2.5.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Nước thải thường chứa các chất tan hay không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các hạt này ra khỏi nước thải, người ta có thể sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác, lưới chắn rác, các loại bể lắng, lọc cát và ly tâm. Tùy vào kích thước hạt, tính chất hóa - lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước và mức độ làm sạch cần thiết mà người ta lựa chọn phương pháp thích hợp.
SVTH : Mai Nguyeón Quyứnh Nhử 29 2.5.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
• Trung hòa
Là phương pháp xử lý thông dụng và đơn giản nhất đối với chất ô nhiễm vô cơ, bằng cách thêm axit hoặc bazơ để điều chỉnh pH đến mức chấp nhận được (khoảng 6 - 9).
• Keát tuûa
Là phương pháp thông dụng nhất để khử kim loại và một số anion. Kim loại bị kết tủa dưới dạng hydroxide, sulfide và carbonate bằng cách thêm các chất làm kết tủa (precipitant) và điều chỉnh pH thích hợp cho quá trình. Kết tủa sulfide cho hiệu quả khử tốt hơn nhưng mắc tiền và có thể tạo ra khí H2S nên thực tế người ta thường dùng vôi (tạo kết tủa hydroxide) hay xút, vừa rẻ vừa ít nguy hieồm hụn.
• Oxy hóa - khử
Phương pháp oxy hóa - khử có khả năng phân hủy hầu hết các chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải. Trong công nghệ xử lý nước thải, người ta có thể sử dụng các chất oxy hoá như Clo dạng khí hoặc hoá lỏng, Kali-permanganat (KMnO4), H2O2, Ozon… để làm sạch nước thải. Phương pháp khử dùng để tách các hợp chất thủy ngân, crom… ra khỏi nước thải.
2.5.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa - lý
• Đông tụ và keo tụ
Các chất rắn lơ lửng phân tán, các chất keo có kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được hoặc lắng với tốc độ rất chậm có thể được loại bỏ bằng phương pháp đông tụ và keo tụ.
Các chất đông tụ thường dùng là các loại muối nhôm, sắt hay hỗn hợp của chúng. Ngoài ra, để tăng hiệu suất đông tụ, người ta còn sử dụng thêm các chất trợ đông tụ. Các chất trợ đông tụ có tác dụng nâng cao tốc độ lắng của các bông keo
SVTH : Mai Nguyeón Quyứnh Nhử 30 đồng thời giảm lượng chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ. Các chất trợ đông tụ có thể là các polyme tự nhiên như tinh bột, cellulose, dextrin, các polyme tổng hợp như polyacrylamid, hoặc các chất đông tụ vô cơ như natri, silicat hoạt tính . . .
• Tuyeồn noồi
Tuyển nổi là phương pháp được sử dụng để tách các tạp chất ở dạng rắn hoặc lỏng, phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng và 1 số chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi là có cấu tạo thiết bị đơn giản, vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp, có độ lựa chọn tách các tạp chất, tốc độ quá trình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng nhưng lại có nhược điểm là các lỗ mao quản hay bị bẩn, tắc.
• Haỏp phuù
Được sử dụng để làm sạch triệt để các chất hữu cơ hòa tan ra khỏi nước thải sau khi xử lý sinh học mà chúng thường có độc tính cao hoặc không phân hủy sinh học. Một số chất hấp phụ được sử dụng phổ biến là than hoạt tính, các chất tổng hợp, một số chất thải của sản xuất như xỉ tro, mạt sắt, khoáng chất như đất seùt, silicagel, keo nhoâm . . .
2.5.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Phương pháp này thường được dùng để loại các chất phân tán nhỏ, chất keo và các chất hữu cơ hoà tan (đôi khi có cả một số hợp chất vô cơ) khỏi nước thải.
Nguyên lý của phương pháp này là dựa vào hoạt động sống của các loài vi sinh vật có khả năng phân huỷ, phá gãy các mạch phân tử của các chất hữu cơ có mạch cacbon lớn thành các phân tử có mạch cacbon đơn giản hơn nhiều và cuối cùng là tạo CO2 (hiếu khí) hoặc CH4 + CO2 (yếm khí). Các vi sinh vật, vi khuẩn, tảo, rong rêu là các chất xúc tác sống. Chúng giúp cho một số quá trình xảy ra trong nước, các phản ứng có sự tham gia của các hợp chất hữu cơ và các quá trình oxy hoá-khử xảy ra qua trung gian là vi khuẩn.
SVTH : Mai Nguyeón Quyứnh Nhử 31
• Xử lý hiếu khí
Quá trình bùn hoạt tính (bể aeroten), hồ ổn định có sục khí, cánh đồng tưới tự nhiên . . .Các công trình xử lý thường chiếm diện tích lớn.
• Xử lý kỵ khí
Hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giản nở, công nghệ đệm bùn kỵ khí dòng chảy ngược (UASB). Ưu điểm là có chi phí đầu tư, vận hành thấp, lượng hóa chất bổ sung ít, không đòi hỏi cấp khí, đỡ tốn năng lượng và còn có thể thu hồi, tái sử dụng năng lượng từ biogas.
2.5.5. Xử lý nước thải giàu amoni theo nguyên tắc sinh học
Ơû phương pháp này, amôni trước hết bị oxy hóa thành các nitrite nhờ các vi khuẩn Nitrosomonas, Nitrosopire, Nitrosococcus, Nitrosolobus. Sau đó các ion nitrite bị oxy hóa thành nitrate nhờ các vi khuẩn Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus. Các vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas và Nitrobacter thuộc loại vi khuẩn tự dưỡng hóa năng. Năng lượng sinh ra từ phản ứng nitrate hóa được vi khuẩn sử dụng trong quá trình tổng hợp tế bào. Nguồn cacbon để sinh tổng hợp các tế bào vi khuẩn mới là cacbon vô cơ. Ngoài ra chúng tiêu thụ mạnh oxy.
Quá trình trên thường được thực hiện trong bể phản ứng sinh học với lớp màng vi sinh (bùn) dính bám trên các vật liệu mang (giá thể vi sinh). Việc tạo màng sinh vật trên bề mặt vật liệu mang sẽ làm tăng tốc độ phản ứng sinh hóa, đồng thời tăng tuổi thọ của bùn hoạt tính.
Có ba nhóm phương pháp xử lý nước thải theo nguyên tắc sinh học. Tùy điều kiện cụ thể (tính chất, khối lượng nước thải, khí hậu, địa hình, mặt bằng, kinh phí. . .)người ta dùng một trong những phương pháp sau đây hoặc kết hợp với nhau để xử lý nước thải.
SVTH : Mai Nguyeón Quyứnh Nhử 32
• Các phương pháp hiếu khí (aerobic)
Phương pháp dùng các loại vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy hòa tan trong nước để phân hủy chất hữu cơ thành chất vô cơ.
Chất hữu cơ + O2 (vi sinh) = H2O + CO2 + Năng lượng Chất hữu cơ + O2 (vi sinh) = Tế bào mới
Tế bào + O2 (năng lượng) = H2O + CO2 + NH3
Tổng cộng: Chất hữu cơ + O2 = H2O + CO2 + NH3
• Phương pháp hiếu khí, amoniac cũng được loại bỏ bằng phản ứng oxy hóa nhờ vi sinh vật tự dưỡng (quá trình nitrite hóa)
2NH4+ + 3O2 (Nitrosomonas) = 2NO2- +4H+ +2H2O + năng luợng 2NO2- +O2 (Nitrobacter) =2NO3-