượng chất bị oxy hóa trong nước
thải. COD thường nằm trong khoảng 200 – 500 mg/l. Tuy nhiên, trong nước thải
công nghiệp, nồng độ này có thể gia tăng một cách đáng kể.
- Các chất khí hòa tan: đây là những khí có thể hòa tan được trong nước thải. Nước
thải công nghiệp thường có nồng độ oxy tương đối thấp.
- Hợp chất chứa N: số lượng và các loại hợp chất chứa N sẽ thay đổi trong từng
dạng nước thải khác nhau (nước thải chưa xử lý và nước thải sau xử lý ở dòng ra). N
thường đi kèm vòng tuần hoàn oxy hóa và nồng độ của nó sẽ giảm dần. Phần lớn N
chưa được xử lý trong nước thải sẽ chuyển sang dạng N hữu cơ hay N-NH
3
. Nồng
độ N trong nước thải thường là 20 – 85 mg/l; trong đó N hữu cơ thường ở khoảng 8
– 35 mg/l, còn nồng độ N-NH
3
thường từ 12 – 50 mg/l.
- pH: đây là cách để nhanh chóng phát hiện tính axit của nước thải. Giá trị pH dao
động trong khoảng từ 1 – 14. Để xử lý nước thải một cách có hiệu quả thì pH chỉ
nên nằm trong khoảng 6,5 – 9 (lý tưởng hơn là từ 6,5 – 8).
- Phospho: đây là nhân tố cần thiết cho hoạt động sinh hóa, nhưng chỉ nên hiện diện
với một lượng tối thiểu, hoặc sẽ được loại bỏ sau quá trình xử lý bậc hai. Số lượng P
dư thừa có thể gây rối dòng chảy và làm tăng trưởng quá mức các loại tảo. Nồng độ
P thường trong khoảng 6 – 20 mg/l. Quá trình loại bỏ hợp chất photphat trong các
chất tẩy rửa có ảnh hưởng quan trọng đến khối lượng P trong nước thải.
- Các chất rắn: hầu hết các chất ô nhiễm trong nước thải có thể được xem là các
chất rắn. Mục đích của việc xử lý nước thải là nhằm loại bỏ các chất rắn hoặc
chuyển chúng sang dạng ổn định hơn và dễ xử lý. Các chất rắn có thể được phân

loại dựa vào thành phần hóa học của chúng (hữu cơ hay vô cơ), hoặc bởi các đặc
tính vật lý (có thể lắng đọng, nổi trên mặt nước, hay ở dạng keo). Nồng độ tổng các
chất rắn trong nước thải thường dao động trong khoảng 350 – 1200 mg/l.
+ Các chất rắn hữu cơ: bao gồm C, H, O, N, và có thể được chuyển thành CO
2

và H
2
O khi cháy ở nhiệt độ 550
o
C.
+ Các chất rắn vô cơ: thường không bị ảnh hưởng bởi sự cháy.
+ Các chất rắn lơ lửng: loại chất rắn này thường bị giữ lại bởi các bể lọc đệm vật
liệu xơ, và có thể được phân loại nhỏ hơn như: tổng các chất răn lơ lửng (TSS),
các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS), và các chất rắn lơ lửng cố định. Ngoài ra
chúng còn được phân loại thành 3 thành phần dựa vào khả năng lắng đọng: các
chất rắn có khả năng lắng đọng, các chất rắn nổi trên mặt và dạng keo. Tổng
hàm lượng các chất rắn lơ lửng trong nước thải thường từ 100 – 350 mg/l.
+ Các chất rắn tan: loại chất rắn này sẽ đi qua được các bể lọc đệm vật liệu xơ,
và cũng được phân loại thành: tổng hàm lượng các chất rắn tan được (TDS),
các chất rắn tan dễ bay hơi, và các chất rắn tan cố định. Tổng hàm lượng các
chất rắn tan được nằm trong khoảng 250 – 850 mg/l.
- Nước: luôn là thành phần cấu tạo chính của nước thải. Trong một số trường hợp,
nước có thể chiếm đến từ 99,5% - 99,9% trong nước thải (thậm chí ngay cả trong
nước thải ô nhiễm nặng nhất thì hàm lượng các chất bẩn cũng chỉ chiếm 0,5%; còn
đối với nguồn nước thải được xem là sạch nhất thì nồng độ này là 0,1%).
1.3 NGUỒN GỐC PHÁT SINH CÁC LOẠI NƯỚC THẢI ðẶC TRƯNG
Để xác định nguồn gốc phát sinh các loại nước thải đặc trưng, ta có thể dựa vào số
liệu thống kê các kết quả phân tích nước thải ở một số cơ sở sản xuất (trên địa bàn
Tp.Hồ Chí Minh) có hàm lượng COD và BOD
5
tương đối cao (bảng 1.1), và bảng
kết quả chất lượng nước thải sản xuất của các xí nghiệp, nhà máy điển hình (thủy
sản, chế biến thực phẩm, đường, bánh kẹo, …).
Bảng 1.1: Kết quả phân tích tính chất nước thải ở một số cơ sở sản xuất trên ñịa
bàn Tp. Hồ Chí Minh (2005)

Hàm lượng các
chất ô nhiễm (mg/l)
TT Tên cơ sở sản xuất
Quận/
Huyện

Ngành nghề
kinh doanh
Tính chất
nước thải
COD BOD
5
SS
1. Xí nghiệp chăn nuôi
heo Phước Long
Quận
9
Chăn nuôi
heo
Nước vệ
sinh chuồng
trại
1153 807 5988
2. Chi nhánh Cty CP
Sài Gòn Xanh
Quận
9
Kem, Yaourt Nước giải
nhiệt, rửa
1558 1021 148
3. Công ty giấy Bình
Chiểu
Thủ
Đức
Giấy xeo NT sản xuất
660 356 577
4. Công ty Samsung

Thủ
Đức
Ti vi,tủ lạnh,
máy giặt
NT sinh
hoạt
2333

725

347
5. Công ty Dệt – May
– Thêu Mỹ Dung
Bình
Tân
Dệt, may NT sản xuất
6350 2857 -
6. Công ty Phượng
Hoàng
Bình
Tân
Giặt quần áo Cống chung
1029


282

120
7. DNTN Thăng Long

Củ
Chi
Dệt nhuộm Cống chung
436 165 5
8. HTX SX – TM Tấn
Thành
Củ
Chi
Cao su NT sau sản
xuất
2431 1327 13
9. Cty TNHH CBTP
huynh đệ Tề Hùng
Củ
Chi
nông sản Cống chung
1371 891 11
10. DNTN nhuộm
Thành Công
Quận
8
Dệt, Nhuộm
vải
NT sản xuất,
vệ sinh thiết
bị
2460 1220 15
11. Xí nghiệp nước Quận Nước tương, Cống chung 4646 2786 2070

chấm Nam Dương 8 tương ớt
12. Công ty TNHH
Nhan Lý
Tân
Phú
Bạch tuộc
đông lạnh
NT sản xuất
811 54 443
13. Cty CP Thủy sản số
1 Seajoco
Tân
Phú
Hàng đông
lạnh
Cống chung
561 352 38
14. Công ty chế biến gỗ
Đức Thành
Gò
Vấp
Gỗ NT sản xuất
1029 183 960
15. Bánh Hỷ Lâm Môn Quận
5
- Cống chung
1527 750 184
16. Công ty CP thực
phẩm Bình Tây
Quận
6
Mì, bún,
cháo ăn liền
Cống chung
6570 3150 144
17. Cty TNHH SX TM
Giấy Thiên Trí
Hóc
Môn
Giấy xeo NT vào
2182 1200 1070
18. Nhà máy thuốc lá
SN (cơ sở 2)
Quận
4
Thuốc lá NT sinh
hoạt
530 260 4390
19. Cty CP Dược phẩm
và dịch vụ Y tế
Khánh Hội
Quận
4
Thuốc tây
(dạng viên)
Cống chung
748 318 92
20. Cty TNHH TM
DV&XD Tấn Quang

Quận
12
Vải mùng NT sản xuất 1558 841 25
Nguồn: Trường ðại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, 2005.
Bảng 1.2: ðặc tính nước thải chế biến thủy sản
Nước thải BOD
5
COD Dầu/mỡ TS SS Nguồn
Chế biến cá
(thủ công)
3,32
kg/tấn
- 0,348
kg/tấn
- 1,42
kg/tấn
Middleebrooks
, 1979
Chế biến cá
(bằng máy)
11,9
kg/tấn
- 2,48
kg/tấn
- 8,92
kg/tấn
Middleebrooks
, 1979

Xem chi tiết: xử lý nước thải các ngành công nghiệp đặc trưng